JP2007192405A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】歩行者との衝突がセンサによって感知された場合に、ピストンロッドによって自動車のボンネットを持ち上げることができ、歩行者がボンネットに衝突する際の勢いを和らげることのできるアクチュエータであって、簡単に組み立てることができ、容易に取り付けできるものを提供する。
【解決手段】アクチュエータは、一方の端部が閉じたシリンダ（１）を有し、このシリンダの内部において、シリンダ内壁（６）に対して密封されたピストン（３）が、シリンダ内部空間を作業室（７）と副作業室（８）とに分割するように摺動可能に配置される。ピストンは一方向的なピストンロッド（９）を有し、このピストンロッドは副作業室を貫通するとともに、シリンダの第２端部から突出する。アクチュエータは、点火装置によって点火可能な爆発装置またはガス発生装置（２２）を有し、この装置によって、ピストンを圧縮ガスの圧力により外方方向に作動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一方の端部が閉じたシリンダと点火装置によって点火可能な爆発装置とを有するアクチュエータであって、前記シリンダの内部において、シリンダ内壁に対して密封されたピストンが、シリンダ内部空間を作業室と副作業室とに分割するように摺動可能に配置され、ピストンが一方向的なピストンロッドを有し、このピストンロッドは副作業室を貫通するとともに、シリンダの第２端部から突出し、前記爆発装置によって、ピストンを圧縮ガスの圧力により外方方向に作動させることができるアクチュエータに関する。

このようなアクチュエータとしては、その作業室においてアクチュエータを作動させるための小さな発火カートリッジを点火させ、これによってピストンを押し出すガスを発生させるものが既知である。

このようなアクチュエータは、例えば、歩行者との衝突がセンサによって感知された場合に、そのピストンロッドを用いて自動車のボンネットを持ち上げることができる。これによって、歩行者がボンネットに衝突する際の勢いが和らぐ。

本発明の課題は、上記のような種類のアクチュエータであって、簡単に組み立てることができ、容易に取り付けできるものを提供することにある。

本発明によれば、この課題は、爆発装置をピストンの内部またはピストンに配置し、制御線を、爆発装置から、耐圧密封された状態でピストンロッドの内部の軸線方向貫通孔を通して、シリンダの外部に配置された点火装置の作動装置にまで導くことによって解決される。

このような構成により、ピストンを爆発装置およびその付属物と一緒に組立品として予め組立て、その後シリンダの内部に差し込むことができる。これにより、シリンダの内部における爆発装置の複雑な組立て過程を省略することができる。

制御線を軸線方向貫通孔に全体的または部分的に充填されたシーリング材によって耐圧密封することによって、制御線の耐圧構造を特に簡単に製造することができる。

制御線を可撓性のケーブルにすることができる。

さらに、制御線の、シリンダから突出する端部に、作動装置と伝達可能に接続するためのプラグコネクタを設けることによって、既製の取り付け可能な組立品を得ることができる。

作業室を副作業室に対して密封するために、ピストンにおいて、その周方向に延在する外面に周方向に延在する環状溝を設け、この環状溝に封止リングを嵌め込み、この封止リングを付勢させた状態でシリンダ内壁に当接させることができる。

ピストンロッドをシリンダの第２端部から密封を保ったまま突出させると好適であり、ピストンロッドに封止および／または案内ユニットを貫通させ、シリンダの第２端部から突出させることによって、このような密封およびピストンロッドの案内を簡単なやり方で実現することができる。

速い速度に加速したピストンがその外方移動の終了時に激しく衝突するのを防止するため、外方移動路の末端において、緩衝装置によってピストン移動の衝撃を和らげることができる。

作業室を副作業室と１以上の結合部によって結合し、または結合可能にすることによって、このような緩衝装置を簡単なやり方で形成することができる。

ピストンが外方移動するに従ってガスが徐々に作業室から副作業室に流入し、これによって次第に強力化する緩衝クッションが形成される。

同時に、結合部によって移動速度の制御を行うことができる。

結合部は、例えばピストンの内部において、ノズル孔として構成することができる。

しかし、シリンダ内壁の内部において軸線方向に形成した溝を結合部とすることもできる。

この溝がシリンダの第２端部に向かうに従って狭まる横断面を有する場合、ピストンが外方に移動するにつれて結合部の弁面積が減少し、従って、外方移動の衝撃緩和が次第に強まる。

