KR102656771B1 - 프리 텐셔닝 모듈 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터 - Google Patents

Abstract

프리 텐셔닝 모듈 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터에 관한 것으로, 스핀들에 시트벨트 웨빙(이하 '웨빙'이라 합니다)을 감거나 풀도록 회전력을 발생하는 구동모터 및 상기 웨빙의 권취 여부에 따라 상기 구동모터에서 발생한 회전력을 선택적으로 상기 스핀들에 전달 또는 차단하는 동력전달유닛을 포함하고, 상기 동력전달유닛은 상기 스핀들과 동일한 방향을 따라 나란하게 배치되며 상기 구동모터의 회전 방향에 따라 회전력을 전달 또는 차단하는 클러치부 및 상기 클러치부에서 전달되는 회전력을 상기 스핀들로 전달하는 전달기어를 포함하는 구성을 마련하여, 상기 웨빙을 감거나 인출 가능하도록 상기 구동모터에서 발생한 회전력을 상기 스핀들에 전달하며, 상기 구동모터의 회전력을 차단하는 클러치 온, 오프 기능을 제공할 수 있다.

Description

프리 텐셔닝 모듈 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터{PRETENTIONING MODULE AND SEAT BELT RETRACTOR WITH THE SAME}

본 발명은 시트벨트 리트랙터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 정상 주행시 시트벨트 웨빙을 원활하게 인출하고 충돌 발생 직전에 웨빙을 감아 슬랙을 줄여주는 프리 텐셔닝 모듈 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에는 탑승자의 안전을 확보하기 위해 좌석에 시트벨트 안전 장치가 구비된다.

상기 시트벨트 안전 장치는 탑승자를 고정시켜 주는 띠 형태의 시트벨트 웨빙(이하 '웨빙'이라 함)을 스풀에 권취하거나 인출 가능하게 작동하는 리트랙터와 웨빙의 일단부에 고정된 텅이 착탈 가능하게 삽입되는 버클로 이루어진다.

상기 리트랙터는 차량의 사고 등으로 인한 급정차 또는 급가속시, 시트벨트를 착용한 탑승자가 주행 관성 등으로 인해 전방으로 튕겨 나가거나 시트에서 이탈하는 것을 방지한다. 이러한 리트랙터는 시트벨트 착용시 정상 상태에서는 웨빙의 인출을 허용하나, 차량 충돌 등으로 인해 웨빙의 인출 가속도 또는 차량의 기울기 변화가 검출되면 더 이상의 웨빙의 인출을 억제하는 장치 및 웨빙의 느슨함이나 처짐, 즉 슬랙(slack)을 줄여주는 비상 텐셔닝 장치와 프리 텐셔닝 장치를 포함할 수 있다.

예를 들어, 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 시트벨트 웨빙의 권출 및 권입 동작을 제어하는 리트랙터 기술이 개시되어 있다.

한편, 시트벨트 리트랙터에는 자동차의 충돌 발생 시와 같이, 수평 방향으로 소정 치 보다 큰 가속도가 작용하거나 차량의 기울기가 변화하면, 시트벨트의 잠금장치를 작동시켜 웨빙의 인출이 불가능하게 하도록, 상기 가속도나 기울기를 검출하는 차량 센서가 적용된다.

상기 차량 센서에 사용되는 관성체로서 볼을 사용한 것이나 자립 관성체를 사용하는 것이 알려져 있다.

예를 들어, 차량 센서는 웨빙의 정상적인 감속도보다 높은 감속도 또는 기울기가 차량에 적용되는 위험 상황에서 움직이는 관성체와, 관성체에 의해 이동되어 시트벨트 리트랙터의 스풀과 함께 회전하는 제어 디스크의 외부 치형부와 상호 작용하는 센서 레버를 포함한다.

이러한 시트벨트 리트랙터는 차체, 예컨대 차량의 센터 필러, 시트의 등받이, 후방 필러 등에 장착될 수 있다. 따라서, 시트벨트 리트랙터의 마운팅 자세는 센터 필러, 시트의 등받이, 후방 필러 등의 구조에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 즉, 시트벨트 리트랙터는 항상 수평 상태로 장착되는 것이 아니며, 수평 상태로부터 좌우 방향 또는 전후 방향으로 일정 각도 기울어진 상태로 장착될 수 있다.

특히, 시트벨트 리트랙터는 시트의 등받이에 설치되는 경우, 등받이의 회전에 따라 기울기가 변화한다.

그러나 종래기술에 따른 시트벨트 리트랙터의 자세가 일정 범위 이상 변경되면 적정하게 가속도와 기울기를 검출할 수 없게 된다.

예를 들면, 차량 센서를 갖는 리트랙터가 수평 상태로부터 일정 범위 이상 기울어진 자세를 갖는 경우, 제어 디스크 및 차량 센서에 마련된 센서 레버의 거리가 지나치게 가까워져서 센서 레버가 민감하게 동작함에 따라, 적절한 록킹 동작을 수행할 수 없다.

또한, 차량 센서를 갖는 리트랙터가 시트의 등받이에 장착되고, 시트의 등받이가 차량의 전측 방향으로 기울어진 경우, 차량 센서의 센서 레버는 제어 디스크의 외부 치형부에 걸려 스풀의 회전을 구속한다.

