JP2018168927A - パイロアクチュエータ、パラシュート展開装置、伸長装置、エアバッグ装置、およびボンネット持ち上げ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で部品点数を増加させることなくピストンを保持することが可能なパイロアクチュエータ、パイロアクチュエータを備える展開装置、パイロアクチュエータを備える伸長装置、伸長装置を備えるエアバッグ装置、およびパイロアクチュエータを備えるボンネット持ち上げ装置を提供する。【解決手段】パイロアクチュエータ１は、点火薬を収容するカップ状のケース２ａを有し、点火薬の燃焼により作動時に作動用ガスを発生する点火器２と、点火器２により発生された作動用ガスにより推進し、端部に凹部３ｂが形成され一軸方向に延びたピストン３とを備え、ケース２ａに対して凹部３ｂが圧入されることによりピストン３がケース２ａに保持されているものである。【選択図】図１

Description

本発明は、パイロアクチュエータ、パイロアクチュエータを備える展開装置、パイロアクチュエータを備える伸長装置、伸長装置を備えるエアバッグ装置、およびパイロアクチュエータを備えるボンネット持ち上げ装置に関する。

従来、燃焼ガス又は燃焼熱により作動するパイロアクチュエータは、例えば航空機においては、安全装置又は射出装置の動力源として用いられている。また、パイロアクチュエータは、その他の用途として、例えば車両用の人員拘束装置、衝突緩和のための歩行者保護用のボンネット持ち上げ装置、およびステアリングホイールを引き込む装置等にも使用されている。このようなパイロアクチュエータとしては、作動によってピストンを押し出すタイプのものが知られている。上記のようなパイロアクチュエータにおいては、用途に応じて出力の制御又は動作不良の防止のために、作動前のピストンが動かないように所定の位置に配置する必要がある。

例えば、特許文献１には、ピストンを収容するケーシングに環状溝を形成し、当該環状溝にＯリングを設けることが開示されている。このＯリングによって、ピストンがケーシングに対して所定位置に固定され、当該ピストンが不慮に変位することが防止される、とのことである。

特開２００３−２４７５０９号公報

しかしながら、上記従来技術においては、環状溝を形成し、当該環状溝にＯリングを設けてピストンを固定するという方法が、部品点数の増加、構造の複雑化および製造工程の複雑化を招来していた。

そこで、本発明は、構造が簡単で部品点数を増加させることなくピストンを保持することが可能なパイロアクチュエータ、パイロアクチュエータを備える展開装置、パイロアクチュエータを備える伸長装置、伸長装置を備えるエアバッグ装置、およびパイロアクチュエータを備えるボンネット持ち上げ装置を提供することを目的とする。

（１） 本発明に係るパイロアクチュエータは、点火薬を収容するカップ状のケースを有し、前記点火薬の燃焼により作動時に作動用ガスを発生する点火器と、前記点火器により発生された前記作動用ガスにより推進し、端部に凹部が形成され一軸方向に延びたピストンと、を備え、前記ケースに対して前記凹部が圧入されることにより前記ピストンが前記ケースに保持されているものである。

上記（１）の構成によれば、点火器のケースに対してピストンの凹部が圧入されることで当該ピストンがケースに保持される。これによって、簡単な構造で且つ部品点数を増加させることなくピストンを所定位置に固定することが可能となる。

また、上記の構成によれば、圧入圧力又は圧入深さを変えることによって、ケースの外壁とピストンの凹部の内壁とで形成される燃焼室の体積を変えることができる。これにより、パイロアクチュエータの出力（つまりピストンの推進力）を容易に調整することが可能となる。

（２） 上記（１）のパイロアクチュエータにおいては、前記凹部の、軸方向に沿う内壁部の開口側端部に面取りが施されていることが好ましい。面取りはカット面又はＲ面であってもよい。

上記（２）の構成によれば、ケースにピストンの凹部を圧入する際に当該凹部の内壁部がケースに引っ掛かり難くなる。また、ケースの接触による欠けが生じ難くなる。

（３） 上記（１）又は（２）のパイロアクチュエータにおいては、前記凹部の、軸方向に沿う内壁部に排出溝が設けられていることが好ましい。

上記（３）の構成によれば、ケースにピストンの凹部を圧入する際に当該凹部内の空気を排出溝から逃すことができるので、圧入し易くなる。

（４） 上記（１）乃至（３）のパイロアクチュエータにおいては、前記凹部の、軸方向に沿う内壁部に、シボ加工による表面処理部が形成されていてもよい。

上記（４）の構成によれば、ケースにピストンの凹部を圧入する際に当該凹部内の空気を、シボ加工により粗面となった表面処理部から逃すことができるので、圧入し易くなる。

（５） 上記（１）乃至（４）のパイロアクチュエータにおいては、前記凹部の、軸方向に沿う内壁部に、前記軸方向に交差する方向に突出するリブが設けられていてもよい。

上記（５）の構成によれば、リブによってケースの外壁部と凹部の内壁部との間に空間を形成することができる。これによって、凹部内の空気を上記空間から逃すことができるので、圧入し易くなる。

（６） 上記（５）のパイロアクチュエータにおいては、前記リブは部分的に環状に形成されていることが好ましい。

上記（６）の構成によれば、部分的に環状に形成されたリブによってケースの外壁部と凹部の内壁部との間に必要最小限の空間を形成することができる。これによって、圧入の際に凹部内の空気を上記空間から逃すことができるので、圧入し易くなる。

（７） 上記（１）乃至（６）のパイロアクチュエータにおいては、前記ピストンは、前記凹部側に配置された第１部分と、前記凹部側と逆側に配置され前記第１部分と径が異なる第２部分とを有してもよい。

