JP2009179252A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】上昇途中のぶれを極力抑えてピストンロッドを迅速に上昇させることができ、さらに、上昇完了位置でのピストンロッドの曲げ塑性変形を円滑に行えるアクチュエータの提供。
【解決手段】アクチュエータ２１は、フード跳ね上げ装置に使用されて、シリンダ２２とピストンロッド４０とを備える。ピストンロッドは、ピストン部４１から延び、上昇時にフードパネルの後端を跳ね上げ、かつ、フードパネル後端の下降時に曲げ塑性変形する支持ロッド部４９、を備える。シリンダの上端壁部２８は、内周面３０ａを上狭まりとするテーパ状挿通孔３０を備える。支持ロッド部は、挿通孔３０を挿通可能なストレート部５４の下端５４ｂ側に、挿通孔３０に嵌合されるテーパ状拡径部５６を備える。ストレート部と拡径部との境界部５５は、支持ロッド部の上昇完了時、挿通孔の内周面３０ａから離れて、挿通孔の上端３０ｂ側の周縁２９ｂより高い位置に配置される。
【選択図】図８

Description

本発明は、車両のフード跳ね上げ装置に使用されるアクチュエータに関し、詳しくは、後端を持ち上げたフードパネルによって歩行者を受け止めることができるように、歩行者の車両との接触時に、フードパネルの後端を上昇させるように作動されるアクチュエータに関する。

従来、この種のフード跳ね上げ装置用のアクチュエータとしては、シリンダと、シリンダ内に配設されて、シリンダ内への作動用流体の流入時に上昇するピストンロッドと、を備えて構成されていた（例えば、特許文献１参照）。シリンダは、軸方向を上下方向に沿わせて車両に取付固定され、作動用流体を発生させるガス発生器を内部に配設させていた。ピストンロッドは、シリンダ内に配置されるピストン部と、ピストン部から上方に延びて、作動時に、上端をフードパネルの後端下面に当てて、フードパネルの後端を上方側に跳ね上げる支持ロッド部と、を備えて構成されていた。

なお、ガス発生器としては、作動信号の入力により、火薬等を含めたガス発生剤を着火させるマイクロガスジェネレータが使用されており、このようなガス発生器では、ガス発生剤の化学反応（酸化反応・酸化燃焼反応）によって生ずるガスを、ピストンを移動させる作動用ガスに利用しており、作動時には、急激かつ多量に作動用ガスが発生していた。

そして、従来のアクチュエータでは、フードパネルの後端を上昇させた際に、ピストンロッドが、円滑に停止するように、支持ロッド部の下端側に、下広がりに拡径するテーパ状拡径部を設け、ピストンロッドの上昇時、テーパ状拡径部をシリンダの上端壁部における挿通孔の内周面側に嵌合させて、ピストンロッドの下降移動を防止するように、ピストンロッドをシリンダの上端壁部にロックさせていた。

なお、支持ロッド部は、ピストン部に連なる下端にテーパ状拡径部を備え、フードパネルに当たる頭部とテーパ状拡径部との間に、外径寸法を一定とするストレート部を配設させて構成されていた。そして、シリンダの上端壁部に設けられた挿通孔は、支持ロッド部のストレート部を挿通可能な内径寸法を備えたストレート孔として、構成されていた。
特開２００２−１７３３９１号公報

しかし、従来のアクチュエータでは、シリンダの上端壁部の挿通孔が、内径寸法を一定とするストレート孔としており、支持ロッド部のストレート部の外径寸法が、ストレート孔の内径寸法と同一であれば、作動途中の支持ロッド部は、ぶれ（支持ロッド部上端における支持ロッド部の軸直交方向への移動）がないものの、摺動抵抗が高く、迅速な上昇を妨げられてしまう。そして、ストレート部の外径寸法が、ストレート孔の内径寸法より小さければ、作動途中の支持ロッド部は、摺動抵抗が低いものの、ぶれが生じて、これまた、フードパネルの後端を迅速に上昇させる際の阻害要因となってしまう。

さらに、この種のアクチュエータにおいて、後端を上昇させたフードパネルにより歩行者を受け止める際、歩行者の運動エネルギーを一層吸収できるように、フードパネル自体の塑性変形に加えて、上昇させたピストンロッドも塑性変形させることが考えられる。

しかし、このようにアクチュエータを構成する場合、従来のアクチュエータでは、シリンダの上端壁部におけるピストンロッドを挿通させる挿通孔が、単に、軸方向に沿って同一の開口断面を設けたストレート孔としており、テーパ状拡径部が挿通孔に嵌合されると、そのテーパ状拡径部付近が、しまり嵌め状として、上端壁部により補強される状態となって、ピストンロッドの曲げ塑性変形を行い難くさせてしまう。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、上昇途中のぶれを極力抑えてピストンロッドを迅速に上昇させることができ、さらに、上昇完了位置でのピストンロッドの曲げ塑性変形を円滑に行えるアクチュエータを提供することを目的とする。

