アクチュエータ
【課題】コンパクトな構成とすることができて、かつ、作動前のシリンダ内の高い気密性と、作動時のピストンロッドの円滑な前進移動と、を確保可能なアクチュエータを提供すること。
【解決手段】アクチュエータＡは、内部に作動用ガスを流入させることにより、シリンダ２２内のピストンロッド４７を前進移動させる構成である。ピストンロッド４７の支持ロッド部５５が、ピストン部から延びる軸部５６と頭部５７とを備える。シリンダ２２が、本体部２３と、本体部２３の先端側を塞ぐ先端壁部３１と、を有して、先端壁部３１に、軸部５６を挿通可能な挿通孔３２を、備える。支持ロッド部５５が、軸部５６の周囲に、作動前の状態において、先端壁部３１との間に介在されてシリンダ２２内をシールするＯリング５９を嵌着させている。Ｏリング５９が、作動時に、ピストンロッド４７の前進移動に伴って、移動可能とされている。
【解決手段】アクチュエータＡは、内部に作動用ガスを流入させることにより、シリンダ２２内のピストンロッド４７を前進移動させる構成である。ピストンロッド４７の支持ロッド部５５が、ピストン部から延びる軸部５６と頭部５７とを備える。シリンダ２２が、本体部２３と、本体部２３の先端側を塞ぐ先端壁部３１と、を有して、先端壁部３１に、軸部５６を挿通可能な挿通孔３２を、備える。支持ロッド部５５が、軸部５６の周囲に、作動前の状態において、先端壁部３１との間に介在されてシリンダ２２内をシールするＯリング５９を嵌着させている。Ｏリング５９が、作動時に、ピストンロッド４７の前進移動に伴って、移動可能とされている。
【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、自動車安全装置に使用されるアクチュエータとしては、筒状のシリンダ内に、ガス発生器から発生する作動用ガスを流入させることにより、シリンダ内に配置されたピストンロッドのピストン部を前進移動（上昇移動）させて、ピストン部から延びる支持ロッド部を、シリンダの先端壁部から突出させるピストンシリンダタイプのものがあった（例えば、特許文献１参照）。この従来のアクチュエータでは、支持ロッド部は、シリンダの先端壁部を挿通可能な軸部と、軸部の先端側において軸部から軸直交方向側に膨出するように形成される頭部と、を備える構成とされており、この頭部の外周面側に、Ｏリングを、配設させていた。このＯリングは、シリンダ内の気密性を確保するために、頭部と、シリンダから頭部の外周側を覆うように延びるカバー部と、の間に介在される構成であり、作動時に、頭部とともに前進移動して、カバー部との接触状態を解除される構成であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７３３９１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この従来のアクチュエータでは、Ｏリングが、支持ロッド部における頭部の外周側に配置されていることから、径の大きなものを使用する必要があり、また、シリンダ側に、頭部の外周側を覆うカバー部を配設させる必要があることから、シリンダをコンパクトにすることができず、アクチュエータ全体をコンパクトにする点に、改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、コンパクトな構成とすることができて、かつ、作動前のシリンダ内の高い気密性と、作動時のピストンロッドの円滑な前進移動と、を確保可能な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】
【０００６】
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、
筒状のシリンダ内に、ガス発生器から発生する作動用ガスを流入させることにより、シリンダ内に配置されたピストンロッドのピストン部を前進移動させて、ピストン部から延びる支持ロッド部を、シリンダから突出させるピストンシリンダタイプとして、構成されるとともに、
支持ロッド部が、ピストン部から延びる軸部と、軸部の先端側において軸部から軸直交方向側に膨出するように形成される頭部と、を備える構成のアクチュエータであって、
シリンダが、筒状の本体部と、本体部の先端側を塞ぐ先端壁部と、を有して、先端壁部に、軸部を挿通可能な挿通孔を、有する構成とされ、
支持ロッド部が、頭部における先端壁部側であって、軸部の周囲となる部位に、作動前の状態において、先端壁部との間に介在されてシリンダ内をシールするＯリングを、嵌着させて構成され、
Ｏリングが、作動時に、ピストンロッドの前進移動に伴って、前方に移動可能とされていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るアクチュエータでは、シリンダ内をシールするＯリングが、支持ロッド部の頭部におけるシリンダの先端壁部側であって、軸部の周囲となる部位に、配設されていることから、Ｏリングを頭部の外周側に配置させる従来のアクチュエータと比較して、径の小さなものを使用することができる。また、本発明のアクチュエータでは、Ｏリングを、シリンダの先端壁部と、シリンダの軸方向に沿った先端側（前進移動方向側）に配置される支持ロッド部の頭部と、の間に、介在させていることから、シリンダ側に、頭部の外周側を覆う部材を設けなくともよく、シリンダをコンパクトに設計することができる。勿論、本発明のアクチュエータでは、径の小さなＯリングを使用していても、このＯリングが、頭部と先端壁部との間に介在されて、シリンダ内をシールしていることから、作動前のシリンダ内の高い気密性を確保することができる。さらに、本発明のアクチュエータでは、Ｏリングは、支持ロッド部の頭部における先端壁部側に嵌着されて、作動時に、ピストンロッドの前進移動に伴って、移動する構成であることから、ピストンロッドが前進移動を開始すれば、Ｏリングが移動し、シリンダにおける先端壁部の挿通孔と軸部との間に隙間が生ずることとなる。そのため、この隙間から、シリンダ内におけるピストン部と先端壁部との間に存在している空気を、外部に排出させることができ、作動時に、このような空気の影響を受けることなく、ピストン部を、円滑に前進移動させることができる。
【０００８】
したがって、本発明のアクチュエータでは、コンパクトな構成とすることができて、かつ、作動前のシリンダ内の高い気密性と、作動時のピストンロッドの円滑な前進移動と、を確保することができる。
【０００９】
また、本発明のアクチュエータにおいて、Ｏリングを、頭部と軸部との境界部位において、頭部及び軸部と接触するように、軸部の外周面に嵌着させる構成とすれば、Ｏリングの径を最も小さくすることができて、好ましい。
【００１０】
さらに、上記構成のアクチュエータにおいて、Ｏリングを接触させる先端壁部に設けられるシール面を、挿通孔の周縁において、挿通孔の内周面から先端壁部の端面にかけて拡開するような断面テーパ状として、構成すれば、Ｏリングが圧接されるシリンダ側のシール面が、テーパ状の１つの面だけであることから、製造時に、シール面の加工が容易であり、製造工数及びコストを低減させることができて、好ましい。
【００１１】
さらにまた、上記構成のアクチュエータにおいて、先端壁部に設けられたシール面の周縁の部位において、先端壁部の端面と、頭部における端面と対向する対向面と、を、相互に面接触する領域を有する構成とすれば、Ｏリングによるシール部位に至るまでの領域で、雨水や異物等の侵入を抑制できることから、作動前のシリンダ内のシール性を一層良好にすることができて、好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態であるアクチュエータを使用したフード跳ね上げ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ているフード跳ね上げ装置を搭載させた車両の部分拡大平面図である。
【図３】実施形態のフード跳ね上げ装置と車両のヒンジ部とを示す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】実施形態のアクチュエータを使用したフード跳ね上げ装置の作動時を示す概略断面図である。
【図５】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６】実施形態のアクチュエータにおけるシリンダの先端壁部の部位を示す部分拡大概略縦断面図である。
