アクチュエータ
【課題】作動時にガス発生器からシリンダ内へ吐出する作動用ガスがシリンダの容積に比して多くとも、重量やコストの増加を抑えて、簡便に支持ロッドの所定の移動ストロークを確保できるアクチュエータの提供。
【解決手段】アクチュエータ３１は、作動時にガス発生器４８から作動用ガスＧを吐出させて、シリンダ３２内のピストン５１と、保護対象物を受け止めるための受止材を支持する支持ロッド５３と、を前進移動させる。アクチュエータは、前進移動後のピストンの後退移動を規制するロック機構５５を備える。シリンダ３２は、周壁３３に開口させて作動用ガスＧをシリンダ外へ流出可能な流出口４５と、吐出時の作動用ガスの圧力により流出口を開口可能として流出口を閉塞する蓋材４６と、を備える。流出口４５は、ロック機構によるピストンのロック位置ＰＲへの配置時にはピストンの通過する位置として、ロック位置ＰＲ近傍に、配設されている。
【解決手段】アクチュエータ３１は、作動時にガス発生器４８から作動用ガスＧを吐出させて、シリンダ３２内のピストン５１と、保護対象物を受け止めるための受止材を支持する支持ロッド５３と、を前進移動させる。アクチュエータは、前進移動後のピストンの後退移動を規制するロック機構５５を備える。シリンダ３２は、周壁３３に開口させて作動用ガスＧをシリンダ外へ流出可能な流出口４５と、吐出時の作動用ガスの圧力により流出口を開口可能として流出口を閉塞する蓋材４６と、を備える。流出口４５は、ロック機構によるピストンのロック位置ＰＲへの配置時にはピストンの通過する位置として、ロック位置ＰＲ近傍に、配設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用安全装置に使用されるアクチュエータに関し、例えば、保護対象物としての歩行者を受け止める際のフードパネルを持ち上げる等の作動に使用されるアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載される自動車用安全装置のアクチュエータとしては、フードパネルの塑性変形時のエネルギー吸収を利用して、フードパネル自体で歩行者を受け止めることができるように、フードパネルの後端側を上昇させるものがあった（例えば、特許文献１参照）。また、この種のアクチュエータとしては、ニーパネルの塑性変形時のエネルギー吸収を利用して、ニーパネルにより運転者の膝を受け止めることができるように、運転者の前方側に搭載したニーパネルを、運転者に接近させるように、ニーパネルを移動させるものがあった（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
これらのフードパネルやニーパネルを移動させるアクチュエータとしては、迅速に作動できるように、ガス発生器の作動時に急激に発生するガスを駆動源とするピストンシリンダタイプとして構成されて、ガス発生器の作動により発生する作動用流体としてのガスをシリンダ内に充填させ、シリンダ内に収納したピストンを移動させて、ピストンから延びる支持ロッドを移動させ、支持ロッドの先端に支持させたフードパネルやニーパネルを所定位置まで移動させていた。
【０００４】
また、これらのアクチュエータには、シリンダ内にガス発生器からの作動用ガスを充填させてフードパネルやニーパネルを前進移動させた後、歩行者や運転者をフードパネルやニーパネルによって円滑に受け止めることができるように、後退移動を防止するため、移動後のピストンや支持ロッドのシリンダに対する後退を規制するロック機構が、内蔵されていた。
【０００５】
なお、ガス発生器としては、作動信号の入力により、火薬等を含めたガス発生剤を着火させるマイクロガスジェネレータが使用されており、このようなガス発生器では、ガス発生剤の化学反応（酸化反応・酸化燃焼反応）によって生ずるガスを、ピストンを移動させる作動用ガスに利用しており、作動時には、急激かつ多量に作動用ガスが発生していた。
【特許文献１】特開２００２−３７０６１１号公報
【特許文献２】特開２００５−２８０４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のアクチュエータにおいて、支持ロッドの移動ストロークを小さく変更する場合には、簡便な対処策として、例えば、ガス発生器やピストンを変更せずに、ピストンにおける初期位置からロック位置までの長さを短くするように、単に、シリンダの長さを短くすることが考えられる。しかし、このような対処策では、シリンダの容積を小さくすることとなり、同じガス発生器を使用すれば、作動時のシリンダ内の圧力が高まるため、シリンダの強度を向上させなければならず、重量やコストの増加を招く課題があった。
【０００７】
なお、支持ロッドの移動ストロークを小さく変更する場合、作動時に発生する作動用ガスが少量となるガス発生器を採用して、対処することが考えられるが、このような対処策では、受止材を支持する支持ロッドの移動速度を著しく低下させてしまい、実用上、採用し難い。
【０００８】
また、シリンダの内径寸法を大きくして、シリンダの容積を大きくすることも考えられるが、このような対処策では、ピストンも大きく変更する必要が生じ、さらに、ロック機構の構成も変更する必要が生じて、簡便に対処できず、かつ、重量の増加も招いてしまう。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、作動時にガス発生器からシリンダ内へ吐出する作動用ガスがシリンダの容積に比して多くとも、重量やコストの増加を抑えて、簡便に支持ロッドの所定の移動ストロークを確保できるアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るアクチュエータは、自動車用安全装置に使用されて、
作動時、シリンダ内に配設させたガス発生器から作動用ガスを吐出させることにより、シリンダ内のピストンとピストンに連結されてシリンダ外へ突出する支持ロッドとを、前進移動させる構成とするとともに、
前進移動したピストンと支持ロッドとの後退移動を規制するロック機構を備えて構成され、
シリンダから突出した支持ロッドが、保護対象物を受け止めるための受止材を支持する構成のアクチュエータであって、
シリンダが、ピストンを摺動させる周壁に開口させて作動用ガスをシリンダ外へ流出可能な流出口と、吐出時の作動用ガスの圧力により流出口を開口可能として流出口を閉塞する蓋材と、を備え、
流出口が、ロック機構によって後退移動を規制されるピストンのロック位置への配置時にはピストンの通過する位置とし、かつ、ピストンのロック位置近傍に、配設されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るアクチュエータでは、作動時、ガス発生器が作動用ガスを吐出すれば、シリンダ内の内圧が高まり、ピストンと支持ロッドとが、前進移動して、ロック位置に配置されたならば、ロック機構により、後退移動を規制されてロックされることとなり、支持ロッドによって支持している受止材が、円滑に、保護対象物を受け止めることができる。
【００１２】
そしてこの時、ピストンは、シリンダの周壁に配設された流出口の部位を通過しているため、シリンダ内の作動用ガスの内圧を蓋材に作用させることができ、作動用ガスの内圧を受けた蓋材は、流出口を開口させることから、シリンダ内の作動用ガスを流出口から排気させることができる。
【００１３】
すなわち、シリンダは、ピストンのロック位置への配置後における作動用ガスの内圧に対応して、耐圧性を向上させるような強度を確保せずに、形成でき、重量やコストの増加を抑えることができる。
【００１４】
また、流出口は、ピストンのロック位置近傍に配置されており、ピストンがロック位置に配置されるまで、極力、作動用ガスを排気しないことから、支持ロッドは、移動速度を低減させることなく、容易に、初期位置からロック位置までの所定の移動ストロークを確保して、移動することができる。
【００１５】
さらに、流出口は、吐出時の作動用ガスの圧力で開口可能な蓋材で閉塞されており、アクチュエータの作動前には、蓋材を利用して、シリンダの内外が連通される状態を防止しており、シリンダ内のガス発生器側に雨水等を侵入させる虞れはない。
【００１６】
したがって、本発明に係るアクチュエータは、作動時にガス発生器から吐出する作動用ガスが急激かつ大量であっても、重量やコストの増加を抑えて、簡便に所定の支持ロッドの移動ストロークを確保することができる。
【００１７】
