アクチュエータ
【課題】安定して、所定のロック位置でピストン部をロックして、ピストンロッドの後退移動を規制できる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２１は、ロック機構Ｒにより、ピストンロッドのピストン部５１をロック位置ＵＰでロックする。ロック時には、ピストン部の収納溝５３に収納されていた係止リング７１が、拡径し、シリンダ２２の係止段部３０の係止規制面３１に当接させ、外周面側を、係止段部の外周規制面３２に当接させ、さらに、内周側部位における前進移動側の内側面を、ピストン部のテーパ規制面５６に当接させて、ピストン部とともに、ロックされる。そして、係止リングのピストン部外周面と外周規制面との間への嵌合を防止可能に、シリンダの先端壁部２６側には、上死点ＵＴへの配置時におけるピストン部のテーパ規制面とともに、係止リング７１に対して、当接する天井規制面２８が、配設される。
【解決手段】アクチュエータ２１は、ロック機構Ｒにより、ピストンロッドのピストン部５１をロック位置ＵＰでロックする。ロック時には、ピストン部の収納溝５３に収納されていた係止リング７１が、拡径し、シリンダ２２の係止段部３０の係止規制面３１に当接させ、外周面側を、係止段部の外周規制面３２に当接させ、さらに、内周側部位における前進移動側の内側面を、ピストン部のテーパ規制面５６に当接させて、ピストン部とともに、ロックされる。そして、係止リングのピストン部外周面と外周規制面との間への嵌合を防止可能に、シリンダの先端壁部２６側には、上死点ＵＴへの配置時におけるピストン部のテーパ規制面とともに、係止リング７１に対して、当接する天井規制面２８が、配設される。
【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】
従来のこの種のアクチュエータでは、フードパネルを持ち上げるものがあり、ガス発生器の作動時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いた（例えば、特許文献１参照）。このアクチュエータでは、ピストンロッドが、シリンダ内を摺動可能なピストン部と、ピストン部から延びてシリンダ外へ突出し、保護対象物としての歩行者を受け止める受止材としてのフードパネルを、歩行者の受止位置まで上昇移動させるように支持する支持ロッド部と、を備えて構成されていた。このアクチュエータでは、作動時、ピストンロッドが、ピストン部を、上死点までシリンダ内を前進移動させつつ、支持ロッド部に支持させたフードパネルを持ち上げていた。そして、ピストンロッドは、上死点まで前進した後、ロック機構により後退移動を規制されて、フードパネルが歩行者を受け止めた際、歩行者の運動エネルギーを吸収可能に、支持ロッド部を曲げ塑性変形させていた。
【０００３】
このアクチュエータのロック機構は、ピストン部の収納溝に収納された拡径可能な係止リングと、シリンダの内周面側に設けられた係止段部と、ピストン部の収納溝の側面に配置されたテーパ状のテーパ規制面と、を備えて構成さえていた。このロック機構の作動時には、ピストン部が上死点まで前進移動した際、係止リングが、拡径し、その後、ピストン部がロック位置まで後退移動すれば、係止リングが、後退移動側の部位を、係止段部の係止規制面に当接させて、後退移動を規制されるとともに、外周面側を、更なる拡径状態を規制されるように、係止段部の外周規制面に当接させ、さらに、内周側部位における前進移動側の内側面を、ピストン部のテーパ規制面に当接させて、縮径状態も規制され、その結果、係止リングが、シリンダの係止段部とピストン部のテーパ規制面との間で、ロックされ、そして、係止リングの前進移動側の内側面にテーパ規制面を当接させているピストン部も、ロックされて、ピストンロッドの後退移動が規制されることとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６２８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のアクチュエータでは、作動時のピストンロッドの前進移動速度が大きな場合、ピストン部が上死点で停止しても、係止リングが、前進移動の慣性力を強く受けて前進移動し、ピストン部のテーパ規制面における前進移動側の縁と、シリンダの係止段部における外周規制面との間に、嵌合され、その後のロック位置まで後退移動する前の状態で、ピストン部がロックされる虞れがあった。そして、このようなロック状態は、適正なロック位置での位置規制ではないことから、支持ロッドの傾斜を招いたり、その後の支持ロッド部の塑性変形時に、適正なロック位置までずれるように後退したり、あるいは、その位置で支持ロッド部の塑性変形を終了させたりして、安定した支持ロッド部の塑性変形状態を確保し難くなってしまう。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、安定して、所定のロック位置でピストン部をロックして、ピストンロッドの後退移動を規制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】
【０００７】
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るピストンシリンダタイプとして、
ピストンロッドが、
シリンダ内を摺動可能なピストン部と、ピストン部から延びてシリンダ外へ突出し、保護対象物を受け止める受止材を、保護対象物の受止位置まで移動可能に支持する支持ロッド部と、を備えて構成されるとともに、
作動時、ピストン部を上死点までシリンダ内を前進移動させた後、ロック機構により後退移動を規制されて、支持ロッド部を、受止材によって受け止めた保護対象物の運動エネルギーを吸収可能に、曲げ塑性変形させる構成として、
ロック機構が、
拡径可能にピストン部の収納溝に収納されて、円形断面の弾性変形可能な線材からなる円環状の係止リングと、
シリンダの内周面側におけるピストン部のロック位置に配設されて、係止リングの後退移動側の部位に当接する係止規制面と、係止規制面の外周縁からピストンロッドの前進移動側に延びて、ピストン部のロック時に、拡径した係止リングの外周面に当接可能とする外周規制面と、を有した係止段部と、
ピストン部の収納溝におけるピストンロッドの前進移動側の側面に配置されて、前進移動側に向けて外開きのテーパ状とし、ピストン部のロック時、係止リングの内周側部位における前進移動側の内側面に、当接して、係止リングに当接する係止段部の係止規制面及び外周規制面と協働し、ピストン部の後退移動を規制するテーパ規制面と、
を備えて構成されるアクチュエータであって、
シリンダが、
ピストンロッドの支持ロッドを突出させて、ピストン部の上死点での配置位置を規定する先端壁部を備えるとともに、
係止段部における先端壁部側に配置されて、外周規制面から内側に延びて、上死点への配置時におけるピストン部のテーパ規制面とともに、係止リングの前進移動側の部位に対して、当接する天井規制面、を備えて構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るアクチュエータでは、作動時、ピストンロッドのピストン部が、シリンダの先端壁部に規制される上死点まで前進移動すると、ピストン部の収納溝に収納されていた係止リングが、係止段部の外周規制面に当接するように、収納溝から拡径する。その際、係止リングが、前進移動する慣性力を大きくして、さらに前進移動しても、係止段部における先端壁部側に配置された天井規制面に当接し、その前進移動を停止される。すなわち、係止リングは、ピストンロッドの前進移動側の部位を、係止段部の外周規制面から内側に延びる天井規制面に当接させることから、ピストン部におけるテーパ規制面を含めた外周面側と、シリンダの係止段部における外周規制面と、だけの間に、嵌ることが防止される。そして、係止リングは、天井規制面とともにピストン部のテーパ規制面にも当接することから、ピストン部の上死点位置からロック位置までの後退移動時、テーパ規制面が、係止リングを係止段部の係止規制面側に押すことができる。
【０００９】
そのため、ピストン部が上死点に配置された後にロック位置まで後退移動する際、係止リングは、ピストン部の外周面側と係止段部の外周規制面との間に嵌ること無く、円滑に、係止段部の係止規制面に当接するまで後退し、そして、係止規制面に当接して後退移動を規制される。さらに、係止リングは、外周面側が、更なる拡径状態を規制されるように、係止段部の外周規制面に当接され、かつ、内周側部位における前進移動側の内側面が、ピストン部のテーパ規制面に当接されて、縮径状態も規制され、その結果、係止リングが、シリンダの係止段部とピストン部のテーパ規制面との間のロック位置で、安定して、ロックされ、それに伴い、係止リングの前進移動側の内側面にテーパ規制面を当接させているピストン部も、ロック位置でロックされて、ピストンロッドの後退移動が規制される。
【００１０】
そして、アクチュエータが、ピストンロッドの後退移動を規制されてロックされ、受止材が保護対象物を受け止めれば、ピストンロッドにおけるシリンダから突出した支持ロッド部が、安定した状態で曲げ塑性変形し、バラツクことなく、保護対象物の運動エネルギーを、所定量、的確に吸収することができる。
【００１１】
したがって、本発明に係るアクチュエータは、安定して、所定のロック位置でピストン部をロックして、ピストンロッドの後退移動を規制することができる。
【００１２】
そして、本発明に係るアクチュエータでは、天井規制面を、ピストンロッドの後退移動側に拡径するテーパ状に形成することが望ましい。このように構成すれば、係止リングが、ピストン部の上死点で、天井規制面と当接する際、天井規制面に摺動しつつピストン部のテーパ規制面側に移動できることから、確実に、係止リングは、天井規制面とテーパ規制面との両者に当接することができる。そのため、ピストン部が、その後のロック位置まで後退移動する際、テーパ規制面により、円滑に、係止リングを、係止段部の係止規制面に当接させるように、押圧することができ、一層、安定して、ロック位置でのピストン部のロックが可能となる。
【００１３】
そして、天井規制面をテーパ状とする場合、上死点への配置時におけるピストン部のテーパ規制面と、天井規制面と、は、ピストンロッドの前進移動側の縁を、シリンダの軸方向に沿って略一致させるように、構成することが望ましい。このような構成では、ピストン部が上死点に配置されて、係止リングが慣性により前進する際、係止リングが、テーパ規制面と天井規制面との相互に狭まる部位に進入しつつ、安定して、テーパ規制面と天井規制面との両者の縁から離れた面状の部位に、当接されることから、一層、ピストン部の外周面と外周規制面との間で嵌合される事態を防止できる。
【００１４】
この場合、テーパ規制面と天井規制面とを、拡径させる角度を相互に等しく構成するとともに、
係止段部の係止規制面を、係止リングを係止可能な状態として、内縁から外周規制面までの幅寸法を、係止リングの円形断面における直径寸法の１／２未満として設定することが望ましい。
【００１５】
