CN105307908A - 用于行人引擎罩提升器的锁定机构 - Google Patents

Abstract

一种引擎罩提升机构(10)，其包括壳体(22)和活塞杆(24)，活塞杆(24)以可移动方式安装在壳体(22)中，以便能够从壳体(22)在第一方向上延伸。保持器(32)固定到壳体(22)的外部，以便在壳体(22)和保持器(32)之间限定空腔(32c)。锁定构件(50)位于该空腔(32c)中并构造成接触活塞杆(24)，以阻止活塞杆(24)在与第一方向相反的第二方向上运动。

Description

用于行人引擎罩提升器的锁定机构

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年5月15日提交的美国临时申请No.61/823,905的权益，该美国临时申请的全部公开内容在此通过引用的方式并入。

背景技术

引擎罩提升机构可安装在机动车辆上，用于在车辆与行人碰撞的情况下提升车辆引擎罩的后部(靠近挡风玻璃)。该机构可具有连接至引擎罩后部的移动部分。还设有多个装置(例如，电点火管，气动管线或其他适合的机构)，用于在该机构启动之后使移动部分延伸以提升与其连接的引擎罩后部。当启动时，该机构将引擎罩后部从其正常停留位置举升并将引擎罩后部支撑在此升高的位置。然而，当引擎罩后部被举升时，行人对引擎罩的冲击所产生的力可能导致引擎罩提升机构的所述移动部分缩回。因此需要如下一种机构：该机构被设计成使所述移动部分维持或帮助所述移动部分维持在其延伸位置，以防止或延迟这种缩回。

发明内容

在本文描述的实施例的一个方面，提供了一种引擎罩提升机构，其包括壳体和活塞杆，该活塞杆以可移动方式安装在壳体中，以便能够从该壳体在第一方向上延伸。保持器被固定到壳体的外部，以便在壳体和保持器之间限定空腔。锁定构件位于该空腔中并构造成接触活塞杆，以阻止活塞杆在与第一方向相反的第二方向上运动。

在本文描述的实施例的另一方面，提供了一种引擎罩提升机构，其包括壳体和活塞杆，该活塞杆以可移动方式安装在壳体中并能够从壳体延伸。还具有锁定机构，该锁定机构位于壳体的外部，用于阻止活塞杆在活塞杆的缩回方向上的运动。

在本文描述的实施例的另一方面，提供了一种引擎罩提升机构，其包括壳体和活塞杆，该活塞杆以可移动方式安装在壳体中，以便能够从该壳体在第一方向上延伸。保持器被固定到壳体的外部，以便在壳体和保持器之间限定空腔。锁定构件位于该空腔中。该锁定构件包括外侧部分和至少一个突片，该至少一个突片在该至少一个突片与所述外侧部分的交叉部处从外侧部分延伸。所述外侧部分从交叉部处在第一方向上延伸，并且所述至少一个突片从交叉部处在第一方向上延伸以接触活塞杆。

附图说明

图1是根据本文描述的实施例的、包括锁定机构的引擎罩提升机构的截面侧视图。

图2A是在该机构启动之后但该机构的活塞到达其完全行程之前的、图1所示的引擎罩提升机构的一部分的放大截面侧视图。

图2B是在该机构启动之后且活塞到达其完全行程之后的、图2A所示的引擎罩提升机构的一部分的截面侧视图。

图3A是被包括在图1至图2B所示的锁定机构中的锁定构件的一个实施例的正视图。

图3B是图3A所示的锁定构件的截面侧视图。

图3C是图2B所示的视图的一部分的放大视图，示出了锁定构件的突片与活塞杆24的外表面之间的接合。

图4是根据本文描述的实施例的、安装在车辆中并集成了包括锁定机构的引擎罩提升机构的行人保护系统的一部分的原理图。

具体实施方式

在附图的若干视图的描述中，相同的附图标记表示相同的部件。另外，虽然为本文描述的不同特征的尺寸列举了目标值，但应理解，这些值可因为诸如制造公差的因素而略微变化，并且还应理解，这些变化也在本文描述的实施例的预期范围内。