【図７】実施形態のアクチュエータにおいて、ロック機構の作動を順に説明する概略部分拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、実施形態のアクチュエータＡは、図１〜３に示すように、車両Ｖに搭載される自動車用安全装置としてのフード跳ね上げ装置（以下「跳ね上げ装置」と省略する）Ｕに使用されるものである。跳ね上げ装置Ｕは、フードパネル１０の後端１０ｃ側に配設されるもので、アクチュエータＡの作動時に、フードパネル１０の後端１０ｃを跳ね上げる構成とされている。実施形態の場合、車両Ｖのフロントバンパ５には、図1に示すように、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からの信号に基づいて車両Ｖと歩行者との衝突を検知若しくは予測した際に、アクチュエータＡのガス発生器４４（図５参照）を作動させるように、構成されている。
【００１４】
フードパネル１０は、図１，２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１０ｃ近傍に配置されるヒンジ部１１により、車両Ｖのボディ１側に対して、前開きで開閉可能に連結されている。フードパネル１０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、図３に示すように、上面側のアウタパネル１０ａと、下面側に位置してアウタパネル１０ａより強度を向上させたインナパネル１０ｂと、から構成されている。フードパネル１０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、塑性変形可能に構成されている。そして、実施形態では、車両Ｖと歩行者との衝突時に、アクチュエータＡが作動されて、図４に示すように、フードパネル１０の後端１０ｃが上方に押し上げられ、フードパネル１０の後端１０ｃと、エンジンルームＥＲと、の間に、変形スペースＤＳを形成できることから、塑性変形時の塑性変形量を増大させることができる。さらには、実施形態の場合、フードパネル１０の後端１０ｃを上昇移動させたピストンロッド４７における支持ロッド部５５の軸部５６が、歩行者の受け止め時に、フードパネル１０の下降移動に伴って曲げ塑性変形されることとなる（図４の二点鎖線参照）。そのため、実施形態の場合、歩行者の運動エネルギーが大きくとも、フードパネル１０自体の塑性変形と、支持ロッド部５５における軸部５６の曲げ塑性変形と、によって、歩行者の運動エネルギーを多く吸収することができる。
【００１５】
ヒンジ部１１は、フードパネル１０の後端１０ｃ側における左縁１０ｄと右縁１０ｅとに配設され（図１，２参照）、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１２と、フードパネル１０側に固定されるヒンジアーム１４と、を備えて構成されている（図２，３参照）。各ヒンジアーム１４は、図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１２側の元部端１４ａが、支持軸１３を利用して、ヒンジベース１２に対して回動可能に連結されている。また、各ヒンジアーム１４は、元部端１４ａから離れる先端１４ｂ側に、先端１４ｂからフードパネル１０の下面に沿うように延びる連結板部１５を備える構成とされ、この連結板部１５が、フードパネル１０の後端１０ｃにおける下面側に、溶接等を利用して結合されている。また、ヒンジアーム１４の先端１４ｂ付近には、下縁を略円形状に切り欠くようにして構成される切欠凹部１４ｃが、形成されており、この切欠凹部１４ｃの周囲の部位が、アクチュエータＡの作動時において支持ロッド部５５の頭部５７がフードパネル１０の後端１０ｃを押し上げた際に、塑性変形する塑性変形部１４ｄとされて、フードパネル１０の上昇を許容することとなる（図３，４参照）。
【００１６】
各支持軸１３は、それらの軸方向を、車両Ｖの左右方向に沿わせるように、配設されている。そして、フードパネル１０を開く際には、図３の実線から二点鎖線で示すように、左右の支持軸１３を回転中心として、各ヒンジアーム１４の先端１４ｂ側とともに、フードパネル１０の前端１０ｆ側（図１参照）を前開きで上昇させれば、フードパネル１０を前開きで開くことができる。ちなみに、フードパネル１０の後端１０ｃの上昇時には、フードパネル１０の前端１０ｆ側は、前端１０ｆに配置されている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、ボディ１側から外れることはない。
【００１７】
フードパネル１０の後方には、図２，３に示すように、ボディ１側の剛性の高いカウルパネル７ａと、カウルパネル７ａの上方の合成樹脂製のカウルルーバ７ｂと、からなるカウル７が、配設されている。カウルルーバ７ｂは、後端側をフロントウィンドシールド３の下部３ａ側に連ならせるように、配設されている。また、フロントウィンドシールド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。
【００１８】
跳ね上げ装置Ｕは、図１〜３に示すように、フードパネル１０における左右のヒンジ部１１の近傍に配設されるもので、フードパネル１０の後端１０ｃの下方に配設されるアクチュエータＡと、各アクチュエータＡに対応してアクチュエータＡの上方のフードパネル１０側に配設される受け座１６と、から、構成されている。受け座１６は、実施形態の場合、フードパネル１０の後端１０ｃの下面に配設されたヒンジアーム１４の先端１４ｂ側に設けられた連結板部１５の下面から、構成されている。
【００１９】
実施形態のアクチュエータＡは、図２，３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１９止めされる断面略Ｕ字形状の取付ブラケット１８により保持されて、フードパネル１０の後端１０ｃ側における左縁１０ｄ及び右縁１０ｅの下方となる各ヒンジ部１１の下方に、配設されている（図１〜３参照）。各アクチュエータＡは、図４に示すように、ガス発生器４４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されるもので、実施形態の場合、軸方向を上下方向に沿わせるように配置されるシリンダ２２と、シリンダ２２内に作動用ガスＧを流入させるガス発生器４４と、シリンダ２２から上方へ突出するように配設されるピストンロッド４７と、前進移動後（上昇移動後）のピストンロッド４７の後退移動（下降移動）を防止するロック機構Ｒと、を備えて構成されている。ロック機構Ｒは、実施形態の場合、係止リング５２と、ピストンロッド４７におけるピストン部４８の外周側に設けられて係止リング５２を収納する収納溝５０と、シリンダ２２の内周面に設けられて係止リング５２の一部を進入させて係止する係止段部２６と、を備えて構成されている。
【００２０】
シリンダ２２は、軸方向を上下方向に略沿わせて配置されるもので、図４に示すように、上端側の先端壁部３１と下端側の元部端壁部４０との間に、ピストンロッド４７のピストン部４８を摺動させる円筒状の本体部２３を、配設させて構成されている。なお、シリンダ２２は、本体部２３を構成する鋼製のパイプ材２９の上下にキャップ３０，３９を結合させて構成されており、先端壁部３１は、パイプ材２９の上端側外周面に設けられた雄ねじ２９ａに螺合して結合されたキャップ３０に、配設され、元部端壁部４０は、パイプ材２９の下端側外周面に設けられた雄ねじ２９ｂに螺合して結合されたキャップ３９に、配設されている。
【００２１】
本体部２３は、ピストン部４８の外形形状に対応して軸直交方向の断面形状を略円形の開口とした摺動孔２４を、上下方向に貫通させており、アクチュエータＡの作動時、ピストン部４８は、摺動孔２４の内周面２４ａを摺動して、上昇移動（前進移動）することとなる。
【００２２】
シリンダ２２において、本体部２３における先端壁部３１近傍には、図５，６に示すように、ピストン部４８を摺動させる本体部２３の内周面（摺動孔２４の内周面２４ａ）より拡径して凹む係止段部２６が、形成されている。この係止段部２６は、ロック機構Ｒを構成するもので、ピストン部４８の上昇移動後（前進移動後）の後述する係止リング５２付近に配置されて、係止リング５２の後退移動（下降移動）を規制する部位であり、係止規制面２７と外周規制面２８とを備えて構成されている。実施形態の場合、係止規制面２７は、パイプ材２９の上端面２９ｃから構成されるもので、ロック機構Ｒを構成する係止リング５２の下降移動（後退移動）を規制可能に、係止リング５２の後退移動側の部位（後退側面）に当接するように、構成されている（図７のＢ，Ｃ参照）。外周規制面２８は、実施形態の場合、キャップ３０における後述する収納凹部３５の内周面３５ａから構成されるもので、係止規制面２７の外周縁から本体部２３の軸方向（ピストン部４８の前進移動方向）に沿うように延びて、係止リング５２の後退移動の規制時に、拡径した係止リング５２の外周面に当接するように、構成されている（図７のＢ，Ｃ参照）。
【００２３】
