JP6398376B2

JP6398376B2 - 車両用ポップアップフード装置

Info

Publication number: JP6398376B2
Application number: JP2014134318A
Authority: JP
Inventors: 安部　和宏; 和宏安部; 和隆杉本
Original assignee: Joyson Safety Systems Japan GK
Current assignee: Joyson Safety Systems Japan GK
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2018-10-03
Anticipated expiration: 2034-06-30
Also published as: JP2016011079A

Description

本発明は、車両が歩行者等の衝突体に衝突した際にフードの後端部を押し上げる車両用ポップアップフード装置に関する。

近年、歩行者保護等の観点から、車両が歩行者等の衝突体に衝突した際にフードの後端部を押し上げて衝突体をフードで受け止めて衝撃を緩和する車両用ポップアップフード装置が開発されている。

特許文献１に開示された車両用ポップアップフード装置では、フードの後端部両サイドにアクチュエータが配設されている。衝突体との衝突時にアクチュエータが作動し、フード後部が押し上げられる。

フードの左右の後部がピストン式アクチュエータによって押し上げられた場合、フード後部の左右両端側はアクチュエータによって急速に押し上げられ、且つピストンが前進限まで達するとフード後部の左右両端部は急激に停止する。このため、フードの左右方向中央部（以下、センター部ということがある。）がたわみ、長時間にわたり上下に揺れる。

特許文献２には、車両用ポップアップフード装置のアクチュエータとして、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であって、このピストンロッドの一部に、ピストンロッドと相対移動可能な構成部品との間で所定の抵抗力を発生させる衝撃吸収部を形成したアクチュエータが記載されている。具体的には、特許文献２の図１〜４及び００２６〜００２８段落には、ピストンロッドに設けた断面四角形状の衝撃吸収部の角部がピストンに食い込み、塑性変形し、これにより衝撃が吸収されるアクチュエータが記載されている。

特許文献２のように、アクチュエータに衝撃吸収部が設けられていると、ピストンが前進限に到達する直前にピストン前進速度が徐々に小さくなるので、フードの左右両端側の上昇速度も徐々に小さくなる。これにより、フード後部のセンター部の揺れが抑制される。また、停止しようとするフード後部からアクチュエータに加えられる衝撃（慣性力）が小さくなる。

特開２００９−１７３２１３特開２００８−５６０６８

本発明は、特許文献２の衝撃吸収部とは別異の構造を有する、フード上昇停止時における衝撃吸収手段を備えた車両用ポップアップフード装置を提供することを目的とする。

第１態様の車両用ポップアップフード装置は、シリンダと、該シリンダから突出可能なピストンロッドと、該ピストンロッドを付勢するためのインフレータとを有した車両用ポップアップフード装置であって、該ピストンロッドが前進限又はその近傍にまで突出したときに車両用ポップアップフード装置に加えられる衝撃を吸収する衝撃吸収手段を備えた車両用ポップアップフード装置において、該衝撃吸収手段は、該ピストンロッドに設けられたリングよりなり、該リングがシリンダのストッパに当接して塑性変形することにより衝撃が吸収されることを特徴とする。

第２態様の車両用ポップアップフード装置は、シリンダと、該シリンダから突出可能なピストンロッドと、該ピストンロッドを付勢するためのインフレータとを有した車両用ポップアップフード装置であって、該ピストンロッドが前進限又はその近傍にまで突出したときに車両用ポップアップフード装置に加えられる衝撃を吸収する衝撃吸収手段を備えた車両用ポップアップフード装置において、該衝撃吸収手段は、該ピストンロッドのピストン部とシリンダのストッパとの間に介在された弾性リングであることを特徴とする。

