CN106460884A - 用于烟火致动器的多用途且可调整压力室 - Google Patents

Abstract

一种加压气动致动器(10)包含壳体(12)和以可移动方式定位于所述壳体(12)内的活塞(30)。所述活塞(30)中形成有驱动凹穴(30e)。气体发生器(14)定位于所述活塞(30)的外部并与所述驱动凹穴(30e)流体连通。

Description

用于烟火致动器的多用途且可调整压力室

相关申请的交叉参考

本申请要求2014年5月8日提交的美国临时申请序列号61/990,157号的权益，所述美国临时申请的公开内容以引用方式整体并入本文中。

发明背景

本文中所述实施例涉及线性致动器，并且更具体来说，涉及并入由加压流体驱动的活塞的致动器。

在加压气动致动器中，为满足不同应用所需的不同致动器力要求，经常需要生产或备有多种不同致动器或不同致动器选择，每一致动器被设计成满足特定力要求。另一选择为，在由来自气体发生器的加压气体提供动力的致动器中，经常需要改变给定致动器中的气体发生器以获得经修整以提供生成给定应用所需的致动器力所需的压力的气体发生器。这两种替代选择都是不经济的。因此，关于经济地提供能够产生满足多种不同要求中的任何要求所需的致动力的单个致动器存在持续问题。

发明内容

在本文中所述实施例的一个方面中，提供一种加压气动致动器。所述致动器包含壳体和以可移动方式定位于壳体内的活塞。活塞中形成有驱动凹穴。气体发生器定位于活塞的外部并与驱动凹穴流体连通。

在本文中所述实施例的另一方面中，提供一种加压气动致动器。所述致动器包含壳体和以可移动方式定位于壳体内的活塞杆。膨胀腔延伸到活塞杆中。气体发生器定位于活塞杆的外部并与膨胀腔流体连通。

附图说明

图1显示加压气动致动器在启动之前的条件下的横截面侧视图。

图2显示图1的致动器在启动之后的第一时间点的横截面侧视图。

图3显示图1的致动器在启动之后在晚于第一时间点的第二时间点的横截面侧视图。

图4是根据本文中所述另一实施例的致动器以及相关联活塞和活塞杆的局部横截面视图。

图5是根据本文中所述一实施例的活塞/活塞杆组合的端视图，其显示形成于活塞的末端中的驱动凹穴的构造。

图6是图5的活塞/活塞杆组合的局部横截面视图。

图6A是根据所述另一实施例的加压气动致动器在启动之前的条件下的横截面侧视图。

图7是根据所述另一实施例的加压气动致动器在启动之前的条件下的横截面侧视图。

图8是根据本文中所述一实施例的安装于车辆中并且并入护罩提升装置的行人保护系统的一部分的示意图。

图9A是定位于致动器壳体内的根据本文中所述另一实施例的活塞/活塞杆组合的一部分的示意性横截面侧视图。

图9B是定位于致动器壳体内的根据本文中所述另一实施例的活塞/活塞杆组合的一部分的示意性横截面侧视图。

图9C是定位于致动器壳体内的根据本文中所述另一实施例的活塞/活塞杆组合的一部分的示意性横截面侧视图。

图10A是根据本文中所述另一实施例的活塞/活塞杆组合的示意性横截面侧视图。

图10B是根据本文中所述另一实施例的活塞/活塞杆组合的示意性横截面侧视图。

图10C是根据本文中所述另一实施例的活塞/活塞杆组合的示意性横截面侧视图。

图10D是根据本文中所述另一实施例的活塞/活塞杆组合的示意性横截面侧视图。

图11是根据本文中所述另一实施例的活塞杆的示意性横截面侧视图。

图12是根据本文中所述另一实施例的活塞/活塞杆组合的示意性横截面侧视图。

具体实施方式

除非另外说明，否则在附图的数个视图的描述中相同参考编号指代相同部件。另外，虽然针对本文中所述各种特征结构的尺寸陈述目标值，但应理解，这些值可因例如制造公差等因素而稍微改变，并且还应理解，此类改变在本文中所述实施例的预期范围内。

图1-3显示加压气动致动器在启动之前的条件下(图1)和在启动之后的各种阶段中(图2和图3)的横截面侧视图。致动器10可安装至任何合适装置或机构，并且可以可操作方式联接(经由下文更详细描述的活塞杆50)至装置或机构以供将力传递到装置或机构。致动力以下文所述方式响应于加压气体至致动器的壳体中的引入生成。加压气体可生成于壳体内(例如，通过并入到壳体中的气体发生器)，或者气体可从与壳体内部流体连通的外部气体源引入到壳体中。如本文中所述的致动器的一个可能应用是提升机动车辆的护罩的一部分。