シリンダ２２における本体部２３の上端側に配置されるキャップ３０は、図５，６に示すように、シリンダ２２の上端を塞ぐ先端壁部３１と、先端壁部３１の下端側（パイプ材２９側）から下方に延びる略円筒状の周壁部３７と、を、備えている。周壁部３７の内周面には、パイプ材２９に設けられた雄ねじ２９ａに螺合される雌ねじ３７ａが、形成されている。先端壁部３１は、略円柱状とされるもので、中央に、ピストンロッド４７の支持ロッド部５５における軸部５６を挿通可能に上下方向に沿って貫通した挿通孔３２を備えるとともに、下端側に、上昇移動後（前進移動後）のピストン部４８を収納させるための収納凹部３５を、備えている。挿通孔３２は、内径寸法Ｄ１を、支持ロッド部５５における軸部５６の外径寸法Ｄ２より僅かに大径として、軸部５６との間に隙間を設けるように、構成されている（図６参照）。この挿通孔３２における軸部５６との間の隙間は、ピストン部４８の上昇移動時に、挿通孔３２内を、軸部５６を円滑にスライド可能として、かつ、ピストン部４８が上昇移動（前進移動）を開始する際に、シリンダ２２内におけるピストン部４８と先端壁部３１との間に存在している空気を、外部に排出可能に、形成されている。また、この挿通孔３２における軸部５６との間の隙間からは、ピストン部４８の上昇移動（前進移動）後に、シリンダ２２内に充満された作動用ガスＧも、外部に放出することができる。そして、この隙間は、アクチュエータＡの作動前における車両搭載状態においては、支持ロッド部５５における軸部５６と頭部５７との境界部位において軸部５６の外周面に嵌着されるＯリング５９により、先端側（上端側）を閉塞されている。
【００２４】
先端壁部３１の端面（上面）３１ａには、このＯリング５９を接触させるシール面３３が、形成されている。シール面３３は、挿通孔３２の周縁に形成されるもので、挿通孔３２の内周面３２ａから先端壁部３１の上面（端面）３１ａにかけて拡開するような断面テーパ状として、構成されている（図６参照）。先端壁部３１の端面（上面）３１ａは、テーパ状のシール面３３の部位を除いて、全域を、凹凸のない平面状としている。実施形態の場合、シール面３３は、シリンダ２２の軸方向（中心軸Ｃ１）に対する傾斜角度を、４５°程度として、構成されている。また、このシール面３３は、アクチュエータＡの作動前における車両搭載状態において、シール面３３に接触させたＯリング５９を、軸部５６の外周面５６ｂと頭部５７の下面５７ａとにともに接触可能とし、かつ、支持ロッド部５５における頭部５７の下面５７ａと、この下面５７ａと対向して配置される先端壁部３１の上面３１ａ（対向面）と、を、シール面３３の周縁において、相互に面接触可能とするように、設定されている。
【００２５】
収納凹部３５は、上昇移動（前進移動）後に、係止リング５２を係止規制面２７に係止させて、下降移動（後退移動）を規制された状態のピストン部４８を、内部に収納可能に構成されるもので、内周面３５ａの下端付近の部位が、拡径した係止リング５２の外周面に当接する外周規制面２８を、構成している。収納凹部３５は、内径寸法を、摺動孔２４の内径寸法より大きくして、拡径した係止リング５２の外周面に当接可能な寸法に、設定されている。また、収納凹部３５内における上面３５ｂ側には、作動前の支持ロッド部５５（ピストンロッド４７）の上下動を規制するためのＣリング３６が、上面３５ｂと当接するようにして、配置されている（図６参照）。このＣリング３６は、支持ロッド部５５の軸部５６に形成される凹溝５６ａに係止されて、作動前の支持ロッド部５５（ピストンロッド４７）の上下方向への移動を防止しており、ガス発生器４４の作動時において、ピストン部４８が作動用ガスによって強く押し上げられた際に、凹溝５６ａとの係止状態を解除されて、ピストン部４８の上昇移動を許容するように、構成されている。
【００２６】
シリンダ２２における本体部２３の下端側に配置されるキャップ３９は、図５に示すように、本体部２３の下端側を塞ぐように配設される略円板状の元部端壁部４０と、元部端壁部４０の外周縁から上方に延びる略円筒状の周壁部４１と、を備えて構成されている。元部端壁部４０には、ガス発生器４４を挿通可能な挿通孔４０ａが、形成され、この挿通孔４０ａの周縁の部位と、周壁部４１における下部側の部位と、を利用して、ガス発生器４４が、元部端壁部４０に取り付けられている。周壁部４１は、上端側内周面に、パイプ材２９に設けられた雄ねじ２９ｂに螺合される雌ねじ４１ａを備え、キャップ３９は、元部端壁部４０にガス発生器４４を取り付けた状態で、雌ねじ４１ａを雄ねじ２９ｂに螺合させて、本体部２３に取り付けられている。
【００２７】
ガス発生器４４としては、マイクロガスジェネレータが使用されており、ガス発生器４４の下端側には、図示しない作動回路からの電気信号を入力させるリード線４５が、結線されている（図５参照）。ガス発生器４４は、図示しない作動回路からの電気信号を入力させると、内蔵されている所定のガス発生剤を燃焼させて燃焼ガスを発生させ、その燃焼ガスを作動用ガスＧとして、シリンダ２２内のピストン部４８の底面４８ａ側（下面側）へ供給することとなる。
【００２８】
ピストンロッド４７は、図５に示すように、シリンダ２２内に配置されるピストン部４８と、ピストン部４８から上方に延びる支持ロッド部５５と、を備えて構成されている。ピストン部４８は、シリンダ２２の本体部２３における摺動孔２４の内周面２４ａに対して摺動可能な外径寸法を有した略円柱状とされており、作動前の状態において、底面４８ａ（下面）を、ガス発生器４４の近傍に位置させるように、シリンダ２２内に配置されている。ピストン部４８における外周面４８ｂには、図７に示すように、底面４８ａ側に、Ｏリング５３を嵌合させる嵌合溝４９が形成され、嵌合溝４９の上方に、係止リング５２を収納可能な収納溝５０が形成されている。収納溝５０は、ロック機構Ｒを構成するものであり、係止リング５２を収納した状態で、ピストン部４８の上昇移動（前進移動）を可能にするとともに、ピストン部４８の上昇移動（前進移動）後において、係止段部２６における外周規制面２８と当接するように拡径された係止リング５２の係止規制面２７との係止状態を維持可能とするように、構成されている（図７参照）。換言すれば、収納溝５０は、ピストン部４８の上昇移動（前進移動）後に、拡径された係止リング５２の戻りを防止するように、構成されている。
【００２９】
ロック機構Ｒを構成する係止リング５２は、断面を円形としたばね鋼からなる線材を円環状（略Ｃ字形状）に曲げ加工して形成されるもので、作動前においては、縮径された状態で、ピストン部４８に設けられた収納溝５０に収納され、ピストン部４８の上昇移動（前進移動）後に、係止段部２６の外周規制面２８と当接するように、復元されて、拡径される構成とされている。
【００３０】
嵌合溝４９に嵌合されるＯリング５３は、ゴム状弾性体からなるもので、外周面を、シリンダ２２における摺動孔２４の内周面２４ａと摺接させるように、構成されている。このＯリング５３は、ピストン部４８とシリンダ２２の本体部２３との間の気密性を向上させて、ガス発生器４４の作動時に、ピストン部４８と本体部２３との間から作動用ガスＧが漏れることを防止するために配設されるもので、実施形態の場合、良好な耐熱性を有したシリコンゴムから、構成されている。
【００３１】
支持ロッド部５５は、ピストン部４８から延びる軸部５６と、軸部５６の先端側（上端側）において軸部５６から軸直交方向側に膨出するように形成される頭部５７と、を備えている。軸部５６は、シリンダ２２の軸方向（上下方向）に沿って配設される丸棒状とされるもので、実施形態の場合、ピストン部４８と一体的に構成されている。軸部５６における上端近傍部位には、キャップ３０に形成された収納凹部３５内に配置されるＣリング３６を係止可能な凹溝５６ａが、形成されている（図６参照）。頭部５７は、実施形態の場合、軸部５６と別体とされるもので、軸部５６の上端側に締結される袋ナットから、構成されている。そして、頭部５７は、先端壁部３１の上面３１ａから全域を上方へ突出させるようにして、配置されており、換言すれば、下面５７ａを全域にわたって、先端壁部３１の上面３１ａに当接させるように、先端壁部３１上に載置されている。
【００３２】
支持ロッド部５５において、頭部５７の下面側（シリンダ２２の先端壁部３１側）であって、軸部５６の周囲となる部位には、Ｏリング５９が、嵌着されている。詳細には、Ｏリング５９は、頭部５７と軸部５６との境界部位において、頭部５７及び軸部５６と接触するように、軸部５６の外周面に嵌着されている。Ｏリング５９は、ゴム状弾性体から形成されるもので、断面形状を略円形とした円環状としており、拡径されるようにして、軸部５６の周囲に嵌着されている。実施形態の場合、Ｏリング５９は、クロロプレンゴム等の汎用のゴム材料から形成されている。このＯリング５９は、作動前の状態において、頭部５７とキャップ３０の先端壁部３１との間に介在されて、シリンダ２２内をシールするもので、先端壁部３１の端面（上面）３１ａに形成されるシール面３３に接触された状態で、軸部５６の外周面５６ｂと頭部５７の下面５７ａとにともに接触されて、シリンダ２２内をシールしている。換言すれば、Ｏリング５９は、作動前の状態において、シール面３３と軸部５６の外周面５６ｂと頭部５７の下面５７ａとに接触され、かつ、各シール面３３，外周面５６ｂ，下面５７ａに圧接され、変形された状態で、シール面３３と、先端壁部３１の上面３１ａと、頭部５７の下面５７ａと、によって周囲を囲まれる断面略三角形状のスペースの隙間Ｓ内に、配置されている（図６参照）。また、このＯリング５９は、ガス発生器４４の作動時に、ピストンロッド４７のピストン部４８が作動用ガスＧによって押し上げられ、ピストンロッド４７が上昇移動（前進移動）する際に、ピストンロッド４７とともに、上昇移動（前進移動）することとなる。そして、頭部５７は、Ｏリング５９を先端壁部３１との間に介在させた状態で、下面５７ａを、略全面にわたって、先端壁部３１の上面３１ａに面接触された状態で、配置されている。
