JP6392442B2 - ガス圧式アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、ガス圧式アクチュエータに係り、特に、ガス発生器の発生した高圧ガスの作用によってランチャ部材の軸方向端部からロケット部材を延出させることにより伸張するガス圧式アクチュエータに関する。

従来、例えば自動車用安全装置に使用されるアクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載のアクチュエータは、ガス発生器と、筒状のシリンダであるランチャ部材と、ピストンロッドであるロケット部材と、を備えている。ガス発生器は、ランチャ部材の軸方向一端に配置されている。また、ロケット部材は、アクチュエータ駆動前はランチャ部材の内部に収容されており、アクチュエータ駆動時にランチャ部材の内壁に沿って摺動しつつランチャ部材の軸方向他端から突出するように延出する。

上記のアクチュエータにおいて、ガス発生器にて高圧ガスが発生すると、その高圧ガスがガス発生器に対してランチャ部材の軸方向で対向するロケット部材の一端の面に作用して、そのロケット部材がランチャ部材の軸方向他端側に向けて押圧される。この場合は、ロケット部材がランチャ部材の内壁を摺動しながらそのランチャ部材の軸方向他端から延出することで、アクチュエータが軸方向において伸張する。

特開２０１０−２３６６３７号公報

ところで、アクチュエータは、ランチャ部材の軸方向他端に配置されるエンドパッドを備えている。エンドパッドは、アクチュエータ駆動前におけるロケット部材の位置決めを行うと共にそのロケット部材の軸方向他端側への変位を規制する機能を有する。また、ロケット部材の軸方向一端には、ランチャ部材の内壁に沿って摺動する摺動面を含む大径部が設けられる。更に、ガス発生器の出力は、例えば自動車用安全装置などの負荷があることを想定して設定される。このため、負荷が無いときにガス発生器にて高圧ガスが発生すると、ロケット部材に作用する押圧力が過大となる。かかる過大な押圧力がロケット部材に作用した際、そのロケット部材の大径部が直接に上記のエンドパッドに当接すると、大きな衝撃荷重がそのエンドパッドに加わることで、アクチュエータが破損するおそれがある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、無負荷時にガス発生器が高圧ガスを発生したときにロケット部材からエンドパッドに加わる衝撃を緩和することが可能なガス圧式アクチュエータを提供することを目的とする。

本発明の一側面によれば、ガス圧式アクチュエータは、筒状のランチャ部材と、前記ランチャ部材の軸方向の第１の端に配置される、ガス圧式アクチュエータの駆動時に高圧ガスを発生するガス発生器と、前記ランチャ部材の軸方向の第１の端に対応する位置にある第１の部分と、該第１の部分よりも小径であり、該第１の部分から前記ランチャ部材の軸方向の第１の端と反対側の軸方向の第２の端に向けて延伸する第２の部分を有し、前記ランチャ部材の内部に収容されるロケット部材と、前記ランチャ部材の軸方向の第２の端に配置される、ランチャ部材に対する前記ロケット部材の位置決めを行うと共に前記ロケット部材の前記ランチャ部材の軸方向の第１の端から離れる方向への変位を規制する位置決め部を含むエンドパッドと、前記ランチャ部材の軸方向の第２の端に配置される、前記ランチャ部材と前記ロケット部材との間の隙間をシールするガスケットと、前記ガスケットを保持すると共に、ガス圧式アクチュエータの駆動に伴う前記ロケット部材の前記ランチャ部材からの延出時に前記ロケット部材の第１の部分に押圧されて塑性変形するように構成されるガスケットホルダと、を備える。

本発明によれば、無負荷時にガス発生器が高圧ガスを発生したときにロケット部材からエンドパッドに加わる衝撃を緩和することができる。

本発明の一実施例によるガス圧式アクチュエータが適用される車両用安全装置を備える車両の側面図である。 本実施例のガス圧式アクチュエータの組立完成後の斜視図である。 本実施例のガス圧式アクチュエータの分解斜視図である。 図３のＡ−Ａ線に沿った本実施例のガス圧式アクチュエータの全体断面図である。 本実施例のガス圧式アクチュエータの部分拡大断面図であり、図４において破線で囲まれる部分を示す。 本実施例のガス圧式アクチュエータのランチャ部材とロケット部材のガス圧式アクチュエータの駆動後の状態を表した部分拡大断面図である。

以下、図面を用いて、本発明に係るガス圧式アクチュエータの実施例について説明する。

図１は、本発明の実施例によるガス圧式アクチュエータ１０が適用される車両用安全装置１２を備える車両１４の側面図を示す。

車両用安全装置１２は、例えば、車両１４と衝突した或いは衝突すると予測される歩行者への衝撃を軽減するための安全装置である。具体的には、車両用安全装置１２は、車両１４が歩行者に衝突することが検知された際或いはその衝突が予測された際に、ガス圧式アクチュエータ１０を駆動させることで、車両１４のフード（ボンネット）１６のフロントガラス１８側を下方から持ち上げるフード持ち上げ装置である。

フード１６のフロントガラス１８側が持ち上がると、フード１６の下方に生じる空隙が広がるので、フード１６のクッション性が高められる。このため、車両用安全装置１２によれば、車両１４のフロントバンパなどに衝突した歩行者がフード１６から受ける衝撃を緩和することができ、また、その歩行者がフロントガラス１８に衝突するのを抑制することができる。

