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WO2022265212A1 - 차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터 - Google Patents

차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터 Download PDF

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Publication number
WO2022265212A1
WO2022265212A1 PCT/KR2022/005479 KR2022005479W WO2022265212A1 WO 2022265212 A1 WO2022265212 A1 WO 2022265212A1 KR 2022005479 W KR2022005479 W KR 2022005479W WO 2022265212 A1 WO2022265212 A1 WO 2022265212A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
lever
sensor
coupled
ball
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/005479
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
홍현기
문찬기
Original Assignee
아우토리브 디벨롭먼트 아베
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아우토리브 디벨롭먼트 아베 filed Critical 아우토리브 디벨롭먼트 아베
Priority to EP22825141.9A priority Critical patent/EP4357205A4/en
Priority to US18/567,874 priority patent/US20240278746A1/en
Priority to CN202280038357.1A priority patent/CN117396373A/zh
Priority to JP2023572504A priority patent/JP2024522483A/ja
Publication of WO2022265212A1 publication Critical patent/WO2022265212A1/ko

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/46—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/36—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency
    • B60R22/40—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency responsive only to vehicle movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/36—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency
    • B60R22/405—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency responsive to belt movement and vehicle movement
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    • B60R2022/401—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency responsive only to vehicle movement with adjustable sensor
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    • B60R2022/401—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency responsive only to vehicle movement with adjustable sensor
    • B60R2022/402—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency responsive only to vehicle movement with adjustable sensor automatically adjustable to keep a vertical position, e.g. irrespective of seat or vehicle tilting

Definitions

  • the present invention relates to a seat belt retractor, and more particularly, to a vehicle sensor device that detects a change in inclination and acceleration of a vehicle to prevent the withdrawal of a seat belt, and a seat belt retractor to which the same is applied.
  • a seat belt safety device is provided in a seat to ensure the safety of an occupant in a vehicle.
  • the seat belt safety device is a retractor that operates to wind or withdraw a belt-shaped seat belt webbing (hereinafter referred to as 'webbing') that fixes the occupant on a spool and a tongue fixed to one end of the webbing to be detachable It consists of an inserted buckle.
  • 'webbing' a belt-shaped seat belt webbing
  • the retractor prevents an occupant wearing a seat belt from being thrown forward or separated from the seat due to driving inertia when the vehicle suddenly stops or accelerates due to an accident or the like.
  • a retractor allows the webbing to be drawn out in a normal state when the seat belt is worn, but when a webbing pulling out acceleration or a change in the inclination of the vehicle is detected due to a vehicle collision, a device that suppresses further pulling out of the webbing, and the loosening or loosening of the webbing It may include an emergency tensioning device and a pre-tensioning device that reduce sagging, that is, slack.
  • Patent Literature 1 and Patent Literature 2 below disclose a retractor technology for controlling unwinding and retracting operations of seat belt webbing.
  • the seat belt locking device is operated to disable the withdrawal of the seat belt.
  • a vehicle sensor that detects the inclination is applied.
  • inertial body used in the vehicle sensor it is known to use a ball or a self-supporting inertial body.
  • a vehicle sensor may be used to detect an inertial body that moves in critical situations where a higher than normal deceleration rate or tilt of the webbing is applied to the vehicle, and a control disk that is moved by the inertial body and rotates with the spool of the seat belt retractor. It includes a sensor lever that interacts with the outer teeth.
  • Such a seat belt retractor may be mounted on a vehicle body, for example, a center pillar of a vehicle, a backrest of a seat, a rear pillar, or the like. Accordingly, the mounting posture of the seat belt retractor may be variously changed according to structures such as the center pillar, the backrest of the seat, and the rear pillar. That is, the seat belt retractor is not always mounted in a horizontal state, and may be mounted in an inclined state at a certain angle in the left-right direction or the front-back direction from the horizontal state.
  • the inclination of the seat belt retractor changes according to the rotation of the backrest.
  • the present applicant discloses a seat belt retractor configuration having a vehicle sensor in which the fixing structure of the vehicle sensor is improved in Patent Document 3 below, and has applied for and registered a patent.
  • an integral seat belt (Belt In Seat, BIS) integrated with the seat may be applied.
  • the vehicle sensor of the seat belt retractor measures the inclination of the vehicle by applying a gimbal having a weight therein.
  • the vehicle sensor may measure the inclination of the vehicle even when the angle of the backrest provided on the seat is changed.
  • Patent Document 1 US Patent No. 6,499,554 (registered on December 31, 2002)
  • Patent Document 2 US Patent No. 6,443,382 (registered on September 3, 2002)
  • Patent Document 3 Korean Patent Registration No. 10-1766844 (published on August 9, 2017)
  • An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a vehicle sensor device for detecting a change in inclination and acceleration of a vehicle and a seat belt retractor to which the same is applied.
  • Another object of the present invention is to provide a vehicle sensor device capable of extending a normal operating angle range by controlling a pilot lever regardless of the rotation angle and installation angle of the backrest, and a seat belt retractor to which the same is applied.
  • Another object of the present invention is to provide a vehicle sensor device capable of detecting the inclination of a vehicle and the angle of a seat back by applying one ball, and a seat belt retractor to which the same is applied.
  • a vehicle sensor device according to the present invention is provided according to a body forming an external shape, a cover coupled to an open surface of the body, an installation angle of the body inside the body, and an inclination of the backrest.
  • a sensor housing rotatably installed, a ball installed inside the sensor housing and detecting changes in tilt and acceleration of the vehicle, and a sensor lever disposed on top of the ball and having one end rotatably coupled to the sensor housing,
  • the sensor lever may linearly reciprocate the pilot lever provided in the locking device by a rotational operation according to the movement of the ball.
  • the seat belt retractor to which the vehicle sensor device according to the present invention is applied is a vehicle sensor device that detects changes in the inclination and acceleration of the vehicle, and a spindle including a spindle on which the seat belt webbing is wound.
  • a locking device that performs a locking operation to prevent withdrawal of the seat belt webbing when a collision between the device and the vehicle occurs, and rectilinearly reciprocates to engage or release a pilot lever to the locking device based on the detected change in inclination and acceleration of the vehicle. characterized by
  • the vehicle sensor device and the seat belt retractor to which the same is applied detect changes in vehicle acceleration and inclination and inclination of the backrest using a ball and a sensor housing, and rotate the sensor lever to rotate the pilot lever. The effect of being able to control is obtained.
  • the sensor lever is installed on top of the ball, and the sensor lever is rotated around the rotation axis coupled to the sensor housing by the movement of the ball according to the acceleration and inclination of the vehicle, thereby controlling the pilot connected to the sensor lever.
  • the effect of being able to linearly reciprocate a lever is acquired.
  • an effect of controlling whether or not the webbing can be drawn out is obtained by engaging or disengaging the pilot lever to the outside of the cover to engage or release the locking device.
  • the spherical part is provided on the pilot lever and the spherical part is rotatably coupled to the upper portion of the sensor lever, the sensor device is rotated by adjusting the angle of the seat back to move the pilot lever regardless of the angle at which it is disposed. The effect of being able to be controlled to normally linearly reciprocate is obtained.
