KR101316354B1 - 시트벨트의 프리텐셔너 - Google Patents

시트벨트의 프리텐셔너 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시트밸트의 프리텐셔너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프리텐셔너에 이용되는 랙의 하강시 실린더내에 형성되는 압축 가스를 마이크로 가스 제너레이터에 형성된 나선형의 가이드 블레이드를 따라 회전하면서 외부로 배출되게 하여 승객 가슴으로 전달되는 하중 상승을 막아 승객의 가슴 상해를 저감시키도록 하는 시트벨트의 프리텐셔너에 관한 것이다.
본 발명은 시트 벨트의 웨빙을 감고 있는 원통형 스풀에 연결되는 피니언과, 상기 피니언과 맞물린 랙을 수용하는 실린더와, 상기 실린더의 일측 내부에 구비되어 외부 충격에 의한 폭발로 상기 랙을 이동시킴으로써 상기 피니언이 회전되게 하는 마이크로 가스 제너레이터와, 상기 실린더의 일측 외주연을 감싸도록 설치되어 상기 마이크로 가스 제너레이터를 외부 이탈을 방지하는 제너레이터 캡을 포함하여 구성된 시트벨트의 프리텐셔너에 있어서, 상기 마이크로 가스 제너레이터의 외주연에는 상기 실린더 내 가스의 외부 배출을 안내하는 가이드 블레이드가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

시트벨트의 프리텐셔너{PRETENSIONER FOR SEAT BELT}
본 발명은 시트밸트의 프리텐셔너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프리텐셔너에 이용되는 랙의 하강시 실린더내에 형성되는 압축 가스를 마이크로 가스 제너레이터에 형성된 나선형의 가이드 블레이드를 따라 회전하면서 외부로 배출되게 하여 승객 가슴으로 전달되는 하중 상승을 막아 승객의 가슴 상해를 저감시키도록 하는 시트벨트의 프리텐셔너에 관한 것이다.
자동차의 시트밸트는 운전자를 비롯한 탑승자를 사고에서 안전하게 보호하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이 탑승자의 허리를 감싸는 허리벨트(10)와 어깨 및 가슴부분을 감싸는 어깨벨트(20)가 구비된 3점식이 일반적으로 사용된다.
이러한 시트밸트는 차량의 충돌 상황에서 로킹에 의하여 잠기는 것이나, 충돌 시기와 벨트가 감기기 전까지의 짧은 시간 동안에는 벨트가 오히려 풀려 탑승자가 시트에서 이탈되어, 탑승자가 전면 유리 또는 도어의 측면과 충돌될 수 있는 문제가 있다.
이러한 밸트의 풀어짐을 능동적으로 감아주기 위한 수단 중 하나인 프리텐셔너(Pretentioner)는 차량에 발생한 충격을 감지하여 MGG(Micro Gas generator)의 폭발력으로 밸트를 되감는 것이다.
폭발 압력을 이용한 일반적인 프리텐셔너는 랙과 피니언을 이용하는데, 실린더(50)에 삽입되어 있는 랙(60)이 피니언(70)과 맞물리는 구조를 가지고 있다. 유사시에는 마이크로 가스 제너레이터(51 ,MGG)가 폭발하면서, 팽창된 가스를 실린더(50)로 분출하면, 그 압력에 의해 랙(60)은 밀려나고, 피니언(70)은 회전하게 된다.
이러한 피니언(70)의 회전력을 클러치부를 통하여 시트 벨트의 웨빙을 감고 있는 원통형 스풀에 전달함에 따라 짧은 시간 내에 스풀을 역회전시켜 벨트를 감도록 하는 것이다.
도 2을 참고로 종래의 프리텐셔너 작동상태를 살펴보면 (a) 차량 충돌시 MGG에 전류가 인가되면 화약이 폭발하여 랙(60)을 위로 상승시킨다. (b) 랙(60)이 상승됨에 따라 그 랙과 맞물려 있는 피니언(70)을 회전시켜 벨트를 감고 있는 원통형 스풀(90)을 감아 들여 승객을 조기 구속하게된다.
