JP2014133535A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンロッドの前進ストロークを容易に変更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２５Ｓでは、シリンダ２６内を摺動可能とされるピストンロッド５４Ｓが、ピストン部５６と、ピストン部５６から延びる支持ロッド部５４Ｓと、を有するとともに、アクチュエータ２５Ｓは、ピストンロッド５４Ｓの前進移動完了後の後退移動を規制するロック機構Ｒを、備える。ロック機構Ｒを構成する係止部材７７を保持させる保持部６８が、ピストン部５６の前進移動方向側となる支持ロッド部５４Ｓの部位において、ピストン部５６から離隔して配置されている。
【選択図】図５

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に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、この種のアクチュエータでは、フードパネルを持ち上げるものがあり、ガス発生器の作動時に発生するガスを駆動源とするピストンシリンダタイプとして、ピストンロッドが、シリンダ内を摺動可能なピストン部と、ピストン部から延びる支持ロッド部と、前進移動後の支持ロッド部の後退移動を規制するロック機構と、を備える構成としていた。そして、作動時に、支持ロッド部が、シリンダ外へ突出するように前進移動して、保護対象物としての歩行者を受け止める受止材としてのフードパネルを、支持しつつ、歩行者の受け止め位置まで上昇移動させる構成であった。支持ロッド部は、フードパネルを上昇移動させた状態で、ロック機構により後退移動（フードパネルの下降移動）を規制されて、フードパネルが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可能に、曲げ塑性変形されていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２０８７３８公報

しかし、従来のアクチュエータでは、ピストンロッドにおいて、ロック機構を構成する係止部材を保持させる保持部が、ピストン部と一体的に構成されており、ピストンロッドによるフードパネルの押上量（ピストンロッドの前進ストローク）が一定である。そのため、例えば、搭載させる車両に応じて、フードパネルの押上量を変更する場合のアクチュエータの設計変更が容易ではなく、ピストンロッドの前進ストローク（支持ロッド部のシリンダからの突出量）を容易に変更可能と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、ピストンロッドの前進ストロークを容易に変更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るピストンシリンダタイプとして、
シリンダと、
シリンダ内を摺動可能なピストン部、及び、
ピストン部より小径として、ピストン部から延びてシリンダ外へ突出し、保護対象物を受け止める受止材を、保護対象物の受け止め位置まで移動可能に支持する支持ロッド部、
を有するピストンロッドと、
作動時に、支持ロッド部をシリンダ外へ突出させるように前進移動するピストンロッドの前進移動完了後の後退移動を規制するロック機構と、
を備えて、
ロック機構が、ピストンロッド側に形成された保持部に保持される係止部材と、シリンダ側に配置されてピストンロッドの後退移動を規制可能に係止部材を係止する係止規制部と、を備える構成のアクチュエータであって、
係止部材を保持させる保持部が、ピストン部の前進移動方向側となる支持ロッド部の部位において、ピストン部から離隔して配置されていることを特徴とする。

本発明のアクチュエータでは、ピストンロッドにおいて、ロック機構を構成する係止部材を保持させる保持部を、支持ロッド部の部位に配置させて、ピストン部から、ピストン部の前進移動方向側に離隔させている。そして、本発明のアクチュエータは、作動時の前進ストロークを、支持ロッド部の先端から保持部までの離隔距離によって、設定されることとなる。そのため、保持部をピストン部と一体的に形成している従来のアクチュエータと比較して、作動時の前進ストロークを短くすることができる。その結果、本発明のアクチュエータでは、ピストンロッドの保持部の配置位置を変更するだけで、ピストンロッドの前進ストロークを変更することができる。

したがって、本発明のアクチュエータでは、ピストンロッドの前進ストロークを容易に変更することができる。

また、本発明のアクチュエータにおいて、支持ロッド部における保持部をピストン部に連結させる部位を、保持部とピストン部との間に隙間を設けるように、外周面側を凹ませるような略丸棒状として、外径寸法を、支持ロッド部において、保持部の前進移動方向側に配置されてシリンダから突出する軸部の外径寸法と、略同一に設定することが、好ましい。

アクチュエータを上記構成とすれば、ピストンロッドの長さ寸法とシリンダ部の外径寸法とを、従来のアクチュエータに使用されるピストンロッドの長さ寸法とシリンダ部の外径寸法と同一に設定した場合、従来のピストンロッドと比較して、ピストンロッドの重量を大きく増大させない。そのため、従来のアクチュエータにおいて使用されるピストンロッドを移動させる駆動源を援用しても、従来のアクチュエータと略同等の性能を確保することができる。また、シリンダ部の外径寸法を同一とすることにより、シリンダも共用化できることから、製造コストを低減させることができる。