在图1-3中所示的实施例中，致动器10具有壳体12、以可滑动方式定位于壳体内的活塞30和附接至活塞从而连同活塞一起移动的活塞杆50。壳体12具有最外侧壳体壁12d，其界定第一末端12a、第二末端12b、壳体12的纵向中心轴L1以及连接第一末端和第二末端的主体12c。壁12d还界定壳体的中空内部12e。在图1-3中所示的实施例中，壳体第一末端12a径向向外扩口以容纳将插入并通过压接、粘合剂附接或任何其它合适方法保持在其中的合适气体发生器14(例如，已知微气体发生器)。另一选择为，气体发生器14可使用任何合适保持方法附接至壳体第一末端。气体发生器14的气体发射部分14a定位于壳体内，以使所生成气体在气体发生器的启动之后流入到壳体内部中。如果期望，可提供合适密封件(例如环氧树脂密封件、o形环密封件或其它密封构件；未显示)来防止或最小化气体发生器14与壳体12之间的所生成气体到壳体的外部的泄漏。在本文中所述实施例中，气体发生器14定位于活塞或活塞/活塞杆组合的外部(即，气体发生器14无任何部分驻留于活塞内(例如，形成于活塞中的腔内))。另外，在本文中所述实施例中，活塞或活塞/活塞杆组合与气体发生器14间隔开。

在图1-3中所示的实施例中，壳体第二末端12b具有被结构化成接纳附接至活塞30的活塞杆50穿过其中的开口12f，活塞30以可滑动方式定位于壳体内部中。开口12f可定大小或以其它方式结构化成当杆的部分通过开口12f移入移出壳体时横向约束或支撑活塞杆50。在图1-3中所示的特定实施例中，端壁12g由壳体12的一部分形成，并且开口12f钻孔或以其它方式形成于壁12g中。

活塞30具有带外壁30b的基部30a。凹槽30c形成于壁30b中并且被结构化成用于在其中接纳O形环40或另一合适弹性气密密封件。按已知方式，O形环40有弹性地以滑动方式接触壳体壁12d的内部表面，从而在活塞30与壁12d之间提供实质上气密密封。当活塞30在O形环40接触壳体壁内部表面的情况下定位于壳体12中时，O形环与壳体壁之间的接触区域在活塞的相对较高压侧P1与活塞的相对较低压侧P2之间界定边界。

在图1-3中所示的实施例中，突出部30d从基部30a延伸。突出部30d被结构化成用于按干涉配合接合(或用于合适附接至)相关联活塞杆50，或者用于以其它方式实现或促进活塞杆50至活塞30的附接。

在图1-3中所示的实施例中，驱动凹穴30e形成于活塞基部30a中。驱动凹穴30e提供驱动工具可插入其中的插口，以供用于组装致动器。驱动凹穴30e具有沿着平行于中心轴L1的轴线从活塞的最接近于气体发生器14的表面30s测量的深度d1。在特定实施例中，界定驱动凹穴30e的壁按六角形构造布置(例如，如图5中所示)从而接合插入到腔中的互补六角形驱动工具以供用于组装致动器。

在特定实施例中，由在给定驱动凹穴或驱动凹穴/膨胀腔构造中界定驱动凹穴30e、250a的壁形成的形状被结构化成对应于该特定驱动凹穴或驱动凹穴/膨胀腔构造(和/或对于该特定驱动凹穴或驱动凹穴/膨胀腔构造是唯一的)。例如，具有如图4中所示结构化的膨胀腔的活塞/活塞杆组合可具有由界定驱动凹穴的壁形成的第一形状(例如，六角形)，而具有如图6中所示结构化的膨胀腔的活塞/活塞杆组合可具有由界定驱动凹穴的壁形成的第二形状(例如，正方形)，其中第二形状不同于第一形状。另外，具有如图7中所示结构化的膨胀腔的活塞/活塞杆组合可具有由界定驱动凹穴的壁形成的第三形状(例如，八角形)，其中第三形状不同于第一形状和第二形状。这使得驱动凹穴或驱动凹穴/膨胀腔构造能够仅使用驱动凹穴外边界形状识别。

