JP5065639B2 - アクチュエータ、フード持ち上げ装置、フード持ち上げシステム及びアクチュエータの衝撃吸収方法 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダ内に高圧ガスを発生させることによりピストンロッドを移動させるアクチュエータに関し、とくに無負荷作動時に生じる衝撃を吸収するようにしたアクチュエータ、フード持ち上げ装置、フード持ち上げシステム及びアクチュエータの衝撃吸収方法に関する。

シリンダ内に高圧ガスを発生させることによりピストンロッドを移動させるアクチュエータは、瞬時にアクチュエータを作動させることができるため様々な安全装置等に使用されている。例えば、自動車のフード持ち上げ装置やシートベルト装置のプリテンショナー等に使用されている。以下、フード持ち上げ装置を例に説明する。

フード持ち上げ装置は、自動車等の車両が歩行者と衝突した際の二次的な衝撃を緩和するために設けられた車両用安全装置の一つである。図７は、フード持ち上げ装置が作動した状態を示す図である。本図に示すように、フード持ち上げ装置７１は、車両７２のボンネットフード７３の両側部下部に設置されている。ボンネットフード７３は、ヒンジ７４により開閉可能に支持されている。フード持ち上げ装置７１は、ヒンジ７４の近傍に設けられることが多い。フード持ち上げ装置７１は、車両７２に設置された衝突検出センサ（図示せず）等により作動する。衝突検出センサが車両７２と歩行者との衝突を検知又は予知すると、フード持ち上げ装置７１は、ボンネットフード７３を下から押し上げ、ボンネットフード７３の後側をヒンジ７４とともに１０ｃｍ程度だけ持ち上げるようになっている。このようにボンネットフード７３を持ち上げることで、エンジンとボンネットフード７３との間に十分な隙間を確保することができる。したがって、ボンネットフード７３に歩行者が衝突した場合に、ボンネットフード７３を変形させて効果的に衝撃を緩和することができるとともに、ボンネットフード７３がエンジンに接触することを防止することができる。

図８は、従来のフード持ち上げ装置の部分断面図であり、（Ａ）は作動前の状態、（Ｂ）は作動後の状態を示している。本図に示すように、フード持ち上げ装置７１は、シリンダ８１、ピストン８２及びピストンロッド８３を有する直動型のアクチュエータにより構成されている。シリンダ８１及びピストン８２により囲まれた空間内に高圧ガスを発生させることによって、ピストンロッド８３をシリンダ８１に沿って移動させている。高圧ガスは、シリンダ８１の端部に気密に接続されたインフレータ８４により供給される。また、ピストンロッド８３の先端には、キャップ８５が螺合されている。

フード持ち上げ装置７１が作動する前の状態では、図８（Ａ）に示すように、キャップ８５は、シリンダ８１の先端に接合されたボディアッパー８６の凹部に格納されている。このボディアッパー８６の凹部内にはファスナーピン８７が設けられている。キャップ８５は、このファスナーピン８７に係止される段差部を有している。このキャップ８５の段差部をファスナーピン８７に係止させることにより、ピストンロッド８３を固定している。また、ピストンロッド８３のピストン８２寄りの部分には、ボディアッパー８６と接触してピストンロッド８３の移動を止めるための拡径部（ストッパー８８）が形成されている。ストッパー８８は、ピストン８２側に縮径したテーパ面を有している。ストッパー８８のテーパ面とピストン８２との間には、複数のボール８９が挿入され、ボールリング９０によりテーパ面に押し付けられるように支持されている。このボール８９は、ピストンロッド８３が縮む方向（退動方向）に移動しようとすると、ストッパー８８のテーパ面とシリンダ８１の内面との間に挟まれ、ピストンロッド８３が移動しないように位置を固定する機能を有している。また、ボールリング９０は、シリコン等の柔軟性のある素材により形成されており、ピストンロッド８３が突出方向に移動する場合にはボール８９がピストンロッド８３の移動を邪魔しないように縮み、ピストンロッド８３の移動が停止した場合にはボール８９をテーパ面に押し付けるようになっている。なお、キャップ８５及びボディアッパー８６は、ゴム製のアッパーカバー９１により被覆されて防水されている。

そして、フード持ち上げ装置７１が作動して、シリンダ８１内のガス圧が一定以上の圧力になると、図８（Ｂ）に示すように、キャップ８５がファスナーピン８７をせん断し、キャップ８５及びピストンロッド８３がアッパーカバー９１を突き破って外方に突出する。ピストンロッド８３の移動に伴って、キャップ８５がボンネットフード７３（図７参照）の下部に接触してボンネットフード７３を押し上げる。ピストンロッド８３の長さ分だけ移動すると、ストッパー８８がボディアッパー８６に接触してピストンロッド８３は静止する。