이로 인해, 탑승자가 시트벨트를 착용하고자 할 경우, 스풀의 회전이 구속됨에 따라 시트벨트 착용이 불가능할 수 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 본 출원인은 하기의 특허문헌 3에 차량 센서의 고정 구조를 개선한 차량 센서를 갖는 시트벨트 리트랙터 구성을 개시하여 특허 출원해서 등록받은 바 있다.

미국 특허번호 6,499,554호 (2002년 12월 31일 등록) 미국 특허번호 6,443,382호 (2002년 9월 3일 등록) 대한민국 특허 등록번호 10-1766844호 (2017년 8월 9일 공고)

한편, 최근에는 자율주행 자동차가 개발되면서 차량에 적용되는 시트 및 시트벨트 리트랙터의 부피를 최소화하기 위한 기술이 개발되고 있다. 특히, 시트는 등받이의 두께를 얇게 설계해서 슬림화되고 있다.

종래기술에 따른 시트벨트 리트랙터는 웨빙이 감기는 스핀들의 회전축이 등받이의 회전축과 동일한 방향으로 배치됨에 따라, 웨빙이 스핀들에 감긴 양에 따라 전체 부피가 증가하며, 등받이에 대응되는 시트벨트 리트랙터의 전후 방향 폭을 감소시키는데 한계가 있었다.

그리고 종래기술에 따른 시트벨트 리트랙터에 적용되는 프리 텐셔너는 회전력을 전달 또는 차단하는 기능을 제공하기 위해 다수의 부품들을 조립해서 구성됨에 따라, 구조가 복잡하고, 전체 크기가 불필요하게 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동차의 충돌 발생시 탑승자를 고정해서 안전하게 보호하는 시트벨트 리트랙터에 설치되어 차량 충돌 이전에 웨빙을 감아 슬랙을 감소시키는 프리 텐셔닝 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 등받이의 두께를 줄여서 슬림하게 제조되는 시트에 적용될 수 있는 프리 텐셔닝 모듈 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 프리 텐셔닝 모듈은 스핀들에 시트벨트 웨빙(이하 '웨빙'이라 합니다)을 감거나 풀도록 회전력을 발생하는 구동모터 및 상기 웨빙의 권취 여부에 따라 상기 구동모터에서 발생한 회전력을 선택적으로 상기 스핀들에 전달 또는 차단하는 동력전달유닛을 포함하고, 상기 동력전달유닛은 상기 스핀들과 동일한 방향을 따라 나란하게 배치되며 상기 구동모터의 회전 방향에 따라 회전력을 전달 또는 차단하는 클러치부 및 상기 클러치부에서 전달되는 회전력을 상기 스핀들로 전달하는 전달기어를 포함하여 상기 웨빙을 감거나 인출 가능하도록 상기 구동모터에서 발생한 회전력을 상기 스핀들에 전달하며, 상기 구동모터의 회전력을 차단하는 클러치 온, 오프 기능을 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 프리 텐셔닝 모듈이 적용된 시트벨트 리트랙터는 상기 웨빙이 감기는 스핀들을 포함하는 스핀들 모듈 및 차량의 충돌 발생 직전에 상기 웨빙을 감아 슬랙을 감소시키는 프리 텐셔닝 모듈을 포함하고, 상기 스핀들은 시트의 등받이에 형성된 장착공간에 등받이의 두께 방향에 대응되는 차량의 전후 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 프리 텐셔닝 모듈 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터에 의하면, 프리 텐셔닝 모듈에 마련된 구동모터에서 발생하는 회전력을 스핀들로 전달하거나 차단하도록 클러치 온, 오프 기능을 구현할 수 있다는 효과가 얻어진다.

즉, 본 발명에 의하면, 스핀들과 동일 방향을 따라 배치된 클러치부를 이용해서 구동모터에서 발생한 회전력을 스핀들에 전달하거나 차단하도록 클러치 기능을 제공할 수 있다는 효과가 얻어진다.

따라서 본 발명에 의하면, 프리 텐셔너 모듈의 반경 방향 크기가 작아도 적용이 가능하다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 의하면, 샤트프에 형성되는 나사산을 이용해서 트래블 기어를 샤프트의 축 방향을 따라 직선 왕복 이동시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프리 텐셔닝 모듈이 적용된 시트벨트 리트랙터의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 시트벨트 리트랙터가 자동차의 시트에 설치된 상태를 보인 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프리 텐셔닝 모듈의 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 프리 텐셔닝 모듈의 분해 사시도,
도 5는 도 3에 도시된 A-A'선에 대한 단면도,
도 6은 프리 텐셔닝 모듈의 작동 상태를 보인 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프리 텐셔닝 모듈 및 그가 적용되는 시트벨트 리트랙터를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조해서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프리 텐셔닝 모듈이 적용된 시트벨트 리트랙터의 구성을 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프리 텐셔닝 모듈이 적용된 시트벨트 리트랙터의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 시트벨트 리트랙터가 자동차의 시트에 설치된 상태를 보인 도면이다. 도 2의 (a)에는 시트의 정면도가 도시되어 있고, 도 2의 (b)에는 시트의 후면도가 도시되어 있다.

