CN103476642B - 发动机罩举升装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及适用于行人安全发动机罩举升装置的致动器（1），该致动器包括壳体（2）、活塞（5）和密封件（8）。密封件（8）位于圆筒（2）的第二端（4）处并且在活塞（5）的第二端（7）处将活塞（5）和壳体（2）之间的空间密封，使得防止潮气、灰尘和其它颗粒进入圆筒。圆筒的第二端（4）的开口（14）设置有边缘（15），开口（14）允许当致动器被启动时活塞移动并延伸出圆筒。活塞（5）被设计为使得活塞杆（12）可以容易地通过开口（14），而具有较大横截面积的活塞底（13）将不通过开口（14）。本发明的特征在于，密封件（8）包括位于壳体（2）和活塞（5）之间的锚定部（10），从而在壳体的第二端（4）处形成活塞（5）和壳体（2）之间的密封。本发明还涉及包括上述这样的致动器的发动机罩举升装置和在发动机罩举升装置中这样的致动器的用途。

Description

发动机罩举升装置

技术领域

本发明涉及用于车辆安全系统的致动器，该致动器适合（例如）用于举升车辆的发动机罩（hood）或引擎盖（bonnet）以提供对被车辆撞到的行人的保护。

背景技术

已经观察到，如果机动车辆撞到行人，车辆的保险杠（bumper）常常撞击该行人的腿或下躯干。因此，行人的腿通常将被推向车辆行进的方向，而头和上躯干通常将朝向车辆的发动机罩和挡风玻璃倾斜。这种倾斜运动经常导致行人的头或上躯干先接触发动机罩，然后，如果来自撞击的冲击力足够强并且车辆继续向前，则头或上躯干也到达挡风玻璃。

为了最小化由上述冲击引起的对行人的损害，已经提出使用一些类型的发动机罩举升装置。这些装置通常被构造使得发动机罩的后部（即，最接近挡风玻璃的部分）被举升。例如在WO2007/067121和EP2256007中公开了这样的装置。在车辆撞到行人的情况下，发动机罩一般提供有效而柔性的冲击能量吸收结构。然而，如果不举升发动机罩，则存在以下的更高风险：发动机罩将被一定程度地变形，使得在发动机罩下面的硬的非柔性部分（例如，发动机块）接触发动机罩，并且行人和车辆之间的碰撞可能导致不期望的硬冲击。此外，抬起发动机罩的后部将使发动机罩表面进一步倾斜，并有助于降低身体朝向挡风玻璃移动的速度。此外，挡风玻璃和发动机罩之间不太尖锐的角度也将有助于减轻车辆撞到人的严重状况。因此，使用用于举升发动机罩的主动安全装置显著有助于降低对被车辆撞到的人的伤害风险。

为了举升发动机罩，关于应该如何设计发动机罩举升器提出了多种不同的建议。一种建议是使用某种活塞和壳体，该活塞和壳体在被致动时将推压活塞延伸出壳体，从而引起发动机罩或引擎盖的举升动作。例如，JP2008-075739中公开了这样的举升设备。

尽管上述描述的现有技术提供了充当发动机罩举升器的致动器的工作示例，然而仍然存在关于它们的功能和可靠性方面改进发动机罩举升器的愿望。因此，本发明针对以下的致动器：该致动器适于充当发动机罩举升器，该发动机罩举升器具有提高的可靠性并因而为被车辆撞到的行人提供增强的安全性。

发明内容

本发明尤其针对于致动器的顶部的改善密封，该致动器包括壳体和活塞，适于用作发动机罩举升器。致动器的顶部意味着壳体的端，当致动器被启动时，活塞旨在延伸通过壳体的端。对用作发动机罩举升器的这类致动器的顶部进行密封是已知的，例如通过JP2008-075739。提供具有密封件的致动器的主要目的是避免灰尘、雾气或粉末进入发动机罩举升器，从而保护它免遭可能导致举升器失灵的对环境的消极影响。因此，密封件的目的在于确保致动器被安装后数年内起作用。