本発明に係るアクチュエータは、車両のフードパネルにより歩行者を受け止める際に、フードパネルの後端を上昇させるためのフード跳ね上げ装置に使用されて、
軸方向を上下方向に沿わせて車両に取付固定され、作動時に作動用流体を流入させるシリンダと、
シリンダ内への作動用流体の流入時に上昇するピストンロッドと、
を備えて構成され、
ピストンロッドが、
シリンダ内に配置されるピストン部と、
ピストン部から上方に延びて、作動時に、上端をフードパネルの後端下面に当てて、フードパネルの後端を上方側に跳ね上げるとともに、上昇させたフードパネルの後端の下降時に曲げ塑性変形可能な支持ロッド部と、
を備える構成としたアクチュエータであって、
シリンダにおける支持ロッド部を挿通させる上端壁部が、支持ロッド部を挿通させ、かつ、内周面を、上狭まりの内径寸法とするテーパ面としたテーパ状挿通孔、を備えて構成され、
支持ロッド部が、
テーパ状挿通孔を挿通可能として外径寸法を略一定とするストレート部と、
ストレート部の下端に連なるように配設されて、フードパネルの後端を跳ね上げた上昇完了位置に配置された際にテーパ状挿通孔の内周面に嵌合されるように、下広がりの外径寸法とするテーパ状拡径部と、
を備えて構成され、
ストレート部とテーパ状拡径部との境界部が、支持ロッド部の上昇完了位置への配置時、テーパ状挿通孔の内周面から離れて、テーパ状挿通孔の上端側の周縁と略同等以上の高さ位置に配置されるように、配設されていることを特徴とする。

本発明に係るアクチュエータでは、作動時、シリンダ内に作動用流体が流入されれば、シリンダ内の内圧が高まり、ピストンロッドのシリンダ内のピストン部がその圧力を受けて、ピストンロッドの支持ロッド部とともに上昇する。そして、支持ロッド部が、フードパネルの後端を上昇させて、上昇完了位置に配置されれば、テーパ状拡径部をテーパ状挿通孔に嵌合させて、ロックされる。そして、フードパネルが歩行者を受け止めて塑性変形するととともに、フードパネルの後端下面の下降に伴って、フードパネルの後端下面に上端を当接させていた支持ロッド部が、曲げ塑性変形し、歩行者は、フードパネルの塑性変形と支持ロッド部の塑性変形とによって、運動エネルギーを多く吸収され、好適にフードパネルに受け止められることとなる。

そして、支持ロッド部の塑性変形時、支持ロッド部は、テーパ状拡径部をテーパ状挿通孔に嵌合させて、シリンダの上端壁部に安定して保持（ロック）された状態としている。また、ストレート部とテーパ状拡径部との境界部は、支持ロッド部の軸方向に沿って断面積を変化させており、応力集中が生じ易く、すなわち、曲げ変形の起点となり易い。さらに、ストレート部とテーパ状拡径部との境界部は、支持ロッド部の上昇完了位置への配置時、テーパ状挿通孔の内周面から離れて、テーパ状挿通孔の上端側の周縁と略同等以上の高さ位置に配置されることから、ストレート部側は、シリンダに接触せずに、シリンダから上方に突出する状態としており、境界部を起点として、シリンダのテーパ状挿通孔の周縁から離れた自由空間で曲がり易い状態としている。その結果、上昇完了位置に配置された支持ロッド部は、シリンダの上端壁部に安定して保持された状態で、ストレート部とテーパ状拡径部との境界部を曲げ変形の起点として、ストレート部側を容易に曲げ塑性変形させることが可能となる。

さらに、支持ロッド部のテーパ状拡径部を嵌合させるテーパ状挿通孔は、最も小径となる上端側の内径寸法を、支持ロッド部のストレート部の外径寸法と同一、若しくは、ストレート部の外径寸法より僅かに大きくするだけで、作動途中の支持ロッド部のストレート部のぶれを抑えることができる。そして、テーパ状挿通孔の上端側の内径寸法をストレート部の外径寸法に近似させても、その内径寸法は、テーパ状挿通孔の上端側だけであって、挿通孔の全域ではないことから、作動途中の支持ロッド部に摺動抵抗を与えることを、極力防止することができて、ピストンロッドを迅速に上昇させることが可能となる。

したがって、本発明に係るアクチュエータでは、上昇途中のぶれを極力抑えてピストンロッドを迅速に上昇させることができ、さらに、上昇完了位置でのピストンロッドの曲げ塑性変形を円滑に行うことができて、運動エネルギーの吸収量を多くして、歩行者を好適に受け止めることができる。

