▶ Ｊｏｙｓｏｎ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｊａｐａｎ株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-28
(45)【発行日】2024-11-06
(54)【発明の名称】フード持ち上げ装置用アクチュエータ
(51)【国際特許分類】
F15B 15/19 20060101AFI20241029BHJP
B60R 21/38 20110101ALI20241029BHJP
【ＦＩ】
F15B15/19
B60R21/38 320
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020209382
(22)【出願日】2020-12-17
(65)【公開番号】P2022031089
(43)【公開日】2022-02-18
【審査請求日】2023-11-17
(31)【優先権主張番号】P 2020133155
(32)【優先日】2020-08-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】318002149
【氏名又は名称】Ｊｏｙｓｏｎ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｊａｐａｎ合同会社
(74)【代理人】
【識別番号】100086911
【弁理士】
【氏名又は名称】重野 剛
(72)【発明者】
【氏名】村上 大輔
(72)【発明者】
【氏名】中村 浩隆
(72)【発明者】
【氏名】根本 大地
【審査官】北村 一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－１６２１３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１０－５３８２２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０５６１１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０２２７９５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１５Ｂ １５／００－１５／２８
Ｂ６０Ｒ ２１／３８
Ｂ６２Ｄ ２５／１０；２５／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリンダ内に配置されたピストンロッドをガス圧によって移動させて車両のフードを持ち上げるフード持ち上げ装置用アクチュエータであって、該ピストンロッドの基端側に設けられたテーパ面と前記シリンダの内周面との間にピストンロッド退動阻止用の介在体が配置されており、
前記テーパ面はピストンロッド突出方向に向かって拡径する形状であり、
該テーパ面のピストンロッド突出方向先端側からピストンロッド軸心線と垂直方向に延在する平面が設けられており、
前記フード持ち上げ後の前記ピストンロッド退動時に前記介在体が前記平面に当接する、フード持ち上げ装置用アクチュエータ。
【請求項2】
シリンダ内に配置されたピストンロッドをガス圧によって移動させて車両のフードを持ち上げるフード持ち上げ装置用アクチュエータであって、該ピストンロッドの基端側に設けられたテーパ面と前記シリンダの内周面との間にピストンロッド退動阻止用の介在体が配置されており、
前記テーパ面はピストンロッド突出方向に向かって拡径する形状であり、
該テーパ面のピストンロッド突出方向先端側から放射方向に延在する傾斜面が設けられており、
前記傾斜面は、放射方向外周側ほどピストンロッド突出方向と反対方向となる、フード持ち上げ装置用アクチュエータ。
【請求項3】
シリンダ内に配置されたピストンロッドをガス圧によって移動させて車両のフードを持ち上げるフード持ち上げ装置用アクチュエータであって、該ピストンロッドの基端側に設けられたテーパ面と前記シリンダの内周面との間にピストンロッド退動阻止用の介在体が配置されており、
前記テーパ面はピストンロッド突出方向に向かって拡径する形状であり、
該テーパ面のピストンロッド突出方向先端側から放射方向に延在する傾斜面が設けられており、