さらに、上記構成のアクチュエータにおいて、支持ロッド部を、軸部の先端側にねじ込まれて配設される頭部を備える構成とし、
ピストン部を、元部側端面を凹ませるようにして、頭部を軸部に取り付ける際に使用する治具を嵌合可能な凹部を有し、凹部の周囲を構成する先端側部位を、断面略テーパ状として、厚肉に設定することが好ましい。

上記構成のアクチュエータでは、ピストン部の先端側部位が、厚肉に設定されている。そのため、ピストン部と保持部とが間に隙間を有するように離隔して配置されて、かつ、ピストン部に、頭部を軸部に取り付ける際に使用される凹部が形成され、さらに、ピストン本体の外周面に、シールリング（Ｏリング）嵌合用の凹溝が形成されていても、保持部とピストン本体との連結強度を低下させない。その結果、十分な強度を確保することができ、受止材が保護対象物を受け止めた際において、シリンダから突出した支持ロッド部の軸部を、安定して曲げ塑性変形させることができる。

本発明の一実施形態のアクチュエータが使用される跳ね上げ装置（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。 実施形態の跳ね上げ装置の作動時を示す概略縦断面図である。 実施形態のアクチュエータの概略縦断面図であり、Ａ及びＢは、それぞれ、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、作動前の先端壁部付近を示す部分拡大縦断面図である。 実施形態のアクチュエータにおいて、作動前のピストンロッドのピストン部付近を示す部分拡大縦断面図である。 実施形態のアクチュエータにおける保持部の部位を示す概略部分拡大断面図であり、Ａ〜Ｃは、ロック機構の作動を順に説明する図である。 実施形態のアクチュエータに使用する係止リングの平面図である。 長い前進ストロークを有するアクチュエータの概略縦断面図であり、Ａ及びＢは、それぞれ、作動前と作動完了時とを示す。 実施形態の短い前進ストロークのアクチュエータに使用されるピストンロッドと、図１０の長い前進ストロークのアクチュエータに使用されるピストンロッドと、を並べた概略縦断面図である。

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２５が使用される自動車用安全装置は、フード跳ね上げ装置（以下「跳ね上げ装置」と省略する）Ｕである。この跳ね上げ装置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２５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の作動時には、図４に示すように、アクチュエータ２５がピストンロッド５４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、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。

また、実施形態の場合、車両Ｖのフロントバンパ５（図１参照）には、歩行者との衝突を検知若しくは予測可能な図示しないセンサが、配設されている。そして、実施形態では、センサからの信号を入力させている図示しない作動回路が、このセンサ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２５における駆動源としてのガス発生器３９（図５，７参照）を作動させるように、構成されている。

さらに、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、アルミニウム合金等からなる板金製とされている。フードパネル１０は、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、を備えている。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２５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とに配設されている（図１参照）。各ヒンジ部１１は、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ている。各ヒンジアーム１４は、ヒンジベース１２側の元部端１４ａを、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せている。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を備えている。そして、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５４の先端（上端５４ａ）（支持ロッド部６２の頭部６３における当接部６３ｂ）を当接させる受け座１６としている。そして、この受け座１６の下面が、ピストンロッド５４の上端５４ａの受け面１６ａとされている。

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、ヒンジアーム１４においてこの切欠凹部１４ｃの周囲の部位が、塑性変形部１４ｄとされる。そして、アクチュエータ２５の作動時においてピストンロッド５４によるフードパネル１０の後端１０ｃの押上時に、この塑性変形部１４ｄが塑性変形することにより、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の前端１０ｆ側には、通常閉塞用として、前端１０ｆに配置された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が配設されている。そして、フードパネル１０の後端１０ｃの上昇時でも、フードパネル１０の前端１０ｆは、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。

実施形態のアクチュエータ２５は、図１，２に示すように、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２５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に保持されて、ボディ１側のフードリッジリインホース２に取り付けられている。

各アクチュエータ２５は、図５に示すように、シリンダ２６と、シリンダ２６内に作動用流体としてのガスを流入させるガス発生器３９と、ピストンロッド５４と、ロック機構Ｒと、を備えて構成されている。シリンダ２６は、軸方向を上下方向に沿わせるように配置させてボディ１側に取り付けられている。ピストンロッド５４は、ガス発生器３９の作動時に、シリンダ２６から上方へ突出するように構成されている。ロック機構Ｒは、前進移動後（上昇移動後）のピストンロッド５４の後退移動（下降移動）を規制するためのものである。

実施形態では、アクチュエータ２５として、後述するアクチュエータ（従来のアクチュエータ）２５Ｌと比較して前進ストローク（上昇ストローク）の短い短アクチュエータ２５Ｓが、使用されている。この短アクチュエータ２５Ｓは、従来のアクチュエータである長い前進ストローク（上昇ストローク）の長アクチュエータ２５Ｌ（図１０参照）と、ピストンロッド５４（５４Ｓ，５４Ｌ）のみを異ならせて、残りの部材は同一の部材を使用して、構成されている。実施形態のアクチュエータ２５Ｓでは、短アクチュエータ２５Ｓ用のピストンロッド５４Ｓが使用されている。