第３態様の車両用ポップアップフード装置は、シリンダと、該シリンダから突出可能なピストンロッドと、該ピストンロッドを付勢するためのインフレータとを有した車両用ポップアップフード装置であって、該ピストンロッドが前進限又はその近傍にまで突出したときに車両用ポップアップフード装置に加えられる衝撃を吸収する衝撃吸収手段を備えた車両用ポップアップフード装置において、該衝撃吸収手段は、該ピストンロッドのピストン部とシリンダのストッパとの間に介在された塑性変形可能なデフォーマブルメンバであり、該ピストン部と該ストッパとの間で該デフォーマブルメンバが挟圧されて変形することにより衝撃が吸収されることを特徴とする。

第４態様の車両用ポップアップフード装置は、シリンダと、該シリンダから突出可能なピストンロッドと、該ピストンロッドを付勢するためのインフレータとを有した車両用ポップアップフード装置であって、該ピストンロッドが前進限又はその近傍にまで突出したときに車両用ポップアップフード装置に加えられる衝撃を吸収する衝撃吸収手段を備えた車両用ポップアップフード装置において、該衝撃吸収手段は、該ピストンロッドのピストン部とシリンダのストッパとの間に介在された塑性変形可能な楔形リングであり、該楔形リングの内径に該ピストン部が入り込み、楔形リングが塑性変形して衝撃が吸収されることを特徴とする。

第５態様の車両用ポップアップフード装置は、ヒンジ軸によって回動可能に連結された第１ヒンジ及び第２ヒンジと、該第１ヒンジ及び第２ヒンジの開き角度を増大させるためのアクチュエータとを有する車両用ポップアップフード装置において、該アクチュエータの一端を第１ヒンジに連結する第１連結部と、アクチュエータの他端を第２ヒンジに連結する第２連結部とが設けられており、該第１連結部及び第２連結部の少なくとも一方に、ヒンジが開き出し限度まで達したときに、アクチュエータ側の部材とヒンジ側の部材との間で挟圧されて変形し、衝撃を吸収する衝撃吸収部材が設けられていることを特徴とする。

第６態様の車両用ポップアップフード装置は、ヒンジ軸によって回動可能に連結された第１ヒンジ及び第２ヒンジと、該第１ヒンジ及び第２ヒンジの開き角度を増大させるためのアクチュエータとを有する車両用ポップアップフード装置において、該第１ヒンジに設けられたスロットと、該第２ヒンジに設けられ、該スロットに入り込んだシェアーピンとからなる衝撃吸収手段が設けられており、該第１ヒンジ及び第２ヒンジがアクチュエータによって開き出したときに、開き出し限度に達する前に、該シェアーピンが該スロットの一端に当接して剪断されることにより衝撃が吸収されることを特徴とする。

第７態様の車両用ポップアップフード装置は、ヒンジ軸によって回動可能に連結された第１ヒンジ及び第２ヒンジと、該第１ヒンジ及び第２ヒンジの開き角度を増大させるためのアクチュエータとを有する車両用ポップアップフード装置において、該第１ヒンジ及び第２ヒンジの少なくとも一方に、アクチュエータ作動直後又は該第１ヒンジ及び第２ヒンジが開き出し限度にまで開き出したときにヒンジを変形させて、衝撃を吸収する変形可能部が設けられていることを特徴とする。この第７態様では、前記ヒンジにノッチなどの脆弱部を設けることにより前記変形可能部が構成されることが好ましい。

第１態様の車両用ポップアップフード装置においては、インフレータが作動してピストンロッドが突出した場合、突出限の直前において、該ピストンロッドに設けられたリングがシリンダのストッパに当接して塑性変形し、衝撃が吸収される。

第２態様の車両用ポップアップフード装置においては、インフレータが作動してピストンロッドが突出した場合、ピストン部が弾性リングを介してストッパに当たることにより、衝撃が吸収される。

第３態様の車両用ポップアップフード装置にあっては、インフレータが作動してピストンロッドが突出した場合、ピストン部がデフォーマブルメンバを介してストッパに当たることにより衝撃が吸収される。