そして、テーパ状拡径部の外周面の下広がり角度αとテーパ状挿通孔の内周面の上狭まり角度βとは、α≧βとして、設定することが望ましい。

このような構成では、α＝βであれば、テーパ状挿通孔の内周面の全域で、テーパ状拡径部をしまり嵌め状に嵌合させることとなり、また、α＞βであれば、テーパ状挿通孔の内周面の下端側で、テーパ状拡径部をしまり嵌め状に嵌合させることとなって、極力、嵌合時における上昇完了位置での支持ロッド部の配置位置を、安定させることできる。すなわち、テーパ状挿通孔の内周面における全域、あるいは、テーパ状挿通孔の内周面の下端側によって、テーパ状拡径部を受け止める際には、上端壁部は、その略厚さ分の部位で、上昇してくるテーパ状拡径部に対して、対抗できて、強度を確保し易く、嵌合時の支持ロッド部の停止位置を上下にずらすことを極力抑えることができる。逆に、テーパ状拡径部の外周面の下広がり角度αがテーパ状挿通孔の内周面の上狭まり角度β未満、すなわち、α＜βとする場合には、テーパ状挿通孔の内周面における上端側で、テーパ状拡径部をしまり嵌め状として嵌合させることとなり、テーパ状挿通孔の内周面における上端側によってテーパ状拡径部を受け止める際には、受止部位が、テーパ状挿通孔の上端側の周縁に接近しており、支持ロッド部の軸心側にかけて鋭角状に肉厚を薄くして、強度低下を招き易いことから、嵌合時の支持ロッド部の停止位置を上方にずらし易い。

そして、本発明に係るアクチュエータでは、支持ロッド部のストレート部の上端に、ストレート部より拡径させてフードパネルの後端下面に当接させる頭部を設け、
シリンダの上端壁部は、上端面に、頭部を収納可能な収納凹部を備えるとともに、頭部の外周面と収納凹部の内周面との間に弾性シールリングを設けて、離脱可能に頭部を嵌挿させる構成として、
テーパ状挿通孔は、収納凹部の底面に、上端を開口させて配設して、ストレート部とテーパ状拡径部との境界部は、支持ロッド部の上昇完了位置への配置時、シリンダの上端壁部の上端面と略一致する高さに配置させるように、配設することが望ましい。

このような構成では、支持ロッド部の塑性変形時の起点となる境界部が、アクチュエータのシリンダの上端面に略一致する高さに配置されることとなって、上昇完了位置の支持ロッド部が、シリンダから上方へ突出する頭部までの部位の全域を、曲げ塑性変形させる状態となって、シリンダから突出する全域を効率的に曲げ変形領域とすることができる。また、アクチュエータの作動前には、支持ロッド部の頭部を、弾性シールリングを利用して、シリンダの上端壁部の収納凹部に収納保持させておくことができて、このようなアクチュエータでは、シリンダ内の気密性を確保できて、シリンダ内の防塵性や防水性を図ることができ、かつ、上下移動等のガタツキを防止してピストンロッドをシリンダ内に収納させておくことができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本明細書では、特に断らない限り、前後と上下の方向は、それぞれ、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。

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。

なお、実施形態の場合、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ガス発生器３６（図６参照）を作動させるように、構成されている。

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、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、塑性変形時の塑性変形量を増大させることができる。

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。

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）。

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。

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。

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。

なお、カウルルーバ７ｂは、実施形態の場合、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。

実施形態のアクチュエータ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６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、実施形態の場合、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。

シリンダ２２は、図６に示すように、円筒状の本体２３と、本体２３の上下端にそれぞれ固定されるキャップ２７，３２と、を備えて構成されている。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、周方向の全周にわたって凹む凹部２３ｃを、備えている。この凹部２３ｃは、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るもので、実施形態の場合、この凹部２３ｃの部位は、摺動部２４の上方に配置されて、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。実施形態の場合、大径部２５は、摺動部２４を構成する部材よりも内径寸法を大径とした別体の部材から構成されて、溶接等により摺動部２４を構成する部材と一体化されている。そして、この大径部２５における摺動部２４からの段差面、換言すれば、凹部２３ｃの下側面（摺動部２４の上端面）２３ｄ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７のＢ、図８参照）。

本体２３の下端側に配置されるキャップ３２は、図６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る略円筒状の周壁部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３７を挿通可能な挿通孔３３ａが、形成されている。周壁部３４は、上端側内周面に、シリンダ２２の本体２３における下端外周側に設けられた雄ねじ２３ｂに螺合する雌ねじ３４ａを配設させている。キャップ３２は、下端壁部３３における挿通孔３３ａ周縁の部位と、周壁部３４における下部側の部位と、を利用して、下端壁部３３にガス発生器３６を取り付けた状態で、雌ねじ３４ａを雄ねじ２３ｂに螺合させて、本体２３に取り付けられている。