そして、本発明に係るアクチュエータでは、支持ロッドの移動ストロークを小さく変更する場合において、ガス発生器やピストンを変更せずに、ピストンにおける初期位置からロック位置までの長さを短くするように、単に、シリンダの長さを短くするだけで、簡便に対処することができることとなり、作動時にガス発生器からシリンダ内へ吐出する作動用ガスがシリンダの容積に比して多くとも、シリンダは、耐圧性を高めた構造に変更しなくともよくなる。その結果、本発明に係るアクチュエータでは、支持ロッドの移動ストロークを種々変更することとなっても、同一のガス発生器やピストンを使用できて、少なくとも、流出口と蓋材とを設けた状態のシリンダの長さ調整により、容易に対処することができることとなる。
【００１８】
そして、本発明に係るアクチュエータの支持ロッドとしては、前進移動後における受止材の保護対象物の受け止め時、保護対象物の運動エネルギーを吸収可能に、塑性変形可能に配設することが望ましい。このような構成では、ロック機構により、支持ロッドの後退移動が規制されて、受止材が保護対象物を受け止める際、支持ロッドが曲げ変形等のように塑性変形することから、支持ロッド自体でも、保護対象物の運動エネルギーを吸収できることとなり、受止材が、一層円滑に、保護対象物を受け止めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、図１〜４に示すように、実施形態のアクチュエータ３１は、車両Ｖに搭載される自動車用安全装置としての歩行者保護装置Ｍにおけるフード跳ね上げ装置（以下、跳ね上げ装置と略す）ＦＵに使用されるものであり、この跳ね上げ装置ＦＵは、アクチュエータ３１の作動時に、フードパネル１５の後端１５ｃを上昇させる。そして、実施形態のアクチュエータ３１は、車両Ｖのフードパネル１５の後端１５ｃ付近における左右両縁の左縁１５ｄ付近と右縁１５ｅ付近との下方に配設されている。なお、歩行者保護装置Ｍは、歩行者を受け止めることとなる受止材としてのフードパネル１５の後端１５ｃを上昇させるための跳ね上げ装置ＦＵと、フロントピラー４から歩行者を保護するエアバッグ１０を有したエアバッグ装置ＡＢと、を備えて構成されている。
【００２０】
なお、車両Ｖのフロントバンパ５には、図１に示すように、保護対象物としての歩行者との衝突を検知若しくは予測可能なセンサ６が、配設されており、センサ６からの信号を入力させている図示しない作動回路が、センサ６からの信号に基いて車両Ｖの歩行者との衝突を検知若しくは予測した際、エアバッグ装置ＡＢのインフレーター１１（図４参照）と、跳ね上げ装置ＦＵのアクチュエータ３１における駆動源としてのガス発生器４８（図６参照）と、を作動させるように構成されている。
【００２１】
また、本明細書では、前後と上下の方向は、それぞれ、車両Ｖの前後と上下の方向と一致し、左右の方向は、車両Ｖの前方側から後方側を見た際の左右の方向と一致させている。
【００２２】
フードパネル１５は、図１〜４に示すように、車両ＶにおけるエンジンルームＥＲの上方を覆うように配設されるもので、左右方向の両縁側における後端１５ｃ近傍に配置されるヒンジ部１６により、車両Ｖのボディ１に対して、前開きで開閉可能に連結されている。フードパネル１５は、アルミニウム（アルミニウム合金）等からなる板金製として、上面側のアウタパネル１５ａと、下面側に位置してアウタパネル１５ａより強度を向上させたインナパネル１５ｂと、から構成されている。フードパネル１５は、歩行者を受け止めた際に、歩行者の運動エネルギーを吸収できるように、塑性変形や弾性変形するものであり、変形量を増大させるように、車両Ｖの歩行者との衝突時、跳ね上げ装置ＦＵのアクチュエータ３１を作動させて、エンジンルームＥＲの上方に大きな空間を空けることを目的として、後端１５ｃを上昇させることとなる。また、実施形態の跳ね上げ装置ＦＵでは、フードパネル１５の後端１５ｃを持ち上げて、カウル７とフードパネル１５の後端１５ｃとの間に、エアバッグ１０を突出させる大きな隙間Ｓ（図４参照）を設ける役目も果たしている。
【００２３】
ヒンジ部１６は、フードパネル１５の後端１５ｃ側における左縁１５ｄと右縁１５ｅとに配設され（図１参照）、それぞれ、ボディ１側のフードリッジリインホース２に連結される取付フランジ２ａに固定されるヒンジベース１７、フードパネル１５側に固定される取付ブラケット２０、及び、ヒンジベース１７と取付ブラケット２０とに連結されるヒンジアーム１９、を備えて構成されている（図３参照）。各ヒンジアーム１９は、図２，３に示すように、板金製のアングル材を下向きに突出させるように略半円弧状に湾曲させた形状として構成され、ヒンジベース１７側の元部端１９ａが、支持軸１８を利用してヒンジベース１７に対して回動可能に連結され、元部端１９ａから離れる先端１９ｂが、取付ブラケット２０に溶接等を利用して結合されている。各支持軸１８は、それらの軸方向を車両Ｖの左右方向に沿って配設させている。そのため、フードパネル１５を開く際には、図３の実線から二点鎖線に示すように、左右の支持軸１８を回転中心として、各ヒンジアーム１９の先端１９ｂ側とともに、フードパネル１５の前端１５ｆ側（図１参照）を前開きで上昇させることとなる。
【００２４】
なお、ヒンジアーム１９の先端１９ｂ近傍付近は、アクチュエータ３１の作動時における支持ロッド５３のフードパネル１５の後端１５ｃの押し上げ時、塑性変形する塑性変形部１９ｃとしている（図４参照）。ちなみに、フードパネル１５の後端１５ｃの上昇時には、前開きで開閉させるフードパネル１５の前端１５ｆ側に配置されて、通常閉塞用の図示しないフードロックストライカを係止するラッチ機構により、前端１５ｆ側は、ボディ１側から外れることはない。
【００２５】
エアバッグ装置ＡＢは、図３，４に示すように、エアバッグ１０、エアバッグ１０に膨張用ガスを供給するインフレーター１１、エアバッグ１０とインフレーター１１とを収納するケース１２、及び、エアバッグ１０とインフレーター１１とを収納したケース１２を開き可能に覆うエアバッグカバー１３、を備えて構成され、フードパネル１５の後端１５ｃにおける左縁１５ｄと右縁１５ｅとの下方付近のカウル７の部位に搭載されている。エアバッグ装置ＡＢは、跳ね上げ装置ＦＵが作動してフードパネル１５の後端１５ｃを上昇させた際、その後端１５ｃとカウル７との間の隙間Ｓから、エアバッグ１０を突出させるように、インフレーター１１が作動して、折り畳まれたエアバッグ１０に膨張用ガスが供給される。そして、エアバッグ１０は、膨張用ガスを流入させると、ケース１２の後部側の開口１２ａを覆っていたエアバッグカバー１３の扉部１３ａを押し開いて展開膨張し、左右のフロントピラー４，４の前面側を覆うこととなる（図１参照）。
【００２６】
なお、カウル７は、図３に示すように、ボディ１側の剛性の高い金属製（板金製）のカウルパネル７ａと、カウルパネル７ａの上方のカウルルーバ７ｂと、を備えて構成されている。カウルルーバ７ｂは、合成樹脂製として、後端側をフロントウインドシールド３の下部３ａ側に連ならせるように配設されている。フロントウインドシールド３の左右には、図１，２に示すように、フロントピラー４，４が配設されている。
【００２７】
そして、実施形態の場合、カウルパネル７ａには、エアバッグ装置ＡＢのケース１２が取り付けられている。また、カウルルーバ７ｂは、エアバッグカバー１３とアクチュエータ３１の上方を覆うアクチュエータカバー２４とが、他の一般部とともに、一体的に成形されて製造されている。アクチュエータカバー２４は、左右のアクチュエータ３１の上方に配置されて、円筒状のスリーブ部２５で囲まれたエリアに、作動時のアクチュエータ３１における支持ロッド５３の頭部５３ａに押されて開く扉部２６を配設させて構成されている。カウルルーバ７ｂは、柔軟性を異ならせた部位を設けて成形されており、硬質部８と、硬質部８より柔軟性を有した軟質部９と、を備えて構成されている。軟質部９は、既述のエアバッグカバー１３と、アクチュエータカバー２４の扉部２６を含めたスリーブ部２５付近と、を構成している。
【００２８】
跳ね上げ装置ＦＵは、図３〜５に示すように、アクチュエータ３１とフードパネル１５側に配設される受け座２２とを備えて構成されている。アクチュエータ３１は、図１に示すように、フードパネル１５の左右のヒンジ部１６の二箇所に対応して、フードパネル１５の左右両縁の後端１５ｃの下方に配設されて、図６に示すように、それぞれ、ガス発生器４８の作動時に発生する作動用ガスＧを駆動源とするピストンシリンダタイプとして、シリンダ３２内にピストン５１が収納されて構成されている。受け座２２は、フードパネル１５の後端１５ｃの下面に配設された取付ブラケット２０の部位に取り付けられて、下面２２ａが、アクチュエータ３１の上昇移動する支持ロッド５３の先端の頭部５３ａを受け止め可能に構成されている。
