JP2016088279A - 車両用アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】作動部がピストンに固定された構成とし、非作動状態においてワイヤハーネスの余長部の損傷を未然に防止することができる車両用アクチュエータを提供する。
【解決手段】車両用アクチュエータ３０は、シリンダ３２と、ピストン３８と、ピストンに固定された作動部４２と、余長部４４Ｃを有するワイヤハーネス４４と、保持解放部４６とを備えている。保持解放部４６の一端部はピストン３８に接続され、保持解放部４６の他端部にはハーネス保持部４６Ｃが設けられている。ハーネス保持部４６Ｃは、ピストン３８が非作動位置Ｐ１にあるときに余長部４４Ｃを保持する。また、ハーネス保持部４６Ｃは、ピストン３８が作動位置Ｐ２へ移動すると余長部４４を解放する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用アクチュエータに関する。

下記特許文献１には、車両の安全装置に使用されるアクチュエータが開示されている。アクチュエータでは、シリンダ、ピストン及びガス発生装置が主要な構成とされている。ピストンはシリンダの軸方向に沿ってシリンダ内部に移動可能に設けられている。ガス発生装置のガス発生部はシリンダ内部に固定され、ガス発生装置にはワイヤハーネス（リード線）が接続されている。ワイヤハーネスに電流が流れると、ガス発生部が着火されガス室のガスが急速に燃焼されてシリンダ内部の圧力が高まり、ピストンを移動させることによってアクチュエータが作動する。

特開２００４−３２２６６８号公報

ところで、上記先行技術と異なり、ピストン内部にガス発生部を固定すると、シリンダ長さが短くなり、アクチュエータの小型化が可能となることから、現在、この構成が検討されている。この場合、アクチュエータが作動すると、ピストンの移動に従ってワイヤハーネスが移動する。ワイヤハーネスにはピストンの移動ストローク分に相当する長さが余長部として加えられ、移動によるワイヤハーネスの切断が余長部によって防止される。一方、アクチュエータが作動されない状態では、ワイヤハーネスの余長部が常時垂下がった状態となる。このため、車両振動や車両走行時の慣性力によって余長部が車体や部品に接触するので、ワイヤハーネスの接触による損傷を未然に防止するには、改善の余地があった。

本発明は、上記事実を考慮し、作動部がピストンに固定された構成とし、非作動状態においてワイヤハーネスの余長部の損傷を未然に防止することができるアクチュエータを得ることを目的とする。

請求項１に記載された発明に係る車両用アクチュエータは、シリンダと、シリンダ内部に設けられ、シリンダの軸方向に沿って移動可能とされたピストンと、ピストンに固定され、作動されることでピストンを非作動位置から作動位置へ移動させる作動部と、作動部に一端が接続され、他端側が余長部を介してピストン外部及びシリンダ外部に配策されたワイヤハーネスと、ピストンに一端部が接続され、ピストンが非作動位置にあるときに余長部を保持し、ピストンが作動位置へ移動すると余長部を解放するハーネス保持部が他端部に設けられた保持解放部と、を備えている。

請求項１に係る車両用アクチュエータでは、ピストンがシリンダの軸方向に沿ってシリンダ内部に移動可能に設けられる。作動部は、ピストンに固定され、作動されることでピストンを非作動位置から作動位置へ移動させる。ワイヤハーネスの一端が作動部に接続され、ワイヤハーネスの他端側は余長部を介してピストン外部及びシリンダ外部に配策される。そして、ワイヤハーネスに電流が流れると、ピストンが非作動位置から作動位置へ移動する。

ここで、車両用アクチュエータに保持解放部が設けられる。保持解放部の一端部はピストンに接続され、保持解放部の他端部にハーネス保持部が設けられる。ハーネス保持部では、ピストンが非作動位置にあるときにワイヤハーネスの余長部が保持され、ピストンが作動位置へ移動すると余長部がハーネス保持部から解放される。このため、車両用アクチュエータが非作動状態にあるとき、余長部がハーネス保持部に保持されているので、余長部は例えば車体や部品との接触を回避することができる。また、車両用アクチュエータが作動状態とされたとき、ハーネス保持部から余長部が解放されるので、ピストンの作動位置への移動に従ってワイヤハーネスが移動可能となる。

