JP4946984B2 - 作動ピンを有したアクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、作動時に、作動ピンを軸方向に沿って引き込むように移動可能なアクチュエータに関し、作動時に瞬時に作動ピンを作動させる必要のある、例えば、車両に搭載されるエアバッグ装置のエアバッグ内の内圧制御やエアバッグの形状制御等に利用できるアクチュエータに関する。

従来、アクチュエータとしては、作動ピンを突出させるようにしてシリンダケース内に保持させたピストンを、ピストンに設けられているスクイブを作動させた際に発生する駆動用ガスを利用して、作動ピンとともにシリンダケース内を後退移動させる構成のものがあった。この従来のアクチュエータでは、シリンダケースは、ピストンの周囲を覆う周壁部と、周壁部の先端側を閉塞するとともに作動ピンを突出させている天井壁部と、を備えており、スクイブは、作動時に、スクイブを覆うように配置されるピストンのキャップ部に形成される噴出孔から、シリンダケースの内部に、駆動用ガスを噴出させることにより、天井壁部から突出している作動ピンを、ピストンとともに後退移動させる構成であった。また、従来のアクチュエータでは、ピストンは、位置決め部材によって、作動前の後退移動を規制された状態で、シリンダケース内に収納されていた（例えば、特許文献１参照）。
米国特許公開２００２／０１３５１６６号

しかし、従来のアクチュエータでは、ピストンは、作動ピンの先端側となるシリンダケースから露出した位置に配設される位置決め部材によって、作動前の後退移動のみを規制されていることから、作動前に移動しやすく、作動時までピストンの前進移動を確実に規制できるものではなかった。また、従来のアクチュエータでは、ピストンのキャップ部に設けられる噴出孔は、作動ピンの軸直交方向に沿って駆動用ガスを噴出させるように構成されているとともに、作動前の状態において、シリンダケースの天井壁部近傍に位置していることから、作動前にピストンが前進移動した場合、噴出孔が天井壁部側に移動して、天井壁部により塞がれる虞れがあり、作動時に、噴出孔から迅速に駆動用ガスを噴出させて、作動ピンを迅速に後退移動させ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、作動前のピストンの前進移動を的確に防止することができて、作動時に、作動ピンを迅速に後退移動可能な作動ピンを有したアクチュエータを提供することを目的とする。

本発明に係る作動ピンを有したアクチュエータは、作動ピンを有したピストンと、作動時に点火されて駆動用ガスを発生可能とされるスクイブと、ピストンを保持するシリンダケースと、を備える構成とされて、
ピストンが、スクイブに連結されるとともに、先端から作動ピンを突出させた構成とされ、
シリンダケースが、ピストンの周囲を覆う略筒状の周壁部と、周壁部の先端側を閉塞するとともに作動ピンを突出可能に構成される天井壁部と、を備えて、
作動時に、スクイブから発生する駆動用ガスを、シリンダケース内に噴出させることにより、ピストンを、作動ピンとともに後退移動させるように構成される作動ピンを有したアクチュエータにおいて、
ピストンが、スクイブのガス吐出口側を覆い可能なキャップ部を備える構成とされ、
キャップ部が、スクイブの軸回り方向側を覆い可能な筒状部と、筒状部の先端側を閉塞するように形成される先端壁部と、から構成されるとともに、先端壁部の外径寸法より小径とした作動ピンを、先端壁部の中央から突出させた構成とされ、
キャップ部における作動ピンの周囲に、ガス吐出口から吐出される駆動用ガスを、シリンダケース内における先端壁部と天井壁部との間に噴出可能な複数の噴出孔が、配設され、
ピストンが、先端壁部をシリンダケースの天井壁部に当接させることにより、作動前における前方側への移動を規制されていることを特徴とする。

本発明の作動ピンを有したアクチュエータでは、ピストンが、先端壁部をシリンダケースの天井壁部に当接させるようにして、シリンダケース内に収納されていることから、作動前におけるピストン及び作動ピンの前進移動を確実に防止することができる。また、本発明の作動ピンを有したアクチュエータでは、作動時に、スクイブのガス吐出口から吐出された駆動用ガスは、キャップ部における作動ピンの周囲に形成された噴出孔から、シリンダケース内における先端壁部と天井壁部との間に、噴出されることとなる。そのため、ピストンの先端壁部が、天井壁部と当接するように配置されていても、噴出孔から、この先端壁部と天井壁部との間に駆動用ガスを噴出させることができて、シリンダケースとピストンとの間に充満された駆動用ガスの圧力を利用して、ピストンを迅速に後退移動させることができる。

したがって、本発明の作動ピンを有したアクチュエータでは、作動前のピストンの前進移動を的確に防止することができて、作動時に、作動ピンを迅速に後退移動させることができる。

また、本発明の作動ピンを有したアクチュエータにおいて、噴出孔を、先端壁部に形成すれば、スクイブのガス吐出口から吐出された駆動用ガスを、天井壁部側に向かうように、噴出孔から、シリンダケース内に噴出させることができることから、シリンダケースとピストンとの間に充満される駆動用ガスの圧力に加えて、駆動用ガスの噴出時の反力を利用することができ、筒状部に噴出孔を形成する場合と比較して、作動ピンを迅速に後退移動させることができて、好ましい。

さらに、上記構成の作動ピンを有したアクチュエータにおいて、噴出孔を、駆動用ガスを作動ピンの軸方向に沿って噴出可能なように構成すれば、スクイブから吐出される駆動用ガスが、作動ピンの軸方向に沿うように、すなわち、天井壁部を作動ピンの軸方向に沿って押圧するように、噴出孔からシリンダケース内に噴出されることから、この駆動用ガスの反力を受けて、ピストンを、天井壁部から離れるように迅速に後退移動させることができ、一層迅速に、作動ピンを後退移動させることができて、好ましい。