이하에서는 차량의 시트를 기준으로 스티어링 휠을 향하는 방향을 '전방(F)'이라하고, 그 반대 방향을 '후방(B)'이라 한다. 그리고 '좌측(L)', '우측(R)', '상방(U)' 및 '하방(D)'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 상기한 전방(F)과 후방(B)을 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프리 텐셔닝 모듈이 적용된 시트벨트 리트랙터(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 시트벨트 웨빙(이하 '웨빙'이라 약칭함)(21)이 감기는 스핀들 모듈(20), 차량의 기울기 및 웨빙(21)의 인출 가속도 변화를 감지하는 센서 모듈(30), 차량 충돌 발생시 웨빙(21)을 감아 슬랙을 줄여주는 비상 텐셔닝 모듈(40) 및 차량의 정상 주행시 웨빙(21)을 원활하게 인출하고 충돌 발생 직전에 웨빙(21)을 감아 슬랙을 줄여주는 프리 텐셔닝 모듈(50)을 포함할 수 있다.

본 실시 예에서 시트벨트 리트랙터(10)에 적용되는 각 부품을 기능 블록별로 모듈화하고, 모듈화된 각 부품을 선택적으로 조합해서 제조된다.

예를 들어, 시트벨트 리트랙터(10)는 스핀들 모듈(20)과 센서 모듈(30), 비상 텐셔닝 모듈(40), 프리 텐셔닝 모듈(50) 및 추가 기능 모듈을 선택적으로 조합해서 조립될 수 있다.

스핀들 모듈(20)과 센서모듈(30)은 시트벨트 리트랙터(10)를 구성하는 기본 모듈로서, 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 모듈로 제조되어 조립되거나, 하나의 모듈로 통합되어 마련될 수도 있다.

센서 모듈(30)은 웨빙(21)의 인출 가속도 변화를 감지하는 가속도 센서, 또는 차량의 기울기 변화를 감지하는 기울기 센서를 포함할 수 있다.

스핀들 모듈(20)에는 외면에 웨빙(21)이 감기는 스핀들(22)이 마련된다.

스핀들 모듈(20)은 차량의 충돌로 인한 웨빙(21)의 인출 가속도 변화 또는 차량의 기울기 변화가 발생하면, 웨빙(21)을 감도록 동작할 수 있다.

이러한 스핀들 모듈(20)은 유아용 시트(child seat)를 고정하기 위해 일정 구간에서 웨빙을 인입만 시키는 기능을 더 제공할 수도 있다.

이하에서는 웨빙(21)이 인출되는 방향을 상방(U)으로 설정하고, 스핀들(22)이 장착되는 방향을 전후 방향(F,B)으로 설정한다.

본 실시 예에서는 슬림화된 시트에 장착하기 위해서, 시트벨트 리트랙터(10)의 두께, 즉 전후 방향 폭을 최소화한다.

스핀들 모듈(20)의 상부에는 비상 텐셔닝 모듈(40)과 프리 텐셔닝 모듈(50)이 결합된다.

각 모듈은 스핀들 모듈(20)을 중심으로 스핀들 모듈(20)의 측면, 즉 좌측이나 우측, 또는 스핀들 모듈(20)의 상부나 하부에 배치된다.

예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 스핀들 모듈(20)의 상부에 센서모듈(30)과 비상 텐셔닝 모듈(40), 프리 텐셔닝 모듈(50)이 각각 배치될 수 있다.

이와 같이 조합된 각 모듈은 각 모듈에 마련된 축이 스핀들(22)이 설치되는 방향과 동일한 방향을 향하도록 나란하게 설치되고, 기어 등의 동력전달유닛을 통해 동력을 전달하거나 동력을 전달받도록 구성된다.

비상 텐셔닝 모듈(40)은 차량의 충돌을 감지한 감지 신호에 의해 화약이 내장된 인플레이터(도면 미도시)를 작동시켜 발생하는 가스의 압력을 이용해서 웨빙(21)을 스핀들(22)에 감아준다. 따라서 비상 텐셔닝 유닛(40)은 차량 충돌시 웨빙(21)을 감아서 웨빙(21)의 슬랙을 감소시켜 승객의 상해치를 감소시킬 수 있다.

프리 텐셔닝 모듈(50)은 차량에 적용된 센서를 통해 차량의 충돌이 예측되는 경우, 정역 회전이 가능한 모터를 구동해서 웨빙(21)을 스핀들(22)에 감아준다. 즉, 프리 텐셔닝 모듈(50)은 정상적인 주행 상황일 때, 사고의 발생 없이도 차량의 더 강한 가속 또는 감속이 발생할 때까지, 착용된 웨빙(2)을 팽팽하게 유지시키며 웨빙(21)이 느슨해질 가능성을 방지하고, 차량의 충돌 직전에 웨빙(21)을 감아서 웨빙(21)의 슬랙을 감소시켜 승객의 상해치를 감소시킬 수 있다.

한편, 스핀들 모듈(20)의 전후 측에는 각각 서로 결합되어 하우징(23) 기능을 하는 제1 및 제2 브래킷(27,28)이 결합될 수 있다.

즉, 제1 브래킷(27)은 스핀들 모듈(20)의 전측에 배치되고, 제2 브래킷(28)은 스핀들 모듈(20)의 후측에 배치된다. 그리고 제1 브래킷(27)과 제2 브래킷(28)의 양측에는 서로 결합되는 결합부재가 마련되고, 제1 및 제2 브래킷(27,28)의 하단에는 등받이(12)에 설치되는 설치부재가 마련될 수 있다.

이와 함께, 제1 및 제2 브래킷(27,28)의 일측, 도 8에서 보았을 때 좌측 하단에는 웨빙(21)이 인출되는 인출공간(251)이 마련될 수 있다. 인출공간(251)에는 스핀들(22)과 동일하게 전후 방향을 따라 가이드 부재(29)가 설치될 수 있다.