第４態様の車両用ポップアップフード装置にあっては、インフレータが作動してピストンロッドが突出した場合、ピストン部が楔形リングの内孔に入り込み、該楔形リングが塑性変形することにより衝撃が吸収される。

第５態様の車両用ポップアップフード装置にあっては、ヒンジが開き出し限度にまで開き出したときに、アクチュエータ側部材とヒンジ側部材との間に介在した弾性部材が両者で挟圧されて変形することにより、衝撃が吸収される。

第６態様の車両用ポップアップフード装置にあっては、アクチュエータが作動し、ヒンジが開き出し限度の近傍にまで開き出したときに、一方のヒンジから突設されたシェアーピンが他方のヒンジのスロットの端部に当って剪断され、これにより衝撃が吸収される。

第７態様の車両用ポップアップフード装置にあっては、アクチュエータの作動直後又はヒンジが開き出し限度にまで開き出したときに、ヒンジに設けた変形可能部が変形し、これにより衝撃が吸収される。この変形により、フード後端の位置は車両後方へ移動する。これにより、フードセンター部もフード後方に引き込まれ、揺れが抑制される。

この変形可能部は、ヒンジにノッチなどの脆弱部を設けることにより形成されることが好ましい。アクチュエータ作動直後又はヒンジが開き出し限度まで開き出したときに、この脆弱部に応力が集中してヒンジが変形し、衝撃が吸収される。

実施の形態に係る車両用ポップアップフード装置が自動車に搭載された状態の側面図である。図１の車両用ポップアップフード装置の側面図である。図１の車両用ポップアップフード装置のピストンロッド突出時の側面図である。図１の車両用ポップアップフード装置のピストンロッド突出時の斜視図である。図３のＶ−Ｖ線断面図である。ピストンロッドの後端付近の斜視図である。別の実施の形態に係る車両用ポップアップフード装置の一部の断面図である。さらに別の実施の形態に係る車両用ポップアップフード装置の一部の断面図である。実施の形態に係る車両用ポップアップフード装置の一部の断面図である。実施の形態に係る車両用ポップアップフード装置の一部の断面図である。別の実施の形態に係る車両用ポップアップフード装置の一部の側面図である。図１１の車両用ポップアップフード装置のピストンロッド突出時の側面図である。図１２のXIII−XIII線断面図である。さらに別の実施の形態に係る車両用ポップアップフード装置の側面図である。図１４のXIV−XIV線断面図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１〜６は第１の実施の形態を示すものである。

図１の通り、自動車１のエンジンルームの上面を覆うようにフード（ボンネットフード）２が設置されている。フード２の後部の左右両サイドがヒンジ装置を兼ねる車両用ポップアップフード装置３を介して車体メンバに上下方向回動自在に取り付けられている。

フード２の前部はフードストライカ４によって車体メンバに連結されている。フードストライカ４による連結は、自動車１の車内に設けられたロック解除ハンドルによって解除可能である。このロック解除ハンドルによってフードストライカ４の連結を解除すると、フード２は車両用ポップアップフード装置３の第１ヒンジ軸８を回動中心として矢印Ｕ_１の通り前端側が上方へ回動可能となる。車両用ポップアップフード装置３がホップアップ（フード押し上げ）作動したときには、フード２は、フードストライカ４を回動中心として矢印Ｕ_２の通り回動し、後端側が上方へ押し上げられる。

図２〜４の通り、車両用ポップアップフード装置３は、ベースヒンジ５、ミッドヒンジ６、トップヒンジ７、ヒンジ軸８，９及びアクチュエータ１０等を備えている。

ベースヒンジ５は、車体メンバにボルト（図示略）によって固定され、トップヒンジ７はフード２にボルト（図示略）によって固定される。

ベースヒンジ５は、車体メンバに固定される底座部５ａと、該底座部５ａの一端から起立した起立部５ｂとを有した、側面視形状が略Ｌ形のものである。この起立部５ｂの上部に、第１ヒンジ軸８によってミッドヒンジ６の基端側が回動自在に連結されている。