さらにまた、上記構成の作動ピンを有したアクチュエータにおいて、作動ピンとキャップ部とを、金属材をプレス加工して形成された一体品として、構成すれば、ピストンにおけるキャップ部のシール性を良好にすることができ、また、作動ピンとキャップ部とを別体として構成する場合と比較して、部品点数も低減させることができて、好ましい。

さらにまた、上記構成の作動ピンを有したアクチュエータにおいて、キャップ部を、スクイブに対してかしめられることにより、スクイブに連結させる構成とすれば、ピストンを、簡便な構成でスクイブに連結させることができて、好ましい。

さらにまた、上記構成の作動ピンを有したアクチュエータにおいて、作動ピンを、キャップ部から連なって、先端面まで中空に形成すれば、キャップ部と作動ピンとを、肉厚を略均一として構成できることから、板厚を一定とした板金素材をプレス加工することにより製造することができ、作動ピンを全長にわたって中実としてプレス加工により製造する場合と比較して、容易に製造することができ、製造コストを低減することができて、好ましい。

さらにまた、上記構成の作動ピンを有したアクチュエータにおいて、キャップ部における筒状部を、スクイブ側となる後端側に配置される大径部と、前端側において大径部より外径寸法を小さく設定される小径部と、を有して、
小径部を、シリンダケースの周壁部との間に隙間を設け可能に、外径寸法を周壁部の内径寸法より小さく設定させた構成として、
小径部と周壁部との間に、シールリングを介在させる構成とすることが好ましい。

作動ピンを有したアクチュエータを上記構成とすれば、ピストンとシリンダケースの周壁部との間の気密性を確保できて、スクイブの作動時に、駆動用ガスが、シリンダケースの周壁部とピストンの筒状部との間から、漏れることを防止できる。そして、上記構成の作動ピンを有したアクチュエータでは、単に、シールリングをピストンにおける小径部の周囲に嵌めて大径部に当接させれば、シールリングを配設させることができることから、スクイブ若しくはピストンに、シールリング収納用の凹部を、切削加工等によって形成して、シールリングを、一旦拡径させつつ、このような凹部に収納しなくてもよく、スクイブ若しくはピストンに、シールリング収納用の凹部を形成する場合と比較して、製造工数及び製造コストを低減することができる。

さらにまた、上記構成の作動ピンを有したアクチュエータにおいて、天井壁部の内面側に、作動ピンと、作動ピンを挿通させる挿通部位と、の間の隙間をシールするシールリングを、配設させ、
ピストンの先端壁部を、シールリングを介在させて、天井壁部に当接させる構成とすることが好ましい。

上記構成の作動ピンを有したアクチュエータでは、作動ピンと、天井壁部における作動ピンを挿通させる挿通部位と、の間の隙間が、車両搭載時において、シールリングによって常時シールされていることから、湿気等に対する耐久性が良好となる。

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Ａ１は（図２〜４参照）は、図１に示すように、ステアリングホイールＷに搭載されるエアバッグ装置Ｍに配設されている。アクチュエータＡ１は、エアバッグ装置Ｍのインフレーター８とともに、図１に示す制御装置５９によって、作動を制御されるように構成されている。

なお、実施形態における上下・左右の方向は、特に断らない限り、車両に搭載されたステアリングホイールＷの直進操舵時を基準とするものであり、実施形態の場合、ステアリングホイールＷを組み付けるステアリングシャフトＳＳ（図２の二点鎖線参照）の軸方向と一致する方向を上下方向とし、ステアリングシャフトＳＳの軸方向と左右で直交する方向を左右方向として、上下・左右の方向を示す。また、実施形態における前後の方向は、説明上、実際の車両の前後と逆方向として、ステアリングシャフトＳＳの軸方向と前後で直交する方向に軸方向を沿わせるように配設されるアクチュエータＡ１におけるピストンの移動方向側を後方としている。

制御装置５９は、座席ＳＥに着座した運転者（乗員）ＭＤの体格や着座位置等を検知可能な乗員検知センサ、例えば、ステアリングホイールＷと運転者ＭＤとの距離を検知可能な位置検知センサ６０や、運転者ＭＤの重量を検知可能な重量検知センサ６１と、電気的に接続されるとともに、車両の加速度や加速の方向等を検知可能な衝突検知センサ６２と電気的に接続され、これらの位置検知センサ６０や重量検知センサ６１、あるいは、衝突検知センサ６２からの電気信号を入力させて、インフレーター８を作動させるとともに、アクチュエータＡ１を作動させる。そして、実施形態の場合、アクチュエータＡ１は、エアバッグ装置Ｍの作動時におけるエアバッグ２１の膨張時、エアバッグ２１の内圧上昇を抑制可能に、エアバッグ２１内に流入した膨張用ガスをエアバッグ２１外へ排気させて、好適な膨張モードでエアバッグ２１を膨張させるように、制御装置５９に制御されて、作動する。

また、エアバッグ装置Ｍは、図１，２に示すように、ステアリングホイールＷの中央のボス部Ｂにおける上部に配置されている。ステアリングホイールＷは、操舵時に把持するリング部Ｒと、中央に配置されてステアリングシャフトＳＳ（図２の二点鎖線参照）に連結されるボス部Ｂと、ボス部Ｂとリング部Ｒとを連結する図示しない所定数のスポーク部と、を備えて構成されている。また、ステアリングホイールＷは、構成部品上では、エアバッグ装置Ｍとステアリングホイール本体１とから構成されている。