かかるフード持ち上げ装置７１は、図７に示すように、車両７２に搭載された状態を想定して製作されている。すなわち、キャップ８５がボンネットフード７３に接触した状態（負荷がかかった状態）でピストンロッド８３が所定長さだけ移動できるように、インフレータ８４の発生ガス圧や、シリンダ８１、ピストンロッド８３、ボディアッパー８６等の剛性が設計されている。したがって、フード持ち上げ装置７１を車両７２に搭載していない状態（無負荷状態）において、フード持ち上げ装置７１が作動した場合には、ピストンロッド８３が必要以上に加速されてしまうことになる。この場合、アクチュエータ（とくにボディアッパー８６とストッパー８８）に想定外の衝撃が加わり、装置が破損したり飛散したりしてしまう可能性もある。

かかる衝撃を緩和する方法として、例えば、特許文献１（歩行者保護用安全装置の持上げ用ピストン・シリンダー・ユニット）に記載された発明が提案されている。特許文献１に記載された発明は、ピストンロッドに減衰リングを嵌合し、減衰リングとシリンダとの間に生じる摩擦力によりピストンロッドを制動するとともに、減衰リングの弾性力によりピストンがシリンダ端位置に対し衝突する際の強い衝撃を緩衝することができるようになっている。
特開２００１−１３８８５７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、ピストンロッドが移動する通常作動時においても摩擦力が作用してしまう。したがって、（１）フード持ち上げ完了までに要する時間が長くなってしまい、歩行者がフードに衝突する前にフードの持ち上げを完了させることができなくなってしまう、（２）フード持ち上げ完了までに要する時間を考慮すると摩擦力の分だけガス圧を高くする必要がありインフレータが大きくなってしまう、（３）ガス圧を高くすると装置全体の剛性を高くする必要があり装置が大きくなったり重くなったりしてしまう、等の問題を生じる。また、通常作動時と無負荷作動時では、ピストンロッドの速度が異なるため、減衰リングの圧縮性能を無負荷作動時を基準に設定しなければならず、通常作動時の圧縮性能が犠牲となり、有効なピストンストロークが少なくなってしまうという問題もある。これらの問題点は、インフレータを用いたアクチュエータ全てに共通する問題点である。

本発明は上述した問題点に鑑み創案されたものであり、通常作動時の性能に影響を与えることなく、無負荷作動時等のアクチュエータに生じる衝撃を吸収することができるアクチュエータ、フード持ち上げ装置、フード持ち上げシステム及びアクチュエータの衝撃吸収方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、シリンダ内に高圧ガスを発生させることによりピストンロッドを移動させるアクチュエータにおいて、前記シリンダは、前記高圧ガスを発生させるインフレータと、前記ピストンロッドを摺動可能に支持するとともに前記シリンダの先端を塞ぐボディアッパーと、を有し、前記ピストンロッドの後端部には縮径部及び衝撃吸収部が形成されており、前記縮径部には、前記ボディアッパーと衝突するストッパーと、前記高圧ガスを受けて前記シリンダ内を摺動するピストンと、が順番に挿嵌されており、前記衝撃吸収部は、前記ピストンの内径よりも大きく形成された部分を有し、通常作動時には前記ピストンと前記衝撃吸収部とが相対移動しないように係止状態を維持し、通常作動時以上の荷重が前記ピストンに生じた場合に、前記衝撃吸収部が前記ピストン及び前記ストッパーに対して塑性変形しながら相対移動することによって衝撃を吸収するようにした、ことを特徴とするアクチュエータが提供される。

前記衝撃吸収部は、対角線が前記ピストンの内径よりも長い対角線を有する断面角形状を有していてもよい。また、前記衝撃吸収部は、前記ストッパー及び前記ピストンを前記縮径部に挿嵌した後、前記ピストンロッドをプレス加工によって形成されていてもよい。