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３７ａを結線させたコネクタ３７が、配置されている（図６参照）。ガス発生器３６は、リード線３７ａ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。

本体２３の上端側に配置されるキャップ２７は、本体２３の上端を塞ぐ上端壁部２８を備えて構成され、下端側における外周面には、シリンダ２２の本体２３における上端内周側（大径部２５の内周側）に設けられた雌ねじ２３ａを螺合させる雄ねじ２７ａを備えている。上端壁部２８は、ピストンロッド４０を挿通させるための、傾斜した内周面３０ａを有したテーパ状挿通孔３０を、中央に配設させている。そして、キャップ２７は、テーパ状挿通孔３０に支持ロッド部４９の軸部５３を挿通させた状態で、雄ねじ２７ａを雌ねじ２３ａに螺合させて、本体２３に取り付けられている。

テーパ状挿通孔３０は、上端壁部２８の中央で上下方向に貫通するように配設され、内周面３０ａを、上狭まりの内径寸法とするテーパ面として構成されている。このテーパ状挿通孔３０は、円形の開口断面を上端３０ｂ側にかけて漸次小径とするように設定されている。また、上端壁部２８には、上端面に、ピストンロッド４０の上端４０ａの円柱状の頭部５０を収納可能な収納凹部２９が形成されている。テーパ状挿通孔３０は、収納凹部２９の底面２９ａに、上端３０ｂを開口させて配設されている。

ピストンロッド４０は、シリンダ２２内に配置されるピストン部４１と、ピストン部４１から上方に延びる支持ロッド部４９と、を備えて構成されている。

ピストン部４１は、シリンダ２２の摺動部２４に対して摺動可能な外径寸法を有した略円柱状とされるもので、ロック機構Ｒを構成するロックピン４５を内部に収納させている。ロックピン４５は、図７に示すように、ピストン部４１の中心軸を中心として放射状となる４箇所に配設されるもので、それぞれ、ピストン部４１に形成される収納凹部４２内に収納されている。各ロックピン４５は、軸方向をピストン部４１の軸直交方向に沿わせるように配設される略円柱状とされている。また、ピストン部４１には、図７，８に示すように、シリンダ２２内に流入するガスＧを、ロックピン４５の収納される収納凹部４２まで流入させる流入路部４３が、形成されている。実施形態の場合、流入路部４３は、ピストン部４１の下面４１ａにおける中央から上方に延びるように形成されるとともに下端側を開口させて構成される縦流路部４３ａと、縦流路部４３ａの上端から各収納凹部４２側に向かうように四方に延びる横流路部４３ｂと、から構成されている。そして、シリンダ２２内におけるピストン部４１の下面４１ａ側に流入したガスＧが、流入路部４３を経て、ロックピン４５の収納される収納凹部４２内に流入すると、各ロックピン４５は、ピストン部４１の外周側に向かうように、ピストン部４１の軸直交方向に沿って突出することとなる。

そして、実施形態の場合、ロックピン４５は、ピストン部４１が上昇移動して大径部２５の部位に配置された際に、流入路部４３を経て収納凹部４２内に流入したガスＧの圧力を受けて、瞬時に、収納凹部４２から、ピストン部４１の外周側に向かうように、ピストン部４１の軸直交方向に沿って突出することとなる。この時、ロックピン４５は、元部４５ａ側を収納凹部４２内に収納された状態で、先端面４５ｃを、大径部２５の内周面２５ａに当接させることとなる。すなわち、ロックピン４５は、係止面２６と収納凹部４２との間に跨るように配置されることとなり、先端面４５ｃを大径部２５の内周面２５ａに当接させた状態の先端部４５ｂの下面を係止面２６に係止させて、ピストン部４１の下降移動を防止することとなる。

また、実施形態の場合、ピストン部４１における収納凹部４２（若しくはロックピン４５）より下方となる下端近傍部位の外周面には、摺動部２４の内周面２４ａに圧接されて、摺動部２４とピストン部４１との間からのガス漏れを防止するＯリング４７が、配設されている（図６参照）。

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、を備えている。頭部５０は、ピストンロッド４０の上昇移動時に、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。また、頭部５０の外周面５０ａには、周方向に沿って凹溝５０ｂが形成され、凹溝５０ｂには、円環状のゴム等からなる弾性シールリング（Ｏリング、パッキン）５１が嵌め込まれている。シールリング５１は、頭部５０がシリンダ２２の上端壁部２８に設けられた収納凹部２９内に収納された際、収納凹部２９の内周面２９ｃに圧接され、頭部５０を収納凹部２９内に離脱可能に嵌挿させるとともに、シリンダ２２内の気密性を確保する役目を果たしている。