图1至图2b示出了根据本文描述的实施例的引擎罩提升机构10的截面侧视图，该引擎罩提升机构10为包括锁定机构的压缩气体驱动式致动器的形式。在图1中，该致动器被示出为处于启动之前的状态。

如果需要，致动器10可安装至任意合适的装置或机构(例如，车辆引擎罩的部分)，且能够以可操作方式联接(经由下文更详细描述的活塞杆24)到所述装置或机构，用于将力传递至所述装置或机构。以下文描述的方式，响应于压缩气体被引入到致动器的壳体中来产生驱动力。该压缩气体可在所述壳体内产生(例如，由包括在所述壳体内的气体发生器产生)，或者该气体可从与壳体内部连通的外部气源引入到所述壳体中。如本文所述，本文描述的致动器的一种可能的应用是用于提升机动车辆的引擎罩的一部分。

在本文公开的实施例中，致动器10具有壳体22和以可移动方式定位在该壳体内的活塞组件29。壳体22具有最外侧的壳体壁22d，该壳体壁22d限定了第一端22a、第二端22b以及连接该第一端和第二端的本体22c。纵向中心轴线X延伸穿过壳体22。壁22d还限定了所述壳体的中空内部22e。在图1所示的实施例中，壳体的第二端22b构造成容纳适当的气体发生器14(例如，已知的微型气体发生器)，该气体发生器14通过压接、胶粘或任意其他适当的方法被插入并保持在壳体的第二端22b中。替代地，该气体发生器14或其一部分也可利用适当的固位方法附接到壳体第一端的外部。气体发生器14的气体排放部14a被定位在所述壳体内，使得在该气体发生器启动之后、所产生的气体流入到壳体内部。如果需要，可以提供适当的密封件99(例如环氧树脂密封件、O型环密封件或其他密封装置)，以最小化或防止所产生的气体在气体发生器14和壳体22之间泄漏至壳体的外部。壳体22可由金属材料或任何其他适当的一种材料或多种材料形成。

在本文所示的实施例中，活塞组件29包括：活塞23，该活塞23以可滑动方式位于所述壳体内；和活塞杆24，该活塞杆24附接到活塞，以与活塞一起移动。通过本领域已知的方式，加压气体源14的启动会导致压缩气体的产生，该压缩气体在方向“A”上推动活塞组件29。

在图1至图2b所示的实施例中，在所述活塞和活塞杆在壳体内移动期间，活塞23和活塞杆24沿着轴线X行进。该引擎罩提升机构被构造成使得活塞23和相关的活塞杆24在活塞杆的伸展或延伸方向(图中的方向“A”)上移动。该机构还包括了文本所述的锁定机构，用于阻止活塞杆在与延伸方向相反的活塞杆缩回方向(图中的方向“B”)上运动。

图2A示出了在该引擎罩提升机构被启动以提升车辆引擎罩的后部(未示出)之后但达到活塞杆的完全行程之前(即，在活塞23到达其在壳体22内的最大行进程度之前)的、图1的活塞杆24的一部分和活塞23。图2b示出了已到达其在壳体22内的最大行进程度之后的活塞23。

壳体22上的一个或多个固位特征件被设计成与活塞23上的互补特征件接合，以在启动期间限制活塞杆的行进或行程并将活塞保持在壳体内。在图2A和2B所示的实施例中，壳体第一端22a的一部分被形成为限定了肩部或端壁22s，该肩部或端壁22s包括在壳体的此端部处的开口22p，活塞杆24延伸穿过该开口22p。可用钻孔或其它方式在肩部22s中形成该开口22p。可以设定该开口22p的尺寸或以其它方式构造该开口22p，以在活塞杆的部分经由该开口22p进出所述壳体时横向地约束或支撑活塞杆24。当活塞到达其在壳体22内的行程终点时，活塞23可邻接该肩部22s。

参考图1至图2b，活塞23具有：本体部分23a；端部突起23b，端部突起23b从本体部分延伸；第一凸缘23c，第一凸缘23c靠近该端部突起从本体部分突出；以及第二凸缘23d，第二凸缘23d在与第一凸缘23c间隔开的位置处从本体部分突出。凸缘23c与壳体壁22c形成紧密的滑动配合，以帮助防止加压流体从壳体内逸出。