在本文中所述实施例中，驱动凹穴的尺寸(包含深度dl)和由凹穴外壁界定的形状由以下因素确定：需要提供足以促进致动器的组装的与互补形状的驱动工具的接合、相邻驱动凹穴中活塞的所期望壁厚度和其它相关因素。如果期望或需要，这些驱动凹穴尺寸可针对多种活塞大小和构造标准化或使其恒定，从而使得单个驱动工具能够用于组装多种类似致动器实施例中的任一致动器实施例。驱动凹穴功能和/或空间要求可限制驱动凹穴尺寸可根据其它设计考虑改变的程度(如果存在)。然而，如果可行，则驱动凹穴构造和尺寸可改变从而改变各种空隙空间(例如如本文中所述的空隙空间100)的体积，并且从而相应地改变致动器的响应或性能特性。

在图1-3中所示的实施例中，可调节或可调整膨胀腔30x形成于活塞30中，从驱动凹穴30e的末端并沿着平行于中心轴L1的轴线延伸距离d2。在本文中所述实施例中，膨胀腔从驱动凹穴的定位成与接近气体发生器14或与气体发生器14流体连通定位的末端相对的末端延伸。膨胀腔与驱动凹穴30e分离并与所述驱动凹穴流体连通。在图1-3中所示的实施例中，膨胀腔30x是与驱动凹穴30e同心的盲孔并终止于接近突出部30d的末端形成的壁30w处。腔30x和壁30w可通过(例如)在方向V上钻取盲孔到活塞30的末端中来界定。因此，膨胀腔30x从活塞表面30s延伸到d1+d2的总深度dT。

在图1-3中所示的实施例中，膨胀腔30x形状为纵向圆柱形并具有恒定半径。然而，如本文中所述的膨胀腔可具有可用于特定应用的任何横截面和/或纵向形状。而且，虽然本文中所述的膨胀腔实施例与相关联驱动凹穴或者与相关联活塞杆或活塞/活塞杆组合同心，但可提供不与这些特征结构中的一个或多个特征结构同心的膨胀腔。

在本文中所述实施例中的任一实施例中，膨胀腔的直径或其它最大外部尺寸可与其相邻的驱动凹穴的最大最外侧尺寸相同、大于其相邻的驱动凹穴的最大最外侧尺寸或小于其相邻的驱动凹穴的最大最外侧尺寸。在图1-3中所示的特定实施例中，膨胀腔30x的直径小于驱动凹穴的最大最外侧尺寸。此条件也显示于图5中，例如，在图5中可见，膨胀腔250b的直径小于驱动凹穴的最大最外侧尺寸(即，由六角形驱动凹穴的交叉扁平部界定的直径相对角落之间的距离M)。

在本文中所述实施例中，驱动凹穴、膨胀腔和壳体内部的在气体发生器的启动之前环绕气体发生器并定位于气体发生器14与活塞之间的部分还组合以界定被结构化成用于在其中容纳由气体发生器14的启动产生的气体发生器燃烧产物的膨胀的室或空隙空间。例如，在图1-3中所示的特定实施例中，驱动凹穴30e、膨胀腔30x和壳体内部的在气体发生器的启动之前环绕气体发生器并定位于气体发生器14与活塞30之间的部分12z还组合以界定被结构化成用于在其中容纳由气体发生器14的启动产生的气体发生器燃烧产物的膨胀的室或空隙空间(通常表示为100)。膨胀腔30x还用于限制并引导所生成气体的膨胀。膨胀到腔30x中的气体推动壁30w以促使活塞在方向V上的移动(图2)。

在本文中所述实施例中，虽然驱动凹穴的形状和尺寸可受到需要接合合适驱动工具的约束，但膨胀腔的形状和/或尺寸可独立于驱动凹穴尺寸控制，并且可被规定从而以本文中所述的方式调节空隙空间的体积或提供相应地调节致动器响应特性所需的所期望空隙空间体积。例如，在图1-3中所示的实施例中，虽然驱动凹穴30e的形状和尺寸可受到需要接合合适驱动工具的约束，但膨胀腔30x的形状和/或尺寸可独立于驱动凹穴尺寸控制，并且可被规定从而以本文中所述的方式调节空隙空间100的体积或提供相应地调节致动器响应特性所需的所期望空隙空间体积。更具体来说，通过独立于(并且无需改变)其它设计参数(例如活塞与气体发生器14之间的间隔、空隙空间将因活塞沿着其行程长度的移动而增大的已知量、气体发生器的输出和/或活塞和/或活塞杆或致动器的总长度)控制膨胀腔的体积，可相应地控制作用于活塞或活塞/活塞杆组合上的压力(并且因此，由致动器施加的所产生力)。例如，如果膨胀腔的体积相对较小，则可用于所生成气体的膨胀的空间将相对较少，并且作用于活塞上的压力将相对较大。相反，如果膨胀腔的体积相对较大，则可用于所生成气体的膨胀的空间将相对较大，并且作用于活塞上的压力将相对较低。而且，致动器力或响应通过改变膨胀腔和/或驱动凹穴的体积被调整或调节的能力使得所述响应能够在不必改变气体发生器输出的情况下被控制。因此，可使用具有单个气体输出的气体发生器提供大范围的致动器响应。