上記（７）の構成によれば、ピストンを収容する筒状のハウジングを採用し且つ当該ハウジング内に係止部を設ける場合に、第１部分の径が第２部分の径よりも大きければ、ピストンの推進時に上記第１部分と第２部分との段差の部分を係止部に当接させてピストンがハウジング内から抜け切らないようにすることができる。すなわち、第１部分と第２部分との段差の部分にストッパー機能を持たせることが可能となる。

（８） 上記（７）のパイロアクチュエータにおいては、前記第１部分は、前記第２部分よりも大径であることが好ましい。

上記（８）の構成によれば、上述の通り、ピストンがハウジング内から抜け切らないようにすることができる。

（９） 上記（７）又は（８）のパイロアクチュエータにおいては、前記第２部分はピストンロッドであることが好ましい。

上記（９）の構成によれば、ピストンの第２部分を細長形状のピストンロッドとすることにより、ピストン全体を軽量化することができる。

（１０） 上記（７）乃至（９）のパイロアクチュエータは、前記ピストンの推進方向を規制する筒状のハウジングをさらに備えることが好ましい。

上記（１０）の構成によれば、ハウジングによってピストンの推進方向が規制できるので、パイロアクチュエータの出力方向を一定とすることができる。

（１１） 上記（１０）のパイロアクチュエータは、前記点火器の前記ケースが前記ハウジング内に配置された状態で前記点火器を保持すると共に、前記ハウジングの一端部に固定されたホルダをさらに備えることが好ましい。

上記（１１）の構成によれば、ホルダによって、ハウジングに対する点火器のケースの位置、より厳密には燃焼室の位置を安定して固定することができる。

（１２） 上記（１１）のパイロアクチュエータにおいては、前記ハウジングと前記ホルダとが溶接により接合されていることが好ましい。

上記（１２）の構成によれば、ハウジングをホルダに対して強固に固定することができる。

（１３） 上記（１１）又は（１２）のパイロアクチュエータにおいては、前記ハウジングは、その一端部において外側に延出されたフランジ部を有し、前記ホルダは、前記フランジ部に嵌合される嵌合溝と、前記フランジ部をかしめ固定するためのかしめ鍔とを有してもよい。

上記（１３）の構成によれば、ハウジングをホルダに対して強固に固定することができる。

（１４） 上記（１０）乃至（１３）のパイロアクチュエータにおいては、前記ピストンの前記第１部分の外壁部と前記ハウジングの内壁部との間に空隙が設けられ、前記空隙において前記第１部分の外壁部と前記ハウジングの内壁部との間に第１シール部材が設けられていることが好ましい。

上記（１４）の構成によれば、ピストンのハウジング内における推進により当該ハウジング内に生じる圧縮気体が第１部分の外壁部とハウジングの内壁部との隙間から流出することを第１シール部材によって防止することができる。これにより、ピストンの推進力が低下することを回避することができる。

（１５） 上記（１０）乃至（１４）のパイロアクチュエータにおいては、前記ハウジングの一端部に前記点火器が固定され、前記ハウジングの他端部には前記ピストンの前記第２部分を挿通する孔部を有すると共に前記ピストンの推進時に前記第１部分を係止する係止部が設けられていることが好ましい。

上記（１５）の構成によれば、点火器により発生する燃焼ガス又は燃焼熱によりピストンを推進させることができる。そして、ピストンの第２部分を孔部を介して外方に向けて推進させることができる。また、ピストンの推進時に当該ピストンの第１部分を係止部に当接させてピストンがハウジング内から抜け切らないようにすることができる。

（１６） 上記（１５）のパイロアクチュエータにおいては、前記係止部における前記孔部の周壁部と前記ピストンの前記第２部分の外壁部との間に第２シール部材が設けられていることが好ましい。

上記（１６）の構成によれば、ハウジング内に生じる圧縮気体が第２部分の外壁部と孔部の周壁部との隙間から流出することを第２シール部材によって防止することができる。これにより、ピストンの推進力が低下することを回避することができる。

（１７） 上記（１５）又は（１６）のパイロアクチュエータにおいては、作動時に前記第１部分が前記係止部に衝突することによって発生する衝撃を緩衝する衝撃緩衝部材が、前記ピストンの前記第１部分と前記係止部との間に設けられていることが好ましい。

上記（１７）の構成によれば、作動時にピストンの第１部分が衝撃緩衝部材に当接するので、当該第１部分および係止部に対する衝撃を緩和することができる。

（１８） 上記（１１）乃至（１７）のパイロアクチュエータにおいては、前記ピストンの前記第１部分と前記第２部分との間に、前記第１部分よりも小径であって前記第２部分よりも大径である第３部分が形成されており、前記第３部分の径は前記係止部の前記孔部の径よりも小さく、前記第１部分の径は前記孔部の径よりも大きくてもよい。

上記（１８）の構成によれば、ピストンの推進時に第１部分を係止部に当接させて当該ピストンがハウジング内から抜け切らないようにすることができる。また、ピストンの第２部分の外壁と孔部の内周壁との隙間が比較的広いため、ピストンの第２部分が孔部の内周壁に接触することなく外方に向けてスムーズに推進することができる。

（１９） 本発明に係るパラシュート展開装置は、パラシュートと、前記パラシュートを収納するパラシュート収納容器と、前記ピストンの推進力を用いて前記パラシュートを前記パラシュート収納容器の外方に展開させる上記（１）乃至（１８）の何れかに記載のパイロアクチュエータと、を備えるものである。