根据本发明的密封件包括帽部分和锚定部，帽部分覆盖活塞的顶部，锚定部适于在活塞和壳体之间装配，使得密封件将提供活塞和壳体之间的紧密密封。壳体采用具有内部腔的中空元件的形式，该腔适于容纳活塞。一般地，壳体采用中空圆筒的形式，活塞包括圆形杆。壳体可以是用于致动器的特定壳体，或者可以形成另一结构的一部分。然而，活塞和壳体的具体形状不是本发明的本质，活塞可以具有其他形状，例如，矩形或六角形的横截面。

因此，根据本发明的致动器包括壳体和至少部分地容纳于该壳体的腔中的活塞。壳体具有第一端和第二端，并且被设计为适于在壳体的第一端包括或被连接到功率源。活塞也具有第一端和第二端，并且位于壳体中，使得活塞的所述第一端面向壳体的第一端。壳体的第二端包括开口，当致动器被启动时，活塞将被推压并且延伸通过该开口。致动器还包括具有帽的密封件，该帽覆盖活塞的第二端。密封件还包括锚定部，该锚定部位于壳体和活塞之间，以在壳体的第二端处形成活塞和壳体之间的密封。

根据本发明的一个实施例，密封件被设计为当致动器被启动时密封件破裂，使得帽将从锚定部分离。该特征不是必须的，但是通过将各部分完全分离，所分离的部分可以用于以下将进一步详细说明的具体的目的。为了促成和控制密封件的帽和锚定部的分离，可以设计密封件，使得密封件包括在帽和锚定部之间的削弱部或凹陷部。当致动器被启动时，密封件将破裂，而活塞被推压通过壳体的第二端中的开口。

根据本发明的一个实施例，密封件被设计为使得密封件的锚定部的至少一部分位于活塞纵向延伸的一侧或多侧与壳体的内侧之间。在该情况下，锚定部可以被设计为具有开口端和一个闭合端的中空元件，闭合端设置有所述帽，并且密封件适于被装配到活塞的第二端上，使得帽覆盖活塞的第二端且中空的锚定部覆盖活塞毗邻其第二端的一个侧表面或多个侧表面。中空部的形状优选地适合于活塞的形状，还优选地适于在活塞上紧贴装配。

锚定部还可以具有管形或中空环形之外的其它形状，例如，具有从帽延伸的一个或多个突起部，或者成形为位于活塞和壳体的侧壁之间的网孔或网。

然而，还可以设计密封件，使得它基本平坦（例如成形为盘），并且具有其覆盖活塞端的帽部分和围绕帽部分的锚定部。

如上简要所述，当致动器已经被启动后，密封件可以用于进一步的目的。例如，所述密封件的锚定部可以保留在壳体内，使得当活塞朝上移动时，为了延长活塞延伸通过壳体的第二端，锚定部将位于活塞的纵向延伸的一侧或多侧与壳体的内侧之间。如果锚定部已经被构造或设计为可塑性变形的结构，则锚定部可以用作能量吸收结构，该结构在活塞的运动被活塞的突出部分（例如，扩大的活塞底）与壳体中腔的收窄（优选地靠近壳体的第二端，例如，开口处的狭窄边缘）之间的相互作用减缓和停止时吸收能量。因此，如果锚定部保留在壳体内，它将在活塞的突出部分和壳体之间被挤压而使活塞的运动停止。以上建议了应该具有某种能量吸收结构的塑性变形。塑性变形的结构的优点是，该结构将不会提供对活塞沿向下方向的力，因而不会工作在与活塞被期望的推压方向相反的方向。然而，还可以使用弹性变形的元件，例如，可能制造起来更容易的一些类型的橡胶等。由于锚定部也充当密封件的一部分，因此可以期望将弹性材料用于提供紧密密封的目的。当然还可以使用可塑性变形和可弹性变形结构的组合的锚定部充当用于使活塞的运动停止的能量吸收结构。

如果锚定部被设计为在致动器已经被启动后保留在壳体中，则锚定部还可以起到在壳体的第二端处形成活塞和壳体之间的密封的作用，用以防止当致动器已经被启动后气体通过壳体的第二端泄漏。因此，通过防止或减小气体将要从致动器泄露的速率，锚定部可以这样延长致动器处于被启动和被延伸的状态的时间。