また、本発明によれば、シリンダ内に高圧ガスを発生させることによりピストンロッドを移動させるアクチュエータを有し、該ピストンロッドにより車両のフードを持ち上げるフード持ち上げ装置において、前記アクチュエータは、前記シリンダが、前記高圧ガスを発生させるインフレータと、前記ピストンロッドを摺動可能に支持するとともに前記シリンダの先端を塞ぐボディアッパーと、を有し、前記ピストンロッドの後端部には縮径部及び衝撃吸収部が形成されており、前記縮径部には、前記ボディアッパーと衝突するストッパーと、前記高圧ガスを受けて前記シリンダ内を摺動するピストンと、が順番に挿嵌されており、前記衝撃吸収部は、前記ピストンの内径よりも大きく形成された部分を有し、通常作動時には前記ピストンと前記衝撃吸収部とが相対移動しないように係止状態を維持し、通常作動時以上の荷重が前記ピストンに生じた場合に、前記衝撃吸収部が前記ピストン及び前記ストッパーに対して塑性変形しながら相対移動することによって衝撃を吸収するようにしたアクチュエータである、ことを特徴とするフード持ち上げ装置が提供される。

上述した本発明に係るフード持ち上げ装置において、前記衝撃吸収部は、対角線が前記ピストンの内径よりも長い対角線を有する断面角形状を有していてもよい。また、前記衝撃吸収部は、前記ストッパー及び前記ピストンを前記縮径部に挿嵌した後、前記ピストンロッドをプレス加工によって形成されていてもよい。

また、本発明によれば、車両のフードを持ち上げるフード持ち上げ装置と、車両と物体との衝突を検知又は予知する衝突検出センサと、該衝突検出センサの出力に基づいて前記フード持ち上げ装置を作動させる制御装置と、を備えたフード持ち上げシステムにおいて、前記フード持ち上げ装置は、シリンダ内に高圧ガスを発生させることによりピストンロッドを移動させるアクチュエータを有し、該ピストンロッドにより車両のフードを持ち上げるフード持ち上げ装置であって、前記アクチュエータは、前記シリンダが、前記高圧ガスを発生させるインフレータと、前記ピストンロッドを摺動可能に支持するとともに前記シリンダの先端を塞ぐボディアッパーと、を有し、前記ピストンロッドの後端部には縮径部及び衝撃吸収部が形成されており、前記縮径部には、前記ボディアッパーと衝突するストッパーと、前記高圧ガスを受けて前記シリンダ内を摺動するピストンと、が順番に挿嵌されており、前記衝撃吸収部は、前記ピストンの内径よりも大きく形成された部分を有し、通常作動時には前記ピストンと前記衝撃吸収部とが相対移動しないように係止状態を維持し、通常作動時以上の荷重が前記ピストンに生じた場合に、前記衝撃吸収部が前記ピストン及び前記ストッパーに対して塑性変形しながら相対移動することによって衝撃を吸収するようにしたアクチュエータである、ことを特徴とするフード持ち上げシステムが提供される。

上述した本発明に係るフード持ち上げシステムにおいて、前記衝撃吸収部は、対角線が前記ピストンの内径よりも長い対角線を有する断面角形状を有していてもよい。また、前記衝撃吸収部は、前記ストッパー及び前記ピストンを前記縮径部に挿嵌した後、前記ピストンロッドをプレス加工によって形成されていてもよい。

さらに、本発明によれば、シリンダ内に高圧ガスを発生させることによりピストンロッドを移動させるアクチュエータの衝撃吸収方法において、前記ピストンロッドの後端部に縮径部及び衝撃吸収部を形成し、前記縮径部に、前記シリンダの先端部に衝突するストッパーと、前記高圧ガスを受けて前記シリンダ内を摺動するピストンと、を順番に挿嵌し、前記衝撃吸収部を前記ピストンの内径よりも少なくとも部分的に大きく形成し、通常作動時には前記ピストンと前記衝撃吸収部とが相対移動しないように係止状態を維持し、通常作動時以上の荷重が前記ピストンに生じた場合に、前記衝撃吸収部が前記ピストン及び前記ストッパーに対して塑性変形しながら相対移動することによって衝撃を吸収するようにした、ことを特徴とするアクチュエータの衝撃吸収方法が提供される。ここで、前記衝撃吸収部は、前記ストッパー及び前記ピストンを前記縮径部に挿嵌した後、前記ピストンロッドをプレス加工によって形成されていてもよい。

上述した本発明のアクチュエータ、フード持ち上げ装置、フード持ち上げシステム及びフード持ち上げ装置の衝撃吸収方法によれば、ピストンロッドとストッパーやピストン等の構成部品とが所定の抵抗力を発生させながら相対移動するようにしたことにより、無負荷作動時等の通常作動時以上の衝撃を効果的に吸収することができる。また、本発明の衝撃吸収部はピストンロッドとストッパーやピストン等の構成部品との間に形成されているため、アクチュエータの通常作動時にピストンロッドの移動を妨げることがない。したがって、ピストンロッドの移動完了までに要する時間が長くならず、インフレータのガス圧を高くする必要がなく、装置全体の剛性を高くする必要がなく、有効なピストンストロークが少なくなることもない。