上記（１９）の構成によれば、上記パイロアクチュエータを備えているので、点火器のケースの一部に対してピストンの凹部が圧入されることで当該ピストンがケースに保持される。これによって、簡単な構造で且つ部品点数を増加させることなくピストンを所定位置に固定することが可能となる。また、圧入圧力又は圧入深さを変えることによって、ケースの外壁とピストンの凹部の内壁とで形成される燃焼室の体積を変えることができる。これにより、パイロアクチュエータの出力（つまりピストンの推進力）を容易に調整することが可能となる。したがって、パラシュートの展開力を容易に調整することができる。

（２０） 本発明に係る伸長装置は、上記（１）乃至（１８）の何れかに記載のパイロアクチュエータと、前記ピストンに接続され、テレスコピック式に連結された複数の筒部材で構成されると共に、前記ピストンの推進に伴って伸長する伸長部材と、を備えるものである。

上記（２０）の構成によれば、上記パイロアクチュエータを備えているので、点火器のケースの一部に対してピストンの凹部が圧入されることで当該ピストンがケースに保持される。これによって、簡単な構造で且つ部品点数を増加させることなくピストンを所定位置に固定することが可能となる。また、圧入圧力又は圧入深さを変えることによって、ケースの外壁とピストンの凹部の内壁とで形成される燃焼室の体積を変えることができる。これにより、パイロアクチュエータの出力（つまりピストンの推進力）を容易に調整することが可能となる。したがって、伸長部材の伸長力を容易に調整することができる。

（２１） 本発明に係るエアバッグ装置は、膨張可能なエアバッグと、前記エアバッグの内部で伸長することにより当該エアバッグを膨張させる上記（２０）に記載の伸長装置と、を備えるものである。

上記（２１）の構成によれば、上記伸長部材の伸長力を容易に調整することが可能な伸長装置を備えているので、エアバッグの膨張の速さを容易に調整することができる。

（２２） 本発明に係るボンネット持ち上げ装置は、車体のボンネットを持ち上げるボンネット持ち上げ装置であって、上記（１）乃至（１８）の何れかに記載のパイロアクチュエータを備え、前記ピストンは、前記車体に衝撃が与えられた際に推進によって前記ボンネットを持ち上げられるように構成されている。

上記（２２）の構成によれば、上記パイロアクチュエータを備えているので、点火器のケースの一部に対してピストンの凹部が圧入されることで当該ピストンがケースに保持される。これによって、簡単な構造で且つ部品点数を増加させることなくピストンを所定位置に固定することが可能となる。また、圧入圧力又は圧入深さを変えることによって、ケースの外壁とピストンの凹部の内壁とで形成される燃焼室の体積を変えることができる。これにより、パイロアクチュエータの出力（つまりピストンの推進力）を容易に調整することが可能となる。したがって、ボンネットの持ち上げ力又は持ち上げ速さを容易に調整することができる。

本発明によれば、構造が簡単で部品点数を増加させることなくピストンを保持することが可能なパイロアクチュエータ、パイロアクチュエータを備える展開装置、パイロアクチュエータを備える伸長装置、伸長装置を備えるエアバッグ装置、およびパイロアクチュエータを備えるボンネット持ち上げ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るパイロアクチュエータの構成を示す断面図である。 （ａ）はピストンの凹部に設けられた排出溝を示す断面図であり、（ｂ）はピストンの凹部に設けられた表面処理部を示す断面図であり、（ｃ）はピストンの凹部に設けられたリブを示す断面図である。 ピストンの変形例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るパイロアクチュエータを備えたパラシュート展開装置の構成を示す図である。 パラシュート展開装置の変形例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るパイロアクチュエータを備えたエアバッグ装置の作動前の状態を示す断面図である。 図６のエアバッグ装置の作動後の状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るパイロアクチュエータを備えたボンネット持ち上げ装置の構成を示す図である。

＜パイロアクチュエータ＞
以下、本発明の一実施形態に係るパイロアクチュエータについて、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、本実施形態のパイロアクチュエータ１は、点火器２と、一軸方向に延びるピストン３と、当該ピストン３の推進方向を規制する筒状のハウジング５と、点火器２を保持するホルダ６とを備えている。

点火器２は、点火薬（図示略）を収容するカップ状のケース２ａを有し、当該点火薬の燃焼により作動時に作動用ガスを発生させるものであり、スクイブと呼ばれることもある。また、点火器２は、インフレータ又はマイクロガスジェネレータに組み込んで使用可能なものでもある。ここで、ケース２ａは、例えばステンレス、アルミニウム、銅、鉄等の金属等で形成される。また、点火器２は、通電を行うための一対の端子ピン２ｂと、当該一対の端子ピン２ｂに接続されたニクロム線等からなる抵抗体（図示略）とを備えている。なお、上記点火薬としては、点火薬の機能を果すものであればいかなるものでも用いることができるが、一般にＺＷＰＰ（ジルコニウム・タングステン・過塩素酸カリウム）、ＺＰＰ（ジルコニウム・過塩素酸カリウム）、鉛トリシネート等が用いられる。

ピストン３の材質は、例えば金属、金属合金、樹脂、樹脂および無機繊維（ガラス、炭素繊維等）又は金属の複合材等である。ピストン３は、ハウジング５内に推進可能に設けられ、点火器２側に配置され当該ハウジング５の内径とほぼ同じ外径の第１部分３ａと、第１部分３ａよりも小径な第２部分３ｄと、第２部分３ｄの先端に設けられたピストンヘッド３ｅとを有している。本実施形態では、第２部分３ｄはピストンロッドである。ピストンヘッド３ｅの外径は、用途によって、ハウジング５の外径と同じにしてもよいし、異なっていてもよい。