为了制造的目的，如果密封件（包括帽和锚定部）被制成为一个集成件被认为是有利的。

密封件可以由多种不同的适宜材料制成，例如为橡胶、塑料或它们的组合。关于将密封件用作冲击吸收结构的可能性，可以期望的是包括其他材料，例如金属，以强化该结构。

可以期望的是设计致动器，使得密封件的帽在致动器已经被启动后保留在所述活塞第二端的顶部的位置。这种安排的优点是：当致动器被启动时，帽可以充当冲击能量吸收结构，活塞的第二端撞到它应该接触的表面。如果例如帽由橡胶或塑料制成，帽将很可能在撞到该表面时变形，从而在该表面上提供举升力的更好分布，并且也有助于更柔和的冲击。为了使帽停留在活塞的顶部，帽应该被设计为适合于活塞的第二端，使得即使帽从密封件的锚定部脱离，它也将附着到活塞。例如，这可以通过在活塞第二端处的表面中具有一个或多个凹陷部和具有适于装配入该一个凹陷部或多个凹陷部的帽来实现。然而，只要帽停留在活塞的顶部，如何实现该特征不是特别重要，并且帽也可以被粘接、焊接或以当致动器被启动时使帽停留在顶部的任何方式附着。

致动器可以由多个不同的功率源被启动。例如，致动器可以被设计为使得所述壳体包括位于壳体的第一端处的烟火装药，当致动器被启动时，该烟火装药将燃烧，从而推动活塞延伸通过第二端。作为替换，致动器可以被连接到加压气体源，当致动器被启动时该气体被控制进入到致动器。

上述致动器可以用于车辆中任何类型的安全装置，在该装置中，致动器被期望实现车辆中元件的突然运动。致动器适合的一个这样的装置是形成行人安全系统的一部分的发动机罩举升装置，在该系统中，致动器可以充当发动机罩举升器。这样的发动机罩举升器具有对保护的特定需要，因为它位于发动机罩可能遭受来自环境的潮气和灰尘以及由于来自引擎室的热而导致的相对强的温度变化的位置。

附图说明

图1a-d公开了根据本发明的实施例的致动器的横截面和它的主要元件。

图2a-c公开了根据本发明的密封件的不同实施例。

图3a-d公开了致动器启动过程中的不同阶段。

具体实施方式

在全部图1-3中，对于相同的特征将使用相同的附图标记。

图1a中，公开了一种致动器1，它包括圆筒形式的壳体2、活塞5和密封件8。密封件8位于圆筒2的第二端4处，并且密封了活塞5（在其第二端7处）与壳体2之间的空间，从而避免潮气、尘土或其它颗粒通过开口14进入圆筒，开口14具有圆筒的第二端4中的边缘15。当启动致动器1时，开口14允许活塞移动和延伸出圆筒。活塞5包括活塞杆12和位于其第一端6处的活塞底13。活塞被设计为使得活塞杆12可以容易地通过开口14，而具有较大横截面积的活塞底13将不会通过横截面积较小的开口14，因为边缘15围绕开口14向内突出。在本实施例中，壳体中还包括烟火装药11，该烟火装药设置有连接器16，使得致动器可以被连接到用于启动烟火装药11和致动器的控制单元。

图1b公开了壳体2的横截面，壳体2包括由边缘15围绕的在壳体第二端4处的开口14，并且该开口适于接纳在壳体第一端3处的功率源。

图1c公开了活塞5，其具有长方形的活塞杆12,活塞杆12在活塞的第一端6处设置有适于与壳体内壁紧贴装配的活塞底13。活塞5还适于在其第二端7处与密封件装配。活塞5被设计为使得其活塞杆12适于能够通过壳体中的开口，从而可以延伸通过壳体的开口，而活塞底13的尺寸较大，使得所述活塞底13将不会通过壳体的开口。还示出了活塞5在其第二端7处设置有凹陷部或切断部，以与密封件的突出部装配。

图1d公开密封件8，密封件8适于与活塞的顶部装配并且密封活塞与壳体的开口之间的空间。密封件包括帽9和锚定部10，帽9适于定位在活塞的顶部，锚定部被附着到帽9以在致动器中安装密封件时将密封件保持在它期望的位置。当启动设置有密封件8的致动器时，密封件8通常适于在帽9和锚定部10之间的一些地方破裂。帽部分8还设置有突出部，该突出部适于与活塞装配并且改善帽9到活塞的附着，当帽部分9从锚定部10分离并期望将帽9保持在活塞端的顶部时，这可能特别有用。

