JP4890257B2 - モーションダンパ - Google Patents

Description

本発明は、モーションダンパに関し、より詳しくは、車両の安全システムと組み合せて使用されるモーションダンパに関する。

従来のダンパは、連結された２つの物体間の運動エネルギの伝達を制限するのに使用される。現在では、ダンパは広範囲の用途に使用されている。例えば、車両のサスペンションシステムのショックアブソーバは、一般的形式のダンパを使用している。これらのサスペンションシステムはスチールコイル等のスプリングを使用しており、車両が隆起部に乗り上げると各ホイールを上方に移動させ、ホイールが隆起部を通り過ぎると迅速に下方に戻すことができる。しかしながら、サスペンションシステムにスプリングのみを使用するものとすれば、車両は、各隆起部を乗り越えた後に上下に数回バウンドし、従って車両の乗り心地を不快にするとともに、車両の制御を困難にする。この状況の危険性は、車両が走行する路面が雨または雪で覆われている場合には大幅に増幅される。かくして、サスペンションは、ホイールが路面の凹凸を通過した後に、スプリングに蓄えられたエネルギを消散させる手段を必要としている。ダンパはこの機能を遂行するものであり、車両のホイールの運動エネルギまたは振動が車両の客室に伝達することを制限する。

従来のダンパは、多くの異なる態様で設計されている。１つの形式のダンパは、チャンバ内に密に嵌合されたピストンを有している。ピストンは、ヘッドと、該ヘッドに連結されたアームとを有している。ピストンヘッドはチャンバ内で摺動する。ピストンヘッドの周囲のシールは、ピストンヘッドとチャンバ壁との間の流体の漏洩を防止する。かくして、ピストンヘッドは、チャンバを第一チャンバと第二サブチャンバとに分割する。ピストンアームは、チャンバの開口から突出する。この場合にも、開口を通る流体の漏洩を防止するシールが必要になる。ピストンアームは車両のホイールのような第一物体に連結され、一方、チャンバは車両のフレームのような第二物体に連結される。

チャンバ内には、一定量の流体（しばしば、オイル）が入れられる。ピストンヘッドの双方向制限ポートは、第一サブチャンバから第二サブチャンバ（またはこの逆）に流れる流体の制御された移動を可能にする。制限ポートは、流体が可変速度でピストンヘッドを通って流れ得るように設計できる。小さい制限ポートは両サブチャンバ間の流体の移動を比較的緩やかなものとして、事実上全ての振動を防止する。従って車両のショックアブソーバに使用された場合には、堅い乗り心地および俊敏なハンドリングが得られる。一方、大きい制限ポートは両サブチャンバ間の迅速な流体移動を可能にし、従ってショックアブソーバに使用された場合には、滑らかな乗り心地を与える。

他の設計では、２つの単方向制限ポートがピストンヘッドに配置されている。一方のポートは流体が第一サブチャンバから第二サブチャンバに移動することを可能にし、これに対し、他方のポートは流体が第二サブチャンバから第一サブチャンバに移動することを可能にする。２つの単方向制限ポートを使用することにより、ピストンヘッドがチャンバ内で移動する方向に基づいて、異種の減衰効果を得ることができる。
流体を制限ポート（単一または複数）を通して押出すにはエネルギを必要とする。このエネルギは熱エネルギに変換される。すなわち、流体が加熱される。かくして、ダンパに連結された物体の拡開運動が運動エネルギから熱エネルギに変換され、物体の運動を迅速に消失させる。

上記例は、非常に簡単な設計のダンパを示すものである。しかしながら、ダンパは、しばしば、非常に複雑に設計することもできる。例えば、或るダンパは、多数のダンパ、周方向通路または電子制御システムを用いることにより、可変減衰レベルを得ている。

残念なことに、従来のダンパは多数の制限を受けるものである。第一に、これらのダンパは比較的複雑であり、従ってダンパが、特に、一回だけ使用するためのものである場合には高価である。

第二に、従来のダンパは、使用することなく長期間保管されると故障する大きい危険性がある。チャンバ間のシールは多年の不使用により劣化し、ダンパを必要とするときには故障していることがある。また、これらの従来のダンパは、適正に潤滑されなくてはならない。さもなくば、ピストンヘッドとチャンバとの間の摩擦によって、ダンパの作動が妨げられるか、完全に不能になる。数年間不使用であると潤滑性が減少し、これによっても製品故障が引起こされる。また、車両の安全システムの製品故障は、他の領域内の故障よりも遥かに重大である。かくして、車両の安全システムに使用されるダンパの信頼性は非常に重要である。

第三に、従来のダンパはコンパクトでないことである。より詳しくは、一般に減衰効果は、ダンパの長さおよびサイズに比例する。すなわち、一般に、より長くかつより大きいダンパほど、優れた減衰効果が得られる。この結果、大きい減衰効果が得られるダンパは、しばしば嵩張ったものとなってしまう。