以下、本発明の実施形態について図１〜図６を用いて説明する。ここで、図１は本発明に係るフード持ち上げ装置を示す第１実施形態の部分断面図、図２は図１におけるII−II矢視図であり、（Ａ）は第１実施形態、（Ｂ）は第２実施形態、（Ｃ）は第３実施形態を示している。

図１に示すように、本発明のフード持ち上げ装置１は、シリンダ２、ピストン３及びピストンロッド４を有する直動型のアクチュエータであり、ピストンロッド４の一部に、ピストンロッド４とピストン３及びストッパー５との間で所定の抵抗力を発生させる衝撃吸収部４ａを形成したものである。

前記シリンダ２は、後端にインフレータ６が接続されており、先端にボディアッパー７が接続されている。シリンダ２の後端側は、シリンダロッド４に対して略直角に屈曲しているが、かかる形状に限定されるものではない。例えば、シリンダ２の形状は、シリンダ２の後端側が屈曲せずに直進しているものや、シリンダ２の後端側にインフレータ６の高圧ガスを導く流路が別途連結されたもの等であってもよい。

前記インフレータ６は、シリンダ２及びピストン３により形成された空間内に高圧ガスを発生させるガス発生器（マイクロガスジェネレータ）である。インフレータ６は、ワイヤハーネス６ａを介してＥＣＵ（電子制御ユニット）に接続されている。インフレータ６は、ＥＣＵの指令に基づいて、ワイヤハーネス６ａにより着火され、高圧ガスを発生させる。かかる高圧ガスにより、ピストン３を押し上げ、ピストンロッド４をシリンダ２に沿って移動させる。

前記ボディアッパー７は、その内周面とシリンダ２の先端部外周面とを螺合させることによってシリンダ２に接続された構成部品である。ボディアッパー７は、蓋部７ａによって、シリンダロッド４を摺動可能に支持するとともに、シリンダ２の先端を塞ぐ機能を有する。また、ボディアッパー７の先端側には、凹部７ｂが形成されている。この凹部７ｂの内周面には、複数のファスナーピン８が埋設されている。凹部７ｂには、後述するピストンロッド４の先端部（キャップ９）が格納され、ファスナーピン８に係止される。ファスナーピン８は、所定の圧力が加わるとピストンロッド４の先端部（キャップ９）によりせん断される。ファスナーピン８がせん断されるとピストンロッド４は開放され、アッパーカバー１０を突き破って突出する。

前記ピストン３は、インフレータ６により発生された高圧ガスを受けてシリンダ２内を摺動する構成部品である。ピストン３の中央部には貫通孔が形成されている。ピストン３は、貫通孔に縮径部４ｂを挿入することによってピストンロッド４に嵌め込まれ、ストッパー５と衝撃吸収部４ａにより係止される。また、ピストン３の外周には溝が形成されており、その溝にピストンリング３ａが嵌合されている。かかるピストンリング３ａにより、ピストン３はシリンダ２の内壁を摺動する。例えば、ピストン３は、普通鋼、焼き入れ鋼等により成形されている。

前記ピストンロッド４は、先端部にキャップ９が螺合されている。キャップ９には段差部９ａが形成されている。キャップ９は、前記ボディアッパー７の凹部７ｂに格納可能であるとともに、段差部９ａが前記ファスナーピン８に係止され、ピストンロッド４の位置が固定されている。また、キャップ９の背面には、リテーナリング９ｂが嵌合されており、キャップ９の螺合時にピストンロッド４が回転しないようにしている。なお、キャップ９及びボディアッパー７は、ゴム製のアッパーカバー１０により被覆されて防水されている。また、ピストンロッド４の後端部には、縮径部４ｂ、衝撃吸収部４ａ、フランジ部４ｃが形成されている。縮径部４ｂには、先端側からストッパー５、ピストン３の順に構成部品が挿嵌されている。例えば、ピストンロッド４は、普通鋼、ＳＵＳ材、アルミ合金等により成形されている。