【００３３】
実施形態の跳ね上げ装置Ｕ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と歩行者との衝突を検知若しくは予測した際に、アクチュエータＡにおけるガス発生器４４が作動されることとなり、図５に示すように、発生した作動用ガスＧが、シリンダ２２における本体部２３内のピストン部４８を押し上げ、支持ロッド部５５の頭部５７を、受け座１６の下面に当接させて、フードパネル１０の後端１０ｃを、下方のカウル７との間に隙間を広げるように、上昇させることとなる。そして、上昇移動したフードパネル１０の後端１０ｃが、図４に示すように、支持ロッド部５５の頭部５７により下面側を支持された状態で、上方から斜め後下方向に移動する歩行者を受け止めれば、歩行者の運動エネルギーＦを受け止めて、フードパネル１０の後端１０ｃが塑性変形しつつ下降移動するとともに、このフードパネル１０の下降移動に伴って、受け座１６に頭部５７を当接させている支持ロッド部５５の軸部５６が、歩行者の運動エネルギーＦを吸収しつつ、上端側の頭部５７を後方に向けるように、曲げ塑性変形されることとなる（図４の二点鎖線参照）。
【００３４】
そして、実施形態のアクチュエータＡでは、シリンダ２２内をシールするＯリング５９が、支持ロッド部５５の頭部５７おけるシリンダ２２の先端壁部３１側であって、軸部５６の周囲となる部位に、配設されていることから、Ｏリングを頭部の外周側に配置させる従来のアクチュエータと比較して、径の小さなものを使用することができる。また、実施形態のアクチュエータＡでは、Ｏリング５９を、シリンダ２２の先端壁部３１と、シリンダ２２の軸方向に沿った先端側（前進移動方向側）に配置される支持ロッド部５５の頭部５７と、の間に、介在させていることから、シリンダ２２側に、頭部５７の外周側を覆う部材を設けなくともよく、シリンダ２２をコンパクトに設計することができる。勿論、実施形態のアクチュエータＡでは、径の小さなＯリング５９を使用していても、このＯリング５９が、頭部５７と先端壁部３１との間に介在されて、シリンダ２２内をシールしていることから、作動前のシリンダ２２内の高い気密性を確保することができる。さらに、実施形態のアクチュエータＡでは、Ｏリング５９は、支持ロッド部５５の頭部５７における先端壁部３１側に嵌着されて、作動時に、ピストンロッド４７の前進移動に伴って、移動する構成であることから、ピストンロッド４７が前進移動を開始すれば、Ｏリング５９が移動し、シリンダ２２における先端壁部３１の挿通孔３２と軸部５６との間に隙間が生ずることとなる。そのため、この隙間から、シリンダ２２内におけるピストン部４８と先端壁部３１との間に存在している空気を、外部に排出させることができ、作動時に、このような空気の影響を受けることなく、ピストン部４８を、円滑に前進移動（上昇移動）させることができる。
【００３５】
したがって、実施形態のアクチュエータＡでは、コンパクトな構成とすることができて、かつ、作動前のシリンダ２２内の高い気密性と、作動時のピストンロッド４７の円滑な前進移動と、を確保することができる。
【００３６】
また、実施形態のアクチュエータＡでは、ピストンロッド４７の前進移動（上昇移動）完了後にも、シリンダ２２内に充満される作動用ガスＧを、シリンダ２２における先端壁部３１の挿通孔３２と軸部５６との間の隙間から、外部に排出させることができることから、上昇移動したフードパネル１０の後端１０ｃが、歩行者を受け止めた際に、不要な作動用ガスＧを排出させることができて、作動用ガスＧの押圧力の影響を受けることなく、支持ロッド部５５の軸部５６を、円滑に曲げ塑性変形させることができる。
【００３７】
さらに、実施形態のアクチュエータＡでは、Ｏリング５９を、支持ロッド部５５における頭部５７と軸部５６との境界部位において、頭部５７及び軸部５６と接触するように、軸部５６の外周面５６ｂに嵌着させていることから、Ｏリングの径を最も小さくすることができる。また、実施形態のアクチュエータＡでは、Ｏリング５９を接触させる先端壁部３１に設けられるシール面３３を、挿通孔３２の周縁において、挿通孔３２の内周面３２ａから先端壁部３１の端面（上面３１ａ）にかけて拡開するような断面テーパ状として、構成していることから、Ｏリング５９が圧接されるシリンダ２２側のシール面３３を、テーパ状の１つの面だけとすることができて、製造時に、シール面３３の加工が容易であり、製造工数及びコストを低減させることができる。勿論、このような点を考慮しなければ、支持ロッド部における頭部の下面（先端壁部の端面と対向する面）側に、Ｏリング収納用の凹部を形成し、この凹部にＯリングを嵌着させるような構成としてもよい。
【００３８】
さらにまた、実施形態のアクチュエータＡでは、先端壁部３１に設けられたシール面３３の周縁の部位において、先端壁部３１の端面（上面３１ａ）と、頭部５７における下面５７ａ（上面３１ａと対向する対向面）と、を、相互に面接触させていることから、Ｏリング５９によるシール部位に至るまでの領域で、雨水や異物等の侵入を抑制できて、作動前のシリンダ２２内のシール性を一層良好にすることができる。勿論、このような点を考慮しなければ、先端壁部と頭部とを面接触させなくともよく、先端壁部と頭部とが、Ｏリングだけを介して相互に接触されるような構成としてもよい。
【００３９】
なお、実施形態のアクチュエータＡ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い。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、フードパネル１０を上昇させる跳ね上げ装置Ｕ以外でもよい。例えば、運転者や助手席に着座した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。
【符号の説明】
【００４０】
１０…フードパネル、
２２…シリンダ、
２３…摺動孔、
３１…先端壁部、
３１ａ…上面（端面）、
３２…挿通孔、
３２ａ…内周面、
３３…シール面、
４４…ガス発生器、
４７…ピストンロッド、
４８…ピストン部、
５５…支持ロッド部、
５６…軸部、
５６ｂ…外周面、
５７…頭部、
５７ａ…下面（対向面）、
５９…Ｏリング、
Ｇ…作動用ガス、
Ｕ…フード跳ね上げ装置、
Ａ…アクチュエータ。
【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、自動車安全装置に使用されるアクチュエータとしては、筒状のシリンダ内に、ガス発生器から発生する作動用ガスを流入させることにより、シリンダ内に配置されたピストンロッドのピストン部を前進移動（上昇移動）させて、ピストン部から延びる支持ロッド部を、シリンダの先端壁部から突出させるピストンシリンダタイプのものがあった（例えば、特許文献１参照）。この従来のアクチュエータでは、支持ロッド部は、シリンダの先端壁部を挿通可能な軸部と、軸部の先端側において軸部から軸直交方向側に膨出するように形成される頭部と、を備える構成とされており、この頭部の外周面側に、Ｏリングを、配設させていた。このＯリングは、シリンダ内の気密性を確保するために、頭部と、シリンダから頭部の外周側を覆うように延びるカバー部と、の間に介在される構成であり、作動時に、頭部とともに前進移動して、カバー部との接触状態を解除される構成であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７３３９１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この従来のアクチュエータでは、Ｏリングが、支持ロッド部における頭部の外周側に配置されていることから、径の大きなものを使用する必要があり、また、シリンダ側に、頭部の外周側を覆うカバー部を配設させる必要があることから、シリンダをコンパクトにすることができず、アクチュエータ全体をコンパクトにする点に、改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、コンパクトな構成とすることができて、かつ、作動前のシリンダ内の高い気密性と、作動時のピストンロッドの円滑な前進移動と、を確保可能な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】