ステアリングホイール本体１は、リング部Ｒやボス部Ｂ等の各部を連結するように配置されるアルミニウム合金等からなる芯金２と、リング部Ｒや図示しないスポーク部の部位の芯金２を被覆する合成樹脂製の被覆層３と、ボス部Ｂの下部に配置される合成樹脂製のロアカバー４と、を備えて構成されている。

エアバッグ装置Ｍは、図２に示すように、折り畳まれて収納されるエアバッグ２１と、エアバッグ２１に膨張用ガスを供給するインフレーター８と、エアバッグ２１とインフレーター８とを収納して保持するケースとしてのバッグホルダ１０と、バッグホルダ１０の側壁部１５に保持されて折り畳まれたエアバッグ２１の上方を覆うエアバッグカバーとしてのパッド１７と、を備えて構成されている。

インフレーター８は、上部に膨張用ガスを吐出する複数のガス吐出口８ｂを備えた略円柱状の本体部８ａと、本体部８ａの外周面から突出して配置される略四角板状のフランジ部８ｃと、を備えて構成されている。フランジ部８ｃには、後述するリテーナ６から突出するボルト６ａ（図３参照）を挿通させるための図示しない挿通孔が、形成されている。

リテーナ６は、略四角環状体の板金製として、四隅に、下方へ突出するボルト６ａを備えて構成されている。このリテーナ６の各ボルト６ａは、エアバッグ２１の内周面側における流入用開口２２の周縁やバッグホルダ１０を経て、インフレーター８のフランジ部８ｃから突出している。そして、各ボルト６ａにナット７を締結することにより、エアバッグ２１とインフレーター８とが、リテーナ６を利用して、バッグホルダ１０に取り付けられている。

バッグホルダ１０は、略四角板状の底壁部１１と、底壁部１１の周縁から上下に伸びる側壁部１５と、を備えて構成されている。底壁部１１における中央付近には、円形に開口してインフレーター８の本体部８ａを下方から上方へ挿通可能な挿通孔１１ａが、形成されている。挿通孔１１ａの周縁には、リテーナ６の各ボルト６ａを挿通させる４つの図示しない挿通孔が、形成されている。また、底壁部１１における挿通孔１１ａの後方側には、アクチュエータＡ１の作動ピンに係止されるループ部２８ｂを挿通させるための挿通孔１１ｂが、形成されている。

また、底壁部１１の下面側には、図２〜４に示すように、アクチュエータＡ１を保持する取付ブラケット１２と、アクチュエータＡ１の作動ピン５４の先端面５４ａ側に配設される支持片部１３と、が、配設されている。支持片部１３は、ループ部２８ｂ係止時における作動ピン５４の先端面５４ａ側を支持する部材である。

バッグホルダ１０の側壁部１５には、パッド１７の側壁部１９がリベット１６止めされるとともに、ステアリングホイール本体１の芯金２側に取付固定される図示しないブラケットが、形成されている。

パッド１７は、オレフィン系熱可塑性エラストマー等の合成樹脂から形成されて、図２に示すように、ボス部Ｂの上部側を覆う天井壁部１８と、天井壁部１８の外周縁から下方に延びる略四角筒形状の側壁部１９と、を備えて構成されている。天井壁部１８における側壁部１９の内側部位は、折り畳まれたエアバッグ２１を覆う部位として構成され、その部位には、エアバッグ２１の膨張時に押されて前後両側に開く二枚の扉部１８ａが、配設されている。側壁部１９は、既述したように、リベット１６を利用して、バッグホルダ１０の側壁部１５に取り付けられている。

エアバッグ２１は、ポリアミド糸やポリエステル糸等からなる可撓性を有した織布から構成されるもので、図１の二点鎖線に示すように、膨張用ガスを流入させて袋状に膨張する形状として、図２及び図５に示すように、膨張用ガスを流入させる流入用開口２２を備えている。流入用開口２２は、インフレーター８の本体部８ａを下方から挿入させて、インフレーター８のガス吐出口８ｂから吐出される膨張用ガスを、エアバッグ２１内に流入させるための部位となる。また、流入用開口２２の周縁には、リテーナ６に形成されたボルト６ａを挿通させる取付孔２３が、４個形成されている（図５参照）。また、図５に示すように、流入用開口２２の後方となる部位には、円形に開口した排気孔２５が、形成されている。排気孔２５と流入用開口２２との間には、排気孔２５の前縁近傍と、流入用開口２２の後縁近傍と、の２箇所に、ベルト２８を挿通可能に左右方向に沿って形成されるスリット状の挿通孔２４Ａ，２４Ｂが、形成されている。

エアバッグ２１の外周面側には、排気孔２５を塞ぐように、フラップ２７が、配設されている（図５参照）。実施形態の場合、フラップ２７は、排気孔２５における流入用開口２２から離れる側の縁部（後縁側）に、結合されている。具体的には、フラップ２７は、エアバッグ２１と同様に、ポリアミド糸やポリエステル糸等からなる可撓性を有した織布から構成されるもので、略長方形状とされて、流入用開口２２から離れて配置される一辺（実施形態の場合、後側の辺）をエアバッグ２１に結合され、このエアバッグ２１への結合部位をヒンジ部２７ａとして、排気孔２５から流出しようとする膨張用ガスに押された際に、ヒンジ部２７ａと対向する先端２７ｂ（流入用開口２２側の一辺）側から開き可能に、構成されている。