前記溝によってシリンダの内部におけるピストンの軸線方向移動の全体にわたって作業室を副作業室と結合させることにより、作業室と副作業室との結合が外方移動の初期の時点ですでに形成され、外方移動が最初から副作業室において形成された圧縮クッションによって緩衝される。

しかし、前記溝によってシリンダの内部におけるピストンの第２移動にわたって作業室を副作業室と結合させることにより、まずピストンの非常に高い加速がもたらされる。溝に到達した後に初めてガスが副作業室の内部に流入し、この場所に衝撃を和らげるガスクッションを形成する。

結合部に絞り弁状の横断面を設けることができる。

ピストンおよびピストンロッドが外方摺動位置に到達した後に副室を漸次的に排気するため、ピストンロッドが、ピストンに近接するその端部領域において、ピストンとは遠方の領域におけるよりもより小さい直径を有するようにすることができる。

これによって、少なくともピストンロッドが大きく外方に移動した際に、シリンダの第２端部における封止がガスを堰き止められなくなるとともに、外部に到達する。従って、ピストンおよびピストンロッドが最大外方位置に到達した後、短い時間の経過後すぐに、僅少な力によってこれらを再度その内方の終了位置に移動させることができる。

第１の基本的な形状として、作業室を分離壁によって高圧の圧縮ガスを含む圧縮空間から分離することができ、この場合、爆発装置を点火することによって、作業室から圧縮空間に至る通路を開放することができる。

比較的大きな横断面を有する通路が開放された後、圧縮ガスが即座にピストンを押圧するとともに、その外方位置に移動させる。

あるいは、通路を爆発装置によって開放可能なバルブのバルブ通路とすることができる。

しかし、分離壁の領域を破壊することによって通路を形成すると、付加的な部品が必要ないため特に簡単である。

さらに、分離壁に、通路を形成するため爆発装置を点火することによって破壊可能な壁厚の薄い領域を設けることができる。

破壊力を主に壁厚の薄い領域に集中させるために、好適には分離壁に作業室に向かって開いたなべ状の凹部を設け、その底部領域に分離壁の壁厚の薄い領域を形成させ、ピストンに配置された爆発装置をこの凹部の内部に突出させる。

作業室を圧縮空間から簡単に密封するため、密封を保ったまま分離壁をシリンダの内部に堅固に配置し、シリンダ内部空間に、分離壁の作業室とは逆側において圧縮空間を形成させることができる。

さらに、分離壁において、その周方向に延在する外面に周方向に延在する環状溝を設け、この環状溝に封止リングを嵌め込み、この封止リングを付勢させた状態でシリンダ内壁に当接させると好適である。

圧縮空間に高圧の窒素を充填すると特に好適である。

別の基本的な形状として、爆発装置を爆発式ガス発生装置とし、このガス発生装置をピストンの作業室に対向する側に配置することができる。

ガス発生装置を点火すると、この装置は作業室の内部に放出される駆動ガスを発生させ、この駆動ガスはピストンを押圧し、外方方向に加速させる。

部品スペースを節約するとともに、爆発式ガス発生装置の位置決めを簡単にするために、爆発式ガス発生装置の全体または一部をピストンの作業室に向かって開いたなべ状の凹部の内部に配置することができる。

本発明の実施例を図面に示すとともに、以下で詳細に説明にする。

図面に示すアクチュエータはシリンダ１を有し、このシリンダ１はその端部が底部２によって閉鎖される。

シリンダ１の内部にはピストン３が摺動可能に配置され、このピストン３は、その周方向に延在する外面において周方向に延在する環状溝４を有し、この環状溝４の内部に封止リング５が嵌め込まれ、この封止リング５は付勢された状態でシリンダ内壁６に当接する。

ピストン３は、シリンダ１を作業室７と副作業室８とに分離する。

一方の端部がピストン３に固定されたピストンロッド９は、同軸状に副作業室８を貫通し、シリンダ１の第２端部から密封を保ったまま突出する。

さらに、案内および密封のために、ピストンロッド９はシリンダ１の第２端部においてこのシリンダ１に堅固に嵌め込まれた封止・案内ユニット１０を貫通する。

ピストン３およびピストンロッド９は、定常状態では、引っ込められた初期位置にある。

作業室７は、シリンダ内壁６に形成された溝１１によって副作業室８と連通可能であり、この溝１１は、ピストン３の外方移動の第２部分にわたって延在する。

溝１１の横断面は、シリンダ１の第２端部に向かうに従って狭まる。

図２の実施例では、シリンダ１の内部に分離壁１２が基本的に堅固に配置され、この分離壁１２は、その周方向に延在する外面において周方向に延在する溝１３を有し、この溝１３の内部に封止リング１４が嵌め込まれ、この封止リング１４は付勢された状態でシリンダ内壁６に当接する。