(c) 승객에 에너지가 전달되어 상체가 앞으로 이동하면 스풀(90)에 의해 승객 가슴으로 전달되는 하중을 줄이고자 피니언(70)이 역회전하고 랙(60)이 하강하게 된다. 랙(60)의 하강에 의해 실린더(50)내부의 가스가 압축되면 이 압축된 가스가 랙의 하강을 방해하여 승객의 가슴을 압박하게 된다.
(d) 이후, 상기 랙(60)이 하강이 점점 더 진행되면 가스의 압축이 최대화 되어 승객의 가슴에 가해지는 하중이 상승되어 승객 가슴의 상해가 증대되는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명이 목적은 시트벨트를 감고 있는 스풀을 풀기 위해 프리텐셔너의 랙이 하강하는 경우 그 랙의 하강으로 인해 형성된 실린더내부의 압축가스가 마이크로 가스 제너레이터(MGG)에 형성된 나선형 가이드 블레이드를 따라 이동되어 제너레이터 캡에 형성된 벤트홀를 통해 외부로 배출되게 함으로써 승객의 가슴 상해를 저감시키도록 하는 시트밸트의 프리텐셔너를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 시트 벨트의 웨빙을 감고 있는 원통형 스풀에 연결되는 피니언과, 상기 피니언과 맞물린 랙을 수용하는 실린더와, 상기 실린더의 일측 내부에 구비되어 외부 충격에 의한 폭발로 상기 랙을 이동시킴으로써 상기 피니언이 회전되게 하는 마이크로 가스 제너레이터와, 상기 실린더의 일측 외주연을 감싸도록 설치되어 상기 마이크로 가스 제너레이터를 외부 이탈을 방지하는 제너레이터 캡을 포함하여 구성된 시트벨트의 프리텐셔너에 있어서, 상기 마이크로 가스 제너레이터의 외주연에는 상기 실린더 내 가스의 외부 배출을 안내하는 가이드 블레이드가 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 가이드 블레이드는 상기 마이크로 가스 제너레이터의 외주연에 나선형으로 형성되고, 상기 제너레이터 캡에는 상기 가이드 블레이트를 통해 이동되는 실린더 내 가스의 외부유출을 위한 벤트홀이 형성된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 프리텐셔너로 이용되는 랙의 하강으로 인해 형성된 실린더 내부의 압축가스가 마이크로 가스 제너레이터(MGG)에 형성된 나선형 가이드 블레이드를 따라 이동되어 제너레이터 캡에 형성된 벤트홀를 통해 외부로 배출되어 승객 가슴으로 전달되는 하중을 저감시켜 승객의 가슴상해를 방지할 수 있고, 상기 압축가스가 회전하면서 배출되므로 초기 하중 저하 방지로 인한 에너지 분산으로 승객 상해치를 더욱 저감시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래의 시트벨트의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 종래의 프리텐셔너의 작동상태를 나타낸 도면,
도 3은 프리텐셔너와 시트벨트의 웨빙을 감고 있는 권취장치의 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 프리텐셔너의 작동상태를 나타낸 작동상태도,
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 시트벨트의 프리텐셔너를 상세히 설명한다. 이에 앞선, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있을 것이다.
그리고, 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있고, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
본 발명에 따른 시트벨트의 프리텐셔너는 시트벨트의 웨빙을 풀어주기 위해 피니언이 역회전하고 랙이 실린더내에서 하강시 그 랙의 하강으로 인해 상기 실린더내에 형성된 압축 가스를 외부로 용이하게 배출하도록 구성된다.
도 3은 프리텐셔너와 시트벨트의 웨빙을 감고 있는 권취장치의 분해사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 프리텐셔너의 작동상태를 나타낸 작동상태도이다.