ロック機構Ｒは、図８に示すように、係止部材としての係止リング７７と、収納溝６９のテーパ規制面７２と、係止段部３４（係止規制部）の係止規制面３５及び外周規制面３６と、から構成されている。収納溝６９は、ピストンロッド５４Ｓ（５４）において係止リング７７を保持させる保持部６８に形成されている。係止段部３４（係止規制部）は、シリンダ２６の先端壁部３０側に形成されている。

シリンダ２６は、図５に示すように、ピストンロッド５４（５４Ｓ）のピストン部５６を摺動させる円筒状の本体部２７と、本体部２７の上端側を塞ぐ先端壁部３０と、本体部２７の下端側を塞ぐ元部端壁部３８と、を備えて構成されている。本体部２７は、ピストン部５６の外形形状に対応して円形状に開口した摺動孔２８を、上下方向に貫通させている。そして、アクチュエータ２５（２５Ｓ）の作動時、ピストン部５６が摺動孔２８の内周面２８ａを摺動して、上昇（前進移動）することとなる。

なお、シリンダ２６は、実施形態の場合、鋼製のパイプ材からなるパイプ部４２と、先端壁部３０を構成するヘッド部５１と、元部端壁部３８を構成するガス発生器３９と、から構成されている。さらに、パイプ部４２は、ピストン部５６を摺動させる円筒状の小径部４３と、小径部４３の両端から拡径して略円筒状に延びる大径部４４，４７と、を備えて構成されている（図５参照）。ヘッド部５１には、後述する挿通孔３１、天井規制面３２、外周規制面３６等が、形成されている。このヘッド部５１は、大径部４４内に配置され、大径部４４を縮径させるように、かしめ部４５をかしめて塑性変形させることにより、大径部４４に固定される。元部端壁部３８を構成するガス発生器３９は、大径部４７内に配置された後、かしめ部４８，４９等を縮径させるようにかしめて塑性変形させることにより、大径部４７に固定される。そして、パイプ部４２にヘッド部５１とガス発生器３９とを固定させることにより、シリンダ２６が形成されることとなる。なお、実施形態では、ヘッド部５１を大径部４４内に配置させる前には、ピストンロッド５４（５４Ｓ）をヘッド部５１に挿通させて組み付けておく。そのため、このシリンダ２６の形成時、同時に、短アクチュエータ２５Ｓ（２５）も形成されることとなる。なお、図５，７において符号４０で示す部材は、パッキンである。また、実施形態の場合、先端壁部３０の上面側には、支持ロッド部６２の頭部６３の一部を収納させる収納凹部３０ａが、形成されている（図５，６参照）。収納凹部３０ａは、具体的には、頭部６３におけるフランジ部６３ａより下側の部位を収納させるように、構成されている。

そして、シリンダ２６には、図５，６に示すように、本体部２７における先端壁部３０近傍に、係止規制部としての係止段部３４が、シリンダ２６の周方向の全周にわたって、形成されている。この係止段部３４は、ピストン部５６を摺動させる本体部２７の内周面２８ａより拡径して凹むようにして、形成されている。この係止段部３４（係止規制部）は、既述したように、ロック機構Ｒを構成する係止規制面３５と外周規制面３６とを配設させている部位であり、図８のＣに示すように、保持部６８のロック位置ＲＰを規定する。すなわち、この係止段部３４の配置位置は、ピストンロッド５４（５４Ｓ）の上昇時（前進移動時）において上死点ＵＴに配置された後の後退時、係止リング７７を介在させて、保持部６８の後退移動を規制する位置である。そして、このロック位置ＲＰで保持部６８がロックされ、ピストンロッド５４（５４Ｓ）の後退移動が規制されれば、その位置が、ピストンロッド５４（５４Ｓ）とフードパネル１０との歩行者の受止位置となる。そして、その位置で、支持ロッド部６２が曲げ塑性変形すれば、安定した変形状態を確保できる。

係止規制面３５は、図６及び図８のＡに示すように、ピストンロッド５４（５４Ｓ）の前進移動や後退移動時の進退方向に沿うシリンダ２６の本体部２７の軸方向と略直交するように、形成されている。この係止規制面３５は、係止リング７７の下降移動（後退移動）の規制時に、係止リング７７の後退移動側の部位（後退側面）に当接するように、配設されている。外周規制面３６は、係止規制面３５の外周縁から本体部２７の軸方向に沿ってピストンロッド５４（５４Ｓ）の前進移動側（上方）に延びて形成されている。この外周規制面３６は、係止リング７７の後退移動の規制時に、拡径した係止リング７７の外周面に当接するように、配設されている。