従って、当業界において有利なことは、設計が簡単で、従ってコスト有効性に優れた態様で製造できるダンパを提供することである。他の有利なことは、長期間保管できかつ必要とするときに信頼性ある作動を遂行できるモーションダンパを提供することである。他の有利なことは、コンパクトであるにもかかわらず、大きい減衰効果が得られるダンパを提供することである。

本発明の装置は、当業界の現状に応えて、より詳しくは、現在のダンパによっては未だ完全に解決されていない当業界における問題および要望に応えて開発された。従って本発明は、コンパクトでかつ設計が簡単で、従って安価に製造できるモーションダンパを提供する。

モーションダンパは、畳み込み部材（convoluted member）で形成されている。畳み込み部材はダンパヘッド、ダンパ段およびダンパ壁を有している。ダンパ壁は円筒状であり、段の作動前はダンパ段を包囲している。ダンパ壁は第一端部および第二端部を有している。ダンパ壁の第一端部は、ダンパ壁に隣接する最大ダンパ段にフレキシブルに取付けられている。ダンパ壁の第二端部は、壁の第二端部からは離れる方向に延びているリップに取付けられている。リップは、モーションダンパを、他の物体例えば車両の一部に固定するのに使用できる。

各ダンパ段はほぼ円筒状の形状を有している。ダンパ段は連続的に小さくなっていくサイズを有している。ダンパ壁およびダンパ段は、重なり合い関係を有している。このことは、各段が、隣接するダンパ段またはダンパ壁内に嵌合されるサイズを有していることを意味する。重なり合い関係を有するため、畳み込み部材はコンパクトで、小さいスペース内で使用できる。

ダンパ壁およびダンパ段の各々は、ダンパ段が畳み込み部材の長手方向軸線に沿ってダンパ壁から離れる方向に延びるように、隣接段またはダンパ壁にフレキシブルに取付けられている。従って、各ダンパ段は相対位置およびダンパ段に対する位置を変化できる。ダンパ段は、種々の金属またはプラスチックを含む種々の展性材料から形成される。

最小ダンパ段は、ダンパヘッドにフレキシブルに取付けられている。ダンパヘッド広く平らな表面であり、畳み込み部材を他の物体に固定すなわち取付けるのに使用できる。

畳み込み部材は展性材料から作られるので、ダンパヘッドに連結された第一物体と、ダンパ壁に連結された第二物体との間の運動を減衰させるのに使用できる。一方の連結物体が移動すると、段は相対位置および壁に対する位置を変化して、運動エネルギを吸収しかつ他方の連結物体への運動エネルギの伝達を制限する。

モーションダンパは多くの用途を有している。例えば、モーションダンパはリニアアクチュエータと組合せて使用し、リニアアクチュエータの運動を減衰させることができる。実際に、一形式のリニアアクチュエータも、畳み込み部材を有している。明瞭化のため、畳み込み部材がリニアアクチュエータの一部として使用される場合には、ダンパ壁をアクチュエータ壁と呼び、ダンパ段をピストン段と呼び、かつダンパヘッドをピストンヘッドと呼ぶことにする。

アクチュエータ壁、ピストン段およびピストン壁の少なくとも一部が内部チャンバを形成する。従って、アクチュエータ壁の開口端に流体発生器を配置することにより、加圧流体を内部チャンバ内に強制的に注入できる。加圧流体の注入に応答して、ピストン段は、アクチュエータ壁から離れる方向に作動すなわち入れ子式に伸長して、リニアアクチュエータの長手方向軸線に沿うリニア運動を生じさせる。

モーションダンパのダンパヘッドは、減衰型アクチュエータを形成すべく、リニアアクチュエータのピストンヘッドに固定できる。この構成では、モーションダンパは、リニアアクチュエータの運動を減衰させる。

減衰型アクチュエータは、自動車の分野において下記の態様で作動する。モーションダンパのリップが車両の第一部分に取付けられ、リニアアクチュエータの流体発生器が車両の第二部分に取付けられる。車両の第一部分および第二部分は、互いに枢着される。流体発生器が付勢されると、ピストン段が作動されてリニア運動が引起こされ、車両の第一物体物体を車両の第二部分から離れる方向に移動させる。モーションダンパは、次に、車両の第一部分の運動エネルギを吸収すべく作動する。ダンパ段は相対位置を変化させ、車両の第一部分をより漸次的に減速させる。モーションダンパを使用しないものとすれば、車両の第一部分は、リニアアクチュエータの作動から引起こされる急激減速により損傷を受けることがある。