【０００６】
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、
筒状のシリンダ内に、ガス発生器から発生する作動用ガスを流入させることにより、シリンダ内に配置されたピストンロッドのピストン部を前進移動させて、ピストン部から延びる支持ロッド部を、シリンダから突出させるピストンシリンダタイプとして、構成されるとともに、
支持ロッド部が、ピストン部から延びる軸部と、軸部の先端側において軸部から軸直交方向側に膨出するように形成される頭部と、を備える構成のアクチュエータであって、
シリンダが、筒状の本体部と、本体部の先端側を塞ぐ先端壁部と、を有して、先端壁部に、軸部を挿通可能な挿通孔を、有する構成とされ、
支持ロッド部が、頭部における先端壁部側であって、軸部の周囲となる部位に、作動前の状態において、先端壁部との間に介在されてシリンダ内をシールするＯリングを、嵌着させて構成され、
Ｏリングが、作動時に、ピストンロッドの前進移動に伴って、前方に移動可能とされていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るアクチュエータでは、シリンダ内をシールするＯリングが、支持ロッド部の頭部におけるシリンダの先端壁部側であって、軸部の周囲となる部位に、配設されていることから、Ｏリングを頭部の外周側に配置させる従来のアクチュエータと比較して、径の小さなものを使用することができる。また、本発明のアクチュエータでは、Ｏリングを、シリンダの先端壁部と、シリンダの軸方向に沿った先端側（前進移動方向側）に配置される支持ロッド部の頭部と、の間に、介在させていることから、シリンダ側に、頭部の外周側を覆う部材を設けなくともよく、シリンダをコンパクトに設計することができる。勿論、本発明のアクチュエータでは、径の小さなＯリングを使用していても、このＯリングが、頭部と先端壁部との間に介在されて、シリンダ内をシールしていることから、作動前のシリンダ内の高い気密性を確保することができる。さらに、本発明のアクチュエータでは、Ｏリングは、支持ロッド部の頭部における先端壁部側に嵌着されて、作動時に、ピストンロッドの前進移動に伴って、移動する構成であることから、ピストンロッドが前進移動を開始すれば、Ｏリングが移動し、シリンダにおける先端壁部の挿通孔と軸部との間に隙間が生ずることとなる。そのため、この隙間から、シリンダ内におけるピストン部と先端壁部との間に存在している空気を、外部に排出させることができ、作動時に、このような空気の影響を受けることなく、ピストン部を、円滑に前進移動させることができる。
【０００８】
したがって、本発明のアクチュエータでは、コンパクトな構成とすることができて、かつ、作動前のシリンダ内の高い気密性と、作動時のピストンロッドの円滑な前進移動と、を確保することができる。
【０００９】
また、本発明のアクチュエータにおいて、Ｏリングを、頭部と軸部との境界部位において、頭部及び軸部と接触するように、軸部の外周面に嵌着させる構成とすれば、Ｏリングの径を最も小さくすることができて、好ましい。
【００１０】
さらに、上記構成のアクチュエータにおいて、Ｏリングを接触させる先端壁部に設けられるシール面を、挿通孔の周縁において、挿通孔の内周面から先端壁部の端面にかけて拡開するような断面テーパ状として、構成すれば、Ｏリングが圧接されるシリンダ側のシール面が、テーパ状の１つの面だけであることから、製造時に、シール面の加工が容易であり、製造工数及びコストを低減させることができて、好ましい。
【００１１】
さらにまた、上記構成のアクチュエータにおいて、先端壁部に設けられたシール面の周縁の部位において、先端壁部の端面と、頭部における端面と対向する対向面と、を、相互に面接触する領域を有する構成とすれば、Ｏリングによるシール部位に至るまでの領域で、雨水や異物等の侵入を抑制できることから、作動前のシリンダ内のシール性を一層良好にすることができて、好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態であるアクチュエータを使用したフード跳ね上げ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ているフード跳ね上げ装置を搭載させた車両の部分拡大平面図である。
【図３】実施形態のフード跳ね上げ装置と車両のヒンジ部とを示す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】実施形態のアクチュエータを使用したフード跳ね上げ装置の作動時を示す概略断面図である。
【図５】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６】実施形態のアクチュエータにおけるシリンダの先端壁部の部位を示す部分拡大概略縦断面図である。
【図７】実施形態のアクチュエータにおいて、ロック機構の作動を順に説明する概略部分拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、実施形態のアクチュエータＡは、図１〜３に示すように、車両Ｖに搭載される自動車用安全装置としてのフード跳ね上げ装置（以下「跳ね上げ装置」と省略する）Ｕに使用されるものである。跳ね上げ装置Ｕは、フードパネル１０の後端１０ｃ側に配設されるもので、アクチュエータＡの作動時に、フードパネル１０の後端１０ｃを跳ね上げる構成とされている。実施形態の場合、車両Ｖのフロントバンパ５には、図1に示すように、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からの信号に基づいて車両Ｖと歩行者との衝突を検知若しくは予測した際に、アクチュエータＡのガス発生器４４（図５参照）を作動させるように、構成されている。
【００１４】
フードパネル１０は、図１，２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１０ｃ近傍に配置されるヒンジ部１１により、車両Ｖのボディ１側に対して、前開きで開閉可能に連結されている。フードパネル１０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、図３に示すように、上面側のアウタパネル１０ａと、下面側に位置してアウタパネル１０ａより強度を向上させたインナパネル１０ｂと、から構成されている。フードパネル１０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、塑性変形可能に構成されている。そして、実施形態では、車両Ｖと歩行者との衝突時に、アクチュエータＡが作動されて、図４に示すように、フードパネル１０の後端１０ｃが上方に押し上げられ、フードパネル１０の後端１０ｃと、エンジンルームＥＲと、の間に、変形スペースＤＳを形成できることから、塑性変形時の塑性変形量を増大させることができる。さらには、実施形態の場合、フードパネル１０の後端１０ｃを上昇移動させたピストンロッド４７における支持ロッド部５５の軸部５６が、歩行者の受け止め時に、フードパネル１０の下降移動に伴って曲げ塑性変形されることとなる（図４の二点鎖線参照）。そのため、実施形態の場合、歩行者の運動エネルギーが大きくとも、フードパネル１０自体の塑性変形と、支持ロッド部５５における軸部５６の曲げ塑性変形と、によって、歩行者の運動エネルギーを多く吸収することができる。
【００１５】
ヒンジ部１１は、フードパネル１０の後端１０ｃ側における左縁１０ｄと右縁１０ｅとに配設され（図１，２参照）、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１２と、フードパネル１０側に固定されるヒンジアーム１４と、を備えて構成されている（図２，３参照）。各ヒンジアーム１４は、図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１２側の元部端１４ａが、支持軸１３を利用して、ヒンジベース１２に対して回動可能に連結されている。また、各ヒンジアーム１４は、元部端１４ａから離れる先端１４ｂ側に、先端１４ｂからフードパネル１０の下面に沿うように延びる連結板部１５を備える構成とされ、この連結板部１５が、フードパネル１０の後端１０ｃにおける下面側に、溶接等を利用して結合されている。また、ヒンジアーム１４の先端１４ｂ付近には、下縁を略円形状に切り欠くようにして構成される切欠凹部１４ｃが、形成されており、この切欠凹部１４ｃの周囲の部位が、アクチュエータＡの作動時において支持ロッド部５５の頭部５７がフードパネル１０の後端１０ｃを押し上げた際に、塑性変形する塑性変形部１４ｄとされて、フードパネル１０の上昇を許容することとなる（図３，４参照）。