【００２９】
実施形態のアクチュエータ３１は、図３〜５に示すように、フードリッジリインホース２に連結された取付フランジ２ｂに対してボルト２９止めされる断面Ｕ字状の取付ブラケット２８により保持されて、フードパネル１５の左右両縁の後端１５ｃの下方に配設されている。そして、各アクチュエータ３１は、図６，７に示すように、シリンダ３２と、シリンダ３２内に摺動可能に収納したピストン５１と、ピストン５１に連結された支持ロッド５３と、前進移動（実施形態の場合には、上昇移動）した支持ロッド５３の後退移動（実施形態の場合には、下降移動）を規制するロック機構５５と、を備えて構成されている。
【００３０】
シリンダ３２は、図６，７に示すように、略円筒状の周壁３３と、周壁３３の上下端にそれぞれ固定されるキャップ３６，４１と、を備えて構成されている。周壁３３の上端側内周面には、周方向の全周にわたって凹む凹部３３ｃが形成され、凹部３３ｃの上面側を、円環状の平面として、環状弾性体５６を係止する係止段部３４としている。周壁３３の上端側のキャップ３６は、支持ロッド５３の軸部５３ｂを挿通させる挿通孔３７ａを有した先端壁部３７と、先端壁部３７の外周縁から下方に延びる略円筒状の周壁部３９と、を備えて構成されている。周壁部３９は、内周面に、シリンダ３２の周壁３３における上端外周に設けられた雄ねじ３３ａに螺合する雌ねじ３９ａを備え、キャップ３６は、挿通孔３７ａに支持ロッド５３の軸部５３ｂを挿通させた状態で、雌ねじ３９ａを雄ねじ３３ａに螺合させて、周壁３３に取り付けられている。挿通孔３７ａの内周面には、軸部５３ｂに圧接されるＯリング３８が配設されている。下端側のキャップ４１は、周壁３３の下端を塞ぐように配設される元部端壁部４２と、元部端壁部４２の外周縁から上方に延びる略円筒状の周壁部４３と、を備えて構成されている。元部端壁部４２には、挿通孔４２ａの周縁を利用して、ガス発生器４８が取り付けられている。周壁部４３は、内周面に、シリンダ３２の周壁３３における下端外周に設けられた雄ねじ３３ｂに螺合する雌ねじ４３ａを備え、キャップ４１は、元部端壁部４２のガス発生器４８を取り付けた状態で、雌ねじ４３ａを雄ねじ３３ｂに螺合させて、周壁３３に取り付けられている。
【００３１】
ガス発生器４８は、マイクロガスジェネレータが使用されており、下端面には、図示しない制御回路からの電気信号を入力させるリード線４９が結線されている。ガス発生器４８は、図示しない制御回路からの電気信号を入力させると、内蔵されている火薬に点火させ、さらに、その点火された火薬の着火によってガス発生剤を燃焼させて燃焼ガスを発生させ、そのガス（燃焼ガス）を作動用ガスＧとしてシリンダ３２内のピストン５１の下面側へ供給することとなる。なお、実施形態のガス発生器４８は、シリンダ３２の容積に比べて、作動時に吐出する作動用ガスＧを多く吐出させるものが使用されている。ちなみに、このガス発生器４８は、シリンダ３２の約１．８倍の容積とした図１０に示すシリンダ３２Ａに、作動用ガスＧの吐出量が対応している。
【００３２】
ピストン５１は、円盤状として、上下方向の中間部位の外周面に、周方向の全周にわたって凹んだ凹溝５１ａが形成されている。凹溝５１ａ内には、シリンダ３２の周壁３３における下端から凹部３３ｃまでの内周面３３ｄを摺動するピストン５１の外径寸法Ｄ０より拡径可能な環状弾性体５６が、配設されている。また、ピストン５１の中央には、支持ロッド５３を取り付けるための上下方向に貫通するねじ孔５１ｃが形成されている。
【００３３】
環状弾性体５６は、シリンダ３２の係止段部３４とともに、前進移動（実施形態では、上昇移動）した支持ロッド５３の後退移動（実施形態では、下降移動）を規制するロック機構５５を構成するものであり、実施形態の場合には、ばね鋼製のスナップリング（Ｃリング）から構成されている。
【００３４】
この環状弾性体５６では、凹溝５１ａに収納されて、ピストン５１の上昇移動後における係止段部３４への配置時、縮径状態から、ピストン５１の凹溝５１ａとシリンダ３２の係止段部３４とに跨る拡径状態に、弾性変形して、ピストン５１の下降移動を規制する。特に、実施形態の場合には、環状弾性体５６は、凹溝５１ａへの収納状態で、シリンダ３２の内周面３３ｄに摺動可能に圧接されるように、ピストン５１自体の外径寸法Ｄ０を構成して、ピストン５１におけるガス発生器４８側をシールするピストンリング５７としての役目も果たしている。そして、スナップリング（Ｃリング）からなる環状弾性体５６では、ピストン５１の上昇移動後における係止段部３４への配置時、自身の弾性力による弾性変形によって、縮径状態から拡径状態に、すなわち、縮径状態の外径寸法Ｄ０から、ピストン５１の凹溝５１ａとシリンダ３２の係止段部３４とに跨るような外径寸法Ｄ１と内径寸法ｄ１となるように変形し、係止段部３４に係止されることとなる。
【００３５】
そして、ロック機構５５における環状弾性体５６が係止段部３４に係止されて、ピストン５１と支持ロッド５３とが、ロック機構５５にロックされた状態となり、その位置が、後退移動を規制されたピストン５１と支持ロッド５３とのロック位置ＰＲとなる。
【００３６】
また、支持ロッド５３は、軸部５３ｂの上端に、上昇移動時にフードパネル１５の後端１５ｃの取付ブラケット２０に設けられた受け座２２に当接して、フードパネル１５の後端１５ｃを押し上げる円柱状の頭部５３ａを備えるとともに、軸部５３ｂの下端に、ピストン５１のねじ孔５１ｃに螺合させる雄ねじ部５３ｃを備えて構成されている。支持ロッド５３は、塑性変形可能な鋼等の金属材からなり、ピストン５１に対して、ねじ孔５１ｃへの締め付けと取り外しによって、取り替え可能に組み付けられている。
【００３７】
そして、実施形態では、シリンダ３２におけるピストン５１を摺動させる周壁３３には、図６，８に示すように、ピストン５１のロック位置ＰＲの近傍に、作動用ガスＧをシリンダ３２外へ流出可能な流出口４５が開口されている。流出口４５は、それぞれ、円形に開口して、周壁３３の軸周り方向の放射状の四箇所に配設されている。これらの流出口４５は、ロック機構５５によって後退移動を規制されるピストン５１のロック位置ＰＲへの配置時には、ピストン５１の通過する位置として、極力、ピストン５１のロック位置ＰＲ近傍となる係止段部３４の直下付近に配置されている。
【００３８】
さらに、周壁３３の外周面３３ｅ側には、各流出口４５を閉塞可能な蓋材４６が、配設されている。蓋材４６は、実施形態の場合、ゴム、合成樹脂、板金等の変形可能な材料から円環状（ベルト状）に形成され、吐出時の作動用ガスＧの圧力で各流出口４５を開口可能に、周壁３３の外周面３３ｅから離隔可能に構成されている。
【００３９】
この実施形態の歩行者保護装置Ｍでは、センサ６からの信号により、図示しない作動回路が、車両Ｖの歩行者との衝突を検知若しくは予測した際に、各跳ね上げ装置ＦＵのアクチュエータ３１におけるガス発生器４８を作動させるとともに、エアバッグ装置ＡＢのインフレーター１１を作動させる。
【００４０】
そして、アクチュエータ３１のガス発生器４８が作動されれば、図３，４、及び、図６のＡ，Ｂに示すように、発生した作動用ガスＧがシリンダ３２の周壁３３内のピストン５１を押し上げ、ピストン５１から延びる支持ロッド５３の上端の頭部５３ａが、アクチュエータカバー２４の扉部２６を押し開いて、受け座２２に当接し、さらに、フードパネル１５の後端１５ｃを上昇させ、後端１５ｃ側に、フードパネル１５とカウル７との間に隙間Ｓを形成する。また、エアバッグ装置ＡＢのインフレーター１１が作動すれば、図１，２の二点鎖線や図４に示すように、折り畳まれて収納されていたエアバッグ１０は、インフレーター１１からのガスを流入させて、エアバッグカバー１３の扉部１３ａを押し開いてケース１２から突出し、さらに、隙間Ｓを経て、フロントウインドシールド３の上方側に突出するように膨張する。膨張を完了させたエアバッグ１０は、フロントピラー４の前方側を覆うこととなる。
【００４１】
そして、実施形態のアクチュエータ３１では、作動時、ガス発生器４８が作動用ガスＧを吐出すれば、シリンダ３２内の内圧が高まり、ピストン５１と支持ロッド５３とが、上昇移動して、ロック位置ＰＲに配置されたならば、図６のＢに示すように、ロック機構５５における環状弾性体５６が係止段部３４に係止されて、下降移動を規制されてロックされることとなり、支持ロッド５３の頭部５３ａによって支持している受止材としてのフードパネル１５が、円滑に、保護対象物としての歩行者を受け止めることができる。