フラップ２７には、ベルト２８の先端２８ａが連結されている。ベルト２８は、可撓性を有したポリエステル糸等からなる布材から形成され、フラップ２７のヒンジ部２７ａから、ヒンジ部２７ａと対向して配置されて開きの先端側となる先端２７ｂへ、向かう方向で延長されるように配設されている。すなわち、実施形態の場合、ベルト２８は、長手方向を前後方向に沿わせるようにして、配設されている。ベルト２８の流入用開口２２側となる端部（元部側端）には、略円環状のループ部２８ｂが、配設されている。ループ部２８ｂには、図２〜４に示すように、アクチュエータＡ１の作動前の状態で、作動ピンが挿入されている。実施形態の場合、ループ部２８ｂは、可撓性を有した材料から構成されて、ループ部２８ｂから作動ピン５４が抜けた状態でエアバッグ２１が膨張する際に、エアバッグ２１に設けられた挿通孔２４Ｂを挿通可能に、構成されている。そして、ループ部２８ｂに作動ピン５４が係止された状態で、エアバッグ２１が膨張する場合には、フラップ２７の先端２７ｂ側が、挿通孔２４Ａに挿通されるベルト２８により押えられて、図５のＡに示すように、フラップ２７が排気孔２５を塞いだ状態で、エアバッグ２１が膨張することとなる。一方、アクチュエータＡ１が作動して、ループ部２８ｂから作動ピン５４が抜けた状態で、エアバッグ２１が膨張する場合には、排気孔２５から流出しようとする膨張用ガスにフラップ２７が押され、ベルト２８を挿通孔２４Ａ，２４Ｂにおいて抜き移動させつつ、図５のＢに示すように、フラップ２７が開いて排気孔２５を開口させることから、排気孔２５からエアバッグ２１外へ膨張用ガスが流出し、エアバッグ２１の内圧の上昇を抑制することができる。

なお、ベルト２８におけるループ部２８ｂの係止を解除するようなアクチュエータＡ１の作動は、制御装置５９が、位置検知センサ６０からの信号により、運転者ＭＤがステアリングホイールＷに接近しすぎていることを検知したり、あるいは、重量検知センサ６１からの信号により、運転者ＭＤが小柄であることを検知している場合において、エアバッグ装置Ｍの作動と同時、若しくは、若干遅らせて、膨張時のエアバッグ２１の内圧を低減させるように、制御装置５９がアクチュエータＡ１を作動させることとなる。

アクチュエータＡ１は、図４に示すように、作動ピン５４を有したピストン４５と、作動時に点火されて駆動用ガスＧを発生可能とされるスクイブ３７と、ピストン４５を保持するシリンダケース３２と、から、構成されている。実施形態の場合、スクイブ３７は、ピストン４５と一体的に配設されている。また、実施形態の場合、作動ピン５４は、アクチュエータＡ１の作動時に、シリンダケース３２の軸方向（前後方向）に沿って、シリンダケース３２の内部に引き込まれるように、後退移動することとなる。また、アクチュエータＡ１は、シリンダケース３２における周壁部３３の周囲を覆うように配設される取付ブラケット１２を利用して、バッグホルダ１０の底壁部１１における挿通孔１１ａの後方となる位置に、取付固定されている。

シリンダケース３２は、実施形態の場合、板金製とされて、ピストン４５の周囲を覆う円筒状の周壁部３３と、周壁部３３の先端側（前端側）を閉塞する略円形の天井壁部３４と、を備えている。周壁部３３は、ピストン４５における後述するキャップ部４６の大径部４８を内周面３３ａで摺動可能とされるもので、軸方向を前後方向に沿わせるように、配設されている。天井壁部３４の中央には、作動ピン５４を突出可能とされる略円形の開口３４ａが、形成されている。また、シリンダケース３２における周壁部３３の元部側（後端側）は、ピストン４５の後端側に連結されるスクイブ３７のターミナル３７ｂ側を露出可能に、開口している。また、周壁部３３における元部端（後端側）には、ピストン４５移動時におけるシリンダケース３２からの抜けを防止するストッパ３３ｃが、元部端３３ｂ側（後端側）を縮径させるような断面略テーパ状として、形成されている。このストッパ３３ｃは、ピストン４５が作動ピン５４を引き込むように後退移動した際に、キャップ部４６の後述する大径部４８を当接させて、ピストン４５がシリンダケース３１から抜けることを防止している（図６のＢ参照）。実施形態の場合、このストッパ３３ｃは、アクチュエータＡ１の製造時に、スクイブ３７と一体化させたピストン４５をシリンダケース３１の内部に収納させた後に、周壁部３３の元部端３３ｂをかしめて、形成されている。

スクイブ３７は、イニシエータと、イニシエータを保持するホルダと、から構成されるもので、外形形状を略円柱状とされている。具体的には、スクイブ３７は、円柱状の本体部３８の先端側（前端側）に、本体部３８より小径とされる頭部３９を配置させ、この頭部３９と本体部３８との間に、本体部３８の軸回り方向に沿った全域にわたって突出するように構成されて本体部３８より大径とされるフランジ部４０を、配設させた構成とされている。そして、スクイブ３７は、頭部３９の先端面（前端面３９ａ）にガス吐出口３７ａを配置させ、本体部３８の元部端側（後端３８ａ側）にターミナル３７ｂを配置させた構成とされている。このスクイブ３７は、実施形態の場合、ピストン４５と一体的に配設されて、ピストン４５の後退移動時にピストン４５とともに後退移動するもので、ガス吐出口３７ａ側をピストン４５のキャップ部４６に覆われ、ターミナル３７ｂをピストン４５から露出させるようにして、ピストン４５に保持されている。詳細には、スクイブ３７は、ピストン４５のキャップ部４６における大径部４８の元部端４８ａを、縮径させつつフランジ部４０の後面側に配置させるように、曲げ塑性変形させるようにかしめて、フランジ部４０を挟持させることにより、ピストン４５と一体化されるとともに、頭部３９全体をキャップ部４６に覆われ、本体部３８をピストン４５から露出させている。そして、スクイブ３７は、ターミナル３７ｂに、制御装置５９から延びるリード線４２ａを連結させたコネクタ４２（図４の二点鎖線参照）を、連結させることにより、制御装置５９と電気的に接続されるもので、アクチュエータＡ１の作動時に、制御装置５９からの作動信号を入力して、点火され、内蔵されている図示しない火薬を燃焼させて、ガス吐出口３７ａから駆動用ガスＧを吐出させることとなる。