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。

さらに、実施形態の支持ロッド部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、ストレート部５４の下端に連なるように配設されて、下広がりの外径寸法とするテーパ状拡径部５６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Ｄｓ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Ｄｓは、テーパ状挿通孔３０の小径側の上端３０ｂの内径寸法ｄｕより、僅かに小さな寸法に設定されている。実施形態の場合、ストレート部５４の外径寸法Ｄｓは、約８ｍｍ、テーパ状挿通孔３０の小径側の上端３０ｂの内径寸法ｄｕは、約９ｍｍとしている。

テーパ状拡径部５６は、円錐台形状に形成されて、支持ロッド部４９が、頭部５０を受け座１６に当接させてフードパネル１０の後端１０ｃを跳ね上げた上昇完了位置ＵＰに配置された際に、テーパ状挿通孔３０の内周面３０ａに嵌合される位置に、配置されている。実施形態の場合、テーパ状拡径部５６は、ピストン部４１に隣接するように、ピストン部４１の直上における軸部５３の下端に配設されている。

そして、ストレート部５４とテーパ状拡径部５６との境界部５５は、支持ロッド部４９の上昇完了位置ＵＰへの配置時、テーパ状挿通孔３０の内周面３０ａから離れて、テーパ状挿通孔３０の上端３０ｂ側の周縁２９ｂと略同等以上の高さ位置に配置されるように、配設されている。

実施形態の場合、テーパ状拡径部５６は、その長さ寸法ＤＬを、テーパ状挿通孔３０の長さ寸法ＨＬより長くしている。さらに、テーパ状拡径部５６の外周面６ａの下広がり角度αとテーパ状挿通孔３０の内周面３０ａの上狭まり角度βとが、実施形態の場合、α＝βとして、等しく設定されている。なお、実施形態の場合、αとβとは、約６°としている。

そして、境界部５５は、実施形態の場合、支持ロッド部４９の上昇完了位置ＵＰへの配置時、収納凹部２９の底面２９ａにおけるテーパ状挿通孔３０の上端３０ｂの周縁２９ｂより、上方位置に配置され、上端壁部２８の上端面２８ａと略一致する高さに配置されるように、設定されている。

実施形態の跳ね上げ装置Ｕでは、センサ６からの信号により、図示しない作動回路が、車両Ｖの歩行者との衝突を検知若しくは予測した際に、アクチュエータ２１におけるガス発生器３６が作動されることとなり、シリンダ２２内にガス発生器３６から発生した作動用ガスが流入されれば、図６のＡ，Ｂに示すように、シリンダ２２内の内圧が高まり、ピストンロッド４０のシリンダ２２内のピストン部４１がその圧力を受けて、ピストンロッド４０の支持ロッド部４９とともに上昇する。そして、支持ロッド部４９が、図３，４に示すように、アクチュエータカバー８の扉部８ｂを押し開き、さらに、頭部５０を受け座１６の受け面１６ａに押し当ててフードパネル１０の後端１０ｃを上昇させ、そして、上昇完了位置ＵＰに配置されれば、テーパ状拡径部５６をテーパ状挿通孔３０に嵌合させて、ロックされる。そして、フードパネル１０が、上方から斜め後下方向に移動する歩行者を受け止めて塑性変形するととともに、歩行者の受け止め時におけるフードパネル１０の後端１０ｃ下面（受け面）１６ａの下降に伴って、フードパネル１０の受け面１６ａに上端４０ａの頭部５０を当接させていた支持ロッド部４９が、図５に示すように、頭部５０を後方側へ折曲させるように、曲げ塑性変形することから、歩行者は、フードパネル１０の塑性変形と支持ロッド部４９の塑性変形とによって、運動エネルギーを多く吸収され、好適にフードパネル１０に受け止められることとなる。

そして、実施形態の場合、支持ロッド部４９の塑性変形時、支持ロッド部４９は、テーパ状拡径部５６をテーパ状挿通孔３０に嵌合させて、シリンダ２２の上端壁部２８に安定して保持（ロック）された状態としている。また、ストレート部５４とテーパ状拡径部５６との境界部５５は、支持ロッド部４９の軸方向に沿って断面積を変化させており、応力集中が生じ易く、すなわち、曲げ変形の起点ＢＰとなり易い。さらに、ストレート部５４とテーパ状拡径部５６との境界部５５は、支持ロッド部４９の上昇完了位置ＵＰへの配置時、テーパ状挿通孔３０の内周面３０ａから離れて、テーパ状挿通孔３０の上端３０ｂ側の周縁２９ｂと略同等以上の高さ位置に配置されていることから、ストレート部５４側は、シリンダ２２に接触せずに、シリンダ２２から上方に突出する状態としており、境界部５５を起点ＢＰとして、シリンダ２２のテーパ状挿通孔３０の周縁２９ｂから離れた自由空間で曲がり易い状態となっている（図８参照）。その結果、上昇完了位置ＵＰに配置された支持ロッド部４９は、図８に示すように、シリンダ２２の上端壁部２８に安定して保持された状態で、ストレート部５４とテーパ状拡径部５６との境界部５５を曲げ変形の起点ＢＰとして、ストレート部５４側を、頭部５０を後方移動させるように、容易に曲げ塑性変形させることができる。