【００４２】
そしてこの時、ピストン５１は、シリンダ３２の周壁３３に配設された流出口４５の部位を通過しているため、シリンダ３２内の作動用ガスＧの内圧を蓋材４６に作用させることができ、作動用ガスＧの内圧を受けた蓋材４６は、図６のＢや図８のＢに示すように、周壁３３の外周面３３ｅから離れ、各流出口４５を開口させることから、シリンダ３２内の作動用ガスＧを各流出口４５から排気させることができる。すなわち、シリンダ３２は、ピストン５１のロック位置ＰＲへの配置後における作動用ガスＧの内圧に対応して、耐圧性を向上させるような強度を確保せずに、形成でき、重量やコストの増加を抑えることができる。
【００４３】
また、各流出口４５は、ピストン５１のロック位置ＰＲ近傍に配置されており、ピストン５１がロック位置ＰＲに配置されるまで、極力、作動用ガスＧを排気しないことから、支持ロッド５３は、移動速度を低減させることなく、容易に、初期位置Ｐ０からロック位置ＰＲまでの所定の移動ストロークＴＳ（図４，６参照）を確保して、移動することができる。
【００４４】
さらに、流出口４５は、吐出時の作動用ガスＧの圧力で開口可能な蓋材４６で閉塞されており、アクチュエータ３１の作動前には、蓋材４６を利用して、シリンダ３２の内外が連通される状態を防止しており、シリンダ３２内のガス発生器４８側に雨水等を侵入させる虞れはない。
【００４５】
したがって、実施形態のアクチュエータ３１は、作動時にガス発生器４８からシリンダ３２内へ吐出する作動用ガスＧがシリンダ３２の容積に比して多くとも、重量やコストの増加を抑えて、簡便に支持ロッド５３の所定の移動ストロークＴＳを確保することができる。
【００４６】
そして、実施形態では、受止材としてのフードパネル１５が保護対象物としての歩行者を受け止める際、フードパネル１５が、塑性変形して、歩行者の運動エネルギーを吸収し、衝撃を緩和して歩行者を受け止めることができ、さらに、図５に示すように、適宜、支持ロッド５３の軸部５３ｂも、曲げ変形等のように塑性変形して、歩行者の運動エネルギーを吸収することから、フードパネル１５の変形に加えて、支持ロッド５３の変形により、一層、衝撃を緩和して歩行者を受け止めることができることとなる。
【００４７】
なお、支持ロッド５３の塑性変形による歩行者の運動エネルギー吸収量を大きくしたり小さくする場合には、軸部５３ｂを太くして、曲げ剛性を高くした支持ロッド５３に変更したり、あるいは、軸部５３ｂを細くして、曲げ剛性を低くした支持ロッド５３に取り替えればよい。さらに、軸部５３ｂは、塑性変形応力を調整できるように、材質を変更してもよい。
【００４８】
また、支持ロッドの移動ストロークを長くするような場合には、図９，１０に示すアクチュエータ３１Ａのように、アクチュエータ３１と同一のガス発生器４８とピストン５１とを使用して、シリンダ３２Ａと支持ロッド５３Ａとを長くする構成とすれば、容易に対処することができる。アクチュエータ３１Ａのシリンダ３２Ａと支持ロッド５３Ａとは、単に、アクチュエータ３１のシリンダ３２の周壁３３と支持ロッド５３の軸部５３ｂとの軸方向の中間部位をそれぞれ長くしただけであり、シリンダ３２Ａのキャップ３６，４１は、アクチュエータ３１と同一のものが使用されている。
【００４９】
このアクチュエータ３１Ａを基準としてみれば、支持ロッド５３Ａの移動ストロークＴＳＬを、実施形態の支持ロッド５３の移動ストロークＴＳのように、小さく変更する場合、実施形態では、ガス発生器４８やピストン５１を変更せずに、ピストン５１における初期位置Ｐ０からロック位置ＰＲまでの長さを短くするように、単に、シリンダ３２Ａの長さ寸法ＳＬＬ（周壁３３Ａの長さ寸法、図９参照）を、シリンダ３２の長さ寸法ＳＬ（周壁３３の長さ寸法ＳＬ、図６参照）のように、短くするだけで、簡便に対処することができることとなる。すなわち、実施形態のアクチュエータ３１では、作動時にガス発生器４８からシリンダ３２内へ吐出する作動用ガスＧがシリンダ３２の容積に比して多くとも、シリンダ３２は、耐圧性を高めた構造に変更しなくともよくなる。その結果、これらのアクチュエータ３１，３１Ａでは、支持ロッド５３，５３Ａの移動ストロークＴＳ，ＴＳＬを種々変更することとなっても、同一のガス発生器４８やピストン５１を使用できて、少なくとも、流出口４５と蓋材４６を設けた状態のシリンダ３２の長さ調整により（実施形態の場合には、支持ロッド５３の軸部５３ｂも短くしている）、容易に対処することができることとなる。
【００５０】
なお、図９，１０に示すアクチュエータ３１Ａにおいても、シリンダ３２Ａの容積が、使用するガス発生器４８から吐出される作動用ガスＧの量に比べて、小さければ、開口面積を対応させた流出口４５と流出口４５を覆う蓋材４６とを、適宜、シリンダ３２Ａに設ければよい。
【００５１】
なお、図例のアクチュエータ３１，３１Ａでは、前進移動を上昇させる移動とし、後退移動を下降させる移動とした場合を示したが、作動方向は、これに限定されず、例えば、水平方向の作動方向に本発明のアクチュエータを使用してもよく、また、本発明のアクチュエータが使用される自動車用安全装置は、歩行者保護装置Ｍ以外の装置に使用してもよい。例えば、運転者や助手席の乗員の膝をニーパネルにより受け止める自動車用安全装置としての膝保護装置のアクチュエータに、本発明を適用してもよい。
【００５２】
また、アクチュエータ３１の流出口４５を閉塞する蓋材４６としては、作動用ガスＧの圧力の作用時、開口できれば、流出口４５に挿入される栓、プラグ、パテ、シール剤、あるいは、弾性変形や塑性変形して開き移動する弁体等が例示できる。
【００５３】
さらに、アクチュエータ３１、３１Ａのロック機構５５も、ピストン５１と支持ロッド５３とをロックできれば、実施形態に限定されるものではなく、塑性変形してピストン５１等の後退移動を規制する構成でもよく、種々の公知の構造を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態のアクチュエータを使用した歩行者保護装置を搭載させた車両の斜視図である。
【図２】実施形態のアクチュエータを使用した歩行者保護装置を搭載させた車両の拡大部分平面図である。
【図３】実施形態の歩行者保護装置における車両前後方向に沿った概略縦断面図であり、図２のIII−III部位に対応する。
【図４】実施形態の歩行者保護装置の作動時を示す概略縦断面図である。
【図５】実施形態のアクチュエータの支持ロッドの塑性変形状態を示す概略図である。
【図６】実施形態のアクチュエータの概略縦断面図であり、作動前と作動完了時とを示す。
【図７】実施形態のアクチュエータのロック機構を構成する弾性環状体の部位における概略横断面図であり、作動前と作動完了時とを示す。
【図８】実施形態のアクチュエータのシリンダにおける流出口の部位（図６のＡのVIII−VIII部位に対応する）の概略横断面図であり、作動前と作動完了時とを示す。
【図９】実施形態のアクチュエータの変形例における概略縦断面図であり、作動前と作動完了時とを示す。
【図１０】図９に示したアクチュエータを使用した歩行者保護装置の作動時を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１５…（受止材）フードパネル、
３１，３１Ａ…アクチュエータ、
３２、３２Ａ…シリンダ、
３３…（シリンダの）周壁、
３４…（ロック機構）係止段部、
４５…流出口、
４６…蓋材、
４８…ガス発生器、
５１…ピストン、
５３，５３Ａ…支持ロッド、
５５…ロック機構、
５６…環状弾性体、
Ｇ…作動用ガス、
Ｍ…（自動車用安全装置）歩行者保護装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用安全装置に使用されるアクチュエータに関し、例えば、保護対象物としての歩行者を受け止める際のフードパネルを持ち上げる等の作動に使用されるアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載される自動車用安全装置のアクチュエータとしては、フードパネルの塑性変形時のエネルギー吸収を利用して、フードパネル自体で歩行者を受け止めることができるように、フードパネルの後端側を上昇させるものがあった（例えば、特許文献１参照）。また、この種のアクチュエータとしては、ニーパネルの塑性変形時のエネルギー吸収を利用して、ニーパネルにより運転者の膝を受け止めることができるように、運転者の前方側に搭載したニーパネルを、運転者に接近させるように、ニーパネルを移動させるものがあった（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