減衰型アクチュエータは、多くの異なる態様で使用できる。例えば、減衰型アクチュエータは、車両−歩行者事故の場合に、車両のフードを僅かに持上げて、フードを「圧壊容易ゾーン（crumple zone）」として使用し、歩行者の頭部または上体が車両のエンジンブロックに衝突する危険を最小にするのに使用できる。また、減衰型アクチュエータは、ロールオーバー（転覆）事故の場合に、車両の乗客シートをその後部枢着点の回りで傾動すなわち傾斜させるのに使用し、車両のルーフが圧壊された場合に、乗客の頭部をルーフから遠い位置に移動させるのに使用することもできる。モーションダンパは、これらの各場合に、リニアアクチュエータに取付けられたフードまたはシート等の車両の一部を一層漸次的に減速させる。

上記のように、本発明のモーションダンパは、従来のダンパに比べて大きい長所が得られる。モーションダンパはコンパクトであり、車両の狭いスペース内でも使用できる。また、モーションダンパは設計が簡単であり、従ってコスト有効性に優れた態様で製造できる。更に、モーションダンパは、劣化または故障の危険を増大させることなく長期間保管できる。従って、本発明のモーションダンパは、例えば上記例のように、多くの形式の車両安全システムに理想的に適したものである。

本発明の上記および他の特徴および長所は、以下の説明および特許請求の範囲の記載から完全に明らかになりかつ以下に述べる本発明の実施形態から理解されよう。
本発明の長所および特徴が理解されるように、添付図面を参照して上記要約に係る本発明のより詳細な説明を行う。添付図面は本発明の選択された実施形態を示すに過ぎず、従って本発明の範囲を限定するものではないことを理解されたい。添付図面を用いて本発明を更に詳細に以下に説明する。

図１〜図６を参照して、本発明の好ましい実施形態を以下に説明する。尚、全図面を通して、同じ部品は同じ参照番号で示されている。本明細書で説明されかつ図示された本発明の部材は、広範囲の形態に設計できる。かくして、図示された本発明の実施形態の以下のより詳細な説明は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するものではなく、単に、本発明の好ましい実施形態を示すに過ぎないものである。

本明細書において、表現「連結された」、「カップリングされた」および「連通する」とは、機械的、電気的、磁気的、電磁気的および熱的相互作用を含む２つ以上の実体間のあらゆる相互作用形態をいうものとする。表現「取付けられた」とは、取付けられた物体間の相対直線運動または回転運動を制限する機械的カップリングの形態をいうものとする。「取付けられた」アイテム、部品または部分は、クリップ、ピンまたは接着剤等の機械的ファスナにより、或いは一体に形成されたアイテムにより機械的に相互作用できる。表現「フレキシブルに取付けられた」および「枢着された」とは、それぞれ相対回転または相対直線運動を許容するが、他の相対運動は制限する機械的カップリングの形態をいうものとする。

表現「直接取付けられた」とは、取付けられたアイテムが直接接触している取付け形態をいうか、単一のファスナ、接着剤または他の取付け機構により分離されているに過ぎない取付け形態をいうものとする。用語「当接」とは、互いに物理的に直接接触しているアイテムをいい、アイテムが一体に取付けられている必要はない。

図１Ａを参照すると、ここには畳み込み部材１０の斜視図が示されている。畳み込み部材１０は、モーションダンパまたはリニアアクチュエータのいずれかと組み合せて使用できる。これらの両者は図３〜図６に示されている。図１Ａは作動前の畳み込み部材１０を示し、一方、図１Ｂは作動後の畳み込み部材１０を示す。

図１Ａに示すように、畳み込み部材１０は、ヘッド１２と、段１４ａ〜１４ｄと、壁１６とを有している。ヘッド１２は、広くかつ平らな表面を有し、例えば畳み込み部材１０を他の物体に固定すなわち取付けるのに使用できる。畳み込み部材１０がリニアアクチュエータの一部として使用される場合には、ヘッド１２は「ピストンヘッド」と呼ばれる。しかしながら、畳み込み部材１０がモーションダンパとして使用される場合には、用語「ダンパヘッド」はヘッド１２を呼ぶのに使用される。

畳み込み部材１０の作動前は、畳み込み部材１０の段１４は、展性材料で形成されかつ交互方向に折曲げられた一連の折曲げ部を有している。段１４は、連続的に小さいサイズに作られている。畳み込み部材１０がリニアアクチュエータの一部として使用される場合には、段１４は「ピストン段」と呼ばれる。畳み込み部材１０がモーションダンパとして使用される場合には、段１４を呼ぶのに用語「ダンパ段」が使用される。

最小段１４ａはヘッド１２に取付けられている。前述のように、用語「取付けられた」とは、ファスナによる、または一体に形成されたアイテムによる２つのアイテム間の機械的相互作用をいう。図示のように、ヘッド１２は段１４と一体に形成されている。或いは、段１４をヘッド１２に取付けるのに、接着剤、ボルトまたはリベット等の機械的ファスナ（単一または複数）を使用することもできる。