また、係止規制面３５において、図８のＡに示すように、本体部２７の内周面２８ａの内縁３５ａから外周規制面３６までの本体部２７の軸直交方向に沿う幅寸法は、外周面を外周規制面３６に当接させた状態の係止リング７７の内周側部位を、本体部２７の内周面２８ａより本体部２７の軸心側へ突出させるような寸法に、設定されている（図８のＣ参照）。詳細には、係止規制面３５の幅寸法は、係止規制面３５により係止リング７７を係止可能な状態として、かつ、係止リング７７の円形断面における直径寸法Ｄ１（図９参照）の１／２未満として、設定されている。

また、シリンダ２６の先端壁部３０は、ピストンロッド５４（５４Ｓ）の支持ロッド部６２における軸部６４の後述する先端側部位６４ａを挿通可能な挿通孔３１を、中央に配置させている（図５，６参照）。この挿通孔３１は、ピストンロッド５４（５４Ｓ）の保持部６８を挿通不能な大きさに、設定されている。

そして、係止段部３４における先端壁部３０側には、天井規制面３２が、シリンダ２６の周方向の全周にわたって、形成されている。天井規制面３２は、外周規制面３６から本体部２７の内周面２８ａに一致する位置まで内側に延びるように、形成されている。この天井規制面３２は、ピストンロッド５４（５４Ｓ）を上死点ＵＴに配置させた状態で、保持部６８のテーパ規制面７２とともに、係止リング７７の前進移動側の部位に、当接する部位である。

実施形態の場合、天井規制面３２は、ピストンロッド５４（５４Ｓ）の後退移動側に拡径するテーパ状として形成されている。この天井規制面３２は、上死点ＵＴに配置された状態でのピストンロッド５４（５４Ｓ）における保持部６８のテーパ規制面７２と、ピストンロッド５４（５４Ｓ）の前進移動側の縁３２ａ，７２ａ相互を、シリンダ２６の軸方向に沿って一致させるように、構成されている（図８のＢ参照）。さらに、実施形態では、天井規制面３２は、テーパ規制面７２とともに、拡径させる角度を、相互に等しい４５°として、構成されている。

本体部２７の下端側の元部端壁部３８を構成するガス発生器３９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３９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のコネクタが、接続されている。そして、ガス発生器３９は、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２６内のピストン部５６の底面５６ｂ（下面）側へ供給することとなる。

ピストンロッド５４Ｓ（５４）は、図５に示すように、シリンダ２６内に配置されるピストン部５６と、ピストン部５６から上方に延びる支持ロッド部６２と、を備えて構成されている。なお、この短アクチュエータ２５Ｓ用のピストンロッド５４Ｓは、保持部６８をピストン部５６から離隔させるように、支持ロッド部６２の先端６２ａ（頭部６３）に近づけて配置させている以外は、長アクチュエータ２５Ｌ用のピストンロッド５４Ｌと同一の構成である。

ピストン部５６は、図７に示すように、シリンダ２６の本体部２７における摺動孔２８の内周面２８ａに対して、Ｏリング７４を介在させて、摺動可能な略円柱状とされている。ピストン部５６は、外周面５６ａに、Ｏリング７４を嵌合させる嵌合溝５７を、備えている。また、ピストン部５６の底面５６ｂ（元部側端面）には、底面５６ｂを凹ませるようにして、凹部５８が、形成されている。この凹部５８は、支持ロッド部６２の軸部６４における先端側部位６４ａの先端側に頭部６３をねじ込む際に使用される治具である六角レンチを嵌合させるためのものである。具体的には、凹部５８は、断面六角形状に開口して、構成されている。また、実施形態のピストン部５６では、凹部５８は、図７に示すように、開口幅寸法Ｗ１を、ピストン部５６自体の外径寸法Ｄ２の１／３程度として、かつ、ピストン部５６の上側から延びる軸部６４の元部側部位６４ｂの外径寸法Ｄ３の５／８程度に設定されている。また、凹部５８は、六角レンチを安定して嵌合可能に、深さ寸法Ｈ１を、ピストン部５６の上下の幅寸法Ｌ１の３／５程度として、大きく開口して形成されている。しかしながら、実施形態のピストン部５６では、この凹部５８の周囲を構成する上側部位５９（先端側部位）が、厚さ寸法を確保するように、先細り形状の断面略テーパ状として、厚肉に設定されている。

支持ロッド部６２は、図５に示すように、ピストン部５６から延びてシリンダ２６外へ突出可能に構成されている。支持ロッド部６２は、ピストン部５６から延びる丸棒状の軸部６４と、軸部６４の上端側（先端側）にねじ込まれて配設される頭部６３と、軸部６４の中間部位に配置されて係止部材としての係止リング７７を保持させる保持部６８と、を備えている。