본 발명은 시트 벨트의 웨빙을 감고 있는 원통형 스풀에 연결되는 피니언과, 상기 피니언과 맞물린 랙을 내측에 수용하는 실린더와, 상기 실린더의 일측 내부에 구비되어 외부 충격에 의한 폭발로 상기 랙을 이동시킴으로써 상기 피니언이 회전되게 하는 마이크로 가스 제너레이터와, 상기 실린더의 일측 외주연을 감싸도록 설치되어 상기 마이크로 가스 제너레이터를 외부 이탈을 방지하는 제너레이터 캡을 포함하여 구성된 시트벨트의 프리텐셔너에 있어서, 상기 마이크로 가스 제너레이터의 외주연에는 상기 실린더 내 가스의 외부배출을 안내하는 가이드 블레이드가 형성된다.
본 발명에 따른 프리텐셔너에 대해 설명하기에 앞서 시트 벨트의 웨빙을 감는 권취장치와 그 권취장치에 연결되게 설치되는 프리텐셔너에 대해 설명하기로 한다.
상기 스풀(115)은 차량의 실내에 고정되어 상면에서 볼 때 'ㄷ'자 형태의 판상형의 프레임(100)의 일측벽과 타측벽사이에 회전 가능하게 설치된다. 이러한 상기 스풀(115)에는 시트 벨트의 웨빙(200)이 감겨 있다.
상기 웨빙(200)의 일측단부에 설치된 원주 형상의 샤프트(220)는 스풀(115)에 연결되어 지지된다. 또한 상기 웨빙(200)은 상기 일측단부의 근방에 위치한 스풀(115)에 삽입 관통된다. 이것에 의해 웨빙(200)은 스풀(115)에 연결되어 지지된다. 또한, 상기 웨빙(200)은 스풀(115)에 감긴 부분의 근방에 있는 삽입통과공(116)에 삽입 통과되고, 상기 웨빙(200)은 차량의 승무원에게 장착된다. 상기 스풀(115)은 권취 방향으로 회전하게 되면 상기 웨빙(200)이 감기고, 상기 스풀(115)의 인출방향으로 회전하게 되면 상기 웨빙(200)이 인출된다.
그리고, 상기 스풀(115)의 중심 축부분에는 에너지 흡수부재(240)가 배치되고, 상기 에너지 흡수부재(240)는 소정 하중 이상의 하중이 부여되면 뒤틀림 변형이 가능하고, 상기 에너지 흡수부재(240)의 타측단은 상기 스풀(115)의 타측단에 연결되어 지지된다. 여기서, 상기 에너지 흡수부재(240)는 스풀(115)과 일체로 회전한다.
상기 스풀(115)의 일측에는 회전부재로서의 락 기어(260)가 설치되고, 락 기어(260)는 에너지 흡수 부재(240)의 일측 입구의 근방에 연결되어 지지되며, 상기 에너지 흡수 부재(240)가 뒤틀림 변형되었을 경우 이외에는 상기 락 기어(260)는 에너지 흡수부재(240) 및 스풀(115)과 일체로 회전한다.
또한, 상기 락 기어(260)의 외주에는 톱니(280)가 형성되고, 중심축에는 일측이 개방된 원주형상의 구멍(300)이 형성되며, 상기 구멍(300)의 외주 전체에는 로렛 가공이 수행된 면부(320)가 형성되어 있다.
그리고, 상기 프레임(100)의 일측벽 외측에는 랙과 피니언을 이용한 프리텐셔너가 배치된다. 상기 피니언(360)은 에너지 흡수부재(240)에 회전 가능하도록 지지되고, 일측에는 피니언 톱니기어(380)가 형성되어 있다. 한편, 피니언(360)의 타측에는 캠(400)이 형성되어 있으며, 그 캠의 외주에는 요출부가 교대로 형성되어 있다.
상기 캠(400)은 구멍(300)내에 삽입되되 상기 면부(320)에는 접촉하고 있지 않은 상태로 형성된다. 따라서, 상기 락 기어(260)는 피니언(360)과 독립하여 회전 가능하도록 구성되어 있다.