在活塞30的制作期间，膨胀腔30x的深度d2可调节至多种所期望值中的任一者，以便在致动器的启动之前相应地增大或减小膨胀腔30x的体积、并且因此空隙空间100的总体积。深度d2可受到例如活塞的总长度、深度d1的尺寸和突出部30d的末端处活塞的所期望壁厚度等因素的限制。因此，可用于容纳燃烧产物的膨胀的空隙空间100的总启动前体积可独立于控制膨胀腔30x的总体尺寸(包含深度d2)控制。

针对给定气体发生器输出提供所期望活塞致动压力范围所需的空隙室体积可使用已知方法通过实验分析地和/或反复地确定。

在特定实施例中，活塞外壁30b的最小厚度为2毫米。

在特定实施例中，活塞壁30w的最小厚度为1毫米。

活塞杆50是通过其致动器力传递到与活塞杆对准的元件(例如，车辆(未显示)的护罩的一部分)的机构。活塞杆50具有附接至活塞从而连同活塞一起移动的第一末端50a。与第一末端相对的第二末端50b可被构造成用于附接至致动器力传递至其的元件或机构(或者促进与致动器力传递至其的元件或机构接触)。在图1-3中所示的实施例中，活塞杆50为中空的。另一选择为，活塞杆(或其长度的一部分)可为实心，如图4和图7中所示。活塞杆还可具有适于特定应用或特定应用所需的任何特定长度、直径、形状和/或其它特性。

在本文中所述实施例中，活塞杆可由金属材料、聚合物材料或者任何其它合适材料或若干合适材料形成。

在特定实施例中，活塞杆由中空壳或管形成。壳可由金属材料或任何其它合适材料形成。任一膨胀腔的各种部分然后通过当壳定位于合适模具或夹具中时并且在界定所期望膨胀腔的管芯或插入物(未显示)定位于壳内部内之后将合适可流动填充材料(例如，聚合物)注入到壳内部中(例如，通过形成于壳壁中的开口)而形成于壳的内部内侧。在填充材料的注入之后，移除管芯，从而留下膨胀腔。此程序实现对膨胀腔的体积的较大程度的控制。

例如，如图11、图9A和图9C中所示，活塞杆751包含中空壳或管752。壳752可由金属材料或任何其它合适材料形成。膨胀腔750b的各种部分(例如，如图11中所示的部分750b-1和750b-2)然后通过在形成环形气室602并界定(在其移除后)所期望膨胀腔的管芯或插入物(未显示)定位于壳内部内之后将合适可流动填充材料600(例如，聚合物)注入到壳内部中而形成于壳752的内部内侧。在填充材料600用以填充气室的注入之后，移除管芯，从而在管内侧留下环形套筒，所述套筒包含形成膨胀腔750b的室。此程序实现对膨胀腔的体积的较大程度的控制。

可流动填充材料可包括(例如)聚合物熔体、未固化和可固化聚合物材料或任何其它合适材料。合适材料的一个实例是ABS材料，其是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的已知共聚物。ABS材料可从多种已知来源中的任一者获得，例如，从密歇根州湖口镇的Premier PlasticResins公司。这些材料的性质在(例如)http://www.absmaterial.com/加以论述。其它合适材料是各种配方或等级的液晶聚合物(LCP)材料，其可(例如)从明尼苏达州威诺那的RTP公司获得。这些材料的性质在(例如)http://www.rtpcompany.com/contact/加以论述。所用特定材料可按照制造商或经销商推荐处理并冷却或固化。

在图11、图9A和图9C中所示实施例的另一方面中，一种产品可由形成致动器的方法制成，所述方法包括如下步骤：提供中空管；将至少一个管芯插入管内从而在管与管芯之间界定环形气室；将填充材料定位于环形气室内，从而形成由填充材料形成并在其中界定室的环形套筒；以及将管芯从室移除。

在用填充材料填充管之后，驱动凹穴可定位成与形成膨胀腔的室流体连通。驱动凹穴可形成(例如)在可附接至管或可附接至填充材料的驱动凹穴附接件中。

定位填充材料的步骤可包含如下步骤：提供包括聚合物熔体的填充材料；将聚合物熔体插入环形气室内；以及冷却聚合物熔体以形成聚合物套筒以便在聚合物套筒内界定室。

另一选择为，定位填充材料的步骤可包含如下步骤：提供包括未固化聚合物材料的填充材料；将未固化聚合物材料插入环形气室内；以及固化聚合物材料以形成聚合物套筒以便在聚合物套筒内界定室。