軸部６４は、シリンダ２６の軸方向（上下方向）に沿って配置されるもので、ピストン部５６（保持部６８）より小径の丸棒状とされている。実施形態の場合、軸部６４は、保持部６８から延びるように配置される先端側部位６４ａと、ピストン部５６と保持部６８との間に配置される元部側部位６４ｂと、を備えている。そして、先端側部位６４ａと元部側部位６４ｂとは、外径寸法を同一に設定されている。すなわち、軸部６４の元部側部位６４ｂは、支持ロッド部６２において、保持部６８をピストン部５６に連結させる部位である。そして、この元部側部位６４ｂは、外径寸法Ｄ３を、先端側部位６４ａの外径寸法Ｄ４と同一にされて、保持部６８とピストン部５６との間に隙間を設けるように（シリンダ２６の本体部２７における摺動孔２８の内周面２８ａとの間に隙間を設けるように）、構成されている。

頭部６３は、図４に示すように、ピストンロッド５４Ｓ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。頭部６３は、外径寸法を、軸部６４より大径とされている。実施形態の場合、頭部６３は、フランジ部６３ａと、フランジ部６３ａの上側に配置されて受け面１６ａに当接される当接部６３ｂと、を備えている。フランジ部６３ａは、頭部６３の上下の中央よりやや下方となる位置から外方に突出するような略円板状として構成されている。実施形態の場合、頭部６３は、フランジ部６３ａの上面を、外周側に配置される大径部４４の上端面と略面一とするように、フランジ部６３ａより下部側の部位を、先端壁部３０の収納凹部３０ａ内に収納させて、配置されている。当接部６３ｂは、フランジ部６３ａから上方に突出するように形成されるもので、実施形態の場合、略半球状に突出するように、上端面を湾曲させて形成されている。

また、支持ロッド部６２は、ピストン部５６とともに、鋼等の金属材から構成されており、係止リング７７を保持させた保持部６８の上死点ＵＴへの到達後で、ロック位置ＲＰでロック機構Ｒにロックされた際に、フードパネル１０の後端１０ｃを押し上げ完了位置まで上昇（前進移動）させることとなる。そして、支持ロッド部６２は、先端壁部３０から突出した挿通孔３１の近傍の先端側部位６４ａの部位を屈曲点６６として（図５のＢ参照）、ロック機構Ｒによるロック後に、この屈曲点６６で、曲げ塑性変形可能に構成されている。

支持ロッド部６２の軸部６４の先端側部位６４ａにおける頭部６３近傍には、Ｃリング７３を嵌めるための凹溝６５が、形成されている（図５，６参照）。この凹溝６５に嵌められたＣリング７３は、作動前のアクチュエータ２５Ｓのピストンロッド５４Ｓの突出を防止するように、先端壁部３０の下面３０ｂに当接されている。すなわち、このＣリング７３は、アクチュエータ２５Ｓの作動前には、図６に示すように、凹溝６５に嵌った状態で先端壁部３０の下面３０ｂに当接されている。そのため、アクチュエータ２５Ｓの作動前におけるピストンロッド５４Ｓのシリンダ２６からの飛び出しが防止されることとなる。そして、Ｃリング７３は、アクチュエータ２５Ｓの作動時、ピストンロッド５４Ｓの前進移動（上昇）に伴い、拡径するように変形して凹溝６５から外れて、円滑に、ピストンロッド５４Ｓを前進移動させることとなる（図８参照）。なお、頭部６３の外周側においてフランジ部６３ａの下面側となる位置には、アクチュエータ２５Ｓの作動前のシリンダ２６内のシール性を確保するために、Ｏリング７５が、嵌められている（図５，６参照）。Ｏリング７５は、頭部６３と先端壁部３０とに圧接されている。

保持部６８は、間に軸部６４の元部側部位６４ｂを介在させて、ピストン部５６から上方（前進移動側）に離隔した位置に配置されている。保持部６８は、シリンダ２６の本体部２７における摺動孔２８の内周面２８ａに対して、係止部材としての係止リング７７を介在させて、摺動可能とされている。実施形態の場合、保持部６８は、扁平な略円柱状とされている。保持部６８の外周面６８ａには、係止リング７７を収納可能な収納溝６９が、形成されている。なお、実施形態の場合、保持部６８は、外径寸法を、ピストン部５６の外径寸法と同一に設定されている。

収納溝６９は、係止リング７７を収納した状態でピストンロッド５４Ｓの前進移動（上昇）を可能とするように、保持部６８の外周面６８ａを凹ませて形成される。実施形態の場合、収納溝６９は、図７に示すように、収納溝６９の底面側に配置される内周面（底面）７０と、ピストンロッド５４Ｓの後退移動側の面である後退側面７１と、ピストンロッド５４Ｓの前進移動側の面であるテーパ規制面７２と、を備えて構成されている。内周面（底面）７０は、ピストンロッド５４Ｓの軸方向に沿うように形成されている。後退側面７１は、内周面７０の下縁からピストンロッド５４Ｓの軸方向に直交して延びるように、形成されている。テーパ規制面７２は、内周面７０の上縁から前進移動側に向けて外開きのテーパ状とされている。テーパ規制面７２は、ピストンロッド５４Ｓの前進移動後の拡径した状態で、かつ、係止段部３４の係止規制面３５と外周規制面３６とに当接させた状態の係止リング７７の内側面に当接するように、構成されている。