分離壁１２によって、作業室７は圧縮空間１５から分離され、この圧縮空間１５はシリンダ１の内部において底部２と分離壁１２との間に形成されるとともに、窒素のようなガスが高圧の状態で充填される。

分離壁１２は、高圧ガスによって、その周方向に延在する端縁が、周方向に延在しシリンダ内部に突出する溝穴１６に保持される。

分離壁１２の内部において、なべ状の、作業室７に向かって開いた凹部１７が中央に形成され、その底部領域１８は薄い壁厚を有する。

双方の実施例において、ピストンロッド９は軸線方向貫通孔１９を有し、制御線を形成する可撓性のケーブル２０がこの貫通孔１９を貫通し、このケーブル２０の外方に突出する端部にプラグコネクタ２１が配置され、ケーブル２０はこのプラグコネクタ２１によって図示しない作動装置に接続される。

軸線方向貫通孔１９に充填されたシーリング材２７によって、この貫通孔１９が密封される。

図１に示す実施例において、ケーブル２０のシリンダ内部に突出する端部はガス発生装置２２に接続され、このガス発生装置２２は、ピストン３の作業室７に向かって開いたなべ状の凹部２３に配置される。

ガス発生装置が作動装置によって点火されると、作業室に瞬時に流入する駆動ガスが発生し、この駆動ガスはピストン３およびピストンロッド９を外方方向に押圧するとともに、外方位置に移動させる。ピストン３の封止リング５が溝１１の領域に到達すると、駆動ガスが次第に溝１１を通って作業室７から副作業室８の内部に流入するとともに、ピストン３の外方移動が妨害され、従って、衝撃を和らげるガスクッションが形成される。

図１に示すピストン３が外方位置に到達すると、ピストンロッド９のピストンに近接するより直径の小さい端部領域２４によって、副作業室の外部に対する短絡が生じ、副作業室８および作業室７の内部における圧力が直ちに低下し、従って、ピストン３およびピストンロッド９を再度容易にその初期位置に移動させられるようになる。

図２に示す実施例において、ケーブル２０のシリンダ内部に突出する端部は爆発装置２５に接続され、この爆発装置２５は、ピストン３のなべ状凹部２６の内部に配置されるととともに、分離壁１２の凹部１７の内部に突出する。

爆発装置２５を作動装置によって点火と、爆発装置は凹部１７の底部領域１８を破壊し、従って、横断面の大きい通路が形成され、この通路を通って高圧ガスが圧縮空間１５から作業室７の内部に流入し、ピストン３およびピストンロッド９が瞬時にその外方位置に移動することができる。

溝１１の機能は、図１に示す実施例の場合と同様である。

アクチュエータの第１実施例の縦断面図である。 アクチュエータの第２実施例の縦断面図である。

符号の説明

１ シリンダ
２ 底部
３ ピストン
４ 環状溝
５ 封止リング
６ シリンダ内壁
７ 作業室
８ 副作業室
９ ピストンロッド
１０ 封止・案内ユニット
１１ 溝
１２ 分離壁
１３ 溝
１４ 封止リング
１５ 圧縮空間
１６ 溝穴
１７ 凹部
１８ 底部領域
１９ 軸線方向貫通孔
２０ ケーブル
２１ プラグコネクタ
２２ ガス発生装置
２３ 凹部
２４ 端部領域
２５ 爆発装置
２６ なべ状凹部
２７ シーリング材

Claims (25)