ピストン４５は、スクイブ３７におけるガス吐出口３７ａ側を覆うキャップ部４６と、キャップ部４６から前方に突出するように構成される作動ピン５４と、を備えている。

キャップ部４６は、スクイブ３７のガス吐出口３７ａ側を覆い可能に、スクイブ３７の頭部３９の周囲となるフランジ部４０の部位から延びて、軸方向をシリンダケース３２の軸方向（前後方向）に沿わせて構成される略円筒形とされている。実施形態の場合、キャップ部４６は、スクイブ３７の軸回り方向側を覆い可能な筒状部４７と、筒状部４７の先端側（前端側）を閉塞するように形成される先端壁部５２と、から構成されており、さらに、筒状部４７は、スクイブ３７側となる後端側に配置される大径部４８と、前端側において大径部４８より外径寸法を小さく設定される小径部４９と、を備えている。実施形態の場合、筒状部４７における大径部４８は、スクイブ３７におけるフランジ部４０の外周側を覆うように構成され、小径部４９は、スクイブ３７における頭部３９の外周側を覆って頭部３９から前方に延びるように、構成されている。そして、ピストン４５は、大径部４８の元部端４８ａを、スクイブ３７におけるフランジ部４０の後面側において縮径させるようにかしめて、スクイブ３７と一体化されている。大径部４８は、ピストン４５の後退移動時に、周壁部３３の内周面３３ａに対して摺動可能に、外径寸法Ｄ１を、周壁部３３の内径寸法Ｄ２より若干小さくして、構成されている（図４参照）。そして、小径部４９は、シリンダケース３２における周壁部３３との間に、軸回り方向に沿った全域にわたって隙間Ｐを設けるように、外径寸法Ｄ３を、周壁部３３の内径寸法Ｄ２より小さくして、構成されている。また、先端壁部５２は、シリンダケース３２の軸直交方向に沿うような略円板状として、シリンダケース３２の天井壁部３４に対向して、小径部４９の前端側を閉塞するように、配設されている。

作動ピン５４は、先端壁部５２の中央から、シリンダケース３２の軸方向（前後方向）に沿って前方に突出するように、形成されている。すなわち、作動ピン５４は、キャップ部４６に対して、中心軸を一致させるように、直列的に構成されるもので、実施形態の場合、外径寸法Ｄ４を、先端壁部５２の外径寸法（小径部４９の外径寸法Ｄ３と一致）より小さく設定されている（図４参照）。実施形態の場合、キャップ部４６と作動ピン５４とは、板金素材をプレス加工して、一体的に、形成されるもので、作動ピン５４は、先端壁部５２から連なって、先端面５４ａまで中空に形成されている。

キャップ部４６における作動ピン５４の周囲となる先端壁部５２の部位には、スクイブ３７のガス吐出口３７ａから吐出された駆動用ガスＧをシリンダケース３２内に噴出させる噴出孔５２ａが、形成されている。実施形態の場合、噴出孔５２ａは、作動ピン５４を中心として点対称となるように、作動ピン５４の上下の２箇所に、形成されている。この噴出孔５２ａは、スクイブ３７のガス吐出口３７ａから吐出されてキャップ部４６とスクイブ３７とに囲まれた空間Ｓ内に充満された駆動用ガスＧを、シリンダケース３２内における先端壁部５２と天井壁部３４との間に、作動ピン５４の軸方向（前後方向）に沿って、噴出させることとなる。

作動ピン５４の元部側（後端側）における周囲には、シリンダケース３２内の気密性を確保するためのゴム状弾性体からなるシールリング（Ｏリング）５６が、外嵌されている。このシールリング５６は、図４に示すように、アクチュエータＡ１の非作動時に、天井壁部３４の内面側において、作動ピン５４と、作動ピン５４を挿通させている天井壁部３４の開口３４ａと、の間の隙間を塞ぎ、かつ、天井壁部３４と先端壁部５２との間の隙間を埋めるように、配設されており、スクイブ３７の作動時におけるピストン４５の移動前に、噴出孔５２ａからシリンダケース３２内に噴出される駆動用ガスＧが、作動ピン５４と開口３４ａとの間から漏れることを防止している。すなわち、実施形態のアクチュエータＡ１では、作動前の状態において、ピストン４５の先端壁部５２は、シールリング５６を介して、シリンダケース３２の天井壁部３４と当接されることとなり、この天井壁部３４との当接によって、作動前におけるピストン４５の前方側への移動が、規制されることとなる。なお、実施形態の場合、シールリング５６は、ピストン４５の後退移動時には、作動ピン５４の移動に伴って、後退移動することとなる。

また、実施形態のアクチュエータＡ１では、ピストン４５における小径部４９の外周側にも、シリンダケース３２内の気密性を確保するためのゴム状弾性体からなるシールリング（Ｏリング）５７が、配設されている。このシールリング５７は、小径部４９の後端側に位置する大径部４８の前面側において、小径部４９とシリンダケース３２の周壁部３３との間の隙間を塞ぎ、小径部４９の後方に配置される大径部４８により後面側を当接支持されるようにして、ピストン４５と周壁部３３との間の気密性を確保可能に、配設されている。