가이드 부재(29)는 웨빙(21)을 상방으로 인출하도록 가이드하는 기능을 한다. 이러한 가이드 부재(29)는 웨빙(21)이 스핀들(22)에 원활하게 감기거나 인출될 수 있도록, 전단과 후단이 각각 제1 및 제2 브래킷(27,28)에 회전 가능하게 축 결합되는 롤러로 마련될 수 있다.

그래서 시트벨트 리트랙터(10) 전체의 전후 방향 폭은 제1 및 제2 브래킷(27,28)의 전후 방향 폭으로 한정될 수 있다.

도 2에서, 시트(11)의 등받이(12)에는 시트벨트 리트랙터(10)가 장착되는 장착공간(13)이 마련될 수 있다.

장착공간(13)은 등받이(12)의 내부에 마련되고, 장착공간(13)의 일측에는 스핀들 모듈(20)에서 등받이(12)의 외측으로 인출되는 웨빙을 가이드하는 웨빙 가이드(14)가 설치될 수 있다.

장착공간(13)은 등받이(12)의 후측 상부에 마련될 수 있다.

한편, 도 2에서 장착공간(13)은 등받이(12)의 상단부 중앙에 도시되어 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 등받이(12)의 상단에서 일정 간격만큼 하방으로 이격된 위치에 형성되거나, 등방이(12)의 중앙에서 좌측 또는 우측으로 치우쳐서 형성될 수도 있다.

이러한 장착공간(13)의 일측에는 웨빙(21)이 웨빙 가이드(14)를 향해 배치되는 공간이 연통될 수 있다.

웨빙 가이드(14)는 등받이(12)의 알측 상단, 예컨대 운전석 시트(11)에 적용되는 경우, 등받이(12)의 좌측면 상부와 상면 우측부의 가장자리를 부분적으로 커버하도록 마련될 수 있다.

여기서, 웨빙(21)은 양단이 스핀들(22)에 전후 방향을 향하도록 감긴 상태에서 장착공간(13)과 배치공간(15)을 통해 등받이(12) 외부로 인출되고, 웨빙 가이드(14)에 의해 양단이 대략 좌우 방향을 향하도록 인출 방향이 변경될 수 있다.

즉, 웨빙(21)은 스핀들(22)과 웨빙 가이드(14) 사이, 즉 배치공간(15) 내에서 전후 방향을 따라 배치된 양단이 좌우 방향을 향하도록 인출 방향이 변경된다.

이와 함께, 웨빙(21)은 웨빙 가이드(14)의 위치에 따라 인출 각도가 조절될 수 있다.

예를 들어, 웨빙(21)은 운전석 시트(11)에 탑승한 탑승자가 성인인 경우, 도 10에 도시된 바와 같이 등받이(12)의 일측, 도 10에서 보았을 때 좌측 상단이나 상방을 향하도록 배치된다. 즉, 웨빙(21)의 일단부는 스핀들(22)의 외면에 감기고, 웨빙(21)의 타단부는 시트벨트 리트랙터(10) 외부로 인출된 후, 등받이(12)에 설치된 웨빙 가이드(14)를 향해 상방으로 인출된다.

한편, 시트(11)에 탑승한 탑승자가 성인에 비해 체격이 작은 여성이나 청소년, 또는 유아인 경우, 등받이(12)의 좌측 상단에서 하방으로 이동된 위치에서 인출되도록 인출 각도가 조절될 수 있다.

예를 들어, 탑승자가 등받이를 후방으로 회전시켜 등받이의 각도를 조절하는 경우, 웨빙이 탑승자의 목이나 어깨 부위에 걸려 불편을 야기할 수 있다.

또한, 탑승자의 체격 조건, 즉 성인, 청소년, 유아가 탑승하는 경우, 또는 유아용 시트를 설치하는 경우와 같이, 탑승자의 체형이나 사용 목적에 따라 웨빙(21)의 인출 각도를 조절할 필요가 있다.

그래서, 웨빙 가이드(14)에는 등받이(12)의 상면에서 좌측면 상부까지 미리 설정된 범위에서 이동 가능하게 조절부재(도면 미도시)가 설치되고, 웨빙(21)은 상기 조절부재의 위치에 따라 가이드 부재(29)를 회전축으로 해서 회전하여 인출 각도가 조절된다.

이와 같이, 본 발명은 제1 및 제2 브래킷의 일측을 통해 스핀들에 감긴 웨빙을 인출하고, 등받이의 장착공간 내부에서 웨빙의 인출 각도를 자유롭게 조절할 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 탑승자의 신체 조건이나 사용 목적 등에 따라 웨빙의 인출 방향과 각도를 조절해서 안전성을 향상시킬 수 있다.

이때, 웨빙(21)은 스핀들 모듈(20)의 외부로 인출시에는 양단이 전후 방향을 향하도록 배치되고, 배치공간(15) 및 웨빙 가이드(14)를 통해 인출시에는 일측 방향으로 회전해서 양단이 좌우 방향을 향하도록 배치된 상태에서 인출된다.

이와 같이, 본 발명은 웨빙이 감기는 스핀들의 배치 방향을 변경함으로써, 시트의 등받이에 장착시 전후 방향 폭을 최소화할 수 있다.