図２は、本実施例のガス圧式アクチュエータ１０の組立完成後の斜視図を示す。図３は、本実施例のガス圧式アクチュエータ１０の分解斜視図を示す。図４は、図３のＡ−Ａ線に沿った本実施例のガス圧式アクチュエータ１０の全体断面図を示す。図５は、本実施例のガス圧式アクチュエータ１０の部分拡大断面図であり、図４において破線で囲まれる部分Ｂを示す。更に、図６は、本実施例のガス圧式アクチュエータ１０のランチャ部材とロケット部材のガス圧式アクチュエータ１０の駆動後の状態を表した部分拡大断面図を示す。

本実施例において、ガス圧式アクチュエータ１０は、ガス発生器２０を備えている。ガス発生器２０は、高圧ガスを発生させるガス発生装置である。ガス発生器２０は、信号線を介してコントローラに接続されており、そのコントローラからの作動指令に従って作動して高圧ガスを発生する。ガス圧式アクチュエータ１０は、ガス発生器２０が高圧ガスを発生することにより駆動されて伸張する。

ガス圧式アクチュエータ１０は、また、ランチャ部材２２と、ロケット部材２４と、を備えている。ランチャ部材２２は、円筒状に形成されており、軸方向に沿って延びている。ランチャ部材２２は、軸方向に所定の長さ（例えば、１１０ｍｍなど）を有するように形成されている。ランチャ部材２２は、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動前にロケット部材２４を収容してそのロケット部材２４の周囲を覆うことができる中空の筒状空間２６を有している。ランチャ部材２２は、筒状空間２６に収容したロケット部材２４をランチャ部材２２の軸方向（図４における左方向）に変位させるための発射筒である。

上記したガス発生器２０は、円柱状に形成されており、軸方向に所定の長さ（例えば、３０ｍｍなど）を有するように形成されている。ガス発生器２０は、ランチャ部材２２の筒状空間２６に収容されて、その周囲をランチャ部材２２により覆われている。ガス発生器２０は、ランチャ部材２２の軸線上に、ランチャ部材２２の軸方向の第１の端（図４において右端）に配置されている。ガス発生器２０とコントローラとを繋ぐ信号線は、ランチャ部材２２の軸方向一端側でガス発生器２０に接続している。

ランチャ部材２２の軸方向の第１の端側の端面には、ランチャ部材２２の軸方向に向けて開口する略円形の開口穴２８が形成されている。開口穴２８は、ランチャ部材２２の本体（すなわち、筒状空間２６）の内径よりも小さな径を有している。ガス発生器２０は、軸方向の第１の端（図４において右端）から軸方向の第２の端（図４において左端）にかけて順に設けられた、第１小径部２０ａと、大径部２０ｂと、第２小径部２０ｃと、を有している。第１小径部２０ａは、開口穴２８の径とほぼ同じ或いは開口穴２８の径よりも僅かに小さな外径を有している。大径部２０ｂは、開口穴２８の径よりも大きな外径を有している。第２小径部２０ｃは、大径部２０ｂの径よりも小さな外径を有している。

すなわち、ガス発生器２０は、軸方向の第１の端から順に第１小径部２０ａと大径部２０ｂと第２小径部２０ｃとを有する段差が生じるように形成されている。ガス発生器２０は、第１小径部２０ａが開口穴２８に嵌って、大径部２０ｂのランチャ部材２２の軸方向の第１の端側に向いた端面２０ｂ１がランチャ部材２２の軸方向の第１の端に形成されたフランジの内面に（後述する第３のガスケット７２を介して）当接することにより、ランチャ部材２２の軸方向の第１の端に支持される。

また、ロケット部材２４は、円筒状に形成されており、軸方向に沿って延びている。ロケット部材２４は、ランチャ部材２２と同軸に配置されている。ロケット部材２４は、軸方向の第１の端（図４の右端）で開口しかつ軸方向の第２の端（図４の左端）で閉じた断面Ｕ字状に形成されている。ロケット部材２４は、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動前にランチャ部材２２の筒状空間２６に収容される。ロケット部材２４は、軸方向にランチャ部材２２と同等の所定の長さ（例えば、１１０ｍｍなど）を有するように形成されている。

ロケット部材２４は、軸方向の長さ全体に亘って、ランチャ部材２２の本体（すなわち、筒状空間２６）の内径よりも僅かに小さな外径を有している。ロケット部材２４の外壁面とランチャ部材２２の内壁面との間には、所定の隙間（例えば、径方向長さ０．１ｍｍ〜３ｍｍなど）２９が形成されている。ロケット部材２４は、軸方向の第１の端から軸方向の第２の端にかけて順に設けられた、大径部２４ａ（第１の部分）と、小径部２４ｂ（第２の部分）と、を有している。

大径部２４ａの内径は、ガス発生器２０の大径部２０ｂの外径とほぼ同じであり、或いは、大径部２０ｂの外径よりも僅かに大きい。大径部２４ａの外径は、ランチャ部材２２の本体の内径と略一致し、或いは、ランチャ部材２２の本体の内径よりも僅かに小さい。小径部２４ｂの内径は、大径部２４ａの内径よりも小さく、かつ、ガス発生器２０の第２小径部２０ｃの外径とほぼ同じであり或いは第２小径部２０ｃの外径よりも僅かに大きい。