実施形態のアクチュエータＡ１は、取付ブラケット１２を利用して、バッグホルダ１０に取り付けられることとなる。そして、アクチュエータＡ１とエアバッグ装置Ｍとの車両への搭載は、以下のようにして行なわれる。まず、アクチュエータＡ１を取り付けたバッグホルダ１０に対し、リテーナ６を入れて折り畳まれたエアバッグ２１とインフレーター８とをナット７止めして、組み付ける。このとき、フラップ２７から延びるベルト２８に設けられたループ部２８ｂを、バッグホルダ１０の底壁部１１に形成される挿通孔１１ｂから突出させて、アクチュエータＡ１の作動ピン５４に挿通させ、作動ピン５４によるループ部２８ｂの係止を維持させた状態で、作動ピン５４の先端面５４ａ側を、バッグホルダ１０の支持片部１３に当接させておく。その後、パッド１７をリベット１６止めして、エアバッグ装置Ｍを組み立てて、車両に取り付け済みのステアリングホイール本体１にエアバッグ装置Ｍを取り付ける。なお、エアバッグ装置Ｍの車両への取付時には、アクチュエータＡ１のスクイブ３７のターミナル３７ｂに、制御装置５９から延びるリード線４２ａを結線させたコネクタ４２が接続され、インフレーター８にも、制御装置５９と電気的に接続される所定のリード線が結線されることとなる。

実施形態のアクチュエータＡ１では、制御装置５９からの作動信号を受けてスクイブ３７が点火されると、内部の火薬を燃焼させて駆動用ガスＧが発生し、ピストン４５におけるキャップ部４６とスクイブ３７とに囲まれた空間Ｓに充満した駆動用ガスＧが、キャップ部４６における先端壁部５２に設けられた噴出孔５２ａから、シリンダケース３２内に噴出されることとなる。そして、シリンダケース３２内に充満された駆動用ガスＧが、ピストン４５におけるキャップ部４６の先端壁部５２を後方に向かって押圧することとなり、ピストン４５全体が、駆動用ガスＧの押圧力を受けて、シリンダケース３２の軸方向に沿って後退移動することとなる。このピストン４５の後退移動に伴って、作動ピン５４が、シリンダケース３２の内部に引き込まれることとなる。そして、作動ピン５４が、図６のＢに示すように、ベルト２８に設けられたループ部２８ｂから抜けて、作動ピン５４が、ベルト２８の係止を解除することから、図５のＢに示すように、ベルト２８に連結されていたフラップ２７が、エアバッグ２１の排気孔２５を開口させ、排気孔２５から膨張用ガスが排気されることとなる。

そして、実施形態のアクチュエータＡ１では、ピストン４５が、先端壁部５２を、シールリング５６を介して、シリンダケース３２の天井壁部３４に当接させるようにして、シリンダケース３２内に収納されていることから、作動前におけるピストン４５及び作動ピン５４の前進移動を確実に防止することができる。また、実施形態のアクチュエータＡ１では、作動時に、スクイブ３７のガス吐出口３７ａから吐出された駆動用ガスＧは、キャップ部４６における作動ピン５４の周囲に形成された噴出孔５２ａから、シリンダケース３２内における先端壁部５２と天井壁部３４との間に、噴出されることとなる。そのため、ピストン４５の先端壁部５２が、天井壁部３４と当接するように配置されていても、噴出孔５２ａから、この先端壁部５２と天井壁部３４との間に駆動用ガスＧを噴出させることができて、シリンダケース３２とピストン４５との間に充満された駆動用ガスＧの圧力を利用して、ピストン４５を迅速に後退移動させることができる。

したがって、実施形態のアクチュエータＡ１では、作動前のピストン４５の前進移動を的確に防止することができて、作動時に、作動ピン５４を迅速に後退移動させることができる。

また、実施形態のアクチュエータＡ１では、噴出孔５２ａを、先端壁部５２に形成していることから、スクイブ３７のガス吐出口３７ａから吐出された駆動用ガスＧを、天井壁部３４側に向かうように、噴出孔５２ａから、シリンダケース３２内に噴出させることができる。特に、実施形態のアクチュエータＡ１では、スクイブ３７のガス吐出口３７ａから吐出された駆動用ガスＧは、ピストン４５におけるキャップ部４６とスクイブ３７とに囲まれた空間Ｓに、一旦、充満された後、噴出孔５２ａからシリンダケース３２内に噴出されることから、噴出孔５２ａからの噴出時の駆動用ガスＧの流れの向きを安定させることができ、駆動用ガスＧは、確実に、天井壁部３４側に向かうように、噴出孔５２ａから噴出されることとなる。そのため、実施形態のアクチュエータＡ１では、シリンダケース３２とピストン４５との間に充満される駆動用ガスＧの圧力に加えて、駆動用ガスＧの噴出時の反力を利用することができることから、キャップ部の筒状部に噴出孔を形成する場合と比較して、作動ピン５４を迅速に後退移動させることができる。

勿論、このような点を考慮しなければ、図７に示すアクチュエータＡ２のごとく、ピストン４５Ａとして、キャップ部４６Ａの筒状部４７Ａにおける小径部４９Ａの部位に、噴出孔４９ａを配設させた構成のものを使用してもよい。このような構成のアクチュエータＡ２では、スクイブ３７の作動時に、ピストン４５Ａにおけるキャップ部４６Ａとスクイブ３７とに囲まれた空間Ｓに充満された駆動用ガスＧは、噴出孔４９ａから、周壁部３３側に向かうように、シリンダケース３２の軸直交方向に沿うようにして、シリンダケース３２内に噴出されることとなる。しかしながら、このような構成のアクチュエータＡ２であっても、噴出孔４９ａからシリンダケース３２内に噴出された駆動用ガスＧは、先端壁部５２Ａと天井壁部３４との間に向かうように、シリンダケース３２内を流れることとなり、先端壁部５２Ａと天井壁部３４との間に充満されて先端壁部５２Ａを後方に向かって押圧し、図７のＢに示すごとく、ピストン４５Ａ全体が、駆動用ガスＧの押圧力を受けて、シリンダケース３２の軸方向に沿って後退移動することとなる。そのため、上記構成のアクチュエータＡ２においても、作動ピン５４Ａを迅速に後退移動させることができる。

