JP2010030496A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】通常時において、車両の振動等によるピストンロッドの移動によって、異音の発生やシリンダ内の防水性能の低下が抑制でき、前進移動するピストンロッドの移動後期における運動エネルギーを的確に減衰可能な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Ｕ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４０は、通常時において、シリンダ２２内に収容されたピストンロッド４０は、支持ロッド４９に設けられた係号部が規制部材に係号して前進移動方向への移動が規制されるとともに、保持手段で後退方向へ移動しないよう保持され、作動時において、規制部材は係号部から離脱し、支持ロッド４９のピストン部４１の連結部近傍の抵抗徐変部に摺接して、ピストンロッド４０の運動エネルギーを減衰する。
【選択図】図６

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、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）。ロッドは、その一部が、シリンダの先から突出する側から後に突出する側に向かってその外寸が徐々に大きくなるテーパー部を備え、シリンダには、ロッドがシリンダから突出する間において、テーパー部によって変形させられることによりロッドが完全に停止しない程度の減速荷重を加える凸部と、ロッドのシリンダからの突出を停止させるストッパ部とを、備えて構成されていた。

こうすることにより、自動車にフード持ち上げ構造を採用するにあたり、衝撃吸収性能の向上を実現することができるものである。
特開２００７−２９６８６８号公報

しかし、従来のアクチュエータでは、通常時、即ち、ロッドがシリンダ内に収容されている状態において、ロッドは、シリンダ内では固定されておらず、自動車の走行時の振動等によってもがたついて、異音の発生の原因となることがある。また、自動車のフードを持ち上げるために、フードの下方側にアクチュエータを配置する場合においては、雨天時や洗車時に雨水に晒されることとなるため、シリンダの内側は防錆等の目的でロッドの周囲にＯリングを配設して防水構造とする必要があるが、こうした場合、フード下方側はエンジンからの輻射熱等によって高温となるため、シリンダ内部の空気が膨脹、収縮して内圧が変動し、これによってロッドが昇降（前進）、下降（後退）させられることがある。このため、ロッドが固定されていない状態では、この昇降の繰返しによってＯリングによる防水構造の防水性能が低下することがあった。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、自動車の走行時のロッドのがたつきや、シリンダ内部の防水性能の低下を抑制することができるとともに、受止材による保護対象物への衝撃吸収性能も良好なアクチュエータを提供することを目的とする。

本発明の請求項１にかかるアクチュエータにおいては、自動車用安全装置に使用されて、通常時、筒状のシリンダ内に、ピストン部と該ピストン部に連結された支持ロッドとが収容され、作動時、前記シリンダ内に配設させた流体発生器から作動用流体を吐出させることにより、前記ピストン部及び前記支持ロッドが前記シリンダ内を前進移動することにより前記支持ロッドが前記シリンダ外へ突出するとともに、前進移動した前記ピストン部及び前記支持ロッドのロック機構を備え、前記シリンダ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ための受止材を支持する構成のアクチュエータであって、通常時において、前記支持ロッド及び前記ピストン部は、前記支持ロッドに形成された係合部が前記シリンダ内に配設された規制部材に係合して前進移動方向への移動が規制され、さらに、保持手段によって後退方向へ移動しないよう保持され、作動時において、前記支持ロッド及び前記ピストン部が前進移動するとこによって前記規制部材が変形させられて前記係合部との係合が離脱させられるとともに前記保持手段は前記支持ロッド及び前記ピストン部の前進移動を許容し、さらに、前記規制部材は前記支持ロッドの前記ピストン部との連結部近傍の外周面に前進移動方向の前方側から後方側に向けて漸次摩擦抵抗が大きくなるよう設けられた抵抗徐変部に摺接可能とされたことを特徴とするアクチュエータ。

本発明にかかるアクチュエータでは、ピストン部及び支持ロッドがシリンダ内に収容されている通常時においては、支持ロッドに形成された係合部がシリンダ内に配設された規制部材に係合して少なくとも支持ロッド及びピストン部の前進移動方向への移動が規制され、さらに、保持手段によって前進移動方向に対してシリンダ内の収容位置から後退方向へ移動しないよう保持される構成とした。ここで、規制部材が支持ロッドの係合部に係合して支持ロッド及びピストン部を前進移動方向への移動を規制する規制力は、自動車の走行時等の振動やシリンダ内部がＯリング等で密閉構造とされた場合において外気温の変動によるシリンダ内の空気の膨張・収縮によって支持ロッド及びピストン部がシリンダ内で前進移動方向へ移動するのを防止できる程度で、作動時の前進移動する支持ロッドによって変形して係合部との係合が離脱させられる程度である。