前記ストッパー５は、ボディアッパー７と衝突してピストンロッド４の移動を止めるための構成部品である。従来のストッパーはピストンロッドと一体に形成されているのが一般的であるが、本発明ではピストンロッド４とストッパー５とは別の構成部品として形成されている。ストッパー５の中央部には貫通孔５ａが形成されている。ストッパー５は、貫通孔５ａに縮径部４ｂを挿入することによってピストンロッド４に嵌め込まれ、ピストンロッド４と縮径部４ｂとの段差部及びピストン３により係止されている。このストッパー５の係止方法は、前記段差部に限らず、ピストンロッド４に形成されたフランジ部やピストンロッド４に螺合されたリテーナリング等であってもよい。また、ストッパー５はピストン３側に縮径したテーパ面を有し、テーパ面とピストン３との間には複数のボール１１が挿入されている。ボール１１は、ボールリング１２によりテーパ面に押し付けられるように支持されており、ピストンロッド４が突出する方向に移動する場合には邪魔にならず、ピストンロッド４が縮む方向（退動方向）に移動する場合にはピストンロッド４が移動しないように固定している。例えば、ストッパー５は、普通鋼、焼き入れ鋼等により成形されている。ここで、前記ピストン３とストッパー５とは、別々の構成部品として説明したが、鋳造等により一体成型してもよいことは勿論である。

前記衝撃吸収部４ａは、フード持ち上げ装置の通常作動時にはほとんど作用しないが、通常作動時以上の荷重がストッパー５やピストン３等の構成部品に生じた場合に、これらの構成部品と相対移動するようになっている。衝撃吸収部４ａは、相対移動時にストッパー５及びピストン３により塑性変形される。この塑性変形により所定の抵抗力を発生させ、通常作動時以上の荷重により生じた衝撃を吸収している。通常作動時以上の荷重が生じた場合に衝撃吸収部４ａを好適に塑性変形させるには、ストッパー５等の構成部品と衝撃吸収部４ａとの材質の相違、衝撃吸収部４ａとピストン３とのラップ面積、衝撃吸収部４ａの形状等によって調整を行うことができ、シミュレーションや試験を繰り返すことによって最適条件を選定することができる。なお、衝撃吸収部４ａがストッパー５やピストン３等の構成部品を塑性変形させたり、衝撃吸収部４ａと構成部品との両方が互い塑性変形し合ったりすることによって、衝撃を吸収するようにしてもよい。

本発明の第１実施形態における衝撃吸収部４ａは、図２（Ａ）に示すように、断面四角形状に形成されており、その対角線がピストン３の貫通孔の直径（ピストン３の内径）よりも僅かに長くなっている。したがって、衝撃吸収部４ａの角部のみがピストン３の内径よりも拡径している。その結果、通常作動時には、衝撃吸収部４ａの角部がピストン３に係止することによって相対移動しないようになっている。一方で、通常作動時以上の荷重がピストン３に生じると、衝撃吸収部４ａの角部がピストン３に食い込み、塑性変形されながら相対移動する。かかる塑性変形により生ずる抵抗力と通常作動時以上の荷重とのバランスがとれると相対移動は停止する。また、衝撃吸収部４ａの後端部には、図１に示すようにフランジ部４ｃが形成されている。最終的にフランジ部４ｃがピストン３に衝突することによって、ピストンロッド４が抜けないようにしている。衝撃吸収部４ａの長さがピストン３の厚さよりも長い場合には、ピストンロッド４は、ピストン３に加えてストッパー５により塑性変形される場合もある。

ここで、図３は、衝撃吸収部４ａの成形方法を示す図であり、（Ａ）は挿嵌工程、（Ｂ）はプレス工程、（Ｃ）は完成品を示している。

図３（Ａ）に示すように、ストッパー５及びピストン３をピストンロッド４の縮径部４ｂに挿嵌する前の状態では、ピストンロッド４に衝撃吸収部４ａは形成されていない。衝撃吸収部４ａを形成する個所は、縮径部４ｂの延長部となっており、縮径部４ｂと同じ径の大きさに形成されている。ストッパー５及びピストン３は、ピストンロッド４の後端側から縮径部４ｂに挿入される。したがって、衝撃吸収部４ａを形成する個所は、ストッパー５及びピストン３を挿入できる形状であればよく、例えば、縮径部４ｂよりも小さい径に形成されていてもよいし、必ずしも円柱形状である必要もない。

図３（Ｂ）に示すように、ストッパー５及びピストン３を縮径部４ｂに挿嵌した後、衝撃吸収部４ａを図３（Ｃ）に示した形状にプレス加工する。このとき、衝撃吸収部４ａを可能な限り長く形成することによって衝撃吸収部４ａの硬度が低くても十分に衝撃を吸収することができるため、ピストンロッド４の強度を低くすることができ、ボンネットフードに歩行者が衝突した時の衝撃緩和に有効である。なお、衝撃吸収部４ａの形成方法は、図３に示した方法に限定されるものではなく、ピストンロッド４と別部品で構成し、ピストンロッド４（縮径部４ｂ）の後端部に螺合や溶接等によって接続するようにしてもよいことは勿論である。