그리고 본 발명은 스핀들 모듈의 두께와 함께 웨빙의 폭을 감소시켜 최소화함으로써, 스핀들 모듈 및 그가 적용되는 시트벨트 리트렉터가 시트에 장착되는 폭을 최소화해서 슬림하게 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 스핀들 모듈에서 인출되는 웨빙의 인출 방향 및 각도를 자유롭게 조절할 수 있다.

한편, 본 실시 예에서는 프리 텐셔닝 모듈이 적용되는 시트벨트 리트랙터의 구성을 도 1 및 도 2를 참조해서 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양하게 변경된 시트벨트 리트랙터에 적용 가능하도록 변경될 수도 있다.

다음, 도 1 내지 도 5를 참조해서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프리 텐셔닝 모듈의 구성을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프리 텐셔닝 모듈의 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 프리 텐셔닝 모듈의 분해 사시도이며, 도 5는 도 3에 도시된 A-A'선에 대한 단면도이다.

프리 텐셔닝 모듈(50)은 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 웨빙(21)을 감거나 풀도록 회전력을 발생하는 구동모터(51) 및 웨빙(21)의 권취 여부에 따라 구동모터(51)에서 발생한 회전력을 선택적으로 스핀들(22)에 전달 또는 차단하는 동력전달유닛(52)을 포함한다.

구동모터(51)와 동력전달유닛(52)은 각각 별도의 케이싱 내부에 설치될 수 있다.

구동모터(51)는 차량에 마련된 제어부(도면 미도시)의 제어신호에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전할 수 있다.

예를 들어, 상기 제어부는 차량의 정상 주행시 웨빙(21)을 원활하게 인출시키기 위해 구동모터(51)를 일측 방향으로 회전하도록 제어신호를 발생하고, 충돌 발생 직전에는 웨빙(21)을 감도록 구동모터(51)를 반대 방향으로 회전하도록 제어신호를 발생할 수 있다.

구동모터(51)는 스핀들(22)의 상부에 스핀들(22)이 배치되는 방향과 직각 방향, 즉 좌우 방향을 따라 스핀들(22)과 직교하게 배치될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 구동모터를 스핀들과 직교하도록 좌우 방향을 따라 배치함에 따라, 구동모터의 용량을 증대하기 위해 구동모터의 직경이나 길이가 증가하더라도, 시트벨트 리트랙터의 전후 방향 폭에 미치는 영향을 제거할 수 있다.

구동모터(51)의 출력축과 상기 출력축에 설치되는 구동기어(511)는 구동모터(51)의 좌측단에 배치될 수 있다.

동력전달유닛(52)은 웨빙(21)을 감거나 인출 가능하도록 구동모터(51)에서 발생한 회전력을 스핀들(22)에 전달하며, 프리 텐셔닝 모듈(50)의 미작동시에는 웨빙(21)이 원활하게 인출될 수 있도록 구동모터(51)의 회전력을 차단하는 클러치 온, 오프 기능을 한다.

상세하게 설명하면, 동력전달유닛(52)은 스핀들(22)의 상부에 스핀들(22)과 동일한 방향을 따라 나란하게 배치되고 구동모터(51)의 회전 방향에 따라 회전력을 전달 또는 차단하는 클러치부(53) 및 클러치부(53)에서 전달되는 회전력을 스핀들(22)로 전달하는 전달기어(54)를 포함한다.

클러치부(53)는 전면이 개구된 대략 원통 형상으로 형성되고 구동모터(51)의 회전력에 의해 회전하는 하우징(61), 하우징(61) 내부에 배치되는 헤드(62), 헤드(62)의 회전 동작에 의해 직선 왕복 운동하는 트래블 기어(63) 및 트래블 기어(63)와 맞물려서 회전력을 전달받는 헤드(64)를 포함할 수 있다.

이와 함께, 동력전달유닛(52)은 구동기어(511)와 맞물리고 회전력을 하우징(61)에 전달하는 제1 연결기어(55) 및 헤드(64)의 후단에 설치되는 헤드기어(641)와 맞물리는 제2 연결기어(56)를 더 포함할 수 있다.

하우징(61)의 내부에는 헤드(62)와 트래블 기어(63) 및 헤드(64)가 설치되는 공간이 형성되고, 개구된 하우징(61)의 전면에는 커버(65)가 결합될 수 있다.

커버(65)는 대략 원판 형상으로 형성되고, 하나 이상의 결합돌기를 이용해서 하우징(61)의 전단에 결합될 수 있다.

이를 위해, 하우징(61)의 전단부에는 하나 이상의 상기 결합돌기가 결합되는 하나 이상의 결합홈이 형성될 수 있다.

하우징(61)의 외주면에는 제1 연결기어(55)로부터 회전력을 전달받을 수 있도록, 복수의 이가 형성된 하우징 기어(611)가 마련될 수 있다. 그래서 하우징(61)은 제1 연결기어(55)를 통해 구동모터(51)에서 발생한 회전력을 전달받아 회전할 수 있다.

그리고 하우징(61)의 내주면에는 하우징(61)의 회전력을 트래블 기어(63)로 전달할 수 있도록, 아래에서 설명할 트래블 기어(63)의 복수의 걸림돌부(633)가 걸리는 복수의 리브(612)가 돌출 형성될 수 있다.

복수의 리브(612)는 각각 하우징(61)의 길이 방향, 즉 전후 방향을 따라 서로 일정 간격만큼 이격되어 나란하게 형성될 수 있다.