图2中是所示出的致动器1的密封件8的三个不同的实施例。图2a中示出第一实施例，在该实施例中，活塞5的第二端7和壳体1的第二端4中的开口14基本对齐。帽9位于活塞5的第二端7的顶部，并且活塞5的靠近其第二端7的侧壁覆盖有附着到帽9的中空的管形锚定部10以形成密封。因此，锚定部10位于壳体2的内壁与活塞杆12之间。当致动部1被启动时，旨在使密封件8破裂，使得锚定部10将保留在壳体2内。当活塞5在其第一端6处的扩大部分（即活塞底13（参见图1a））到达壳体2的第二端4处时，锚定部10将在活塞底和开口14处的边缘15之间被挤压，以在活塞5被阻挡时提供能量吸收结构，并且锚定部10充当防止气体泄漏以延长致动器1的坚持时间的密封件。

图2b中公开密封件的实施例，该密封件基本与图2a中描述的密封件相同，但在本实施例中，活塞5在其静止位置有些突出壳体2中的开口14。

图2c中公开了密封件的实施例，该密封件与前述实施例中所公开的密封件的不同之处在于：本密封件8没有中空的锚定部，但锚定部10对应于从帽部分延伸的平坦结构。如果活塞5的第二端7位于壳体内，则该设计是可以的，并且因而可以使用帽9和锚定部10形成基本为盘形元件的密封件8。

在图3a-3d中示出了当启动致动器时处于不同阶段的致动器1。

在图3a中示出了在被启动之前的致动器，即，致动器处于待工作（stand-by）状态。活塞5的第二端7使密封件8压靠在壳体的第二端4处围绕壳体2的开口14的边缘15，从而提供在开口14处的紧密密封。

图3b中，致动器1刚刚被启动，烟火装药11形式的功率源已经开始实现作用在活塞13上的力，使得活塞5已经向上稍微移动，并且向上进一步压迫密封件8。

图3c示出了致动器1处于活塞2已经进一步向上移动的更晚阶段。密封件8已经破裂，帽9现在位于活塞5的第二端7上，而锚定部10保持在壳体2中壳体2的第二端4处。为了促使密封件8在所期望位置的破裂，密封件8可以设置有凹陷部或削弱部，以控制将在何处破裂。使用中，当位于车辆中时，活塞2通常在本阶段的最晚期与发动机罩接触，保持在活塞2的顶部的帽部分9可以帮助更好地分散冲击力和降低当活塞2撞到发动机罩时可能发生的不期望的振动。

图3d示出了当活塞5已经到达其端部位置并且发动机罩被尽可能抬起时的致动器1。可以注意到，锚定部10已经被扩大的活塞底压缩而致使变形。因此，锚定部10在被压缩时已经吸收能量，因而降低活塞5对边缘15的冲击，从而提供活塞5抬起运动的更平稳的止动。锚定部10还可以充当防止/减小壳体2中高压泄漏的密封件，使得可以实现延长的坚持时间。

因此，该密封件8除了提供将致动器1的内部相对于不期望的物质（例如，潮气或颗粒）密封的特征外，还提供多种改善发动机罩的可能性。锚定部10可以这样被设计以吸收能量，同时在活塞5完全停下之前降低活塞5的速度，并且锚定部10还可以作用于将壳体1的被加压的室密封，以将活塞5保持在其端部位置，并且帽可以帮助抑制与即将被举升的发动机罩的接触，和更好地分散来自活塞的作用在发动机罩上的力。通过选择密封件8的材料和设计，将可以影响上述密封件8的功能。例如，锚定部10将吸收一些冲击能量，但其不应该吸收太多使得举升力被大大削弱，从而举升力将不足以完全抬起活塞和承受人撞到被致动器1举升的发动机罩上的冲击。

在图3的实施例中，密封件8被示出为包括可折叠（collapsible）的锚定部10的结构。这仅仅意味着充当示例，图1或2中任何一个所公开的密封件也可以被使用。

Claims (14)