ハウジング５の材質は、例えば金属、金属合金、樹脂、樹脂および無機繊維（ガラス、炭素繊維等）又は金属の複合材等である。ハウジング５は、ピストンヘッド３ｅ側に、ピストン３の推進時に当該ピストン３の第１部分３ａを係止する係止部５ａを有している。この係止部５ａには、ピストン３の第２部分３ｄが挿通される孔部５ｂが設けられている。ピストン３の第２部分３ｄの一部およびピストンヘッド３ｅはハウジング５外に配置されている。

ピストン３の第１部分３ａには、点火器２側において凹部３ｂが形成されている。点火器２のケース２ａに対して凹部３ｂが圧入されることにより、ピストン３がケース２ａに保持され固定されている。これによって、ケース２ａと凹部３ｂとに囲まれた空間に燃焼室４が形成される。

ここで、図２（ａ）に示すように、ピストン３の凹部３ｂの、軸方向に沿う内壁部に排出溝１５が設けられる。これにより、ケース２ａに凹部３ｂを圧入する際に当該凹部３ｂ内の空気を排出溝１５から逃すことができるので、圧入し易くなる。同様の観点で、図２（ｂ）に示すように、凹部３ｂの、軸方向に沿う内壁部にシボ加工により粗面となる表面処理部１６を形成してもよいし、図２（ｃ）に示すように、凹部３ｂの、軸方向に沿う内壁部において当該軸方向に垂直な方向にそれぞれ突出し部分的に環状に並ぶように形成された複数のリブ１７を設けてもよい。なお、一変形例として、リブ１７は、１つだけ設けられるものであってもよい。また、リブ１７を複数形成する場合、凹部３ｂの内壁部において環状に並ぶように設けられていなくてもよい。また、リブ１７は、軸方向に沿う内壁部において当該軸方向に交差する方向に突出するように形成されていてもよい。

また、図１および図２（ａ）〜（ｃ）に示したように、凹部３ｂの、ピストン３の軸方向に沿う内壁部の開口側端部に面取り３ｃが設けられている。この面取り３ｃは、例えばカット面又はＲ面であってもよい。

点火器２は、ケース２ａがハウジング５内に配置された状態でホルダ６により保持されている。ハウジング５の一端部（係止部５ａ側と反対側の端部）は点火器２により閉じられている。ホルダ６はハウジング５の上記一端部に固定されている。詳細には、ハウジング５は、上記一端部において軸方向外側に延出されたフランジ部５ｃを有している。ホルダ６は、フランジ部５ｃに嵌合される嵌合溝６ｂと、フランジ部５ｃをかしめ固定するためのかしめ鍔６ａとを有している。このような構成において、ホルダ６の嵌合溝６ｂがハウジング５のフランジ部５ｃに嵌合された状態で当該フランジ部５ｃがかしめ鍔６ａによりかしめ固定されることによって、ハウジング５がホルダ６に固定されている。なお、ハウジング５とホルダ６とを溶接により接合してもよい。ホルダ６は例えば金属、金属合金、樹脂、樹脂および無機繊維（ガラス、炭素繊維等）、金属の複合材、又は熱可塑性樹脂で構成されている。この熱可塑性樹脂としては、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＡ６（ナイロン６）、ＰＡ６６（ナイロン６６）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキシド）等の合成樹脂にガラス繊維等を混合したもの等が好ましい。また、ホルダ６は熱硬化性樹脂で常温硬化型若しくは熱硬化型のもので構成されていてもよく、必要に応じて、さらに硬化剤、硬化促進剤等を配合してもよい。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、ポリウレタン、ポリイミド、ケイ素樹脂等が挙げられる。

ピストン３の第１部分３ａの外周部には環状溝７が設けられている。この環状溝７には、環状の第１シール部材８が設けられている。第１シール部材８としては、例えばＯリングを採用することができる。このような構成により、ピストン３の第１部分３ａの外壁部とハウジング５の内壁部との間が、ピストン３の停止時および推進時において第１シール部材８により塞がれるようになっている。ここで、一変形例として、環状溝７および第１シール部材８は設けられていなくてもよい。

一方、係止部５ａにおける孔部５ｂの周壁部には環状溝９が設けられている。この環状溝９には、環状の第２シール部材１０が設けられている。第２シール部材１０としては、例えばＯリングを採用することができる。このような構成により、孔部５ｂの周壁部とピストン３の第２部分３ｄの外壁部との間が、ピストン３の停止時および推進時において第２シール部材１０により塞がれるようになっている。ここで、一変形例として、環状溝９および第２シール部材１０は設けられていなくてもよい。

係止部５ａの、ピストン３の第１部分３ａが推進時に当接する面上に衝撃緩衝部材１１が設けられている。衝撃緩衝部材１１は、例えばゴム、ゲル又は発泡スチロール等により形成されている。第１部分３ａが衝撃緩衝部材１１に衝突する際に、当該衝撃緩衝部材１１が弾性変形又は塑性変形することによって、第１部分３ａおよび係止部５ａに対する衝撃力が低減されるようになっている。なお、本実施形態では、衝撃緩衝部材１１は環状に形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば点状等の他の形状としてもよい。ここで、衝撃緩衝部材１１は、ピストン３の第１部分３ａの第２部分３ｄ側に固設されていてもよいし、固定されずに、第１部分３ａと係止部５ａとハウジング５の内壁部とで囲まれた空間内に設けられていてもよい。

以上のような構成を有するパイロアクチュエータ１において、所定量の電流が点火器２の端子ピン２ｂに供給されると、上記抵抗体においてジュール熱が発生し、点火薬が燃焼を開始する。燃焼により生じた高温の火炎は、点火薬を収容するケース２ａを破裂させる。これによって、点火薬の燃焼により生じた熱粒子が燃焼室４に流れ込み、ピストン３を図１の矢印の方向に推進させる。なお、抵抗体に電流が流れてから点火器２が作動するまでの時間は、当該抵抗体にニクロム線を利用した場合には一般に２ミリ秒以下である。