  • the effect that the sensor device can normally control the pilot lever in the range of 10° forward to 90° rearward with respect to the reference position at an angle of arrangement changed by adjusting the angle of the seat back is obtained.
  • FIG. 1 is an exemplary view of a seat belt retractor according to the prior art.
  • FIG. 2 is a perspective view of a seat belt retractor to which a vehicle sensor device according to a preferred embodiment of the present invention is applied;
  • FIG. 3 is a partially exploded perspective view of the seat belt retractor shown in FIG. 2;
  • FIG. 4 is an enlarged view of the sensor device shown in FIG. 2;
  • FIG. 5 and 6 are exploded perspective views of the sensor device shown in FIG. 4, respectively;
  • FIG. 7 is an operating state diagram illustrating a rotational operation of a retractor in which a sensor device is installed
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a sensor device installed in a retractor
  • 9 and 10 are operational state diagrams illustrating the rotational operation of the sensor lever according to the movement of the ball, respectively.
  • FIG. 1 is an exemplary view of a seat belt retractor according to the prior art.
  • the seat belt retractor 1 includes a spindle 3 on which seat belt webbing (hereinafter referred to as 'webbing') 2 is wound, and a sensor for detecting the inclination of the vehicle.
  • It may include a pre-tensioning unit 6 that reduces the.
  • the sensor unit 4 detects a change in acceleration of pulling out the webbing or a change in inclination of the vehicle due to a vehicle collision.
  • the emergency tensioning unit 5 operates an inflator (not shown) containing gunpowder in response to a detection signal that detects a collision of a vehicle, and winds the webbing 2 around the spindle 3 using the pressure of the gas generated. give. Accordingly, the emergency tensioning unit 5 reduces the slack of the webbing 2 by winding the webbing 2 in the event of a vehicle collision, thereby reducing injuries to passengers.
  • the pre-tensioning unit 6 When a vehicle collision is predicted through a sensor applied to the vehicle, the pre-tensioning unit 6 winds the webbing 2 around the spindle by driving a motor capable of normal and reverse rotation. That is, the pre-tensioning unit 6 keeps the worn webbing 2 taut until a stronger acceleration or deceleration of the vehicle occurs without the occurrence of an accident under normal driving conditions, and the webbing 2 becomes loose. It is possible to prevent the possibility of injury to passengers by reducing the slack of the webbing 2 by winding the webbing 2 immediately before the collision of the vehicle.
  • the spindle 3 is installed inside the fixed frame 7, and the sensor unit 4, the emergency tensioning unit 5, and the pre-tensioning unit 6 are disposed on both sides of the fixed frame 7, , Left and right housings 8 and 9 are coupled to the outside of each unit.
  • each unit 4 , 5 , 6 is disposed along the transverse direction on both sides of the spindle 2 .
  • the present invention can be applied to a slim seat by minimizing the thickness of the seat belt retractor by rotating the direction in which the spindle on which the webbing is wound is installed.
  • the present invention solves the problem that the connection between the sensor lever and the pilot lever becomes uncertain according to the rotation angle of the gimbal by improving the structure of the vehicle sensor device.
  • 'front' the direction in which the steering wheel is installed around the seat and the driving direction of the vehicle
  • 'rear' the opposite direction
  • terms indicating directions such as 'left', 'right', 'upper' and 'downward' are defined as indicating respective directions based on the front and rear.
  • the X-axis direction corresponds to the front
  • the Y-axis direction corresponds to the right side
  • the Z-axis direction corresponds to the upper side.
  • FIG. 2 is a perspective view of a seat belt retractor to which a vehicle sensor device according to a preferred embodiment of the present invention is applied
  • FIG. 3 is a partially exploded perspective view of the seat belt retractor shown in FIG. 2 .
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and may be provided as a seat belt retractor of various structures and shapes so as to be applicable not only to an integrated seat belt, but also to a general vehicle or an autonomous vehicle.
  • the seat belt retractor 10 to which the vehicle sensor device according to a preferred embodiment of the present invention is applied includes a spindle device 20 and a vehicle sensor device (hereinafter referred to as 'sensor device' for short). ) (30) and a locking device (40).
  • the seat belt retractor 10 may further include a pre-tensioning device that reduces slack by winding the webbing 21 immediately before a vehicle collision occurs.
  • the spindle device 20 and the sensor device 30 are basic modules constituting the seat belt retractor 10, and may be manufactured and assembled as individual modules or integrated into one module.
  • the spindle device 20 is provided with a spindle 22 on which the webbing 21 is wound, and the spindle device and the sensor device may be installed inside the housing 23 .
  • the sensor device 30 may include an acceleration sensor that detects a change in the pulling out acceleration of the webbing 21 or a tilt sensor that detects a change in inclination of the vehicle.
  • the configuration of the sensor device 30 to which the tilt sensor for detecting the change in tilt of the vehicle is applied will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6 .
  • the sensor device 30 may detect not only the change in inclination of the vehicle, but also the change in acceleration.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the sensor device shown in FIG. 2, and FIGS. 5 and 6 are exploded perspective views of the sensor device shown in FIG. 4, respectively.
  • the present invention is not limited to the above configuration, and may be modified to be applied to seat belt retractors having various configurations, such as the seat belt retractor shown in FIG. 1 .
  • a vehicle sensor device (hereinafter referred to as 'sensor device') 30 applied to the seat belt retractor 10 according to a preferred embodiment of the present invention forms an outer shape A body 31, a cover 32 coupled to one open surface of the body 31, and a sensor housing 33 rotatably installed inside the body 31 according to the installation angle of the body 31 and the inclination of the backrest , a ball 34 installed inside the sensor housing 33 and detecting changes in the tilt and acceleration of the vehicle in which the sensor device 30 is installed, and disposed on top of the ball 34 and one end rotatable on the sensor housing 33 It includes a sensor lever 35 that is coupled to move the pilot lever 41 by a rotational motion according to the movement of the ball 34.
  • the body 31 may be formed in a tubular shape having one surface open and having a substantially rectangular or triangular cross section when viewed from the side.
  • a pair of fixing protrusions 311 for fixing the body 31 to the spindle device 20 by fastening bolts or the like may be protruded from the upper and lower ends of the body 31 .
  • coupling ribs 321 protrude toward the body 31 along the edge, and coupling grooves 312 to which the coupling ribs 321 are coupled are formed on the edge of the opening of the body 31. It can be formed stepwise with the outer surface of.
  • a coupling protrusion 322 protrudes toward the body 31 at the front end of the cover 32, and a coupling groove 313 to which the coupling protrusion 322 is coupled may be formed at the front end of the body 31.
  • a through-hole 323 through which the pilot lever 41 is penetrated and coupled to be able to linearly reciprocate may be protruded toward the body 31 in the cover 32 .
  • the body 31 and the cover 32 may be disposed along the direction in which the spindle 22 is installed, that is, along the X-axis direction, while being coupled to each other.
  • the pilot lever 41 linearly reciprocates along the Y-axis direction by the rotational operation of the sensor lever 35 .
