JP2009274533A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】支持ロッドの作動後の後退移動を防止可能なロック機構を備えていても、コンパクトに製造することが可能なアクチュエータを提供すること。
【解決手段】本発明のアクチュエータは、シリンダ１８内に配置されたピストン３２を、シリンダ１８内に作動用ガスＧを流入させることにより、支持ロッド３９とともに移動させる構成とされ、支持ロッド３９の後退移動を規制するロック機構として、収納部位３３に収納されるロックピン３７と、シリンダ１８内に流入する作動用ガスＧを収納部位３３内に流入させる流入路部３４と、を備える。ピストン３２の底面側に、流入路部３４の流入用開口３４ｃを覆うように、ピストン３２とガス発生器２９との間に介在されて、作動用ガスＧに含まれる残渣Ｓを、ガス発生器２９から流入用開口３４ｃに至る経路中で低減させるように除去する除去部材４５が、配設されている。
【選択図】図１１

Description

本発明は、自動車用安全装置に使用されるアクチュエータに関し、例えば、保護対象物としての歩行者を受け止める際のフードパネルを持ち上げる等の作動に使用されるアクチュエータに関する。

従来、車両に搭載される自動車用安全装置のアクチュエータとしては、フードパネルの塑性変形時のエネルギー吸収を利用して、フードパネル自体で歩行者を受け止めることができるように、フードパネルの後端側を上昇させるものがあった。具体的には、従来、アクチュエータとして、筒状のシリンダ内に配置されたピストンを、シリンダ内に作動用ガスを流入させることにより、ピストンに連結された支持ロッドとともに移動させるピストンシリンダタイプとして、構成されて、前進移動した支持ロッドの後退移動を規制するロック機構を備える構成のものがあった（例えば、特許文献１参照）。この従来のアクチュエータでは、ロック機構として、シリンダから軸直交方向に沿って突出されるホルダと、ホルダに付勢手段を介して保持される係止片と、から構成されるものを使用していた。このロック機構では、作動時に、係止片を、付勢手段の付勢力によりシリンダ内に突出させるように移動させて、この係止片により、支持ロッドの後退移動を規制していた。
特開２００２−２９３６７公報

しかし、従来のアクチュエータでは、ロック機構が、係止片自体と付勢手段の分、シリンダから軸直交方向に沿って大きく突出するように配設されていることから、シリンダの軸直交方向側に大きく嵩張ることとなり、アクチュエータ自体をコンパクトにする点に改善の余地があった。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、支持ロッドの作動後の後退移動を防止可能なロック機構を備えていても、コンパクトに製造することが可能な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、自動車用安全装置に使用されて、
筒状のシリンダ内に、ガス発生器から発生する作動用ガスを流入させることにより、シリンダ内に配置されたピストンを、ピストンに連結された支持ロッドとともに移動させるピストンシリンダタイプとして、構成されるとともに、
前進移動した支持ロッドの後退移動を規制するロック機構を備えて構成され、さらに、
シリンダの先端壁部から突出した支持ロッドが、保護対象物を受け止める受止材を支持する構成のアクチュエータであって、
ロック機構が、
前進移動時に、元部側をピストン内に収納させた状態で、ピストンの軸回り方向に沿った外周側から、先端部側をピストンの軸方向と交差する方向に沿って突出可能として、ピストンの軸方向に沿った移動を規制されて、ピストン内に収納保持されるロックピンと、
シリンダ内に流入する作動用ガスを、ロックピンの元部側の収納部位まで流入可能に、ピストンにおけるガス発生器側の底面に流入用開口を配設させてピストンの軸方向に沿うように形成される流入路部と、
シリンダの内周面におけるピストンの前進移動後の配置位置に配設されて、支持ロッドの後退移動を規制可能に、先端部側をピストンから突出させたロックピンを係止する係止面と、
を備えて、
作動時に、流入路部を経てロックピンの収納部位内に流入させた作動用ガスの圧力を利用して、ロックピンの先端部側をピストンの外周面から突出させるように移動させる構成とされ、
ピストンの底面側において、流入路部における流入用開口のガス発生器側を覆うように、ピストンとガス発生器との間に介在されて、ガス発生器から発生した作動用ガスに含まれる残渣を、ガス発生器から流入用開口に至る経路中で低減させるように除去する除去部材が、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ガスが流入されて充満されると、シリンダ内に収納されたピストンが、作動用ガスに押されて、支持ロッドとともに、前進移動することとなる。このとき、本発明のアクチュエータでは、ピストンが作動用ガスに押されると同時に、ピストンに設けられた流入路部を経てロックピンが収納される収納部位内に、作動用ガスが流入することとなり、ロックピンは、作動用ガスの押圧力を受けて、先端面を、常時、シリンダの内周面に摺接された状態で、ピストンが支持ロッドとともに前進移動する。その後、ピストンに収納されたロックピンがシリンダの内周面に設けられた係止面に対応する位置に配置されるまで、ピストンが前進移動すれば、ロックピンが、流入路部を経てロックピンの収納部位内に流入された作動用ガスの圧力を受けて、瞬時に、収納部位から突出されて、先端部側を、係止面に係止されることとなる。そして、ロックピンは、元部側を収納部位内に収納されて、ピストンの軸方向に沿った移動を規制された状態で、収納部位と係止面との間にまたがるように配置されることから、このロックピンにより、前進移動した支持ロッドの後退移動を規制することができる。さらに、本発明のアクチュエータでは、前進移動した支持ロッドの後退移動を規制するロック機構は、ピストン内に収納されるロックピンと、シリンダの内周面側に形成される係止面と、から、構成されていることから、ロック機構がシリンダから外側に突出するように配設されず、アクチュエータの外形形状を略円柱状とできて、極力コンパクトにすることができる。