本体部分23a与凸缘23c、23d之间限定空腔或凹槽23g，该空腔或凹槽23g构造成用于在其内收容O型环或其他弹性密封件，该密封件被大致标记为30。通过已知的方法，密封件30以弹性滑动的方式接触壳体壁22d的内表面，以在活塞23在壳体22内运动期间帮助防止加压流体经过活塞23而逸出或泄漏。当活塞23在密封件30接触壳体壁的内表面的情况下位于壳体22内时，该密封件和壳体壁之间的接触区域限定了活塞的较高压力侧P1和活塞的较低压力侧P2之间的边界。

端部突起23b被设定尺寸，以便以过盈配合与活塞杆24的壁24c接合，或者以其他方式使活塞杆24能附接到活塞23或便于活塞杆24附接到活塞23。替代地，为了帮助确保活塞杆24在该引擎罩提升机构的操作期间保持附接到活塞23，可通过焊接、粘胶或其它任何适当的方法将活塞杆24附接到活塞23。

替代地，活塞23和活塞杆24可作为整体件而一体地形成，例如通过铸造、模塑或其它任何适当的方法来形成。

如前所述，活塞23上的一个或多个固位特征件被设计成与壳体22上的互补特征件接合，以在启动期间限制活塞杆的行进或行程并且将活塞保持在壳体中。在图2a和2b所示的实施例中，该固位功能由第一凸缘23c执行，如本文所述，当活塞23处于完全行程时，该第一凸缘23c邻接壳体的肩部22s。然而，也可使用各种其它固位特征件或机构中的任一种。活塞23可由金属材料或任何其他适当的一种材料或多种材料形成。

活塞杆24是这样的机构：所述致动器的力通过该机构传递至与活塞杆连接的元件(例如，车辆的引擎罩的一部分(未示出))。活塞杆24附接到活塞23，以便与活塞一起或相应地移动。在图1至图2B所示的实施例中，活塞杆24由中空管状构件形成，该中空管状构件具有第一端24a、第二端24b以及连接该第一端和第二端的壁24c。替代地，活塞杆24可由其内形成有空腔的实心杆或棒形成，该空腔用于以本文所述的方式与活塞端部突起23b接合。替代地，活塞杆24可由实心杆或棒形成，并且在活塞23中形成有互补的空腔(未示出)，用于在其内部收容活塞杆的端部24a。还可利用部件之间的螺纹连接或使用任何其他适用于本文所述目的的机构来形成活塞23和活塞杆24之间的连接。该活塞杆还可具有适合于特定用途或该特定用途所需的、任何特定的长度、直径、形状和/或其他特性。活塞杆24可由金属材料或任何其他适当的一种材料或多种材料形成。

在本文描述的实施例中，锁定构件保持器32被沿着壳体外部定位。该保持器被构造成与壳体一起形成空腔，该空腔用于将锁定构件(下文描述)定位在其内。在所示的实施例中，该保持器为颈圈的形式，它通过焊接或其它任意合适的方法附接到壳体22的端部。然而，该保持器可具有适用于特定用途需求的任何其他构造。

保持器32可用于增强或加强壳体的端壁22s，以抵抗由在活塞行程的终点处(即，在完全行程处)与该端壁接触的活塞23施加的冲击力。在图2A和2B所示的实施例中，保持器32具有基部32a和壁32b，该壁32b从基部的边缘在第一方向上延伸而限定空腔32c，该空腔32c被构造成用于在其内收容壳体第一端22a的一部分。空腔32c还构造成用于在其内接受和容纳锁定构件50(下文更详细地描述)。保持器的基部32a中还形成有开口32d。该开口32d与壳体中的开口22p同轴(或者与开口22P对齐)，以便活塞杆24能延伸穿过该开口。开口32d被设定尺寸，以在活塞杆24与该开口的边缘之间提供一个空隙，或者以其他方式允许活塞杆在活塞杆的移动期间沿着该开口的边缘滑动。保持器32可由金属材料或任何其他适当的一种材料或多种材料形成。