【００１６】
各支持軸１３は、それらの軸方向を、車両Ｖの左右方向に沿わせるように、配設されている。そして、フードパネル１０を開く際には、図３の実線から二点鎖線で示すように、左右の支持軸１３を回転中心として、各ヒンジアーム１４の先端１４ｂ側とともに、フードパネル１０の前端１０ｆ側（図１参照）を前開きで上昇させれば、フードパネル１０を前開きで開くことができる。ちなみに、フードパネル１０の後端１０ｃの上昇時には、フードパネル１０の前端１０ｆ側は、前端１０ｆに配置されている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、ボディ１側から外れることはない。
【００１７】
フードパネル１０の後方には、図２，３に示すように、ボディ１側の剛性の高いカウルパネル７ａと、カウルパネル７ａの上方の合成樹脂製のカウルルーバ７ｂと、からなるカウル７が、配設されている。カウルルーバ７ｂは、後端側をフロントウィンドシールド３の下部３ａ側に連ならせるように、配設されている。また、フロントウィンドシールド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。
【００１８】
跳ね上げ装置Ｕは、図１〜３に示すように、フードパネル１０における左右のヒンジ部１１の近傍に配設されるもので、フードパネル１０の後端１０ｃの下方に配設されるアクチュエータＡと、各アクチュエータＡに対応してアクチュエータＡの上方のフードパネル１０側に配設される受け座１６と、から、構成されている。受け座１６は、実施形態の場合、フードパネル１０の後端１０ｃの下面に配設されたヒンジアーム１４の先端１４ｂ側に設けられた連結板部１５の下面から、構成されている。
【００１９】
実施形態のアクチュエータＡは、図２，３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１９止めされる断面略Ｕ字形状の取付ブラケット１８により保持されて、フードパネル１０の後端１０ｃ側における左縁１０ｄ及び右縁１０ｅの下方となる各ヒンジ部１１の下方に、配設されている（図１〜３参照）。各アクチュエータＡは、図４に示すように、ガス発生器４４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されるもので、実施形態の場合、軸方向を上下方向に沿わせるように配置されるシリンダ２２と、シリンダ２２内に作動用ガスＧを流入させるガス発生器４４と、シリンダ２２から上方へ突出するように配設されるピストンロッド４７と、前進移動後（上昇移動後）のピストンロッド４７の後退移動（下降移動）を防止するロック機構Ｒと、を備えて構成されている。ロック機構Ｒは、実施形態の場合、係止リング５２と、ピストンロッド４７におけるピストン部４８の外周側に設けられて係止リング５２を収納する収納溝５０と、シリンダ２２の内周面に設けられて係止リング５２の一部を進入させて係止する係止段部２６と、を備えて構成されている。
【００２０】
シリンダ２２は、軸方向を上下方向に略沿わせて配置されるもので、図４に示すように、上端側の先端壁部３１と下端側の元部端壁部４０との間に、ピストンロッド４７のピストン部４８を摺動させる円筒状の本体部２３を、配設させて構成されている。なお、シリンダ２２は、本体部２３を構成する鋼製のパイプ材２９の上下にキャップ３０，３９を結合させて構成されており、先端壁部３１は、パイプ材２９の上端側外周面に設けられた雄ねじ２９ａに螺合して結合されたキャップ３０に、配設され、元部端壁部４０は、パイプ材２９の下端側外周面に設けられた雄ねじ２９ｂに螺合して結合されたキャップ３９に、配設されている。
【００２１】
本体部２３は、ピストン部４８の外形形状に対応して軸直交方向の断面形状を略円形の開口とした摺動孔２４を、上下方向に貫通させており、アクチュエータＡの作動時、ピストン部４８は、摺動孔２４の内周面２４ａを摺動して、上昇移動（前進移動）することとなる。
【００２２】
シリンダ２２において、本体部２３における先端壁部３１近傍には、図５，６に示すように、ピストン部４８を摺動させる本体部２３の内周面（摺動孔２４の内周面２４ａ）より拡径して凹む係止段部２６が、形成されている。この係止段部２６は、ロック機構Ｒを構成するもので、ピストン部４８の上昇移動後（前進移動後）の後述する係止リング５２付近に配置されて、係止リング５２の後退移動（下降移動）を規制する部位であり、係止規制面２７と外周規制面２８とを備えて構成されている。実施形態の場合、係止規制面２７は、パイプ材２９の上端面２９ｃから構成されるもので、ロック機構Ｒを構成する係止リング５２の下降移動（後退移動）を規制可能に、係止リング５２の後退移動側の部位（後退側面）に当接するように、構成されている（図７のＢ，Ｃ参照）。外周規制面２８は、実施形態の場合、キャップ３０における後述する収納凹部３５の内周面３５ａから構成されるもので、係止規制面２７の外周縁から本体部２３の軸方向（ピストン部４８の前進移動方向）に沿うように延びて、係止リング５２の後退移動の規制時に、拡径した係止リング５２の外周面に当接するように、構成されている（図７のＢ，Ｃ参照）。
【００２３】
シリンダ２２における本体部２３の上端側に配置されるキャップ３０は、図５，６に示すように、シリンダ２２の上端を塞ぐ先端壁部３１と、先端壁部３１の下端側（パイプ材２９側）から下方に延びる略円筒状の周壁部３７と、を、備えている。周壁部３７の内周面には、パイプ材２９に設けられた雄ねじ２９ａに螺合される雌ねじ３７ａが、形成されている。先端壁部３１は、略円柱状とされるもので、中央に、ピストンロッド４７の支持ロッド部５５における軸部５６を挿通可能に上下方向に沿って貫通した挿通孔３２を備えるとともに、下端側に、上昇移動後（前進移動後）のピストン部４８を収納させるための収納凹部３５を、備えている。挿通孔３２は、内径寸法Ｄ１を、支持ロッド部５５における軸部５６の外径寸法Ｄ２より僅かに大径として、軸部５６との間に隙間を設けるように、構成されている（図６参照）。この挿通孔３２における軸部５６との間の隙間は、ピストン部４８の上昇移動時に、挿通孔３２内を、軸部５６を円滑にスライド可能として、かつ、ピストン部４８が上昇移動（前進移動）を開始する際に、シリンダ２２内におけるピストン部４８と先端壁部３１との間に存在している空気を、外部に排出可能に、形成されている。また、この挿通孔３２における軸部５６との間の隙間からは、ピストン部４８の上昇移動（前進移動）後に、シリンダ２２内に充満された作動用ガスＧも、外部に放出することができる。そして、この隙間は、アクチュエータＡの作動前における車両搭載状態においては、支持ロッド部５５における軸部５６と頭部５７との境界部位において軸部５６の外周面に嵌着されるＯリング５９により、先端側（上端側）を閉塞されている。
【００２４】
先端壁部３１の端面（上面）３１ａには、このＯリング５９を接触させるシール面３３が、形成されている。シール面３３は、挿通孔３２の周縁に形成されるもので、挿通孔３２の内周面３２ａから先端壁部３１の上面（端面）３１ａにかけて拡開するような断面テーパ状として、構成されている（図６参照）。先端壁部３１の端面（上面）３１ａは、テーパ状のシール面３３の部位を除いて、全域を、凹凸のない平面状としている。実施形態の場合、シール面３３は、シリンダ２２の軸方向（中心軸Ｃ１）に対する傾斜角度を、４５°程度として、構成されている。また、このシール面３３は、アクチュエータＡの作動前における車両搭載状態において、シール面３３に接触させたＯリング５９を、軸部５６の外周面５６ｂと頭部５７の下面５７ａとにともに接触可能とし、かつ、支持ロッド部５５における頭部５７の下面５７ａと、この下面５７ａと対向して配置される先端壁部３１の上面３１ａ（対向面）と、を、シール面３３の周縁において、相互に面接触可能とするように、設定されている。
【００２５】
収納凹部３５は、上昇移動（前進移動）後に、係止リング５２を係止規制面２７に係止させて、下降移動（後退移動）を規制された状態のピストン部４８を、内部に収納可能に構成されるもので、内周面３５ａの下端付近の部位が、拡径した係止リング５２の外周面に当接する外周規制面２８を、構成している。収納凹部３５は、内径寸法を、摺動孔２４の内径寸法より大きくして、拡径した係止リング５２の外周面に当接可能な寸法に、設定されている。また、収納凹部３５内における上面３５ｂ側には、作動前の支持ロッド部５５（ピストンロッド４７）の上下動を規制するためのＣリング３６が、上面３５ｂと当接するようにして、配置されている（図６参照）。このＣリング３６は、支持ロッド部５５の軸部５６に形成される凹溝５６ａに係止されて、作動前の支持ロッド部５５（ピストンロッド４７）の上下方向への移動を防止しており、ガス発生器４４の作動時において、ピストン部４８が作動用ガスによって強く押し上げられた際に、凹溝５６ａとの係止状態を解除されて、ピストン部４８の上昇移動を許容するように、構成されている。