したがって、本発明のアクチュエータでは、支持ロッドの作動後の後退移動を防止可能なロック機構を備えていても、コンパクトに製造することができる。

また、本発明のアクチュエータでは、ピストンの底面側において、流入路部における流入用開口のガス発生器側を覆うように、ピストンとガス発生器との間に介在されて、ガス発生器から発生した作動用ガスに含まれる残渣を、ガス発生器から流入用開口に至る経路中で低減させるように除去する除去部材が、配設されている。そのため、ガス発生器から発生した作動用ガスに残渣が含まれていても、この残渣を、ガス発生器から流入用開口に至る経路中で低減させるように除去することができ、流入用開口を経て流入路部内に流入する作動用ガスに含まれる残渣の量を低減させることができる。その結果、本発明のアクチュエータでは、作動用ガスの残渣が、流入路部内を塞ぐように付着することを防止できて、ロックピンを、収納部位から円滑に突出させることができる。

さらに、本発明のアクチュエータにおいて、除去部材を、外形形状を流入用開口の開口形状より大きくするとともに、除去部材におけるガス発生器側の表面を、残渣を付着させる付着面として、構成すれば、作動用ガスを、除去部材におけるガス発生器側の表面に設けられた付着面に当てることにより、作動用ガスに含まれる残渣を、この付着面で捕捉させることができる。そのため、除去部材を、残渣を捕捉しつつ作動用ガスを透過可能なフィルタ状のものから構成する場合と比較して、除去部材の構成を簡便にでき、かつ、安価に製造することができて、好ましい。

さらにまた、上記構成のアクチュエータにおいて、除去部材を、シリンダ内周面との間に隙間を形成可能に、ピストンの底面側を略全面にわたって覆う略平板状として構成するとともに、ガス発生器から発生した作動用ガスを、付着面に当てることにより、ピストンの軸直交方向に沿って迂回させつつ、流入用開口側に案内可能に、構成することが好ましい。

上記構成のアクチュエータでは、ガス発生器から発生して、シリンダの軸方向に沿うようにしてシリンダ内を流れる作動用ガスが、除去部材におけるガス発生器側の表面である付着面に当たって、流れの向きを変えられて、ピストンの軸直交方向に沿って迂回されつつ、流入用開口から流入路部内に流入することとなる。すなわち、上記構成のアクチュエータでは、ガス発生器から発生する作動用ガスは、除去部材の付着面に当たって残渣を捕捉されつつ、ピストンの軸直交方向に沿って迂回されることから、残渣を捕捉された状態で、さらに、迂回されつつ、流入用開口から流入路部内に流入することとなる。このとき、上記構成のアクチュエータでは、除去部材が、ピストンの底面側を略全面にわたって覆う略平板状とされていることから、除去部材に当たって流れの向きを変えられた作動用ガスは、シリンダにおけるピストン通過後の内周面側にさらに当たって、その後、再度流れの向きを変えられて、シリンダ内周面と除去部材との間の隙間を経て流入用開口側に流れることとなる。そのため、作動用ガスに含まれる残渣を、除去部材自体の付着面で捕捉できる他に、さらに、ピストン通過後のシリンダ内周面に付着させて捕捉することができ、残渣の捕捉効率を高めることができる。

さらにまた、上記構成のアクチュエータにおいて、除去部材を、シリンダ内周面との間に隙間を形成可能に、ピストン側に向かって突出する複数の連結部を点在させた構成とするとともに、連結部の先端をピストン側に連結させて、配設させる構成とすれば、除去部材がピストンに連結されていることから、作動用ガスの押圧力を受けてピストンが移動する際に、除去部材も、ピストンとともに円滑に移動させることができて、好ましい。

さらにまた、上記構成のアクチュエータにおいて、除去部材を、付着面に、表面を凹ませて構成される複数の凹部を配設させた構成とすれば、作動用ガスに含まれる残渣を、凹部内で捕捉させることができ、残渣の捕捉効率を一層高めることができて、好ましい。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、実施形態のアクチュエータＡは、図１〜３に示すように、車両Ｖに搭載される自動車用安全装置としてのフード跳ね上げ装置（以下「跳ね上げ装置」と省略する）Ｕに使用されるものである。跳ね上げ装置Ｕは、フードパネル１０の後端１０ｃ側に配設されるもので、アクチュエータＡの作動時に、フードパネル１０の後端１０ｃを跳ね上げる構成とされている。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、アクチュエータＡのガス発生器２９（図７参照）を作動させるように、構成されている。

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Ａが作動されて、フードパネル１０の後端１０ｃが上方に押し上げられ、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。さらには、実施形態の場合、フードパネル１０の後端１０ｃを上昇移動させた支持ロッド３９の軸部４０が、歩行者の受け止め時に、フードパネル１０の下降移動に伴って曲げ塑性変形されることとなる（図５，６参照）。そのため、実施形態の場合、歩行者の運動エネルギーが大きくとも、フードパネル１０自体の塑性変形と、支持ロッド３９における軸部４０の曲げ塑性変形と、により、歩行者の運動エネルギーを多く吸収することができる。