  • the right end of the pilot lever 41 is any of a plurality of protrusions formed on the outer circumferential surface of the steering disk (not shown) provided in the locking device 40. As one is hooked, the locking device 40 performs a locking operation so that the webbing 21 is not drawn out.
  • the sensor housing 33 may be formed in a substantially cylindrical shape with an open upper surface so that an installation space in which the ball 34 is installed and moved by a change in inclination of the vehicle is provided.
  • the lower surface of the sensor housing 33 may be formed as a curved surface convex downward to correspond to the lower part of the ball 34 .
  • the first coupling portion 331 to which the rotating shaft portion 314 of the body 31 is coupled, and the second coupling portion 331 to which the through-hole 323 of the cover 32 is coupled A portion 332 may be provided.
  • the sensor housing 33 may rotate in the forward and backward directions around the first and second coupling parts 331 and 332 .
  • the first coupling part 331 is a part to which the rotary shaft part 314 is coupled therein, and may be formed with an inner diameter corresponding to an outer diameter of the rotary shaft part 314 .
  • the second coupling portion 332 is a portion to which the through-hole 323 is coupled therein, and may have an inner diameter corresponding to an outer diameter of the through-hole 323 .
  • the rotating shaft portion 314 protrudes from the inner surface of the left wall of the body 31 toward the cover 32, and functions as a rotating shaft by which the sensor housing 33 rotates.
  • An angle limiting portion 315 may be formed around the rotating shaft portion 314 to limit the rotational angle of the sensor housing 33 .
  • the angle limiting unit 315 includes a first stopper 316 for limiting the forward rotation angle of the sensor housing 33 rotating around the rotation shaft unit 314 and a second stopper 316 for limiting the rear rotation angle of the sensor housing 33.
  • a stopper 317 may be included.
  • the positions of the first and second stoppers 316 and 317 may be set to limit the rotation angle of the sensor housing 33 to the rotation angle of the backrest.
  • the upper end of the backrest may be rotated forward and downward by about 10° with the lower end of the backrest as the center, and may be rotated backward and downward by up to about 90°.
  • the first stopper 316 is formed at a position where the fixing protrusion 333 formed at the lower end of the first coupling part 331 of the sensor housing 33 is rotated forward by about 10°, and the second stopper 317 may be formed at a position where the fixing protrusion 333 is rotated backward by about 90°.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and the rotation angle can be variously adjusted by adjusting the positions of the first and second stoppers.
  • the present invention may be modified to form the first stopper at a position rotated by about 90° so that the fixing protrusion of the first coupler can rotate forward by about 90°.
  • the sensor housing 33 rotates, but in reality, the body 31 and the cover 32 rotate according to the rotation angle of the backrest, and the sensor housing 33 rotates the ball 34 ), it is always possible to maintain a vertically arranged state by the weight of
  • the ball 34 may be disposed in an installation space inside the sensor housing 33, have a diameter corresponding to the installation space, and may have a constant weight.
  • the ball 34 can sense the change in inclination by moving in various directions such as forward and backward directions and left and right directions according to the change in inclination of the vehicle while installed inside the sensor housing 33 .
  • the sensor lever 35 rotates in the left and right directions with one end coupled to the sensor housing 33 centered on one end coupled to the sensor housing 33 by the movement of the ball 34 in the left and right directions according to the change in inclination of the vehicle in a state where the sensor lever 35 is seated on the upper part of the ball 34. can do.
  • the sensor lever 35 includes a seating portion 36 seated on the upper portion of the ball 34, a lever coupling portion 37 provided on the seating portion 36 and coupled to the pilot lever 41, and a lever coupling portion. It may include a shaft coupling part 38 extending to one side from 37 and shaft-coupled to the sensor housing 33.
  • the seating portion 36 is formed in a substantially disc shape, and the lower surface of the seating portion 36 may be formed in an upwardly concave curved surface to correspond to the upper end of the ball 34 .
  • the lever coupling part 37 may extend upward from the upper surface of the seating part 36 .
  • the lever coupling part 37 may be formed in a substantially cylindrical shape so that a space in which the spherical sphere 43 formed at the front end of the pilot lever 41 is coupled is provided therein.
  • the pilot lever 41 includes a body portion 42 slidably coupled to the through-hole 323 of the cover 32, a spherical portion 43 inserted into the inner space of the lever coupling portion 37, and a body.
  • a connection portion 44 connecting the portion 42 and the spherical portion 43 may be included.
  • the body portion 42 may have a substantially ' ⁇ ' shape in cross section to correspond to the shape of the through hole formed in the through hole 323 . Therefore, the pilot lever 41 does not rotate together with the sensor lever 35 even when the sensor lever 35 rotates in the forward and backward direction together with the sensor housing 33 in a state of being coupled with the sensor lever 41 .
  • the connecting portion 44 may be formed in a substantially bar shape having a width and height smaller than the width and height of the body portion 42 .
  • the inner space of the lever coupling part 37 may be formed with an inner diameter equal to or slightly larger than the outer diameter of the spherical part 43 of the pilot lever 41 .
  • a slit 371 rotatably coupled to the connecting portion 44 of the pilot lever 41 may be formed by cutting downward by a predetermined length at an upper end of the lever coupling portion 37 .
  • the shaft coupling portion 38 extends from the lever coupling portion 37 and the seating portion to one side, downward to the right when viewed in FIG. (381) may be formed.
  • a drawing hole 334 is formed in the sensor housing 33 so that the shaft coupling part 38 is drawn out, and both ends of the rotating shaft 382 are coupled to both sides of the drawing hole 334, that is, to the front and rear sides, respectively.
  • a pair of shaft support parts 335 supported by may be provided.
  • the shaft coupling portion 38 may be formed in a convex arc shape toward the lower right side or inclined to correspond to the shape of the ball in the lever coupling portion 37 and the seating portion 36.
  • the sensor lever 35 configured as described above can rotate in the left and right directions around the rotation shaft 382 according to the forward movement of the ball 34, that is, the forward and backward and left and right directions and upward movement.
  • the pilot lever 41 coupled to the upper end of the sensor lever 35 can linearly reciprocate in the left and right directions by the rotation of the sensor lever 35 .
  • the vehicle sensor device maintains the connection between the spherical part of the pilot lever and the lever coupling part of the sensor lever even when the sensor housing coupled to the body rotates in conjunction with the change in inclination of the backrest of the seat, so that all of the backrest Normal operation may be possible in the angular range.
  • FIG. 7 is an operating state diagram illustrating a rotational operation of a retractor in which a sensor device is installed
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the sensor device installed in the retractor
  • Figures 9 and 10 are operating state diagrams for explaining the rotational operation of the sensor lever according to the movement of the ball, respectively.
  • the sensor device 30 may be rotated in the forward and backward directions by rotational motion of the backrest in the forward and backward directions in the state of being installed on the retractor 10 .
  • the retractor 10 may rotate forward by about 10° according to the forward rotational motion of the backrest, and may rotate backward by about 90° at most by the backward rotational motion of the backrest.
  • the body 31 and the cover 32 of the sensor device 30 can be rotated forward by about 10° and rotated by up to about 90° according to the forward and backward rotational motion of the backrest and the retractor 10. there is.