このような構成では、係止規制面の幅寸法が、係止リングの円形断面の半径寸法未満となって、シリンダの全周にわたって、係止リングが、その円形断面の半径寸法以上の部位を、係止規制面より内側に配置させることとなる。そして、テーパ規制面と天井規制面とが、拡径させる角度を相互に等しくさせている。そのため、ピストン部が上死点に配置されて、係止リングが慣性により前進する際、係止リングが、円形断面の中心を、テーパ規制面と天井規制面との間に配置させるようにして、テーパ規制面と天井規制面とに対して、均等に、当接させ易くなって、一層、安定して、ピストン部の外周面と外周規制面との間で嵌合される事態を防止でき、かつ、その後のロック位置への円滑な移動を確保できる。
【００１６】
さらに、天井規制面が、後退移動側に拡径するテーパ状に形成されれば、シリンダの先端壁部側を、筒状の金属パイプ材から構成されるパイプ部と、パイプ部を縮径させるようにかしめてパイプ部の内周側に固定されるヘッド部と、を設けて構成する場合、簡便に製造することができる。この場合、例えば、パイプ部は、ピストン部を摺動させる小径部と、小径部の先端壁部側において、拡径されて筒状に延びる大径部と、を設けて構成するとともに、係止段部の係止規制面を、小径部と大径部との段差部位から構成する。また、ヘッド部は、ピストンロッドの支持ロッド部を挿通させる挿通孔を設けるとともに、天井規制面と係止段部の外周規制面とを、挿通孔の内周縁から延設させて、ヘッド部の内周面側に、構成する。このような構成では、ヘッド部の製造時における挿通孔の穴開け加工とともに、外周規制面と天井規制面とを切削加工する際、天井規制面が、外周規制面から直交して配設されておらず、拡開するようにテーパ状としており、シリンダの軸直交方向の幅寸法を狭くしていても、ヘッド部の内周面側に切削具を配置させ易く、簡便に加工を行える。そして、上記の構成のシリンダでは、先端壁部側を含めた全体を切削加工等せずに、パイプ材からなるパイプ部とヘッド部とを準備した後、単に、かしめて固定するだけで製造できて、製造工数・コストを抑えて、製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態のアクチュエータが使用される跳ね上げ装置（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】実施形態の跳ね上げ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の作動前における先端壁部付近を示す概略拡大縦断面図である。
【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ピストン部の状態を示す拡大概略部分縦断面図である。
【図８】実施形態のアクチュエータにおいて、ロック機構の係止リングの係止段部への係止状態を順に説明する拡大概略部分縦断面図である。
【図９】実施形態のアクチュエータに使用する係止リングの平面図と斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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２１が使用される自動車用安全装置は、フード跳ね上げ装置（以下「跳ね上げ装置」と省略する）Ｕであり、この跳ね上げ装置Ｕは、図１，２に示すように、車両Ｖにおけるフードパネル１０の後端１０ｃ側における左縁１０ｄ付近と右縁１０ｅ付近とに配設されるもので、それぞれ、アクチュエータ２１と、フードパネル１０の後端１０ｃの下面に配置される受け座１６と、を備えて構成されている。そして、跳ね上げ装置Ｕは、作動時に、図３，４に示すように、アクチュエータ２１がピストンロッド５０を上昇させ、受け座１６を介在させて、フードパネル１０の後端１０ｃを跳ね上げるように上昇させることとなる。
【００１９】
なお、本明細書では、特に断らない限り、前後と上下の方向は、それぞれ、車両Ｖ（図１参照）の前後と上下の方向に一致し、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に一致させている。
【００２０】
また、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、跳ね上げ装置Ｕのアクチュエータ２１における駆動源としてのガス発生器３５（図５参照）を作動させるように、構成されている。
【００２１】
さらに、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２１が作動されて、図４に示すように、上昇したフードパネル１０の後端１０ｃと、エンジンルームＥＲと、の間に、変形スペースＳを形成できることから、曲げ塑性変形時の塑性変形量を増大させることができる。
【００２２】
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に連結された取付フランジ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から前後方向に略沿うように延びる連結板部１５を備え、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。
【００２３】
そして、実施形態の場合、連結板部１５は、前部側の下面を、上昇時のピストンロッド５０の先端（上端）５０ａ（支持ロッド部６０の頭部６１）の当接部位１５ａとしている。すなわち、連結板部１５の前部側は、ピストンロッド５０の上端５０ａの受け座１６となって、受け座１６の下面が、上端５０ａの受面１６ａとしている（図３，４参照）。
【００２４】
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に示すように、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。
【００２５】
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２１の作動時においてピストンロッド５０がフードパネル１０の後端１０ｃを押し上げる際に、塑性変形する塑性変形部１４ｄとして、フードパネル１０の後端１０ｃの上昇を可能にしている（図４参照）。なお、フードパネル１０の前端１０ｆ側には、通常閉塞用として、前端１０ｆに配置された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が配設されており、フードパネル１０の後端１０ｃの上昇時でも、フードパネル１０の前端１０ｆは、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側から外れない。
【００２６】
さらに、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の上方における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。
【００２７】
実施形態のアクチュエータ２１は、図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。各アクチュエータ２１は、図５に示すように、軸方向を上下方向に沿わせるように配置させて取付固定されるシリンダ２２と、シリンダ２２内に作動用流体としてのガスを流入させるガス発生器３５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５０と、前進移動後（上昇移動後）のピストンロッド５０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。
【００２８】
ロック機構Ｒは、図６，７に示すように、係止リング７１、ピストンロッド５０のピストン部５１に設けられる収納溝５３のテーパ規制面５６、シリンダ２２の先端壁部２６側に設けられる係止段部３０の係止規制面３１及び外周規制面３２、から構成されている。
【００２９】
シリンダ２２は、図５に示すように、ピストンロッド５０のピストン部５１を摺動させる円筒状の本体部２３と、本体部２３の上端側を塞ぐ先端壁部２６と、本体部２３の下端側を塞ぐ元部端壁部３４と、を備えて構成されている。本体部２３は、ピストン部５１の外形形状に対応した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２１の作動時、ピストン部５１が摺動孔２４の内周面２４ａを摺動して、上昇（前進移動）することとなる。
【００３０】
なお、シリンダ２２は、鋼製のパイプ材からなるパイプ部３８と、先端壁部２６を構成するヘッド部４７と、元部端壁部３４を構成するガス発生器３５と、から構成されている。さらに、パイプ部３８は、ピストン部５１を摺動させる円筒状の小径部３９と、小径部３９の両端から拡径して略円筒状に延びる大径部４０，４３とを備えて構成されている。ヘッド部４７は、後述する挿通孔２７、天井規制面２８、外周規制面３２等を形成された後、大径部４０内に配置され、大径部４０を縮径させるように、かしめ部４１をかしめて塑性変形させることにより、大径部４０に固定される。元部端壁部３４を構成するガス発生器３５は、大径部４３内に配置された後、かしめ部４４，４５等を縮径させるようにかしめて塑性変形させることにより、大径部４３に固定されて、シリンダ２２が形成されることとなる。なお、ヘッド部４７を大径部４０内に配置させる前には、ピストンロッド５０をヘッド部４７に挿通させて組み付けておくことから、シリンダ２２の形成時、同時に、アクチュエータ２１も形成されることとなる。なお、図５に示す符号３６，４８で示す部材は、パッキンである。
【００３１】
そして、シリンダ２２には、図５〜７に示すように、本体部２３における先端壁部２６近傍に、ピストン部５１を摺動させる本体部２３の内周面２４ａより拡径して凹む係止段部３０が、シリンダ２２の周方向の全周にわたって、形成されている。この係止段部３０は、既述したように、ロック機構Ｒを構成する係止規制面３１と外周規制面３２とを配設させている部位であり、ピストン部５１のロック位置ＵＰを規定する。すなわち、この係止段部３０の配置位置は、ピストンロッド５０が上昇時（前進移動時）の上死点ＵＴに配置された後の後退時、係止リング７１を介在させて、ピストン部５１の後退移動を規制する位置である。そして、この位置でピストン部５１がロックされ、ピストンロッド５０の後退移動が規制されれば、その位置が、ピストンロッド５０とフードパネル１０との歩行者の受止位置ＲＰ（図４参照）となり、その位置で、支持ロッド部６０が曲げ塑性変形すれば、安定した状態の変形状態を確保できる。
【００３２】
係止規制面３１は、図６〜８に示すように、ピストンロッド５０の前進移動や後退移動の進退方向に沿う本体部２３の軸方向ＣＤと、略直交する面として、係止リング７１の下降（後退移動）の規制時に、係止リング７１の後退移動側の部位（後退側の面・後退側面）７３に当接するように、配設されている。外周規制面３２は、係止規制面３１の外周縁から本体部２３の軸方向ＣＤに沿ってピストンロッド５０の前進移動側（上方）に延びて、係止リング７１の後退移動の規制時に、拡径した係止リング７１の外周面７２に当接するように、配設されている。
【００３３】
また、係止規制面３１は、図８に示すように、本体部２３の内周面２４ａ側の内縁３１ａから外周規制面３２までの本体部２３の軸直交方向に沿う幅寸法ＣＢが、外周面７２を外周規制面３２に当接させた状態の係止リング７１の内周側部位７４を、本体部２３の内周面２４ａより本体部２３の軸心ＣＯ側へ突出させるように、設定されて、配設されている。さらに、係止規制面３１の幅寸法ＣＢは、係止規制面３１が係止リング７１を係止可能な状態として、係止リング７１の円形断面における直径寸法Ｄ（図９参照）の１／２未満として設定されている。実施形態の場合、係止リング７１の直径寸法Ｄは、１．５φとして、係止規制面３１の幅寸法ＣＢは、０．７ｍｍとしている。