こうすることにより、通常時においては、自動車の走行時等の振動によるがたつきが原因で発生する異音を効果的に抑制することができ、さらに、アクチュエータを受止材として機能するフードの下方側等の車室外側に配置した場合には、アクチュエータが雨や洗車時の雨水に晒されることとなる。このため、通常時において、シリンダ内部を防錆の目的で支持ロッドの外周にＯリング等を配設して防水のために密閉構造とした場合においても、シリンダ内部の空気のアクチュエータ周辺の雰囲気温度の変動による膨脹、収縮の繰返しでのシリンダ内の圧力が変動が原因で発生する、ピストン部及び支持ロッドの前進、後退方向への移動を極力小さくすることができ、Ｏリングによる防水性能の低下を抑制することができる。

そして、アクチュエータの作動時においては、シリンダ内に配設させた流体発生器から作動用流体が吐出されることによって、シリンダ内に収容されたピストン部と支持ロッドとはシリンダ内を前進移動して、規制部材が変形させられて係合部との係合が離脱し、支持ロッドがシリンダ外へ突出させられ、支持ロッドは保護対象物を受け止めるための受止材を支持して保護対象物に対する衝撃を緩和することとなるが、この時、ピストン部及び支持ロッドはシリンダから突出して受止材を受け止めた位置でシリンダに設けたロック機構によって停止させられる。

ピストン部及び支持ロッドは、作動用流体によって、極めて高速で前進移動するため、ロック機構によって急激に停止させられると、受止材によって受け止められる保護対象物に対する衝撃が大きくなって、十分な衝撃吸収性能を発揮できないこともあるが、変形した規制部材が、前進移動する支持ロッドの抵抗徐変部に摺接することによって、規制部材と支持ロッドとの間で摺接抵抗が徐々に大きくなり、移動の運動エネルギーが減衰させられ、この状態で、ロック機構が機能してピストン部及び支持ロッドが前進（上昇）完了位置で停止、さらに、ロックされ、受止材は保護対象物を適切に受け止めて、的確な衝撃吸収性能を発揮することができる。

従って、本発明のアクチュエータにおいては、規制部材を設けるだけの簡単な構成で、通常時においては、ピストン部及び支持ロッドのシリンダ内での前進移動方向への移動を抑制し、作動時においては、ピストン部及び支持ロッドの前進移動する運動エネルギーを的確に減衰することが可能となる。

さらに、本発明の請求項２にかかるアクチュエータにおいては、請求項１に記載の発明に加えて、前記規制部材は、弾性的に拡径・縮径が可能なリング状部材で、通常時において、前記リング状部材の内周面側の把持部が前記支持ロッドの外周面側を弾性的に把持するとともに、前記支持ロッドの外周面で前進移動方向の前方側が小径で後方側が大径とされた段差状に形成された係合部に係合して前記支持ロッド及び前記ピストン部の前進移動方向への移動を規制し、作動時において、前記規制部材は前記支持ロッド及び前記ピストン部の前進移動によって前記段差部を乗り越えることで弾性的に拡径させられ、前進移動方向の前方側から後方側に向けて漸次外径が大きくなるようテーパー状に形成された抵抗徐変部に摺接する構成とした。

請求項２に記載の発明においては、通常時には、リング状部材の内周面の把持部が支持ロッドの外周面で前進移動方向の前方側が小径で後方側が大径とされた段差状に形成された係合部に係合して弾性的に把持するので、ピストン部及び支持ロッドはシリンダ内の収容位置に保持させることができる。また、作動時には、作動用流体によってピストン部及び支持ロッドが前進移動させられる。リング部材は弾性的に拡径及び縮径が可能なためピストン部及び支持ロッドの前進移動によって弾性的に拡径（変形）させられ、段差部との係合が離脱させられる。そして、支持ロッドは、その外周面がリング状部材に当接しつつ前進移動させられるが、テーパー状拡径部にリング状部材が摺接すると、支持ロッドの外径が大きくなるほど弾性的に拡径させられるので、縮径方向への反発力は次第に大きくなって摺接抵抗が大きくなり、支持ロッドとピストン部の前進移動を的確に減衰することができる。