これらのフードパネルやニーパネルを移動させるアクチュエータとしては、迅速に作動できるように、ガス発生器の作動時に急激に発生するガスを駆動源とするピストンシリンダタイプとして構成されて、ガス発生器の作動により発生する作動用流体としてのガスをシリンダ内に充填させ、シリンダ内に収納したピストンを移動させて、ピストンから延びる支持ロッドを移動させ、支持ロッドの先端に支持させたフードパネルやニーパネルを所定位置まで移動させていた。
【０００４】
また、これらのアクチュエータには、シリンダ内にガス発生器からの作動用ガスを充填させてフードパネルやニーパネルを前進移動させた後、歩行者や運転者をフードパネルやニーパネルによって円滑に受け止めることができるように、後退移動を防止するため、移動後のピストンや支持ロッドのシリンダに対する後退を規制するロック機構が、内蔵されていた。
【０００５】
なお、ガス発生器としては、作動信号の入力により、火薬等を含めたガス発生剤を着火させるマイクロガスジェネレータが使用されており、このようなガス発生器では、ガス発生剤の化学反応（酸化反応・酸化燃焼反応）によって生ずるガスを、ピストンを移動させる作動用ガスに利用しており、作動時には、急激かつ多量に作動用ガスが発生していた。
【特許文献１】特開２００２−３７０６１１号公報
【特許文献２】特開２００５−２８０４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のアクチュエータにおいて、支持ロッドの移動ストロークを小さく変更する場合には、簡便な対処策として、例えば、ガス発生器やピストンを変更せずに、ピストンにおける初期位置からロック位置までの長さを短くするように、単に、シリンダの長さを短くすることが考えられる。しかし、このような対処策では、シリンダの容積を小さくすることとなり、同じガス発生器を使用すれば、作動時のシリンダ内の圧力が高まるため、シリンダの強度を向上させなければならず、重量やコストの増加を招く課題があった。
【０００７】
なお、支持ロッドの移動ストロークを小さく変更する場合、作動時に発生する作動用ガスが少量となるガス発生器を採用して、対処することが考えられるが、このような対処策では、受止材を支持する支持ロッドの移動速度を著しく低下させてしまい、実用上、採用し難い。
【０００８】
また、シリンダの内径寸法を大きくして、シリンダの容積を大きくすることも考えられるが、このような対処策では、ピストンも大きく変更する必要が生じ、さらに、ロック機構の構成も変更する必要が生じて、簡便に対処できず、かつ、重量の増加も招いてしまう。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、作動時にガス発生器からシリンダ内へ吐出する作動用ガスがシリンダの容積に比して多くとも、重量やコストの増加を抑えて、簡便に支持ロッドの所定の移動ストロークを確保できるアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るアクチュエータは、自動車用安全装置に使用されて、
作動時、シリンダ内に配設させたガス発生器から作動用ガスを吐出させることにより、シリンダ内のピストンとピストンに連結されてシリンダ外へ突出する支持ロッドとを、前進移動させる構成とするとともに、
前進移動したピストンと支持ロッドとの後退移動を規制するロック機構を備えて構成され、
シリンダから突出した支持ロッドが、保護対象物を受け止めるための受止材を支持する構成のアクチュエータであって、
シリンダが、ピストンを摺動させる周壁に開口させて作動用ガスをシリンダ外へ流出可能な流出口と、吐出時の作動用ガスの圧力により流出口を開口可能として流出口を閉塞する蓋材と、を備え、
流出口が、ロック機構によって後退移動を規制されるピストンのロック位置への配置時にはピストンの通過する位置とし、かつ、ピストンのロック位置近傍に、配設されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るアクチュエータでは、作動時、ガス発生器が作動用ガスを吐出すれば、シリンダ内の内圧が高まり、ピストンと支持ロッドとが、前進移動して、ロック位置に配置されたならば、ロック機構により、後退移動を規制されてロックされることとなり、支持ロッドによって支持している受止材が、円滑に、保護対象物を受け止めることができる。
【００１２】
そしてこの時、ピストンは、シリンダの周壁に配設された流出口の部位を通過しているため、シリンダ内の作動用ガスの内圧を蓋材に作用させることができ、作動用ガスの内圧を受けた蓋材は、流出口を開口させることから、シリンダ内の作動用ガスを流出口から排気させることができる。
【００１３】
すなわち、シリンダは、ピストンのロック位置への配置後における作動用ガスの内圧に対応して、耐圧性を向上させるような強度を確保せずに、形成でき、重量やコストの増加を抑えることができる。
【００１４】
また、流出口は、ピストンのロック位置近傍に配置されており、ピストンがロック位置に配置されるまで、極力、作動用ガスを排気しないことから、支持ロッドは、移動速度を低減させることなく、容易に、初期位置からロック位置までの所定の移動ストロークを確保して、移動することができる。
【００１５】
さらに、流出口は、吐出時の作動用ガスの圧力で開口可能な蓋材で閉塞されており、アクチュエータの作動前には、蓋材を利用して、シリンダの内外が連通される状態を防止しており、シリンダ内のガス発生器側に雨水等を侵入させる虞れはない。
【００１６】
したがって、本発明に係るアクチュエータは、作動時にガス発生器から吐出する作動用ガスが急激かつ大量であっても、重量やコストの増加を抑えて、簡便に所定の支持ロッドの移動ストロークを確保することができる。
【００１７】
そして、本発明に係るアクチュエータでは、支持ロッドの移動ストロークを小さく変更する場合において、ガス発生器やピストンを変更せずに、ピストンにおける初期位置からロック位置までの長さを短くするように、単に、シリンダの長さを短くするだけで、簡便に対処することができることとなり、作動時にガス発生器からシリンダ内へ吐出する作動用ガスがシリンダの容積に比して多くとも、シリンダは、耐圧性を高めた構造に変更しなくともよくなる。その結果、本発明に係るアクチュエータでは、支持ロッドの移動ストロークを種々変更することとなっても、同一のガス発生器やピストンを使用できて、少なくとも、流出口と蓋材とを設けた状態のシリンダの長さ調整により、容易に対処することができることとなる。
【００１８】
そして、本発明に係るアクチュエータの支持ロッドとしては、前進移動後における受止材の保護対象物の受け止め時、保護対象物の運動エネルギーを吸収可能に、塑性変形可能に配設することが望ましい。このような構成では、ロック機構により、支持ロッドの後退移動が規制されて、受止材が保護対象物を受け止める際、支持ロッドが曲げ変形等のように塑性変形することから、支持ロッド自体でも、保護対象物の運動エネルギーを吸収できることとなり、受止材が、一層円滑に、保護対象物を受け止めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、図１〜４に示すように、実施形態のアクチュエータ３１は、車両Ｖに搭載される自動車用安全装置としての歩行者保護装置Ｍにおけるフード跳ね上げ装置（以下、跳ね上げ装置と略す）ＦＵに使用されるものであり、この跳ね上げ装置ＦＵは、アクチュエータ３１の作動時に、フードパネル１５の後端１５ｃを上昇させる。そして、実施形態のアクチュエータ３１は、車両Ｖのフードパネル１５の後端１５ｃ付近における左右両縁の左縁１５ｄ付近と右縁１５ｅ付近との下方に配設されている。なお、歩行者保護装置Ｍは、歩行者を受け止めることとなる受止材としてのフードパネル１５の後端１５ｃを上昇させるための跳ね上げ装置ＦＵと、フロントピラー４から歩行者を保護するエアバッグ１０を有したエアバッグ装置ＡＢと、を備えて構成されている。
【００２０】
なお、車両Ｖのフロントバンパ５には、図１に示すように、保護対象物としての歩行者との衝突を検知若しくは予測可能なセンサ６が、配設されており、センサ６からの信号を入力させている図示しない作動回路が、センサ６からの信号に基いて車両Ｖの歩行者との衝突を検知若しくは予測した際、エアバッグ装置ＡＢのインフレーター１１（図４参照）と、跳ね上げ装置ＦＵのアクチュエータ３１における駆動源としてのガス発生器４８（図６参照）と、を作動させるように構成されている。