【００３４】
また、シリンダ２２の先端壁部２６は、ピストンロッド５０のピストン部５１を挿通不能として、ピストンロッド５０の支持ロッド部６０を挿通可能な挿通孔２７を、中央に配設させている。
【００３５】
そして、係止段部３０における先端壁部２６側には、外周規制面３２から、本体部２３の内周面２４ａに一致する位置まで内側に延びる天井規制面２８が、シリンダ２２の周方向の全周にわたって、形成されている。この天井規制面２８は、上死点ＵＴへの配置時におけるピストン部５１のテーパ規制面５６とともに、係止リング７１の前進移動側の部位７６に対して、詳しくは、前進移動側の外側面７７に対して、当接する。
【００３６】
実施形態の場合、天井規制面２８は、ピストンロッド５０の後退移動側に拡径するテーパ状に形成されている。さらに、天井規制面２８は、上死点ＵＴへの配置時におけるピストン部５１のテーパ規制面５６と、ピストンロッド５０の前進移動側の縁２８ａ，５６ａ相互を、シリンダ２２の軸方向ＣＤに沿って一致させるように、構成されている。さらに、実施形態では、天井規制面２８は、テーパ規制面５６とともに、拡径させる角度θを相互に等しい４５°として、構成されている。
【００３７】
本体部２３の下端側の元部端壁部３４を構成するガス発生器３５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、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のコネクタが、接続されている。そして、ガス発生器３５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を燃焼させて燃焼ガスを発生させ、その作動用ガス（燃焼ガス）Ｇを作動用流体として、シリンダ２２内のピストン部５１の底面（下面）５１ｂ側へ供給することとなる。
【００３８】
ピストンロッド５０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５１と、ピストン部５１から上方に延びる支持ロッド部６０と、を備えて構成されている。ピストン部５１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、係止リング７１とＯリング６８とを介在させて、摺動可能な略円柱状としている。ピストン部５１の外周面５１ａには、底面５１ｂ側近傍に、Ｏリング６８を嵌合させる嵌合溝５２が形成されるとともに、天井面５１ｃ側近傍に、係止リング７１を収納可能な収納溝５３が形成されている。
【００３９】
収納溝５３は、係止リング７１を収納した状態でピストンロッド５０の前進移動（上昇）を可能にする凹み形状に形成されている。収納溝５３は、図７，８に示すように、収納溝５３の底部に配置されて、ピストンロッド５０の軸方向ＰＤに沿う内周面（底面）５４と、ピストンロッド５０の後退移動側の面（後退移動側の側面）として、内周面５４の下縁５４ａからピストンロッド５０の軸方向ＰＤに直交するように延びる後退側面（後退側の面）５５と、ピストンロッド５０の前進移動側の面として、内周面５４の上縁５４ｂから前進移動側に向けて外開きのテーパ状とするテーパ規制面５６と、を備えて構成されている。
【００４０】
なお、実施形態の場合、ピストン部５１の係止リング７１やＯリング６８を除いた外周面５１ａの外径寸法ＢＤは、シリンダ２２の本体部２３の内周面２４ａの内径寸法ＣＩ（実施形態では１４．２φ）より、僅かに小さな１３．８φとしている。
【００４１】
そして、テーパ規制面５６は、ピストンロッド５０の前進移動後の拡径した状態で、かつ、係止段部３０の係止規制面３１と外周規制面３２とに当接させた状態の係止リング７１の内周側部位７４における前進移動側の内側面７５に、当接するように、配設されている。このようなテーパ規制面５６が係止リング７１の内側面７５に当接可能な構成は、係止リング７１の円形断面の直径寸法Ｄに対して、シリンダ２２の係止段部３０における係止規制面３１の幅寸法ＣＢ、ピストン部５１の外径寸法ＢＤ、収納溝５３の深さ寸法（後退側面５５の幅寸法）ＰＢ、を調整して、設定することととなる。
【００４２】
また、収納溝５３の配置位置は、既述したように、アクチュエータ２１の作動に伴ってピストンロッド５０が上昇し、ピストン部５１の天井面５１ｃが、Ｃリング６６を介在させて、シリンダ２２の先端壁部２６の下面２６ａに当たる上死点ＵＴへの配置時、テーパ規制面５６の縁５６ａが、ピストンロッド５０の軸方向ＰＤに沿って、天井規制面２８の縁２８ａに一致するように、構成されている。
【００４３】
支持ロッド部６０は、図５に示すように、シリンダ２２の軸方向（上下方向）ＣＤに沿って配設される丸棒状の軸部６２と、軸部６２の上端側にねじ込まれて配設されて、軸部６２より外径寸法を大径とした円柱状の頭部６１と、を備えて構成されている。頭部６１は、ピストンロッド５０の上昇移動時に、フードパネル１０側に設けられた受け座１６の受面１６ａに当接して、フードパネル１０の後端１０ｃを上方に押し上げることとなる。
【００４４】
また、支持ロッド部６０は、ピストン部５１とともに、鋼等の金属材から構成されている。そして、支持ロッド部６０は、上死点ＵＴに到達した後にロック機構Ｒにロックされた際、フードパネル１０の後端１０ｃを押し上げ完了位置（フードパネル１０の歩行者の受止位置ＲＰ、図４参照）ＵＰまで上昇（前進移動）させることとなり、その後、先端壁部２６から突出した挿通孔２７の近傍の軸部６２の部位を、屈曲点６３として、曲げ塑性変形可能に構成されている。
【００４５】
さらに、支持ロッド部６０の頭部６１近傍には、Ｃリング６６を嵌めるための凹溝６４が形成されている。凹溝６４に嵌められたＣリング６６は、作動前のアクチュエータ２１のピストンロッド５０の突出を防止するように、先端壁部２６の下面２６ａに当接する。すなわち、このＣリング６６は、アクチュエータ２１の作動前には、凹溝６４に嵌った状態で先端壁部２６の下面２６ａに当接することから、ピストンロッド５０のシリンダ２２からの飛び出しが防止される。そして、Ｃリング６６は、アクチュエータ２１の作動時、ピストンロッド５０の前進移動に伴い、拡径するように変形して凹溝６４から外れて、円滑に、ピストンロッド５０を前進移動させることとなる。なお、頭部６１付近の軸部６２には、アクチュエータ２１の作動前のシリンダ２２内のシール性を確保するために、頭部６１と先端壁部２６とに圧接されるＯリング６９が、嵌められている。
【００４６】
ロック機構Ｒを構成する係止リング７１は、図９に示すように、断面を円形としたばね鋼からなる線材を円環状に曲げ加工して、形成されており、リング形状の一部の端面相互に、縮径可能な隙間７１ａを設けて構成されている。そして、係止リング７１は、図７，８に示すように、シリンダ２２内へのピストン部５１の配置時、収納溝５３内に縮径させて収納されている。そして、係止リング７１は、拡径して収納溝５３から係止段部３０に進入する際、係止段部３０の係止規制面３１とテーパ規制面５６とに跨り、かつ、ロック時に、外周規制面３２に当接できるように、寸法が設定されている。
【００４７】
実施形態の場合、縮径させない状態での係止リング７１の外径寸法ＲＤは、１５．５φ、内径寸法ＲＩは、１２．５φとしている。さらに、係止段部３０の外周規制面３２の内径寸法ＩＤは、１５．６φ、天井壁部２６の挿通孔２７付近の内周面２６ｂを含めて、シリンダ２２の本体部２３の内周面２４ａの内径寸法ＣＩは、１４．２φとしている（図８，６参照）。そのため、係止リング７１は、ピストン部５１の収納溝５３に収納された状態で、ピストンロッド５０ごとシリンダ２２の本体部２３内に収納されれば、本体部２３の内周面２４ａを摺動する際も含めて、シリンダ２２の本体部２３の内周面２４ａの内径寸法ＣＩまで、縮径された状態とし、そして、係止段部３０の部位に配置されれば、外周面７２の全周を均等に外周規制面３２に当接できないものの（縮径させない状態での係止リング７１の外径寸法ＲＤが、０．１ｍｍ分、外周規制面３２の内径寸法ＩＤより小さい）、その後のロック位置ＵＰへの配置には、テーパ規制面５６の当接により、拡径され、外周面７２の全周を外周規制面３２に押圧させる状態となる。
【００４８】
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の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２１におけるガス発生器３５が作動されることとなり、シリンダ２２内にガス発生器３５から発生した作動用ガスが流入されれば、図５のＡ，Ｂに示すように、シリンダ２２内の内圧が高まり、ピストンロッド５０のシリンダ２２内のピストン部５１がその圧力を受けて、ピストンロッド５０の支持ロッド部６０とともに上昇する。そして、支持ロッド部６０が、図３，４に示すように、頭部６１を受け座１６の受面１６ａに押し当ててフードパネル１０の後端１０ｃを上昇させ、ピストン部５１が、天井面５１ｃを、Ｃリング６６を介在させて、シリンダ２２の先端壁部２６に当接させ、ピストンロッド５０が、上死点ＵＴに配置される。その後、ピストンロッド５０が、後退移動してロック位置ＵＰに配置されれば（図５のＢ参照）、ロック機構Ｒが作動されて、ピストンロッド５０の下降（後退移動）が規制されてロックされることなる。
【００４９】
その際、実施形態のアクチュエータ２１では、ピストンロッド５０のピストン部５１が、図７，８のＡ，Ｂに示すように、シリンダ２２の先端壁部２６に規制される上死点ＵＴの位置まで前進移動すると、ピストン部５１の収納溝５３に収納されていた係止リング７１が、係止段部３０の外周規制面３２に当接するように、収納溝５３から拡径する。そしてこの時、係止リング７１が、前進移動する慣性力を大きくして、さらに前進移動しても、図７のＢ、図８のＢに示すように、係止段部３０における先端壁部２６側に配置された天井規制面２８に当接し、その前進移動を停止される。すなわち、係止リング７１は、ピストンロッド５０の前進移動移動側の部位７６を、係止段部３０の外周規制面３２から内側に延びる天井規制面２８に当接させることから、ピストン部５１におけるテーパ規制面５６を含めた外周面５１ａ側と、シリンダ２２の係止段部３０における外周規制面３２と、だけの間に、嵌ることが防止される。そして、係止リング７１は、天井規制面２８とともにピストン部５１のテーパ規制面５６にも当接することから、ピストン部５１の上死点ＵＴ位置からロック位置ＵＰまでの後退移動時、テーパ規制面５６が、係止リング７１を係止段部３０の係止規制面３１側に押すことができる。
【００５０】
そのため、ピストン部５１が上死点ＵＴに配置された後にロック位置ＵＰまで後退移動する際、係止リング７１は、ピストン部５１の外周面５１ａ側と係止段部３０の外周規制面３２との間に嵌ること無く、図７，８のＣに示すように、円滑に、係止段部３０の係止規制面３１に当接するまで後退し、そして、係止規制面３１に当接して後退移動を規制される。さらに、係止リング７１は、外周面７２側が、更なる拡径状態を規制されるように、係止段部３０の外周規制面３２に当接され、かつ、内周側部位７４における前進移動側の内側面７５が、ピストン部５１のテーパ規制面５６に当接されて、縮径状態も規制され、その結果、係止リング７１が、シリンダ２２の係止段部３０とピストン部５１のテーパ規制面５６との間のロック位置ＵＰで、安定して、ロックされ、それに伴い、係止リング７１の前進移動側の内側面７５にテーパ規制面５６を当接させているピストン部５１も、ロック位置ＵＰでロックされて、ピストンロッド５０の後退移動が規制される。