以上のように、本実施形態によれば、点火器２のケース２ａに対してピストン３の凹部３ｂが圧入されることで当該ピストン３がケース２ａに保持される。これによって、簡単な構造で且つ部品点数を増加させることなくピストン３を所定位置に固定することが可能となる。また、圧入圧力又は圧入深さを変えることによって、ケース２ａの外壁と凹部３ｂの内壁とで形成される燃焼室４の体積を変えることができる。これにより、パイロアクチュエータ１の出力（つまりピストン３の推進力）を容易に調整することが可能となる。

また、本実施形態では、凹部３ｂの、ピストン３の軸方向に沿う内壁部の開口側端部に面取り３ｃが設けられていることによって、ケース２ａに凹部３ｂを圧入する際に当該凹部３ｂの内壁部がケース２ａに引っ掛かり難くなる。また、ケース２ａとの接触による凹部３ｂの開口部の欠けが生じ難くなる。

また、本実施形態では、ピストン３の第１部分３ａの外壁部とハウジング５の内壁部との間が、ピストン３の停止時および推進時において第１シール部材８により塞がれるようになっている。これにより、ハウジング５内の湿度を一定に保持することができ、点火器２内の点火薬などを外気の湿気から保護することができる。また、ピストン３のハウジング５内における推進により当該ハウジング５内に生じる圧縮気体が第１部分３ａの外壁部とハウジング５の内壁部との隙間から流出することを防止することができる。これによって、ピストン３の推進力が低下することを回避することができる。

さらに、本実施形態では、孔部５ｂの周壁部とピストン３の第２部分３ｄの外壁部との間が、ピストン３の停止時および推進時において第２シール部材１０により塞がれるようになっている。これにより、ハウジング５内の湿度を一定に保持することができ、点火器２内の点火薬などを外気の湿気から保護することができる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記実施形態では、ピストン３の構成要素として、第１部分３ａおよび第２部分３ｄを採用したが、図３に示すようなピストン２１を採用してもよい。このピストン２１は、第１部分２１ａと第２部分２１ｂとの間に、第１部分２１ａの最大径よりも小径であって第２部分２１ｂよりも大径である第３部分２１ｃを有する。第３部分２１ｃの径は、ハウジング２０の係止部２０ａの孔部２０ｂの径よりも小さく、第１部分２１ａの径は孔部２０ｂの径よりも大きくなっている。なお、第１部分２１ａは、ハウジング２０の内径とほぼ同じ外径を有する本体部２１ｄと、当該本体部２１ｄよりも小径であって点火器のケースに圧入される凹部２１ｅとで構成されている。このような構成によれば、ピストン２１の推進時に第１部分２１ａを係止部２０ａに当接させて当該ピストン２１がハウジング２０内から抜け切らないようにすることができる。また、ピストン２１の第２部分２１ｂの外壁と孔部２０ｂの内周壁との空間が比較的広いため、第２部分２１ｂが孔部２０ｂの内周壁に接触することなく外方に向けてスムーズに推進することができる。

また、上記実施形態では、ピストン３の推進力の発生源として、点火器２単体を採用することとしたが、これに限定されるものではなく、当該点火器２を備えたディスク型のガス発生器、シリンダー型のガス発生器、およびマイクロガスジェネレータ等の全てのガス発生器をピストン３の推進力の発生源として用いることができる。

＜パラシュート展開装置＞
次に、パイロアクチュエータを備えたパラシュート展開装置について説明する。図４に示すように、パラシュート展開装置５０は、パラシュート５６、５７と、展開前のパラシュート５６、５７を収納するカップ状のパラシュート収納容器５１と、パラシュート収納容器５１の内側底部に設けられた支持柱５２と、内部に上述のパイロアクチュエータ１と同様のパイロアクチュエータを備え、支持柱５２に連結された３つの管部５３、５４、５５とを備えている。管部５３内にはパイロアクチュエータ１００が設けられ、管部５４内にはパイロアクチュエータ１０１が設けられ、管部５５内にはパイロアクチュエータ１０２が設けられている。管部５３、５４、５５は、例えば傘骨のように配置されている。

管部５３には、一部が露出した状態で発射体５３ａが挿入されており、同様に、管部５４には、一部が露出した状態で発射体５４ａが挿入され、管部５５には、一部が露出した状態で発射体５５ａが挿入されている。パラシュート５６は、紐５８により発射体５３ａに連結されていると共に紐５９により発射体５５ａに連結されている。また、パラシュート５７は、紐６０により発射体５５ａに連結されていると共に紐６１により発射体５４ａに連結されている。

このような構成において、パイロアクチュエータ１００のピストンの推進により発射体５３ａが射出され、パイロアクチュエータ１００のピストンの推進により発射体５３ａが射出され、パイロアクチュエータ１０１のピストンの推進により発射体５４ａが射出され、パイロアクチュエータ１０２のピストンの推進により発射体５５ａが射出されることで、紐５８、５９、６０、６１が射出方向に引っ張られ、パラシュート５６、５７が展開される。

このように、パラシュート展開装置５０によれば、パイロアクチュエータ１００、１０１、１０２を備えているので、上述と同様に、簡単な構造で且つ部品点数を増加させることなくピストンを所定位置に固定することが可能となる。また、圧入圧力又は圧入深さを変えることにより燃焼室の体積を変えることができる。これにより、パイロアクチュエータ１００、１０１、１０２の出力（つまりピストンの推進力）を容易に調整することが可能となる。したがって、パラシュート５６、５７の展開力を容易に調整することができる。