尚、ロケット部材２４の小径部２４ｂの内径は、その小径部２４ｂがガス発生器２０の軸方向の第２の端側の部分を収容できる径に設定されていればよい。また、ロケット部材２４の小径部２４ｂの外径は、全負荷及び温度等を考慮した下記の空間３０の最大内圧に対して圧力容器として必要な安全率を確保できる最小径に設定されていることが望ましい。

ロケット部材２４の小径部２４ｂは、大径部２４ａに隣接する位置から軸方向の第２の端側の端面位置まで延伸している。すなわち、ロケット部材２４は、軸方向の第１の端から順に大径部２４ａと小径部２４ｂとを有する段差が生じるようにすなわち開口側の部位が他部よりも僅かに大径となるように形成されている。

ガス圧式アクチュエータ１０の駆動前、ロケット部材２４は、その軸方向の第１の端側の部分にガス発生器２０の一部が収容されるように配置される。すなわち、ロケット部材２４は、小径部２４ｂがガス発生器２０の第２小径部２０ｃに嵌りかつ大径部２４ａがガス発生器２０の大径部２０ｂに嵌って、小径部２４ｂと大径部２４ａとの段差が全周に亘ってガス発生器２０の第２小径部２０ｃと大径部２０ｂとの段差に当接するように配置される。かかる配置状態では、ロケット部材２４の内部に閉塞された空間３０が形成される。ガス発生器２０により高圧ガスが発生すると、その高圧ガスはロケット部材２４内の空間３０に流入する。高圧ガスがロケット部材２４内の空間３０に流入すると、ロケット部材２４がランチャ部材２２の第１の端から離れる方向へ変位してランチャ部材２２の軸方向の第２の端から延出する。

ランチャ部材２２の軸方向の第２の端側の端面には、軸方向に向けて開口する略円形の開口穴３２が形成されている。開口穴３２は、ランチャ部材２２及びロケット部材２４と同軸に、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動時にロケット部材２４が挿通できるように形成されている。開口穴３２は、ロケット部材２４の外径と同じ或いはその外径よりも大きい径を有している。

ランチャ部材２２の軸方向の第２の端側の端面には、径方向外側に向けて延びるフランジ部３４が設けられている。フランジ部３４は、開口穴３２を囲むように矩形状に形成されている。フランジ部３４には、軸方向に空いた貫通穴３６が例えば４つ設けられている。貫通穴３６は、フランジ部３４に下記のエンドパッド４２を固定するためのリベットが挿通される穴である。

ランチャ部材２２の軸方向中途部分には、径方向外側に向けて延びるブラケット部３８が設けられている。ブラケット部３８は、ランチャ部材２２に一体的に設けられていてもよいし、ランチャ部材２２とは別体でランチャ部材２２の外壁面に溶接などで取り付け固定されてもよい。尚、ブラケット部３８がランチャ部材２２に設けられる位置は、車両１４に固定されたガス圧式アクチュエータ１０の駆動時にフード１６の下方に所望の空隙を形成するのに適した位置であればよい。

ブラケット部３８には、軸方向に空いた貫通穴４０が、例えば一つ設けられている。貫通穴４０は、ランチャ部材２２を固定対象（例えば、車両１４の本体など）に固定するためのボルトが挿入される穴である。フランジ部３４は、ランチャ部材２２を固定対象に固定するための固定用ブラケットである。

ランチャ部材２２の軸方向の第２の端には、エンドパッド４２が取り付けられている。エンドパッド４２は、ランチャ部材２２とは別体で平板状に形成されたプレート部材である。エンドパッド４２は、ランチャ部材２２のフランジ部３４に合致した矩形状に形成されている。エンドパッド４２は、ランチャ部材２２のフランジ部３４の軸方向の第２の端側の端面に当接するように配置される。

エンドパッド４２には、軸方向に向けて開口する略円形の開口穴４４が形成されている。開口穴４４は、ランチャ部材２２及びロケット部材２４と同軸に、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動時にロケット部材２４が挿通できるように形成されている。開口穴４４は、ランチャ部材２２の本体（すなわち、筒状空間２６）の内径（開口穴３２の径を含む。）よりも小さい径を有している。この開口穴４４の径は、ロケット部材２４の軸方向の第２の端側の外径（具体的には、小径部２４ｂの外径）以上であり（より好ましくは、その外径よりも僅かに大きく）、かつ、ロケット部材２４の軸方向の第１の端側の外径（具体的には、大径部２４ａの外径）よりも小さい。

エンドパッド４２には、突起部４６が設けられている。突起部４６は、開口穴４４の周縁から径方向内側（軸中心側）に向けて突出する位置決め部材である。エンドパッド４２の、突起部４６が設けられた位置での開口穴４４の径は、ロケット部材２４の本体（具体的には、小径部２４ｂ）の外径よりも小さい。突起部４６は、開口穴４４の一部を遮る位置に存在する。エンドパッド４２の突起部４６は、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動前において、ランチャ部材２２の筒状空間２６に収容されたロケット部材２４の軸方向の第２の端側の端面に接触してロケット部材２４の位置決めを行うと共にロケット部材２４のランチャ部材２２の第１の端から離れる方向への変位を規制する位置決め機能を有する。