さらに、実施形態のアクチュエータＡ１では、噴出孔５２ａを、駆動用ガスＧを作動ピン５４の軸方向に沿って噴出可能なように構成していることから、スクイブ３７から吐出される駆動用ガスＧが、作動ピン５４の軸方向に沿うように、すなわち、天井壁部３４を作動ピン５４の軸方向に沿って前方側に向かって押圧するように、噴出孔５２ａからシリンダケース３２内に噴出されることとなる。そのため、この駆動用ガスＧの反力を受けて、ピストン４５を、天井壁部３４から離れるように迅速に後退移動させることができ、一層迅速に、作動ピン５４を後退移動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、図８に示すアクチュエータＡ３のごとく、ピストン４５Ｂとして、キャップ部４６Ｂにおける先端壁部５２Ｂを先細り状に傾斜させた構成とし、この先細り状に傾斜している先端壁部５２Ｂに、噴出孔５２ｂを配設させた構成のものを試用してもよい。このような構成のアクチュエータＡ３では、スクイブ３７の作動時に、スクイブ３７の作動時に、ピストン４５Ｂにおけるキャップ部４６Ｂとスクイブ３７とに囲まれた空間Ｓに充満された駆動用ガスＧは、噴出孔５２ｂから、噴出孔５２ａの開口面（先端壁部５２Ｂ）と略直交する方向に沿って、すなわち、シリンダケース３２の軸方向に対して傾斜するような方向に沿って、シリンダケース３２内に噴出されることとなる。

さらにまた、実施形態のアクチュエータＡ１では、作動ピン５４とキャップ部４６とを、金属材をプレス加工して形成された一体品として、構成していることから、ピストン４５におけるキャップ部４６のシール性を良好にすることができ、また、作動ピン５４とキャップ部４６とを別体として構成する場合と比較して、部品点数も低減させることができる。勿論、このような点を考慮しなければ、作動ピンとキャップ部とが別体から構成されるピストンを使用してもよい。

さらにまた、実施形態のアクチュエータＡ１では、キャップ部４６を、スクイブ３７に対してかしめられることにより、スクイブ３７に連結させていることから、ピストン４５を、簡便な構成でスクイブ３７に連結させることができる。勿論、このような点を考慮しなければ、キャップ部を、ねじ等の締結手段を別途利用して、スクイブに連結させる構成としてもよい。

さらにまた、実施形態のアクチュエータＡ１では、作動ピン５４を、キャップ部４６から連なって、先端面５４ａまで中空に形成している。換言すれば、実施形態のアクチュエータＡ１では、キャップ部４６と作動ピン５４とを、肉厚を略均一として構成できることから、板厚を一定とした板金素材をプレス加工することにより製造することができ、作動ピン５４を全長にわたって中実としてプレス加工により製造する場合と比較して、容易に製造することができ、製造コストを低減することができて、好ましい。勿論、このような点を考慮しなければ、作動ピンを中実として、構成してもよい。

さらにまた、実施形態のアクチュエータＡ１では、キャップ部４６における筒状部４７が、大径部４８と小径部４９とを備える構成とされて、小径部４９とシリンダケース３２の周壁部３３との間に、シールリング５６を介在させている構成である。そのため、ピストン４５とシリンダケース３２の周壁部３３との間の気密性を確保できて、スクイブ３７の作動時に、駆動用ガスＧが、シリンダケース３２の周壁部３３とピストン４５の筒状部４７との間から、漏れることを防止でき、シール性を良好にすることができる。なお、実施形態のアクチュエータＡ１では、キャップ部４６における小径部４９が、シリンダケース３２の周壁部３３と、の間に、軸回り方向に沿った全域にわたって隙間Ｐを設けるように構成されていることから、噴出孔５２ａから噴出された駆動用ガスＧは、この周壁部３３と小径部４９との間の隙間Ｐを後方に流れて、シールリング５６を後方に向かって押圧して、ピストン４５を後退移動させることとなるが、シールリング５６は、後方側を、キャップ部４６の大径部４８により支持されていることから、駆動用ガスＧの押圧力を受けて、周壁部３３と小径部４９とに圧接されるように変形することとなり、ピストン４５の後退移動時にも、シールリング５６により、ピストン４５と周壁部３３との間のシール性を良好に保持することができる。

また、実施形態のアクチュエータＡ１では、単に、シールリング５６をピストン４５における小径部４９の周囲に嵌めて大径部４８に当接させればシールリング５６をピストン４５の周囲に配設させることができることから、スクイブ若しくはピストンに、シールリング５６収納用の凹部を、切削加工等によって形成し、シールリング５６を、一旦拡径させつつ、このような凹部に収納しなくてもよく、スクイブ若しくはピストンに、シールリング収納用の凹部を形成する場合と比較して、製造工数及び製造コストを低減することができる。勿論、このような点を考慮しなければ、図８に示すアクチュエータＡ３のごとく、シールリングを備えない構成としてもよく、また、シールリングを配設させる場合にも、キャップ部における筒状部を軸方向の全長にわたって同一外径寸法として、スクイブ若しくはピストンにシールリング収納用の凹部を、別途切削加工等により形成し、この凹部にシールリングを収納させる構成としてもよい。