請求項１に記載された発明に係る車両用アクチュエータは、作動部がピストンに固定された構成とし、非作動状態においてワイヤハーネスの余長部の損傷を未然に防止することができるという優れた効果を有する。

本実施の形態に係る非作動状態の車両用アクチュエータが適用された車両用ポップアップフード装置を車両前後方向に沿って切断した側断面図である。 作動状態の車両用アクチュエータ及び車両用ポップアップフード装置の図１に対応した側断面図である。 図１に示される車両用アクチュエータの拡大平面図である。 図１に示される車両用アクチュエータの拡大斜視図である。

以下、図１〜図４を用いて、本発明の実施の形態に係る車両用アクチュエータ及び車両用アクチュエータが適用された車両用ポップアップフード装置について説明する。ここで、図中、適宜示されている矢印ＦＲは車両用ポップアップフード装置を備えた車両の車両前方向を示し、矢印ＵＰは車両上方向を示す。また、矢印ＯＵＴは車幅方向外側を示す。なお、車両に対する車両用アクチュエータの適用方向が本実施の形態により限定されるものではない。

（車両用ポップアップフード装置１０の構成）
図１に示されるように、車両用ポップアップフード装置１０は、車両前部１２のエンジンルーム（パワーユニット室）１４を開閉するフード１６に設けられた左右一対のポップアップ機構部２０を主要部として構成されている。このポップアップ機構部２０は、フード１６の車両後部において車幅方向両端部にそれぞれ配設されると共に、左右対称に構成されている。このため、以下の説明では右側に配置されたポップアップ機構部２０について説明し、左側に配置されたポップアップ機構部２０の説明は省略する。

ポップアップ機構部２０は、フード１６を開閉可能に支持するフードヒンジ２２と、車両と歩行者との衝突時に作動する車両用アクチュエータ（以下、「アクチュエータ」という）３０とを、主要な機械的要素として備えている。更に、ポップアップ機構部２０はアクチュエータ３０の作動を制御するエンジンコントロールユニット（以下、「ＥＣＵ」という）５０を電気的要素として備えている。なお、図１に示されるアクチュエータ３０は非作動状態にある。

ここで、フード１６は、車両前部１２の上面側に配置されて意匠面を構成するフードアウタパネル１６Ａと、エンジンルーム１４側に配置され、かつフードアウタパネル１６Ａを補強するフードインナパネル１６Ｂとを備えて構成されている。フードアウタパネル１６Ａの端末部はヘミング加工によってフードインナパネル１６Ｂの端末部に接合されている。また、フード１６がエンジンルーム１４を閉じた状態では、フード１６の前端部は図示省略のフードロック機構によって車体に固定されている。また、フードインナパネル１６Ｂの車両後部側には、車幅方向にわたってエンジンルーム１４側に膨出された膨出部１６Ｃが形成されている。膨出部１６Ｃの底壁は側断面視においてフードアウタパネル１６Ａと略平行に配置されている。

ポップアップ機構部２０において、フードヒンジ２２は、車体に固定されたヒンジベース２４と、ヒンジベース２４に回動可能に連結されたヒンジアーム２８とを備えている。ヒンジベース２４は、鋼板によって形成され、車両正面視において略逆Ｌ字形状に屈曲されている。ヒンジベース２４の下端部は取付底部２４Ａとされている。取付底部２４Ａは、板厚方向を略上下方向として、車体側構成部材であるカウルトップサイド１８の上面部１８Ａに沿って車両前後方向に延在されている。なお、カウルトップサイド１８は、フード１６の後端側と図示省略のウインドシールドガラスの下端部との間に車幅方向に沿って延在するカウルの両サイドに設けられている。また、取付底部２４Ａは図示省略の取付ボルトによって上面部１８Ａに固定されている。そして、ヒンジベース２４には取付底部２４Ａの車幅方向内側端から車両上方側へ延設された側壁部２４Ｂが設けられている。