前述のように、畳み込み部材１０は壁１６を有している。図示の壁１６は、最大段１４ｄにフレキシブルに取付けられている。壁１６は、畳み込み部材１０の長手方向軸線２０の回りに延びている。段１４の作動前は、段１４の全体が、壁１６内に配置されているか、壁１６により包囲されている。壁１６の第一端部２４は、最大段１４ｄにフレキシブルに取付けられている。畳み込み部材１０がモーションダンパとして使用される場合には、壁１６呼ぶのに用語「ダンパ壁」が使用される。逆に、畳み込み部材１０がリニアアクチュエータと組み合せて使用される場合には、壁１６を呼ぶのに用語「アクチュエータ壁」が使用される。

リップ２８が、壁１６の第二端部２６から離れる方向に延びている。リップ２８は、畳み込み部材１０を、例えば車両の一部としての他の物体に固定するのに使用できる（図５および図６）。図示のリップ２８は、壁１６から離れる方向に一定距離だけ延びている。他の実施形態では、リップ２８に、壁１６から離れる方向に延びている１つ以上の不連続部分を設けることができる。

ここで図１Ｂを参照すると、作動後の畳み込み部材１０の斜視図が示されている。段１４ａ〜１４ｄは、壁１６から離れる方向に入れ子式に伸長された状態にありかつ伸長中に展開されている。段１４は、相互におよび壁１６に対して位置が変化する。段１４は、畳み込み部材１０の長手方向軸線に沿って作動される。

図１Ｂは、壁１６および段１４のサイズが連続的に小さくなっていることをより明瞭に示している。より詳しくは、壁１６からヘッド１２に向かって、壁１６および段１４のサイズが連続的に小さくなっている。

しかしながら、壁１６は、必ずしも段１４の外側に配置する必要はない。例えば、図示しない他の実施形態では、連続的に大きくなっていく段１４が、壁１６の回りに配置される。このような実施形態では、壁１６および段１４のサイズは、ヘッド１２から壁１６に向かって連続的に小さくなっていく。

前述のように、畳み込み部材１０は、リニアアクチュエータと組み合せて使用できるし、或いは運動エネルギを吸収するモーションダンパとして使用することもできる。リニアアクチュエータとして使用されるときは、流体が強制的に畳み込み部材内に注入され、ピストン段１４を作動させる。畳み込み部材１０がモーションダンパとして使用されるときは、ダンパ壁１６およびダンパヘッド１２が、互いに離れる方向または近付く方向に移動する物体に連結されているときに、ダンパ段１４が伸長しまたは収縮をも行って運動エネルギを吸収する。従って、段１４は、力が加えられると、相対位置を変化させ、または壁１６から離れる方向に入れ子式に伸長する。この力は、段１４を駆動して互いに更に引離すか、段１４を互いに近付く方向に駆動する。

当業者には理解されようが、畳み込み部材１０は、ある種の金属またはプラスチックを含む種々の展性材料すなわちエネルギ吸収材料で形成できる。畳み込み部材１０は展性材料から作られるので、畳み込み部材は、一回だけ使用する畳み込み部材である。従って、作動中に畳み込み部材１０が変形され、その後は廃棄されまたはリサイクルされる。

図示の段１４および壁１６は、全体的に円筒状をなしている。しかしながら、段１４および壁１６は、例えばほぼ八角形、六角形、長方形または正方形等の他の形状に形成できる。

図２は、作動前の畳み込み部材１０を示す断面図である。図２には、各段１４が少なくとも１つの隣接段１４にフレキシブルに取付けられているところが示されている。より詳しくは、各段１４は、内側折曲げ部３０および外側折曲げ部３２により隣接段１４にフレキシブルに取付けられている。前述のように、最大段１４ｄは壁１６の第一端部２４にフレキシブルに取付けられ、一方最小段１４ａはヘッド１２に取付けられている。各段１４は、壁１６から離れる方向に入れ子式に伸長するように、隣接段１４にフレキシブルに取付けられている。

壁１６、段１４およびヘッド１２は、図示のように一体に成形するか、例えば接着剤、リベット、ヒンジまたは他の形式の枢着部材またはこれらの組合せを使用して一体に接合された物理的に別体のコンポーネンツで形成することもできる。図１〜図３に示す畳み込み部材１０の実施形態は、４つの段１４を有しているが、本発明の範囲内で段１４の数を変えることができることはもちろんである。また、図示のように、各段１４は同じ高さを有しているが、段１４のサイズを変化させることも本発明の範囲内にある。