如上文所述，本文描述的引擎罩提升机构的实施例包括了多种机构以在活塞杆达到从壳体的完全延伸之后阻止活塞杆在与延伸方向相反的活塞杆缩回方向(图中的方向“B”)上运动。

图1至图2B示出了包括锁定机构的引擎罩提升机构，该锁定机构用于阻止在活塞杆缩回方向(图中的方向“B”)上的运动。在图1至图2B所示的实施例中，锁定构件50位于空腔32c内，且构造成当方向“B”上的力被施加至活塞杆时以锁定方式接合活塞杆24。在所示的实施例中，锁定构件50为环的形式，其具有连续的环形外侧部分50a和从该外侧部分大致径向向内延伸的多个突片50b。替代地，取决于特定用途的需要，锁定构件50可具有各种其他适当形状中的任一种。

参考附图，在该引擎罩提升机构启动之前，活塞杆24延伸穿过开口50c并使突片50b沿方向“A”偏转。参考图3A和3B，在所示的实施例中，这些突片50b具有相同的长度T1并共同限定了贯穿该锁定构件的内部延伸的开口50c的直径或范围D。当锁定构件50被从该引擎罩提升机构上移除并处于未偏转的情况下时，从该锁定构件的径向最外侧边缘到突片50b端部的径向距离T等于锁定构件50的最外侧直径D1与贯穿该锁定构件延伸的开口50c的直径D之差的一半。长度T1被设定为使得直径D略小于活塞杆24的外径。因而，将活塞杆插入到由各个突片50b的端部限定的开口50c会导致突片的端部在活塞杆插入到开口50c中的方向上偏转。例如，如果活塞杆24在方向“A”上插入到开口50c中，则这些突片也在方向“A”上偏转。

在图3A和3B所示的实施例中，突片50b与方向“A”略偏离地从外侧部分50a延伸。在此实施例中，方向“A”是活塞杆24在壳体内移动并在机构启动后伸出该壳体而提升所述引擎罩的方向。另外，类似地，外侧部分50a从在该外侧部分和突片之间形成的交叉处沿方向“A”延伸。在此实施例中，锁定构件的峰部50p由沿着平面L设置的环部分限定，突片50b沿着该平面L与外侧部分50a交叉。锁定构件50的元件也构造成使得突片50b能在活塞杆沿方向“A”运动期间在方向“A”上偏转而不接触保持器基部32a。在一个实施例中，锁定构件50的元件(特别是突片50b)被构造成最小化由突片50b的端部施加的、对活塞杆在方向“A”上的运动的阻力。锁定构件50可由金属材料或任何其他适当弹性的一种材料或多种材料形成。

图3C是图2B所示的视图的一部分的放大视图，示出了其中一个突片50b与活塞杆24的外表面之间的接合。参考图3C，突片50b在其自由端处可设有相对尖锐的边缘50z。这些边缘可构造成：当试图在与活塞杆延伸方向相反的方向(图中的方向“B”)上移动活塞杆时，这些边缘趋向于咬入到活塞杆的外表面中(或以其他方式最大化活塞杆的外表面与这些突片之间的接合压力和摩擦力)。

可使用已知的方法通过分析和/或试验来反复地确定用于特定用途的诸如突片的宽度w、突片的数量、材料厚度、等级和/或回火以及其它有关参数的最优参数值。可定义这些参数和/或规定这些参数的大小，以便在如下两个摩擦力之间实现所期望的平衡：在活塞杆的延伸期间由锁定构件施加至活塞杆24的摩擦力，以及，响应于所施加的缩回力(沿方向“B”)而施加至活塞杆的锁定摩擦力。

通常，该锁定构件被设定尺寸，以在维持功能的同时使引擎罩提升机构启动之前的总部件厚度T2最小化。在特定实施例中，当锁定构件处于无应力状态或未加载状态时，T2为1.4毫米。

在图中所示的实施例中，突片50b具有均匀的宽度尺寸w。然而，如果需要，突片50b中的一个或多个可具有从更接近外侧部分50a的相对较大尺寸向突片的自由端处的相对较小尺寸递减的宽度。