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１，２参照）、それぞれ、ボディ１側のフードリッジリインホース２に連結される取付フランジ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２，３参照）。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からフードパネル１０の下面に沿うように延びる連結板部１５を備える構成とされ、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。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Ａの作動時において支持ロッド３９がフードパネル１０の後端１０ｃを押し上げた際に、塑性変形する塑性変形部１４ｄとされて、フードパネル１０の上昇を許容することとなる（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。ちなみに、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、前端１０ｆに配置されている通常閉塞用の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。

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の上方の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。

跳ね上げ装置Ｕは、図３，４に示すように、フードパネル１０における左右のヒンジ部１１の近傍に配設されるもので、フードパネル１０の後端１０ｃの下方に配設されるアクチュエータＡと、各アクチュエータＡに対応してアクチュエータＡの上方のフードパネル１０側に配設される受け座５４と、から、構成されている。受け座５４は、実施形態の場合、フードパネル１０の後端１０ｃの下面に配設されたヒンジアーム１４の先端１４ｂ側に設けられた連結板部１５の下面から、構成されている。

実施形態のアクチュエータＡは、図２，３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５２止めされる断面略Ｕ字形状の取付ブラケット５１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（図１参照）。各アクチュエータＡは、図７に示すように、ガス発生器２９の作動時に発生する作動用ガスＧを駆動源とするピストンシリンダタイプとされるもので、実施形態の場合、円筒状のシリンダ１８と、シリンダ１８内に摺動可能に収納したピストン３２と、ピストン３２に連結された支持ロッド３９と、前進移動（実施形態の場合には、上昇移動）した支持ロッド３９の後退移動（実施形態の場合には、下降移動）を規制するロック機構Ｒと、ピストン３２の底面側（実施形態の場合には、下面３２ａ側）に配設される除去部材４５と、を備えて構成されている。

シリンダ１８は、図７に示すように、略円筒状の本体１９と、本体１９の上下端にそれぞれ固定されるキャップ２３，２５と、を備えて構成されている。本体１９は、前進移動時（上昇移動時）にピストン３２を摺動させる摺動部２０を備えるとともに、摺動部２０の上方となる本体１９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１９ｃを、備える構成とされている。この凹部１９ｃは、ピストン３２の前進移動後（上昇移動後）におけるロック機構Ｒの後述するロックピン３７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１９ｃの部位は、摺動部２０の上方に配置されて、内径寸法Ｄ１を、摺動部２０の内径寸法Ｄ２より大径とした大径部２１から、構成されることとなる（図８参照）。さらに具体的には、実施形態の場合、大径部２１は、摺動部２０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、構成されており、溶接等により摺動部２０を構成する部材と一体化されている。そして、この大径部２１における摺動部２０からの段差面２１ａ（さらに具体的には、摺動部２０の上端面であって、前進移動方向側の端面）が、突出したロックピン３７における先端部３７ｂの下部側（後退移動方向側）を係止して、ピストン３２（支持ロッド３９）の下降移動を規制する係止面２２を構成することとなる。

本体１９の上端側に配置されるキャップ２３は、シリンダ１８の先端壁部を構成するもので、略円柱状とされて、中央に、支持ロッド３９の軸部４０を挿通させる挿通孔２３ａを備えるとともに、下端側における外周面に、シリンダ１８の本体１９における上端内周側（大径部２１の内周側）に設けられた雌ねじ１９ａを螺合させる雄ねじ２３ｂを備えている。キャップ２３は、挿通孔２３ａに支持ロッド３９の軸部４０を挿通させた状態で、雄ねじ２３ｂを雌ねじ１９ａに螺合させて、本体１９に取り付けられている。実施形態の場合、挿通孔２３ａは、ピストン３２の上昇移動時においてロックピン３７が係止面２２に係止されるまでに、ピストン３２に形成された収納凹部３３から大径部２１やキャップ２３までの間の空間Ｋ（図８のＢ参照）に溜まる作動用ガスＧを、外部に放出可能なように、軸部４０の外径寸法Ｄ４に対して僅かに大径の内径寸法Ｄ３として、軸部４０との間に隙間を設けて構成されている（図８のＢ参照）。また、キャップ２３の上端面には、支持ロッド３９の後述する頭部４１の下端側を収納する凹部２３ｃが、挿通孔２３ａの周囲となる中央付近を凹ませるようにして、形成されている。

本体１９の下端側に配置されるキャップ２５は、本体１９の下端を塞ぐように配設される元部側壁部２６と、元部側壁部２６の外周縁から上方に延びる略円筒状の周壁部２７と、を備えて構成されている。元部側壁部２６には、ガス発生器２９を挿通可能な挿通孔２６ａが、形成され、この挿通孔２６ａの周縁と、周壁部２７における下部側の部位と、を利用して、ガス発生器２９が元部側壁部２６に取り付けられている。周壁部２７は、上端側内周面に、シリンダ１８の本体１９における下端外周側に設けられた雄ねじ１９ｂに螺合する雌ねじ２７ａを備え、キャップ２５は、元部側壁部２６にガス発生器２９を取り付けた状態で、雌ねじ２７ａを雄ねじ１９ｂに螺合させて、本体１９に取り付けられている。

ガス発生器２９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２９の下端面には、図示しない作動回路からの電気信号を入力させるリード線３０が結線されている（図７参照）。ガス発生器２９は、図示しない作動回路からの電気信号を入力させると、内蔵されている所定のガス発生剤を燃焼させて燃焼ガスを発生させ、その燃焼ガスを作動用ガスＧとして、シリンダ１８内のピストン３２の下面３２ａ側（底面側）へ供給することとなる。