当業者ならば理解されようが、段１４同士のフレキシブル取付けおよび最大段１４ｄと壁１６との間のフレキシブル取付けは、多くの異なる方法で達成できる。例えば、段１４および壁１６は、展性材料またはフレキシブル材料を用いて連結できる。複数のヒンジまたは他の形式の枢着部材を使用することもできる。また、図２に示すように、壁１６および段１４は、展性材料またはフレキシブル材料から簡単に形成することもできる。

段１４および壁１６は、重なり合い関係を有している。このことは、各段１４が隣接段１４または壁１６内に嵌合するサイズを有していることを意味する。重なり合い関係のため、畳み込み部材１０はコンパクトでありかつ小さいスペース内で使用できる。

ヘッド１２、段１４および壁１６は、少なくとも一部に、内部チャンバ３４を形成している。畳み込み部材１０がリニアアクチュエータの一部として使用されるとき、加圧流体が内部チャンバ３４内に注入され、リニアアクチュエータのピストン段１４を作動させかつリニア運動を生じさせる。

図２は更に、リップ２８が壁１６の第二端部２６に取付けられているところを示している。図示のように、壁１６およびリップ２８は一体に形成されているが、他の実施形態として、壁１６およびリップ２８を物理的に別体のコンポーネンツで作り、これらを互いに取付けることができる。また、図２に示すリップ２８は壁１６に対してほぼ垂直であるが、他の構成では壁１６に対して他の角度に配置することもできる。

図３を参照すると、ここには、作動前の減衰型アクチュエータ４０の斜視図が示されている。減衰型アクチュエータ４０は、モーションダンパ４２およびリニアアクチュエータ４４の両方を有している。図３において、モーションダンパ４２は頂部に配置されかつリニアアクチュエータ４４に取付けられている。モーションダンパ４２およびリニアアクチュエータ４４は互いに同軸状に配置されている。より詳しくは、モーションダンパ４２の長手方向軸線は、リニアアクチュエータ４４の長手方向軸線５２と同軸状である。

モーションダンパ４２は、エネルギ吸収材料で作られた畳み込み部材１０で形成されている。従って、ダンパ段１４は、ダンパ壁１６から離れる方向に入れ子式に伸長するか、またはダンパ壁１６に近付く方向に入れ子式に押圧されて、モーションダンパ４２に取付けられた物体の運動エネルギを吸収する。

リニアアクチュエータ４４は、流体発生器５４に取付けられかつ該流体発生器に流体連通している畳み込み部材１０を有している。図３では、ピストン段１４を示すため、アクチュエータ壁１６の一部が破断されている。流体発生器５４は、リニアアクチュエータ４４のピストン段１４を作動すなわち入れ子式に伸長させるための加圧ガス、液体または泡を発生する。当業者ならば理解されようが、流体発生器５４は、火工法（pyrotechnic methods）または圧縮流体放出法またはこれらの組合せを使用して、加圧流体を発生させることができる。図示のように、流体発生器５４は、リニアアクチュエータ４４の畳み込み部材１０リップ２８に取付けられている。

図４Ａを参照すると、ここには、リニアアクチュエータ４４の作動後の減衰型アクチュエータ４０が示されている。図示のように、モーションダンパ４２は未だ作動されていない。ダンパ段１４は依然として相互に比較的近接しており、ダンパ段１４は実質的にダンパ壁１６内に配置されている。

アクチュエータ壁１６およびアクチュエータ段１４は、これらの少なくとも一部が内部チャンバ３４を形成しており、流体発生器５４が内部チャンバ３４と流体連通している。
図示のように、流体発生器５４は、ガス発生剤６０およびイニシエータ６２を収容するハウジング５８を有している。事故状態が生じた時点を決定するセンサ（図示せず）からの信号を受けたことに応答して、イニシエータ６２はガス発生剤６０を付勢し、加圧膨張ガスを発生する。

加圧膨張ガスは、ピストン段１４を押圧する。流体発生器５４により発生される加圧膨張ガスの量は、リニアアクチュエータ４４の特定用途に基いて定められる。図４Ａに示す実施形態では、膨張ガスの圧力は、各ピストン段１４を完全伸長させるのに充分な大きさである。より正確に説明するならば、ピストン段１４はピストン壁１６から離れる方向に完全に伸長されかつ各ピストン段１４間の距離を増大させて、リニアアクチュエータ４４の長手方向軸線５２に沿う迅速なリニア運動を生じさせる。

図４Ａに示すように、ダンパヘッド１２は、リベット６４を用いてピストンヘッド１２に取り付けられている。リベット６４の使用は単なる例示に過ぎず、接着剤またはナットおよびボルト等の他の形式の機械的ファスナを使用して、ダンパヘッド１２をピストンヘッド１２に取り付けることができる。別の構成として、モーションダンパ４２の畳み込み部材１０と、リニアアクチュエータ４４の畳み込み部材１０とを一体に形成することもできる。