  • the sensor housing 33 rotatably installed inside the sensor device 30 always maintains a vertically disposed state.
  • the sensor housing 33, the ball 34, and the sensor lever 35 installed therein rotate around the first and second coupling parts 331 and 332 inside the body 31 and the cover 32 so as to be always vertical. state can be maintained.
  • the seating portion 36 of the sensor lever 35 is seated on top of the ball 34 and maintained in a horizontal state before the vehicle tilt changes.
  • the pilot lever 41 to which the spherical portion 43 is coupled to the upper end of the body portion 37 remains moved from the cover 32 to the body 31 side, that is, to the left.
  • the pilot lever 41 coupled to the upper end of the sensor lever 35 passes through the through hole 323 formed in the cover 32 and moves to the outside of the cover 32, that is, to the right, and protrudes.
  • the pilot lever 41 protrudes outward from the cover 32, the right end of the pilot lever 41 engages with any one of a plurality of protrusions formed on the outer circumferential surface of the steering disk of the locking device 40, locking.
  • the device 40 performs a locking operation so that the webbing 21 is not drawn out.
  • the pilot lever can be controlled by detecting changes in the acceleration and inclination of the vehicle and the inclination of the backrest using the ball and the sensor housing, and rotating the sensor lever.
  • a sensor lever is installed on top of a ball, and a pilot lever connected to the sensor lever is operated by rotating the sensor lever around a rotation axis coupled to a sensor housing by moving the ball according to changes in acceleration and inclination of the vehicle. It can be reciprocated in a straight line.
  • the present invention it is possible to control whether or not the webbing can be drawn out by engaging or disengaging the pilot lever to the outside of the cover and engaging or disengaging the locking device.
  • the sensor device by providing a spherical part on the pilot lever and rotatably coupling the spherical part to the upper part of the sensor lever, the sensor device is rotated by adjusting the angle of the seat back, so that the pilot lever is normally straight regardless of the angle at which it is disposed. It can be controlled to move back and forth.
  • the sensor device can normally control the pilot lever in the range of 10° forward to 90° rearward or 90° front to 90° rearward with respect to the reference position at an arrangement angle changed by adjusting the angle of the seat back. .
  • a sensor lever is installed in a sensor device that detects changes in acceleration and inclination of a vehicle, and the sensor lever is rotated around a rotation axis coupled to a sensor housing by moving a ball according to changes in acceleration and inclination of a vehicle. It is applied to the seat belt retractor technology that moves the pilot lever connected to the lever.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Abstract

차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터에 관한 것으로, 외형을 형성하는 바디, 상기 바디의 개구된 일면에 결합되는 커버, 상기 바디 내부에 상기 바디의 설치 각도 및 등받이의 기울기에 따라 회전 가능하게 설치되는 센서 하우징, 상기 센서 하우징 내부에 설치되고 차량의 기울기 및 가속도 변화를 감지하는 볼 및 상기 볼의 상부에 배치되고 일단이 상기 센서 하우징에 회전 가능하게 결합되는 센서 레버를 포함하고, 상기 센서 레버는 상기 볼의 이동에 따른 회전 동작에 의해 락킹 장치에 마련된 파일롯 레버를 직선 왕복 이동시키는 구성을 마련하여, 볼이 설치된 센서 하우징에 센서 레버를 설치하고, 차량의 기울기 및 가속도 변화에 따른 볼의 이동에 의해 센서 하우징에 결합된 회전축을 중심으로 센서 레버를 회전 동작시켜 센서 레버와 연결된 파일롯 레버를 직선 왕복 이동시켜 락킹 장치와 결합 또는 해제함으로써, 파일롯 레버의 정상적인 제어가 가능한 범위를 확장할 수 있다.

Description

차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터
본 발명은 시트벨트 리트랙터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 기울기 및 가속도 변화를 감지해서 시트벨트의 인출을 방지하는 차량 센서 장치 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, 리트랙터에는 자동차의 충돌 발생 시와 같이, 수평 방향으로 소정 치 보다 큰 가속도가 작용하거나 차량의 기울기가 변화하면, 시트벨트의 잠금장치를 작동시켜 시트벨트의 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 시트벨트 리트랙터가 수평 상태로부터 일정 범위 이상 기울어진 자세를 갖는 경우, 제어 디스크와 차량 센서에 마련된 센서 레버 사이의 거리가 지나치게 가까워져서 센서 레버가 민감하게 동작함에 따라, 적절한 락킹 동작을 수행할 수 없다.
또한, 차량 센서를 갖는 시트벨트 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 불가능해질 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.
한편, 최근에는 자율주행 자동차가 개발되면서 차량에 적용되는 시트 및 시트벨트 리트랙터의 부피를 최소화하기 위한 기술이 개발되고 있다.
또한, 시트에 일체화되는 일체형 시트벨트(Belt In Seat, BIS)가 적용되기도 한다.
종래기술에 따른 시트벨트 리트랙터의 차량 센서는 내부에 중량을 갖는 짐볼을 적용해서 차량의 기울기를 측정한다.
이러한 차량 센서는 시트에 마련된 등받이의 각도가 변경되더라도, 차량의 기울기를 측정할 수 있다.
그러나 종래기술에 따른 시트벨트 리트랙터는 시트벨트 리트랙터가 설치된 시트, 예컨대 등받이의 회전 각도가 일정 각도 범위를 초과하는 경우, 짐볼과 연결된 센서레버가 파일롯 레버를 제어하지 못함에 따라, 정상적인 작동이 불가능해지는 문제점이 있었다.
따라서, 등받이의 회전 동작으로 인한 비정상 작동 범위를 최소화해서 정상 작동이 가능한 각도 범위를 확장할 수 있는 차량 센서가 적용된 시트벨트 리트랙터의 개발이 요구되고 있다.
(특허문헌 1) 미국 특허번호 6,499,554호 (2002년 12월 31일 등록)
(특허문헌 2) 미국 특허번호 6,443,382호 (2002년 9월 3일 등록)
(특허문헌 3) 대한민국 특허 등록번호 10-1766844호 (2017년 8월 9일 공고)
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동차의 기울기 및 가속도 변화를 감지하는 차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 등받이의 회전 각도 및 설치 각도와 무관하게 파일롯 레버를 제어해서 정상 작동이 가능한 각도 범위를 확장할 수 있는 차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 하나의 볼을 적용해서 차량의 기울기와 시트 등받이의 각도를 감지할 수 있는 차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량 센서 장치는 외형을 형성하는 바디, 상기 바디의 개구된 일면에 결합되는 커버, 상기 바디 내부에 상기 바디의 설치 각도 및 등받이의 기울기에 따라 회전 가능하게 설치되는 센서 하우징, 상기 센서 하우징 내부에 설치되고 차량의 기울기 및 가속도 변화를 감지하는 볼 및 상기 볼의 상부에 배치되고 일단이 상기 센서 하우징에 회전 가능하게 결합되는 센서 레버를 포함하고, 상기 센서 레버는 상기 볼의 이동에 따른 회전 동작에 의해 락킹 장치에 마련된 파일롯 레버를 직선 왕복 이동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량 센서 장치가 적용된 시트벨트 리트랙터는 차량의 기울기 및 가속도 변화를 감지하는 차량 센서 장치, 시트벨트 웨빙이 감기는 스핀들을 포함하는 스핀들 장치 및 차량의 충돌 발생시 상기 시트벨트 웨빙의 인출을 방지하도록 락킹 동작하는 락킹 장치를 포함하고, 감지된 차량의 기울기 및 가속도 변화에 기초해서 파일롯 레버를 상기 락킹 장치에 결합 또는 해제하도록 직선 왕복 이동시키는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터에 의하면, 볼과 센서 하우징을 이용해서 차량의 가속도와 기울기 및 등받이의 기울기 변화를 감지하고 센서 레버를 회전 동작시켜 파일롯 레버를 제어할 수 있다는 효과가 얻어진다.