【００２１】
また、本明細書では、前後と上下の方向は、それぞれ、車両Ｖの前後と上下の方向と一致し、左右の方向は、車両Ｖの前方側から後方側を見た際の左右の方向と一致させている。
【００２２】
フードパネル１５は、図１〜４に示すように、車両ＶにおけるエンジンルームＥＲの上方を覆うように配設されるもので、左右方向の両縁側における後端１５ｃ近傍に配置されるヒンジ部１６により、車両Ｖのボディ１に対して、前開きで開閉可能に連結されている。フードパネル１５は、アルミニウム（アルミニウム合金）等からなる板金製として、上面側のアウタパネル１５ａと、下面側に位置してアウタパネル１５ａより強度を向上させたインナパネル１５ｂと、から構成されている。フードパネル１５は、歩行者を受け止めた際に、歩行者の運動エネルギーを吸収できるように、塑性変形や弾性変形するものであり、変形量を増大させるように、車両Ｖの歩行者との衝突時、跳ね上げ装置ＦＵのアクチュエータ３１を作動させて、エンジンルームＥＲの上方に大きな空間を空けることを目的として、後端１５ｃを上昇させることとなる。また、実施形態の跳ね上げ装置ＦＵでは、フードパネル１５の後端１５ｃを持ち上げて、カウル７とフードパネル１５の後端１５ｃとの間に、エアバッグ１０を突出させる大きな隙間Ｓ（図４参照）を設ける役目も果たしている。
【００２３】
ヒンジ部１６は、フードパネル１５の後端１５ｃ側における左縁１５ｄと右縁１５ｅとに配設され（図１参照）、それぞれ、ボディ１側のフードリッジリインホース２に連結される取付フランジ２ａに固定されるヒンジベース１７、フードパネル１５側に固定される取付ブラケット２０、及び、ヒンジベース１７と取付ブラケット２０とに連結されるヒンジアーム１９、を備えて構成されている（図３参照）。各ヒンジアーム１９は、図２，３に示すように、板金製のアングル材を下向きに突出させるように略半円弧状に湾曲させた形状として構成され、ヒンジベース１７側の元部端１９ａが、支持軸１８を利用してヒンジベース１７に対して回動可能に連結され、元部端１９ａから離れる先端１９ｂが、取付ブラケット２０に溶接等を利用して結合されている。各支持軸１８は、それらの軸方向を車両Ｖの左右方向に沿って配設させている。そのため、フードパネル１５を開く際には、図３の実線から二点鎖線に示すように、左右の支持軸１８を回転中心として、各ヒンジアーム１９の先端１９ｂ側とともに、フードパネル１５の前端１５ｆ側（図１参照）を前開きで上昇させることとなる。
【００２４】
なお、ヒンジアーム１９の先端１９ｂ近傍付近は、アクチュエータ３１の作動時における支持ロッド５３のフードパネル１５の後端１５ｃの押し上げ時、塑性変形する塑性変形部１９ｃとしている（図４参照）。ちなみに、フードパネル１５の後端１５ｃの上昇時には、前開きで開閉させるフードパネル１５の前端１５ｆ側に配置されて、通常閉塞用の図示しないフードロックストライカを係止するラッチ機構により、前端１５ｆ側は、ボディ１側から外れることはない。
【００２５】
エアバッグ装置ＡＢは、図３，４に示すように、エアバッグ１０、エアバッグ１０に膨張用ガスを供給するインフレーター１１、エアバッグ１０とインフレーター１１とを収納するケース１２、及び、エアバッグ１０とインフレーター１１とを収納したケース１２を開き可能に覆うエアバッグカバー１３、を備えて構成され、フードパネル１５の後端１５ｃにおける左縁１５ｄと右縁１５ｅとの下方付近のカウル７の部位に搭載されている。エアバッグ装置ＡＢは、跳ね上げ装置ＦＵが作動してフードパネル１５の後端１５ｃを上昇させた際、その後端１５ｃとカウル７との間の隙間Ｓから、エアバッグ１０を突出させるように、インフレーター１１が作動して、折り畳まれたエアバッグ１０に膨張用ガスが供給される。そして、エアバッグ１０は、膨張用ガスを流入させると、ケース１２の後部側の開口１２ａを覆っていたエアバッグカバー１３の扉部１３ａを押し開いて展開膨張し、左右のフロントピラー４，４の前面側を覆うこととなる（図１参照）。
【００２６】
なお、カウル７は、図３に示すように、ボディ１側の剛性の高い金属製（板金製）のカウルパネル７ａと、カウルパネル７ａの上方のカウルルーバ７ｂと、を備えて構成されている。カウルルーバ７ｂは、合成樹脂製として、後端側をフロントウインドシールド３の下部３ａ側に連ならせるように配設されている。フロントウインドシールド３の左右には、図１，２に示すように、フロントピラー４，４が配設されている。
【００２７】
そして、実施形態の場合、カウルパネル７ａには、エアバッグ装置ＡＢのケース１２が取り付けられている。また、カウルルーバ７ｂは、エアバッグカバー１３とアクチュエータ３１の上方を覆うアクチュエータカバー２４とが、他の一般部とともに、一体的に成形されて製造されている。アクチュエータカバー２４は、左右のアクチュエータ３１の上方に配置されて、円筒状のスリーブ部２５で囲まれたエリアに、作動時のアクチュエータ３１における支持ロッド５３の頭部５３ａに押されて開く扉部２６を配設させて構成されている。カウルルーバ７ｂは、柔軟性を異ならせた部位を設けて成形されており、硬質部８と、硬質部８より柔軟性を有した軟質部９と、を備えて構成されている。軟質部９は、既述のエアバッグカバー１３と、アクチュエータカバー２４の扉部２６を含めたスリーブ部２５付近と、を構成している。
【００２８】
跳ね上げ装置ＦＵは、図３〜５に示すように、アクチュエータ３１とフードパネル１５側に配設される受け座２２とを備えて構成されている。アクチュエータ３１は、図１に示すように、フードパネル１５の左右のヒンジ部１６の二箇所に対応して、フードパネル１５の左右両縁の後端１５ｃの下方に配設されて、図６に示すように、それぞれ、ガス発生器４８の作動時に発生する作動用ガスＧを駆動源とするピストンシリンダタイプとして、シリンダ３２内にピストン５１が収納されて構成されている。受け座２２は、フードパネル１５の後端１５ｃの下面に配設された取付ブラケット２０の部位に取り付けられて、下面２２ａが、アクチュエータ３１の上昇移動する支持ロッド５３の先端の頭部５３ａを受け止め可能に構成されている。
【００２９】
実施形態のアクチュエータ３１は、図３〜５に示すように、フードリッジリインホース２に連結された取付フランジ２ｂに対してボルト２９止めされる断面Ｕ字状の取付ブラケット２８により保持されて、フードパネル１５の左右両縁の後端１５ｃの下方に配設されている。そして、各アクチュエータ３１は、図６，７に示すように、シリンダ３２と、シリンダ３２内に摺動可能に収納したピストン５１と、ピストン５１に連結された支持ロッド５３と、前進移動（実施形態の場合には、上昇移動）した支持ロッド５３の後退移動（実施形態の場合には、下降移動）を規制するロック機構５５と、を備えて構成されている。
【００３０】
シリンダ３２は、図６，７に示すように、略円筒状の周壁３３と、周壁３３の上下端にそれぞれ固定されるキャップ３６，４１と、を備えて構成されている。周壁３３の上端側内周面には、周方向の全周にわたって凹む凹部３３ｃが形成され、凹部３３ｃの上面側を、円環状の平面として、環状弾性体５６を係止する係止段部３４としている。周壁３３の上端側のキャップ３６は、支持ロッド５３の軸部５３ｂを挿通させる挿通孔３７ａを有した先端壁部３７と、先端壁部３７の外周縁から下方に延びる略円筒状の周壁部３９と、を備えて構成されている。周壁部３９は、内周面に、シリンダ３２の周壁３３における上端外周に設けられた雄ねじ３３ａに螺合する雌ねじ３９ａを備え、キャップ３６は、挿通孔３７ａに支持ロッド５３の軸部５３ｂを挿通させた状態で、雌ねじ３９ａを雄ねじ３３ａに螺合させて、周壁３３に取り付けられている。挿通孔３７ａの内周面には、軸部５３ｂに圧接されるＯリング３８が配設されている。下端側のキャップ４１は、周壁３３の下端を塞ぐように配設される元部端壁部４２と、元部端壁部４２の外周縁から上方に延びる略円筒状の周壁部４３と、を備えて構成されている。元部端壁部４２には、挿通孔４２ａの周縁を利用して、ガス発生器４８が取り付けられている。周壁部４３は、内周面に、シリンダ３２の周壁３３における下端外周に設けられた雄ねじ３３ｂに螺合する雌ねじ４３ａを備え、キャップ４１は、元部端壁部４２のガス発生器４８を取り付けた状態で、雌ねじ４３ａを雄ねじ３３ｂに螺合させて、周壁３３に取り付けられている。
【００３１】