また、衝撃吸収部４ａにより構成部品を塑性変形させる場合には、プレス加工後の衝撃吸収部４ａに熱処理を施して、ストッパー５やピストン３を塑性変形できる硬さに硬化してもよい。熱処理には、例えば、焼き入れ及び焼き戻しが用いられる。ただし、ストッパー５やピストン３が比較的軟らかい金属（例えば、アルミ合金等）で形成されている場合には、必ずしも衝撃吸収部４ａに焼き入れ等の熱処理を行う必要はない。

衝撃吸収部４ａは、図２（Ｂ）及び（Ｃ）に示す形状であってもよい。図２（Ｂ）に示す衝撃吸収部４ａの第２実施形態は、断面が六角形状に形成されている。その他の部分は図２（Ａ）に示す第１実施形態と同様であるので重複した説明を省略する。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、衝撃吸収部４ａは、対角線がピストン３の内径よりも僅かに長い対角線を有する断面角形状であればよい。したがって、図示した四角形状や六角形状に限定されるものではない。

図２（Ｃ）に示す衝撃吸収部４ａの第３実施形態は、断面が略歯車形状に形成されている。すなわち、衝撃吸収部４ａの直径が部分的にピストン３の内径よりも僅かに大きく形成されている。したがって、図２（Ｃ）に示した略歯車形状に限られず、波型形状であってもよい。また、衝撃吸収部４ａは、直径が全体としてピストン３の内径よりも僅かに大きく形成されていてもよいし、後端に向かって徐々に拡径するように形成されていてもよいし、構成部品の内面と衝撃吸収部４ａの表面に螺合するネジを切るようにしてもよいし、衝撃吸収部４ａの表面に凹凸を形成したり、金属粉を溶射したりするようにしてもよい。また、衝撃吸収を行う抵抗力は、塑性変形時に生じる抵抗力に限られず、衝撃吸収部４ａとピストン３等の構成部品との間に生じる摩擦力であってもよい。

図４は、本発明のフード持ち上げ装置が作動した状態を示す図であり、（Ａ）は通常作動時、（Ｂ）は無負荷作動時を示している。ワイヤハーネス６ａによりインフレータ６が着火されると高圧ガスがシリンダ２内に供給される。高圧ガスはピストン３を押し上げる。このとき、ピストン３は、ストッパー５に係止されており、ストッパー５はピストンロッド４に係止されているため、ピストンロッド４を移動させることができる。そして、ストッパー５がボディアッパー７に衝突するとピストンロッド４の移動は停止される。ストッパー５とボディアッパー７の衝突により、ピストン３と衝撃吸収部４ａとの間に荷重が生じるが、図４（Ａ）に示す通常作動時では、衝撃吸収部４ａはほとんど作動しないようになっている。したがって、ピストンロッド４は長さＬだけ移動して停止する。

一方、図４（Ｂ）に示す無負荷作動時では、キャップ９にボンネットフード等の負荷が生じていないため、ピストンロッド４は通常作動時よりも速い速度で移動する。したがって、ストッパー５がボディアッパー７に衝突して生じる衝撃は通常作動時よりも大きく、ピストン３と衝撃吸収部４ａとの間に生じる荷重も大きくなる。かかる場合には、衝撃吸収部４ａが作動し、ピストン３と衝撃吸収部４ａとは相対移動を行う。そして、衝撃吸収部４ａは、ピストン３により塑性変形されながら移動し、塑性変形時に生じる抵抗力によって衝撃を吸収する。かかる抵抗力と前記荷重とのバランスがとれると相対移動は停止する。図４（Ｂ）では、ちょうどフランジ部４ｃがピストン３と衝突する位置まで移動してピストンロッド４の相対移動が停止した場合を示している。したがって、この場合、ピストンロッド４は、通常作動時よりも長さＳだけ余分に移動して停止する。なお、衝撃吸収部４ａがピストン３及びストッパー５により塑性変形される抵抗力では衝撃を吸収しきれない場合に、ストッパー５がボディアッパー７を塑性変形させることによって衝撃を吸収させるようにしてもよい。

図５は、衝撃吸収部４ａの他の配置例を示す図であり、（Ａ）は第４実施形態、（Ｂ）は第５実施形態、（Ｃ）は第６実施形態を示している。

図５（Ａ）に示す第４実施形態では、衝撃吸収部４ａをピストン３とストッパー５との間に配置している。この場合、衝撃吸収部４ａはストッパー５により塑性変形されながら相対移動することによって衝撃を吸収する。したがって、第４実施形態では、ピストン３は衝撃吸収部４ａと相対移動させる必要がなく、ピストンロッド４と一体に形成されていてもよい。なお、ストッパー５には、ボール１１及びボールリング１２を支持するためのフランジ部５ａを形成している。