ピストン３２は、シリンダ１８の摺動部２０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３７を収納可能な収納凹部３３（収納部位）と、ロック機構Ｒを構成するとともにシリンダ１８内に流入する作動用ガスＧをロックピン３７の収納される収納凹部３３まで流入させる流入路部３４と、を備えている。

収納凹部３３は、作動用ガスＧの流入時にロックピン３７をピストン３２の軸直交方向に沿って突出可能に、ロックピン３７を収納するもので、実施形態の場合、具体的には、図８，９に示すように、ピストン３２の上下方向の略中央となる位置において、軸回り方向に沿った外周面から、ロックピン３７を収納可能に、ピストン３２の軸直交方向に沿って略円柱状に凹ませて形成されている。実施形態の場合、収納凹部３３は、後述するごとく複数個配設されるロックピン３７に対応して軸回り方向に沿って略等間隔となる複数箇所に、配設されており、さらに具体的には、ピストン３２の中心軸Ｃを中心として放射状となる４箇所に、配設されている（図９参照）。

流入路部３４は、実施形態の場合、ピストン３２におけるガス発生器２９側となる底面（下面３２ａ）に、流入用開口３４ｃを配設させて構成されるもので、流入用開口３４ｃからピストン３２の軸方向（中心軸Ｃ）に沿って上方に延びるように構成されてピストン３２の中心に配置される縦流路３４ａと、各収納凹部３３の中心側端部３３ａからピストン３２の中心側に向かって延びて縦流路３４ａと連通される横流路３４ｂと、から、構成されている。すなわち、実施形態の流入路部３４は、下端側を流入用開口３４ｃとして開口させるとともにピストン３２の中心軸Ｃに沿って形成される１つの縦流路３４ａと、縦流路３４ａと直交しつつ縦流路３４ａの上端から四方に延びて収納凹部３３とそれぞれ連通される４つの横流路３４ｂと、から構成されている。実施形態の場合、横流路３４ｂは、内径寸法Ｄ６を、縦流路３４ａの内径寸法Ｄ５より小さく設定され、さらに、収納凹部３３の内径寸法Ｄ７よりも小さく設定されている（図９のＡ，図９のＢ参照）。具体的には、横流路３４ｂは、収納凹部３３の中心側端部３３ａに対して、軸回り方向に沿った全域に段差３３ｂを設けるようにして、内径寸法を狭められた構成とされている。

また、ピストン３２における収納凹部３３より下方となる下端側近傍部位の外周面には、摺動部２０の内周面２０ａに圧接されて、摺動部２０とピストン３２との間からのガス漏れを防止するＯリング３５が、配設されている（図８参照）。

ロックピン３７は、シリンダ１８の段差面２１ａ（係止面２２）及びピストン３２の流入路部３４とともに、前進移動（実施形態では、上昇移動）した支持ロッド３９の後退移動（実施形態では、下降移動）を規制するロック機構Ｒを構成するものである。実施形態の場合、ロックピン３７は、ピストン３２の軸方向に沿った移動を規制されてピストン３２内に収納保持されるもので、具体的には、ピストン３２の軸直交方向に沿うようにして、収納凹部３３内に収納されている。また、ロックピン３７は、ピストン３２の軸回り方向に沿って略等間隔となるように、ピストン３２の中心軸Ｃを中心として放射状となる４箇所に、配設されている。各ロックピン３７は、収納凹部３３の内周面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とともに、長さ寸法Ｌ１（図８のＡ参照）を、ピストン３２の半径Ｄ８よりも小さくして、かつ、ピストン３２の上昇移動後において先端面３７ｃを大径部２１の内周面２１ｂに当接された際に、元部３７ａ側を収納凹部３３内に収納させた状態を維持可能な寸法に、設定されている。このロックピン３７は、ピストン３２の上昇移動後において大径部２１の部位に配置された際、流入路部３４を経て収納凹部３３内に流入した作動用ガスＧの圧力を受けて、瞬時に、収納凹部３３から、ピストン３２の軸直交方向に沿って突出することとなる（図８のＢ，図９のＢ参照）。そして、収納凹部３３から突出したロックピン３７は、係止面２２と収納凹部３３との間にまたがるように配置されて、先端部３７ｂの下面側（後退移動方向側）を係止面２２に係止させて、ピストン３２の下降移動（後退移動）を規制することとなる。

支持ロッド３９は、シリンダ１８の軸方向（上下方向）に沿って配設される丸棒状の軸部４０と、軸部４０の上端側に配設される頭部４１と、を備えている。頭部４１は、下端側を開口させた略円筒状とされるもので、軸部４０の上端を覆うように配置されて、軸部４０に対してシェアピン４２を利用して連結されている（図７参照）。また、頭部４１は、下端側に、鍔部４１ａを備える構成とされて、この鍔部４１ａを、キャップ２３の凹部２３ｃにおける底面２３ｄに載置させている。そして、支持ロッド３９は、軸部４０の長さ寸法を、頭部４１における鍔部４１ａを凹部２３ｃの底面２３ｄに載置させた状態で、後述する除去部材４５とガス発生器２９との間に隙間が生じるような長さ寸法に、設定されている（図７のＡ参照）。また、支持ロッド３９は、頭部４１における鍔部４１ａの上面側を、凹部２３ｃを構成する側壁２３ｅから延びる複数のシェアピン４３によって係止させて、車両搭載状態における上下動を防止されている。このシェアピン４３は、ガス発生器２９が作動してピストン３２が上昇移動する際に、剪断されて、鍔部４１ａの係止を解除することとなる（図７のＢ参照）。