前記傾斜面は、ピストンロッド突出方向と反対方向に向かって凸に湾曲している、フード持ち上げ装置用アクチュエータ。
【請求項4】
前記ピストンロッドの前記テーパ面又は前記平面にコーティングが施されている、請求項１のフード持ち上げ装置用アクチュエータ。
【請求項5】
前記ピストンロッドの前記テーパ面又は前記傾斜面にコーティングが施されている、請求項２又は３のフード持ち上げ装置用アクチュエータ。
【請求項6】
シリンダ内に配置されたピストンロッドをガス圧によって移動させて車両のフードを持ち上げるフード持ち上げ装置用アクチュエータであって、該ピストンロッドの基端側に設けられたテーパ面と前記シリンダの内周面との間にピストンロッド退動阻止用の介在体が配置されており、
前記テーパ面はピストンロッド突出方向に向かって拡径する形状であり、
該テーパ面のピストンロッド突出方向先端側から放射方向に延在する、ピストンロッド軸心線と垂直な平面又はピストンロッド軸心線と垂直方向に対して傾斜した傾斜面が設けられており、
前記シリンダの外周面に、シリンダ変形抑制部材が取り付けられており、
前記介在体は、前記ピストンロッドが突出する際、前記シリンダを介して前記シリンダ変形抑制部材の内側の領域を通過し、
前記介在体は複数設けられており、
前記シリンダ変形抑制部材は、前記シリンダの周方向に間隔をおいて複数取り付けられている、フード持ち上げ装置用アクチュエータ。
【請求項7】
前記介在体は、ボール又はリングである、請求項１～６のいずれかのフード持ち上げ装置用アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、歩行者等との衝突が検知又は予知されたときに、自動車のフード（ボンネットフード）を押し上げるためのフード持ち上げ装置用アクチュエータに関する。
【背景技術】
【0002】
自動車のフード持ち上げ装置に用いられるアクチュエータとして、ガス発生装置と、シリンダと、ピストンロッドとを備えたものがある。このアクチュエータにあっては、ガス発生装置が作動すると、シリンダからピストンロッドが突出することによりフードが持ち上げられる。
【0003】
突出したピストンロッドが後退することを阻止するために、ピストン部分の周面にテーパ面が設けられ、該テーパ面とシリンダ内周面との間にボールが配置されている。ピストンロッドが後退しようとすると、ボールがテーパ面とシリンダ内周面との間に噛み込まれる。そして、後退しようとするピストンロッドのテーパ面からの分力により、ボールがシリンダ内周面に押し付けられ、ボールがシリンダ内周面に食い込む。これにより、ピストンロッドの後退が阻止される。
【0004】
このテーパ面は、ピストンロッドの軸心線と垂直な断面において円形となっている。ボールは、この断面円形のテーパ面を取り巻くように複数個配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１１－１６２１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、ピストンロッド後退阻止用のボール等がシリンダ内周面に食い込む深さを規制するよう構成されたピストンロッドを備えたフード持ち上げ装置用アクチュエータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のフード持ち上げ装置用アクチュエータは、シリンダ内に配置されたピストンロッドをガス圧によって移動させて車両のフードを持ち上げるフード持ち上げ装置用アクチュエータであって、該ピストンロッドの基端側に設けられたテーパ面と前記シリンダの内周面との間にピストンロッド退動阻止用の介在体が配置されており、前記フード持ち上げ後に該ピストンロッドが該フードに与える反力を規制する手段が前記ピストンロッドに設けられていることを特徴とする。
【0008】
本発明の一態様では、前記介在体は、ボール又はリングである。
【0009】
本発明の一態様では、前記テーパ面はピストンロッド突出方向に向かって拡径する形状であり、前記反力を規制する手段は、該テーパ面のピストンロッド突出方向先端側から略放射方向に延在する規制面である。
【0010】
本発明の一態様では、前記規制面は、ピストンロッド軸心線と垂直方向の平面よりなる。