즉, 본 발명에 의하면, 볼의 상부에 센서 레버를 설치하고, 차량의 가속도 및 기울기 변화에 따른 볼의 이동에 의해 센서 하우징에 결합된 회전축을 중심으로 센서 레버를 회전동작시켜 센서 레버와 연결된 파일롯 레버를 직선 왕복 이동시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.
이에 따라, 본 발명에 의하면, 파일롯 레버를 커버 외측으로 출몰 동작시켜 락킹 장치와 결합 또는 해제함으로써, 웨빙이 인출 가능 여부를 제어할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명에 의하면, 파일롯 레버에 구형부를 마련하고, 센서 레버의 상부에 구형부를 회전 가능하게 결합함에 따라, 시트 등받이의 각도 조절에 의해 센서 장치가 회전해서 배치되는 각도와 무관하게 파일롯 레버를 정상적으로 직선 왕복 이동하도록 제어할 수 있다는 효과가 얻어진다.
즉, 본 발명에 의하면, 센서 장치가 시트 등받이의 각도 조절에 의해 변경되는 배치각도가 기준위치를 중심으로 전방 10°내지 후방 90° 범위에서 파일롯 레버를 정상적으로 제어할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 종래기술에 따른 시트벨트 리트랙터의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 센서 장치가 적용된 시트벨트 리트랙터의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 시트벨트 리트랙터의 부분 분해 사시도,
도 4는 도 2에 도시된 센서 장치의 확대도,
도 5 및 도 6은 각각 도 4에 도시된 센서 장치의 분해 사시도,
도 7은 센서 장치가 설치되는 리트랙터의 회전 동작을 설명하는 동작 상태도,
도 8은 리트랙터에 설치된 센서 장치의 단면도,
도 9와 도 10은 각각 볼의 이동에 따른 센서 레버의 회전 동작을 설명하는 동작 상태도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 시트벨트 리트랙터의 구성을 설명하기에 앞서, 도 1을 참조하여 종래기술에 따른 시트벨트 리트랙터의 구성을 개략적으로 설명한다.
도 1은 종래기술에 따른 시트벨트 리트랙터의 예시도이다.
종래기술에 따른 시트벨트 리트렉터(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 시트벨트 웨빙(이하 '웨빙'이라 약칭함)(2)이 감기는 스핀들(3), 차량의 기울기를 감지하는 센서유닛(4), 차량 충돌 발생시 웨빙(2)을 감아 슬랙을 줄여주는 비상 텐셔닝 유닛(5) 및 차량의 정상 주행시 웨빙(2)을 원활하게 인출하고 충돌 발생 직전에 웨빙(2)을 감아 슬랙을 줄여주는 프리 텐셔닝 유닛(6)을 포함할 수 있다.
센서유닛(4)은 차량의 충돌로 인한 웨빙의 인출 가속도 변화 또는 차량의 기울기 변화를 감지한다.
비상 텐셔닝 유닛(5)은 차량의 충돌을 감지한 감지 신호에 의해 화약이 내장된 인플레이터(도면 미도시)를 작동시켜 발생하는 가스의 압력을 이용해서 웨빙(2)을 스핀들(3)에 감아준다. 따라서 비상 텐셔닝 유닛(5)은 차량 충돌시 웨빙(2)을 감아서 웨빙(2)의 슬랙을 감소시켜 승객의 상해치를 감소시킬 수 있다.
프리 텐셔닝 유닛(6)은 차량에 적용된 센서를 통해 차량의 충돌이 예측되는 경우, 정역 회전이 가능한 모터를 구동해서 웨빙(2)을 스핀들에 감아준다. 즉, 프리 텐셔닝 유닛(6)은 정상적인 주행 상황일 때, 사고의 발생 없이도 차량의 더 강한 가속 또는 감속이 발생할 때까지, 착용된 웨빙(2)을 팽팽하게 유지시키며 웨빙(2)이 느슨해질 가능성을 방지하고, 차량의 충돌 직전에 웨빙(2)을 감아서 웨빙(2)의 슬랙을 감소시켜 승객의 상해치를 감소시킬 수 있다.
여기서, 스핀들(3)은 고정프레임(7)의 내부에 설치되고, 센서유닛(4)과 비상 텐셔닝 유닛(5) 및 프리 텐셔닝 유닛(6)은 고정프레임(7)의 양측에 배치되며, 각 유닛의 외측에는 좌측과 우측 하우징(8,9)이 결합된다.
즉, 각 유닛(4,5,6)은 스핀들(2)의 양측에 횡방향을 따라 배치된다.
이와 같이 구성되는 종래기술에 따른 시트벨트 리트랙터(1)는 스핀들이 시트의 등받이에 폭 방향, 즉 좌우 방향을 따라 설치되므로, 스풀에 감기는 웨빙(2)의 길이가 증가함에 따라 전후 방향 두께(이하 '두께'라 약칭함)도 증가함에 따라, 슬림화된 시트의 등받이에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 본 발명은 웨빙이 감기는 스핀들이 설치되는 방향을 회전시켜 시트벨트 리트랙터의 두께를 최소화함으로써, 슬림화된 시트에 적용할 수 있다.
이와 함께, 본 발명은 차량 센서 장치의 구조를 개선해서 짐볼의 회전각도에 따라 센서 레버와 파일롯 레버의 연결이 불확실해지는 문제점을 해소한다.
다음, 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 센서 장치가 적용된 시트벨트 리트랙터의 구성을 간략하게 설명한다.
이하에서는 시트를 중심으로 스티어링 휠이 설치되는 방향, 차량의 주행 방향을 '전방'이라 하고, 그 반대 방향을 '후방'이라 한다. 그리고 '좌측', '우측', '상방' 및 '하방'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 상기한 전방과 후방을 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다.
이에 따라, 각 도면에서 X축 방향은 전방에 대응되고, Y축 방향은 우측에 대응되며, Z축 방향은 상방에 대응된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 센서 장치가 적용된 시트벨트 리트랙터의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 시트벨트 리트랙터의 부분 분해 사시도이다.
본 실시 예에서는 시트에 일체로 장착되는 일체형 시트벨트(BIS)에 적용되는 시트벨트 리트랙터의 구성을 설명한다.