また、収納溝６９の配置位置は、既述したように、下記のようである。実施形態では、アクチュエータ２５Ｓの作動に伴ってピストンロッド５４Ｓが上昇し、保持部６８の天井面６８ｂを、Ｃリング７３を介在させて、シリンダ２６の先端壁部３０の下面に当接させるような上死点ＵＴに配置させた際に、テーパ規制面７２の縁７２ａが、ピストンロッド５４Ｓの軸方向に沿った方向側で、天井規制面３２の縁３２ａに略一致されて配置されることとなる（図８のＢ参照）。

ロック機構Ｒを構成する係止リング７７は、図７，９に示すように、断面を円形としたばね鋼からなる線材を円環状に曲げ加工して、形成されている。係止リング７７は、リング形状の一部の端面相互に、縮径可能な隙間７７ａを設けて構成されている。この係止リング７７は、シリンダ２６内への保持部６８の配置時に、収納溝６９内に縮径させて収納されている（図７参照）。そして、係止リング７７は、アクチュエータ２５Ｓの作動時に、拡径して収納溝６９から係止段部３４に進入する際に、係止段部３４の係止規制面３５と、収納溝６９のテーパ規制面７２と、に跨ることとなる（図８のＢ参照）。そして、係止リング７７は、ロック時に、図８のＣに示すように、外周規制面３６に当接して、ピストンロッド５４Ｓの後退移動を規制できるように、寸法を設定されている。

次に、長アクチュエータ（従来のアクチュエータ）２５Ｌ用のピストンロッド５４Ｌについて、説明をする。長アクチュエータ２５Ｌ用のピストンロッド５４Ｌは、図１０に示すように、保持部６８の配置位置を、ピストンロッド５４Ｓと異ならせている。ピストンロッド５４Ｌでは、保持部６８を、ピストン部５６の直上に直接的に連結させて配置させている。すなわち、ピストンロッド５４Ｌでは、軸部６４が、元部側部位６４ｂを備えず、保持部６８とピストン部５６とが一体的に構成されている。そして、ピストン部５６の底面５６ｂから保持部６８の天井面６８ｂまでの距離Ｌ４（図１１参照）が、極力小さく設定されることとなる。また、ピストンロッド５４Ｌのピストン部５６は、外径寸法を、ピストンロッド５４Ｓのピストン部５６の外形寸法と同一に、設定されている。さらに、ピストンロッド５４Ｓとピストンロッド５４Ｌとは、図１１に示すように、全長ＬＷ１，ＬＷ２（ピストン部５６の底面５６ｂから頭部６３の上端（支持ロッド部６２の先端６２ａ）までの距離）を、同一として構成されている。そして、ピストンロッド５４Ｓにおける支持ロッド部６２の先端６２ａ（頭部６３の上端）から保持部６８の天井面６８ｂまでの距離Ｌ２と、ピストンロッド５４Ｌにおける支持ロッド部６２の先端６２ａ（頭部６３の上端）から保持部６８の天井面６８ｂまでの距離Ｌ３と、の寸法差ＬＳが、短アクチュエータ２５Ｓと長アクチュエータ２５Ｌとの前進ストローク（上昇ストローク）の寸法差を、構成することとなる。すなわち、ピストンロッド５４Ｓを使用した短アクチュエータ２５Ｓでは、長アクチュエータ（従来のアクチュエータ）２５Ｌと比較して、前進ストロークが、この寸法差ＬＳ分、短くなる。

実施形態の跳ね上げ装置Ｕでは、フロントバンパ５に配置される図示しないセンサからの信号により、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２５Ｓにおけるガス発生器３９が作動されることとなる。そして、シリンダ２６内にガス発生器３９から発生した作動用ガスが流入されれば、シリンダ２６内の内圧が高まり、シリンダ２６内に配置されるピストンロッド５４Ｓのピストン部５６が、その圧力を受けて、図５のＢに示すように、支持ロッド部６２とともに上昇する。そして、支持ロッド部６２が、図４に示すように、頭部６３の当接部６３ｂを受け座１６の受け面１６ａに当接させてフードパネル１０の後端１０ｃを上昇させることとなる。支持ロッド部６２に形成される保持部６８が、天井面６８ｂを、Ｃリング７３を介在させて、シリンダ２６の先端壁部３０に当接させれば、ピストンロッド５４Ｓが、上死点ＵＴに配置されることとなる（図８のＢ参照）。その後、ピストンロッド５４Ｓが、後退移動してロック位置ＲＰに配置されれば、係止リング７７が、係止規制面３５と当接してさらなる後退移動を規制されるように、ロック機構Ｒが作動される（図８のＣ参照）。そして、ピストンロッド５４Ｓは、下降（後退移動）を規制されてロックされることとなる。