所述方法可包含如下额外步骤：提供致动器壳体；将活塞杆定位于壳体内；以及将气体发生器固定于壳体内从而在气体发生器与壳体之间形成气密密封，并且使得气体发生器与室流体连通。

在本文中所述实施例中，某些设计参数的值(例如气体发生器的尺寸、活塞与气体发生器14之间的间隔和活塞30或致动器10的总长度)可由例如所期望活塞杆行程长度、致动器的可允许封套大小和其它相关因素等因素确定或约束。这些因素可限制活塞与气体发生器之间的间隔和活塞/活塞杆或致动器的总长度可改变的程度(如果存在)。然而，如果可行，则活塞与气体发生器之间的间隔可改变从而改变各种空隙空间(例如如本文中所述的空隙空间100)的体积，并且从而相应地改变如先前所述的致动器的响应或性能特性。

参见图4，在致动器和活塞的特定实施例中(例如实施例110并且还在图6、图6A和图7中所示的实施例中)，如先前所述的活塞130和活塞杆52作为单个部件形成到活塞/活塞杆组合150中。以类似于先前所述实施例中的驱动凹穴30e、膨胀腔30x和壁30w的方式，活塞/活塞杆150具有驱动凹穴150a和从驱动腔的末端延伸并终止于壁150c中的膨胀腔150b。膨胀腔从驱动凹穴的定位成与接近气体发生器14定位的末端相对的末端延伸。壁150c可通过(例如)在方向V上钻取盲孔到活塞150的末端中来界定。膨胀到膨胀腔150b中的气体推动壁150c以促使活塞150在方向V上的移动(图2)。

活塞/活塞杆150以可滑动方式定位于壳体内部12e内。活塞130具有带外壁130b的基部130a。凹槽130c形成于壁130b中并且被结构化成用于在其中接纳O形环40或另一合适弹性气密密封件。按已知方式，O形环40弹性地以滑动方式接触壳体壁12d的内部表面，从而在活塞130与壁12d之间提供实质上气密密封。当活塞130在O形环40接触壳体壁内部表面的情况下定位于壳体12中时，O形环与壳体壁之间的接触区域在活塞的较高压侧P1与活塞的较低压侧P2之间界定边界，如先前所述。

驱动凹穴150a具有沿着平行于中心轴L1的轴线从活塞/活塞杆150的最接近于气体发生器14的末端表面150s测量的深度dd1。膨胀腔150b具有也沿着平行于中心轴L1的轴线从驱动凹穴150a的末端测量的深度dd2。膨胀腔150b还从末端表面150s延伸到为dd1+dd2＝ddT的总深度。

驱动凹穴150a、膨胀腔150b和壳体内部的环绕气体发生器并定位于气体发生器14与活塞30之间的部分112z还组合以界定在其中接纳由气体发生器14的启动产生的气体发生器燃烧产物的膨胀的室或空隙空间(通常表示为200)。膨胀腔150b还用于限制并引导所生成气体的膨胀。膨胀到腔150b中的气体推动壁150c以促使活塞在方向V上的移动(图2)。

如关于先前所述实施例所述，在活塞/活塞杆150的制作期间，膨胀腔150b的尺寸(包含深度dd2)可独立于影响空隙空间体积的其它设计参数调节。膨胀腔尺寸可改变为多种所期望值中的任一者以在致动器的启动之前相应地增大或减小膨胀腔150b的体积、并且因此空隙空间200的总体积。例如，深度dd2可受到例如活塞的总长度和深度dd1的尺寸等因素限制。

因此，如先前所述，可用于容纳燃烧产物的膨胀的图4的空隙空间200的总启动前体积(并且因此，作用于活塞上的压力)可通过独立于影响空隙空间体积的其它参数控制膨胀腔150b的总体尺寸(包含深度dd2)来控制。而且，如果可行，并且如先前所述，则可改变空隙空间的其它组成部分(例如驱动凹穴150a的总体尺寸(包含深度dd1)和/或活塞/活塞杆150与气体发生器14之间的初始间隔)以帮助调节气体接纳空隙空间的总体积。