可将其半径设置在50b与50a的每个交叉部处，以帮助最小化应力集中。在特定实施例中，该半径在0.2至0.5mm的范围内。

参考图3B，在特定实施例中，突片50b的每一侧与外侧部分50a之间的夹角θ大于90度。通常，锁定构件50被设定尺寸以使外侧部分50a的外径D2最小化。在特定实施例中，该外径为21毫米。

通常，每个突片50b的长度T3小于或等于(T1/2)。已经发现，这有助于防止该锁定构件的各个部分在引擎罩提升机构的操作期间的弯曲或其他非期望的偏转。在特定实施例中，沿着外侧部分50a的表面测量的外侧部分50a的长度T4与沿着突片50b的表面测量的长度T3之和等于5毫米。

图4是根据本文所述的实施例的行人保护系统900的一部分的示意图，该行人保护系统900安装在车辆880中并集成了包括锁定机构的引擎罩提升装置10。在行人保护系统900的此实施例中，安装在车辆上的传感器810检测车辆和行人(未示出)之间的接触。响应于所检测到的这种接触，启动信号被发送至引擎罩提升机构10，从而导致气体发生器启动或以其他方式将加压气体释放到壳体22的内部，以产生活塞杆24从所述壳体的延伸(如前所述)。延伸的活塞杆24然后举升该引擎罩902的后部。引擎罩提升器启动信号可从传感器810发出或从适当地构造的控制器(未示出)发出，该控制器接收来自传感810的车辆-行人接触信号并响应于该接触信号来产生启动信号。

当该引擎罩提升机构被启动时，活塞23及其相关的活塞杆24由于由加压气体或另一适当的机构施加在活塞23上的力而在方向“A”上移动。因为突片50b在活塞杆延伸时沿着活塞杆的延伸方向延伸，当活塞杆在方向“A”上移动时，所述突片的边缘50z容易沿着活塞杆的表面滑动。当活塞23达到完全行程时，活塞凸缘23c邻接壳体的肩部22s，由此，阻止了活塞在方向“A”上的进一步运动。图2B示出了当活塞23到达其在壳体22内的最大行进程度时、在个引擎罩提升机构的延伸状态下的活塞23和活塞杆24。

如果行人在活塞杆从壳体延伸时撞击由活塞杆24支撑的引擎罩的一部分，在方向“B”上作用的回缩力或反力将施加到活塞杆上。在此情况下，随着活塞杆趋向沿方向“B”移动，活塞杆与突片50b的端部之间的摩擦将趋于导致这些突片在方向“B”上变形或偏转。当在方向“B”上施加负载时，由于突片50b接触活塞杆24而产生的摩擦导致固位构件50的峰部平面L被迫抵靠在壳体的肩部22s上，并且该锁定构件50的最外侧边缘被迫进入由保持器基部32a和保持器壁32b限定的角部中。之后，突片50b趋向于在峰部平面L处偏转或枢转，这进一步增大了突片50b和活塞杆之间的摩擦。这些突片继续在方向“B”上偏转，直至产生足够大的摩擦而使引擎罩的移动停止。

由于突片50b在方向“A”上向平面“L”的第一侧L1的偏离或偏转，由这些突片限定的开口50c具有比活塞外径小的直径的事实以及这些突片的边缘在活塞杆的外表面上的紧握效果(如果有的话)，突片50b无法在不沿着它们各自的长度变形的情况下偏转过活塞杆24而到达平面“L”的与L1侧相反的第二侧L2。试图在方向“B”上移动活塞杆24所施加的力将沿着突片50b的长度传递至锁定构件的外侧部分50a，并因此传递至包围该锁定构件50的结构。以此方式，在该引擎罩提升器启动之后，锁定构件50防止或阻止活塞杆在返回到壳体22中的方向上运动。对活塞杆在方向“B”上的运动的阻力可持续，直至沿方向“B”施加至活塞杆的力足以使突片50b塑性变形。

应当理解，上述各种实施例的描述仅用于说明性目的。这样，本文披露的各种结构和操作特征允许进行各种修改，这些修改都未脱离所附权利要求的范围。

Claims (18)

