説明

アクチュエータ

【課題】アクチュエータ作成の工程も簡略化できシリンダとピストン部との間の隙間を確実にシールすることのできるアクチュエータを提供する。
【解決手段】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のアクチュエータは、筒状のシリンダと、シリンダ内に配設されたピストン部と、該ピストン部に連結された支持ロッド部から構成されている。支持ロッド部は、シリンダの軸方向に沿って配置される丸棒状の軸部と、軸部の上端側にねじ込まれて設置され、シリンダの内径寸法より僅かに小さな寸法とした円柱状の頭部とを備えており、頭部の外周側面にはシール配設部が形成され、シール配設部には前記頭部の外周側面と前記キャップの上端部と前記シリンダの上端部の内周側面に密接してシールするOリングが設けられている

【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。
【特許文献1】特開2004−330912号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、従来のアクチュエータでは、Oリングを頭部に取付けるために、頭部の外周面に溝を形成する必要があった。そのため溝を成型するという加工が必要になってしまいアクチュエータ作成の工程が複雑になってしまうという問題があった。
【0004】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、アクチュエータ作成の工程も簡略化でき確実にシールすることの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】
【0005】
上記課題を解決するために請求項1の本発明は、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のアクチュエータにおいて、
前記アクチュエータは、筒状のシリンダと、シリンダ内に配設されたピストン部と、該ピストン部に連結された支持ロッド部から形成され
前記シリンダは、円筒状の本体と、シリンダ上端部に挿嵌されて固定されているキャップを備えて構成され、
前記本体は、ピストン部を摺動させる円筒状の摺動部と摺動部の上方に配置されて、内径寸法を摺動部の内径寸法より大径とした円筒状の大径部から構成され、
前記キャップは、略円筒状をなし、上下方向に貫通して、ピストン部を挿通させる挿通孔と外周面の上下方向の略中央部に凹部が形成され、
前記シリンダの本体には、キャップの凹部に対応して凸部が形成されており、
上記支持ロッド部は、シリンダの軸方向に沿って配置される丸棒状の軸部と、軸部の上端側にねじ込まれて設置され、シリンダの内径寸法より僅かに小さな寸法とした円柱状の頭部とを備えており、
前記頭部の外周側面にはシール配設部が形成され、シール配設部には前記頭部の外周側面と前記キャップの上端部と前記シリンダの上端部の内周側面に密接してシールするOリングが設けられていることを特徴とするアクチュエータである。
【0006】
請求項1に記載の発明においては、シリンダ内をシールするOリングが、支持ロッドの軸部の上端側にねじ込まれて設置されているシリンダの内径寸法より僅かに小さな寸法とした円柱状の頭部の外周側面に設けられているシール配設部に設置されている。シール配設部に設置されているOリングは、前記頭部の外周側面と前記キャップの上端部と前記シリンダの上端部の内周側面に密接するように設置されているのでこれらの間に生じる隙間を埋めてシールすることが可能であり、シリンダ内部への雨水などの侵入を防止することができる。
【0007】
請求項2の本発明は、前記シール配設部は前記支持ロッドの頭部の外周側面に設けられた段差部に設けられているアクチュエータである。
【0008】
請求項2に記載の発明においては、シール配設部が支持ロッドの頭部の外周側面を切り欠き成形した段差部に設けられているため、Oリングを所定の位置に設置しやすく、取り付けが容易になる。
【0009】
請求項3の本発明は、前記支持ロッドの頭部はシール配設部より下方部位がシリンダ中心に向かうテーパー形状をしていることを特徴とするアクチュエータである。
【0010】
請求項3の本発明では、支持ロッドの頭部は、軸部の先端にねじ止めされており、Oリング取付位置であるシール配設部より下方を始点としてテーパー形状となっていることによりOリングの取付幅を確保しつつ、軸部のねじ切りがされている部分の高さを確保することが可能になり、頭部の取り付けが強固にされている。
【発明の効果】
【0011】
本発明のアクチュエータによれば、支持ロッド部の頭部の外側面にシール配設部を形成し、シール配設部には前記頭部の外側面と前記キャップの上端部と前記シリンダの上端部の内側面に密接して封止するOリングを設置することによって、アクチュエータが雨や洗車時の雨水に晒されたとしても防水することが可能となりシリンダ内部の防錆を果たすことができる。また、シール配設部にOリングを設置するので支持ロッド部の頭部の外周側面に溝を作成する必要もなくなりアクチュエータの製造が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。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、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。
【0013】
実施形態のアクチュエータ21が使用されるフード跳ね上げ装置(以下「跳ね上げ装置」と省略する)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40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。
【0014】
なお、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流体(ガス)発生器36(図5参照)を作動させるように、構成されている。
【0015】