任意であるが、リニアアクチュエータ４４および／またはモーションダンパ４２には１つ以上のアタッチメントブラケット６６を設けて、減衰型アクチュエータを車両の一部の物体（図５および図６）に枢着するように構成できる。枢着は、例えば、Ｕ型ボルト（図６Ｂ）をアタッチメントブラケット６６の開口６７に通し、次にＵ型ボルトを物体に固定することにより達成される。

他の実施形態では、流体発生器５４が、内部チャンバ３４から遠隔に配置される。このような設計では、流体発生器５４により発生された加圧流体は、ガスガイド（図示せず）により内部チャンバ３４へと搬送される。もちろんこのような設計では、アクチュエータ壁１６の開端部６８は閉鎖され、アクチュエータ壁１６の開端部６８以外の部分を介して加圧流体を導き、ピストン段１４を作動させる。

図４Ｂは、モーションダンパ４２およびリニアアクチュエータ４４の作動後の減衰型アクチュエータ４０を示す断面図である。リニアアクチュエータ４４の作動後に、強い慣性力がモーションダンパ４２に加えられる。この結果、各ダンパ段１４は、隣接ダンパ段１４に対して位置を変化する。より詳しくは、ダンパ段１４は、モーションダンパ４２の長手方向軸線５０に沿って互いに離れる方向に移動して、ダンパ壁１６から離れる方向に入れ子式に伸長する。減衰効果の結果として、モーションダンパ４２のリップ２８は、ピストンヘッド１２よりもゆっくりと減速する。かくして、モーションダンパ４２はリニアアクチュエータ４４の運動を減衰させかつ減衰型アクチュエータ４０のリップ２８に連結された物体の速度をより一層漸減させる。

図５の斜視図を参照すると、歩行者安全システム７４を備えた車両７２が作動した状態が示されている。図示の歩行者安全システム７４は、２つの減衰型アクチュエータ４０に連通している衝撃センサ７８を有している。衝撃センサ７８は、車両７２が歩行者等の物体に衝突した時点を決定する。図示の衝撃センサ７８は車両７２のフロントバンパ８０に配置されている。別の構成として、センサ７８は、車両７２の異常な加速または減速を検出する電子制御ユニット（electronic control unit：ＥＣＵ）として具現できる。衝突時すなわち車両−歩行者衝突が検出されたあらゆる場合に、衝撃センサ７８は２つの減衰型アクチュエータ４０に信号を伝達する。衝撃センサ７８から減衰型アクチュエータ４０への電気信号の伝達には、例えば配線８２が使用される。

車両７２の一部に枢着されたフード８６は、枢着端８８および遠隔端９０を有している。各減衰型アクチュエータ４０のモーションダンパ４２は枢着端８８の近くでフード８６に連結され、一方、各減衰型アクチュエータ４０のリニアアクチュエータ４４はエンジン隔室９４内に位置する車両の他の部分例えば車両７２のフレームすなわちボディ９６に連結されている。或いは、リニアアクチュエータ４４を枢着端８８の近くでフード８５に連結し、一方、モーションダンパ４２をフレームすなわちボディ９６に連結することもできる。本発明の範囲内で、減衰型アクチュエータ４０は、フード８６の種々の位置に配置できる。例えば、減衰型アクチュエータ４０は、フード８６の遠隔端９０の近くに配置することもできるし、或いは、フード８６枢着端８８および遠隔端９０に配置するか、これらの端部８８、９０の間に配置することもできる。

リニアアクチュエータ４４およびモーションダンパ４２には、ボディ９６へのリニアアクチュエータ４４の枢着およびフード８６の遠隔端９０へのモーションダンパ４２の枢着を可能にする１つ以上のアタッチメントブラケット６６（図４Ａ）を設けることができる。もちろん、当業者なら理解されようが、通常の使用時のフード８６の開／閉を可能にするフード８６への減衰型アクチュエータ４０の選択的連結を含む種々の技術を使用できる。

減衰型アクチュエータ４０が信号を受けると、リニアアクチュエータ４４が膨張してピストン段１４を作動させ、この結果、フード８６が迅速に持上げられる。次にモーションダンパ４２が作動して、図５に示すように、フード８６の運動エネルギを吸収する。ダンパ段１４は相対位置を変化させ、より漸次的にフード８６を減速させる。もしもモーションダンパ４２がないものとすれば、フード８６は、リニアアクチュエータ４４の作動により生じる急激な加速および減速により損傷を受けてしまうであろう。もしそうであれば、自動車製造業者は歩行者安全システム７４を採用したくなくなるであろう。なぜならば、自動車製造業者またはエンドユーザは、事故によって車両のフード８６が損傷を受けなかったとしても、フード８６を交換しまたは修理する必要があるからである。