그리고, 상기 락 기어(260)와 피니언(360)사이에는 클러치 플레이트(420)가 배치되고, 상기 클러치 플레이트(420)의 중심에는 복수의 결합돌기(미부호)가 형성되어 있다. 각 결합돌기(미부호)는 상기 클러치 플레이트(420)의 타측 방향으로 돌출되고, 상기 캠(400)의 각 요철부에 맞추어서 결합된다. 이것에 의해 상기 클러치 플레이트(420)는 피니언(360)에 장착되고, 각 결합돌기(미부호)는 캠(400)과 함께 상기 구멍(300)내에 삽입되어 있다. 여기서, 각 결합돌기(미부호)는 면부(320)와 접촉되어 있지 않다. 이것에 의해 상기 락 기어(260)는 클러치 플레이트(420)와 독립하여 회전가능하도록 구성되고, 상기 클러치 플레이트(420)의 외주에는 복수의 홈부(460)가 형성되어 있다.
그리고, 상기 피니언(360)의 하측에는 상기 프레임(100)의 일측 외벽에 고정되는 실린더(480)가 구비된다.
또한, 상기 실린더(480)의 아래쪽 단부 내측에는 마이크로 가스 제너레이터(500)가 설치되고, 상기 마이크로 가스 제너레이터(500)가 설치된 상기 실린더(480)의 아래쪽 단부 외주연에는 상기 마이크로 가스 제너레이터(500)의 외부 이탈을 방지하는 제너레이터 캡(520)이 설치된다.
여기서, 상기 마이크로 가스 제너레이터(500)의 외주연에는 나선형으로 형성되는 가이드 블레이드(550)가 형성되고, 상기 제너레이터 캡(520)에는 상기 가이드 블레이드(550)를 통해 이동되는 실린더 내 가스의 유출을 위한 다수개의 벤트홀(525)이 형성된다.
상기 마이크로 가스 제너레이터(500)의 외주연에 나선형으로 형성된 상기 가이드 블레이드(550)의 회전수나 그 두께 및 상기 제어레이터 캡(520)에 형성된 벤트홀(525)의 크기는 적절하게 조절하여 구성할 수 있음을 밝혀두는 바이다.
또한, 상기 실린더(480)의 내측에는 랙(540)이 설치되는데, 그 랙(540)을 상기 실린더(480)의 상단에서 그 실린더(480)의 내부로 삽입하여 설치된다. 그리고, 상기 랙(540)의 하단에는 그 랙(540)의 하단과 실린더(480)사이를 실링(sealing)하는 O링(560)이 설치된다.
그리고, 상기 프레임(100)의 일측벽에는 상기 락 기어(260)의 일측을 덮도록 하는 중앙에 원형의 관통공(620)이 형성된 기어케이스(600)가 설치된다. 상기 관통공(620)은 상기 락 기어(260)의 구멍(300)을 노출시키고, 상기 기어케이스(600)의 상단에는 평판 모양의 스토퍼판(640)이 수직으로 설치되며, 상기 기어 케이스(600)의 둘레에는 만곡된 판 형상의 가이드 판(660)이 수직으로 설치된다.
또한, 상기 가이드 판(660)은 관통공(620)의 외주연을 따라 스토퍼판(640)이 하단으로부터 권취방향으로 연장 형성되고, 상기 기어 케이스(600)의 기울어진 상부에는 일측이 개방된 수납공이 형성된다. 여기서, 상기 수납공은 원호 형태로 휘어진 사각기둥 내부에 형성되고, 그 수납공의 내에는 밀착수단으로서의 압축코일스프링이 수용되어 있다.
상기 프레임(100)의 일측벽과 타측벽 사이에는 락 부재(720)가 가로질러 연결되어 있고, 상기 락 부재(720)의 일측단에는 락 플레이트(740)가 설치되어 있다. 상기 락 플레이트(740)는 일단에 대하여 기어 케이스(600)의 하부에 회동 가능하게 지지를 받고 있으며, 상기 락 플레이트(740)는 락 기어(260)에 기울어지도록 하부에 배치된다.