また、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、歩行者との干渉に伴う運動エネルギーが小さい時には弾性変形し、運動エネルギーが大きい時には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、フードパネル10の塑性変形時の弾性及び塑性変形量を増大させることができる。
【0016】
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。
【0017】
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40の上端40a(支持ロッド部49の頭部50)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40の上端40aの受け座16となって、受け座16の下面が、上端40aの受け面16aとしている(図3,4参照)。
【0018】
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。
【0019】
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40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の後端10cの上昇時には、フードパネル10の前端10f側は、通常閉塞時用の前端10fに配置されている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。
【0020】
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。
【0021】
なお、カウルルーバ7bは、アクチュエータ21の上方を覆うアクチュエータカバー8を備え、アクチュエータカバー8は、カウルルーバ7bの他の一般部とともに、一体的に成形されている。アクチュエータカバー8は、左右のアクチュエータ21の上方に配置されて、円筒状のスリーブ部8aで囲まれたエリアに、作動時のアクチュエータ21における支持ロッド部49の頭部50に押されて開く扉部8b、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7cと、硬質部7cより柔軟性を有した軟質部7dと、を備えて構成され、軟質部7dは、既述のアクチュエータカバー8の扉部8bを含めたスリーブ部8a付近を構成している。
【0022】
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(a)、(b)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36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40と、上昇移動後のピストンロッド40の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、ピストンロッド40における後述するピストン部41内に収納されたロックピン45と、ピストン部41の上昇移動後に突出するロックピン45の下面側を係止するようにシリンダ22側に形成された係止面26と、から、構成されている。
【0023】
シリンダ22は、図5に示すように、円筒状の本体23を備えて構成され、上端部にはキャップ27が挿嵌されて固定されている。本体23は、上昇移動時にピストンロッド40のピストン部41を内周面24aに対して摺動させる円筒状の摺動部24を備えるとともに、摺動部24の上方となる本体23における上端側内周面に摺動部24の上方に配置されて、ピストン部41の上昇移動後におけるロックピン45の突出位置に形成され、内径寸法を摺動部24の内径寸法より大径とした円筒状の大径部25から、構成されている。そして、この大径部25における摺動部24からの段差面が、突出したロックピン45の下部側(下降移動側)を係止して、ピストン部41(ピストンロッド40)の下降移動を規制する係止面26を構成することとなる(図5の(b)参照)。
【0024】
本体23の下端側部32は、図5に示すように、本体23の下端側を塞ぐように配設される略円板状の下端壁部33と、下端壁部33の外周縁から上方に延び摺動部24より大径とされた略円筒状の周壁部34と、を備えて構成されている。下端壁部33には、ガス発生器36のコネクタを挿通可能な挿通孔が、形成されている。周壁部34は、内周面をガス発生器36の外周面の凹凸に略対応させた凹凸面として、ガス発生器36を本体23に取り付けている。(図5(a)参照)
【0025】
作動用流体の流体発生器としてのガス発生器36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36の下端面には、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を結線させたコネクタが、配置されている(図5参照)。ガス発生器36は、リード線を経て、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G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41の下面41a側へ供給することとなる。(図5(b)参照)
【0026】
本体23の上端側に挿嵌されて固定されるキャップ27は、図5(a),(b)に示すように、略円筒状をなし、外周面の上下方向の略中央部に凹部27aが形成されている。シリンダ22の本体23には、凹部27aに対応して凸部23aが形成されており、凹部27aと凸部23aとが係合することで、キャップ27が本体23に固定されている。略円筒状のキャップ27には、上下方向に貫通して、ピストンロッド40を挿通させる挿通孔27cが形成されている。挿通孔27cの上端部には、支持段部27eが形成されている。キャップ27の上端部に設けられた支持段部27eは、挿通孔27cに向かい上部の周長が下部の周長より長いテーパー形状となっており、後述する支持ロッドの頭部の高さが十分に確保できるようになっている。
【0027】