1.一种用于车辆中的安全设备的致动器(1)，所述致动器(1)包括壳体(2)和活塞(5)，所述壳体具有第一端(3)和第二端(4)，所述第一端(3)适于包括或被连接到功率源，所述活塞(5)适于与所述壳体(2)装配，并且所述活塞(5)具有第一端(6)和第二端(7)，由此当所述活塞(5)位于所述壳体(2)中时，所述活塞(5)的所述第一端(6)面朝向所述壳体(2)的所述第一端(3)，所述致动器(1)还包括具有帽(9)的密封件(8)，所述帽(9)覆盖所述活塞(5)的所述第二端(7)，其特征在于：

所述密封件(8)还包括锚定部(10)，所述锚定部位于所述壳体(2)和所述活塞(5)之间，从而在所述壳体的所述第二端(4)处形成所述活塞(5)与所述壳体(2)之间的密封，所述锚定部(10)被附着到帽(9)以在所述致动器(1)中安装密封件(8)时将密封件(8)保持固定。

2.根据权利要求1所述的致动器(1)，其特征在于，所述密封件(8)被设计为当致动器(1)被启动时破裂，使得所述帽(9)将从所述锚定部(10)分离。

3.根据权利要求2所述的致动器(1)，其特征在于，所述密封件(8)包括在所述帽(9)和所述锚定部(10)之间的削弱部或凹陷部，以促使当所述致动器(1)被启动时所述帽(9)从所述锚定部(10)分离。

4.根据任一前述权利要求所述的致动器(1)，其特征在于，所述密封件(8)的所述锚定部(10)的至少一部分位于所述活塞(5)的纵向延伸的一侧或多侧与所述壳体(2)的内侧之间。

5.根据权利要求4所述的致动器(1)，其特征在于，所述锚定部(10)被设计为具有开口端和一个闭合端的中空的部分，所述闭合端设置有所述帽(9)，所述密封件(8)由此适于装配到所述活塞(5)的所述第二端(7)上，使得所述帽(9)覆盖所述活塞(5)的所述第二端(7)，并且所述中空的锚定部(10)覆盖所述活塞的毗邻其第二端(7)的一个侧表面或多个侧表面。

6.根据权利要求1所述的致动器(1)，其特征在于，所述密封件(8)的所述锚定部(10)被设计为能够塑性变形的结构，在所述致动器(1)被启动，并且所述活塞(5)的所述第一端(6)朝向所述壳体(2)的所述第二端(4)移动并和所述锚定部(10)接触时，所述能够塑性变形的结构适于在吸收能量的同时折叠。

7.根据权利要求1所述的致动器(1)，其特征在于，所述密封件(8)的所述锚定部(10)被设计为能够弹性变形的结构，当所述致动器(1)被启动，并且所述活塞(5)的所述第一端(6)朝向所述壳体(2)的第二端(4)移动并和所述锚定部(10)接触时，所述能够弹性变形的结构适于在吸收能量的同时被压缩。

8.根据权利要求1所述的致动器(1)，其特征在于，包括所述帽(9)和所述锚定部(10)的所述密封件(8)被制作为一个集成件。

9.根据权利要求1所述的致动器(1)，其特征在于，所述密封件(8)由橡胶、塑料或它们的组合制成。

10.根据权利要求1所述的致动器(1)，其特征在于，当所述致动器(1)已经被启动后，所述帽(9)保持在所述活塞(5)的所述第二端(7)的顶部的位置上。

11.根据权利要求1所述的致动器(1)，其特征在于，所述锚定部(10)被设计为：在所述致动器(1)已经被启动后，所述锚定部(10)保持在所述壳体(2)中，并且所述锚定部适于在所述壳体(2)的第二端(4)处用作所述活塞(5)和所述壳体(2)之间的密封。

12.根据权利要求1所述的致动器(1)，其特征在于，所述壳体(2)包括位于所述壳体(2)的所述第一端(3)处的烟火装药(11)。

13.一种包括发动机罩举升装置的行人安全系统，其特征在于，其包括用于举升发动机罩的根据权利要求1-12中任一项所述的致动器(1)。

14.用于车辆的发动机罩举升装置中的根据权利要求1-12中任一项所述的致动器的用途。