除去部材４５は、ピストン３２とガス発生器２９との間に介在されて、ガス発生器２９から発生した作動用ガスＧに含まれる残渣Ｓを、ガス発生器２９から流入用開口３４ｃに至る経路中で低減させるように除去する部材である。実施形態の場合、除去部材４５は、ピストン３２の下面３２ａ（底面）側において、流入路部３４における流入用開口３４ｃのガス発生器２９側となる下方側を覆うように配置されるもので、外形形状を流入用開口３４ｃの開口形状より大きくした略平板状として、ピストン３２の軸方向（中心軸Ｃ）に直交して配設されている。さらに詳細には、除去部材４５は、流入用開口３４ｃを含めたピストン３２の下面３２ａ側を略全面にわたって覆い可能なように、外径寸法Ｄ９を、ピストン３２の外径寸法（摺動部２０の内径寸法Ｄ２と略一致）より若干小さく設定される略円板状とされている（図８のＢ参照）。

実施形態の場合、除去部材４５は、ガス発生器２９側の表面（下面）を、残渣Ｓを付着させる付着面４５ａとしており、この付着面４５ａに、残渣Ｓを含んだ作動用ガスＧを当てる事により、付着面４５ａの表面に残渣Ｓを捕捉させて、ガス発生器２９から流入用開口３４ｃにいたる経路中で、残渣Ｓを低減させるように除去する構成である。また、除去部材４５は、ピストン３２側（上方）に向かって突出する複数の連結部４６を点在させて構成されている。実施形態の場合、連結部４６は、図１０に示すように、除去部材４５の中心から放射状となる３箇所に、点在して形成されている。また、実施形態の場合、連結部４６は、除去部材４５をプレス加工して、ピストン３２側に略半球状に突出させるように、形成されるもので、除去部材４５におけるガス発生器２９側の表面（付着面４５ａ）には、連結部４６に対応して、表面を略半球状に凹ませるような凹部４６ｂが、形成されている。

そして、実施形態の場合、除去部材４５は、中心をピストン３２の中心軸Ｃと一致させるようにして、連結部４６の天井壁部４６ａを、ピストン３２の下面３２ａに、溶接させて、ピストン３２に対して連結されている。すなわち、除去部材４５は、ピストン３２の軸直交方向に沿って配置されるとともに、摺動部２０との間に軸回り方向に沿った全周にわたって隙間４８を設け、さらに、ピストン３２の下面３２ａとの間にも、連結部４６の高さ分の隙間４９を設けるようにして、ピストン３２に連結されることとなる。実施形態の場合、連結部４６は、突出量を、除去部材４５の板厚分程度とされるもので、隙間４９も、ピストン３２の軸方向側の開口幅寸法を、除去部材４５の板厚分程度の開口幅寸法に設定されている。そして、実施形態の場合、ガス発生器２９が作動されて発生した作動用ガスＧは、除去部材４５の付着面４５ａに当たって、残渣Ｓを捕捉された状態で、ピストン３２の軸直交方向に沿って迂回されつつ、流入用開口３４ｃ側に案内されることとなる。詳細には、実施形態の場合、ガス発生器２９が作動されて発生した作動用ガスＧは、シリンダ１８内をシリンダ１８の軸方向（ピストン３２の中心軸Ｃ）に沿って流れることとなるが、除去部材４５の下面（付着面４５ａ）に当接してピストン３２の軸直交方向に向かうように向きを変えられ、さらに、隙間４８，４９を経て、流入用開口３４ｃから流入路部３４内に流入することとなる（図１１参照）。

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と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Ａにおけるガス発生器２９が作動されることとなり、図７のＢに示すように、発生した作動用ガスＧがシリンダ１８の本体１９内のピストン３２を押し上げ、支持ロッド３９の頭部４１を、受け座５４の下面に当接させて、フードパネル１０の後端１０ｃを、下方のカウル７との間に隙間を広げるように上昇させることとなる。そして、上昇移動したフードパネル１０の後端１０ｃが、図４に示すように、支持ロッド３９の頭部４１により下面側を支持された状態で、上方から斜め後下方向に移動する歩行者を受け止めれば、歩行者の運動エネルギーＦを受け止めて、フードパネル１０の後端１０ｃが塑性変形しつつ下降移動するとともに、このフードパネル１０の下降移動に伴って、受け座５４に頭部４１を当接させている支持ロッド３９の軸部４０が、歩行者の運動エネルギーＦを吸収しつつ、上端側の頭部４１を後方に向けるように、曲げ塑性変形されることとなる（図５，６参照）。