【0011】
本発明の一態様では、前記規制面は、少なくとも一部がピストンロッド軸心線と垂直方向に対して傾斜した傾斜面よりなる。この傾斜面は、放射方向外周側ほどピストンロッド突出方向となる傾斜面であってもよく、放射方向外周側ほどピストンロッド突出方向と反対方向となる傾斜面であってもよい。
【0012】
本発明の一態様では、前記規制面は、ピストンロッド突出方向と反対方向に向かって凸となっている。本発明の別の一態様では、前記規制面は、ピストンロッド突出方向に向かって凹となっている。
【0013】
本発明の一態様では、前記ピストンロッドの前記テーパ面又は前記規制面にコーティングが施されている。
【0014】
本発明の一態様では、前記シリンダの外周面に、シリンダ変形抑制部材が取り付けられている。
【0015】
本発明の一態様では、前記介在体は、前記ピストンロッドが突出する際、前記シリンダを介して前記シリンダ変形抑制部材の内側の領域を通過する。
【0016】
本発明の一態様では、前記シリンダ変形抑制部材の上面側で、前記介在体の後退が阻止される。
【0017】
本発明の一態様では、前記シリンダ変形抑制部材は金属で構成される。
【0018】
本発明の一態様では、前記シリンダ変形抑制部材は、前記シリンダの外周面を取り囲むように設けられている。
【0019】
本発明の一態様では、前記介在体は複数設けられており、前記シリンダ変形抑制部材は、前記シリンダの周方向に間隔をおいて複数取り付けられている。
【0020】
本発明の一態様では、前記シリンダ変形抑制部材は、前記フード持ち上げ装置用アクチュエータを車体に取り付けるためのブラケットと一体になっている。
【発明の効果】
【0021】
本発明のフード持ち上げ装置用アクチュエータでは、ガス発生装置が作動すると、ピストンロッドが突出し、フードを押し上げる。その後、フードからの押圧力によりピストンロッドが後退しようとした場合、ピストンロッドとシリンダ内周面との間に介在した介在体によりピストンロッドの後退が阻止され、下降しようとするフードに対し反力が与えられる。本発明では、この反力を規制する規制手段がピストンロッドに設けられているので、シリンダの構成が簡易となる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】実施の形態に係るアクチュエータの作動前の状態における長手方向の断面図である。
【図4】別の実施の形態に係るアクチュエータの断面図である。
【図5】別の実施の形態に係るアクチュエータの断面図である。
【図6】別の実施の形態に係るアクチュエータの断面図である。
【図7】別の実施の形態に係るアクチュエータの断面図である。
【図8】別の実施の形態に係るアクチュエータの断面図である。
【図9】別の実施の形態に係るアクチュエータの断面図である。
【図10】変形抑制部材の斜視図である。
【図12】変形抑制部材の斜視図である。
【図13】変形抑制部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0024】
図１は実施の形態に係るフード持ち上げ装置用アクチュエータ１を示す。このフード持ち上げ装置は、車両が歩行者に衝突した際にフード後部を持ち上げて歩行者の衝撃を緩和するためのものである。
【0025】
なお、以下の説明では、ピストンロッドの突出方向の端部を上端又は先端、突出方向とは反対方向の端部を下端又は後端と称する。
【0026】
このアクチュエータ１は、シリンダ２、及びピストンロッド３を有する直動型のアクチュエータである。シリンダ２の後端にはガス発生装置４が設けられている。ガス発生装置４は、図示しないＥＣＵ（電子制御ユニット）に接続されており、ＥＣＵの指令に基づいて作動し、高圧ガスを発生させる。この高圧ガスにより、ピストンロッド３を押し上げてシリンダ２から突出させる。
【0027】
シリンダ２の先端側には、中央に孔部を有したフランジ状のエンドメンバ５が固定設置されている。エンドメンバ５の内周縁側は、シリンダ２の内周縁よりも中央側に張り出している。
【0028】
ピストンロッド３の先端側はエンドメンバ５の中央孔部を通って上方へ突出している。エンドメンバ５の内周面に溝が周回して設けられており、この溝にリング状のストッパリング６が係合している。