ミッドヒンジ６の先端側に対しトップヒンジ７の基端側が第２ヒンジ軸９によって回動自在に連結されている。トップヒンジ７には、第２ヒンジ軸９の近傍において上辺から食い込むノッチ７ａが設けられている。

アクチュエータ１０は、シリンダ１１、該シリンダ１１の先端側から突出可能なピストンロッド１２及びシリンダ１１の基端側に固設されたインフレータ（ガス発生器）１３等を備えている。シリンダ１１は、ホルダ１４によって、ミッドヒンジ６に固設された軸ピン１５に回動自在に連結されている。ピストンロッド１２は継手１８を介して、トップヒンジ７に固設された軸ピン１７に回動自在に連結されている。

軸ピン１５は、ヒンジ軸８，９間の中間よりも若干第２ヒンジ軸９側においてミッドヒンジ６の側面から水平方向（車体幅方向）に突設されている。軸ピン１７は、トップヒンジ７の先端から水平方向（車体幅方向）に突設されている。図５に示されるように、軸ピン１５，１７は、略円柱状であり、円柱の軸心線方向の基端側が大径であり、該軸心線方向の中間部が小径であり、該軸心線方向の先端側はさらに小さい小径であり、その外周面に雄ねじが刻設されている。

ホルダ１４は、シリンダ１１を取り巻くＣ字形状部１４ａと、このＣ字形状部１４ａから延出する１対の平行プレート部１４ｂとを有している。この平行プレート部１４ｂに設けられた孔（図示略）に軸ピン１５の前記中間部がワッシャを介して差し込まれ、ボス部１５の前記雄ねじにワッシャを介してナット１６が締め込まれることにより、シリンダ１１の後部がミッドヒンジ６に対し回動可能に連結される。

ピストンロッド１２は、図５，６に示すように、基端側がピストン部１２ａとなっている。このピストン部１２ａの外周にリング溝１２ｂが周設され、該溝１２ｂにＯリング２１が嵌着されている。このＯリング２１がシリンダ１１の内周面に摺動自在に接し、ガスシール作用を奏している。

ピストンロッド１２の先端面からは継手連結穴１２ｃがロッド軸心線方向に凹設されており、この継手連結穴１２ｃの内周面に雌ねじが刻設されている。

継手１８は、シャフト部１８ａと、該シャフト部１８ａの先端側に設けられた環形のエンド部１８ｂとを有している。シャフト部１８ａは、外周面に雄ねじが刻設されており、ピストンロッド１２の継手連結穴１２ｃに螺着されている。エンド部１８ｂは、カラー付きのブッシュ２２を介して軸ピン１７の小径部に外嵌している。軸ピン１７の先端側にナット２３が締め込まれることにより、エンド部１８ｂが軸ピン１７から不抜となっている。

図５の通り、シリンダ１１の先端側にキャップ状のストッパ２４が固着されている。ピストンロッド１２は、ストッパ２４の孔２４ａを通ってシリンダ１１の前方に延出している。

この実施の形態では、図５，６の通り、このストッパ２４よりもピストン部１２ａ側において、ピストンロッド１２に溝１２ｄが周設され、この溝１２ｄに衝撃吸収リング２５が装着されている。衝撃吸収リング２５の外径は孔２４ａの内径よりも大きく、シリンダ１１の内径よりも小さい。この実施の形態では、衝撃吸収リング２５は金属製のＣリングよりなる。