【００５１】
そして、アクチュエータ２１が、ピストンロッド５０の後退移動を規制されてロックされ、フードパネル１０が上方から斜め後下方向に移動する歩行者の荷重Ｆ（図４参照）を受け止めれば、フードパネル１０が塑性変形するとともに、歩行者の受け止め時におけるフードパネル１０の後端１０ｃ下面（受け面）１６ａの下降に伴って、フードパネル１０の受面１６ａに上端５０ａの頭部６１を当接させていた支持ロッド部６０も、図４の二点鎖線に示すように、屈曲点６３から上方の頭部６１側を後方側へ折曲させるように、安定した状態で曲げ塑性変形することとなって、バラツクことなく、歩行者の運動エネルギーを、所定量、的確に吸収することができる。
【００５２】
したがって、実施形態のアクチュエータ２１は、安定して、所定のロック位置ＵＰでピストン部５１をロックして、ピストンロッド５０の後退移動を規制することができる。
【００５３】
そして、実施形態のアクチュエータ２１では、図７，８に示すように、天井規制面２８が、ピストンロッド５０の後退移動側に拡径するテーパ状に形成されている。そのため、係止リング７１が、ピストン部５１の上死点ＵＴで、天井規制面２８と当接する際、天井規制面２８に摺動しつつピストン部５１のテーパ規制面５６側に移動できることから、確実に、係止リング７１は、天井規制面２８とテーパ規制面５６との両者に当接することができる。そのため、実施形態では、ピストン部５１が、その後のロック位置ＵＰまで後退移動する際、テーパ規制面５６により、円滑に、係止リング７１を、係止段部３０の係止規制面３１に当接させるように、押圧することができ、一層、安定して、ロック位置ＵＰでのピストン部５１のロックが可能となる。
【００５４】
なお、この点を考慮しなければ、天井規制面２８は、シリンダ２２の軸方向ＣＤと直交方向に設けてもよい。
【００５５】
また、実施形態の場合、天井規制面２８をテーパ状とし、さらに、上死点ＵＴへの配置時におけるピストン部５１のテーパ規制面５６と、天井規制面２８と、が、ピストンロッド５０の前進移動側の縁５６ａ，２８ａを、シリンダ２２の軸方向ＣＤに沿って一致させるように、構成している。そのため、実施形態では、ピストン部５１が上死点ＵＴに配置されて、係止リング７１が慣性により前進する際、係止リング７１が、テーパ規制面５６と天井規制面２８との相互に狭まる部位に進入しつつ、安定して、テーパ規制面５６と天井規制面２８との両者の縁５６ａ，２８ａから離れた面状の部位５６ｂ，２８ｂに、当接されることから、一層、ピストン部５１の外周面５１ａと外周規制面３２との間で嵌合される事態を防止できる。
【００５６】
さらに、実施形態の場合、テーパ規制面５６と天井規制面２８が、拡径させる角度θを相互に等した４５°として、係止段部３０の係止規制面３１が、係止リング７１を係止可能な状態として、内縁３１ａから外周規制面３２までの幅寸法ＣＢを、係止リング７１の円形断面における直径寸法Ｄの１／２未満として設定されている。
【００５７】
そのため、実施形態では、係止規制面３１の幅寸法ＣＢが、係止リング７１の円形断面の半径寸法未満となって、シリンダ２２の全周にわたって、係止リング７１が、その円形断面の半径寸法以上の部位を、係止規制面３１より内側に配置させることとなる。そして、テーパ規制面５６と天井規制面２８とが、拡径させる角度θを相互に等しくさせている。そのため、ピストン部５１が上死点ＵＴに配置されて、係止リング７１が慣性により前進する際、係止リング７１が、円形断面の中心ＷＯ（図８のＢ参照）を、テーパ規制面５６と天井規制面２８との間に配置させるようにして、テーパ規制面５６と天井規制面２８とに対して、均等に、当接させ易くなって、一層、安定して、ピストン部５１の外周面５１ａと外周規制面３２との間で嵌合される事態を防止でき、かつ、その後のロック位置ＵＰへの円滑な移動を確保できる。なお、係止段部３０の係止規制面３１が係止リング７１を係止可能な幅寸法ＣＢとしては、安定した係止状態を考慮すれば、係止リング７１の直径寸法Ｄの１／６以上を確保することが望ましい。
【００５８】
そしてさらに、実施形態では、シリンダ２２の先端壁部２６側を、筒状の金属パイプ材から構成されるパイプ部３８と、パイプ部３８を縮径させるようにかしめてパイプ部３８の内周側に固定されるヘッド部４７と、を設けて構成している。また、パイプ部３８が、ピストン部５１を摺動させる小径部３９と、小径部３９の先端壁部２６側において、拡径されて筒状に延びる大径部４０と、を設けて構成するとともに、係止段部３０の係止規制面３１を、小径部３９と大径部４０との段差部位３８ａから構成している。さらに、ヘッド部４７が、ピストンロッド５０の支持ロッド部６０を挿通させる挿通孔２７を設けるとともに、天井規制面２８と係止段部３０の外周規制面３２とを、挿通孔２７の内周縁から延設させて、ヘッド部４７の内周面４７ａ側に、構成している。このような構成では、ヘッド部４７の製造時における挿通孔２７の穴開け加工とともに、外周規制面３２と天井規制面２８とを切削加工する際、天井規制面２８が、外周規制面３２から直交して配設されておらず、拡開するようにテーパ状としており、シリンダ２２の軸直交方向の幅寸法（係止規制面３１の幅寸法ＣＢと一致する）を狭くしていても、ヘッド部４７の内周面４７ａ側に切削具を配置させ易く、簡便に加工を行える。そして、実施形態の構成のシリンダ２２では、先端壁部２６側を含めた全体を切削加工等せずに、パイプ材からなるパイプ部３８とヘッド部４７、さらに、実施形態では、ガス発生器３５とを準備した後、単に、かしめて固定するだけで製造できて、製造工数・コストを抑えて、製造することができる。
【００５９】
なお、実施形態のアクチュエータ２１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、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。
【００６０】
さらに、実施形態のアクチュエータ２１では、作動信号の入力時に着火させてガスを発生させるガス発生器３５をシリンダ２２の内部に配設させた場合を示したが、ピストンロッド５０を移動させる駆動源として、水、油、空気等を作動用流体として、それらの水圧、油圧、エア圧等を利用して、ピストンロッド５０を上昇させてもよい。
【００６１】
さらにまた、ピストンロッドを前進移動させる駆動源としては、ソレノイドの吸引力を利用したり、圧縮させたばねの付勢力（復元力）等を利用することができる。例えば、ソレノイドの吸引力を利用する場合には、可動鉄心をピストンロッドとしてシリンダ内に配設し、シリンダ内の可動鉄心の周囲に配置させた励磁コイルに通電すれば、ピストンロッドを前進移動させることができる。また、ばねを利用する場合には、圧縮させたコイルばねの自由端側にピストンロッドを接続させるとともに、引き込み可能にソレノイド等から構成するストッパで、ピストンロッド若しくは圧縮コイルばねの先端を係止させておき、係止を解除させるようにストッパを引き込ませれば、ピストンロッドが圧縮コイルばねの復元する付勢力により、前進移動することとなる。
【符号の説明】
【００６２】
１０…（受止材）フードパネル、
２１…アクチュエータ、
２２…シリンダ、
２６…先端壁部、
２７…挿通孔、
２８…天井規制面、
３０…係止段部、
３１…係止規制面、
３２…外周規制面、
３８…パイプ部、
３９…小径部、
４０…大径部、
４７…ヘッド部、
５０…ピストンロッド、
５１…ピストン部、
５３…収納溝、
５６…テーパ規制面、
６０…支持ロッド部、
７１…係止リング、
Ｒ…ロック機構、
Ｖ…車両、
Ｕ…（自動車用安全装置）フード跳ね上げ装置。
【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】
従来のこの種のアクチュエータでは、フードパネルを持ち上げるものがあり、ガス発生器の作動時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いた（例えば、特許文献１参照）。このアクチュエータでは、ピストンロッドが、シリンダ内を摺動可能なピストン部と、ピストン部から延びてシリンダ外へ突出し、保護対象物としての歩行者を受け止める受止材としてのフードパネルを、歩行者の受止位置まで上昇移動させるように支持する支持ロッド部と、を備えて構成されていた。このアクチュエータでは、作動時、ピストンロッドが、ピストン部を、上死点までシリンダ内を前進移動させつつ、支持ロッド部に支持させたフードパネルを持ち上げていた。そして、ピストンロッドは、上死点まで前進した後、ロック機構により後退移動を規制されて、フードパネルが歩行者を受け止めた際、歩行者の運動エネルギーを吸収可能に、支持ロッド部を曲げ塑性変形させていた。
【０００３】
このアクチュエータのロック機構は、ピストン部の収納溝に収納された拡径可能な係止リングと、シリンダの内周面側に設けられた係止段部と、ピストン部の収納溝の側面に配置されたテーパ状のテーパ規制面と、を備えて構成さえていた。このロック機構の作動時には、ピストン部が上死点まで前進移動した際、係止リングが、拡径し、その後、ピストン部がロック位置まで後退移動すれば、係止リングが、後退移動側の部位を、係止段部の係止規制面に当接させて、後退移動を規制されるとともに、外周面側を、更なる拡径状態を規制されるように、係止段部の外周規制面に当接させ、さらに、内周側部位における前進移動側の内側面を、ピストン部のテーパ規制面に当接させて、縮径状態も規制され、その結果、係止リングが、シリンダの係止段部とピストン部のテーパ規制面との間で、ロックされ、そして、係止リングの前進移動側の内側面にテーパ規制面を当接させているピストン部も、ロックされて、ピストンロッドの後退移動が規制されることとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６２８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のアクチュエータでは、作動時のピストンロッドの前進移動速度が大きな場合、ピストン部が上死点で停止しても、係止リングが、前進移動の慣性力を強く受けて前進移動し、ピストン部のテーパ規制面における前進移動側の縁と、シリンダの係止段部における外周規制面との間に、嵌合され、その後のロック位置まで後退移動する前の状態で、ピストン部がロックされる虞れがあった。そして、このようなロック状態は、適正なロック位置での位置規制ではないことから、支持ロッドの傾斜を招いたり、その後の支持ロッド部の塑性変形時に、適正なロック位置までずれるように後退したり、あるいは、その位置で支持ロッド部の塑性変形を終了させたりして、安定した支持ロッド部の塑性変形状態を確保し難くなってしまう。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、安定して、所定のロック位置でピストン部をロックして、ピストンロッドの後退移動を規制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】