ガス発生器４８は、マイクロガスジェネレータが使用されており、下端面には、図示しない制御回路からの電気信号を入力させるリード線４９が結線されている。ガス発生器４８は、図示しない制御回路からの電気信号を入力させると、内蔵されている火薬に点火させ、さらに、その点火された火薬の着火によってガス発生剤を燃焼させて燃焼ガスを発生させ、そのガス（燃焼ガス）を作動用ガスＧとしてシリンダ３２内のピストン５１の下面側へ供給することとなる。なお、実施形態のガス発生器４８は、シリンダ３２の容積に比べて、作動時に吐出する作動用ガスＧを多く吐出させるものが使用されている。ちなみに、このガス発生器４８は、シリンダ３２の約１．８倍の容積とした図１０に示すシリンダ３２Ａに、作動用ガスＧの吐出量が対応している。
【００３２】
ピストン５１は、円盤状として、上下方向の中間部位の外周面に、周方向の全周にわたって凹んだ凹溝５１ａが形成されている。凹溝５１ａ内には、シリンダ３２の周壁３３における下端から凹部３３ｃまでの内周面３３ｄを摺動するピストン５１の外径寸法Ｄ０より拡径可能な環状弾性体５６が、配設されている。また、ピストン５１の中央には、支持ロッド５３を取り付けるための上下方向に貫通するねじ孔５１ｃが形成されている。
【００３３】
環状弾性体５６は、シリンダ３２の係止段部３４とともに、前進移動（実施形態では、上昇移動）した支持ロッド５３の後退移動（実施形態では、下降移動）を規制するロック機構５５を構成するものであり、実施形態の場合には、ばね鋼製のスナップリング（Ｃリング）から構成されている。
【００３４】
この環状弾性体５６では、凹溝５１ａに収納されて、ピストン５１の上昇移動後における係止段部３４への配置時、縮径状態から、ピストン５１の凹溝５１ａとシリンダ３２の係止段部３４とに跨る拡径状態に、弾性変形して、ピストン５１の下降移動を規制する。特に、実施形態の場合には、環状弾性体５６は、凹溝５１ａへの収納状態で、シリンダ３２の内周面３３ｄに摺動可能に圧接されるように、ピストン５１自体の外径寸法Ｄ０を構成して、ピストン５１におけるガス発生器４８側をシールするピストンリング５７としての役目も果たしている。そして、スナップリング（Ｃリング）からなる環状弾性体５６では、ピストン５１の上昇移動後における係止段部３４への配置時、自身の弾性力による弾性変形によって、縮径状態から拡径状態に、すなわち、縮径状態の外径寸法Ｄ０から、ピストン５１の凹溝５１ａとシリンダ３２の係止段部３４とに跨るような外径寸法Ｄ１と内径寸法ｄ１となるように変形し、係止段部３４に係止されることとなる。
【００３５】
そして、ロック機構５５における環状弾性体５６が係止段部３４に係止されて、ピストン５１と支持ロッド５３とが、ロック機構５５にロックされた状態となり、その位置が、後退移動を規制されたピストン５１と支持ロッド５３とのロック位置ＰＲとなる。
【００３６】
また、支持ロッド５３は、軸部５３ｂの上端に、上昇移動時にフードパネル１５の後端１５ｃの取付ブラケット２０に設けられた受け座２２に当接して、フードパネル１５の後端１５ｃを押し上げる円柱状の頭部５３ａを備えるとともに、軸部５３ｂの下端に、ピストン５１のねじ孔５１ｃに螺合させる雄ねじ部５３ｃを備えて構成されている。支持ロッド５３は、塑性変形可能な鋼等の金属材からなり、ピストン５１に対して、ねじ孔５１ｃへの締め付けと取り外しによって、取り替え可能に組み付けられている。
【００３７】
そして、実施形態では、シリンダ３２におけるピストン５１を摺動させる周壁３３には、図６，８に示すように、ピストン５１のロック位置ＰＲの近傍に、作動用ガスＧをシリンダ３２外へ流出可能な流出口４５が開口されている。流出口４５は、それぞれ、円形に開口して、周壁３３の軸周り方向の放射状の四箇所に配設されている。これらの流出口４５は、ロック機構５５によって後退移動を規制されるピストン５１のロック位置ＰＲへの配置時には、ピストン５１の通過する位置として、極力、ピストン５１のロック位置ＰＲ近傍となる係止段部３４の直下付近に配置されている。
【００３８】
さらに、周壁３３の外周面３３ｅ側には、各流出口４５を閉塞可能な蓋材４６が、配設されている。蓋材４６は、実施形態の場合、ゴム、合成樹脂、板金等の変形可能な材料から円環状（ベルト状）に形成され、吐出時の作動用ガスＧの圧力で各流出口４５を開口可能に、周壁３３の外周面３３ｅから離隔可能に構成されている。
【００３９】
この実施形態の歩行者保護装置Ｍでは、センサ６からの信号により、図示しない作動回路が、車両Ｖの歩行者との衝突を検知若しくは予測した際に、各跳ね上げ装置ＦＵのアクチュエータ３１におけるガス発生器４８を作動させるとともに、エアバッグ装置ＡＢのインフレーター１１を作動させる。
【００４０】
そして、アクチュエータ３１のガス発生器４８が作動されれば、図３，４、及び、図６のＡ，Ｂに示すように、発生した作動用ガスＧがシリンダ３２の周壁３３内のピストン５１を押し上げ、ピストン５１から延びる支持ロッド５３の上端の頭部５３ａが、アクチュエータカバー２４の扉部２６を押し開いて、受け座２２に当接し、さらに、フードパネル１５の後端１５ｃを上昇させ、後端１５ｃ側に、フードパネル１５とカウル７との間に隙間Ｓを形成する。また、エアバッグ装置ＡＢのインフレーター１１が作動すれば、図１，２の二点鎖線や図４に示すように、折り畳まれて収納されていたエアバッグ１０は、インフレーター１１からのガスを流入させて、エアバッグカバー１３の扉部１３ａを押し開いてケース１２から突出し、さらに、隙間Ｓを経て、フロントウインドシールド３の上方側に突出するように膨張する。膨張を完了させたエアバッグ１０は、フロントピラー４の前方側を覆うこととなる。
【００４１】
そして、実施形態のアクチュエータ３１では、作動時、ガス発生器４８が作動用ガスＧを吐出すれば、シリンダ３２内の内圧が高まり、ピストン５１と支持ロッド５３とが、上昇移動して、ロック位置ＰＲに配置されたならば、図６のＢに示すように、ロック機構５５における環状弾性体５６が係止段部３４に係止されて、下降移動を規制されてロックされることとなり、支持ロッド５３の頭部５３ａによって支持している受止材としてのフードパネル１５が、円滑に、保護対象物としての歩行者を受け止めることができる。
【００４２】
そしてこの時、ピストン５１は、シリンダ３２の周壁３３に配設された流出口４５の部位を通過しているため、シリンダ３２内の作動用ガスＧの内圧を蓋材４６に作用させることができ、作動用ガスＧの内圧を受けた蓋材４６は、図６のＢや図８のＢに示すように、周壁３３の外周面３３ｅから離れ、各流出口４５を開口させることから、シリンダ３２内の作動用ガスＧを各流出口４５から排気させることができる。すなわち、シリンダ３２は、ピストン５１のロック位置ＰＲへの配置後における作動用ガスＧの内圧に対応して、耐圧性を向上させるような強度を確保せずに、形成でき、重量やコストの増加を抑えることができる。
【００４３】
また、各流出口４５は、ピストン５１のロック位置ＰＲ近傍に配置されており、ピストン５１がロック位置ＰＲに配置されるまで、極力、作動用ガスＧを排気しないことから、支持ロッド５３は、移動速度を低減させることなく、容易に、初期位置Ｐ０からロック位置ＰＲまでの所定の移動ストロークＴＳ（図４，６参照）を確保して、移動することができる。
【００４４】
さらに、流出口４５は、吐出時の作動用ガスＧの圧力で開口可能な蓋材４６で閉塞されており、アクチュエータ３１の作動前には、蓋材４６を利用して、シリンダ３２の内外が連通される状態を防止しており、シリンダ３２内のガス発生器４８側に雨水等を侵入させる虞れはない。
【００４５】
したがって、実施形態のアクチュエータ３１は、作動時にガス発生器４８からシリンダ３２内へ吐出する作動用ガスＧがシリンダ３２の容積に比して多くとも、重量やコストの増加を抑えて、簡便に支持ロッド５３の所定の移動ストロークＴＳを確保することができる。
【００４６】
そして、実施形態では、受止材としてのフードパネル１５が保護対象物としての歩行者を受け止める際、フードパネル１５が、塑性変形して、歩行者の運動エネルギーを吸収し、衝撃を緩和して歩行者を受け止めることができ、さらに、図５に示すように、適宜、支持ロッド５３の軸部５３ｂも、曲げ変形等のように塑性変形して、歩行者の運動エネルギーを吸収することから、フードパネル１５の変形に加えて、支持ロッド５３の変形により、一層、衝撃を緩和して歩行者を受け止めることができることとなる。
【００４７】