支持ロッド部49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の軸部53と、軸部53の上端側に配設されて軸部53より外径寸法を大径とした略円柱状の頭部50と、を備えており、頭部の外側面にはシール配設部27fが形成されOリング29が配設されている。これによりOリング29が頭部50の外側面とキャップ27の上端部とシリンダ22上端部の内側面と接触し、シールすることができる。(図5(a),(b)参照)また、頭部50は、軸部の先端にねじ止めされており、支持段部がOリング取付位置の下方を始点とするテーパー形状となっていることによりOリング29の取付高さを確保しつつ、軸部のねじ切りがされている部分の高さを確保することが可能になり、頭部50の取り付けが強固にされている。
頭部50は、ピストンロッド40の前進(上昇)移動時に、フードパネル10側に設けられた受け座16の受け面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。なお、支持ロッド部49は、軸部53の部位を曲げ塑性変形可能とするような鋼等の金属材から構成されるもので、実施形態の場合、ピストン部41と一体的に構成されている。
【0028】
支持ロッド部49の軸部53は、頭部50とピストン部41との間に、外径寸法を一定とするストレート部54と、を備えて構成されている。ストレート部54は、その外径寸法D2を頭部50の外径寸法Dhより小さく設定されている。また、ストレート部54の外径寸法D2は、挿通孔27cの内径寸法D1より、僅かに小さな寸法に設定されている。
頭部50は通常時においてピストンロッド40が、アクチュエータ21の作動時における前進移動方向(図5における上方向)に対する後退方向へ移動しないようにシリンダの内径より大きい寸法となっている。
【0029】
実施形態のアクチュエータ21においては、先ず、通常時においては、支持段部27eが頭部50を支持して、シリンダロッド40が前進(上昇)移動方向の後退方向へ移動を抑制するように保持し、規制部材60としての略E字状のリング部材の内周面の突条60aが支持ロッド40の係合部としての段差部57に係合して、シリンダロッド40が前進(上昇)移動方向の前進方向へ移動するのを抑制している。このため、走行時等の自動車の振動によってシリンダ22内でのシリンダロッド40のがたつきが効果的に防止でき、異音の発生を抑えることができる。また、シリンダ21内部は、Oリング27で密封されて防水構造とされているため、シリンダ21内部の空気は外気温の変動によって、膨張、収縮を繰返し、シリンダロッド40は、前進方向、後退方向に移動しようとするが、前述の通り、シリンダロッド40の移動が効果的に抑えられて、シリンダ22内の密封性能の低下を効果的に抑制することができる。さらに、摺動部24とピストン部41との間に配設されているOリング47のガス漏れ防止効果の低下も的確に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の一実施形態であるアクチュエータが使用される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、通常時と作動完了時とを示す。
【符号の説明】
【0031】
10 : フードパネル
11 : ヒンジ部
16 : 受け座
22 : シリンダ
23 : 本体
24 : 摺動部
25 : 大径部
26 : 係止面
27 : キャップ
27a: 凹部
27c: 挿通孔
27e: 支持段部(保持手段)
29 : Oリング
32 : 下端側部
33 : 下端壁部
34 : 周壁部
36 : 流体(ガス)発生器
40 : ピストンロッド
41 : ピストン部
45 : ロックピン
49 : 支持ロッド
50 : 頭部
54 : ストレート部
G : 作動用ガス(燃焼ガス)
R : ロック機構
S : 変形スペース
U : フード跳ね上げ機構


【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のアクチュエータにおいて、
前記アクチュエータは、筒状のシリンダと、シリンダ内に配設されたピストン部と、該ピストン部に連結された支持ロッド部から形成され、
前記シリンダは、円筒状の本体と、シリンダ上端部に挿嵌されて固定されているキャップを備えて構成され、
前記本体は、ピストン部を摺動させる円筒状の摺動部と摺動部の上方に配置されて、内径寸法を摺動部の内径寸法より大径とした円筒状の大径部から構成され、
前記キャップは、略円筒状をなし、上下方向に貫通して、ピストン部を挿通させる挿通孔と外周面の上下方向の略中央部に凹部が形成され、
前記シリンダの本体には、キャップの凹部に対応して凸部が形成されており、
上記支持ロッド部は、シリンダの軸方向に沿って配置される丸棒状の軸部と、軸部の上端側にねじ込まれて設置され、シリンダの内径寸法より僅かに小さな寸法とした円柱状の頭部とを備えており、
前記頭部の外周側面にはシール配設部が形成され、シール配設部には前記頭部の外周側面と前記キャップの上端部と前記シリンダの上端部の内周側面に密接してシールするOリングが設けられていることを特徴とするアクチュエータ
【請求項2】
前記シール配設部は前記支持ロッドの頭部の外周側面に設けられた段差部に設けら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】
前記支持ロッドの頭部はシール配設部より下方部位がシリンダ中心に向かうテーパー形状をしていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアクチュエータ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−71544(P2013−71544A)
【公開日】平成25年4月22日(2013.4.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−211021(P2011−211021)
【出願日】平成23年9月27日(2011.9.27)
【出願人】(000241463)豊田合成株式会社 (3,467)
【Fターム(参考)】