1.一种引擎罩提升机构，包括：

壳体；

活塞杆，所述活塞杆以可移动方式安装在所述壳体中，以便能够从所述壳体在第一方向上延伸；

保持器，所述保持器被固定到所述壳体的外部，以便在所述壳体和所述保持器之间限定空腔；以及

锁定构件，所述锁定构件位于所述空腔中并构造成接触所述活塞杆，以阻止所述活塞杆在与所述第一方向相反的第二方向上的运动。

2.根据权利要求1所述的机构，其中，所述锁定构件包括至少一个突片，所述至少一个突片被构造成：当所述至少一个突片接触所述活塞杆时，所述至少一个突片在所述第一方向上延伸。

3.根据权利要求2所述的机构，其中，所述至少一个突片被构造成使得所述活塞杆在所述第二方向上的移动导致所述至少一个突片在所述第二方向上偏转。

4.根据权利要求2所述的机构，其中，所述锁定构件包括多个突片，所述多个突片被构造成：当所述多个突片接触所述活塞杆时，所述多个突片在所述第一方向上延伸。

5.根据权利要求1所述的机构，其中，所述至少一个突片被构造成能够响应于所述活塞杆在所述第一方向上的移动而朝着所述保持器偏转。

6.一种车辆，其包括根据权利要求1所述的引擎罩提升机构。

7.一种引擎罩提升机构，包括：

壳体；

活塞杆，所述活塞杆以可移动方式安装在所述壳体中并能够从所述壳体延伸；以及

锁定机构，所述锁定机构位于所述壳体的外部，用于阻止所述活塞杆在所述活塞杆的缩回方向上的运动。

8.根据权利要求7所述的机构，其中，所述锁定机构包括锁定构件，所述锁定构件以可操作方式联接到所述壳体，所述锁定构件包括至少一个突片，所述至少一个突片被构造成：当所述至少一个突片接触所述活塞杆时，所述至少一个突片在所述活塞杆从所述壳体的延伸方向上延伸。

9.根据权利要求8所述的机构，其中，所述至少一个突片被构造成：当所述至少一个突片未接触所述活塞杆时，所述至少一个突片在所述活塞杆从所述壳体的延伸方向上延伸。

10.根据权利要求8所述的机构，其中，所述锁定构件限定开口，所述开口被构造成用于在所述开口中收容所述活塞杆，并且

其中，所述至少一个突片被构造成响应于所述活塞杆插入到所述开口中而在所述活塞杆从所述壳体的延伸方向上延伸。

11.根据权利要求8所述的机构，其中，所述锁定机构还包括保持器，所述保持器以可操作方式联接到所述壳体，以便在所述保持器和所述壳体之间形成空腔，并且其中，所述锁定构件位于所述空腔中。

12.根据权利要求11所述的机构，其中，所述保持器中形成有开口，以允许所述活塞杆的一部分穿过所述开口。

13.根据权利要求8所述的机构，其中，所述锁定构件包括多个突片，所述多个突片被构造成：当所述多个突片接触所述活塞杆时，所述多个突片在所述活塞杆的延伸方向上延伸。

14.根据权利要求13所述的机构，其中，所述锁定构件包括环，所述环包括大致径向向内延伸的多个突片。

15.根据权利要求13所述的机构，其中，所述多个突片中的各个突片具有相同的长度。

16.一种车辆，其包括根据权利要求7所述的引擎罩提升机构。

17.一种引擎罩提升机构，包括：

壳体；

活塞杆，所述活塞杆以可移动方式安装在所述壳体中，以便能够从所述壳体在第一方向上延伸；

保持器，所述保持器被固定到所述壳体的外部，以便在所述壳体和所述保持器之间限定空腔；以及

锁定构件，所述锁定构件位于所述空腔中，所述锁定构件包括外侧部分和至少一个突片，所述至少一个突片在所述至少一个突片与所述外侧部分的交叉部处从所述外侧部分延伸，其中，所述外侧部分从所述交叉部处在所述第一方向上延伸，并且所述至少一个突片从所述交叉部处在所述第一方向上延伸以接触所述活塞杆。

18.一种车辆，其包括根据权利要求17所述的引擎罩提升机构。