そして、実施形態のアクチュエータＡでは、作動時、シリンダ１８内に作動用ガスＧが流入されて充満されると、シリンダ１８内に収納されたピストン３２が、作動用ガスＧに押されて、支持ロッド３９とともに、上昇移動することとなる。このとき、実施形態のアクチュエータＡでは、ピストン３２が作動用ガスＧに押されると同時に、ピストン３２に設けられた流入路部３４を経てロックピン３７が収納される収納凹部（収納部位）３３内に、作動用ガスＧが流入することとなり、ロックピン３７は、作動用ガスＧの押圧力を受けて、先端面３７ｃを、常時、シリンダ１８の内周面（摺動部２０の内周面２０ａ）に摺接された状態で、ピストン３２が支持ロッド３９とともに上昇移動する。その後、ピストン３２に収納されたロックピン３７がシリンダ１８の内周面に設けられた係止面２２に対応する位置に配置されるまで、ピストン３２が上昇移動すれば、ロックピン３７が、流入路部３４を経てロックピン３７の収納凹部３３内に流入された作動用ガスＧの圧力を受けて、瞬時に、収納凹部３３から突出されて、先端面３７ｃを大径部２１の内周面２１ｂに当接させるようにして、先端部３７ｂの下面側を、係止面２２に係止されることとなる。そして、ロックピン３７は、元部３７ａ側を収納凹部３３内に収納されて、ピストン３２の軸方向に沿った移動を規制された状態で、収納凹部３３と係止面２２との間にまたがるように配置されることから、このロックピン３７により、上昇移動（前進移動）した支持ロッド３９の下降移動（後退移動）を規制することができる。さらに、実施形態のアクチュエータＡでは、上昇移動した支持ロッド３９の下降移動を規制するロック機構Ｒは、ピストン３２内に収納されるロックピン３７と、シリンダ１８の内周面側に形成される係止面２２と、から、構成されていることから、ロック機構Ｒがシリンダ１８から外側に突出するように配設されず、アクチュエータＡの外形形状を略円柱状とできて、極力コンパクトにすることができる。

したがって、実施形態のアクチュエータＡでは、支持ロッド３９の作動後の後退移動（下降移動）を防止可能なロック機構Ｒを備えていても、コンパクトに製造することができる。

また、実施形態のアクチュエータＡでは、ピストン３２の底面（下面３２ａ）側において、流入路部３４における流入用開口３４ｃのガス発生器２９側（下方側）を覆うように、ピストン３２とガス発生器２９との間に介在されて、ガス発生器２９から発生した作動用ガスＧに含まれる残渣Ｓを、ガス発生器２９から流入用開口３４ｃに至る経路中で低減させるように除去する除去部材４５を、配設させている。そのため、ガス発生器２９から発生した作動用ガスＧに残渣Ｓが含まれていても、この残渣Ｓを、ガス発生器２９から流入用開口３４ｃに至る経路中で低減させるように除去することができ、流入用開口３４ｃを経て流入路部３４内に流入する作動用ガスＧに含まれる残渣Ｓの量を低減させることができる。その結果、実施形態のアクチュエータＡでは、作動用ガスＧの残渣Ｓが、流入路部３４内を塞ぐように付着することを防止できて、ロックピン３７を、収納凹部３３から円滑に突出させることができる。特に、ガス発生器２９に気密性を確保するためのアルミ箔を使用している場合には、作動時に、このアルミ箔が溶融して作動用ガスＧとともに流出されることとなるが、実施形態のアクチュエータＡでは、アルミの溶融成分は、残渣Ｓとともにガス発生器２９から流入用開口３４ｃに至る経路中で低減させるように除去されることとなり、流入路部３４内を塞ぐように付着することを防止できる。

さらに、実施形態のアクチュエータＡでは、除去部材４５を、外形形状を流入用開口３４ｃの開口形状より大きくするとともに、除去部材４５におけるガス発生器２９側の表面（下面）を、残渣Ｓを付着させる付着面４５ａとして、構成していることから、作動用ガスＧを、除去部材４５におけるガス発生器２９側の表面（下面）に設けられた付着面４５ａに当てることにより、作動用ガスＧに含まれる残渣Ｓを、この付着面４５ａに当てることにより、作動用ガスＧに含まれる残渣Ｓを付着させることができる。そのため、除去部材を、残渣を捕捉しつつ作動用ガスを透過可能なフィルタ状のものから構成する場合と比較して、除去部材の構成を簡便にでき、かつ、安価に製造することができて、好ましい。勿論、このような点を考慮しなければ、除去部材を、残渣を捕捉しつつ作動用ガスを透過可能なフィルタ状のものから構成してもよい。さらには、除去部材自体により残渣を捕捉する構成としなくともよく、例えば、シリンダ内を流れる作動用ガスの向きを偏向させ、作動用ガスをシリンダの内周面に当てて、シリンダの内周面により残渣を捕捉させるような構成の除去部材を使用してもよい。

さらにまた、実施形態のアクチュエータＡでは、除去部材４５を、シリンダ１８の内周面（摺動部２０の内周面２０ａ）との間に隙間４８を形成可能に、ピストン３２の底面（下面）３２ａ側を略全面にわたって覆う略平板状として構成するとともに、ガス発生器２９から発生した作動用ガスＧを、付着面４５ａに当てることにより、ピストン３２の軸直交方向に沿って迂回させつつ、流入用開口３４ｃ側に案内可能な構成としている。そのため、実施形態のアクチュエータＡでは、ガス発生器２９から発生して、シリンダ１８の軸方向（ピストン３２の中心軸Ｃ）に沿うようにしてシリンダ１８内を流れる作動用ガスＧが、除去部材４５におけるガス発生器２９側の表面である付着面４５ａに当たって、流れの向きを変えられて、ピストン３２の軸直交方向に沿って迂回されつつ、流入用開口３４ｃから流入路部３４内に流入することとなる。すなわち、実施形態のアクチュエータＡでは、ガス発生器２９から発生する作動用ガスＧは、除去部材４５の付着面４５ａに当たって残渣Ｓを捕捉されつつ、ピストン３２の軸直交方向に沿って迂回されることから、残渣Ｓを捕捉された状態で、さらに、迂回されつつ、流入用開口３４ｃから流入路部３４内に流入することとなる。このとき、実施形態のアクチュエータＡでは、除去部材４５が、ピストン３２の下面３２ａ（底面）側を略全面にわたって覆う略平板状とされていることから、除去部材４５に当たって流れの向きを変えられた作動用ガスＧは、シリンダ１８におけるピストン３２通過後の内周面（摺動部２０におけるピストン３２通過後の内周面２０ｂ）側にさらに当たって、その後、ピストン３２の軸方向に沿うように、再度、流れの向きを変えられて、シリンダ１８の内周面（摺動部２０の内周面２０ａ）と除去部材４５との間の隙間４８を経て、流入用開口３４ｃ側に流れることとなる。