ここで、以下に説明するように、パラシュート展開装置５０の変形例を採用することもできる。図５に示すように、変形例に係るパラシュート展開装置９０は、上述のパイロアクチュエータ１と同様のパイロアクチュエータ２００とパラシュート８６とを備えている。パイロアクチュエータ２００は、点火薬（図示略）を収容するカップ状のケース８５を有する点火器８４と、凹部８２および当該凹部８２と一体的に形成されたピストンヘッド８３を有するピストン８１と、ピストン８１を収容し当該ピストン８１の推進方向を規制する有底筒状のハウジング８０とを備えている。

パラシュート８６は、ピストンヘッド８３上に配置された状態でハウジング８０内に収納されている。このような構成において、ピストン８１の推進によりパラシュート８６を直接押し出して展開させることができる。なお、ハウジング８０の開口端部は初期状態で蓋８７により閉じられており、パラシュート８６の押し出しにより上記開口端部から外れるようになっている。

＜伸長装置およびこれを備えたエアバッグ装置＞
次に、パイロアクチュエータを備えた伸長装置および当該伸長装置を備えたエアバッグ装置について説明する。

図６に示すように、エアバッグ装置７０は、上述のパイロアクチュエータ１とほぼ同様のパイロアクチュエータ３００と、エアバッグ６２と、当該エアバッグ６２内に設けられ、一端がエアバッグ６２の内部に接続されて他端がパイロアクチュエータ３００のピストン６７に接続された伸縮可能な伸長装置６３とを備える。なお、エアバッグ装置７０はエアバッグ６２を収納するエアバッグ収納容器（図示略）を備えてもよい。伸長装置６３は、初期状態において収縮した状態でエアバッグ６２内に収納され、落下時にエアバッグ６２内で伸長するように構成されている。また、伸長装置６３は、航空機の一例であるドローン（図示略）の下部に設けられる複数の脚部等として用いることが可能なものであり、ドローンが制御不能に陥った場合等の緊急時に作動して伸長し、外部からの衝撃を吸収するものである。

伸長装置６３の一端（上端）は、連結部材６４によりエアバッグ６２の内部に接続されている。伸長装置６３は、連結部材６４に連結された筒状部材６５と、筒状部材６５に内挿され、長さ方向にスライド可能な筒状部材６６とを備えている。ピストン６７は、上記の筒状部材６６に内挿され、長さ方向にスライド可能となっている。ピストン６７の先端には、ドローン等が着地する等した場合に接地する部分となり、逆止弁付きの外気吸入口６８ａを有するリング状部材６８が設けられている。

筒状部材６５は、連結部材６４側の端部に底部が形成された部材である。筒状部材６５の底部の中央には、ピストン６７をガスにより図６下方に押し出すためのパイロアクチュエータ３００の点火器６９が固設されている。筒状部材６５、６６は、金属、金属合金、プラスチック、又は樹脂で形成されたものであり、テレスコピック構造となるように連結されている。本実施形態では、筒状部材６５、６６は、例えばゴム又はカーボン等の可撓性材料により形成されることが好ましい。筒状部材６５、６６は、筒状部材６５の内径と筒状部材６６の外径とが略一致するように形成されている。そして、筒状部材６６が筒状部材６５内に収納されることで伸長装置６３全体が収縮し、筒状部材６６が筒状部材６５内から突出することで伸長装置６３全体が伸長する。

ピストン６７は、金属、金属合金、プラスチック、又は樹脂により形成可能である。本実施形態では、ピストン６７は、例えばゴム又はカーボン等の可撓性を有する材料により形成されることが好ましい。このように、ピストン６７および上述した筒状部材６５、６６が可撓性材料からなる場合、ピストン６７および筒状部材６５、６６は、ドローンの墜落時又は衝突時の衝撃に対して曲げ変形又は歪み変形する。これによって、衝撃を吸収することができる。なお、ピストン６７を炭素繊維のような複合材料で形成してもよい。また、ピストン６７は、筒状部材６６との間でテレスコピック構造となるように連結されている。また、筒状部材６６とピストン６７とは、筒状部材６６の内径とピストン６７の外径とが略一致するように形成されている。そして、ピストン６７が筒状部材６６内に収納されることで伸長装置６３全体が収縮し、ピストン６７が筒状部材６６内から突出することで伸長装置６３全体が伸長する。

エアバッグ装置７０に用いられるパイロアクチュエータ３００のピストン６７の構成は次の通りである。すなわち、ピストン６７は、先端部に設けられた開口部６７ａと、開口部６７ａとエアバッグ６２の内部空間６２ａとをピストン６７の内部空間６７ｂを介して連通する孔部６７ｃとを備える。なお、開口部６７ａには図示しない逆止弁が設けられており、外部から吸入した外気が逆流しないようになっている。

リング状部材６８の内壁部は連結部材（図示略）を介してピストン６７の先端に固定されている。また、リング状部材６８の内壁部とピストン６７の外壁部との間における空間が外気吸入口６８ａとなっている。外気吸入口６８ａは、伸長装置６３の伸長時（換言すれば、エアバッグ６２の展開時）において当該エアバッグ６２の内部空間６２ａに外気を吸入する。外気吸入口６８ａには図示しない逆止弁が設けられており、外部から吸入した外気が逆流しないようになっている。また、リング状部材６８の外側周囲には、エアバッグ６２の一端部が取り付けられている。