【００２６】
シリンダ２２における本体部２３の下端側に配置されるキャップ３９は、図５に示すように、本体部２３の下端側を塞ぐように配設される略円板状の元部端壁部４０と、元部端壁部４０の外周縁から上方に延びる略円筒状の周壁部４１と、を備えて構成されている。元部端壁部４０には、ガス発生器４４を挿通可能な挿通孔４０ａが、形成され、この挿通孔４０ａの周縁の部位と、周壁部４１における下部側の部位と、を利用して、ガス発生器４４が、元部端壁部４０に取り付けられている。周壁部４１は、上端側内周面に、パイプ材２９に設けられた雄ねじ２９ｂに螺合される雌ねじ４１ａを備え、キャップ３９は、元部端壁部４０にガス発生器４４を取り付けた状態で、雌ねじ４１ａを雄ねじ２９ｂに螺合させて、本体部２３に取り付けられている。
【００２７】
ガス発生器４４としては、マイクロガスジェネレータが使用されており、ガス発生器４４の下端側には、図示しない作動回路からの電気信号を入力させるリード線４５が、結線されている（図５参照）。ガス発生器４４は、図示しない作動回路からの電気信号を入力させると、内蔵されている所定のガス発生剤を燃焼させて燃焼ガスを発生させ、その燃焼ガスを作動用ガスＧとして、シリンダ２２内のピストン部４８の底面４８ａ側（下面側）へ供給することとなる。
【００２８】
ピストンロッド４７は、図５に示すように、シリンダ２２内に配置されるピストン部４８と、ピストン部４８から上方に延びる支持ロッド部５５と、を備えて構成されている。ピストン部４８は、シリンダ２２の本体部２３における摺動孔２４の内周面２４ａに対して摺動可能な外径寸法を有した略円柱状とされており、作動前の状態において、底面４８ａ（下面）を、ガス発生器４４の近傍に位置させるように、シリンダ２２内に配置されている。ピストン部４８における外周面４８ｂには、図７に示すように、底面４８ａ側に、Ｏリング５３を嵌合させる嵌合溝４９が形成され、嵌合溝４９の上方に、係止リング５２を収納可能な収納溝５０が形成されている。収納溝５０は、ロック機構Ｒを構成するものであり、係止リング５２を収納した状態で、ピストン部４８の上昇移動（前進移動）を可能にするとともに、ピストン部４８の上昇移動（前進移動）後において、係止段部２６における外周規制面２８と当接するように拡径された係止リング５２の係止規制面２７との係止状態を維持可能とするように、構成されている（図７参照）。換言すれば、収納溝５０は、ピストン部４８の上昇移動（前進移動）後に、拡径された係止リング５２の戻りを防止するように、構成されている。
【００２９】
ロック機構Ｒを構成する係止リング５２は、断面を円形としたばね鋼からなる線材を円環状（略Ｃ字形状）に曲げ加工して形成されるもので、作動前においては、縮径された状態で、ピストン部４８に設けられた収納溝５０に収納され、ピストン部４８の上昇移動（前進移動）後に、係止段部２６の外周規制面２８と当接するように、復元されて、拡径される構成とされている。
【００３０】
嵌合溝４９に嵌合されるＯリング５３は、ゴム状弾性体からなるもので、外周面を、シリンダ２２における摺動孔２４の内周面２４ａと摺接させるように、構成されている。このＯリング５３は、ピストン部４８とシリンダ２２の本体部２３との間の気密性を向上させて、ガス発生器４４の作動時に、ピストン部４８と本体部２３との間から作動用ガスＧが漏れることを防止するために配設されるもので、実施形態の場合、良好な耐熱性を有したシリコンゴムから、構成されている。
【００３１】
支持ロッド部５５は、ピストン部４８から延びる軸部５６と、軸部５６の先端側（上端側）において軸部５６から軸直交方向側に膨出するように形成される頭部５７と、を備えている。軸部５６は、シリンダ２２の軸方向（上下方向）に沿って配設される丸棒状とされるもので、実施形態の場合、ピストン部４８と一体的に構成されている。軸部５６における上端近傍部位には、キャップ３０に形成された収納凹部３５内に配置されるＣリング３６を係止可能な凹溝５６ａが、形成されている（図６参照）。頭部５７は、実施形態の場合、軸部５６と別体とされるもので、軸部５６の上端側に締結される袋ナットから、構成されている。そして、頭部５７は、先端壁部３１の上面３１ａから全域を上方へ突出させるようにして、配置されており、換言すれば、下面５７ａを全域にわたって、先端壁部３１の上面３１ａに当接させるように、先端壁部３１上に載置されている。
【００３２】
支持ロッド部５５において、頭部５７の下面側（シリンダ２２の先端壁部３１側）であって、軸部５６の周囲となる部位には、Ｏリング５９が、嵌着されている。詳細には、Ｏリング５９は、頭部５７と軸部５６との境界部位において、頭部５７及び軸部５６と接触するように、軸部５６の外周面に嵌着されている。Ｏリング５９は、ゴム状弾性体から形成されるもので、断面形状を略円形とした円環状としており、拡径されるようにして、軸部５６の周囲に嵌着されている。実施形態の場合、Ｏリング５９は、クロロプレンゴム等の汎用のゴム材料から形成されている。このＯリング５９は、作動前の状態において、頭部５７とキャップ３０の先端壁部３１との間に介在されて、シリンダ２２内をシールするもので、先端壁部３１の端面（上面）３１ａに形成されるシール面３３に接触された状態で、軸部５６の外周面５６ｂと頭部５７の下面５７ａとにともに接触されて、シリンダ２２内をシールしている。換言すれば、Ｏリング５９は、作動前の状態において、シール面３３と軸部５６の外周面５６ｂと頭部５７の下面５７ａとに接触され、かつ、各シール面３３，外周面５６ｂ，下面５７ａに圧接され、変形された状態で、シール面３３と、先端壁部３１の上面３１ａと、頭部５７の下面５７ａと、によって周囲を囲まれる断面略三角形状のスペースの隙間Ｓ内に、配置されている（図６参照）。また、このＯリング５９は、ガス発生器４４の作動時に、ピストンロッド４７のピストン部４８が作動用ガスＧによって押し上げられ、ピストンロッド４７が上昇移動（前進移動）する際に、ピストンロッド４７とともに、上昇移動（前進移動）することとなる。そして、頭部５７は、Ｏリング５９を先端壁部３１との間に介在させた状態で、下面５７ａを、略全面にわたって、先端壁部３１の上面３１ａに面接触された状態で、配置されている。
【００３３】
実施形態の跳ね上げ装置Ｕ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と歩行者との衝突を検知若しくは予測した際に、アクチュエータＡにおけるガス発生器４４が作動されることとなり、図５に示すように、発生した作動用ガスＧが、シリンダ２２における本体部２３内のピストン部４８を押し上げ、支持ロッド部５５の頭部５７を、受け座１６の下面に当接させて、フードパネル１０の後端１０ｃを、下方のカウル７との間に隙間を広げるように、上昇させることとなる。そして、上昇移動したフードパネル１０の後端１０ｃが、図４に示すように、支持ロッド部５５の頭部５７により下面側を支持された状態で、上方から斜め後下方向に移動する歩行者を受け止めれば、歩行者の運動エネルギーＦを受け止めて、フードパネル１０の後端１０ｃが塑性変形しつつ下降移動するとともに、このフードパネル１０の下降移動に伴って、受け座１６に頭部５７を当接させている支持ロッド部５５の軸部５６が、歩行者の運動エネルギーＦを吸収しつつ、上端側の頭部５７を後方に向けるように、曲げ塑性変形されることとなる（図４の二点鎖線参照）。
【００３４】
そして、実施形態のアクチュエータＡでは、シリンダ２２内をシールするＯリング５９が、支持ロッド部５５の頭部５７おけるシリンダ２２の先端壁部３１側であって、軸部５６の周囲となる部位に、配設されていることから、Ｏリングを頭部の外周側に配置させる従来のアクチュエータと比較して、径の小さなものを使用することができる。また、実施形態のアクチュエータＡでは、Ｏリング５９を、シリンダ２２の先端壁部３１と、シリンダ２２の軸方向に沿った先端側（前進移動方向側）に配置される支持ロッド部５５の頭部５７と、の間に、介在させていることから、シリンダ２２側に、頭部５７の外周側を覆う部材を設けなくともよく、シリンダ２２をコンパクトに設計することができる。勿論、実施形態のアクチュエータＡでは、径の小さなＯリング５９を使用していても、このＯリング５９が、頭部５７と先端壁部３１との間に介在されて、シリンダ２２内をシールしていることから、作動前のシリンダ２２内の高い気密性を確保することができる。さらに、実施形態のアクチュエータＡでは、Ｏリング５９は、支持ロッド部５５の頭部５７における先端壁部３１側に嵌着されて、作動時に、ピストンロッド４７の前進移動に伴って、移動する構成であることから、ピストンロッド４７が前進移動を開始すれば、Ｏリング５９が移動し、シリンダ２２における先端壁部３１の挿通孔３２と軸部５６との間に隙間が生ずることとなる。そのため、この隙間から、シリンダ２２内におけるピストン部４８と先端壁部３１との間に存在している空気を、外部に排出させることができ、作動時に、このような空気の影響を受けることなく、ピストン部４８を、円滑に前進移動（上昇移動）させることができる。