헤드(62)는 대략 원기둥 형상으로 형성되고, 하우징(61) 내부를 전후 방향으로 관통해서 결합될 수 있다. 즉, 헤드(62)의 전단은 커버(65)에 결합되며, 샤프트(62)의 후단에는 헤드(64)가 회전 가능하게 결합될 수 있다.

이러한 샤프트(62)의 외주면에는 트래블 기어(63)와 나사 결합되도록, 복수의 나사산(621)이 형성되고, 복수의 나사산(621) 후측에는 헤드(63)의 전방 이동을 방지해서 헤드(63)의 위치를 고정하는 단턱(622)이 형성될 수 있다.

트래블 기어(63)는 내부에 샤프트(62)가 결합될 수 있도록, 전면과 후면이 개구된 대략 원통 형상으로 형성되고, 트래블 기어(63)의 내주면에는 샤프트(62)의 외주면에 형성된 복수의 나사산(621)에 대응되는 복수의 나사산(631)이 형성될 수 있다. 그래서 트래블 기어(63)는 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(61) 내부에서 샤프트(62)의 회전 방향에 따라 전후 방향을 따라 직선 왕복 이동한다.

이러한 트래블 기어(63)는 직선 왕복 운동에 의해 헤드(64)와 맞물려서 하우징(61)의 회전력을 헤드(64)로 전달하고, 헤드(64)와 분리되어 헤드(64)로 전달되는 회전력을 차단하는 기능을 한다.

이를 위해, 트래블 기어(63)의 후단과 헤드(64)의 전단에는 각각 서로 맞물리도록 복수의 이가 형성된 제1 연결부(632)와 제2 연결부(642)가 마련될 수 있다.

트래블 기어(63)의 외주면에는 하우징(61)의 내주면에 형성되는 복수의 리브(612)에 걸리는 복수의 걸림돌부(633)가 돌출 형성될 수 있다.

헤드(64)는 전면이 개구된 대략 원통 형상으로 형성되고, 헤드(64)의 후단에는 트래블 기어(63)과 맞물인 상태에서 전달받은 회전력을 제2 연결기어(56)를 통해 전달기어(54)로 전달하도록, 헤드기어(641)가 장착되는 축이 후방을 향해 돌출 형성될 수 있다.

여기서, 트래블 기어(63)와 헤드(64)의 내부 공간에는 트래블 기어(63)과 헤드(64)에 탄성력을 제공하는 탄성부재(66)가 설치될 수 있다.

탄성부재(66)는 트래블 기어(63)와 헤드(64)가 결합되어 내부에 형성되는 공간에 설치될 수 있다. 탄성부재(66)의 전단은 트래블 기어(63)의 나사산(631)에 지지되고, 탄성부재(66)의 후단은 헤드(64)의 전단벽에 지지될 수 있다.

이러한 탄성부재(66)는 평상시에는 탄성력을 이용해서 트래블 기어(63)와 헤드(64)가 각각 후방 및 전방으로 이동하거나 유동하지 않도록 고정할 수 있다.

그리고 탄성부재(66)는 트래블 기어(63)의 후방 이동시 길이가 짧아지도록 탄성 변형되고, 다시 하우징(61) 및 샤프트(62)의 회전에 의한 트래블 기어(63)의 전방 이동시 탄성력을 제공해서 트래블 기어(63)를 초기 위치를 향해 전방으로 이동시킬 수 있다.

제1 연결기어(55)는 구동기어(511)와 맞물리는 제1 기어(551) 및 제1 기어(551)와 동일축 상에 설치되고 하우징(61)의 외주면에 형성되는 하우징 기어(611)와 맞물리는 제2 기어(552)를 포함할 수 있다.

여기서, 구동기어(511)와 제1 기어(551)는 회전력을 직각 방향으로 전달할 수 있도록, 웜과 웜기어로 마련될 수 있다.

제2 연결기어(56)는 외주면에 헤드기어(641)와 맞물리는 복수의 이가 형성되는 제1 기어부(561) 및 외주면에 전달기어(54)와 맞물리는 복수의 이가 형성되는 제2 기어부(562)를 포함할 수 있다.

전달기어(54)는 제2 연결기어(56)의 제2 기어부(562) 및 스핀들(22)에 설치되는 종동기어(도면 미도시)와 각각 맞물려서 클러치부(53)를 통해 전달받는 회전력을 스핀들(22)에 전달할 수 있다.

이러한 전달기어(54)는 하나 또는 서로 연속적으로 맞물리는 복수의 기어로 구성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 프리 텐셔닝 모듈에 마련된 구동모터에서 발생하는 회전력을 스핀들로 전달하거나 차단하도록 클러치 기능을 구현할 수 있다.

즉, 본 발명은 스핀들과 동일 방향을 따라 배치된 클러치부를 이용해서 구동모터에서 발생한 회전력을 스핀들에 전달하거나 차단하도록 클러치 기능을 제공할 수 있다.

따라서 본 발명은 프리 텐셔너 모듈의 반경 방향 크기가 작아도 적용이 가능하다.

또한, 본 발명은 샤트프에 형성되는 나사산을 이용해서 트래블 기어를 샤프트의 축 방향을 따라 직선 왕복 이동시킬 수 있다.

다음, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프리 텐셔닝 모듈의 결합관계 및 작동방법을 상세하게 설명한다.