従って、請求項２にかかる発明においては、リング状部材を配設するだけの簡単な構成で、通常時における、シリンダ内の収容位置において支持ロッド及びピストン部の移動による異音の発生を効果的に抑制でき、作動時における、前進移動する支持ロッド及びピストン部の移動を効果的に減衰することができる。

さらに、本発明の請求項３にかかるアクチュエータにおいては、請求項２に記載の発明に加えて、前記段差状の係合部は、前記支持ロッドの前進側から後退側に向けて漸次大径となる傾斜面を備えている構成とした。

作動時における支持ロッドとピストン部は、受止材を受け止めるために、作動時の初期においては、極力迅速に前進移動することが好ましいが、請求項３に記載の発明においては、段差状の係合部は、支持ロッドの前進側から後退側に向けて漸次大径となる傾斜面を備えているので、リング状部材はこの傾斜面に沿って円滑に拡径されるため、作動時の初期において、支持ロッド及びピストン部は迅速に前進移動することができる。

本発明のアクチュエータによれば、通常時においては、支持ロッドの係合部と規制部材との係合と保持手段によって、支持ロッド及びピストン部はシリンダ内の収容位置に保持されて、自動車の走行時等のがたつきが抑制でき、異音の発生を抑制することができる。さらに、本発明のアクチュエータを雨水等に曝されるよう配置するため、シリンダを防水構造とした場合でも、雰囲気温度の変動による支持ロッド及びピストン部の前進、後退による防水性能の低下を抑制することができる。また、アクチュエータの作動時においては、規制部材が、支持ロッドの抵抗徐変部（テーパー状拡径部）に摺接して、摺接抵抗を発生することにより、受止材による保護対象物の衝撃を的確に緩和することができる。

（第１実施形態）
以下本発明の第１実施形態について、図面を用いて説明する。なお、本明細書では、特に断らない限り、前後と上下の方向は、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、第１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流体（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、歩行者との干渉に伴う運動エネルギーが小さい時には弾性変形し、運動エネルギーが大きい時には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、フードパネル１０の塑性変形時の弾性及び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。

第１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（ａ）、（ｂ）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、第１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を備えて構成され、上端部にはキャップ２７が挿嵌されて固定されている。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。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６の（ｂ）、図７の（Ｂ）参照）。

本体２３の下端側部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摺動部２４より大径とされた略円筒状の周壁部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、内周面をガス発生器３６の外周面の凹凸に略対応させた凹凸面として、ガス発生器３６を本体２３に取り付けている。（図６（ａ）参照）

作動用流体の流体発生器としてのガス発生器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Ｇ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。（図６（ｂ）参照）

本体２３の上端側に挿嵌されて固定されるキャップ２７は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、略円筒状をなし、外周面の上下方向の略中央部に凹部２７ａが形成されている。シリンダ２２の本体２３には、凹部２７ａに対応して凸部２３ａが形成されており、凹部２７ａと凸部２３ａとが係合することで、キャップ２７が本体２３に固定されている。なお、キャップ２７の外周面の上下方向の上端部近傍には、内側にＯリング２８が嵌挿された溝部２７ｂが形成され、Ｏリング２８が本体２３の上端部の内周面に密接することにより、シリンダ２２の内側面が外方側と密封されている。

略円筒状のキャップ２７には、上下方向に貫通して、ピストンロッド４０を挿通させる挿通孔２７ｃが形成されている。挿通孔２７ｃは、上端部を除いた下方側部分が下方に向かって漸次内径が大きくなるテーパー状部２７ｄとされ、上端部には支持段部２７ｅとシール配設部２７ｆとが形成されている。支持段部２７ｅは、支持ロッド４９の頭部５０が載置されて、通常時においてピストンロッド４０が、アクチュエータ２１の作動時における前進移動方向（図６における上方向）に対する後退方向へ移動しないように保持している。即ち、支持段部２７ｅは、ピストンロッド４０の通常時における保持手段を構成する。さらに、シール配設部２７ｆは、Ｏリング２９が配設され、頭部５０の下面とシリンダロッド４０における支持ロッド４９の外周面とに密接することにより、シリンダ２２の内側面が外方側にたいして密封構造されている。なお、第１実施形態では、シール配設部２７ｆを図６に示すように、傾斜面を設け断面略三角形状としたが、Ｏリング２９が配設可能な形状であれば、これに限らず、円弧状面であったり、溝状等様々な態様が可能である。（図６（ａ），（ｂ）参照）