さらに、支持ロッド部４９のテーパ状拡径部５６を嵌合させるテーパ状挿通孔３０は、最も小径となる上端３０ｂ側の内径寸法ｄｕを、支持ロッド部４９のストレート部５４の外径寸法Ｄｓより僅かに大きくしているだけで、作動途中の支持ロッド部４９のストレート部５４のぶれ（頭部５０側を支持ロッド部４９の軸直交方向に移動させるようなぶれ）を抑えることができる。そして、テーパ状挿通孔３０の上端３０ｂ側の内径寸法ｄｕをストレート部５４の外径寸法Ｄｓに近似させても、その内径寸法ｄｕは、テーパ状挿通孔３０の上端３０ｂ側だけであって、テーパ状挿通孔３０の全域ではないことから、作動途中の支持ロッド部４９に摺動抵抗を与えることを、極力防止することができて、ピストンロッド４０を迅速に上昇させることができる。

したがって、実施形態のアクチュエータ２１では、上昇途中のぶれを極力抑えてピストンロッド４０を迅速に上昇させることができ、さらに、上昇完了位置ＵＰでのピストンロッド４０の曲げ塑性変形を円滑に行うことができて、歩行者を、運動エネルギーの吸収量を多くして、好適に受け止めることができる。

なお、実施形態のアクチュエータ２１では、ロックピン４５を係止面２６に係止させてピストンロッド４０の下降を防止するロック機構Ｒが、配設されており、境界部５５を曲げの起点ＢＰとして塑性変形する際、テーパ状拡径部５６がテーパ状挿通孔３０との嵌合を解除しようと移動しようとしても、ロック機構Ｒにより、ピストンロッド４０は下降せず、境界部５５を曲げの起点ＢＰとして、支持ロッド部４９が、円滑に、塑性変形することができる。

また、実施形態では、テーパ状挿通孔３０の上端３０ｂ側の内径寸法ｄｕを、支持ロッド部４９のストレート部５４の外径寸法Ｄｓより、僅かに大きくした場合を示したが、摺動抵抗の著しい増加を招かなければ、テーパ状挿通孔３０の上端３０ｂ側の内径寸法ｄｕを、支持ロッド部４９のストレート部５４の外径寸法Ｄｓと等しく設定してもよい。

さらに、実施形態のアクチュエータ２１では、ストレート部５４とテーパ状拡径部５６との境界部５５が、支持ロッド部４９の上昇完了位置ＵＰへの配置時、テーパ状挿通孔３０の上端３０ｂ側の周縁２９ｂより、高い位置に配設されるように構成したが、境界部５５が、支持ロッド部４９の上昇完了位置ＵＰへの配置時、テーパ状挿通孔３０の内周面３０ａから離れて接触しなければ、支持ロッド部４９のストレート部５４の下端５４ｂ側は、テーパ状挿通孔３０にしまり嵌め状に嵌合されず、自由空間で曲げ塑性変形できる。そのため、境界部５５は、支持ロッド部４９の上昇完了位置ＵＰへの配置時、テーパ状挿通孔３０の内周面３０ａから離れることができれば、テーパ状挿通孔３０の上端３０ｂ側の周縁２９ｂと同じ高さ、あるいは、若干下方に配置されるように設定してもよい。