【０００７】
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るピストンシリンダタイプとして、
ピストンロッドが、
シリンダ内を摺動可能なピストン部と、ピストン部から延びてシリンダ外へ突出し、保護対象物を受け止める受止材を、保護対象物の受止位置まで移動可能に支持する支持ロッド部と、を備えて構成されるとともに、
作動時、ピストン部を上死点までシリンダ内を前進移動させた後、ロック機構により後退移動を規制されて、支持ロッド部を、受止材によって受け止めた保護対象物の運動エネルギーを吸収可能に、曲げ塑性変形させる構成として、
ロック機構が、
拡径可能にピストン部の収納溝に収納されて、円形断面の弾性変形可能な線材からなる円環状の係止リングと、
シリンダの内周面側におけるピストン部のロック位置に配設されて、係止リングの後退移動側の部位に当接する係止規制面と、係止規制面の外周縁からピストンロッドの前進移動側に延びて、ピストン部のロック時に、拡径した係止リングの外周面に当接可能とする外周規制面と、を有した係止段部と、
ピストン部の収納溝におけるピストンロッドの前進移動側の側面に配置されて、前進移動側に向けて外開きのテーパ状とし、ピストン部のロック時、係止リングの内周側部位における前進移動側の内側面に、当接して、係止リングに当接する係止段部の係止規制面及び外周規制面と協働し、ピストン部の後退移動を規制するテーパ規制面と、
を備えて構成されるアクチュエータであって、
シリンダが、
ピストンロッドの支持ロッドを突出させて、ピストン部の上死点での配置位置を規定する先端壁部を備えるとともに、
係止段部における先端壁部側に配置されて、外周規制面から内側に延びて、上死点への配置時におけるピストン部のテーパ規制面とともに、係止リングの前進移動側の部位に対して、当接する天井規制面、を備えて構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るアクチュエータでは、作動時、ピストンロッドのピストン部が、シリンダの先端壁部に規制される上死点まで前進移動すると、ピストン部の収納溝に収納されていた係止リングが、係止段部の外周規制面に当接するように、収納溝から拡径する。その際、係止リングが、前進移動する慣性力を大きくして、さらに前進移動しても、係止段部における先端壁部側に配置された天井規制面に当接し、その前進移動を停止される。すなわち、係止リングは、ピストンロッドの前進移動側の部位を、係止段部の外周規制面から内側に延びる天井規制面に当接させることから、ピストン部におけるテーパ規制面を含めた外周面側と、シリンダの係止段部における外周規制面と、だけの間に、嵌ることが防止される。そして、係止リングは、天井規制面とともにピストン部のテーパ規制面にも当接することから、ピストン部の上死点位置からロック位置までの後退移動時、テーパ規制面が、係止リングを係止段部の係止規制面側に押すことができる。
【０００９】
そのため、ピストン部が上死点に配置された後にロック位置まで後退移動する際、係止リングは、ピストン部の外周面側と係止段部の外周規制面との間に嵌ること無く、円滑に、係止段部の係止規制面に当接するまで後退し、そして、係止規制面に当接して後退移動を規制される。さらに、係止リングは、外周面側が、更なる拡径状態を規制されるように、係止段部の外周規制面に当接され、かつ、内周側部位における前進移動側の内側面が、ピストン部のテーパ規制面に当接されて、縮径状態も規制され、その結果、係止リングが、シリンダの係止段部とピストン部のテーパ規制面との間のロック位置で、安定して、ロックされ、それに伴い、係止リングの前進移動側の内側面にテーパ規制面を当接させているピストン部も、ロック位置でロックされて、ピストンロッドの後退移動が規制される。
【００１０】
そして、アクチュエータが、ピストンロッドの後退移動を規制されてロックされ、受止材が保護対象物を受け止めれば、ピストンロッドにおけるシリンダから突出した支持ロッド部が、安定した状態で曲げ塑性変形し、バラツクことなく、保護対象物の運動エネルギーを、所定量、的確に吸収することができる。
【００１１】
したがって、本発明に係るアクチュエータは、安定して、所定のロック位置でピストン部をロックして、ピストンロッドの後退移動を規制することができる。
【００１２】
そして、本発明に係るアクチュエータでは、天井規制面を、ピストンロッドの後退移動側に拡径するテーパ状に形成することが望ましい。このように構成すれば、係止リングが、ピストン部の上死点で、天井規制面と当接する際、天井規制面に摺動しつつピストン部のテーパ規制面側に移動できることから、確実に、係止リングは、天井規制面とテーパ規制面との両者に当接することができる。そのため、ピストン部が、その後のロック位置まで後退移動する際、テーパ規制面により、円滑に、係止リングを、係止段部の係止規制面に当接させるように、押圧することができ、一層、安定して、ロック位置でのピストン部のロックが可能となる。
【００１３】
そして、天井規制面をテーパ状とする場合、上死点への配置時におけるピストン部のテーパ規制面と、天井規制面と、は、ピストンロッドの前進移動側の縁を、シリンダの軸方向に沿って略一致させるように、構成することが望ましい。このような構成では、ピストン部が上死点に配置されて、係止リングが慣性により前進する際、係止リングが、テーパ規制面と天井規制面との相互に狭まる部位に進入しつつ、安定して、テーパ規制面と天井規制面との両者の縁から離れた面状の部位に、当接されることから、一層、ピストン部の外周面と外周規制面との間で嵌合される事態を防止できる。
【００１４】
この場合、テーパ規制面と天井規制面とを、拡径させる角度を相互に等しく構成するとともに、
係止段部の係止規制面を、係止リングを係止可能な状態として、内縁から外周規制面までの幅寸法を、係止リングの円形断面における直径寸法の１／２未満として設定することが望ましい。
【００１５】
このような構成では、係止規制面の幅寸法が、係止リングの円形断面の半径寸法未満となって、シリンダの全周にわたって、係止リングが、その円形断面の半径寸法以上の部位を、係止規制面より内側に配置させることとなる。そして、テーパ規制面と天井規制面とが、拡径させる角度を相互に等しくさせている。そのため、ピストン部が上死点に配置されて、係止リングが慣性により前進する際、係止リングが、円形断面の中心を、テーパ規制面と天井規制面との間に配置させるようにして、テーパ規制面と天井規制面とに対して、均等に、当接させ易くなって、一層、安定して、ピストン部の外周面と外周規制面との間で嵌合される事態を防止でき、かつ、その後のロック位置への円滑な移動を確保できる。
【００１６】
さらに、天井規制面が、後退移動側に拡径するテーパ状に形成されれば、シリンダの先端壁部側を、筒状の金属パイプ材から構成されるパイプ部と、パイプ部を縮径させるようにかしめてパイプ部の内周側に固定されるヘッド部と、を設けて構成する場合、簡便に製造することができる。この場合、例えば、パイプ部は、ピストン部を摺動させる小径部と、小径部の先端壁部側において、拡径されて筒状に延びる大径部と、を設けて構成するとともに、係止段部の係止規制面を、小径部と大径部との段差部位から構成する。また、ヘッド部は、ピストンロッドの支持ロッド部を挿通させる挿通孔を設けるとともに、天井規制面と係止段部の外周規制面とを、挿通孔の内周縁から延設させて、ヘッド部の内周面側に、構成する。このような構成では、ヘッド部の製造時における挿通孔の穴開け加工とともに、外周規制面と天井規制面とを切削加工する際、天井規制面が、外周規制面から直交して配設されておらず、拡開するようにテーパ状としており、シリンダの軸直交方向の幅寸法を狭くしていても、ヘッド部の内周面側に切削具を配置させ易く、簡便に加工を行える。そして、上記の構成のシリンダでは、先端壁部側を含めた全体を切削加工等せずに、パイプ材からなるパイプ部とヘッド部とを準備した後、単に、かしめて固定するだけで製造できて、製造工数・コストを抑えて、製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態のアクチュエータが使用される跳ね上げ装置（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】実施形態の跳ね上げ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の作動前における先端壁部付近を示す概略拡大縦断面図である。
【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ピストン部の状態を示す拡大概略部分縦断面図である。
【図８】実施形態のアクチュエータにおいて、ロック機構の係止リングの係止段部への係止状態を順に説明する拡大概略部分縦断面図である。
【図９】実施形態のアクチュエータに使用する係止リングの平面図と斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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２１が使用される自動車用安全装置は、フード跳ね上げ装置（以下「跳ね上げ装置」と省略する）Ｕであり、この跳ね上げ装置Ｕは、図１，２に示すように、車両Ｖにおけるフードパネル１０の後端１０ｃ側における左縁１０ｄ付近と右縁１０ｅ付近とに配設されるもので、それぞれ、アクチュエータ２１と、フードパネル１０の後端１０ｃの下面に配置される受け座１６と、を備えて構成されている。そして、跳ね上げ装置Ｕは、作動時に、図３，４に示すように、アクチュエータ２１がピストンロッド５０を上昇させ、受け座１６を介在させて、フードパネル１０の後端１０ｃを跳ね上げるように上昇させることとなる。
【００１９】
なお、本明細書では、特に断らない限り、前後と上下の方向は、それぞれ、車両Ｖ（図１参照）の前後と上下の方向に一致し、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に一致させている。
【００２０】
また、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、跳ね上げ装置Ｕのアクチュエータ２１における駆動源としてのガス発生器３５（図５参照）を作動させるように、構成されている。
【００２１】
さらに、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２１が作動されて、図４に示すように、上昇したフードパネル１０の後端１０ｃと、エンジンルームＥＲと、の間に、変形スペースＳを形成できることから、曲げ塑性変形時の塑性変形量を増大させることができる。
【００２２】
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に連結された取付フランジ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から前後方向に略沿うように延びる連結板部１５を備え、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。
【００２３】