このように構成された車両用ポップアップフード装置３を備えた自動車１が歩行者、二輪車等と衝突した場合、インフレータ１３が作動し、ガスがシリンダ１１内に供給され、ピストンロッド１２がシリンダ１１から突出する。これにより、図３，４の通り、トップヒンジ７が押し上げられ、フード２の後部が矢印Ｕ_２方向に押し上げられる。ピストンロッド１１は、衝撃吸収リング２５がストッパ２４に当たるまでシリンダ１１から突出する。衝撃吸収リング２５がストッパ２４に当たると、衝撃吸収リング２５が塑性変形し、フード２の上昇停止時の衝撃が吸収される。これにより、フード２後部のセンター部の揺れが抑制される。また、フード２の後部からアクチュエータ１０に加えられる衝撃（慣性力）が小さくなるので、アクチュエータ１０の構成部材に要求される強度、剛性が緩和される。

なお、この実施の形態では、トップヒンジ７のヒンジ軸９近傍にノッチ７ａを設けている。フード２から慣性力が加えられたときに、トップヒンジ７はノッチ７ａの幅を狭くするように塑性変性し、これによっても衝撃が吸収される。

［衝撃吸収機構のその他の構造例］
アクチュエータ３に設けられる衝撃吸収機構のその他の構造例について図７〜１３を参照して説明する。

図７では、衝撃吸収リング２５が省略され、代りに、ピストン部１２ａのストッパ２４側においてピストンロッド１２にゴム、合成樹脂等よりなる弾性リング２６が１個又は複数個外嵌装着されている。インフレータ１３が作動してピストンロッド１２が前進した場合、ピストン部１２ａがこの弾性リング２６を介してストッパ２４に当たることにより衝撃が吸収される。図７のその他の構成は前記実施の形態と同様である。

図８では、図７の弾性リング２６の代わりにデフォーマブルメンバ２７がピストンロッド１２のピストン部１２ａよりもストッパ２４側を取り巻くようにして設けられている。このデフォーマブルメンバ２７は、塑性変形可能な金属製部材である。この実施の形態では、デフォーマブルメンバ２７はハニカム状となっているが、これに限定されない。図８のその他の構成は図７と同様である。

インフレータが作動してピストンロッド１２が前進した場合、ピストン部１２ａがデフォーマブルメンバ２７を介してストッパ２４に当たる。この際、デフォーマブルメンバ２７が塑性変形することにより、衝撃が吸収される。

図９では、図７の弾性リング２６の代わりに楔形リング２８がピストンロッド１２のピストン部１２ａよりもストッパ２４側を取り巻くようにして設けられている。この楔形リング２８は、塑性変形可能な金属又は合成樹脂製部材である。この楔形リング２８は、外周面は円筒形であり、内孔の内周面がストッパ２４側ほど小径となるテーパ形である。楔形リング２８のピストン部１２ａ側の末端における内径は、外径とほぼ等しくなっている。楔形リング２８のストッパ２４側の内径は、ピストン部１２ａの外径よりも小さい。図９のその他の構成は図７と同様である。

インフレータが作動してピストンロッド１２が前進した場合、ピストン部１２ａが楔形リング２８の内孔に入り込み、楔形リング２８が塑性変形することにより、衝撃が吸収される。

図１０は、衝撃吸収のために弾性スリーブ２９を用いた構成を示すものであり、前記図５と同様部分の断面を示している。

この実施の形態では、継手１８の環状のエンド部１８ｂの内周面とブッシュ２２の外周面との間に、ゴム、合成樹脂等よりなる弾性スリーブ２９が介在されている。図８のその他の構成は、衝撃吸収リング２５が省略されていることを除き、図１〜６の実施の形態と同様である。

インフレータが作動してピストンロッド１２が前進した場合、ピストン部１２ａがストッパ２４に当たったときに、エンド部１８ｂの内周面とブッシュ２２の外周面との間で弾性スリーブ２９が挟圧され、弾性スリーブ２９が変形し、衝撃が吸収される。

なお、弾性スリーブ２９は軸ピン１５側に設けられてもよく、軸ピン１５，１７の双方に設けられてもよい。また、弾性スリーブ２９の代りに、塑性変形するスリーブを設けてもよい。