물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 일체형 시트벨트 뿐만 아니라, 일반적인 차량이나 자율주행 자동차에 적용 가능하도록, 다양한 구조 및 형상의 시트벨트 리트랙터로 마련될 수 있음에 유의하여야 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 센서 장치가 적용된 시트벨트 리트랙터(10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스핀들 장치(20)와 차량 센서 장치(이하 '센서 장치'라 약칭함)(30) 및 락킹장치(40)를 포함할 수 있다.
이와 함께, 시트벨트 리트랙터(10)는 차량의 충돌 발생 직전에 웨빙(21)을 감아 슬랙을 감소시키는 프리 텐셔닝 장치를 더 포함할 수 있다.
스핀들 장치(20)와 센서 장치(30)는 시트벨트 리트랙터(10)를 구성하는 기본 모듈로서, 각각의 모듈로 제조되어 조립되거나, 하나의 모듈로 통합되어 마련될 수도 있다.
스핀들 장치(20)에는 웨빙(21)이 감기는 스핀들(22)이 마련되고, 스핀들 장치와 센서 장치는 하우징(23) 내부에 설치될 수 있다.
센서 장치(30)는 웨빙(21)의 인출 가속도 변화를 감지하는 가속도 센서, 또는 차량의 기울기 변화를 감지하는 기울기 센서를 포함할 수 있다.
본 실시 예에서는 차량의 기울기 변화를 감지하는 기울기 센서가 적용되는 센서 장치(30)의 구성을 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다. 물론, 센서 장치(30)는 차량의 기울기 변화뿐만 아니라, 가속도 변화를 함께 감지할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 센서 장치의 확대도이고, 도 5 및 도 6은 각각 도 4에 도시된 센서 장치의 분해 사시도이다.
본 실시 예에서는 상기의 도 2 내지 도 3에 도시된 시트벨트 리트랙터의 구성에 적용되는 센서 장치의 구성으로 설명한다.
물론, 본 발명은 상기한 구성으로 한정되는 것은 아니며, 도 1에 도시된 시트벨트 리트렉터 등 다양한 구성을 갖는 시트벨트 리트랙터에 적용할 수 있도록 변경될 수 있음에 유의하여야 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 시트벨트 리트랙터(10)에 적용되는 차량 센서 장치(이하 '센서 장치'라 약칭함)(30)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 외형을 형성하는 바디(31), 바디(31)의 개구된 일면에 결합되는 커버(32), 바디(31) 내부에 바디(31)의 설치 각도 및 등받이의 기울기에 따라 회전 가능하게 설치되는 센서 하우징(33), 센서 하우징(33) 내부에 설치되고 센서 장치(30)가 설치된 차량의 기울기 및 가속도 변화를 감지하는 볼(34) 및 볼(34)의 상부에 배치되고 일단이 센서 하우징(33)에 회전 가능하게 결합되어 볼(34)의 이동에 따른 회전 동작에 의해 파일롯 레버(41)를 이동시키는 센서 레버(35)를 포함한다.
바디(31)는 일면이 개구되고, 측면에서 보았을 때 단면이 대략 사각 형상이나 삼각 형상을 갖는 통체 형상으로 형성될 수 있다.
바디(31)의 상단과 하단에는 각각 볼트 등을 체결해서 바디(31)를 스핀들 장치(20)에 고정하기 위한 한 쌍의 고정돌부(311)가 돌출 형성될 수 있다.
커버(32)의 일면에는 가장자리를 따라 결합리브(321)가 바디(31)를 향해 돌출 형성되고, 바디(31)의 개구부 가장자리에는 결합리브(321)가 결합되는 결합홈부(312)가 상기 개구부의 외면과 단차지게 형성될 수 있다.
커버(32)의 전단에는 바디(31)를 향해 결합돌부(322)가 돌출 형성되고, 바디(31)의 전단에는 결합돌부(322)가 결합되는 결합홈부(313)가 형성될 수 있다.
커버(32)에는 파일롯 레버(41)가 직선 왕복 이동 가능하게 관통 결합되는 관통공부(323)가 바디(31)를 향해 돌출 형성될 수 있다.
이러한 바디(31)와 커버(32)는 서로 결합된 상태에서 스핀들(22)이 설치되는 방향, 즉 X축 방향을 따라 배치될 수 있다.
파일롯 레버(41)는 센서 레버(35)의 회전 동작에 의해 Y축 방향을 따라 직선 왕복 이동한다.
즉, 파일롯 레버(41)가 도 5에서 보았을 때 우측으로 이동하면, 파일롯 레버(41)의 우측단이 락킹 장치(40)에 마련된 스티어링 디스크(도면 미도시)의 외주면에 형성된 복수의 돌기 중에서 어느 하나와 걸림에 따라, 락킹 장치(40)는 웨빙(21)이 인출되지 않도록 락킹 동작한다.
반면, 파일롯 레버(41)가 좌측으로 이동하면, 파일롯 레버(41)와 락킹 장치(40)의 결합이 해제됨에 따라, 웨빙(21)이 자유롭게 인출될 수 있다.
센서 하우징(33)은 내부에 볼(34)이 설치되고 차량의 기울기 변화에 의해 이동하는 설치공간이 마련되도록, 상면이 개구된 대략 원통 형상으로 형성될 수 있다. 센서 하우징(33)의 하면은 볼(34)의 하부에 대응되로록, 하방으로 볼록한 곡면으로 형성될 수 있다.
센서 하우징(33) 상단의 좌측과 우측에는 각각 바디(31)의 회전축부(314)가 결합되는 제1 결합부(331)와, 커버(32)의 관통공부(323)와 결합되는 제2 결합부(332)가 마련될 수 있다.
그래서 센서 하우징(33)은 제1 및 제2 결합부(331,332)를 중심으로 전후 방향을 향해 회전 동작할 수 있다.
제1 결합부(331)는 내부에 회전축부(314)가 결합되는 부분으로, 회전축부(314)의 외경에 대응되는 내경으로 형성될 수 있다.
제2 결합부(332)는 내부에 관통공부(323)가 결합되는 부분으로, 관통공부(323)의 외경에 대응되는 내경으로 형성될 수 있다.
여기서, 회전축부(314)는 바디(31)의 좌측벽 내면에서 커버(32)를 향해 돌출 형성되고, 센서 하우징(33)이 회전 동작하는 회전축 기능을 한다.
이러한 회전축부(314)의 주변에는 센서 하우징(33)의 회전 각도를 제한하는 각도 제한부(315)가 형성될 수 있다.
각도 제한부(315)는 회전축부(314)를 중심으로 회전하는 센서 하우징(33)의 전방 회전 각도를 제한하는 제1 스토퍼(316)와 센서 하우징(33)의 후방 회전 각도를 제한하는 제2 스토퍼(317)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 스토퍼(316,317)의 위치는 센서 하우징(33)의 회전 각도를 등받이의 회전 각도로 제한하도록 설정될 수 있다.
예를 들어, 등받이의 상단부는 등받이의 하단부를 중심으로 전측 하방을 향해 약 10°만큼 회전하고, 후측 하방을 향해 최대 약 90°까지 회전할 수 있다.