このような構成において、エアバッグ６２は、展開前は、図６に示すように蛇腹状に折り畳まれており、展開後は、図７に示すように略球状に膨張する。エアバッグ６２には孔６２ｂ（図７参照）が設けられており、エアバッグ６２の内部空間６２ａに導入された外気の一部が必要に応じて外部に流出することができるようになっている。これにより、エアバッグ６２の展開後において当該エアバッグ６２の姿勢が安定する。また、孔６２ｂの大きさを適切に調整しておけば、エアバッグ６２が物に衝突した場合に反発力が大き過ぎて弾んでしまわないように、当該物に対する衝突時の内部空間６２ａのガス抜きの機能を実現することも可能である。

続いて、伸長装置６３を備えたエアバッグ装置７０の動作について説明する。まず、（１）ドローンに搭載されている加速度センサ（図示略）によって所定以上の加速度（例えば、予め設定した落下していることが想定される加速度）が検出され、又は、（２）ドローンに搭載されている受信部において、操縦装置の送信部の操縦信号を所定時間以上受信不能になっている、等の状態に陥っている場合に、ドローンに搭載されている制御部（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有したコンピュータ）からパイロアクチュエータ３００の点火器６９の作動信号が発信され、当該点火器６９が作動する。それにより、ピストン６７が図６の下方向に推進してエアバッグ６２が展開し始める。このとき、内部空間６２ａは外気に対して負圧になるので、外気吸入口６８ａから外気が流入し始め、さらにエアバッグ６２は展開を行う。そして、エアバッグ６２の展開中は、外気に対して負圧状態が続くので、ピストン６７が図７に示す位置まで伸び切るまで外気吸入口６８ａからさらに外気が流入する。

ピストン６７が伸び切った後は、孔部６７ｃが開放され、開口部６７ａと内部空間６２ａとが連通する。これにより、外気が開口部６７ａから流入し、内部空間６７ｂおよび孔部６７ｃを介して内部空間６２ａに流入する。同時に、筒状部材６６がテレスコピック式に伸長しつつエアバッグ６２はさらに展開する。このときも、内部空間６２ａでは外気に対して負圧状態が続くので、筒状部材６６が伸び切るまで外気吸入口６８ａおよび開口部６７ａから外気が内部空間６２ａに流入する。筒状部材６６が伸び切った後、エアバッグ６２の膨張は完了する。

以上のように、エアバッグ装置７０によれば、パイロアクチュエータ３００を備えているので、上述と同様に、簡単な構造で且つ部品点数を増加させることなくピストン６７を所定位置に固定することが可能となる。また、圧入圧力又は圧入深さを変えることにより燃焼室の体積を変えることができる。これにより、パイロアクチュエータ３００の出力（つまりピストン６７の推進力）を容易に調整することが可能となる。これによって、伸長装置６３の伸長速さを調整できるので、エアバッグ６２の展開の速さを容易に調整することができる。

＜ボンネット持ち上げ装置＞
次に、パイロアクチュエータを備えたボンネット持ち上げ装置について説明する。図８に示すように、ボンネット持ち上げ装置１３０は、パイロアクチュエータ４００と、車体１４０のボンネット１４１のフード部分の下部に接続された接続部材１１４とを備えている。接続部材１１４は、回動軸１１５により回動可能に後述のピストン１１１の第２部分１１１ｂの先端（上端）に設けられている。パイロアクチュエータ４００は、上述のパイロアクチュエータ１と同様であるので詳しい説明は省略するが、点火薬（図示略）を収容するカップ状のケース１１３を有する点火器１１２と、第１部分１１１ａ、第２部分１１１ｂおよび凹部１１１ｃを有するピストン１１１と、ピストン１１１の第２部分１１１ｂを推進可能に挿通する孔部１１０ａおよびピストン１１１の推進方向に対する垂直方向に設けられた複数の孔部１１０ｂを有すると共にピストン１１１の推進方向を規制する筒状のハウジング１１０とを備えている。

このような構成において、車体１４０の例えばフロントバンパー等に設けられた衝突感知センサにより人間又は動物等の衝突が感知されると、パイロアクチュエータ４００において上述と同様の方法によってピストン１１１が上方向に推進する。これにより、ボンネット１４１のフード部分が持ち上げられるので、人間等に対する衝撃が緩和される。また、人間等がボンネット１４１に衝突した際に、当該衝突による反力によりハウジング１１０内で生じる圧縮気体が孔部１１０ｂから流出されることで、人間等に対する衝撃がより緩和されるようになっている。

以上のように、ボンネット持ち上げ装置１３０によれば、パイロアクチュエータ４００を備えているので、上述と同様に、簡単な構造で且つ部品点数を増加させることなくピストン１１１を所定位置に固定することが可能となる。また、圧入圧力又は圧入深さを変えることにより燃焼室の体積を変えることができる。これにより、パイロアクチュエータ４００の出力（つまりピストン１１１の推進力）を容易に調整することが可能となる。これによって、ボンネット１４１の持ち上げ力又は持ち上げ速さを容易に調整することができる。

１、１００、１０１、１０２、２００、３００、４００ パイロアクチュエータ
２、６９、８４、１１２ 点火器
２ａ、８５、１１３ ケース
２ｂ 端子ピン
３、２１、６７、８１、１１１ ピストン
３ａ、２１ａ、１１１ａ 第１部分
３ｂ、２１ｅ、８２、１１１ｃ 凹部
３ｃ 面取り
３ｄ、２１ｂ、１１１ｂ 第２部分
３ｅ、８３ ピストンヘッド
４ 燃焼室
５、２０、８０、１１０ ハウジング
５ａ、２０ａ 係止部
５ｂ、２０ｂ、１１０ａ、１１０ｂ 孔部
５ｃ フランジ部
６ ホルダ
６ａ かしめ鍔
６ｂ 嵌合溝
７、９ 環状溝
８ 第１シール部材
１０ 第２シール部材
１１ 衝撃緩衝部材
１５ 排出溝
１６ 表面処理部
１７ リブ
２１ｃ 第３部分
２１ｄ 本体部
５０、９０ パラシュート展開装置
５１ パラシュート収納容器
５２ 支持柱
５３、５４、５５ 管部
５３ａ、５４ａ、５５ａ 発射体
５６、５７、８６ パラシュート
５８、５９、６０、６１ 紐
６２ エアバッグ
６２ａ、６７ｂ 内部空間
６２ｂ 孔
６３ 伸長装置
６４ 連結部材
６５、６６ 筒状部材
６７ａ 開口部
６７ｃ 孔部
６８ リング状部材
６８ａ 外気吸入口
７０ エアバッグ装置
８７ 蓋
１１４ 接続部材
１１５ 回動軸
１３０ ボンネット持ち上げ装置
１４０ 車体
１４１ ボンネット