ヒンジアーム２８は、ヒンジベース２４の車幅方向内側に配置され、側壁部２８Ａを備えている。側壁部２８Ａは、車両側面視において、車両前後方向を長手方向とし、かつ車両上下方向を短手方向として、車両前方側から車両後方側へ向かってＮ字状に折曲がる鋼板によって形成されている。そして、側壁部２８Ａの車両後端部２８Ｂが、車幅方向を軸方向としたヒンジピン２６によってヒンジベース２４の側壁部２４Ｂに回動可能に支持されている。これにより、ヒンジアーム２８の車両前端部２８Ｃは、ヒンジピン２６を回動中心として、ヒンジベース２４に対して、車両上下方向（図１に示される矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向）へ回動可能とされている。

車両前端部２８Ｃは頂壁部２８Ｄを備えている。頂壁部２８Ｄは、ヒンジアーム２８の側壁部２８Ａの上端から車幅方向内側へ屈曲され、フード１６の膨出部１６Ｃの下面に沿ってフード１６の前後方向に延在されている。頂壁部２８Ｄは、アクチュエータ３０が作動されると、アクチュエータ３０によって膨出部１６Ｃの下面を車両上方側へ押上げ、フード１６を持上げる構成とされている。

（アクチュエータ３０の構成）
図１に示されるように、アクチュエータ３０は、ヒンジアーム２８の側壁部２８Ａよりも車幅方向内側に配置され、かつ頂壁部２８Ｄの下方に配置されている。本実施の形態では、取付ボルト等の取付手段によってカウルトップサイド１８にアクチュエータ３０が取付けられている。アクチュエータ３０は、シリンダ３２と、ピストン３８と、作動部４２と、ワイヤハーネス４４と、保持解放部４６とを主要な要素として備えている。

図１〜図４に示されるように、シリンダ３２は、上端部３２Ａが開口され、かつ下端部３２Ｂが閉止され、車両上下方向を軸方向とする略有底円筒状に形成されている。シリンダ３２には上端部３２Ａの開口を塞ぐシリンダヘッド３４が設けられている。シリンダヘッド３４は、シリンダ３２の内壁から内部３２Ｃへ向かって突出された係止部３２Ｄによって係止されている。シリンダヘッド３４は軸芯部分を車両上下方向に貫通する貫通孔３４Ａを備え、貫通孔３４Ａ内にはピストン３８が車両上下方向へ移動可能とされている。貫通孔３４Ａの内壁面には外周側へ凹む凹部（符号省略）が設けられ、凹部にはガスシール３６Ａが設けられている。ガスシール３６Ａには例えばＯリングが使用される。このガスシール３６Ａにより、シリンダヘッド３４とピストン３８との間がシールされる。

ピストン３８はシリンダヘッド３４の貫通孔３４Ａよりも縮径された円筒状に形成されている。ピストン３８の上端部には、ピストン３８と一体に形成されたヘッド取付部３８Ａが設けられている。ヘッド取付部３８Ａは、シリンダヘッド３４よりも車両上方側へ突出され、貫通孔３４Ａよりも拡径されると共に、車両上方側を開口し、車両下方側をピストン３８の内部３８Ｃに連通する構成とされている。ヘッド取付部３８Ａにはピストンヘッド４０が取付けられている。ピストンヘッド４０は、下端部４０Ｂが開口されてシリンダ３２の内部３８Ｃに連通された略有底円筒状に形成されている。