そして、ピストンロッド５４Ｓの後退移動を規制されてロックされた状態で、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の荷重Ｆ（図４参照）を受け止めれば、フードパネル１０が塑性変形することとなる。このとき、歩行者の受け止め時におけるフードパネル１０の後端１０ｃの下面（受け面）１６ａの下降に伴って、フードパネル１０の受け面１６ａに当接部６３ｂを当接させていた支持ロッド部６２も、図４の二点鎖線に示すように、頭部６３を後方に向けるように、軸部６４の屈曲点６６の部位で、安定して曲げ塑性変形されることとなる。そのため、この支持ロッド部６２の曲げ塑性変形により、歩行者の運動エネルギーを的確に吸収することができる。

そして、実施形態のアクチュエータ２５Ｓでは、ピストンロッド５４Ｓにおいて、係止部材としての係止リング７７を保持させる保持部６８を、支持ロッド部６２に形成して、ピストン部５６から、ピストン部５６の前進移動方向側（上方）に離隔させている。そして、実施形態のアクチュエータ２５Ｓは、作動時の前進ストロークを、支持ロッド部６２の先端６２ａ（頭部６３の上端）から保持部６８までの離隔距離によって、設定されることとなる。そのため、従来のアクチュエータである長アクチュエータ２５Ｌと比較して、支持ロッド部６２の先端６２ａ（頭部６３の上端）から保持部６８までの離隔距離の寸法差分（詳細には、頭部６３の上端から保持部６８の天井面６８ｂまでの距離の寸法差ＬＳ分）、前進ストロークを短くすることができる。その結果、実施形態のアクチュエータ２５Ｓでは、ピストンロッド５４Ｓの保持部６８の配置位置を変更するだけで、ピストンロッド５４Ｓの前進ストロークを変更することができる。

したがって、実施形態のアクチュエータ２５Ｓでは、ピストンロッド５４Ｓの前進ストロークを容易に変更することができる。

また、実施形態のアクチュエータ２５Ｓでは、保持部６８が、支持ロッド部６２の軸部６４の中間部位に配置されており、保持部６８とピストン部５６との間には、軸部６４の元部側部位６４ｂが、配置されている。換言すれば、実施形態のアクチュエータ２５Ｓでは、この元部側部位６４ｂが、保持部６８とピストン部５６とを連結する部位であり、元部側部位６４ｂは、外径寸法Ｄ３を、軸部６４における先端側部位６４ａの外径寸法Ｄ４と同一として、保持部６８とピストン部５６との間に隙間を設けるように、外周面側を凹ませている。そのため、実施形態のアクチュエータ２５Ｓに使用されるピストンロッド５４Ｓは、長アクチュエータ２５Ｌに使用されるピストンロッド５４Ｌと比較して、重量を大きく増大させない。そのため、駆動源としてのガス発生器３９として、長アクチュエータ２５Ｌに使用されるものを援用しても、長アクチュエータ２５Ｌと略同等の性能を確保することができる。また、ピストンロッド５４Ｓにおけるピストン部５６の外径寸法は、ピストンロッド５４Ｌにおけるピストン部５６の外径寸法と同一に設定されていることから、シリンダ２６も共用化できて、製造コストを低減させることができる。特に、実施形態のアクチュエータ２５では、長い前進ストロークのアクチュエータ２５Ｌと、シリンダ２６を構成するパイプ部４２、ヘッド部５１、及び、ガス発生器３９を共用化できることから、製造コストの増加を極力抑制することができる。

なお、実施形態のアクチュエータ２５Ｓでは、保持部６８とピストン部５６とを連結する元部側部位６４ｂが、軸部６４の先端側部位６４ａと外径寸法を同一に設定されているが、元部側部位６４ｂの外径寸法は、先端側部位６４ａの外径寸法と厳密に同一でなくともよく、作用を阻害しない程度の範囲内では、先端側部位６４ａの外径寸法と比較して多少増減されていてもよい。また、このような点を考慮しなければ、支持ロッド部において、保持部とピストン部とを連結する部位の外径寸法を、支持ロッド部の軸部よりも大径あるいは小径としてもよい。

さらに、実施形態のアクチュエータ２５Ｓでは、ピストン部５６の底面（元部側端面）５６ｂに、底面５６ｂを凹ませるようにして、頭部６３を軸部６４に取り付ける際に使用する六角レンチ（治具）を嵌合可能な凹部５８が、形成されているが、この凹部５８の周囲を構成する上側部位（先端側部位）５９を、断面略テーパ状として、厚肉に設定している。そのため、実施形態のアクチュエータ２５Ｓでは、ピストン部５６と保持部６８とが間に隙間を有するように離隔して配置されて、かつ、ピストン部５６に底面５６ｂを凹ませるような凹部５８が形成され、さらに、ピストン部５６の外周面５６ａに、シールリング（Ｏリング７４）嵌合用の凹溝（嵌合溝５７）が形成されていても、保持部６８とピストン部５６との連結強度を低下させず、十分な強度を確保することができる。その結果、受止材としてのフードパネル１０が保護対象物としての歩行者を受け止めた際において、シリンダ２６から突出した支持ロッド部６２の軸部６４の先端側部位６４ａを、屈曲点６６の部位で、安定して曲げ塑性変形させることができる。なお、このような点を考慮しなければ、ピストン部において、凹部の周囲を構成する先端側部位を、厚肉に設定しなくともよい。