そして、実施形態の場合、連結板部１５は、前部側の下面を、上昇時のピストンロッド５０の先端（上端）５０ａ（支持ロッド部６０の頭部６１）の当接部位１５ａとしている。すなわち、連結板部１５の前部側は、ピストンロッド５０の上端５０ａの受け座１６となって、受け座１６の下面が、上端５０ａの受面１６ａとしている（図３，４参照）。
【００２４】
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に示すように、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。
【００２５】
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２１の作動時においてピストンロッド５０がフードパネル１０の後端１０ｃを押し上げる際に、塑性変形する塑性変形部１４ｄとして、フードパネル１０の後端１０ｃの上昇を可能にしている（図４参照）。なお、フードパネル１０の前端１０ｆ側には、通常閉塞用として、前端１０ｆに配置された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が配設されており、フードパネル１０の後端１０ｃの上昇時でも、フードパネル１０の前端１０ｆは、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側から外れない。
【００２６】
さらに、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の上方における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。
【００２７】
実施形態のアクチュエータ２１は、図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。各アクチュエータ２１は、図５に示すように、軸方向を上下方向に沿わせるように配置させて取付固定されるシリンダ２２と、シリンダ２２内に作動用流体としてのガスを流入させるガス発生器３５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５０と、前進移動後（上昇移動後）のピストンロッド５０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。
【００２８】
ロック機構Ｒは、図６，７に示すように、係止リング７１、ピストンロッド５０のピストン部５１に設けられる収納溝５３のテーパ規制面５６、シリンダ２２の先端壁部２６側に設けられる係止段部３０の係止規制面３１及び外周規制面３２、から構成されている。
【００２９】
シリンダ２２は、図５に示すように、ピストンロッド５０のピストン部５１を摺動させる円筒状の本体部２３と、本体部２３の上端側を塞ぐ先端壁部２６と、本体部２３の下端側を塞ぐ元部端壁部３４と、を備えて構成されている。本体部２３は、ピストン部５１の外形形状に対応した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２１の作動時、ピストン部５１が摺動孔２４の内周面２４ａを摺動して、上昇（前進移動）することとなる。
【００３０】
なお、シリンダ２２は、鋼製のパイプ材からなるパイプ部３８と、先端壁部２６を構成するヘッド部４７と、元部端壁部３４を構成するガス発生器３５と、から構成されている。さらに、パイプ部３８は、ピストン部５１を摺動させる円筒状の小径部３９と、小径部３９の両端から拡径して略円筒状に延びる大径部４０，４３とを備えて構成されている。ヘッド部４７は、後述する挿通孔２７、天井規制面２８、外周規制面３２等を形成された後、大径部４０内に配置され、大径部４０を縮径させるように、かしめ部４１をかしめて塑性変形させることにより、大径部４０に固定される。元部端壁部３４を構成するガス発生器３５は、大径部４３内に配置された後、かしめ部４４，４５等を縮径させるようにかしめて塑性変形させることにより、大径部４３に固定されて、シリンダ２２が形成されることとなる。なお、ヘッド部４７を大径部４０内に配置させる前には、ピストンロッド５０をヘッド部４７に挿通させて組み付けておくことから、シリンダ２２の形成時、同時に、アクチュエータ２１も形成されることとなる。なお、図５に示す符号３６，４８で示す部材は、パッキンである。
【００３１】
そして、シリンダ２２には、図５〜７に示すように、本体部２３における先端壁部２６近傍に、ピストン部５１を摺動させる本体部２３の内周面２４ａより拡径して凹む係止段部３０が、シリンダ２２の周方向の全周にわたって、形成されている。この係止段部３０は、既述したように、ロック機構Ｒを構成する係止規制面３１と外周規制面３２とを配設させている部位であり、ピストン部５１のロック位置ＵＰを規定する。すなわち、この係止段部３０の配置位置は、ピストンロッド５０が上昇時（前進移動時）の上死点ＵＴに配置された後の後退時、係止リング７１を介在させて、ピストン部５１の後退移動を規制する位置である。そして、この位置でピストン部５１がロックされ、ピストンロッド５０の後退移動が規制されれば、その位置が、ピストンロッド５０とフードパネル１０との歩行者の受止位置ＲＰ（図４参照）となり、その位置で、支持ロッド部６０が曲げ塑性変形すれば、安定した状態の変形状態を確保できる。
【００３２】
係止規制面３１は、図６〜８に示すように、ピストンロッド５０の前進移動や後退移動の進退方向に沿う本体部２３の軸方向ＣＤと、略直交する面として、係止リング７１の下降（後退移動）の規制時に、係止リング７１の後退移動側の部位（後退側の面・後退側面）７３に当接するように、配設されている。外周規制面３２は、係止規制面３１の外周縁から本体部２３の軸方向ＣＤに沿ってピストンロッド５０の前進移動側（上方）に延びて、係止リング７１の後退移動の規制時に、拡径した係止リング７１の外周面７２に当接するように、配設されている。
【００３３】
また、係止規制面３１は、図８に示すように、本体部２３の内周面２４ａ側の内縁３１ａから外周規制面３２までの本体部２３の軸直交方向に沿う幅寸法ＣＢが、外周面７２を外周規制面３２に当接させた状態の係止リング７１の内周側部位７４を、本体部２３の内周面２４ａより本体部２３の軸心ＣＯ側へ突出させるように、設定されて、配設されている。さらに、係止規制面３１の幅寸法ＣＢは、係止規制面３１が係止リング７１を係止可能な状態として、係止リング７１の円形断面における直径寸法Ｄ（図９参照）の１／２未満として設定されている。実施形態の場合、係止リング７１の直径寸法Ｄは、１．５φとして、係止規制面３１の幅寸法ＣＢは、０．７ｍｍとしている。
【００３４】
また、シリンダ２２の先端壁部２６は、ピストンロッド５０のピストン部５１を挿通不能として、ピストンロッド５０の支持ロッド部６０を挿通可能な挿通孔２７を、中央に配設させている。
【００３５】
そして、係止段部３０における先端壁部２６側には、外周規制面３２から、本体部２３の内周面２４ａに一致する位置まで内側に延びる天井規制面２８が、シリンダ２２の周方向の全周にわたって、形成されている。この天井規制面２８は、上死点ＵＴへの配置時におけるピストン部５１のテーパ規制面５６とともに、係止リング７１の前進移動側の部位７６に対して、詳しくは、前進移動側の外側面７７に対して、当接する。
【００３６】
実施形態の場合、天井規制面２８は、ピストンロッド５０の後退移動側に拡径するテーパ状に形成されている。さらに、天井規制面２８は、上死点ＵＴへの配置時におけるピストン部５１のテーパ規制面５６と、ピストンロッド５０の前進移動側の縁２８ａ，５６ａ相互を、シリンダ２２の軸方向ＣＤに沿って一致させるように、構成されている。さらに、実施形態では、天井規制面２８は、テーパ規制面５６とともに、拡径させる角度θを相互に等しい４５°として、構成されている。
【００３７】
本体部２３の下端側の元部端壁部３４を構成するガス発生器３５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、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のコネクタが、接続されている。そして、ガス発生器３５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を燃焼させて燃焼ガスを発生させ、その作動用ガス（燃焼ガス）Ｇを作動用流体として、シリンダ２２内のピストン部５１の底面（下面）５１ｂ側へ供給することとなる。
【００３８】
ピストンロッド５０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５１と、ピストン部５１から上方に延びる支持ロッド部６０と、を備えて構成されている。ピストン部５１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、係止リング７１とＯリング６８とを介在させて、摺動可能な略円柱状としている。ピストン部５１の外周面５１ａには、底面５１ｂ側近傍に、Ｏリング６８を嵌合させる嵌合溝５２が形成されるとともに、天井面５１ｃ側近傍に、係止リング７１を収納可能な収納溝５３が形成されている。
【００３９】
収納溝５３は、係止リング７１を収納した状態でピストンロッド５０の前進移動（上昇）を可能にする凹み形状に形成されている。収納溝５３は、図７，８に示すように、収納溝５３の底部に配置されて、ピストンロッド５０の軸方向ＰＤに沿う内周面（底面）５４と、ピストンロッド５０の後退移動側の面（後退移動側の側面）として、内周面５４の下縁５４ａからピストンロッド５０の軸方向ＰＤに直交するように延びる後退側面（後退側の面）５５と、ピストンロッド５０の前進移動側の面として、内周面５４の上縁５４ｂから前進移動側に向けて外開きのテーパ状とするテーパ規制面５６と、を備えて構成されている。
【００４０】
なお、実施形態の場合、ピストン部５１の係止リング７１やＯリング６８を除いた外周面５１ａの外径寸法ＢＤは、シリンダ２２の本体部２３の内周面２４ａの内径寸法ＣＩ（実施形態では１４．２φ）より、僅かに小さな１３．８φとしている。
【００４１】
そして、テーパ規制面５６は、ピストンロッド５０の前進移動後の拡径した状態で、かつ、係止段部３０の係止規制面３１と外周規制面３２とに当接させた状態の係止リング７１の内周側部位７４における前進移動側の内側面７５に、当接するように、配設されている。このようなテーパ規制面５６が係止リング７１の内側面７５に当接可能な構成は、係止リング７１の円形断面の直径寸法Ｄに対して、シリンダ２２の係止段部３０における係止規制面３１の幅寸法ＣＢ、ピストン部５１の外径寸法ＢＤ、収納溝５３の深さ寸法（後退側面５５の幅寸法）ＰＢ、を調整して、設定することととなる。
【００４２】
また、収納溝５３の配置位置は、既述したように、アクチュエータ２１の作動に伴ってピストンロッド５０が上昇し、ピストン部５１の天井面５１ｃが、Ｃリング６６を介在させて、シリンダ２２の先端壁部２６の下面２６ａに当たる上死点ＵＴへの配置時、テーパ規制面５６の縁５６ａが、ピストンロッド５０の軸方向ＰＤに沿って、天井規制面２８の縁２８ａに一致するように、構成されている。
【００４３】
支持ロッド部６０は、図５に示すように、シリンダ２２の軸方向（上下方向）ＣＤに沿って配設される丸棒状の軸部６２と、軸部６２の上端側にねじ込まれて配設されて、軸部６２より外径寸法を大径とした円柱状の頭部６１と、を備えて構成されている。頭部６１は、ピストンロッド５０の上昇移動時に、フードパネル１０側に設けられた受け座１６の受面１６ａに当接して、フードパネル１０の後端１０ｃを上方に押し上げることとなる。