그래서 제1 스토퍼(316)는 센서 하우징(33)의 제1 결합부(331) 하단에 형성된 고정돌기(333)가 전방을 향해 약 10°만큼 회전된 위치에 형성되고, 제2 스토퍼(317)는 고정돌기(333)가 후방을 향해 약 90°만큼 회전된 위치에 형성될 수 있다.
물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 및 제2 스토퍼의 위치를 조절해서 회전각도를 다양하게 조절할 수 있다.
예를 들어, 본 발명은 제1 결합부의 고정돌기가 전방을 향해 약 90°만큼 회전 가능하도록, 제1 스토퍼를 약 90°만큼 회전된 위치에 형성하도록 변경될 수도 있다.
또한, 본 실시 예에서는 센서 하우징(33)이 회전 동작하는 것으로 설명하였으나, 실제로는 등받이의 회전 각도에 따라 바디(31)와 커버(32)가 회전 동작하고, 센서 하우징(33)은 볼(34)의 중량에 의해 항상 수직으로 배치된 상태를 유지할 수 있다.
볼(34)은 센서 하우징(33)의 내부의 설치공간에 배치되고, 상기 설치공간에 대응되는 직경으로 형성되며, 일정한 중량을 가지도록 마련될 수 있다.
그래서 볼(34)은 센서 하우징(33) 내부에 설치된 상태에서 차량의 기울기 변화에 따라 전후 및 좌우 방향 등 다양한 방향으로 이동해서 기울기 변화를 감지할 수 있다.
센서 레버(35)는 볼(34)의 상부에 안착된 상태에서 차량의 기울기 변화에 따른 볼(34)의 좌우 방향 이동에 의해 센서 하우징(33)에 결합된 일단부를 중심으로 좌우 방향으로 회전 동작할 수 있다.
이러한 센서 레버(35)는 볼(34)의 상부에 안착되는 안착부(36), 안착부(36)의 상부에 마련되고 파일롯 레버(41)와 결합되는 레버 결합부(37) 및 레버 결합부(37)에서 일측으로 연장되고 센서 하우징(33)에 축 결합되는 축 결합부(38)를 포함할 수 있다.
안착부(36)는 대략 원판 형상으로 형성되고, 안착부(36)의 하면은 볼(34)의 상단부에 대응되도록 상방으로 오목한 곡면으로 형성될 수 있다.
레버 결합부(37)는 안착부(36)의 상면에서 상방으로 연장 형성될 수 있다.
레버 결합부(37)는 내부에 파일롯 레버(41)의 선단에 형성된 구형구(43)가 결합되는 공간이 마련되도록, 대략 원통 형상으로 형성될 수 있다.
즉, 파일롯 레버(41)는 커버(32)의 관통공부(323)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 바디부(42), 레버 결합부(37) 내부의 공간에 삽입되는 구형부(43) 및 바디부(42)와 구형부(43)를 연결하는 연결부(44)를 포함할 수 있다.
바디부(42)는 관통공부(323)에 형성된 관통공 형상에 대응되도록, 단면이 대략 'ㅗ' 형상으로 형성될 수 있다. 그래서 파일롯 레버(41)는 센서 레버(35)와 결합된 상태에서 센서 레버(35)가 센서 하우징(33)과 함께 전후 방향으로 회전하더라도 함께 회전하지 않는다.
연결부(44)는 바디부(42)의 폭과 높이보다 작은 폭과 높이를 갖는 대략 바 형상으로 형성될 수 있다.
그래서 레버 결합부(37)의 내부 공간은 파일롯 레버(41)의 구형부(43) 외경과 동일하거나 약간 큰 내경으로 형성될 수 있다.
그리고 레버 결합부(37)의 상단부에는 파일롯 레버(41)의 연결부(44)가 회전 가능하게 결합되는 슬릿(371)이 미리 설정된 길이만큼 하방을 향해 절개되어 형성될 수 있다.
축 결합부(38)는 레버 결합부(37)와 안착부에서 일측, 도 6에서 보았을 때 우측 하방으로 연장 형성되고, 축 결합부(38)의 하단에는 회전축(382)이 결합되는 축 결합공(381)이 형성될 수 있다.
여기서, 센서 하우징(33)에는 축 결합부(38)가 외부로 인출되도록 인출공(334)이 형성되고, 인출공(334)의 양측, 즉 전후측에는 각각 회전축(382)의 양단이 결합된 상태에서 지지하는 한 쌍의 축지지부(335)가 마련될 수 있다.
한편, 축 결합부(38)는 레버 결합부(37)와 안착부(36)에서 볼의 형상에 대응되도록, 우측 하방을 향해 볼록한 호 형상으로 형성되거나 경사지게 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 센서 레버(35)는 볼(34)의 전 방향 이동, 즉 전후 및 좌우 방향과 상방 이동에 따라 회전축(382)을 중심으로 좌우 방향으로 회전 동작할 수 있다. 그래서 센서 레버(35)의 상단에 결합된 파일롯 레버(41)는 센서 레버(35)의 회전 동작에 의해 좌우 방향으로 직선 왕복 이동할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 차량 센서 장치는 시트의 등받이 기울기 변화에 연동해서 바디에 결합된 센서 하우징이 회전하여도 파일롯 레버의 구형부와 센서 레버의 레버 결합부 사이의 연결을 유지해서 등받이의 모든 각도 범위에서 정상 작동이 가능할 수 있다.
다음, 도 7 내지 도 10을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 센서 장치의 작동 방법을 상세하게 설명한다.
도 7은 센서 장치가 설치되는 리트랙터의 회전 동작을 설명하는 동작 상태도이고, 도 8은 리트랙터에 설치된 센서 장치의 단면도이다. 그리고 도 9와 도 10은 각각 볼의 이동에 따른 센서 레버의 회전 동작을 설명하는 동작 상태도이다.
센서 장치(30)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 리트랙터(10)에 설치된 상태에서 등받이의 전후 방향 회전 동작에 의해 전후 방향으로 회전할 수 있다.
즉, 리트랙터(10)는 등받이의 전방 회전 동작에 따라 전방으로 약 10°만큼 회전할 수 있고, 등받이의 후방 회전 동작에 의해 후방으로 최대 약 90°만큼 회전할 수 있다.
그래서 센서 장치(30)의 바디(31)와 커버(32)는 등받이 및 리트랙터(10)의 전후 방향 회전 동작에 따라 전방으로 약 10°만큼 회전할 수 있고, 최대 약 90°만큼 회전할 수 있다.
이때, 센서 장치(30) 내부에 회전 동작 가능하게 설치된 센서 하우징(33)은 항상 수직으로 배치된 상태를 유지한다.
즉, 센서 하우징(33)과 그에 설치된 볼(34) 및 센서 레버(35)는 바디(31) 및 커버(32) 내부에서 제1 및 제2 결합부(331,332)를 중심으로 회전 동작하여 항상 수직 상태를 일정하게 유지할 수 있다.
한편, 센서 레버(35)의 안착부(36)는 도 9에 도시된 바와 같이, 차량의 기울기가 변화하기 이전에는 볼(34)의 상부에 안착되고, 수평 상태를 유지한다.