なお、実施形態のアクチュエータ２５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、作動方向は実施形態に限定されるものではない。例えば、作動方向を水平方向に沿わせるようにして配置させて、本発明のアクチュエータを使用してもよい。また、本発明のアクチュエータが使用される自動車用安全装置は、フードパネル１０を上昇させる跳ね上げ装置Ｕに限られるものではない。例えば、運転者や助手席に着座した乗員の膝をニーパネルにより受け止める構成の膝保護装置用のアクチュエータに、本発明を適用してもよい。

さらに、実施形態のアクチュエータ２５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３９を、作動用流体の発生源として使用し、シリンダ２６の内部に配設させている。しかしながら、ピストンロッド５４を移動させる駆動手段は、ガス発生器に限られるものではない。例えば、水、油、空気等を作動用流体として、それらの水圧、油圧、エア圧等を利用することにより、ピストンロッドを前進移動させる構成としてもよい。

さらにまた、ピストンロッドを前進移動させる駆動源としては、ソレノイドの吸引力を利用したり、圧縮させたばねの付勢力（復元力）等を利用することができる。例えば、ソレノイドの吸引力を利用する場合には、可動鉄心をピストンロッドとしてシリンダ内に配設し、シリンダ内の可動鉄心の周囲に配置させた励磁コイルに通電すれば、ピストンロッドを前進移動させることができる。また、ばねを利用する場合には、圧縮させたコイルばねの自由端側にピストンロッドを接続させるとともに、ソレノイド等から構成されて引き込み可能とされるストッパで、ピストンロッド若しくは圧縮コイルばねの先端を係止させておき、係止を解除させるようにストッパを引き込ませれば、ピストンロッドが圧縮コイルばねの復元する付勢力により、前進移動することとなる。

１０…フードパネル（受止材）、２５…アクチュエータ、２５Ｓ…短い前進ストロークのアクチュエータ（短アクチュエータ）、２５Ｌ…長い前進ストロークのアクチュエータ（長アクチュエータ）、２６…シリンダ、３４…係止段部（係止規制部）、５４（５４Ｓ，５４Ｌ）…ピストンロッド、５６…ピストン部、５６ｂ…底面（元部側端面）、５８…凹部、５９…上側部位（先端側部位）、６２…支持ロッド部、６３…頭部、６４…軸部、６４ａ…先端側部位、６４ｂ…元部側部位、６８…保持部、６９…収納溝、７７…係止リング（係止部材）、Ｒ…ロック機構、Ｕ…フード跳ね上げ装置。

Claims (3)

1. 自動車用安全装置に使用されるピストンシリンダタイプとして、
   シリンダと、
   該シリンダ内を摺動可能なピストン部、及び、
   該ピストン部より小径として、前記ピストン部から延びて前記シリンダ外へ突出し、保護対象物を受け止める受止材を、保護対象物の受け止め位置まで移動可能に支持する支持ロッド部、
   を有するピストンロッドと、
   作動時に、前記支持ロッド部を前記シリンダ外へ突出させるように前進移動する前記ピストンロッドの前進移動完了後の後退移動を規制するロック機構と、
   を備えて、
   該ロック機構が、前記ピストンロッド側に形成された保持部に保持される係止部材と、前記シリンダ側に配置されて前記ピストンロッドの後退移動を規制可能に前記係止部材を係止する係止規制部と、を備える構成のアクチュエータであって、
   前記係止部材を保持させる前記保持部が、前記ピストン部の前進移動方向側となる前記支持ロッド部の部位において、前記ピストン部から離隔して配置されていることを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記支持ロッド部において、前記保持部を前記ピストン部に連結させる部位が、前記保持部と前記ピストン部との間に隙間を設けるように、外周面側を凹ませるような略丸棒状として、外径寸法を、前記支持ロッド部において、前記保持部の前進移動方向側に配置されて前記シリンダから突出する軸部の外径寸法と、略同一に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、前記軸部の先端側にねじ込まれて配設される頭部を、備える構成とされ、
   前記ピストン部が、元部側端面を凹ませるようにして、前記頭部を前記軸部に取り付ける際に使用する治具を嵌合可能な凹部を、有し、該凹部の周囲を構成する先端側部位を、断面略テーパ状として、厚肉に設定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。

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