突起部４６は、例えばエンドパッド４２の開口穴４４周縁の互いに対向する２箇所からそれぞれ径方向内側に向けて突出している。ここで、これら２つの突起部４６を突起部４６ａ，４６ｂとする。図３に示すように、突起部４６ａと突起部４６ｂとは、軸中心付近で繋がることなく分離されている。突起部４６ａの先端と突起部４６ｂの先端とは、軸中心付近を挟んで対向している。尚、突起部４６は、エンドパッド４２の開口穴４４周縁においてその開口穴４４の軸回りの点対称の位置に設けられることが好適であり、また、２つに限ることなく３つ以上設けられていてもよい。

尚、ロケット部材２４の軸方向の第２の端には、軸方向に向けて凹んだ溝が形成されてもよい。この溝は、突起部４６に合わせた位置に突起部４６に合わせた大きさに形成される。この場合、図３に示す突起部４６ａ，４６ｂは、駆動前において、ロケット部材２４の溝に嵌る。突起部４６ａ，４６ｂがこの溝に嵌ると、ランチャ部材２２とロケット部材２４との軸回りの相対回転が禁止されるので、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動前におけるランチャ部材２２とロケット部材２４との相対的な位置決めが適切になされる。

突起部４６は、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動時、具体的には、ロケット部材２４がガス発生器２０により発生された高圧ガスによってランチャ部材２２の第１の端から離れる方向に変位してランチャ部材２２の開口穴３２及びエンドパッド４２の開口穴４４を挿通する際、ロケット部材２４の軸方向の第２の端側の端面に押圧されることでロケット部材２４の変位にほとんど影響を与えることなく曲げ変形し或いは破断することが可能である。

エンドパッド４２には、軸方向に空いた貫通穴４８が設けられている。貫通穴４８は、フランジ部３４の貫通穴３６と同数だけ設けられている。貫通穴４８は、エンドパッド４２をフランジ部３４に固定するためのリベット５０が挿通される穴である。リベット５０は、エンドパッド４２の貫通穴４８及びランチャ部材２２のフランジ部３４の貫通穴３６に挿通されて、突起部４６を有するエンドパッド４２を、ランチャ部材２２のフランジ部３４に締結固定させる。

エンドパッド４２には、開口穴４４を塞ぐ樹脂製のシール部材５１が接着剤などにより取り付けられる。シール部材５１は、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動前において開口穴４４からランチャ部材２２の筒状空間２６に異物が侵入するのを防ぐために設けられる。シール部材５１は、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動時、ロケット部材２４が延出することによりエンドパッド４２から外れる。

ガス圧式アクチュエータ１０の駆動前においてロケット部材２４がランチャ部材２２の筒状空間２６に完全に収容されている場合、ランチャ部材２２の軸方向の第２の端の軸方向位置と、ロケット部材２４の軸方向の第２の端の軸方向位置と、は略一致する。ロケット部材２４の小径部２４ｂの外径はランチャ部材２２の内径よりも小さいので、ランチャ部材２２の内壁面とロケット部材２４の外壁面との間には、隙間２９が形成される。隙間２９の軸方向の第２の端は、エンドパッド４２により閉塞される。

上記した隙間２９の軸方向の第２の端には、ガスケット構造体５２が配設されている。ガスケット構造体５２は、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動前においてランチャ部材２２の軸方向の第２の端側の部分とロケット部材２４の軸方向の第２の端側の部分との間のシール性を確保するために設けられる部材である。ガスケット構造体５２は、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動前において、ランチャ部材２２の軸方向の第２の端側（具体的には、円筒本体部とフランジ部３４との境界のＲ面加工付近）の内壁面とロケット部材２４の軸方向の第２の端側の外壁面とに接するように配置される。

ガスケット構造体５２は、第１のガスケット５４，第２のガスケット５６、及びガスケットホルダ５８を有している。第１及び第２のガスケット５４，５６は、円筒状又は円環状に形成された樹脂製の弾性部材である。第１のガスケット５４と第２のガスケット５６とは、互いに分割されている。第１及び第２のガスケット５４，５６はそれぞれ、円形断面のＯリングである。第１のガスケット５４は、ランチャ部材２２の内径とほぼ同じ外径を有している。また、第２のガスケット５６は、ロケット部材２４の小径部２４ｂの外径とほぼ同じ内径を有している。尚、第１及び第２のガスケット５４，５６はそれぞれ、第１のガスケット５４の径が第２のガスケット５６の径に比して僅かに大きくなるように形成されていることとしてもよい。

第１及び第２のガスケット５４，５６は、ランチャ部材２２の軸方向の第２の端に配置される。第１のガスケット５４は、ランチャ部材２２の軸方向の第２の端側（具体的には、円筒本体部とフランジ部３４との境界付近）の内壁面に接する。このため、隙間２９のランチャ部材２２側からの水などの侵入に対するシール性は、第１のガスケット５４により確保される。また、第２のガスケット５６は、ロケット部材２４の軸方向の第２の端側の外壁面に接する。このため、隙間２９のロケット部材２４側からの水などの侵入に対するシール性は、第２のガスケット５６により確保される。

ガスケットホルダ５８は、第１及び第２のガスケット５４，５６を保持すると共に、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動に伴うロケット部材２４の延出時にその大径部２４ａにランチャ部材２２の第１の端から離れる方向へ押圧されて塑性変形し得る形状に形成されている。ガスケットホルダ５８は、金属により構成されている。

ガスケットホルダ５８には、軸方向に向けて開口する略円形の開口穴６０が形成されている。開口穴６０は、ランチャ部材２２及びロケット部材２４と同軸に、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動時にロケット部材２４が挿通できるように形成されている。開口穴６０は、ロケット部材２４の外径と同じ或いはその外径よりも大きい径を有している。