さらにまた、実施形態の場合、テーパ状拡径部の外周面の下広がり角度αとテーパ状挿通孔の内周面の上狭まり角度βとは、相互に等しく設定されている。

このような構成では、テーパ状挿通孔３０の内周面３０ａの全域で、テーパ状拡径部５６をしまり嵌め状に嵌合させることとなって、極力、嵌合時における上昇完了位置ＵＰでの支持ロッド部４９の配置位置を、安定させることできる。すなわち、テーパ状挿通孔３０の内周面３０ａにおける全域でテーパ状拡径部５６を受け止める際には、上端壁部２８は、その略厚さ分（テーパ状挿通孔３０の長さ寸法ＨＬ分）の部位で、上昇してくるテーパ状拡径部５６に対して、対抗できて、強度を確保し易く、嵌合時の支持ロッド部４９の停止位置を上下にずらすことを極力抑えることができる。逆に、図１１に示すアクチュエータ２１Ｂのように、テーパ状拡径部５６Ｂの外周面５６ａの下広がり角度αがテーパ状挿通孔３０Ｂの内周面３０ａの上狭まり角度β未満、すなわち、α＜βとする場合には（図例の場合には、αを６°、βを１０°としている）、テーパ状挿通孔３０Ｂの内周面３０ａにおける上端３０ｂ側で、テーパ状拡径部５６Ｂをしまり嵌め状として嵌合させることとなり、テーパ状挿通孔３０Ｂの内周面３０ａにおける上端３０ｂ側によってテーパ状拡径部５６Ｂを受け止める際には、受止部位（上端３０ｂ側の周縁部位）２９ｄが、テーパ状挿通孔３０の上端３０ｂ側の周縁（上面側周縁）２９ｂに接近しており、支持ロッド部４９Ｂの軸心側にかけて鋭角状に肉厚を薄くして、強度低下を招き易いことから、嵌合時のピストンロッド４０Ｂにおける支持ロッド部４９Ｂの停止位置を上方にずらし易い。

なお、上記の作用・効果は、図９，１０に示すように、テーパ状拡径部５６Ａの外周面５６ａの下広がり角度αが、テーパ状挿通孔３０Ａの内周面３０ａの上狭まり角度βより大きくとも（α＞β）、得ることができる。なお、図例の場合は、αを６°、βを４°としている。図９，１０に示すアクチュエータ２１Ａでは、テーパ状拡径部５６Ａのテーパ状挿通孔３０Ａへの嵌合時、α＞βであれば、テーパ状挿通孔３０Ａの内周面３０ａの下端３０ｃ側によって、テーパ状拡径部５６Ａを受け止めることとなり、その際にも、上端壁部２８は、その略厚さ分（テーパ状挿通孔３０Ａの長さ寸法ＨＬ分）の部位で、上昇してくるテーパ状拡径部５６Ａに対して、対抗できて、強度を確保し易く、嵌合時のピストンロッド４０Ａにおける支持ロッド部４９Ａの停止位置を上下にずらすことを極力抑えることができるからである。

なお、図１１に示すアクチュエータ２１Ｂでは、ストレート部５４とテーパ状拡径部５６Ｂとの境界部５５が、支持ロッド部４９Ｂの上昇完了位置ＵＰへの配置時、テーパ状挿通孔３０Ｂの上端３０ｂ側の周縁２９ｂより、高い位置に配設された状態で、テーパ状拡径部５６Ｂがテーパ状挿通孔３０Ｂに嵌合されて、ストレート部５４側が自由空間で曲げ塑性変形できるため、上記の作用・効果を得られないものの、他の作用・効果は、実施形態のアクチュエータ２１と同様に得ることができる。

さらにまた、実施形態のアクチュエータ２１では、支持ロッド部４９のストレート部５４の上端５４ａに、ストレート部５４より拡径させてフードパネル１０の後端１０Ｃの下面（受け座１６の受け面１６ａ）に当接させる頭部５０が配設され、シリンダ２２の上端壁部２８が、上端面２８ａに、頭部５０を収納可能な収納凹部２９を備えるとともに、頭部５０の外周面５０ａと収納凹部２９の内周面２９ｃとの間にシールリング５１を設けて、離脱可能に頭部５０を嵌挿させる構成としている。そしてさらに、テーパ状挿通孔３０が、収納凹部２９の底面２９ａに、上端３０ｂを開口させて配設され、ストレート部５４とテーパ状拡径部５６との境界部５５が、支持ロッド部４９の上昇完了位置ＵＰへの配置時、シリンダ２２の上端壁部２８の上端面２８ａと略一致する高さに配置させるように、配設されている。

そのため、実施形態のアクチュエータ２１では、支持ロッド部４９の塑性変形時の起点ＢＰとなる境界部５５が、アクチュエータ２１のシリンダ２２の上端面２８ａに略一致する位置に配置されることとなって、上昇完了位置ＵＰの支持ロッド部４９が、図５に示すように、シリンダ２２から上方へ突出する頭部５０までの部位の全域を、曲げ塑性変形させる状態となって、シリンダ２２から突出する全域を効率的に曲げ変形領域とすることができる。また、アクチュエータ２１の作動前には、図６のＡに示すように、支持ロッド部４９の頭部５０を、シールリング５１を利用して、シリンダ２２の上端壁部２８の収納凹部２９に収納保持させておくことができて、このようなアクチュエータ２１では、シリンダ２２内の気密性を確保できて、シリンダ２２内の防塵性や防水性を図ることができ、かつ、上下移動等のガタツキを防止してピストンロッド４０をシリンダ２２内に収納させておくことができる。

なお、支持ロッド部４９に関して、シリンダ２２から突出する全域を効率的に曲げ変形領域とする点を考慮しなければ、境界部５５は、支持ロッド部４９の上昇完了位置ＵＰへの配置時、アクチュエータ２１のシリンダ２２の上端面２８ａから上方に配置されるように、設定してもよい。