なお、支持ロッド５３の塑性変形による歩行者の運動エネルギー吸収量を大きくしたり小さくする場合には、軸部５３ｂを太くして、曲げ剛性を高くした支持ロッド５３に変更したり、あるいは、軸部５３ｂを細くして、曲げ剛性を低くした支持ロッド５３に取り替えればよい。さらに、軸部５３ｂは、塑性変形応力を調整できるように、材質を変更してもよい。
【００４８】
また、支持ロッドの移動ストロークを長くするような場合には、図９，１０に示すアクチュエータ３１Ａのように、アクチュエータ３１と同一のガス発生器４８とピストン５１とを使用して、シリンダ３２Ａと支持ロッド５３Ａとを長くする構成とすれば、容易に対処することができる。アクチュエータ３１Ａのシリンダ３２Ａと支持ロッド５３Ａとは、単に、アクチュエータ３１のシリンダ３２の周壁３３と支持ロッド５３の軸部５３ｂとの軸方向の中間部位をそれぞれ長くしただけであり、シリンダ３２Ａのキャップ３６，４１は、アクチュエータ３１と同一のものが使用されている。
【００４９】
このアクチュエータ３１Ａを基準としてみれば、支持ロッド５３Ａの移動ストロークＴＳＬを、実施形態の支持ロッド５３の移動ストロークＴＳのように、小さく変更する場合、実施形態では、ガス発生器４８やピストン５１を変更せずに、ピストン５１における初期位置Ｐ０からロック位置ＰＲまでの長さを短くするように、単に、シリンダ３２Ａの長さ寸法ＳＬＬ（周壁３３Ａの長さ寸法、図９参照）を、シリンダ３２の長さ寸法ＳＬ（周壁３３の長さ寸法ＳＬ、図６参照）のように、短くするだけで、簡便に対処することができることとなる。すなわち、実施形態のアクチュエータ３１では、作動時にガス発生器４８からシリンダ３２内へ吐出する作動用ガスＧがシリンダ３２の容積に比して多くとも、シリンダ３２は、耐圧性を高めた構造に変更しなくともよくなる。その結果、これらのアクチュエータ３１，３１Ａでは、支持ロッド５３，５３Ａの移動ストロークＴＳ，ＴＳＬを種々変更することとなっても、同一のガス発生器４８やピストン５１を使用できて、少なくとも、流出口４５と蓋材４６を設けた状態のシリンダ３２の長さ調整により（実施形態の場合には、支持ロッド５３の軸部５３ｂも短くしている）、容易に対処することができることとなる。
【００５０】
なお、図９，１０に示すアクチュエータ３１Ａにおいても、シリンダ３２Ａの容積が、使用するガス発生器４８から吐出される作動用ガスＧの量に比べて、小さければ、開口面積を対応させた流出口４５と流出口４５を覆う蓋材４６とを、適宜、シリンダ３２Ａに設ければよい。
【００５１】
なお、図例のアクチュエータ３１，３１Ａでは、前進移動を上昇させる移動とし、後退移動を下降させる移動とした場合を示したが、作動方向は、これに限定されず、例えば、水平方向の作動方向に本発明のアクチュエータを使用してもよく、また、本発明のアクチュエータが使用される自動車用安全装置は、歩行者保護装置Ｍ以外の装置に使用してもよい。例えば、運転者や助手席の乗員の膝をニーパネルにより受け止める自動車用安全装置としての膝保護装置のアクチュエータに、本発明を適用してもよい。
【００５２】
また、アクチュエータ３１の流出口４５を閉塞する蓋材４６としては、作動用ガスＧの圧力の作用時、開口できれば、流出口４５に挿入される栓、プラグ、パテ、シール剤、あるいは、弾性変形や塑性変形して開き移動する弁体等が例示できる。
【００５３】
さらに、アクチュエータ３１、３１Ａのロック機構５５も、ピストン５１と支持ロッド５３とをロックできれば、実施形態に限定されるものではなく、塑性変形してピストン５１等の後退移動を規制する構成でもよく、種々の公知の構造を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態のアクチュエータを使用した歩行者保護装置を搭載させた車両の斜視図である。
【図２】実施形態のアクチュエータを使用した歩行者保護装置を搭載させた車両の拡大部分平面図である。
【図３】実施形態の歩行者保護装置における車両前後方向に沿った概略縦断面図であり、図２のIII−III部位に対応する。
【図４】実施形態の歩行者保護装置の作動時を示す概略縦断面図である。
【図５】実施形態のアクチュエータの支持ロッドの塑性変形状態を示す概略図である。
【図６】実施形態のアクチュエータの概略縦断面図であり、作動前と作動完了時とを示す。
【図７】実施形態のアクチュエータのロック機構を構成する弾性環状体の部位における概略横断面図であり、作動前と作動完了時とを示す。
【図８】実施形態のアクチュエータのシリンダにおける流出口の部位（図６のＡのVIII−VIII部位に対応する）の概略横断面図であり、作動前と作動完了時とを示す。
【図９】実施形態のアクチュエータの変形例における概略縦断面図であり、作動前と作動完了時とを示す。
【図１０】図９に示したアクチュエータを使用した歩行者保護装置の作動時を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１５…（受止材）フードパネル、
３１，３１Ａ…アクチュエータ、
３２、３２Ａ…シリンダ、
３３…（シリンダの）周壁、
３４…（ロック機構）係止段部、
４５…流出口、
４６…蓋材、
４８…ガス発生器、
５１…ピストン、
５３，５３Ａ…支持ロッド、
５５…ロック機構、
５６…環状弾性体、
Ｇ…作動用ガス、
Ｍ…（自動車用安全装置）歩行者保護装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用安全装置に使用されて、
作動時、シリンダ内に配設させたガス発生器から作動用ガスを吐出させることにより、前記シリンダ内のピストンと該ピストンに連結されて前記シリンダ外へ突出する支持ロッドとを、前進移動させる構成とするとともに、
前進移動した前記ピストンと前記支持ロッドとの後退移動を規制するロック機構を備えて構成され、
前記シリンダから突出した前記支持ロッドが、保護対象物を受け止めるための受止材を支持する構成のアクチュエータであって、
前記シリンダが、前記ピストンを摺動させる周壁に開口させて前記作動用ガスを前記シリンダ外へ流出可能な流出口と、吐出時の前記作動用ガスの圧力により前記流出口を開口可能として前記流出口を閉塞する蓋材と、を備え、
前記流出口が、前記ロック機構によって後退移動を規制される前記ピストンのロック位置への配置時には前記ピストンの通過する位置とし、かつ、前記ピストンのロック位置近傍に、配設されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記支持ロッドが、前進移動後における前記受止材の前記保護対象物の受け止め時、前記保護対象物の運動エネルギーを吸収可能に、塑性変形可能に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項１】
自動車用安全装置に使用されて、
作動時、シリンダ内に配設させたガス発生器から作動用ガスを吐出させることにより、前記シリンダ内のピストンと該ピストンに連結されて前記シリンダ外へ突出する支持ロッドとを、前進移動させる構成とするとともに、
前進移動した前記ピストンと前記支持ロッドとの後退移動を規制するロック機構を備えて構成され、
前記シリンダから突出した前記支持ロッドが、保護対象物を受け止めるための受止材を支持する構成のアクチュエータであって、
前記シリンダが、前記ピストンを摺動させる周壁に開口させて前記作動用ガスを前記シリンダ外へ流出可能な流出口と、吐出時の前記作動用ガスの圧力により前記流出口を開口可能として前記流出口を閉塞する蓋材と、を備え、
前記流出口が、前記ロック機構によって後退移動を規制される前記ピストンのロック位置への配置時には前記ピストンの通過する位置とし、かつ、前記ピストンのロック位置近傍に、配設されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記支持ロッドが、前進移動後における前記受止材の前記保護対象物の受け止め時、前記保護対象物の運動エネルギーを吸収可能に、塑性変形可能に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２０８６９３（Ｐ２００９−２０８６９３Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５５５４９（Ｐ２００８−５５５４９）
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
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