在特定实施例中，封闭驱动凹穴150a或膨胀腔150b的活塞/活塞杆150的最小壁厚度为2毫米。

参考图5、图6和图6A，在特定实施例中并且如先前所述，如先前所述的活塞230和活塞杆252作为单个部件形成到活塞/活塞杆组合250中。活塞/活塞杆250具有具有壁251和深度dd1的驱动凹穴250a和从驱动凹穴的末端延伸的膨胀腔250b。膨胀腔250b从驱动凹穴的定位成与接近气体发生器14定位的驱动凹穴末端相对的末端延伸。在此实施例中，活塞/活塞杆250从驱动凹穴的末端到活塞杆的与驱动凹穴末端相对的末端一直中空。膨胀腔250b沿着活塞杆252的长度从驱动凹穴的末端延伸，以接近活塞杆的定位成与接合至活塞230的末端相对的末端252e。插塞或帽盖300固定于活塞杆末端252e中从而在插塞与活塞杆之间形成实质上气密密封，从而俘获由气体发生器的启动生成的膨胀气体并界定膨胀腔的边界。膨胀到膨胀腔250b中的气体推动插塞300以促使活塞/活塞杆250在方向V上的移动(图2)。

在图6和图6A中所示的特定实施例中，膨胀腔250b使用在活塞杆的第一末端与第二末端之间延伸的连续腔形成。膨胀腔250b具有第一部分250b-1和相邻于部分250b-1并与部分250b-1流体连通的第二部分250b-2。各种膨胀腔部分可例如通过按已知方式钻出一块棒料的若干部分或通过任何其它合适方法形成。腔第一部分250b-1从如先前所述的驱动凹穴的末端朝向活塞杆的插入端延伸第一距离v1。在插塞300固定于活塞杆中的情况下，腔第二部分250b-2从腔第一部分250b-1的末端到插塞300与活塞杆形成密封的位置延伸第二距离v2。因此，膨胀腔250b的总长度为v1+v2＝vT。驻留于活塞和活塞杆内的空隙空间总长度则为vT+d_驱动(驱动凹穴250a的长度)＝vTT。

在图6和图6A中所示的实施例中，膨胀腔部分250b-1和250b-2中的任一者的直径或最外侧尺寸可大于或小于膨胀腔部分250b-1和250b-2中的另一者的直径或最外侧尺寸。在图6和图6A中所示的特定实施例中，膨胀腔第一部分250b-1的直径小于膨胀腔第二部分250b-2的直径。然而，腔部分250b-1和250b-2的长度和直径(或最外侧尺寸)两者可如先前所述独立于其它设计参数调节，从而根据特定应用的要求提供总空隙空间体积。

在类似于图6和图6A中所示实施例的另一特定实施例中，膨胀腔使用具有恒定直径或最外侧尺寸的连续腔形成，从而从驱动凹穴的末端一直延伸到活塞杆的第二末端。在此实施例中，活塞/活塞杆250从驱动凹穴的末端到活塞杆的与驱动凹穴末端相对的末端一直中空。

在类似于图6和图6A中所示实施例的另一特定实施例中，膨胀腔部分250b-1和250b-2中的至少一者沿着所述腔部分的轴向长度的至少一部分渐细。此构造提供对膨胀腔部分的预先确定的长度内膨胀腔体积的额外控制灵活性。图10A-10D显示渐细膨胀腔部分的各种构造。这些实施例通常类似于图4和图6A中所示的实施例，并在本文中另有描述。还涵盖其它构造。

在图10A中，活塞/活塞杆组合350具有驱动凹穴350a和膨胀腔350b，如先前所述。膨胀腔350b还具有形成于其末端处的渐细部分350t。

在图10B中所示的实施例中(其类似于图10A中所示的实施例)，活塞/活塞杆组合350具有驱动凹穴350a和膨胀腔第一部分350b。膨胀腔还具有形成于膨胀腔部分350b的末端处的渐细部分350c和从渐细部分350c延伸并延续到活塞杆的末端的额外膨胀腔部分350f。

在图10C中所示的实施例中，活塞/活塞杆组合350具有驱动凹穴350a和膨胀腔第一部分350b。膨胀腔还具有形成于膨胀腔部分350b的末端处的渐细部分350c和从渐细位置350c延伸的额外渐细部分350t。额外膨胀腔部分350f从第二渐细部分350t延伸并延续到活塞杆的末端。

在图10D中所示的实施例中，活塞/活塞杆组合350具有驱动凹穴350a和膨胀腔第一部分350b。膨胀腔还具有从第一部分350b延伸并延续到活塞杆的末端的渐细部分350r。

此外，如果可行，并且如先前所述，则可改变空隙空间的其它组成部分(例如总体尺寸(包含驱动凹穴250a的深度dd1)和/或活塞/活塞杆250与气体发生器14之间的初始间隔)以帮助调节气体接纳空隙空间的总体积。