図１１〜１３に示す車両用ポップアップフード装置３Ａの衝撃吸収機構は、ミッドヒンジ６に設けられたスロット３０と、トップヒンジ７から突設され、該スロット３０に差し込まれたシェアーピン３１とで構成されている。スロット３０は、ヒンジピン９の軸心に対し等半径に延在する円弧状長孔である。図１１のアクチュエータ非作動時には、シェアーピン３１はスロット３０の最下部又はその近傍に位置している。その他の構成は、衝撃吸収リング２５が省略されていることを除き、図１〜６の実施の形態と同一である。

インフレータ１３が作動してピストンロッド１２が前進した場合、ピストン部１２ａがストッパ２４に当たる前に、図１２，１３の通り、シェアーピン３１がスロット３０の上端に当たり、シェアーピン３１が剪断されることにより、衝撃が吸収される。

図１４，１５に示す車両用ポップアップフード装置３Ｂの衝撃吸収機構は、ミッドヒンジ６の上辺のうち、ヒンジ軸８，９間であって且つヒンジ軸９の近傍に設けられたノッチ３３によって形成されている。

ミッドヒンジ６は、図１５に示すように、板面を上下方向としたプレート部６ａと、該プレート部６ａの底辺部及び１対の縦辺部からそれぞれプレート部６ａと垂直方向に起立するリブ部６ｂとを有している。ノッチ３３はプレート部６ａの上辺部に設けられている。

ノッチ３３は、この実施の形態では、上方ほど幅が大きくなるＶ字形状である。このＶ字の開き角度θは３０゜以上特に３０〜１２０゜特に４５〜９０゜程度が好適であるが、これに限定されない。

ノッチ３３の深さＨ_２とプレート部６ａの高さＨ_１との比Ｈ_２／Ｈ_１は０．５０〜０．９０特に０．６０〜０．８５程度が好ましい。Ｈ_１とＨ_２との差Ｈ_３（Ｈ_３＝Ｈ_１−Ｈ_２）とリブ部６ｂの幅Ｗとの比Ｈ_３／Ｗは０．４〜１．１特に０．５〜０．８程度が好ましい。

このように構成された図１３，１４の車両用ポップアップフード装置において、インフレータ１３がガス発生作動すると、ピストンロッド１２が突出し、ピストン部１２ａがストッパ２４に当たる。このとき、フード２の慣性力が作用することにより、ミッドヒンジ６のノッチ３３付近に応力が集中し、ミッドヒンジ６は、ノッチ３３の開き角度θが小さくなるように（すなわちヒンジ軸８，９間の距離が短くなるように）塑性変形し、これにより衝撃が吸収される。

上記実施の形態はいずれも本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態とされてもよい。例えば、ノッチ３３は図示以外の部分に設けられてもよく、複数個のノッチが設けられてもよい。

１自動車
２フード
３，３Ａ，３Ｂ車両用ポップアップフード装置
４ストライカ
５ベースヒンジ
６ミッドヒンジ
７トップヒンジ
１０アクチュエータ
１１シリンダ
１２ピストンロッド
１２ａピストン部
１８継手
２６弾性リング
２７デフォーマブルメンバ
２８楔形リング
２９弾性スリーブ
３０スロット
３１シェアーピン
３３ノッチ

Claims

ヒンジ軸によって回動可能に連結された第１ヒンジ及び第２ヒンジと、
該第１ヒンジ及び第２ヒンジの開き角度を増大させるためのアクチュエータと
を有する車両用ポップアップフード装置において、
該第１ヒンジに設けられたスロットと、該第２ヒンジに設けられ、該スロットに入り込んだシェアーピンとからなる衝撃吸収手段が設けられており、
該第１ヒンジ及び第２ヒンジがアクチュエータによって開き出したときに、開き出し限度に達する前に、該シェアーピンが該スロットの一端に当接して剪断されることにより衝撃が吸収されることを特徴とする車両用ポップアップフード装置。