当業者ならば、歩行者安全システム７４の図示の実施形態の多くの変更が本発明の範囲内に包含ことが理解されよう。例えば、減衰型アクチュエータ４０の個数および位置は、システム７４が装着される車両７２の設計に基いて変えることができる。
歩行者の衝突時にフード８６を迅速に持上げることの目的は、歩行者に与える怪我を小さくすることにある。多くの場合、車両−歩行者の事故において歩行者は、その頭部または上体が高速でフード８６に衝突し、次に車両７２のエンジンブロックに衝突するようにして回転する。歩行者安全システム７４を用いてフード８６を迅速に持上げることにより、フード８６は「圧壊容易ゾーン」に変形し、このため、フード８６は歩行者をより漸次的に減速させて、歩行者の負傷の程度を最小にする。

図６Ａの斜視図を参照すると、ここには、減衰型アクチュエータ４０を使用したロールオーバー安全システム１０２を備えた車両１００が示されている。安全システム１０２は、１つ以上の減衰型アクチュエータ４０に連通しているＥＣＵ等の事故センサ１０４を有している。車両１００が事故にあったことを事故センサ１０４が決定したときは、事故センサ１０４は、配線８２を介して信号を減衰型アクチュエータ４０に伝達する。或いは、事故センサ１０４は、車両１００が反転すなわちロールオーバーした時点を決定し、これに応答して信号を送るように構成できる。

図示のシート１０６は車両１００に枢着されており、枢着点１０８および遠位端１１０を有している。一形態では、シート１０６には、該シートの遠位端１１０の突然的な強い移動により切断される剪断ピン１１１を設けることができる。剪断ピン１１１は、事故が検出されるまで、シート１０６が枢動することを防止する。

図示のように、減衰型アクチュエータ４０のリニアアクチュエータ４４は車両１００のフロア１１２に連結され、減衰型アクチュエータ４０のモーションダンパ４２はシート１０６の遠位端１１０に連結されている。或いは、リニアアクチュエータをシート１０６の遠位端１１０に連結し、一方、モーションダンパ４２を車両１００のフロアに連結することができる。

従って、事故センサ１０４からの信号を受けると、リニアアクチュエータ４４が作動してシート１０６を傾斜させる。次にモーションダンパ４２が作動して、シート１０６をより漸次的に減速させ、乗客１１４に与える不快感を最小にする。この結果、シート１０６は、図６Ａに仮想線で示すように、傾斜位置に移動する。

傾斜したシート１０６は、ルーフ１１８と乗客１１４との間に付加クリアランス１１６を与える。従って、ルーフ１１８が押し潰されるような事故の場合に、シート１０６の傾斜位置は、乗客１１４が車両１００のルーフ１１８から衝撃を受ける危険を低減させる。

図６Ｂの拡大斜視図を参照すると、ここには、ロールオーバー安全システム１０２の減衰型アクチュエータ４０が作動状態にあるところが示されている。図示のように、モーションダンパ４２およびリニアアクチュエータ４４の両者の段１４、１４は作動状態にある。従って、シート１０６は、図６Ａに仮想線で示したような傾斜位置にある。

再度説明すると、モーションダンパ４２はシート１０６に連結され、一方、リニアアクチュエータ４４はフロア１１２に連結されている。リニアアクチュエータ４４は、減衰型アクチュエータ４０を、Ｕ型ボルト１２０および２つのナット１２２を用いてフロア１１２に枢着可能にするアタッチメントブラケット６６を有している。この枢着は、シート１０６がフロア１１２から離れる方向に枢動するときに、減衰型アクチュエータ４０を捻じ曲げたり損傷を与えることなく、フロア１１２に対して回転できるようにする。かくして、減衰型アクチュエータ４０を損傷しまたは捩ることなく、減衰型アクチュエータ４０の長手方向軸線１２６とフロア１１２との間の角度１２４を変化させることができる。

他の実施形態では、リニアアクチュエータ４４およびモーションダンパ４２の両方に、シート１０６およびフロア１１２の両者への減衰型アクチュエータ４０の枢着を可能にするアタッチメントブラケット６６が設けられる。もちろん、当業者ならば、減衰型アクチュエータ４０と組合せて種々の形式の枢着機構を使用できることは理解されよう。

要約すれば、本発明のモーションダンパは、従来のダンパに比べて大きな長所が得られる。本発明のモーションダンパはコンパクトで、車両の狭小スペース内に使用できる。モーションダンパも設計が簡単であり、従ってコスト有効性に優れた態様で製造できる。また、モーションダンパは、劣化または故障の危険を増大させることなくして、長期間に亘って保管できる。したがって、モーションダンパは、上記例のような多くの形式の車両の安全システムに理想的に適している。