ガスケットホルダ５８は、一体に形成された、フランジ部６２と、受け部６３と、筒部６４と、を有している。フランジ部６２は、開口穴６０を囲むように矩形状に形成された部材である。フランジ部６２は、ランチャ部材２２のフランジ部３４とエンドパッド４２とに挟持される部位である。フランジ部６２には、軸方向に空いた貫通穴６６が設けられている。貫通穴６６は、フランジ部３４の貫通穴３６及びエンドパッド４２の貫通穴４８と同数だけ設けられている。貫通穴６６は、リベット５０が挿通される穴である。第１及び第２のガスケット５４，５６及びガスケットホルダ５８（フランジ部６２、受け部６３及び筒部６４）の軸方向の第１の側はフランジ部３４側を指し、第２の側はエンドパッド４２側を指す。

受け部６３は、開口穴６０を囲むように円環状に形成された部材である。受け部６３は、径方向において所定幅を有しかつ軸方向に向いた面を有するフランジである。受け部６３の径方向長さは、ランチャ部材２２の内壁面とロケット部材２４の外壁面との隙間２９の径方向長さよりも僅かに小さい。受け部６３は、ロケット部材２４の延出時にロケット部材２４の大径部２４ａの、ロケット部材２４の軸方向の第２の端側を向く端面２４ａ１に当接されてロケット部材２４からランチャ部材２２の第１の端から離れる方向への押圧力を受け得る。受け部６３は、その軸方向の第２の側に、筒部６４とエンドパッド４２とロケット部材２４とで囲まれる空間７０（第２の隙間）を形成するように構成される。

筒部６４は、ロケット部材２４の大径部２４ａによりランチャ部材２２の第１の端から離れる方向へ押圧されて塑性変形し得る形状に形成されている。具体的には、筒部６４は、軸方向の第１の側の端が受け部６３の外縁に接続しかつ軸方向の第２の側の端がフランジ部６２の内縁に接続する、軸方向に向けて延びる円筒状に形成されている。筒部６４は、ロケット部材２４の延出時に受け部６３がロケット部材２４の大径部２４ａに当接されて押圧された場合に、受け部６３が受けた押圧力により塑性変形する塑性変形部である。筒部６４の径は、ランチャ部材２２の内径と略同じである。フランジ部６２と筒部６４とは、ランチャ部材２２の軸方向第２の端側の部分のＲ面加工付近に閉じた空間６８（第１の隙間）を形成するように構成される。

ガスケット構造体５２において、第１のガスケット５４は、上記空間６８に配設される。第１のガスケット５４は、空間６８に配設された状態において弾性変形する大きさに形成されている。第１のガスケット５４は、空間６８に配設された状態において弾性変形することにより、隙間２９（具体的には、ランチャ部材２２の内壁面とガスケットホルダ５８との間）のシーリングを行う。

また、第２のガスケット５６は、上記空間７０に配設される。第２のガスケット５６は、空間７０に配設された状態において弾性変形する大きさに形成されている。第２のガスケット５６は、空間７０に配設された状態において弾性変形することにより、隙間２９（具体的には、ロケット部材２４の外壁面とガスケットホルダ５８との間）のシーリングを行う。第２のガスケット５６は、ガスケットホルダ５８の受け部６３に対して軸方向の第２の側に配置される。

第１のガスケット５４は、空間６８に配設された状態においてランチャ部材２２とガスケットホルダ５８のフランジ部６２と筒部６４と囲まれるので、空間６８から外部へ飛び出すことは不可能である。また、第２のガスケット５６は、空間７０に配設された状態においてロケット部材２４とエンドパッド４２とに囲まれると共にガスケットホルダ５８の筒部６４と受け部６３とに囲まれるので、空間７０から外部（特に、軸方向の第１の側の空間すなわち隙間２９を含む。）へ飛び出すことは不可能である。

また、ロケット部材２４の軸方向の第１の端には、第３のガスケット７２が配設されている。第３のガスケット７２は、ガス発生器２０の大径部２０ｂの外周を囲むように円環状に形成された樹脂製の弾性部材（Ｏリングなど）である。第３のガスケット７２は、ランチャ部材２２の本体の内径とほぼ同じ外径を有していると共に、ガス発生器２０の大径部２０ｂの外径とほぼ同じ内径を有している。第３のガスケット７２は、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動前においてロケット部材２４の軸方向の第１の端とランチャ部材２２の軸方向の第１の端の内面との隙間を埋める。第３のガスケット７２は、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動前でのランチャ部材２２の軸方向の第１の端側の部分とロケット部材２４の軸方向の第１の端側の部分とガス発生器２０の軸方向の第１の端側の部分との間のシール性を確保するために設けられる部材である。

以下、本実施例のガス圧式アクチュエータ１０の組み付け方法を説明する。

本実施例においては、ガス圧式アクチュエータ１０を組み立てるうえで、まず、ロケット部材２４の軸方向の第１端側の開口から反対側の閉じた軸方向の第２の端へ向けて円柱状のガス発生器２０を挿入する。かかる第１の工程が実施されると、ガス発生器２０の第２小径部２０ｃとロケット部材２４の小径部２４ｂとが嵌りかつガス発生器２０の大径部２０ｂとロケット部材２４の大径部２４ａとが嵌って、ロケット部材２４の大径部２４ａと小径部２４ｂとの段差が全周に亘ってガス発生器２０の大径部２０ｂと第２小径部２０ｃとの段差に当接する。これにより、ガス発生器２０がロケット部材２４に支持されるので、ガス発生器２０とロケット部材２４とが位置決めされる。尚、かかる位置決めがなされると、ロケット部材２４の開口する軸方向の第１の端がガス発生器２０の存在によって閉塞されることで、ロケット部材２４内に空間３０が形成される。