ピストン３８の下端部には、ピストン３８と一体に形成されたフランジ部３８Ｂが設けられている。フランジ部３８Ｂは、シリンダ３２の内部３２Ｃにおいて、シリンダ３２の内壁面との間に僅かな隙間を形成して拡径されている。フランジ部３８Ｂの外壁面には内周側へ凹む凹部（符号省略）が設けられ、凹部にはガスシール３６Ａと同一材料によって形成されたガスシール３６Ｂが設けられている。ガスシール３６Ｂにより、シリンダ３２とピストン３８との間がシールされる。

作動部４２は、ピストン３８の内部３８Ｃの軸方向中間部に嵌入され、ヘッド取付部３８Ａ側から内部３８Ｃに充填された樹脂材４８によって固定されている。本実施の形態では、略円柱状のマイクロガスジェネレータ（以下、「ＭＧＧ」という）が作動部４２として使用される。ＭＧＧが作動すると、ＭＧＧによって発生したガスがピストン３８の下端側の開口からシリンダ３２の下端部３２Ｂの内部３２Ｃに供給される。この供給されたガスの圧力により、シリンダ３２に対してピストン３８が車両上方向へ押上げられて移動する。

作動部４２の上端部にはワイヤハーネス４４の一端４４Ａが電気的に接続されている。ワイヤハーネス４４の他端４４Ｂ側は、ピストン３８の内部３８Ｃ、ヘッド取付部３８Ａ、ピストンヘッド４０の側壁部に貫通されて形成された導出孔４０Ｃのそれぞれを通って、ピストンヘッド４０からピストン３８の外部、更にはシリンダ３２の外部へ導出されている。内部３８Ｃのワイヤハーネス４４は樹脂材４８に埋込まれている。ワイヤハーネス４４の他端４４Ｂは図１に示されるＥＣＵ５０に電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、図示を省略した衝突検知センサ、衝突予知センサ等からの検出信号に基づいて、作動部４２を作動させる電流をワイヤハーネス４４へ流す構成とされている。

保持解放部４６は、図１〜図４に示されるように、本実施の形態ではピストンヘッド４０に一体に形成されている。詳しく説明すると、保持解放部４６は、アーム部４６Ａと、ハーネス保持部４６Ｃとを主要な要件として構成されている。

アーム部４６Ａは、導出孔４０Ｃに対応する位置、ここでは平面視において導出孔４０Ｃと重なる位置において上端部４０Ａの外周部から水平方向へ突出され、突出方向先端から車両下方向へ折曲げられ、側面視において逆Ｌ字状に形成されている。図１に示されるアクチュエータ３０の非作動状態において、アーム部４６Ａの折曲方向の先端部４６Ｂは、シリンダ３２の上端部３２Ａ側の外壁面に対して離間し、かつ対向した位置に配置されている。

ハーネス保持部４６Ｃは、先端部４６Ｂのシリンダ３２側に設けられ、先端部４６Ｂと一体に形成されている。ハーネス保持部４６Ｃは、先端部４６Ｂからシリンダ３２へ向かって突出され、かつ突出方向に向かって連続的に縮径された円錐台状に形成されている。ハーネス保持部４６Ｃのシリンダ３２側の側壁面（円錐台の上面又は上底面に相当する）とシリンダ３２の外壁面との間には微小な隙間Ｓ１（図３参照）が設けられている。この隙間Ｓ１はワイヤハーネス４４の直径よりも小さい寸法に設定され、ハーネス保持部４６Ｃは、シリンダ３２に対向した位置に配置されているとき（非作動状態のとき）、隙間Ｓ１からワイヤハーネス４４が抜落ちない構成とされている。なお、ハーネス保持部４６Ｃはシリンダ３２に接触する構成とし、隙間Ｓ１がゼロとされてもよい。一方、図２に示されるアクチュエータ３０の作動状態では、ピストン３８が車両上方向へ移動し、ハーネス保持部４６Ｃの側壁面がピストン３８の外壁面と対向する位置に配置される構成とされている。このとき、ハーネス保持部４６Ｃの側壁面とピストン３８の外壁面との間にはワイヤハーネス４４が抜落ちる十分な隙間Ｓ２（図３参照）が形成される。