【００４４】
また、支持ロッド部６０は、ピストン部５１とともに、鋼等の金属材から構成されている。そして、支持ロッド部６０は、上死点ＵＴに到達した後にロック機構Ｒにロックされた際、フードパネル１０の後端１０ｃを押し上げ完了位置（フードパネル１０の歩行者の受止位置ＲＰ、図４参照）ＵＰまで上昇（前進移動）させることとなり、その後、先端壁部２６から突出した挿通孔２７の近傍の軸部６２の部位を、屈曲点６３として、曲げ塑性変形可能に構成されている。
【００４５】
さらに、支持ロッド部６０の頭部６１近傍には、Ｃリング６６を嵌めるための凹溝６４が形成されている。凹溝６４に嵌められたＣリング６６は、作動前のアクチュエータ２１のピストンロッド５０の突出を防止するように、先端壁部２６の下面２６ａに当接する。すなわち、このＣリング６６は、アクチュエータ２１の作動前には、凹溝６４に嵌った状態で先端壁部２６の下面２６ａに当接することから、ピストンロッド５０のシリンダ２２からの飛び出しが防止される。そして、Ｃリング６６は、アクチュエータ２１の作動時、ピストンロッド５０の前進移動に伴い、拡径するように変形して凹溝６４から外れて、円滑に、ピストンロッド５０を前進移動させることとなる。なお、頭部６１付近の軸部６２には、アクチュエータ２１の作動前のシリンダ２２内のシール性を確保するために、頭部６１と先端壁部２６とに圧接されるＯリング６９が、嵌められている。
【００４６】
ロック機構Ｒを構成する係止リング７１は、図９に示すように、断面を円形としたばね鋼からなる線材を円環状に曲げ加工して、形成されており、リング形状の一部の端面相互に、縮径可能な隙間７１ａを設けて構成されている。そして、係止リング７１は、図７，８に示すように、シリンダ２２内へのピストン部５１の配置時、収納溝５３内に縮径させて収納されている。そして、係止リング７１は、拡径して収納溝５３から係止段部３０に進入する際、係止段部３０の係止規制面３１とテーパ規制面５６とに跨り、かつ、ロック時に、外周規制面３２に当接できるように、寸法が設定されている。
【００４７】
実施形態の場合、縮径させない状態での係止リング７１の外径寸法ＲＤは、１５．５φ、内径寸法ＲＩは、１２．５φとしている。さらに、係止段部３０の外周規制面３２の内径寸法ＩＤは、１５．６φ、天井壁部２６の挿通孔２７付近の内周面２６ｂを含めて、シリンダ２２の本体部２３の内周面２４ａの内径寸法ＣＩは、１４．２φとしている（図８，６参照）。そのため、係止リング７１は、ピストン部５１の収納溝５３に収納された状態で、ピストンロッド５０ごとシリンダ２２の本体部２３内に収納されれば、本体部２３の内周面２４ａを摺動する際も含めて、シリンダ２２の本体部２３の内周面２４ａの内径寸法ＣＩまで、縮径された状態とし、そして、係止段部３０の部位に配置されれば、外周面７２の全周を均等に外周規制面３２に当接できないものの（縮径させない状態での係止リング７１の外径寸法ＲＤが、０．１ｍｍ分、外周規制面３２の内径寸法ＩＤより小さい）、その後のロック位置ＵＰへの配置には、テーパ規制面５６の当接により、拡径され、外周面７２の全周を外周規制面３２に押圧させる状態となる。
【００４８】
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の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２１におけるガス発生器３５が作動されることとなり、シリンダ２２内にガス発生器３５から発生した作動用ガスが流入されれば、図５のＡ，Ｂに示すように、シリンダ２２内の内圧が高まり、ピストンロッド５０のシリンダ２２内のピストン部５１がその圧力を受けて、ピストンロッド５０の支持ロッド部６０とともに上昇する。そして、支持ロッド部６０が、図３，４に示すように、頭部６１を受け座１６の受面１６ａに押し当ててフードパネル１０の後端１０ｃを上昇させ、ピストン部５１が、天井面５１ｃを、Ｃリング６６を介在させて、シリンダ２２の先端壁部２６に当接させ、ピストンロッド５０が、上死点ＵＴに配置される。その後、ピストンロッド５０が、後退移動してロック位置ＵＰに配置されれば（図５のＢ参照）、ロック機構Ｒが作動されて、ピストンロッド５０の下降（後退移動）が規制されてロックされることなる。
【００４９】
その際、実施形態のアクチュエータ２１では、ピストンロッド５０のピストン部５１が、図７，８のＡ，Ｂに示すように、シリンダ２２の先端壁部２６に規制される上死点ＵＴの位置まで前進移動すると、ピストン部５１の収納溝５３に収納されていた係止リング７１が、係止段部３０の外周規制面３２に当接するように、収納溝５３から拡径する。そしてこの時、係止リング７１が、前進移動する慣性力を大きくして、さらに前進移動しても、図７のＢ、図８のＢに示すように、係止段部３０における先端壁部２６側に配置された天井規制面２８に当接し、その前進移動を停止される。すなわち、係止リング７１は、ピストンロッド５０の前進移動移動側の部位７６を、係止段部３０の外周規制面３２から内側に延びる天井規制面２８に当接させることから、ピストン部５１におけるテーパ規制面５６を含めた外周面５１ａ側と、シリンダ２２の係止段部３０における外周規制面３２と、だけの間に、嵌ることが防止される。そして、係止リング７１は、天井規制面２８とともにピストン部５１のテーパ規制面５６にも当接することから、ピストン部５１の上死点ＵＴ位置からロック位置ＵＰまでの後退移動時、テーパ規制面５６が、係止リング７１を係止段部３０の係止規制面３１側に押すことができる。
【００５０】
そのため、ピストン部５１が上死点ＵＴに配置された後にロック位置ＵＰまで後退移動する際、係止リング７１は、ピストン部５１の外周面５１ａ側と係止段部３０の外周規制面３２との間に嵌ること無く、図７，８のＣに示すように、円滑に、係止段部３０の係止規制面３１に当接するまで後退し、そして、係止規制面３１に当接して後退移動を規制される。さらに、係止リング７１は、外周面７２側が、更なる拡径状態を規制されるように、係止段部３０の外周規制面３２に当接され、かつ、内周側部位７４における前進移動側の内側面７５が、ピストン部５１のテーパ規制面５６に当接されて、縮径状態も規制され、その結果、係止リング７１が、シリンダ２２の係止段部３０とピストン部５１のテーパ規制面５６との間のロック位置ＵＰで、安定して、ロックされ、それに伴い、係止リング７１の前進移動側の内側面７５にテーパ規制面５６を当接させているピストン部５１も、ロック位置ＵＰでロックされて、ピストンロッド５０の後退移動が規制される。
【００５１】
そして、アクチュエータ２１が、ピストンロッド５０の後退移動を規制されてロックされ、フードパネル１０が上方から斜め後下方向に移動する歩行者の荷重Ｆ（図４参照）を受け止めれば、フードパネル１０が塑性変形するとともに、歩行者の受け止め時におけるフードパネル１０の後端１０ｃ下面（受け面）１６ａの下降に伴って、フードパネル１０の受面１６ａに上端５０ａの頭部６１を当接させていた支持ロッド部６０も、図４の二点鎖線に示すように、屈曲点６３から上方の頭部６１側を後方側へ折曲させるように、安定した状態で曲げ塑性変形することとなって、バラツクことなく、歩行者の運動エネルギーを、所定量、的確に吸収することができる。
【００５２】
したがって、実施形態のアクチュエータ２１は、安定して、所定のロック位置ＵＰでピストン部５１をロックして、ピストンロッド５０の後退移動を規制することができる。
【００５３】
そして、実施形態のアクチュエータ２１では、図７，８に示すように、天井規制面２８が、ピストンロッド５０の後退移動側に拡径するテーパ状に形成されている。そのため、係止リング７１が、ピストン部５１の上死点ＵＴで、天井規制面２８と当接する際、天井規制面２８に摺動しつつピストン部５１のテーパ規制面５６側に移動できることから、確実に、係止リング７１は、天井規制面２８とテーパ規制面５６との両者に当接することができる。そのため、実施形態では、ピストン部５１が、その後のロック位置ＵＰまで後退移動する際、テーパ規制面５６により、円滑に、係止リング７１を、係止段部３０の係止規制面３１に当接させるように、押圧することができ、一層、安定して、ロック位置ＵＰでのピストン部５１のロックが可能となる。
【００５４】
なお、この点を考慮しなければ、天井規制面２８は、シリンダ２２の軸方向ＣＤと直交方向に設けてもよい。
【００５５】
また、実施形態の場合、天井規制面２８をテーパ状とし、さらに、上死点ＵＴへの配置時におけるピストン部５１のテーパ規制面５６と、天井規制面２８と、が、ピストンロッド５０の前進移動側の縁５６ａ，２８ａを、シリンダ２２の軸方向ＣＤに沿って一致させるように、構成している。そのため、実施形態では、ピストン部５１が上死点ＵＴに配置されて、係止リング７１が慣性により前進する際、係止リング７１が、テーパ規制面５６と天井規制面２８との相互に狭まる部位に進入しつつ、安定して、テーパ規制面５６と天井規制面２８との両者の縁５６ａ，２８ａから離れた面状の部位５６ｂ，２８ｂに、当接されることから、一層、ピストン部５１の外周面５１ａと外周規制面３２との間で嵌合される事態を防止できる。
【００５６】
さらに、実施形態の場合、テーパ規制面５６と天井規制面２８が、拡径させる角度θを相互に等した４５°として、係止段部３０の係止規制面３１が、係止リング７１を係止可能な状態として、内縁３１ａから外周規制面３２までの幅寸法ＣＢを、係止リング７１の円形断面における直径寸法Ｄの１／２未満として設定されている。
【００５７】
そのため、実施形態では、係止規制面３１の幅寸法ＣＢが、係止リング７１の円形断面の半径寸法未満となって、シリンダ２２の全周にわたって、係止リング７１が、その円形断面の半径寸法以上の部位を、係止規制面３１より内側に配置させることとなる。そして、テーパ規制面５６と天井規制面２８とが、拡径させる角度θを相互に等しくさせている。そのため、ピストン部５１が上死点ＵＴに配置されて、係止リング７１が慣性により前進する際、係止リング７１が、円形断面の中心ＷＯ（図８のＢ参照）を、テーパ規制面５６と天井規制面２８との間に配置させるようにして、テーパ規制面５６と天井規制面２８とに対して、均等に、当接させ易くなって、一層、安定して、ピストン部５１の外周面５１ａと外周規制面３２との間で嵌合される事態を防止でき、かつ、その後のロック位置ＵＰへの円滑な移動を確保できる。なお、係止段部３０の係止規制面３１が係止リング７１を係止可能な幅寸法ＣＢとしては、安定した係止状態を考慮すれば、係止リング７１の直径寸法Ｄの１／６以上を確保することが望ましい。
【００５８】