1. 一方の端部が閉じたシリンダを有し、このシリンダの内部において、シリンダ内壁に対して密封されたピストンが、シリンダ内部空間を作業室と副作業室とに分割するように摺動可能に配置され、前記ピストンが一方向的なピストンロッドを有し、このピストンロッドは前記副作業室を貫通するとともに、前記シリンダの第２端部から突出し、
   点火装置によって点火可能な爆発装置を有し、この爆発装置によって、前記ピストンを圧縮ガスの圧力により外方方向に作動させることができるアクチュエータにおいて、
   前記爆発装置が前記ピストンの内部または前記ピストンに配置され、制御線が、前記爆発装置から、耐圧密封された状態で前記ピストンロッドの内部の軸線方向貫通孔を通って、前記シリンダの外部に配置された前記点火装置の作動装置に導かれることを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記制御線が、前記軸線方向貫通孔（１９）に全体的または部分的に充填されたシーリング材（２７）によって耐圧密封されることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記制御線が可撓性のケーブル（２０）であることを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ。
4. 前記制御線の前記シリンダ（１）から突出する端部が、前記作動装置と伝達可能に接続するためのプラグコネクタ（２１）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
5. 前記ピストン（３）が、その周方向に延在する外面に周方向に延在する環状溝（４）を有し、この環状溝（４）に封止リング（５）が嵌め込まれ、この封止リング（５）が付勢された状態で前記シリンダ内壁（６）に当接することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
6. 前記ピストンロッド（９）が、前記シリンダ（１）の第２端部から密封を保ったまま突出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
7. 前記ピストンロッド（９）が、封止および／または案内ユニット（１０）を貫通して前記シリンダ（１）の第２端部から突出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
8. 前記作業室（７）が、前記副作業室（８）と１以上の結合部によって結合されまたは結合されうることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
9. 前記結合部が前記ピストンの内部に形成されることを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータ。
10. 前記結合部が、前記シリンダ内壁（６）の内部において軸線方向に形成された溝（１１）であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
11. 前記溝（１１）が、前記シリンダ（１）の第２端部に向かうに従って狭まる横断面を有することを特徴とする請求項１０に記載のアクチュエータ。
12. 前記作業室が、前記溝によって、前記シリンダの内部における前記ピストンの軸線方向移動の全体にわたって前記副作業室と結合されることを特徴とする請求項１０または１１に記載のアクチュエータ。
13. 前記作業室（７）が、前記溝（１１）によって、前記シリンダ（１）の内部における前記ピストン（３）の第２移動にわたって前記副作業室（８）と結合されることを特徴とする請求項１０または１１に記載のアクチュエータ。
14. 前記結合部が、絞り弁状の横断面を有することを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
15. 前記ピストンロッドが、前記ピストンに近接するその端部領域（２４）において、前記ピストンとは遠方の領域におけるよりもより小さい直径を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
16. 前記作業室（７）が、分離壁（１２）によって高圧の圧縮ガスを含む圧縮空間（１５）から分離され、前記爆発装置（２５）の点火によって、前記作業室（７）から前記圧縮空間（１５）に至る通路が開放可能であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
17. 前記通路が、バルブの、爆発装置によって開放可能なバルブ通路であることを特徴とする請求項１６に記載のアクチュエータ。
18. 前記通路が、前記分離壁（１２）の領域を破壊することによって形成可能であることを特徴とする請求項１６に記載のアクチュエータ。
19. 前記分離壁（１２）が、壁厚の薄い領域を有し、前記爆発装置（２５）を点火させることによってこの領域を破壊し、前記通路を形成できることを特徴とする請求項１８に記載のアクチュエータ。
20. 前記分離壁（１２）が、なべ状の、前記作業室（７）に向かって開いた凹部（１７）を有し、その底部領域（１８）が前記分離壁（１２）の前記壁厚の薄い領域を形成し、前記ピストン（３）に配置された前記爆発装置（２５）が前記凹部（１７）の内部に突出することを特徴とする請求項１９に記載のアクチュエータ。
21. 前記分離壁（１２）が、密封を保ったまま前記シリンダ（１）の内部に堅固に配置され、前記シリンダ内部空間が、前記分離壁（１２）の前記作業室（７）とは逆側において、前記圧縮空間（１５）を形成することを特徴とする請求項１６〜２０のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
22. 前記分離壁（１２）が、その周方向に延在する外面に周方向に延在する環状溝（１３）を有し、この環状溝（１３）に封止リング（１４）が嵌め込まれ、この封止リング（１４）が付勢された状態で前記シリンダ内壁（６）に当接することを特徴とする請求項２１に記載のアクチュエータ。
23. 前記圧縮空間（１５）に高圧の窒素を充填することを特徴とする請求項１６〜２２のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
24. 前記爆発装置が爆発式ガス発生装置（２２）であり、このガス発生装置（２２）が前記ピストン（３）の前記作業室（７）に対向する側に配置されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
25. 前記爆発式ガス発生装置（２２）の全体または一部が、前記ピストン（３）の前記作業室（７）に向かって開いたなべ状の凹部（２３）の内部に配置されることを特徴とする請求項２４に記載のアクチュエータ。

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