따라서 바디부(37)의 상단에 구형부(43)가 결합된 파일롯 레버(41)는 커버(32)에서 바디(31)측, 즉 좌측으로 이동된 상태로 유지된다.
이와 같이, 파일롯 레버(41)가 좌측으로 이동된 상태이면, 파일롯 레버(41)와 락킹 장치(40)의 결합이 해제됨에 따라, 웨빙(21)이 자유롭게 인출될 수 있다.
반면, 도 10에 도시된 바와 같이, 차량의 기울기가 변화해서 볼(34)이 일측, 예컨대 좌측으로 이동하면, 센서 레버(35)는 센서 하우징(33)에 결합된 회전축(382)을 중심으로 반시계 방향으로 회전해서 파일롯 레버(41)를 우측으로 이동시킨다.
즉, 센서 레버(35)의 상단에 결합된 파일롯 레버(41)는 커버(32)에 형성된 관통공부(323)를 통과해서 커버(32)의 외측, 즉 우측으로 이동해서 돌출된다.
이와 같이, 파일롯 레버(41)가 커버(32) 외측으로 돌출되면, 파일롯 레버(41)의 우측단이 락킹 장치(40)의 스티어링 디스크 외주면에 형성된 복수의 돌기 중에서 어느 하나와 걸림에 따라, 락킹 장치(40)는 웨빙(21)이 인출되지 않도록 락킹 동작한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 볼과 센서 하우징을 이용해서 차량의 가속도와 기울기 및 등받이의 기울기 변화를 감지하고 센서 레버를 회전 동작시켜 파일롯 레버를 제어할 수 있다.
즉, 본 발명은 볼의 상부에 센서 레버를 설치하고, 차량의 가속도 및 기울기 변화에 따른 볼의 이동에 의해 센서 하우징에 결합된 회전축을 중심으로 센서 레버를 회전 동작시켜 센서 레버와 연결된 파일롯 레버를 직선 왕복 이동시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 파일롯 레버를 커버 외측으로 출몰 동작시켜 락킹 장치와 결합 또는 해제함으로써, 웨빙이 인출 가능 여부를 제어할 수 있다.
특히, 본 발명은 파일롯 레버에 구형부를 마련하고, 센서 레버의 상부에 구형부를 회전 가능하게 결합함에 따라, 시트 등받이의 각도 조절에 의해 센서 장치가 회전해서 배치되는 각도와 무관하게 파일롯 레버를 정상적으로 직선 왕복 이동하도록 제어할 수 있다.
즉, 본 발명은 센서 장치가 시트 등받이의 각도 조절에 의해 변경되는 배치각도가 기준위치를 중심으로 전방 10°내지 후방 90° 또는 전방 90°내지 후방 90° 범위에서 파일롯 레버를 정상적으로 제어할 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.
본 발명은 차량의 가속도 및 기울기 변화를 감지하는 센서 장치에 센서 레버를 설치하고, 차량의 가속도 및 기울기 변화에 따른 볼의 이동에 의해 센서 하우징에 결합된 회전축을 중심으로 센서 레버를 회전 동작시켜 센서 레버와 연결된 파일롯 레버를 이동시키는 시트벨트 리트랙터 기술에 적용된다.

Claims (7)

  1. 차량의 기울기 및 가속도 변화를 감지하는 차량 센서 장치에 있어서,
    외형을 형성하는 바디,
    상기 바디의 개구된 일면에 결합되는 커버,
    상기 바디 내부에 상기 바디의 설치 각도 및 등받이의 기울기에 따라 회전 가능하게 설치되는 센서 하우징,
    상기 센서 하우징 내부에 설치되고 차량의 기울기 및 가속도 변화를 감지하는 볼 및
    상기 볼의 상부에 배치되고 일단이 상기 센서 하우징에 회전 가능하게 결합되는 센서 레버를 포함하고,
    상기 센서 레버는 상기 볼의 이동에 따른 회전 동작에 의해 락킹 장치에 마련된 파일롯 레버를 직선 왕복 이동시키는 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서 레버는 상기 볼의 상부에 안착되는 안착부,
    상기 안착부의 상부에 마련되고 상기 파일롯 레버와 결합되는 레버 결합부 및
    상기 레버 결합부에서 일측으로 연장되고 상기 센서 하우징에 축 결합되는 축 결합부를 포함하며,
    상기 레버 결합부는 차량의 기울기 및 가속도 변화에 따라 상기 볼이 일측으로 이동하면, 상기 센서 하우징에 결합된 회전축을 중심으로 회전해서 상기 파일롯 레버를 상기 커버의 외측으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 파일롯 레버는 상기 커버에 형성된 관통공부에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 바디부,
    상기 레버 결합부 내부의 공간에 삽입되는 구형부 및
    상기 바디와 구형부를 연결하는 연결부를 포함하고,
    상기 레버 결합부의 상단에는 상기 파일롯 레버의 연결부가 회전 가능하게 결합되는 슬릿이 미리 설정된 길이만큼 하방을 향해 절개되어 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 센서 하우징은 내부에 상기 볼이 설치되어 차량의 기울기 및 가속도 변화에 의해 이동하는 설치공간이 마련되도록, 상면이 개구된 원통 형상으로 형성되고,
    상기 센서 하우징의 양측에는 상기 바디와 커버에 회전 가능하게 결합되는 제1 및 제2 결합부가 마련되며,
    상기 센서 하우징의 일측에는 상기 축 결합부를 외부로 인출하는 인출공이 형성되고,
    상기 인출공의 양측에는 각각 상기 회전축의 양단이 결합된 상태로 지지되는 한 쌍의 축지지부가 마련되는 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 바디의 내면에는 상기 제1 결합부와 결합되는 회전축부 및
    상기 센서 하우징의 전후 방향 회전 각도를 제한하는 각도 제한부가 마련되며,
    상기 제1 결합부에는 고정돌기가 형성되고,
    상기 각도 제한부는 상기 고정돌기의 전방 회전 각도를 제한하는 제1 스토퍼와
    상기 고정돌기의 후방 회전 각도를 제한하는 제2 스토퍼를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 스토퍼의 위치는 시트 등받이의 회전 각도에 대응되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 차량 센서 장치는 시트의 등받이 기울기 변화에 연동해서 상기 바디에 결합된 상기 센서 하우징이 회전하여도 상기 파일롯 레버와 상기 센서 레버 사이의 연결을 유지해서 등받이의 모든 각도 범위에서 정상 작동이 가능한 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 구성으로 이루어지고, 차량의 기울기 및 가속도 변화를 감지하는 차량 센서 장치,
    시트벨트 웨빙이 감기는 스핀들을 포함하는 스핀들 장치 및
    차량의 충돌 발생시 상기 시트벨트 웨빙의 인출을 방지하도록 락킹 동작하는 락킹 장치를 포함하고,
    감지된 차량의 기울기 및 가속도 변화에 기초해서 파일롯 레버를 상기 락킹 장치에 결합 또는 해제하도록 직선 왕복 이동시키는 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치가 적용된 시트벨트 리트랙터.
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