【0029】
図示は省略するが、ストッパリング６の外周縁から外方（放射方向）に爪片が突設されており、該爪片がエンドメンバ５の内周面の溝に係合している。爪片は、ストッパリング６の周方向に間隔をおいて複数個設けられている。
【0030】
ストッパリング６は、定常時（ガス発生装置非作動時）におけるピストンロッド３の上方への突出を阻止している。ピストンロッド３の先端にはカバーキャップ７が装着されている。
【0031】
図２にも明示の通り、ピストンロッド３の後端部はピストン部８となっている。該ピストン部８の外周面には溝９が周設されている。Ｏリング１０が溝９内に配置され、シリンダ２の内周面に気密にかつ摺動自在に接している。
【0032】
ピストン部８よりも上方側は小径部１１となっており、該小径部１１よりも上方側は大径部１２となっている。大径部１２の直径は、シリンダ２の内径よりもごく僅かに小さいものとなっている。
【0033】
小径部１１は略逆円錐台形状となっている。小径部１１の側周面は、上方ほどシリンダ２の内周面との間隔が小さくなるテーパ面１３となっている。小径部１１の下端部とシリンダ２内周面との間隔は、ボール１５の直径よりも若干大きい。また、小径部１１の上端部とシリンダ２内周面との間隔は、ボール１５の直径よりも小さい。
【0034】
大径部１２の下面側すなわちテーパ面１３と大径部１２との境界部の段差面は、放射方向に延在する平面よりなる規制面１４となっている。この実施の形態では、規制面１４は、ピストンロッド３の軸心線と垂直方向に延在する平面よりなる。
【0035】
テーパ面１３とシリンダ２内周面との間にボール１５が配置されている。アクチュエータ１が作動する前の状態では、ボール１５はピストンロッド３の小径部１１側の段差面（小径部１１の上面）に当接している。また、この状態では、ボール１５は、シリンダ２の内周面に摺動可能に接しているか、又は両者間に僅かな間隙が存在する状態となっている。
【0036】
ボール１５及びピストンロッド３は、シリンダ２よりも剛性の高い材料で構成されている。
【0037】
次に、このアクチュエータ１の動作を説明する。検知システムにより、車両と歩行者との衝突が検知又は予知されると、ガス発生装置４がＥＣＵの指令に基づいて作動し、高圧ガスを発生させる。高圧ガスがシリンダ２内に供給され、ピストンロッド３を上方に移動させる。
【0038】
ピストンロッド３は、ストッパリング６の爪片（図示略）を変形させて上方に突出し、ボンネットフードの後部を押し上げる。ピストンロッド３は、大径部１２がエンドメンバ５に当たるまで上方移動する。
【0039】
ピストンロッド３が上方移動する間は、ボール１５は小径部１１の上面に当接しており、ピストンロッド３の移動を拘束しない。
【0040】
押し上げられたボンネットフードに歩行者等から荷重が加えられ、ボンネットフード後部及びピストンロッド３が下方移動しようとすると、ボール１５は、ピストンロッド３に対し相対的に上方移動し、シリンダ２の内周面とテーパ面１３との間に噛み込まれた状態となる。ピストンロッド３に加えられる下向き荷重Ｆにより、ボール１５はテーパ面１３から放射方向に分力を受け、シリンダ２内周面に押し付けられ、シリンダ２内周面に食い込む。
【0041】
ボール１５のシリンダ２内周面への食い込みは、ボール１５が規制面１４に当接するよりも前の段階で開始する。ピストンロッド３は、ボール１５でシリンダ２内周面を変形させながら下方へ移動する。シリンダ２内周面に食い込んだボール１５は、ピストンロッド３に対し相対的に上方移動し、図３の通り、規制面１４に当接し、その後は、ピストンロッド３と一体となって下方移動する。
【0042】
その後、上方からの荷重Ｆが、ピストンロッド３からの反力よりも小さくなると、ピストンロッド３の下方移動が停止する。
【0043】
この実施の形態では、ボール１５が規制面１４に当接した後は、ボール１５はピストンロッド３に対しそれ以上相対的に上方移動しないので、ピストンロッド３がボンネットフード３に与える反力はそれ以上増大しない。即ち、規制面１４を設けたことにより、ピストンロッド３がボンネットフードに与える反力が所定値以下に規制される。
【0044】
この実施の形態では、規制面１４がピストンロッド３に設けられており、シリンダ２の構成が簡易である。