【００３５】
したがって、実施形態のアクチュエータＡでは、コンパクトな構成とすることができて、かつ、作動前のシリンダ２２内の高い気密性と、作動時のピストンロッド４７の円滑な前進移動と、を確保することができる。
【００３６】
また、実施形態のアクチュエータＡでは、ピストンロッド４７の前進移動（上昇移動）完了後にも、シリンダ２２内に充満される作動用ガスＧを、シリンダ２２における先端壁部３１の挿通孔３２と軸部５６との間の隙間から、外部に排出させることができることから、上昇移動したフードパネル１０の後端１０ｃが、歩行者を受け止めた際に、不要な作動用ガスＧを排出させることができて、作動用ガスＧの押圧力の影響を受けることなく、支持ロッド部５５の軸部５６を、円滑に曲げ塑性変形させることができる。
【００３７】
さらに、実施形態のアクチュエータＡでは、Ｏリング５９を、支持ロッド部５５における頭部５７と軸部５６との境界部位において、頭部５７及び軸部５６と接触するように、軸部５６の外周面５６ｂに嵌着させていることから、Ｏリングの径を最も小さくすることができる。また、実施形態のアクチュエータＡでは、Ｏリング５９を接触させる先端壁部３１に設けられるシール面３３を、挿通孔３２の周縁において、挿通孔３２の内周面３２ａから先端壁部３１の端面（上面３１ａ）にかけて拡開するような断面テーパ状として、構成していることから、Ｏリング５９が圧接されるシリンダ２２側のシール面３３を、テーパ状の１つの面だけとすることができて、製造時に、シール面３３の加工が容易であり、製造工数及びコストを低減させることができる。勿論、このような点を考慮しなければ、支持ロッド部における頭部の下面（先端壁部の端面と対向する面）側に、Ｏリング収納用の凹部を形成し、この凹部にＯリングを嵌着させるような構成としてもよい。
【００３８】
さらにまた、実施形態のアクチュエータＡでは、先端壁部３１に設けられたシール面３３の周縁の部位において、先端壁部３１の端面（上面３１ａ）と、頭部５７における下面５７ａ（上面３１ａと対向する対向面）と、を、相互に面接触させていることから、Ｏリング５９によるシール部位に至るまでの領域で、雨水や異物等の侵入を抑制できて、作動前のシリンダ２２内のシール性を一層良好にすることができる。勿論、このような点を考慮しなければ、先端壁部と頭部とを面接触させなくともよく、先端壁部と頭部とが、Ｏリングだけを介して相互に接触されるような構成としてもよい。
【００３９】
なお、実施形態のアクチュエータＡ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い。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、フードパネル１０を上昇させる跳ね上げ装置Ｕ以外でもよい。例えば、運転者や助手席に着座した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。
【符号の説明】
【００４０】
１０…フードパネル、
２２…シリンダ、
２３…摺動孔、
３１…先端壁部、
３１ａ…上面（端面）、
３２…挿通孔、
３２ａ…内周面、
３３…シール面、
４４…ガス発生器、
４７…ピストンロッド、
４８…ピストン部、
５５…支持ロッド部、
５６…軸部、
５６ｂ…外周面、
５７…頭部、
５７ａ…下面（対向面）、
５９…Ｏリング、
Ｇ…作動用ガス、
Ｕ…フード跳ね上げ装置、
Ａ…アクチュエータ。
【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、
筒状のシリンダ内に、ガス発生器から発生する作動用ガスを流入させることにより、前記シリンダ内に配置されたピストンロッドのピストン部を前進移動させて、該ピストン部から延びる支持ロッド部を、前記シリンダから突出させるピストンシリンダタイプとして、構成されるとともに、
前記支持ロッド部が、前記ピストン部から延びる軸部と、該軸部の先端側において前記軸部から軸直交方向側に膨出するように形成される頭部と、を備える構成のアクチュエータであって、
前記シリンダが、筒状の本体部と、該本体部の先端側を塞ぐ先端壁部と、を有して、該先端壁部に、前記軸部を挿通可能な挿通孔を、有する構成とされ、
前記支持ロッド部が、前記頭部における前記先端壁部側であって、前記軸部の周囲となる部位に、作動前の状態において、前記先端壁部との間に介在されて前記シリンダ内をシールするＯリングを、嵌着させて構成され、
前記Ｏリングが、作動時に、前記ピストンロッドの前進移動に伴って、前方に移動可能と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Ｏリングが、前記頭部と前記軸部との境界部位において、前記頭部及び前記軸部と接触するように、前記軸部の外周面に嵌着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３】
前記Ｏリングを接触させる前記先端壁部に設けられるシール面が、前記挿通孔の周縁において、前記挿通孔の内周面から前記先端壁部の端面にかけて拡開するような断面テーパ状として、構成されていることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記先端壁部に設けられた前記シール面の周縁の部位において、前記先端壁部の端面と、前記頭部における前記端面と対向する対向面と、が、相互に面接触する領域を有していることを特徴とする請求項３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、
筒状のシリンダ内に、ガス発生器から発生する作動用ガスを流入させることにより、前記シリンダ内に配置されたピストンロッドのピストン部を前進移動させて、該ピストン部から延びる支持ロッド部を、前記シリンダから突出させるピストンシリンダタイプとして、構成されるとともに、
前記支持ロッド部が、前記ピストン部から延びる軸部と、該軸部の先端側において前記軸部から軸直交方向側に膨出するように形成される頭部と、を備える構成のアクチュエータであって、
前記シリンダが、筒状の本体部と、該本体部の先端側を塞ぐ先端壁部と、を有して、該先端壁部に、前記軸部を挿通可能な挿通孔を、有する構成とされ、
前記支持ロッド部が、前記頭部における前記先端壁部側であって、前記軸部の周囲となる部位に、作動前の状態において、前記先端壁部との間に介在されて前記シリンダ内をシールするＯリングを、嵌着させて構成され、
前記Ｏリングが、作動時に、前記ピストンロッドの前進移動に伴って、前方に移動可能と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Ｏリングが、前記頭部と前記軸部との境界部位において、前記頭部及び前記軸部と接触するように、前記軸部の外周面に嵌着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３】
前記Ｏリングを接触させる前記先端壁部に設けられるシール面が、前記挿通孔の周縁において、前記挿通孔の内周面から前記先端壁部の端面にかけて拡開するような断面テーパ状として、構成されていることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記先端壁部に設けられた前記シール面の周縁の部位において、前記先端壁部の端面と、前記頭部における前記端面と対向する対向面と、が、相互に面接触する領域を有していることを特徴とする請求項３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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２３６６３７（Ｐ２０１０−２３６６３７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８５８７４（Ｐ２００９−８５８７４）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【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２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
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