次に、ガス発生器２０が支持されたロケット部材２４とランチャ部材２２とを同軸上に配置し、ランチャ部材２２をロケット部材２４の軸方向の第１の端から反対側の軸方向の第２の端へ向けて移動させ、ランチャ部材２２をロケット部材２４に被せる。かかる第２の工程が実施されると、ランチャ部材２２の開口穴３２からガス発生器２０付きのロケット部材２４が挿入されて、ランチャ部材２２の筒状空間２６にロケット部材２４が収容される。この場合、ガス発生器２０付きのロケット部材２４がランチャ部材２２に覆われると共に、そのロケット部材２４の大径部２４ａがランチャ部材２２の筒状空間２６に嵌る。この第２の工程は、ガス発生器２０がランチャ部材２２の軸方向の第１の端に支持されるまで、すなわち、ランチャ部材２２の軸方向の第２の端の軸方向位置と、ロケット部材２４の軸方向の第２の端の軸方向位置と、が略一致するまで行われる。

そして、ランチャ部材２２及びロケット部材２４の軸方向の第２の端に、ランチャ部材２２及びロケット部材２４の軸方向の第１の端に向けて、第１のガスケット５４、ガスケットホルダ５８、及び第２のガスケット５６をその順で組み付ける。尚、ガスケットホルダ５８に、軸方向の第１の側から第１のガスケット５４を取り付けると共に、軸方向の第２の側から第２のガスケット５６を取り付けたうえで、第１及び第２のガスケット５４，５６が取り付けられたガスケットホルダ５８を、ランチャ部材２２及びロケット部材２４の軸方向の第１の端に向けて、ランチャ部材２２及びロケット部材２４の軸方向の第２の端に組み付けることとしてもよい。

その後、エンドパッド４２を、ランチャ部材２２のフランジ部３４との間にガスケットホルダ５８のフランジ部６２を挟持するように組み付ける。そして、リベット５０をランチャ部材２２の軸方向の第１の端に向けて、エンドパッド４２の貫通穴４８、ガスケットホルダ５８の貫通穴６６、及びランチャ部材２２のフランジ部３４の貫通穴３６に挿通することにより、エンドパッド４２とガスケットホルダ５８とランチャ部材２２のフランジ部３４とを締結固定する。

尚、その後、ランチャ部材２２の軸方向の第１の端を径方向内側に向けてカシメることとしてもよい。この場合には、かかるカシメが行われた後に、所望の径を有する開口穴２８が形成され、その開口穴２８にガス発生器２０の第１小径部２０ａが嵌り、ガス発生器２０の大径部２０ｂの端面２０ｂ１が全周に亘ってランチャ部材２２の軸方向の第１の端の内面に（第３のガスケット７２を介して）当接することとしてもよい。かかる構成でも、ガス発生器２０がランチャ部材２２の軸方向の第１の端に支持されるので、ガス発生器２０が大径部２０ｂにおいてロケット部材２４とランチャ部材２２とに軸方向で挟持される。

また、ロケット部材２４は、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動前は軸方向の第２の端においてエンドパッド４２の突起部４６に位置決めされることでそのエンドパッド４２に支持されると共に、駆動時は軸方向の第１の端においてガス発生器２０の発生した高圧ガスにより軸方向の第２の端に向けて押圧される。ロケット部材２４がランチャ部材２２の筒状空間２６内に保たれてランチャ部材２２に対して位置決めされると、ガス発生器２０とランチャ部材２２とロケット部材２４との相対位置関係が所望の位置関係に固定される。

そしてその後、ガス圧式アクチュエータ１０を車両用安全装置１２に適用するうえで、ランチャ部材２２の外壁面に設けられたブラケット部３８を貫通穴４０を貫通するボルトにより車両１４の本体に取り付けることにより、ガス圧式アクチュエータ１０を車両１４の本体に固定する。尚、かかる取り付け固定が行われた場合も、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動前においてランチャ部材２２とロケット部材２４との間のシール性が確保されると共に、ランチャ部材２２に対するロケット部材２４の位置決め状態が確保される。

以下、本実施例のガス圧式アクチュエータ１０の動作を説明する。

本実施例のガス圧式アクチュエータ１０が上記の如く組み付けられた後、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動前は、ロケット部材２４がランチャ部材２２の筒状空間２６に収容されている。かかる状態から歩行者との衝突が検知され或いはその予測がなされることで、ガス圧式アクチュエータ１０が駆動すべき状況に至ったことをコントローラが検知すると、ガス発生器２０がそのコントローラにより信号線を介して作動指令される。

ガス発生器２０に作動指令がなされると、そのガス発生器２０が作動して高圧ガスを発生する。この発生した高圧ガスは、ガス発生器２０に隣接するロケット部材２４内の空間３０に流入する。尚、空間３０は、ロケット部材２４の軸方向の第１の端でガス発生器２０が蓋として機能する閉塞される空間であるので、ガス発生器２０による高圧ガス発生時に空間３０から無駄にガスが抜けるのは抑止される。