挿通孔２７ｃのテーパー状部２７ｄは、上端が最も径が小さく、下方に向かって漸次拡径する構成である。作動時に、テーパー状部２７ｄ内に、後述するピストン部４１のテーパー状拡径部５６が進入して支持ロッド４９の振れを抑制し、頭部５０が受け座１６ａにて的確に受け止められるのを可能とするよう、第１実施形態では、テーパー状部２７ｄの傾斜角度はテーパー状拡径部５６の傾斜角度とほど同じとしているが、テーパー状部拡径部５６の傾斜角度をテーパー状部２７ｄより若干大きく設定することも可能である。

ピストンロッド４０は、通常において、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６（ｂ）、図７に示すように、シリンダ２２内に流入する作動用ガス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の下面側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の下面側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、第１実施形態の場合、ロックピン４５は、ピストン部４１が前進移動して大径部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。すなわち、ロックピン４５は、シリンダロッド４０のロック機構を構成する。

また、第１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、凹溝４４が形成され、この凹溝４４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の前進（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。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、ピストン部４１との連結部近傍に、下広がりの外径寸法とするテーパー状拡径部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、挿通孔２７ｃの小径側の上端の内径寸法Ｄ１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の外径寸法は、約８ｍｍ、挿通孔２７ｃの小径側の上端の内径寸法ｄｕは、約９ｍｍとしている。

テーパー状拡径部５６は、ピストンロッド４１の前進移動方向の前方側から後方側にむけて漸次外径が大きくなるよう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を跳ね上げた前進（上昇）完了位置ＵＰに配置された際に、挿通孔２７ｃの内周面嵌合される位置に、配置されている

そして、ストレート部５４とテーパー状拡径部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、挿通孔２７ｃの内周面から離れて、挿通孔２７ｃ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。

実施形態の場合、テーパー状拡径部５６は、その長さ寸法ＤＬを、挿通孔２７ｃの長さ寸法より長くしている。さらに、テーパー状拡径部５６の外周面の下広がり角度と挿通孔２７ｃの内周面の上狭まり角度とが、実施形態の場合、等しく設定されている。なお、実施形態の場合、傾斜角度を約６°としている。なお、テーパー状拡径部５６は、後述する抵抗徐変部を構成することとなる。

次に、図７に示すように、通常時において、支持ロッド４９の上方部の外周面には、係合部としての段差部５７が形成されている。段差部５７には、後述する規制部材６０が係合している。第１実施形態では、段差部５７は、支持ロッド４９の外周面に形成された凹部の下側面であり、支持ロッド４９の外径が前進（上昇）移動方向の前進側から後退側に向けて漸次外径が大きくなる傾斜面５７ａで形成されている。

段差部５７には、図８に示すように、規制部材６０が係合している。規制部材６０は略リング状部材からなり、弾性的に拡径及び縮径が可能で、通常時の状態では、その内径は支持ロッド４９の段差部５７の外径より小さく設定されている。このため、規制部材６０の内周面側が把持部とされて段差部５７を弾性的に把持することとなる。第１実施形態では、規制部材６０は、図８に示すように、弾性的に拡径と縮径が容易なように、切欠き部を有する円弧状とされるとともに、内周面側に把持部としての複数の突条６０ａを備えた構成とされている。（第１実施形態では、３個の突条６０ａを設けた平面視を略Ｅ字状としている。）なお、規制部材６０の拡径及び縮径の弾発力は、段差部５７を挟持した状態で、ピストンロッド４０の重量を支えることが可能な程度とされている。

さらに、規制部材６０は、上面側６０ｂが平面とされて、通常時において段差部５７に係合した状態では、凹部２３ｃの上側面に当接している。こうすることで、ピストンロッド４０は、通常時において、ピストンロッド４０が、前進（上昇）移動方向の前進方向への移動が規制されている。しかして、通常時においては、ピストンロッド４０は、前進（上昇）移動方向に対する前進方向への移動は、規制部材６０と段差部５７との係合で規制され、後退方向への移動は、支持段部２７ｅが頭部５０を支持することで規制され、通常時の位置に保持されて、前進及び後退移動が規制されている。