本発明は、その精神または本質的特徴から逸脱することなく、他の特定形態に具現できる。上記実施形態は、あらゆる点で単なる例示であって限定的ではないことを理解すべきである。従って、本発明の範囲は、上記説明により定められるのではなく、特許請求の範囲の記載により定められるものである。特許請求の範囲に包含される変更および均等範囲内の変更は、本発明の範囲内に含まれるものである。

作動前のモーションダンパまたはニアアクチュエータの畳み込み部材を示す斜視図である。 作動後の畳み込み部材を示す斜視図である。 作動前の畳み込み部材を示す断面図である。 畳み込み部材を使用するモーションダンパおよびリニアアクチュエータを備えた減衰型アクチュエータ（作動前）を示す斜視図である。 リニアアクチュエータの作動後の減衰型アクチュエータを示す断面図である。 リニアアクチュエータおよびモーションダンパの作動後の減衰型アクチュエータを示す断面図である。 減衰型アクチュエータを使用する歩行者安全システム（該システムは作動した状態が示されている）を備えた車両を示す斜視図である。 減衰型アクチュエータを使用するロールオーバー安全システム（該システムは作動状態にあるところが仮想線で示されている）を備えた車両を示す斜視図である。 ロールオーバー安全システムの減衰型アクチュエータが作動状態にあるところを示す拡大斜視図である。

符号の説明

１０ 畳み込み部材
１２ ヘッド
１４ 段
１６ 壁
２８ リップ
４０ 減衰型アクチュエータ
４２ モーションダンパ
４４ リニアアクチュエータ
５４ 流体発生器
６０ ガス発生剤
６６ アタッチメントブラケット
７４ 歩行者安全システム
１０２ ロールオーバー安全システム

Claims (13)

1. モーションダンパ（４２）が組み込まれた装置であって、このモーションダンパが、ダンパ壁（１６）と、少なくとも２つのダンパ段（14a-14d）と、ダンパヘッド（１２）とを備え、各ダンパ段は少なくとも１つの隣接ダンパ段に対して可撓性を有するように取付けられ、１つのダンパ段はダンパ壁（１６）の一端に対して可撓性を有するように取付けられかつ他のダンパ段はダンパヘッド（１２）に取付けられ、ダンパ壁およびダンパ段は連続的に小さくなっていくサイズを有し、ダンパ壁およびダンパ段は、作動前に、重なり合っており、ダンパ段（14a-14d）は、力が加えられたときに、ダンパ壁から離れる方向に入れ子式に伸長でき、ダンパ段はエネルギ吸収材料で作られている、前記モーションダンパが組み込まれた装置において、
   前記装置には、さらに、減衰型アクチュエータ（４０）が組み込まれ、この減衰型アクチュエータは、流体発生器（５４）と、アクチュエータ壁（１６）と、少なくとも２つのピストン段（１４）と、ピストンヘッド（１２）と、アクチュエータ壁（１６）およびピストン段により少なくとも一部に形成された内部チャンバ（３４）とを備え、各ピストン段は少なくとも１つの隣接ピストン段に対して可撓性を有するように取付けられ、１つのピストン段はアクチュエータ壁に対して可撓性を有するように取付けられかつ他のピストン段はピストンヘッド（１２）に取付けられ、アクチュエータ壁およびピストン段（１４）は連続的に小さくなっていくサイズを有し、流体発生器（５４）は内部チャンバに流体連通しており、ダンパヘッドはピストンヘッド（１２）に取付けられていることを特徴とする装置。
2. 前記エネルギ吸収材料はプラスチックである請求項１記載の装置。
3. 前記エネルギ吸収材料は金属である請求項１記載の装置。
4. 前記ダンパ壁、ダンパ段（14a-14d）及びダンパヘッド（１２）は一体に形成されている請求項１記載の装置。
5. 前記ダンパ段（14a-14d）は、一回だけ作動するダンパ段である請求項１記載の装置。
6. 前記リニアアクチュエータ（４４）は、一回だけ作動するリニアアクチュエータである請求項１に記載の装置。
7. 前記モーションダンパ（４２）は、一回だけ作動するモーションダンパある請求項１に記載の装置。
8. 前記アクチュエータ壁（１６）、ピストン段（１４）およびピストンヘッド（１２）は一体に形成されている請求項１に記載の装置。
9. 前記リニアアクチュエータ（４４）およびモーションダンパ（４２）は同軸状である請求項１に記載の装置。
10. 前記リニアアクチュエータ（４４）は車両の第一部分に連結されており、前記モーションダンパ（４２）は前記車両の第二部分に連結されている、請求項１乃至９の何れか１項に記載の装置を組み込んだ車両。
11. 前記リニアアクチュエータ（４４）は前記車両の第一部分に枢着されている請求項１０に記載の車両。
12. 車両の第一部分はシートである請求項１１に記載の車両。
13. 車両の第一部分はフードである請求項１１に記載の車両。

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