上記の如く空間３０に高圧ガスが流入すると、直ちに、ロケット部材２４が、その大径部２４ａが車両１４の本体に取り付け固定されたランチャ部材２２の内壁面に摺動しながらそのランチャ部材２２に対してランチャ部材２２の第１の端から離れる方向に向けて変位し、ランチャ部材２２の軸方向の第２の端から延出する。ランチャ部材２２の軸方向の第２の端から延出したロケット部材２４は、その軸方向の第２の端側の端面がエンドパッド４２の突起部４６を曲げ変形させ或いは破断させ、エンドパッド４２の開口穴４４を貫通する。

かかるロケット部材２４の変位によってガス圧式アクチュエータ１０が伸長されると、そのガス圧式アクチュエータ１０により車両用安全装置１２が作動する。具体的には、車両１４のフード１６のフロントガラス１８側が持ち上がり、そのフード１６の下方に大きな空隙が形成される。このため、本実施例によれば、車両１４に衝突した歩行者がフード１６により受ける衝撃を緩和することができ、また、その歩行者がフロントガラス１８に衝突するのを抑制することができる。

ロケット部材２４の大径部２４ａの外径は、エンドパッド４２の開口穴４４の径よりも大きい。このため、ロケット部材２４がランチャ部材２２に対してランチャ部材２２の第１の端から離れる方向に向けて変位すると、その変位は、ロケット部材２４の大径部２４ａの端面２４ａ１が、第２のガスケット５６を介してエンドパッド４２に当接するまで許容される。すなわち、その当接が生じた後はそれ以上のロケット部材２４の変位は規制される。

ここで、ガス圧式アクチュエータ１０の負荷であるフード１６が無い状態での作動を想定した場合、ガス発生器２０により高圧ガスが発生した際に、その高圧ガスによりロケット部材２４が第２のガスケット５６を介してエンドパッド４２に作用する押圧力が通常作動時と比して非常に大きくなる。このため、エンドパッド４２を極めて強固に設計する必要がある。

これに対して、本実施例においては、無負荷時、ロケット部材２４に作用する押圧力が過大となることでガス圧式アクチュエータ１０が通常の伸長量を超えて伸長した場合、ロケット部材２４の大径部２４ａの端面２４ａ１がガスケットホルダ５８の受け部６３に当接してその受け部６３を軸方向の第２の側へ押圧することができる。ロケット部材２４の大径部２４ａが受け部６３を軸方向の第２の側へ押圧すると、その押圧力によりガスケットホルダ５８の筒部６４が塑性変形する（図６に示す状態）。

上記のガスケットホルダ５８の筒部６４の塑性変形が生じると、その塑性変形により、ロケット部材２４がランチャ部材２２の第１の端から離れる方向に向けて変位する力が吸収される。従って、本実施例によれば、ガス圧式アクチュエータ１０の無負荷時、ガス発生器２０の発生する高圧ガスによりロケット部材２４に作用する押圧力が過大となっても、ガスケットホルダ５８の筒部６４の塑性変形により、ロケット部材２４からストロークエンドにあるエンドパッド４２に加わる衝撃を緩和することができる。このため、無負荷時にも、ストロークエンドの部品の破壊を抑制することができ、部品の飛散等を防止することができる。

また、上記のガスケットホルダ５８の筒部６４の塑性変形が生じた場合は、筒部６４の塑性変形によって空間７０の大きさが縮小される。この場合、その空間に配設される第２のガスケット５６が更に、その空間７０の縮小に合わせて弾性変形する。第２のガスケット５６が弾性変形すると、その弾性力により、ロケット部材２４がランチャ部材２２の第１の端から離れる方向に向けて変位する力が吸収される。このため、本実施例によれば、ガス圧式アクチュエータ１０の無負荷時、ガス発生器２０の発生する高圧ガスによりロケット部材２４に作用する押圧力が過大となっても、ガスケットホルダ５８の筒部６４の塑性変形だけでなく、第２のガスケット５６の弾性変形も加わることにより、ロケット部材２４からエンドパッド４２に加わる衝撃を更に緩和することができる。

従って、本実施例によれば、ガス圧式アクチュエータ１０が無負荷駆動時でも、ロケット部材２４がランチャ部材２２の筒状空間２６から外部に飛び出してランチャ部材２２から離間するのを防止することができる。

また、本実施例において、第２のガスケット５６は、ガスケットホルダ５８の受け部６３に対して軸方向の第２の側に配置される。受け部６３は、その径方向長さがランチャ部材２２の内壁面とロケット部材２４の外壁面との隙間２９の径方向長さよりも僅かに小さくなるように軸中心側へ向けて延びる円環状に形成されている。このため、ガス圧式アクチュエータ１０が駆動されて伸長した後、フード１６からの反力などによってロケット部材２４が縮退するときに、その縮退に伴って第２のガスケット５６に軸方向の第１の側へ変位させる力が加わっても、その力をガスケットホルダ５８の受け部６３で受けることができる。

従って、本実施例によれば、ガス圧式アクチュエータ１０の駆動後、ロケット部材２４のランチャ部材２２の軸方向の第１の端側への縮退時に、第２のガスケット５６が軸方向の第１の側へ変位するのをガスケットホルダ５８の受け部６３により規制することができる。このため、上記したロケット部材２４の縮退時、第２のガスケット５６が軸方向の第１の側へ引きずられ、隙間２９においてランチャ部材２２の軸方向の第１の端側へ変位し、隙間２９の奥深い位置で嵌り込むのを防止することができる。