그리고, 상기 클러치 플레이트(420)의 일측에는 이동 부재로서의 락 스토퍼(860)가 설치되고, 상기 락 스토퍼(860)는 기어 케이스(600)의 관통공(620) 외주에 따라 만곡된 사각 기둥 형태로 형성된다.
이하에서는, 상기와 같이 구성된 권취장치에서 본 발명의 특징부인 랙과 피니언을 이용한 프리텐셔너의 작동상태를 도 4를 참조하여 설명한다.
먼저, 차량이 충돌하게 되면 상기 실린더(480)의 하측 내부에 설치된 마이크로 가스 제너레이터(500)에 전류가 인가되어 폭발이 일어나고, 그 폭발로 인해 상기 실린더(480)의 내측으로 팽창 가스가 분출되면 상기 랙(540)이 위로 상승하게 된다.
상기 랙(540)이 상승됨에 따라 그 랙과 맞물려 있는 피니언(360)이 회전되고, 그 회전력에 의해 상기 시트 밸트 웨빙을 결합하고 있는 스풀(115)이 회전되어 그 시트 벨트 웨빙이 감겨 승객을 조기 구속하게 된다.
이후, 승객에 에너지가 전달되어 승객의 상체가 앞으로 이동하면 웨빙에 의해 승객 가슴으로 전달되는 하중을 줄이고자 상기 피니언(360)이 역회전되어 상기 랙(540)이 하강하고, 하강된 랙(540)에 의해 실린더 내부의 가스가 압축된다.
상기 랙(540)에 의해 압축된 가스는 상기 마이크로 가스 제너레이터(500)의 외주연에 형성된 나선형의 가이드 블레이드(550)를 따라 상기 제너레이터 캡(520)에 형성된 벤트홀(525)을 통해 외부로 배출되어 승객 가슴으로 전달되는 하중 상승을 막게 된다.
또한, 상기 압축 가스가 직선적으로 배출되지 않고 상기 가이드 블레이드(550)를 따라 회전하며 배출되므로 초기 하중 저하 방지로 인한 에너지 분산으로 승객 상해치를 저감할 수 있게 된다.
상기와 같이 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형실시가 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 한정하지 않고, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라, 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 프레임 115: 스풀
116: 삽입통과공 200: 웨빙
220: 샤프트 240: 에너지 흡수부재
260: 락기어 280: 톱니
300: 구멍 320: 면부
360: 피니언 380: 피니언 톱니기어
400: 캠 420: 클러치 플레이트
460: 홈부 480; 실린더
500: 마이크로 가스 제너레이터 520: 제너레이터 캡
525: 벤트홀 540: 랙
550: 가이드 블레이드 560: O링
600: 기어 케이스 620: 관통공
640: 스토퍼판 660: 가이드 판
720: 락 부재 740: 락 플레이트
860: 락 스토퍼

Claims (3)

  1. 시트 벨트의 웨빙을 감고 있는 원통형 스풀에 연결되는 피니언과, 상기 피니언과 맞물린 랙을 수용하는 실린더와, 상기 실린더의 일측 내부에 구비되어 외부 충격에 의한 폭발로 상기 랙을 이동시킴으로써 상기 피니언이 회전되게 하는 마이크로 가스 제너레이터와, 상기 실린더의 일측 외주연을 감싸도록 설치되어 상기 마이크로 가스 제너레이터를 외부 이탈을 방지하는 제너레이터 캡을 포함하여 구성된 시트벨트의 프리텐셔너에 있어서,
    상기 마이크로 가스 제너레이터의 외주연에는 상기 실린더 내 가스의 외부 배출을 안내하는 가이드 블레이드가 형성되고,
    상기 가이드 블레이드는 상기 마이크로 가스 제너레이터의 외주연에 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 시트벨트의 프리텐셔너.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제너레이터 캡에는 상기 가이드 블레이트를 통해 이동되는 실린더 내 가스의 외부유출을 위한 벤트홀이 형성된 것을 특징으로 하는 시트벨트의 프리텐셔너.
KR1020110122876A 2011-11-23 2011-11-23 시트벨트의 프리텐셔너 KR101316354B1 (ko)

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