在图7中所示的实施例中，活塞/活塞杆组合仅包含驱动凹穴250a，并且省略单独膨胀腔。活塞杆252具有相邻驱动凹穴250a的实心部分260a和中空部分260b(例如，提供以减小部件重量)，中空部分260b从中空部分的末端延伸到活塞杆的末端(活塞杆的定位成与接合至活塞230的末端相对的末端252e)。在此实施例中，调节驱动凹穴的体积以控制致动器响应(即，驱动凹穴单独充当膨胀腔)。在需要时对驱动凹穴体积进行小调节的能力使得能够对致动器响应进行相应地小调节，而无需提供中空活塞轴。

在特定实施例中，驱动凹穴并入到与活塞和活塞杆分开形成的驱动凹穴附接件中。驱动凹穴附接件使用焊接、粘合剂施用、螺纹连接或任何其它合适方法附接至活塞或活塞杆。

例如，在图9B中所示的特定实施例中，驱动凹穴730e形成于与活塞杆750分开形成并使用焊接、粘合剂施用或任何其它合适方法附接至活塞杆的驱动凹穴附接件730中。在此实施例中，驱动凹穴附接件730实质上充当活塞，并且活塞杆750的附接件730固定至其的部分为实心。

在图9A中所示的特定实施例中，驱动凹穴731e形成于与活塞杆751分开形成并使用焊接、粘合剂施用或任何其它合适方法附接至活塞杆的驱动凹穴附接件731中。在此实施例中，驱动凹穴附接件731实质上充当活塞。附接件731包含延伸到界定膨胀腔的一部分的活塞杆的中空部分750b中的突出部731p，以帮助将附接件731定位并固定到活塞杆。

在图9C中所示的特定实施例中，驱动凹穴731e形成于驱动凹穴附接件731中，其类似于图9A中所示的驱动凹穴附接件。在此实施例中，膨胀腔邻近驱动凹穴的部分750b由按已知方式(例如，通过形成于壳的壁中的开口)引入到活塞杆751的中空部分中的填充材料600界定(如本文中别处所述)。

将驱动腔并入到与活塞和活塞杆分开形成的部件中使得膨胀腔相邻驱动凹穴的部分能够形成为具有大于驱动凹穴的直径或最外侧尺寸的直径或最外侧尺寸。

图12是根据本文中所述的另一实施例的活塞/活塞杆组合的示意性横截面侧视图。在此实施例中，膛孔或通道349延伸穿过活塞杆的长度和/或穿过活塞330的一部分。膨胀室350b通过沿着膛孔349将插塞990插入并固定到所期望位置而形成，从而提供膨胀室的对应所期望体积。插塞990被构造和/或固定至活塞杆，以便在插塞与膛孔的壁之间形成实质上气密密封。插塞可与膛孔壁形成干涉配合，或插塞可使用任何其它合适方法固定于适当位置。插塞990在图12中显示为相对于活塞/活塞杆组合的末端插入至位置p1，从而界定膨胀腔的极限并提供具有第一预先确定的体积的膨胀腔。然而，如果期望，插塞可替代地插入到膛孔349中至位置p2从而提供具有不同于第一体积的第一预先确定的体积的膨胀腔。插塞990可由任何合适材料形成。沿着膛孔349的长度将插塞990定位于任何所期望位置处的能力提供对膨胀室体积的大控制程度。

图8是根据本文中所述一实施例的安装于车辆880中并且并入利用或包括包含可调节膨胀腔的致动器10的护罩提升装置的行人保护系统900的一部分的示意图。在行人保护系统900的此实施例中，车载传感器810检测车辆与行人(未显示)之间的接触。响应于此检测到的接触，启动信号发送到护罩提升机构10，从而导致气体发生器的启动或以其它方式将加压气体释放到壳体12的内部中以产生活塞杆50从壳体的延伸，如先前所述。延伸的活塞杆50然后升高车辆护罩902的一部分。护罩提升器启动信号可从传感器810或从经适当构造的控制器(未显示)发送，所述控制器从传感器810接收车辆行人接触信号并响应于此生成启动信号。

如此描述本发明的实施例，但显而易见，本发明的实施例可按许多方式改变。此类改变不将视为背离本发明的精神和范围，并且如所属领域的技术人员将理解的所有此类修改意图包含在以下权利要求书的范围内。

Claims (26)