먼저, 작업자는 클러치부(53)의 트래블 기어(63)와 헤드(64)를 샤트프(62)의 전후측에 각각 결합해서 하우징(61) 내부에 삽입하고, 하우징(61)의 개구된 전면에 커버(65)를 결합한다. 이때, 트래블 기어(63)와 헤드(64) 사이에는 탄성부재(66)가 배치된다.

이와 같이 조립된 클러치부(53)는 하우징(61)의 외주면에 형성된 하우징 기어(611)와 제1 연결기어(55)가 맞물리고, 헤드(64)의 후단에 장착된 헤드기어(641)가 제2 연결기어(56)에 맞물리도록 장착된다.

이어서, 작업자는 구동모터(51)와 전달기어(54)를 각각 제1 연결기어(55)와 제2 연결기어(56)에 맞물리도록 조립한다.

이와 같은 과정을 통해 조립된 프리 텐셔닝 모듈(50)은 구동모터(51)의 회전 방향을 따라 구동모터(51)에서 발생한 회전력을 스핀들(22)로 전달하는 클러치 온(on) 기능 및 회전력이 스핀들(22)로 전달되지 않도록 차단하는 클러치 오프(off) 기능을 수행한다.

예를 들어, 도 6은 프리 텐셔닝 모듈의 작동 상태를 보인 도면이다.

도 5 및 도 6에서, 구동모터(51)가 일측으로 회전해서 동력전달유닛(52)에 마련된 클러치부(53)의 하우징(61)이 도 6에 도시된 시계 방향(CW)으로 회전하면, 샤프트(62)의 외주면에 나사 결합된 트래블 기어(63)는 후방으로 이동해서 헤드(64)와 맞물린다.

이와 같이 트래블 기어(63)와 헤드(64)가 맞물린 상태에서, 하우징(61)이 지속적으로 시계 방향으로 회전하면, 하우징(61) 및 샤프트(62)의 회전력은 헤드(64)의 헤드기어(641)와 제2 연결기어(56)를 통해 전달기어(54)를 시계 방향으로 회전시킨다.

이와 같은 과정을 통해, 클러치부(53)는 구동모터(51)에서 발생한 회전력을 스핀들(22)로 전달하는 클러치 온 기능을 제공할 수 있다.

한편, 구동모터(51)가 반대측으로 회전해서 하우징(61)이 반시계 방향(CCW)으로 회전하면, 트래블 기어(63)는 전방으로 이동해서 헤드(64)와 분리된다.

이와 같이 트래블 기어(63)와 헤드(64)가 분리되면, 하우징(61)이 지속적으로 반시계 방향으로 회전하더라도 하우징(61) 및 샤프트(62)의 회전력은 전달기어(54)로 전달되지 못하고 차단된다.

이와 같은 과정을 통해, 클러치부(53)는 구동모터(51)에서 발생한 회전력이 스핀들(22)로 전달되지 않도록 차단하는 클러치 오프 기능을 제공할 수 있다.

상기한 바와 같은 과정을 통해, 프리 텐셔닝 모듈에 마련된 구동모터에서 발생하는 회전력을 스핀들로 전달하거나 차단하도록 클러치 온, 오프 기능을 구현할 수 있다.

즉, 본 발명은 스핀들과 동일 방향을 따라 배치된 클러치부를 이용해서 구동모터에서 발생한 회전력을 스핀들에 전달하거나 차단하도록 클러치 기능을 제공할 수 있다.

따라서 본 발명은 프리 텐셔너 모듈의 반경 방향 크기가 작아도 적용이 가능하다.

또한, 본 발명은 샤트프에 형성되는 나사산을 이용해서 트래블 기어를 샤프트의 축 방향을 따라 직선 왕복 이동시킬 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

즉, 상기의 실시 예에서 시트벨트 리트랙터는 스핀들 모듈과 센서 모듈, 비상 텐셔닝 모듈과 프리 텐셔닝 모듈을 선택적으로 조합해서 제조되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 상기한 모듈들 이외에도 추가적인 기능을 갖는 모듈을 더 선택적으로 조합해서 제조할 수도 있다.

그리고 상기의 실시 예에서는 스핀들의 배치 방향과 웨빙의 인출 방향이 직각인 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 스핀들이 설치되는 주변 조건 등에 따라 스핀들의 배치 방향과 웨빙의 인출방향이 직각이 아닌 방향, 예컨대 예각 또는 둔각을 이루도록 변경될 수도 있다.

또한, 상기의 실시 예에서는 프리 텐셔닝 모듈이 적용되는 시트벨트 리트랙터의 구성을 도 1 및 도 2를 참조해서 설명하였으나, 시트벨트 리트랙터의 구성은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양하게 변경될 수도 있다.

본 발명은 프리 텐셔닝 모듈에 마련된 구동모터에서 발생하는 회전력을 스핀들로 전달하거나 차단하도록 클러치 온, 오프 기능을 구현하는 프리 텐셔닝 모듈 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터 기술에 적용된다.