また、図５（Ｂ）に示す第５実施形態では、ピストン３とストッパー５との間、ストッパー５とフランジ部４ｃとの間の２ヶ所に配置している。この場合、ストッパー５の直後の衝撃吸収部４ａが作動した後、ピストン３とストッパー５が衝突するとピストン３の直後の衝撃吸収部４ａが作動するようになっている。また、第５実施形態におけるストッパー５では、ボール１１及びボールリング１２を用いたロック機構を採用していないため、テーパ面が形成されていないストッパー５を図示している。なお、他の実施形態においても、テーパ面が形成されていないストッパーを使用することができることは勿論である。

図５（Ｃ）に示す第６実施形態では、第１実施形態の衝撃吸収部４ａに加えて、ストッパー５の先端側にも衝撃吸収部４ｄを配置している。この衝撃吸収部４ｄは、衝撃吸収部４ａと同様にピストンロッド４に生じる衝撃を吸収するという点において同じ機能を奏するが、衝撃の発生原因が異なっている。衝撃吸収部４ｄは、フード持ち上げ装置が作動している状態において、ピストンロッド４を退動させる方向に荷重が生じた場合の衝撃を吸収する。例えば、図４（Ａ）に示す通常作動時において、物体（例えば、歩行者）がボンネットフードに衝突した際には、ピストンロッド４を退動させる方向に荷重が生じる。このとき、衝撃吸収部４ｄは、ストッパー５により塑性変形されながら相対移動し、その抵抗力によって物体衝突時の衝撃を吸収する。また、ストッパー５を退動させることなくピストンロッド４のみを退動させることができるため、シリンダ２内に残っている火薬燃焼時の残渣の影響を受けることなく衝撃を吸収することができる。この衝撃吸収部４ｄは、図２及び図５に示した本発明の第２実施形態〜第５実施形態に付加してもよいことは勿論である。

図６は、本発明のフード持ち上げシステムの全体構成図である。フード持ち上げシステムは、車両６１のボンネットフード６２を持ち上げるフード持ち上げ装置１と、車両６１と物体（例えば、歩行者）との衝突を検知又は予知する衝突検出センサ６３と、衝突検出センサ６３の出力に基づいてフード持ち上げ装置１を作動させる制御装置６４とを備えており、フード持ち上げ装置１は図１〜図５に示した構成をなしている。

フード持ち上げ装置１は、車両６１のボンネットフード６２の両側部下部に設置されている。ボンネットフード６２は、ヒンジ６５により開閉可能に支持されている。フード持ち上げ装置１は、ヒンジ６５の近傍に設けられることが多い。衝突検出センサ６３には、例えば、加速度センサや車輪速センサ等が用いられる。衝突検出センサ６３の出力は、制御装置６４に送信される。制御装置６４は、一般にＥＣＵ（電子制御ユニット）と呼ばれている。フード持ち上げ装置１は、かかる制御装置６４の指令により作動される。制御装置６４の指令に基づいてインフレータ６が着火されると、フード持ち上げ装置１は、ピストンロッド４の移動によりボンネットフード６２を下から押し上げ、ボンネットフード６２の後側をヒンジ６５とともに１０ｃｍ程度だけ持ち上げる。このボンネットフード６２の持ち上げにより、エンジンとボンネットフード６２との間に十分な隙間を確保することができる。したがって、ボンネットフード６２に歩行者が衝突した場合に、ボンネットフード６２を変形させて効果的に衝撃を緩和することができるとともに、ボンネットフード６２がエンジンに接触することを防止することができる。また、本発明の第６実施形態によれば、ボンネットフード６２に物体が衝突した場合の衝撃に対しても効果的に衝撃を吸収することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されず、例えば、シートベルト装置のプリテンショナー等のシリンダ内に高圧ガスを発生させてピストンロッドを移動させるアクチュエータに適用してもよい等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

本発明に係るフード持ち上げ装置を示す第１実施形態の部分断面図である。 図１におけるII−II矢視図であり、（Ａ）は第１実施形態、（Ｂ）は第２実施形態、（Ｃ）は第３実施形態を示している。 衝撃吸収部の成形方法を示す図であり、（Ａ）は挿嵌工程、（Ｂ）はプレス工程、（Ｃ）は完成品を示している。 本発明のフード持ち上げ装置が作動した状態を示す図であり、（Ａ）は通常作動時、（Ｂ）は無負荷作動時を示している。 衝撃吸収部の他の配置例を示す図であり、（Ａ）は第４実施形態、（Ｂ）は第５実施形態、（Ｃ）は第６実施形態を示している。 本発明のフード持ち上げシステムの全体構成図である。 フード持ち上げ装置が作動した状態を示す図である。 従来のフード持ち上げ装置の部分断面図であり、（Ａ）は作動前の状態、（Ｂ）は作動後の状態を示している。