1.一种加压气动致动器，其包括：

壳体；

活塞，其以可移动方式定位于所述壳体内，所述活塞中形成有驱动凹穴；以及

气体发生器，其定位于所述活塞的外部并与所述驱动凹穴流体连通。

2.根据权利要求1所述的致动器，其还包括从所述驱动凹穴的末端延伸的膨胀腔。

3.根据权利要求2所述的致动器，其中所述膨胀腔具有小于所述驱动凹穴的最大径向最外侧尺寸的直径。

4.根据权利要求2所述的致动器，其中所述膨胀腔包括盲孔。

5.根据权利要求2所述的致动器，其还包括联接至所述活塞从而与所述活塞一起移动的活塞杆，并且其中所述膨胀腔从所述驱动凹穴的所述末端延伸到所述活塞杆中。

6.根据权利要求11所述的致动器，其中所述活塞杆具有从所述杆的第一末端到所述杆的与所述第一末端相对的第二末端延伸穿过其中的连续通道。

7.根据权利要求6所述的致动器，其中所述连续通道具有具有第一直径的第一部分和具有不同于所述第一直径的第二直径的第二部分。

8.根据权利要求11所述的致动器，其中所述膨胀腔包含具有第一直径的第一部分和具有不同于所述第一直径的第二直径的第二部分。

9.根据权利要求11所述的致动器，其中所述连续通道沿着所述通道的整个长度具有恒定直径。

10.根据权利要求2所述的致动器，其中界定所述驱动凹穴的壁形成对应于所述致动器的驱动凹穴/膨胀腔构造的形状。

11.一种加压气动致动器，其包括：

壳体；

活塞杆，其以可移动方式定位于所述壳体内；

膨胀腔，其延伸到所述活塞杆中；以及

气体发生器，其定位于所述活塞杆的外部并与所述膨胀腔流体连通。

12.根据权利要求11所述的致动器，其中所述膨胀腔沿着所述腔的轴向长度的至少一部分渐细。

13.根据权利要求2所述的致动器，其中所述膨胀腔沿着所述腔的轴向长度的至少一部分渐细。

14.根据权利要求5所述的致动器，其中所述驱动凹穴而非所述膨胀腔并入到形成为与所述活塞分离并且可附接到所述活塞或活塞杆的部件的驱动凹穴附接件中。

15.根据权利要求2所述的致动器，其中所述膨胀腔的最外侧尺寸大于所述驱动凹穴的最外侧尺寸。

16.根据权利要求2所述的致动器，其中所述驱动凹穴并入到形成为与所述膨胀腔分离的部件的驱动凹穴附接件中。

17.根据权利要求5所述的致动器，其中所述驱动凹穴并入到形成为与所述活塞杆分离并且可附接到所述活塞杆的部件的驱动凹穴附接件中。

18.根据权利要求11所述的致动器，其还包括插入所述气体发生器与所述膨胀腔之间的驱动凹穴。

19.根据权利要求5所述的致动器，其中所述活塞杆包括金属外壳和定位于所述外壳的内部中的至少一个聚合物部分。

20.根据权利要求11所述的致动器，其中所述活塞杆包括金属外壳和定位于所述外壳的内部中的至少一个聚合物部分。

21.根据权利要求11所述的致动器，其还包括可在所述活塞杆内定位于预先确定的位置处从而界定所述膨胀腔的极限的插塞。

22.一种由形成致动器的方法制成的产品，所述方法包括如下步骤：

提供中空管；

将至少一个管芯插入所述管内从而在所述管与所述管芯之间界定环形气室；

将填充材料定位于所述环形气室内，从而形成在其中界定室的填充材料的套筒；以及

将所述管芯从所述室移除。

23.根据权利要求22所述的产品，其中所述方法还包括在所述管的第一末端处提供与所述室流体连通的驱动凹穴的步骤。

24.根据权利要求22所述的产品，其中所述定位步骤包括如下步骤：

提供包括聚合物熔体的填充材料；

将所述聚合物熔体插入所述环形气室内；以及

冷却所述聚合物熔体以形成聚合物套筒以便在所述聚合物套筒内界定所述室。

25.根据权利要求22所述的产品，其中所述定位步骤包括如下步骤：

提供包括未固化聚合物材料的填充材料；

将所述未固化聚合物材料插入所述环形气室内；以及

固化所述聚合物材料以形成聚合物套筒以便在所述聚合物套筒内界定所述室。

26.根据权利要求22所述的产品，其中所述方法还包括如下步骤：

提供致动器壳体；

将所述活塞杆定位于所述壳体内；以及

将气体发生器固定于所述壳体内从而在所述气体发生器与所述壳体之间形成气密密封，并且使得所述气体发生器与所述室流体连通。