Claims (22)

1. 点火薬を収容するカップ状のケースを有し、前記点火薬の燃焼により作動時に作動用ガスを発生する点火器と、
   前記点火器により発生された前記作動用ガスにより推進し、端部に凹部が形成され一軸方向に延びたピストンと、を備え、
   前記ケースに対して前記凹部が圧入されることにより前記ピストンが前記ケースに保持されていることを特徴とするパイロアクチュエータ。
2. 前記凹部の、軸方向に沿う内壁部の開口側端部に面取りが施されていることを特徴とする請求項１に記載のパイロアクチュエータ。
3. 前記凹部の、軸方向に沿う内壁部に排出溝が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパイロアクチュエータ。
4. 前記凹部の、軸方向に沿う内壁部に、シボ加工による表面処理部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のパイロアクチュエータ。
5. 前記凹部の、軸方向に沿う内壁部において、前記軸方向に交差する方向に突出するリブが設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のパイロアクチュエータ。
6. 前記リブが複数設けられている場合において、前記リブ同士が離間して環状に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のパイロアクチュエータ。
7. 前記ピストンは、前記凹部側に配置された第１部分と、前記凹部側と逆側に配置され前記第１部分と径が異なる第２部分とを有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のパイロアクチュエータ。
8. 前記第１部分は、前記第２部分よりも大径であることを特徴とする請求項７に記載のパイロアクチュエータ。
9. 前記第２部分はピストンロッドであることを特徴とする請求項７又は８に記載のパイロアクチュエータ。
10. 前記ピストンの推進方向を規制する筒状のハウジングをさらに備えることを特徴とする請求項７乃至９の何れか１項に記載のパイロアクチュエータ。
11. 前記点火器の前記ケースが前記ハウジング内に配置された状態で前記点火器を保持すると共に、前記ハウジングの一端部に固定されたホルダをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のパイロアクチュエータ。
12. 前記ハウジングと前記ホルダとが溶接により接合されていることを特徴とする請求項１１に記載のパイロアクチュエータ。
13. 前記ハウジングは、その一端部において外側に延出されたフランジ部を有し、
    前記ホルダは、前記フランジ部に嵌合される嵌合溝と、前記フランジ部をかしめ固定するためのかしめ鍔とを有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載のパイロアクチュエータ。
14. 前記ピストンの前記第１部分の外壁部と前記ハウジングの内壁部との間に空隙が設けられ、前記空隙において前記第１部分の外壁部と前記ハウジングの内壁部との間に第１シール部材が設けられていることを特徴とする請求項１０乃至１３の何れか１項に記載のパイロアクチュエータ。
15. 前記ハウジングの一端部に前記点火器が固定され、前記ハウジングの他端部には前記ピストンの前記第２部分を挿通する孔部を有すると共に前記ピストンの推進時に前記第１部分を係止する係止部が設けられていることを特徴とする請求項１０乃至１４の何れか１項に記載のパイロアクチュエータ。
16. 前記係止部における前記孔部の周壁部と前記ピストンの前記第２部分の外壁部との間に第２シール部材が設けられていることを特徴とする請求項１５に記載のパイロアクチュエータ。
17. 作動時に前記第１部分が前記係止部に衝突することによって発生する衝撃を緩衝する衝撃緩衝部材が、前記ピストンの前記第１部分と前記係止部との間に設けられていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載のパイロアクチュエータ。
18. 前記ピストンの前記第１部分と前記第２部分との間に、前記第１部分よりも小径であって前記第２部分よりも大径である第３部分が形成されており、
    前記第３部分の径は前記係止部の前記孔部の径よりも小さく、前記第１部分の径は前記孔部の径よりも大きいことを特徴とする請求項１５乃至１７の何れか１項に記載のパイロアクチュエータ。
19. パラシュートと、
    前記パラシュートを収納するパラシュート収納容器と、
    前記ピストンの推進力を用いて前記パラシュートを前記パラシュート収納容器の外方に展開させる請求項１乃至１８の何れか１項に記載のパイロアクチュエータと、を備えるパラシュート展開装置。
20. 請求項１乃至１８の何れか１項に記載のパイロアクチュエータと、
    前記ピストンに接続され、テレスコピック式に連結された複数の筒部材で構成されると共に、前記ピストンの推進に伴って伸長する伸長部材と、を備えることを特徴とする伸長装置。
21. 膨張可能なエアバッグと、
    前記エアバッグの内部で伸長することにより当該エアバッグを膨張させる請求項２０に記載の伸長装置と、を備えることを特徴とするエアバッグ装置。
22. 車体のボンネットを持ち上げるボンネット持ち上げ装置であって、
    請求項１乃至１８の何れか１項に記載のパイロアクチュエータを備え、
    前記ピストンは、前記車体に衝撃が与えられた際に推進によって前記ボンネットを持ち上げられるように構成されていることを特徴とするボンネット持ち上げ装置。
    

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