その結果、実施形態のアクチュエータＡでは、作動用ガスＧに含まれる残渣Ｓを、除去部材４５の下面４５ａに加えて、ピストン３２通過後のシリンダ１８の内周面（摺動部２０におけるピストン３２通過後の内周面２０ｂ）にも付着させて捕捉することができ、残渣Ｓの捕捉効率を高めることができる（図１１参照）。勿論、このような点を考慮しなければ、除去部材として、流入用開口より若干外形形状を大きくして、流入用開口のガス発生器側の領域のみを覆うように構成したものを、使用してもよい。

特に、実施形態のアクチュエータＡでは、ピストン３２の下面３２ａと除去部材４５との間に形成される隙間４９は、ピストン３２の軸方向に沿った開口幅寸法を、除去部材４５の板厚分程度の開口幅寸法に設定されている。換言すれば、ピストン３２の下面３２ａと除去部材４５との間に形成される隙間４９は、摺動部２０の内周面２０ａと除去部材４５との間の隙間４８内を流れる作動用ガスＧの流れ方向に沿った方向側の開口幅寸法を小さく設定されていることから、隙間４８内をピストン３２の中心軸Ｃに沿って流れる作動用ガスＧは、ピストン３２の下面３２ａに当たって、さらに、ピストン３２の軸直交方向に沿うように流れの向きを変えられることとなる。そのため、ピストン３２の下面３２ａにおける隙間４８の上方の領域（下面３２ａにおける外周縁３２ｂ）においても、残渣Ｓを捕捉することができる（図１１参照）。すなわち、実施形態のアクチュエータＡでは、ガス発生器２９から発生した作動用ガスＧは、除去部材４５の下面４５ａに当たった後、狭い隙間４８，４９を通過することにより、計３回流れの向きを変えられた状態で、流入用開口３４ｃ内に流入されることから、除去部材４５の下面４５ａと、ピストン３２通過後の摺動部２０の内周面２０ｂと、ピストン３２の下面３２ａにおける外周縁３２ｂと、の３箇所で残渣Ｓを捕捉させることができて、作動用ガスＧを、極力、残渣Ｓを除去された状態で、流入用開口３４ｃ内に流入させることができる。

また、実施形態のアクチュエータＡでは、除去部材４５が、ピストン３２側に向かって突出する複数の連結部４６を点在させて構成されて、連結部４６の先端４６ａをピストン３２側に連結させていることから、作動用ガスＧの押圧力を受けてピストン３２が移動する際に、除去部材４５も、ピストン３２とともに円滑に移動させることができる。このような点を考慮しなければ、除去部材をピストンに対して連結させない構成としてもよい。仮に除去部材をピストンに対して連結させない場合にも、除去部材をピストンの底面側を略全面にわたって覆い可能な大きさに設定すれば、作動用ガスの押圧力を受けて移動する際に、流入用開口を露出させるようにピストンの軸直交方向側に移動することを抑えることができ、作動用ガスが、流れの向きを変えられることなく流入用開口内に流入することを防止できる。

さらにまた、実施形態のアクチュエータＡでは、除去部材４５の付着面４５ａに、表面を凹ませて構成される複数の凹部４６ｂを配設させていることから、作動用ガスＧに含まれる残渣Ｓを、凹部４６ｂ内で捕捉させることができ、残渣の捕捉効率を一層高めることができる。なお、実施形態では、除去部材４５をプレス加工して、連結部４６と凹部４６ｂとを一体的に、構成しているが、凹部の形状はこれに限られるものではなく、ガス発生器側の表面の略全面にわたって小さな凹凸を多数設けるように、除去部材のガス発生器側の表面にローレット加工等を施して、凹部を形成してもよい。

さらにまた、実施形態のアクチュエータＡでは、ロックピン３７を、ピストン３２の外周側において、軸回り方向に沿って略等間隔となるように、ピストン３２の中心軸Ｃを中心として放射状となる４箇所に配設させている。そのため、シリンダ１８の軸回り方向に沿った全域にわたって、ロックピン３７が係止面２２に対して係止されることとなり、支持ロッド３９の突出状態を安定させることができる。勿論、このような点を考慮しなければ、ロックピンを１個だけ配設させる構成としてもよい。また、ロックピンの数は、複数であれば特に４個に限られるものではないが、支持ロッド３９の突出状態の安定性や製造コスト等を考慮すれば、３個乃至４個配設させることが望ましい。なお、実施形態では、ロックピン３７は、ピストン３２の軸直交方向に沿って突出可能に、構成されているが、ロックピンの突出方向はピストンの軸直交方向に沿う方向に限られるものではなく、作動用ガスの流入時に円滑に突出可能な構成であれば、ロックピンを、ピストンの軸方向と交差する方向に沿うように、突出可能に配設させる構成としてもよい。