第１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Ｇ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、テーパー状拡径部５６を挿通孔２７ｃ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、跳ね上げ装置Ｕの作動時には、規制部材６０は、ピストンロッド４０の前進（上昇）移動に伴って、突条６０ａが段差部５７を乗り上げ、係号状態が解除されて、規制部材６０は段差部５７から離脱することとなる。この際に、規制部材６０は、支持ロッド４９によって弾性的に押し広げられて拡径することとなる。ピストンロッド４０は、前進（上昇）移動の初期には、突条６０ａがストレート部６０ａに摺接しながら移動するが、後期には、テーパー状拡径部５６に摺接しながら移動し、上昇完了位置ＵＰに到達すると、ロックピン４５が係止面２６に係止されて、保持（ロック）される。この状態では、規制部材６０が押し広げられて、突条６０ａは、２点鎖線で示す通常時の位置から、実線で示す作動完了位置まで移動することとなる。

突条６０ａは、ピストンロッド４０の外周面に弾性的に摺接することで、ピストンロッド４０の前進（上昇）移動の摺動抵抗となるが、支持ロッド４９のストレート部５４は外径が小さいので比較的抵抗が小さく、ピストンロッド４０は極めて円滑な前進（上昇）移動が可能とされている。

突条６０ａは、ピストンロッド４０の前進（上昇）移動の後期においては、図９に示すように、テーパー状拡径部５６に摺接し、ストレート部５４への摺接状態よりさらに大きな力で弾性的に押し広げられることとなる。この状態では、ピストンロッド４０は前進（上昇）移動する際に突条６０ａからより大きな摺動抵抗を受けるが、その大きさはピストンロッド４０の外径に比例する。このため、摺動抵抗は、テーパー状拡径部５６によって徐々に大きくなることになるため、テーパー状拡径部５６は、抵抗徐変部を構成することになる。

第１実施形態のアクチュエータ２１においては、先ず、通常時においては、支持段部２７ｅが頭部５０を支持して、シリンダロッド４０が前進（上昇）移動方向の後退方向へ移動を抑制するように保持し、規制部材６０としての略Ｅ字状のリング部材の内周面の突条６０ａが支持ロッド４０の係合部としての段差部５７に係合して、シリンダロッド４０が前進（上昇）移動方向の前進方向へ移動するのを抑制している。このため、走行時等の自動車の振動によってシリンダ２２内でのシリンダロッド４０のがたつきが効果的に防止でき、異音の発生を抑えることができる。また、シリンダ２１内部は、Ｏリング２８とＯリング２９で密封されて防水構造とされているため、シリンダ２１内部の空気は外気温の変動によって、膨張、収縮を繰返し、シリンダロッド４０は、前進方向、後退方向に移動しようとするが、前述の通り、シリンダロッド４０の移動が効果的に抑えられて、シリンダ２２内の密封性能の低下を効果的に抑制することができる。さらに、摺動部２４とピストン部４１との間に配設されているＯリング４７のガス漏れ防止効果の低下も的確に抑制することができる。

次に、アクチュエータ２１の作動時においては、突条６０ａは段差部５７との係合が離脱して、シリンダロッド４０がシリンダ２２内を前進（上昇）移動するが、この際に、突条６０ａの内周面は、支持ロッド４９の外周面に摺動しつつシリンダロッド４０が移動するが、移動の初期において、外径の小さいストレート部５４に摺接している間は摺動抵抗が小さく、シリンダロッド４０は円滑な移動が可能であるが、移動の後期においては、支持ロッド４９のテーパー状拡径部５６が突条６０ａに当接して摺動移動するため、摺動抵抗は、テーパー状拡径部５６の外径に比例して徐々に大きくなる。このため、シリンダロッド４０の前進（上昇）移動の運動エネルギーが的確に減衰させられて、前進（上昇）完了位置ＵＰでのロック機構によって停止させられ、的確な衝撃吸収性能を発揮することが可能となる。

なお、第１実施形態のアクチュエータ２１において、規制部材６０は、通常時においては、突条６０ａは段差部５７に係号して支持ロッド４９を弾性的に把持しており、作動時においても、支持ロッド４９のストレート部５４及びテーパー拡径部５６を弾性的に把持しているので、規制部材６０の上面側６０ｂを大径部２５の上面壁２５ｂに当接させるか、近接して配置するだけで、シリンダ２２内に固定する必要はなく、支持ロッド４９における頭部５０の下端部５１と段差部５７との上下方向の長さと、キャップ２７における支持段部２７ｅと大径部２５の上側面２５ｂとの上下方向の長さ、とを、ほぼ同一とするか、前者の長さを若干大きくすれば、通常時においてピストンロッド４０をシリンダ２２内にがたつき等なく保持することが可能である。（図８（ａ）参照）