なお、ハーネス保持部４６Ｃは、楕円錐台、角錐台、多角錐台、又は円錐、楕円錐、角錐、多角錐等に形成してもよい。円錐、楕円錐、角錐、多角錐等にハーネス保持部４６Ｃが形成される場合には、頂部が丸みを有する形状とされることが好ましい。

ワイヤハーネス４４の一端４４Ａと他端４４Ｂとの間には、ピストン３８の移動ストローク分に相当する長さを有する余長部４４Ｃが設けられている。余長部４４Ｃは、図１及び図４に示されるように、アクチュエータ３０の非作動状態において、保持解放部４６のハーネス保持部４６Ｃに巻付けて纏められることにより保持されている。ハーネス保持部４６Ｃとシリンダ３２との間には上記の通り僅かな隙間Ｓ１しかないので、余長部４４Ｃは抜け落ちることなくハーネス保持部４６Ｃに保持される。

（本実施の形態の作用及び効果）
本実施の形態に係るアクチュエータ３０では、図１に示されるように、ピストン３８がシリンダ３２の軸方向に沿ってシリンダ３２の内部３２Ｃに移動可能に設けられる。ここでは、ピストン３８は車両上下方向に移動可能とされている。作動部４２はピストン３８の内部３８Ｃに固定される。ワイヤハーネス４４の一端４４Ａは作動部４２に接続され、ワイヤハーネス４４の他端４４Ｂ側はピストン３８の外部及びシリンダ３２の外部に余長部４４Ｃを介して配策される。衝突検知センサ、衝突予知センサ等からの検出信号に基づいて、ＥＣＵ５０からワイヤハーネス４４を通して作動部４２へ電流が流れると、作動部４２が作動する。作動部４２が作動されると、図１及び図２に示されるように、非作動位置Ｐ１から作動位置Ｐ２へピストン３８が車両上方側へ移動する。非作動位置Ｐ１は、アクチュエータ３０が非作動状態であり、ピストン３８の下端部がシリンダ３２の下端部３２Ｂに最も近づく位置である。作動位置Ｐ２は、アクチュエータ３０が作動状態であり、ピストン３８の下端部がシリンダ３２の上端部３２Ａに最も近づく位置である。ピストン３８の移動に従って、ピストンヘッド４０の上端部４０Ａが非持上位置Ｐ３からそれよりも上方の持上位置Ｐ４へ移動し、ピストンヘッド４０がポップアップ機構部２０を介してフード１６を持上げる。

ここで、アクチュエータ３０に保持解放部４６が設けられる。保持解放部４６の一端部はアーム部４６Ａによってシリンダヘッド４０に接続される。つまり、保持解放部４６の一端部はシリンダヘッド４０を介してシリンダ３８に接続される。保持解放部４６の他端部にはハーネス保持部４４Ｃが設けられる。ハーネス保持部４４Ｃでは、図１に示されるように、ピストン３８が非作動位置Ｐ１にあるときに、ワイヤハーネス４４の余長部４４Ｃが巻付けて纏められて保持される。そして、図２に示されるように、ピストン３８が作動位置Ｐ２へ移動すると、余長部４４Ｃがハーネス保持部４６Ｃにおける保持から解かれて解放される。詳しく説明すると、ピストン３８が非作動位置Ｐ１から作動位置Ｐ２へ移動すると、ハーネス保持部４６Ｃはシリンダ３２との対向位置からピストン３８との対向位置に移動する。これにより、ハーネス保持部４６Ｃとシリンダ３８との間の隙間Ｓ１から、ハーネス保持部４６Ｃとピストン３８との間の隙間Ｓ２へと隙間が拡がり、ハーネス保持部４６Ｃに巻付けて纏められて保持された余長部４４Ｃの巻付けが自然に解けて解放される。このため、アクチュエータ３０の非作動状態では、余長部４４Ｃが保持されて垂下がらないので、余長部４４Ｃと例えば車体や部品との接触が回避される。従って、本実施の形態に係るアクチュエータ３０によれば、非作動状態において余長部４４Ｃの損傷を未然に防止することができる。