また、実施形態のアクチュエータ２１では、作動信号の入力時に着火させてガスを発生させるガス発生器をシリンダ２２の内部に配設させた場合を示したが、ピストンロッドを移動させる駆動源として、水、油、空気等を作動用流体として、それらの水圧、油圧、エア圧等を利用して、ピストンロッドを上昇させてもよい。

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。 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。 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。 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。 実施形態のフードパネルの跳ね上げ後におけるアクチュエータの支持ロッドの塑性変形状態を示す概略図である。 実施形態のアクチュエータの概略縦断面図であり、作動前と作動完了時とを示す。 実施形態のアクチュエータにおいて、ロック機構の部位を示す概略拡大横断面図であり、作動前と作動完了時とを示す。 実施形態のアクチュエータのテーパ状拡径部がテーパ状挿通孔に嵌合した状態を示す部分拡大縦断面図である。 実施形態の変形例のアクチュエータの概略縦断面図であり、作動前と作動完了時とを示す。 図９に示したアクチュエータのテーパ状拡径部がテーパ状挿通孔に嵌合した状態を示す部分拡大縦断面図である。 実施形態のさらに他の変形例のアクチュエータにおいて、テーパ状拡径部がテーパ状挿通孔に嵌合した状態を示す部分拡大縦断面図である。

符号の説明

１０…フードパネル、
１０ｃ…後端、
２１，２１Ａ，２１Ｂ…アクチュエータ、
２２…シリンダ、
２８…上端壁部、
２９…収納凹部、
３０，３０Ａ，３０Ｂ…テーパ状挿通孔、
４０，４０Ａ，４０Ｂ…ピストンロッド、
４１…ピストン部、
４９，４９Ａ，４９Ｂ…支持ロッド部、
５０…頭部、
５４…ストレート部、
５５…境界部、
５６，５６Ａ，５６Ｂ…テーパ状拡径部、
Ｇ…作動用ガス、
Ｖ…車両、
Ｕ…フード跳ね上げ装置。

Claims (3)

1. 車両のフードパネルにより歩行者を受け止める際に、前記フードパネルの後端を上昇させるためのフード跳ね上げ装置に使用されて、
   軸方向を上下方向に沿わせて車両に取付固定され、作動時に作動用流体を流入させるシリンダと、
   前記シリンダ内への作動用流体の流入時に上昇するピストンロッドと、
   を備えて構成され、
   前記ピストンロッドが、
   前記シリンダ内に配置されるピストン部と、
   該ピストン部から上方に延びて、作動時に、上端を前記フードパネルの後端下面に当てて、前記フードパネルの後端を上方側に跳ね上げるとともに、上昇させた前記フードパネルの後端の下降時に曲げ塑性変形可能な支持ロッド部と、
   を備える構成としたアクチュエータであって、
   前記シリンダにおける前記支持ロッド部を挿通させる上端壁部が、前記支持ロッド部を挿通させ、かつ、内周面を、上狭まりの内径寸法とするテーパ面としたテーパ状挿通孔、を備えて構成され、
   前記支持ロッド部が、
   前記テーパ状挿通孔を挿通可能として外径寸法を略一定とするストレート部と、
   該ストレート部の下端に連なるように配設されて、前記フードパネルの後端を跳ね上げた上昇完了位置に配置された際に前記テーパ状挿通孔の内周面に嵌合されるように、下広がりの外径寸法とするテーパ状拡径部と、
   を備えて構成され、
   前記ストレート部と前記テーパ状拡径部との境界部が、前記支持ロッド部の上昇完了位置への配置時、前記テーパ状挿通孔の内周面から離れて、前記テーパ状挿通孔の上端側の周縁と略同等以上の高さ位置に配置されるように、配設されていることを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記テーパ状拡径部の外周面の下広がり角度αと前記テーパ状挿通孔の内周面の上狭まり角度βとが、α≧βとして、設定さ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。
3. 前記支持ロッド部が、前記ストレート部の上端に、前記ストレート部より拡径させて前記フードパネルの後端下面に当接させる頭部を備え、
   前記シリンダの上端壁部が、上端面に、前記頭部を収納可能な収納凹部を備えるとともに、前記頭部の外周面と前記収納凹部の内周面との間に弾性シールリングを設けて、離脱可能に前記頭部を嵌挿させる構成として、
   前記テーパ状挿通孔が、前記収納凹部の底面に、上端を開口させて配設され、
   前記ストレート部と前記テーパ状拡径部との境界部が、前記支持ロッド部の上昇完了位置への配置時、前記シリンダの上端壁部の上端面と略一致する高さに配置されるように、配設されていることを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のアクチュエータ。
   

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