更に、本実施例においては、隙間２９のシール性を確保するための第１及び第２のガスケット５４，５６がそれぞれ、円形断面のＯリングにより構成されている。この点、ランチャ部材２２の軸方向の第２の端に配置すべき第１及び第２のガスケット５４，５６の形状を、ランチャ部材２２やエンドパッド４２に対応したフランジ付きの特殊形状にすることは不要である。従って、本実施例によれば、第１及び第２のガスケット５４，５６による隙間２９のシール性を安価な部品で確保することができる。

尚、上記の実施例においては、第１及び第２のガスケット５４，５６が「ガスケット」に、フランジ部３４が「取付固定用フランジ部」に、フランジ部６２が「ホルダフランジ部」に、第１のガスケット５４が「第１ガスケット」に、第２のガスケット５６が「第２ガスケット」に、それぞれ相当し得る。

以上、ガス圧式アクチュエータを実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。例えば、上記の実施例においては、第１及び第２のガスケット５４，５６を円形断面のＯリングとした。しかし、本発明の実施例はこれに限定されるものではなく、第１及び第２のガスケット５４，５６の形状を、空間６８，７０の形状に合わせたものとしてもよい。

本願は２０１５年２月２７日に出願した日本国特許出願第２０１５−０３９３５４号に基づきその優先権を主張するものであり、同日本国出願の全内容を参照することにより本願に援用する。

１０ ガス圧式アクチュエータ
２０ ガス発生器
２２ ランチャ部材
２４ ロケット部材
２４ａ 大径部
２９ 隙間
３４ フランジ部
４２ エンドパッド
４６ 突起部
５２ ガスケット構造体
５４ 第１のガスケット
５６ 第２のガスケット
５８ ガスケットホルダ
６２ フランジ部
６３ 受け部
６４ 筒部
６８，７０ 空間

Claims (7)

1. ガス圧式アクチュエータであって、
   筒状のランチャ部材と、
   前記ランチャ部材の軸方向の第１の端に配置される、ガス圧式アクチュエータの駆動時に高圧ガスを発生するガス発生器と、
   前記ランチャ部材の軸方向の第１の端に対応する位置にある第１の部分と、該第１の部分よりも小径であり、該第１の部分から前記ランチャ部材の軸方向の第１の端と反対側の軸方向の第２の端に向けて延伸する第２の部分を有し、前記ランチャ部材の内部に収容されるロケット部材と、
   前記ランチャ部材の軸方向の第２の端に配置される、ランチャ部材に対する前記ロケット部材の位置決めを行うと共に前記ロケット部材の前記ランチャ部材の軸方向の第１の端から離れる方向への変位を規制する位置決め部を含むエンドパッドと、
   前記ランチャ部材の軸方向の第２の端に配置される、前記ランチャ部材と前記ロケット部材との間の隙間をシールするガスケットと、
   前記ガスケットを保持すると共に、ガス圧式アクチュエータの駆動に伴う前記ロケット部材の前記ランチャ部材からの延出時に前記ロケット部材の第１の部分に押圧されて塑性変形するように構成されるガスケットホルダと、
   を備えることを特徴とするガス圧式アクチュエータ。
2. 前記ガスケットホルダは、ガス圧式アクチュエータの駆動後の前記ロケット部材の縮退時に前記ガスケットの前記ランチャ部材の軸方向の第１の端側への変位を規制する形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のガス圧式アクチュエータ。
3. 前記ランチャ部材は、軸方向の第２の端に設けられた取付固定用フランジ部を有し、
   前記ガスケットホルダは、前記取付固定用フランジ部と前記エンドパッドとに挟持されるホルダフランジ部と、前記ロケット部材の延出時に前記第１の部分に当接されて前記ランチャ部材の軸方向の第１の端から離れる方向への押圧力を受ける受け部と、前記ロケット部材の延出時に前記受け部が受けた押圧力により塑性変形する筒部と、を有することを特徴とする請求項１記載のガス圧式アクチュエータ。
4. 前記ガスケットは、前記ランチャ部材と前記ガスケットホルダとの間に形成される第１の隙間をシールする第１ガスケットと、前記ロケット部材と前記ガスケットホルダとの間に形成される第２の隙間をシールする第２ガスケットと、を有し、
   前記受け部は、ガス圧式アクチュエータの駆動後の前記ロケット部材の縮退時に前記第２ガスケットの前記ランチャ部材の軸方向の第１の端側への変位を規制する形状に形成されていることを特徴とする請求項３記載のガス圧式アクチュエータ。
5. 前記第１ガスケット及び前記第２ガスケットは共に、円形断面のＯリングであることを特徴とする請求項４記載のガス圧式アクチュエータ。
6. 前記ガスケットは、前記ランチャ部材と前記ガスケットホルダとの間に形成される第１の隙間をシールする第１ガスケットと、前記ロケット部材と前記ガスケットホルダとの間に形成される第２の隙間をシールする第２ガスケットと、を有することを特徴とする請求項１記載のガス圧式アクチュエータ。
7. 前記第１ガスケット及び前記第２ガスケットは共に、円形断面のＯリングであることを特徴とする請求項６記載のガス圧式アクチュエータ。

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