また、通常時において、突条６０ａと段差部５７との係合状態における突条６０ａのかかり代は、規制部材６０の弾発力によって適宜決めることができるが、ストレート部５４の直径に対するかかり代は、０．１〜０．５％が好ましく、０．２〜０．３％がさらに好ましい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態につき、図面を用いて説明する。なお、第２実施形態については、第１実施形態と異なる箇所を中心に説明し、同じ箇所には同一の符合を付すこととする。

第２実施形態のアクチュエータ２１も、図１乃至図５に示すように、第１実施形態と同様な跳ね上げ装置Ｕに用いられるが、第１実施形態とは規制部材７０が異なる以外は、第１実施形態と同一である。

規制部材７０は、上面側７０ｂが大径部２５内の上面壁２５ｂと一体形成されている。具体的には、第１実施形態の規制部材６０と同じように内周面側に複数の突条７０ａ（第２実施形態では３個の突条７０ａが形成されている。）が形成された切り欠き部７１を有する平面視略Ｅ字形状のリング状部材の上面側７０ｂを、上面側２５ｂに螺子止めや溶接で固定する等して形成するか、或いは、キャップ２７の製造時に一体的に切削加工して等して形成している。（図８（ａ）参照）

第２実施形態においては、図８（ａ）に示すように、通常時において、支持ロッド４９の上方部の外周面には、係合部としての凹部５８が形成されている。この凹部５８には、通常時において、突条７０ａが係合し、ピストンロッド４０が、前進移動方向の前進方向及び後退方向への移動を規制している。

なお、第２実施形態では、規制部材７０が、通常時において、ピストンロッド４０の、前進（上昇）移動方向に対する、前進方向及び後退方向の両方への移動を規制することができるが、第１実施形態と同様に、キャップ２７の上方部には、支持段部２７ｅが形成され（図６（ａ）、（ｂ）参照）、支持ロッド４９の頭部５０の下面側を支持して、通常時においては、ピストンロッド４０の前進移動方向に対する後退方向への移動を規制しているので、凹部５８は、第１実施形態と同様に、段差部５７のみで、規制部材７０が、ピストンロッド４０の前進（上昇）方向への移動のみを規制する態様とすることもできる。

第２実施形態の跳ね上げ装置Ｕでも、第１実施形態と同様に、センサ６からの信号によって作動させられる。

作動時においては、規制部材７０は、図＿に示すように、前進（上昇）移動するピストンロッド４０によって突条７０ａの先端が、前進移動方向に向けて折り曲げ変形（塑性変形）させられることとなる。ピストンロッド４０の前進（上昇）移動の途上において、初期の段階では、突条７０ａは外径が比較的小さい支持ロッド４９のストレート部５４に摺接しているので、突条７０ａの折り曲げ量は小さく、摺動抵抗が小さいため、ピストンロッド４０は、円滑に前進（上昇）移動可能であるが、さらに、前進（上昇）移動の後期の段階では、突条７０ａは、抵抗徐変部としての支持ロッド４９のテーパー状拡径部５６に摺接して前進（上昇）移動するため、摺動抵抗がテーパー状拡径部５６の外径に比例して徐々に大きくなり、シリンダロッド４０の前進（上昇）移動の運動エネルギーが的確に減衰させられる。こうして、ピストンロッド４０は、前進（上昇）完了位置ＵＰでのロック機構によって停止させられ、的確な衝撃吸収性能を発揮することが可能となる。

なお、第２実施形態において、突条７０ａの先端部は、ピストンロッド４０の移動によって塑性変形させられる態様としたが、第１実施形態で用いた規制部材６０と同じ材質を用いて弾性変形可能な態様としても、同様の効果を奏することが可能である。

（変形例）
本願の発明は、実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例においても実現可能である。

（１）抵抗徐変部を、テーパー状拡径部５６に変えて、支持ロッド４９の抵抗徐変部に相当する箇所を、ストレート部５４より外径が大きい拡径部とし、さらに大径部に、規制部材６０，７０の摺動抵抗が徐々に大きくなるよう、前進（上昇）移動方向の前方側から後方側に向けて、前進（上昇）移動方向に交差する深さが徐々に深くなる凹凸を設けることでも、第１実施形態及び第２実施形態と同様の効果を奏することが可能となる。なお、拡径部の外径は、一定であっても、テーパー状であっても同様の効果をそうすることができる。