さらにまた、実施形態のアクチュエータＡ１では、天井壁部３４の内面側に、作動ピン５４と、作動ピン５４を挿通させる開口３４ａと、の間の隙間をシールするシールリング５６を、配設させていることから、作動ピン５４と、天井壁部３４における作動ピン５４を挿通させる開口３４ａと、の間の隙間が、車両搭載時において、シールリング５６によって常時シールされていることとなって、湿気等に対する耐久性が良好となる。また、実施形態のアクチュエータＡ１では、このシールリング５６は、ピストン４５の後退移動時に、ピストン４５とともに後退移動することとなるが、ピストン４５の後退移動前には、作動ピン５４と開口３４ａとの間の隙間を塞いでいることから、ピストン４５の後退移動前に、噴出孔５２ａからシリンダケース３２内に噴出される駆動用ガスＧが、作動ピン５４と開口３４ａとの間から漏れることを防止でき、シール性を良好にすることができる。

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ステアリングホイール用エアバッグ装置を説明する図である。 実施形態のアクチュエータが使用されるステアリングホイール用エアバッグ装置の縦断面図である。 実施形態のアクチュエータが使用されるステアリングホイール用エアバッグ装置の部分底面図である。 実施形態のアクチュエータの縦断面図であり、図３のIV−IV部位に対応する。 実施形態のアクチュエータにより作動を制御されるエアバッグの排気孔の周囲を示す図である。 実施形態のアクチュエータの作動前と作動後とを示す縦断面図である。 実施形態のアクチュエータにおける変形例を示す縦断面図である。 実施形態のアクチュエータにおける他の変形例を示す縦断面図である。

符号の説明

２１…エアバッグ、
２５…排気孔、
２７…フラップ、
２８…ベルト、
２８ｂ…ループ部、
３２…シリンダケース、
３３…周壁部、
３４…天井壁部、
３７…スクイブ、
３７ａ…ガス吐出口、
４５，４５Ａ，４５Ｂ…ピストン、
４６，４６Ａ，４６Ｂ…キャップ部、
４７，４７Ａ，４７Ｂ…筒状部、
４８，４８Ａ，４８Ｂ…大径部、
４９，４９Ａ，４９Ｂ…小径部、
４９ａ…噴出孔、
５２，５２Ａ，５２Ｂ…先端壁部、
５２ａ，５２ｂ…噴出孔、
５４，５４Ａ，５４Ｂ…作動ピン、
５６，５７…シールリング、
５９…制御装置、
Ｇ…駆動用ガス、
Ｍ…エアバッグ装置、
Ａ１，Ａ２，Ａ３…アクチュエータ。

Claims (8)

1. 作動ピンを有したピストンと、作動時に点火されて駆動用ガスを発生可能とされるスクイブと、前記ピストンを保持するシリンダケースと、を備える構成とされて、
   前記ピストンが、前記スクイブに連結されるとともに、先端から前記作動ピンを突出させた構成とされ、
   前記シリンダケースが、前記ピストンの周囲を覆う略筒状の周壁部と、該周壁部の先端側を閉塞するとともに前記作動ピンを突出可能に構成される天井壁部と、を備えて、
   作動時に、前記スクイブから発生する前記駆動用ガスを、前記シリンダケース内に噴出させることにより、前記ピストンを、前記作動ピンとともに後退移動させるように構成される作動ピンを有したアクチュエータにおいて、
   前記ピストンが、前記スクイブのガス吐出口側を覆い可能なキャップ部を備える構成とされ、
   前記キャップ部が、前記スクイブの軸回り方向側を覆い可能な筒状部と、該筒状部の先端側を閉塞するように形成される先端壁部と、から構成されるとともに、前記先端壁部の外径寸法より小径とした前記作動ピンを、前記先端壁部の中央から突出させた構成とされ、
   前記キャップ部における前記作動ピンの周囲に、前記ガス吐出口から吐出される駆動用ガスを、前記シリンダケース内における前記先端壁部と前記天井壁部との間に噴出可能な複数の噴出孔が、配設され、
   前記ピストンが、前記先端壁部を前記シリンダケースの前記天井壁部に当接させることにより、作動前における前方側への移動を規制されていることを特徴とする作動ピンを有したアクチュエータ。
2. 前記噴出孔が、前記先端壁部に、形成されていることを特徴とする請求項１に記載の作動ピンを有したアクチュエータ。
3. 前記噴出孔が、前記駆動用ガスを、前記作動ピンの軸方向に沿って噴出可能に、構成されていることを特徴とする請求項２に記載の作動ピンを有したアクチュエータ。
4. 前記作動ピンと前記キャップ部とが、金属材をプレス加工して形成された一体品として、構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の作動ピンを有したアクチュエータ。
5. 前記キャップ部が、前記スクイブに対してかしめられて、前記スクイブに連結されていることを特徴とする請求項４に記載の作動ピンを有したアクチュエータ。
6. 前記作動ピンが、前記キャップ部から連なって、先端面まで中空に形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の作動ピンを有したアクチュエータ。
7. 前記キャップ部における筒状部が、前記スクイブ側となる後端側に配置される大径部と、前端側において前記大径部より外径寸法を小さく設定される小径部と、を有して、
   該小径部が、前記シリンダケースの周壁部との間に隙間を設け可能に、外径寸法を前記周壁部の内径寸法より小さく設定された構成とされ、
   前記小径部と前記周壁部との間に、シールリングが介在されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の作動ピンを有したアクチュエータ。
8. 前記天井壁部の内面側に、前記作動ピンと、前記作動ピンを挿通させる挿通部位と、の間の隙間をシールするシールリングが、配設され、
   前記ピストンが、前記先端壁部を、前記シールリングを介在させて、前記天井壁部に当接させていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の作動ピンを有したアクチュエータ。

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