符号の説明

１ フード持ち上げ装置
２ シリンダ
３ ピストン
３ａ ピストンリング
４ ピストンロッド
４ａ 衝撃吸収部
４ｂ 縮径部
４ｃ フランジ部
４ｄ 衝撃吸収部
５ ストッパー
６ インフレータ
６ａ ワイヤハーネス
７ ボディアッパー
７ａ 蓋部
７ｂ 凹部
８ ファスナーピン
９ キャップ
９ａ 段差部
９ｂ リテーナリング
１０ アッパーカバー
１１ ボール
１２ ボールリング
６１ 車両
６２ ボンネットフード
６３ 衝突検出センサ
６４ 制御装置
６５ ヒンジ
７１ フード持ち上げ装置
７２ 車両
７３ ボンネットフード
７４ ヒンジ
８１ シリンダ
８２ ピストン
８３ ピストンロッド
８４ インフレータ
８５ キャップ
８６ ボディアッパー
８７ ファスナーピン
８８ ストッパー
８９ ボール
９０ ボールリング
９１ アッパーカバー

Claims (7)

1. シリンダ内に高圧ガスを発生させることによりピストンロッドを移動させるアクチュエータにおいて、
   前記シリンダは、前記高圧ガスを発生させるインフレータと、前記ピストンロッドを摺動可能に支持するとともに前記シリンダの先端を塞ぐボディアッパーと、を有し、
   前記ピストンロッドの後端部には縮径部及び衝撃吸収部が形成されており、
   前記縮径部には、前記ボディアッパーと衝突するストッパーと、前記高圧ガスを受けて前記シリンダ内を摺動するピストンと、が順番に挿嵌されており、
   前記衝撃吸収部は、前記ピストンの内径よりも大きく形成された部分を有し、
   通常作動時には前記ピストンと前記衝撃吸収部とが相対移動しないように係止状態を維持し、通常作動時以上の荷重が前記ピストンに生じた場合に、前記衝撃吸収部が前記ピストン及び前記ストッパーに対して塑性変形しながら相対移動することによって衝撃を吸収するようにした、
   ことを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記衝撃吸収部は、対角線が前記ピストンの内径よりも長い対角線を有する断面角形状を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記衝撃吸収部は、前記ストッパー及び前記ピストンを前記縮径部に挿嵌した後、前記ピストンロッドをプレス加工によって形成される、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータ。
4. シリンダ内に高圧ガスを発生させることによりピストンロッドを移動させるアクチュエータを有し、該ピストンロッドにより車両のフードを持ち上げるフード持ち上げ装置において、
   前記アクチュエータは、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載したアクチュエータである、ことを特徴とするフード持ち上げ装置。
5. 車両のフードを持ち上げるフード持ち上げ装置と、車両と物体との衝突を検知又は予知する衝突検出センサと、該衝突検出センサの出力に基づいて前記フード持ち上げ装置を作動させる制御装置と、を備えたフード持ち上げシステムにおいて、
   前記フード持ち上げ装置は、請求項４に記載したフード持ち上げ装置である、ことを特徴とするフード持ち上げシステム。
6. シリンダ内に高圧ガスを発生させることによりピストンロッドを移動させるアクチュエータの衝撃吸収方法において、
   前記ピストンロッドの後端部に縮径部及び衝撃吸収部を形成し、
   前記縮径部に、前記シリンダの先端部に衝突するストッパーと、前記高圧ガスを受けて前記シリンダ内を摺動するピストンと、を順番に挿嵌し、
   前記衝撃吸収部を前記ピストンの内径よりも少なくとも部分的に大きく形成し、
   通常作動時には前記ピストンと前記衝撃吸収部とが相対移動しないように係止状態を維持し、通常作動時以上の荷重が前記ピストンに生じた場合に、前記衝撃吸収部が前記ピストン及び前記ストッパーに対して塑性変形しながら相対移動することによって衝撃を吸収するようにした、
   ことを特徴とするアクチュエータの衝撃吸収方法。
7. 前記衝撃吸収部は、前記ストッパー及び前記ピストンを前記縮径部に挿嵌した後、前記ピストンロッドをプレス加工によって形成される、ことを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータの衝撃吸収方法。