そしてさらに、実施形態では、シリンダ２２の先端壁部２６側を、筒状の金属パイプ材から構成されるパイプ部３８と、パイプ部３８を縮径させるようにかしめてパイプ部３８の内周側に固定されるヘッド部４７と、を設けて構成している。また、パイプ部３８が、ピストン部５１を摺動させる小径部３９と、小径部３９の先端壁部２６側において、拡径されて筒状に延びる大径部４０と、を設けて構成するとともに、係止段部３０の係止規制面３１を、小径部３９と大径部４０との段差部位３８ａから構成している。さらに、ヘッド部４７が、ピストンロッド５０の支持ロッド部６０を挿通させる挿通孔２７を設けるとともに、天井規制面２８と係止段部３０の外周規制面３２とを、挿通孔２７の内周縁から延設させて、ヘッド部４７の内周面４７ａ側に、構成している。このような構成では、ヘッド部４７の製造時における挿通孔２７の穴開け加工とともに、外周規制面３２と天井規制面２８とを切削加工する際、天井規制面２８が、外周規制面３２から直交して配設されておらず、拡開するようにテーパ状としており、シリンダ２２の軸直交方向の幅寸法（係止規制面３１の幅寸法ＣＢと一致する）を狭くしていても、ヘッド部４７の内周面４７ａ側に切削具を配置させ易く、簡便に加工を行える。そして、実施形態の構成のシリンダ２２では、先端壁部２６側を含めた全体を切削加工等せずに、パイプ材からなるパイプ部３８とヘッド部４７、さらに、実施形態では、ガス発生器３５とを準備した後、単に、かしめて固定するだけで製造できて、製造工数・コストを抑えて、製造することができる。
【００５９】
なお、実施形態のアクチュエータ２１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、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。
【００６０】
さらに、実施形態のアクチュエータ２１では、作動信号の入力時に着火させてガスを発生させるガス発生器３５をシリンダ２２の内部に配設させた場合を示したが、ピストンロッド５０を移動させる駆動源として、水、油、空気等を作動用流体として、それらの水圧、油圧、エア圧等を利用して、ピストンロッド５０を上昇させてもよい。
【００６１】
さらにまた、ピストンロッドを前進移動させる駆動源としては、ソレノイドの吸引力を利用したり、圧縮させたばねの付勢力（復元力）等を利用することができる。例えば、ソレノイドの吸引力を利用する場合には、可動鉄心をピストンロッドとしてシリンダ内に配設し、シリンダ内の可動鉄心の周囲に配置させた励磁コイルに通電すれば、ピストンロッドを前進移動させることができる。また、ばねを利用する場合には、圧縮させたコイルばねの自由端側にピストンロッドを接続させるとともに、引き込み可能にソレノイド等から構成するストッパで、ピストンロッド若しくは圧縮コイルばねの先端を係止させておき、係止を解除させるようにストッパを引き込ませれば、ピストンロッドが圧縮コイルばねの復元する付勢力により、前進移動することとなる。
【符号の説明】
【００６２】
１０…（受止材）フードパネル、
２１…アクチュエータ、
２２…シリンダ、
２６…先端壁部、
２７…挿通孔、
２８…天井規制面、
３０…係止段部、
３１…係止規制面、
３２…外周規制面、
３８…パイプ部、
３９…小径部、
４０…大径部、
４７…ヘッド部、
５０…ピストンロッド、
５１…ピストン部、
５３…収納溝、
５６…テーパ規制面、
６０…支持ロッド部、
７１…係止リング、
Ｒ…ロック機構、
Ｖ…車両、
Ｕ…（自動車用安全装置）フード跳ね上げ装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用安全装置に使用されるピストンシリンダタイプとして、
ピストンロッドが、
シリンダ内を摺動可能なピストン部と、該ピストン部から延びて前記シリンダ外へ突出し、保護対象物を受け止める受止材を、保護対象物の受止位置まで移動可能に支持する支持ロッド部と、を備えて構成されるとともに、
作動時、前記ピストン部を上死点までシリンダ内を前進移動させた後、ロック機構により後退移動を規制されて、前記支持ロッド部を、前記受止材によって受け止めた保護対象物の運動エネルギーを吸収可能に、曲げ塑性変形させる構成として、
前記ロック機構が、
拡径可能に前記ピストン部の収納溝に収納されて、円形断面の弾性変形可能な線材からなる円環状の係止リングと、
前記シリンダの内周面側における前記ピストン部のロック位置に配設されて、前記係止リングの後退移動側の部位に当接する係止規制面と、該係止規制面の外周縁から前記ピストンロッドの前進移動側に延びて、前記ピストン部のロック時に、拡径した前記係止リングの外周面に当接可能とする外周規制面と、を有した係止段部と、
前記ピストン部の収納溝における前記ピストンロッドの前進移動側の側面に配置されて、前進移動側に向けて外開きのテーパ状とし、前記ピストン部のロック時、前記係止リングの内周側部位における前進移動側の内側面に、当接して、前記係止リングに当接する前記係止段部の前記係止規制面及び前記外周規制面と協働し、前記ピストン部の後退移動を規制するテーパ規制面と、
を備えて構成されるアクチュエータであって、
前記シリンダが、
前記ピストンロッドの前記支持ロッドを突出させて、前記ピストン部の上死点での配置位置を規定する先端壁部を備えるとともに、
前記係止段部における前記先端壁部側に配置されて、前記外周規制面から内側に延びて、上死点への配置時における前記ピストン部の前記テーパ規制面とともに、前記係止リングの前進移動側の部位に対して、当接する天井規制面、を備えて構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記天井規制面が、前記ピストンロッドの後退移動側に拡径するテーパ状に形成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】
上死点への配置時における前記ピストン部の前記テーパ規制面と、前記天井規制面と、が、前記ピストンロッドの前進移動側の縁を、前記シリンダの軸方向に沿って略一致させるように、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】
前記テーパ規制面と前記天井規制面とが、拡径させる角度を相互に等しくして、構成されるとともに、
前記係止段部の前記係止規制面が、前記係止リングを係止可能な状態として、内縁から前記外周規制面までの幅寸法を、前記係止リングの円形断面における直径寸法の１／２未満として設定され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５】
前記シリンダの前記先端壁部側が、筒状の金属パイプ材から構成されるパイプ部と、該パイプ部を縮径させるようにかしめて前記パイプ部の内周側に固定されるヘッド部と、を備えて構成され、
前記パイプ部が、前記ピストン部を摺動させる小径部と、該小径部の前記先端壁部側において、拡径されて筒状に延びる大径部と、を備えて構成されるとともに、前記係止段部の前記係止規制面を、前記小径部と前記大径部との段差部位から構成し、
前記ヘッド部が、前記ピストンロッドの前記支持ロッド部を挿通させる挿通孔を備えるとともに、前記天井規制面と前記係止段部の前記外周規制面とを、前記挿通孔の内周縁から延設させて、前記ヘッド部の内周面側に、構成していることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項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るピストンシリンダタイプとして、
ピストンロッドが、
シリンダ内を摺動可能なピストン部と、該ピストン部から延びて前記シリンダ外へ突出し、保護対象物を受け止める受止材を、保護対象物の受止位置まで移動可能に支持する支持ロッド部と、を備えて構成されるとともに、
作動時、前記ピストン部を上死点までシリンダ内を前進移動させた後、ロック機構により後退移動を規制されて、前記支持ロッド部を、前記受止材によって受け止めた保護対象物の運動エネルギーを吸収可能に、曲げ塑性変形させる構成として、
前記ロック機構が、
拡径可能に前記ピストン部の収納溝に収納されて、円形断面の弾性変形可能な線材からなる円環状の係止リングと、
前記シリンダの内周面側における前記ピストン部のロック位置に配設されて、前記係止リングの後退移動側の部位に当接する係止規制面と、該係止規制面の外周縁から前記ピストンロッドの前進移動側に延びて、前記ピストン部のロック時に、拡径した前記係止リングの外周面に当接可能とする外周規制面と、を有した係止段部と、
前記ピストン部の収納溝における前記ピストンロッドの前進移動側の側面に配置されて、前進移動側に向けて外開きのテーパ状とし、前記ピストン部のロック時、前記係止リングの内周側部位における前進移動側の内側面に、当接して、前記係止リングに当接する前記係止段部の前記係止規制面及び前記外周規制面と協働し、前記ピストン部の後退移動を規制するテーパ規制面と、
を備えて構成されるアクチュエータであって、
前記シリンダが、
前記ピストンロッドの前記支持ロッドを突出させて、前記ピストン部の上死点での配置位置を規定する先端壁部を備えるとともに、
前記係止段部における前記先端壁部側に配置されて、前記外周規制面から内側に延びて、上死点への配置時における前記ピストン部の前記テーパ規制面とともに、前記係止リングの前進移動側の部位に対して、当接する天井規制面、を備えて構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記天井規制面が、前記ピストンロッドの後退移動側に拡径するテーパ状に形成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】
上死点への配置時における前記ピストン部の前記テーパ規制面と、前記天井規制面と、が、前記ピストンロッドの前進移動側の縁を、前記シリンダの軸方向に沿って略一致させるように、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】
前記テーパ規制面と前記天井規制面とが、拡径させる角度を相互に等しくして、構成されるとともに、
前記係止段部の前記係止規制面が、前記係止リングを係止可能な状態として、内縁から前記外周規制面までの幅寸法を、前記係止リングの円形断面における直径寸法の１／２未満として設定され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５】
前記シリンダの前記先端壁部側が、筒状の金属パイプ材から構成されるパイプ部と、該パイプ部を縮径させるようにかしめて前記パイプ部の内周側に固定されるヘッド部と、を備えて構成され、
前記パイプ部が、前記ピストン部を摺動させる小径部と、該小径部の前記先端壁部側において、拡径されて筒状に延びる大径部と、を備えて構成されるとともに、前記係止段部の前記係止規制面を、前記小径部と前記大径部との段差部位から構成し、
前記ヘッド部が、前記ピストンロッドの前記支持ロッド部を挿通させる挿通孔を備えるとともに、前記天井規制面と前記係止段部の前記外周規制面とを、前記挿通孔の内周縁から延設させて、前記ヘッド部の内周面側に、構成していることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２０８７３８（Ｐ２０１１−２０８７３８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７７５６５（Ｐ２０１０−７７５６５）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【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２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
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