さらにまた、実施形態のアクチュエータＡでは、収納凹部３３の内径寸法Ｄ７が、流入路部３４における横流路３４ｂの内径寸法Ｄ６よりも大きく設定されており、横流路３４ｂが、収納凹部３３の中心側端部３３ａに対して、軸回り方向に沿った全域に段差３３ｂを設けるようにして、内径寸法を狭められた構成とされている。そのため、この段差３３ｂによってロックピン３７の移動が規制されることとなり、ガス発生器２９の作動前等に、ロックピン３７が必要以上にピストン３２の中心側へ移動することを防止できる。勿論、このような点を考慮しなければ、収納凹部と横流路とを略同一の内径寸法として、収納凹部に段差を設けない構成としてもよい。

なお、実施形態のアクチュエータＡでは、前進移動を上昇させる移動とし、後退移動を下降させる移動とした場合を示したが、作動方向はこれに限定されず、例えば、水平方向の作動方向に本発明のアクチュエータを使用してもよい。

本発明の一実施形態であるアクチュエータを使用したフード跳ね上げ装置を搭載させた車両の斜視図である。 実施形態のアクチュエータを使用した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。 実施形態のアクチュエータを使用したフード跳ね上げ装置の作動時を示す概略断面図である。 実施形態のアクチュエータを使用したフード跳ね上げ装置において、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を使用したフード跳ね上げ装置において、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り、図５よりさらに変形した状態を示す図である。 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けるロック機構の部位を示す概略拡大縦断面図であり、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ける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に使用される除去部材の斜視図である。 実施形態のアクチュエータにおいて、ガス発生器の作動時の作動用ガスの流れを示す概略拡大断面図である。

符号の説明

１０…フードパネル（受止材）、
１１…ヒンジ部、
１８…シリンダ、
１９…本体、
２０…摺動部、
２１…大径部、
２２…係止面、
２９…ガス発生器、
３２…ピストン、
３２ａ…下面（底面）、
３３…収納凹部、
３４…流入路部、
３４ｃ…流入用開口、
３７…ロックピン、
３９…支持ロッド、
４５…除去部材、
４５ａ…下面、
４６…連結部、
４６ａ…天井壁部、
４６ｂ…凹部、
Ｇ…作動用ガス、
Ｒ…ロック機構、
Ｓ…残渣、
Ｕ…フード跳ね上げ装置、
Ａ…アクチュエータ。

Claims (5)

1. 自動車用安全装置に使用されて、
   筒状のシリンダ内に、ガス発生器から発生する作動用ガスを流入させることにより、前記シリンダ内に配置されたピストンを、該ピストンに連結された支持ロッドとともに移動させるピストンシリンダタイプとして、構成されるとともに、
   前進移動した前記支持ロッドの後退移動を規制するロック機構を備えて構成され、さらに、
   前記シリンダの先端壁部から突出した前記支持ロッドが、保護対象物を受け止める受止材を支持する構成のアクチュエータであって、
   前記ロック機構が、
   前進移動時に、元部側を前記ピストン内に収納させた状態で、前記ピストンの軸回り方向に沿った外周側から、先端部側を前記ピストンの軸方向と交差する方向に沿って突出可能として、前記ピストンの軸方向に沿った移動を規制されて、前記ピストン内に収納保持されるロックピンと、
   前記シリンダ内に流入する前記作動用ガスを、前記ロックピンの元部側の収納部位まで流入可能に、前記ピストンにおけるガス発生器側の底面に流入用開口を配設させて前記ピストンの軸方向に沿うように形成される流入路部と、
   前記シリンダの内周面における前記ピストンの前進移動後の配置位置に配設されて、前記支持ロッドの後退移動を規制可能に、先端部側を前記ピストンから突出させた前記ロックピンを係止する係止面と、
   を備えて、
   作動時に、前記流入路部を経て前記ロックピンの収納部位内に流入させた前記作動用ガスの圧力を利用して、前記ロックピンの先端部側を前記ピストンの外周面から突出させるように移動させる構成とされ、
   前記ピストンの底面側において、前記流入路部における前記流入用開口の前記ガス発生器側を覆うように、前記ピストンと前記ガス発生器との間に介在されて、前記ガス発生器から発生した前記作動用ガスに含まれる残渣を、前記ガス発生器から前記流入用開口に至る経路中で低減させるように除去する除去部材が、配設されていることを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記除去部材が、外形形状を前記流入用開口の開口形状より大きくするとともに、前記ガス発生器側の表面を、前記残渣を付着させる付着面として、構成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. 前記除去部材が、前記シリンダ内周面との間に隙間を形成可能に、前記ピストンの底面側を略全面にわたって覆う略平板状として構成されるとともに、前記ガス発生器から発生した前記作動用ガスを、前記付着面に当てることにより、前記ピストンの軸直交方向に沿って迂回させつつ、前記流入用開口側に案内可能に、構成されていることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
4. 前記除去部材が、前記ピストン側に向かって突出する複数の連結部を点在させて構成されて、該連結部の先端を前記ピストン側に連結させて、配設されていることを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ。
5. 前記除去部材が、前記付着面に、表面を凹ませて構成される複数の凹部を配設させていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。

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