10: 시트벨트 리트랙터
11: 시트 12: 등받이
13: 장착공간 14: 웨빙 가이드
15: 배치공간
20: 스핀들 모듈
21: 웨빙 22: 스핀들
23: 하우징 24: 가이드부
25: 가이드 프레임 251: 인출공간
26: 연결부재 27,28: 제1, 제2 브래킷
29: 가이드 부재
30: 센서 모듈
40: 비상 텐셔닝 모듈
50: 프리 텐셔닝 모듈
51: 구동 모터 511: 구동기어
52: 동력전달유닛 53: 클러치부
54: 전달기어
55: 제1 연결기어 551,552: 제1, 제2 기어
56: 제2 연결기어 561,562: 제1, 제2 기어부
61: 하우징 611: 하우징 기어
612: 리브
62: 샤프트 621: 나사산
622: 단턱
63: 트래블 기어 631: 나사산
632: 제1 연결부 633: 걸림돌부
64: 헤드 641: 헤드기어
642: 제2 연결부
65: 커버 66: 탄성부재

Claims (8)

1. 스핀들에 시트벨트 웨빙(이하 '웨빙'이라 합니다)을 감거나 풀도록 회전력을 발생하는 구동모터 및
   상기 웨빙의 권취 여부에 따라 상기 구동모터에서 발생한 회전력을 선택적으로 상기 스핀들에 전달 또는 차단하는 동력전달유닛을 포함하고,
   상기 스핀들은 차량의 시트에 전후 방향을 따라 설치되며,
   상기 동력전달유닛은 상기 스핀들과 동일한 방향을 따라 나란하게 배치되며 상기 구동모터의 회전 방향에 따라 회전력을 전달 또는 차단하는 클러치부,
   상기 클러치부에서 전달되는 회전력을 상기 스핀들로 전달하는 전달기어,
   상기 구동모터의 출력축에 설치되는 구동기어와 맞물리고 회전력을 상기 클러치부에 전달하는 제1 연결기어 및
   상기 클러치부에 마련된 헤드의 일단부에 설치되는 헤드기어와 상기 전달기어에 각각 맞물려서 회전력을 전달하는 제2 연결기어를 포함하여
   상기 웨빙을 감거나 인출 가능하도록 상기 구동모터에서 발생한 회전력을 상기 스핀들에 전달하고, 상기 구동모터의 회전력을 차단하는 클러치 온, 오프 기능을 하며,
   상기 클러치부는 일면이 개구된 원통 형상으로 형성되고 상기 구동모터의 회전력에 의해 정역 회전하는 하우징,
   상기 하우징 내부에 배치되는 샤프트,
   상기 샤프트의 회전 동작에 의해 직선 왕복 운동하는 트래블 기어 및
   상기 트래블 기어와 맞물려서 회전력을 전달받는 헤드를 포함하고,
   상기 트래블 기어는 상기 샤프트의 외측에 나사 결합되어 상기 샤프트의 축방향을 따라 직선 왕복 운동하여 상기 샤프트의 회전 방향에 따라 상기 헤드와 결합되어 회전력을 전달하거나 상기 헤드와 분리되어 회전력의 전달을 차단하는 것을 특징으로 하는 프리 텐셔닝 모듈.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 연결기어는 상기 구동기어와 맞물리는 제1 기어 및
   상기 제1 기어와 동일축 상에 설치되고 상기 하우징의 외주면에 형성되는 하우징 기어와 맞물리는 제2 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리 텐셔닝 모듈.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 연결기어는 외주면에 상기 헤드기어와 맞물리는 복수의 이가 형성되는 제1 기어부 및
   외주면에 상기 전달기어와 맞물리는 복수의 이가 형성되는 제2 기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리 텐셔닝 모듈.
5. 제1항에 있어서,
   서로 결합되는 상기 트래블 기어의 일단과 상기 헤드의 일단에는 각각 서로 맞물리도록 복수의 이가 형성된 제1 연결부와 제2 연결부가 마련되고,
   상기 트래블 기어와 헤드 사이에는 탄성력을 제공하는 탄성부재가 설치되며,
   상기 탄성부재는 상기 트래블 기어와 헤드가 각각 서로 이격된 초기 위치에 고정하고, 상기 트래블 기어와 헤드의 분리시 상기 트래블 기어가 상기 초기 위치로 복귀하도록 탄성력을 제공하는 것을 특징으로 하는 프리 텐셔닝 모듈.
6. 제1항에 있어서,
   상기 하우징의 내주면에는 복수의 리브가 형성되고,
   상기 트래블 기어의 외주면에는 상기 복수의 리브에 걸리는 복수의 걸림돌부가 형성되는 것을 특징으로 하는 프리 텐셔닝 모듈.
7. 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 프리 텐셔닝 모듈이 적용된 시트벨트 리트랙터에 있어서,
   상기 웨빙이 감기는 스핀들을 포함하는 스핀들 모듈 및
   차량의 충돌 발생 직전에 상기 웨빙을 감아 슬랙을 감소시키는 프리 텐셔닝 모듈을 포함하고,
   상기 스핀들은 시트의 등받이에 형성된 장착공간에 등받이의 두께 방향에 대응되는 차량의 전후 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 프리 텐셔닝 모듈이 적용된 시트벨트 리트랙터.
8. 제7항에 있어서,
   차량의 기울기 및 웨빙의 인출 가속도 변화를 감지하는 센서 모듈과
   차량 충돌 발생시 상기 웨빙을 감아 슬랙을 줄여주는 비상 텐셔닝 모듈,
   상기 스핀들 모듈 및 프리 텐셔닝 모듈을 각각 기능 블록별로 모듈화해서 제조하고,
   각 모듈은 상기 스핀들 모듈에 선택적으로 조합되는 것을 특징으로 하는 프리텐셔닝 모듈이 적용된 시트벨트 리트랙터.
   

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