【0045】
上記実施の形態では、規制面１４はピストンロッドの軸心線と垂直方向に延在する平面よりなるが、本発明はこれに限定されない。
【0046】
例えば、図４のように、下方に向って凸に湾曲する曲面よりなる規制面１４Ａとしてもよく、図５のように凹に湾曲する曲面よりなる規制面１４Ｂとしてもよい。なお、規制面１４Ａ、規制面１４Ｂは、湾曲する曲面ではなく、Ｖ字形断面形状であてもよい。
【0047】
また、図６のように、放射方向外周側に向って下り勾配の傾斜面よりなる規制面１４Ｃとしてもよく、図７のように、放射方向外周側に向って上り勾配の傾斜面よりなる規制面１４Ｄとしてもよい。なお、図６，７では、規制面１４Ｃ，１４Ｄの全体が傾斜面となっているが、一部のみが傾斜面であってもよい。
【0048】
本発明では、ボール以外の介在体を用いてもよく、例えば図８のように小径部１１を取り巻くリング１６を介在体として用いてもよい。リング１６は、周方向の途中で切れている形状のＣリングであってもよい。また、介在体としてローラを用いてもよい。
【0049】
【0050】
上記各実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記以外の形態とされてもよい。
【0051】
例えば、本発明では、ピストンロッドの少なくとも一部、例えばテーパ面や規制面に、摩擦係数を調整するためのコーティングを施してもよい。
【0052】
上記実施の形態において、上方移動したピストンロッド３が下方移動する際、ボール１５がシリンダ２の側壁を変形させながらピストンロッド３と一体となって下方移動することがある。そのため、図９、図１０に示すように、シリンダ２の外周面に、シリンダ側壁の変形を抑制する変形抑制部材２０を取り付けてもよい。
【0053】
ボール１５がシリンダ２の側壁を変形させながらピストンロッド３と一体となって下方移動する場合でも、図１１に示すように、変形抑制部材２０の位置でシリンダ側壁の変形が抑制され、ボール１５及びピストンロッド３の下方移動が停止する。例えば、ボール１５及びピストンロッド３は、変形抑制部材２０の上面側で下方移動が停止する（阻止される）。
【0054】
このように、変形抑制部材２０を設けることで、ピストンロッド３の下方移動を所望の位置で停止させることができる。また、ピストンロッド３の下方移動停止位置に応じて変形抑制部材２０の取り付け位置を変えればよく、シリンダ２については、肉厚、外径が一定のシリンダを使用できる。シリンダの種類を増やす必要がなく、コストを削減できる。
【0055】
変形抑制部材２０は、金属で構成され、例えば、ＳＳ４００を用いることができる。変形抑制部材２０の厚みは特に限定されず、シリンダの厚みと同程度でもよいし、シリンダの厚みより大きくてもよいし、シリンダの厚みより小さくてもよい。シリンダ外周面への変形抑制部材２０の取付方法は特に限定されないが、例えばロウ付け、接着剤、溶接等で取り付けることができる。
【0056】
図１０は、変形抑制部材２０がシリンダ外周面を取り囲む構成を示しているが、ボール１５の位置に合わせて部分的に設けてもよい。例えば、ボール１５の数と同数の変形抑制部材２０をシリンダ２の周方向に間隔をおいて設けてもよい。ボール１５は、ピストンロッド３と共に上方移動する際、シリンダ２を介して変形抑制部材２０の内側（ピストンロッド軸心側）の領域を通過する。
【0057】
【0058】
図１３に示すように、フード持ち上げ装置用アクチュエータ１を車体メンバに取り付けるためのブラケット３０と一体となった変形抑制部材２０Ｂとしてもよい。
【符号の説明】
【0059】
１ アクチュエータ
２ シリンダ
３ ピストンロッド
４ ガス発生装置
８ ピストン部
１１ 小径部
１２ 大径部
１３ テーパ面
１４，１４Ａ～１４Ｄ 規制面
１５ ボール
１６ リング
２０，２０Ａ，２０Ｂ 変形抑制部材
２ シリンダ
３ ピストンロッド
４ ガス発生装置
８ ピストン部
１１ 小径部
１２ 大径部
１３ テーパ面
１４，１４Ａ～１４Ｄ 規制面
１５ ボール
１６ リング
２０，２０Ａ，２０Ｂ 変形抑制部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】