また、本実施の形態に係るアクチュエータ３０では、保持解放部４６が、ピストンヘッド４０から水平方向へ突出されかつ車両下方側へ折曲げられたアーム部４６Ａの先端部４６Ｂにハーネス保持部４６Ｃを設けて構成されている。言換えると、ハーネス保持部４６Ｃは、ピストン３８が非作動位置Ｐ１にあるときにシリンダ３２の外壁面に対向し、ピストン３８が作動位置Ｐ２にあるときにシリンダ３２の外径よりも小さい外径を有するピストン３２の外壁面に対向する位置に配置される。このため、ハーネス保持部４６Ｃとシリンダ３２との隙間Ｓ１と、ハーネス保持部４６Ｃとピストン３８との隙間Ｓ２とが、シリンダ３２とピストン３８との径の違いを利用して簡単に形成することができる。これにより、ハーネス保持部４６Ｃに余長部４４Ｃを保持し、ハーネス保持部４６Ｃから余長部４４Ｃを解放する保持解放部４６を簡易に形成することができる。

更に、本実施の形態に係るアクチュエータ３０では、保持解放部４６のハーネス保持部４６Ｃがシリンダ３２側へ突出した形状により形成されている。このため、ハーネス保持部４６Ｃにワイヤハーネス４４の余長部４４Ｃを巻付けて纏めるだけで、保持解放部４６に簡単に余長部４４Ｃを保持することができる。

また、本実施の形態に係るアクチュエータ３０では、保持解放部４６のハーネス保持部４６Ｃがシリンダ３２側へ突出した円錐台状に形成されている。このため、円錐台の傾斜側面から余長部４４Ｃが滑落ちて、余長部４４Ｃをスムーズに解放させることができる。なお、ハーネス保持部４６Ｃの傾斜側面は周方向において曲面とされているので、ハーネス保持部４６Ｃに保持された余長部４４Ｃに与える損傷を極めて小さくすることができる。

［上記実施の形態の補足説明］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、アクチュエータのピストン内部に作動部が設けられているが、本発明は、ピストンの内部ではなく下端部に作動部が固定されてもよい。この場合、ピストンの移動に従って作動部も移動する。また、上記実施の形態では、保持解放部のハーネス保持部が円錐台状に形成されているが、本発明は、ハーネス保持部が筒状、柱状等の形状に形成されてもよい。更に、上記実施の形態では、ピストンヘッドに保持解放部が一体に形成されているが、本発明は、ピストンヘッドと保持解放部とを別々に形成し、ピストンヘッドに保持解放部を取付ける構成としてもよい。

また、本発明は、車両用シートにおいて、衝突時等にシートクッション部のシート前端部を持上げて所謂サブマリン現象の発生を防止する安全装置に適用される車両用アクチュエータにも適用可能である。

３０ アクチュエータ
３２ シリンダ
３８ ピストン
４２ 作動部
４４ ワイヤハーネス
４４Ｃ 余長部
４６ 保持解放部

Claims (1)

1. シリンダと、
   前記シリンダ内部に設けられ、前記シリンダの軸方向に沿って移動可能とされたピストンと、
   前記ピストンに固定され、作動されることで前記ピストンを非作動位置から作動位置へ移動させる作動部と、
   前記作動部に一端が接続され、他端側が余長部を介して前記ピストン外部及び前記シリンダ外部へ配策されたワイヤハーネスと、
   前記ピストンに一端部が接続され、前記ピストンが前記非作動位置にあるときに前記余長部を保持し、前記ピストンが前記作動位置へ移動すると前記余長部を解放するハーネス保持部が他端部に設けられた保持解放部と、
   を備えた車両用アクチュエータ。