（２）ロック機構を、ピン４５等のロック機構に変えて、支持ロッド４９におけるピストン部４１との境界部に凹溝を設け、ピストンロッド４０の前進（上昇）完了位置ＵＰで、この凹溝に規制部材６０、７０が弾性的に係合して、ピストンロッド４０を固定（ロック）する。本態様においては、ピン４５等のロック機構より簡単な構成でピストンロッド４０を前進（上昇）完了位置ＵＰで固定（ロック）することができる。

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。 第１実施形態のアクチュエータの概略縦断面図であり、通常時と作動完了時とを示す。 第１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、通常時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、規制部材の部位の概略拡大図であり、通常時の位置を示す。 第１実施形態のアクチュエータにおいて、規制部材の部位の概略拡大図であり、作動完了時の位置を示す。 第２実施形態のアクチュエータにおいて、規制部材の部位の概略拡大図であり、作動完了時の位置を示す。

符号の説明

１０ ： フードパネル
１１ ： ヒンジ部
１６ ： 受け座
２２ ： シリンダ
２３ ： 本体
２４ ： 摺動部
２５ ： 大径部
２６ ： 係止面
２７ ： キャップ
２７ｅ： 支持段部（保持手段）
３２ ： 下端側部
３３ ： 下端壁部
３４ ： 周壁部
３６ ： 流体（ガス）発生器
４０ ： ピストンロッド
４１ ： ピストン部
４２ ： 収納凹部
４３ ： 流入経路
４５ ： ロックピン
４９ ： 支持ロッド
５４ ： ストレート部
５６ ： テーパー状拡径部（抵抗徐変部）
５７ ： 段差部（係合部）
５７ａ： 傾斜面
６０ ： 規制部材
６１ ： 切り欠き
７０ ： 規制部材
７１ ： 切り欠き
Ｇ ： 作動用ガス（燃焼ガス）
Ｒ ： ロック機構
Ｓ ： 変形スペース
Ｕ ： フード跳ね上げ機構
ＵＰ ： 前進（上昇）完了位置

Claims (3)

1. 自動車用安全装置に使用されて、
   通常時、筒状のシリンダ内に、ピストン部と該ピストン部に連結された支持ロッドとが収容され、
   作動時、前記シリンダ内に配設させた流体発生器から作動用流体を吐出させることにより、前記ピストン部及び前記支持ロッドが前記シリンダ内を前進移動することにより前記支持ロッドが前記シリンダ外へ突出するとともに、前進移動した前記ピストン部及び前記支持ロッドのロック機構を備え、
   前記シリンダ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ための受止材を支持する構成のアクチュエータであって、
   通常時において、前記支持ロッド及び前記ピストン部は、前記支持ロッドに形成された係合部が前記シリンダ内に配設された規制部材に係合して前進移動方向への移動が規制され、さらに、保持手段によって後退方向へ移動しないよう保持され、
   作動時において、前記支持ロッド及び前記ピストン部が前進移動するとこによって前記規制部材が変形させられて前記係合部との係合が離脱させられるとともに前記保持手段は前記支持ロッド及び前記ピストン部の前進移動を許容し、さらに、前記規制部材は前記支持ロッドの前記ピストン部との連結部近傍の外周面に前進移動方向の前方側から後方側に向けて漸次摩擦抵抗が大きくなるよう設けられた抵抗徐変部に摺接可能とされたことを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記規制部材は、弾性的に拡径・縮径が可能なリング状部材で、
   通常時において、前記リング状部材の内周面側の把持部が前記支持ロッドの外周面側を弾性的に把持するとともに、前記支持ロッドの外周面で前進移動方向の前方側が小径で後方側が大径とされた段差状に形成された係合部に係合して前記支持ロッド及び前記ピストン部の前進移動方向への移動を規制し、
   作動時において、前記規制部材は前記支持ロッド及び前記ピストン部の前進移動によって前記係合部を乗り越えることで弾性的に拡径させられ、前進移動方向の前方側から後方側に向けて漸次外径が大きくなるようテーパー状に形成された抵抗徐変部に摺接す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. 前記段差状の係合部は、前記支持ロッドの前進側から後退側に向けて漸次大径となる傾斜面を備え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。

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