以下、本発明の実施形態について図1~図6� ��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� �分断面図、図2は図1におけるII-II矢視図であ� ��、(A)は第1実施形態、(B)は第2実施形態、(C)� �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� �あり、ピストンロッド4の一部に、ピストン� ��ッド4とピストン3及びストッパー5との間で� ��定の抵抗力を発生させる衝撃吸収部4aを形� �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� �接続されており、先端にボディアッパー7が� ��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� �、かかる形状に限定されるものではない。� �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� ��流路が別途連結されたもの等であってもよ� ��。

 前記インフレータ6は、シリンダ2及びピ� �トン3により形成された空間内に高圧ガスを� ��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� ��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� �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� ��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� �よってシリンダ2に接続された構成部品であ� ��。ボディアッパー7は、蓋部7aによって、シ� ��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� �、ボディアッパー7の先端側には、凹部7bが� �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� �7bには、後述するピストンロッド4の先端部(� ��ャップ9)が格納され、ファスナーピン8に係� ��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� ��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� �生された高圧ガスを受けてシリンダ2内を摺� ��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、� �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� ��吸収部4aにより係止される。また、ピスト� �3の外周には溝が形成されており、その溝に� ��ストンリング3aが嵌合されている。かかる� �ストンリング3aにより、ピストン3はシリン� �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9 aが形成されている。キャップ9は、前記ボデ� ��アッパー7の凹部7bに格納可能であるととも� ��、段差部9aが前記ファスナーピン8に係止さ� ��、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� �グ9bが嵌合されており、キャップ9の螺合時� �ピストンロッド4が回転しないようにしてい� ��。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� �端部には、縮径部4b、衝撃吸収部4a、フラン� ��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� ��が挿嵌されている。例えば、ピストンロッ� ��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� �突してピストンロッド4の移動を止めるため� ��構成部品である。従来のストッパーはピス� ��ンロッドと一体に形成されているのが一般� ��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� �いる。ストッパー5の中央部には貫通孔5aが� �成されている。ストッパー5は、貫通孔5aに� �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4 bとの段差部及びピストン3により係止されて� ��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� �フランジ部やピストンロッド4に螺合された� ��テーナリング等であってもよい。また、ス� ��ッパー5はピストン3側に縮径したテーパ面� �有し、テーパ面とピストン3との間には複数� ��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� ��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� �いように固定している。例えば、ストッパ� �5は、普通鋼、焼き入れ鋼等により成形され� ��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、� �造等により一体成型してもよいことは勿論� �ある。

 前記衝撃吸収部4aは、フード持ち上げ装� �の通常作動時にはほとんど作用しないが、� �常作動時以上の荷重がストッパー5やピスト� ��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� �形により所定の抵抗力を発生させ、通常作� �時以上の荷重により生じた衝撃を吸収して� �る。通常作動時以上の荷重が生じた場合に� �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� ��行うことができ、シミュレーションや試験� ��繰り返すことによって最適条件を選定する� ��とができる。なお、衝撃吸収部4aがストッ� �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� ��塑性変形し合ったりすることによって、衝� ��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� �孔の直径(ピストン3の内径)よりも僅かに長� �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� �。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� �対移動しないようになっている。一方で、� �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� ��性変形により生ずる抵抗力と通常作動時以� ��の荷重とのバランスがとれると相対移動は� ��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� �る。最終的にフランジ部4cがピストン3に衝� �することによって、ピストンロッド4が抜け� ��いようにしている。衝撃吸収部4aの長さが� �ストン3の厚さよりも長い場合には、ピスト� ��ロッド4は、ピストン3に加えてストッパー5� ��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� ��示す図であり、(A)は挿嵌工程、(B)はプレス� ��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� �トン3をピストンロッド4の縮径部4bに挿嵌す� ��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� �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� ��。ストッパー5及びピストン3は、ピストン� �ッド4の後端側から縮径部4bに挿入される。� �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� ��あればよく、例えば、縮径部4bよりも小さ� �径に形成されていてもよいし、必ずしも円� �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� �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� �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� ��十分に衝撃を吸収することができるため、� ��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� ��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� �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� �変形させる場合には、プレス加工後の衝撃� �収部4aに熱処理を施して、ストッパー5やピ� �トン3を塑性変形できる硬さに硬化してもよ� ��。熱処理には、例えば、焼き入れ及び焼き� ��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� ��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� ��要はない。

 衝撃吸収部4aは、図2(B)及び(C)に示す形状� ��あってもよい。図2(B)に示す衝撃吸収部4aの� ��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� ��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� �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� �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� ��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� �られず、波型形状であってもよい。また、� �撃吸収部4aは、直径が全体としてピストン3� �内径よりも僅かに大きく形成されていても� �いし、後端に向かって徐々に拡径するよう� �形成されていてもよいし、構成部品の内面� �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� ��を形成したり、金属粉を溶射したりするよ� ��にしてもよい。また、衝撃吸収を行う抵抗� ��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� ��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� �スはピストン3を押し上げる。このとき、ピ� ��トン3は、ストッパー5に係止されており、� �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� �できる。そして、ストッパー5がボディアッ� ��ー7に衝突するとピストンロッド4の移動は� �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� �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� �いないため、ピストンロッド4は通常作動時� ��りも速い速度で移動する。したがって、ス� ��ッパー5がボディアッパー7に衝突して生じ� �衝撃は通常作動時よりも大きく、ピストン3� ��衝撃吸収部4aとの間に生じる荷重も大きく� �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� �ランジ部4cがピストン3と衝突する位置まで� �動してピストンロッド4の相対移動が停止し� ��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� �収部4aがピストン3及びストッパー5により塑� ��変形される抵抗力では衝撃を吸収しきれな� ��場合に、ストッパー5がボディアッパー7を� �性変形させることによって衝撃を吸収させ� �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� ��であり、(A)は第4実施形態、(B)は第5実施形� �、(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� �4aをピストン3とストッパー5との間に配置し� ��いる。この場合、衝撃吸収部4aはストッパ� �5により塑性変形されながら相対移動するこ� ��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� �一体に形成されていてもよい。なお、スト� �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� �トン3とストッパー5との間、ストッパー5と� �ランジ部4cとの間の2ヶ所に配置している。� �の場合、ストッパー5の直後の衝撃吸収部4a� �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� �おけるストッパー5では、ボール11及びボー� �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� �おいても、テーパ面が形成されていないス� �ッパーを使用することができることは勿論� �ある。

 図5(C)に示す第6実施形態では、第1実施形� ��の衝撃吸収部4aに加えて、ストッパー5の先� ��側にも衝撃吸収部4dを配置している。この� �撃吸収部4dは、衝撃吸収部4aと同様にピスト� ��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� ��上げ装置が作動している状態において、ピ� ��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� �す通常作動時において、物体(例えば、歩行� ��)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� �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� �抵抗力によって物体衝突時の衝撃を吸収す� �。また、ストッパー5を退動させることなく� ��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� �の残渣の影響を受けることなく衝撃を吸収� �ることができる。この衝撃吸収部4dは、図2� �び図5に示した本発明の第2実施形態~第5実施� ��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� �るフード持ち上げ装置1と、車両61と物体(例� ��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� �基づいてフード持ち上げ装置1を作動させる� ��御装置64とを備えており、フード持ち上げ� �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� ��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� ��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� �サや車輪速センサ等が用いられる。衝突検� �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� �ンロッド4の移動によりボンネットフード62� �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、� ��ンジンとボンネットフード62との間に十分� �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� ��衝撃を緩和することができるとともに、ボ� ��ネットフード62がエンジンに接触すること� �防止することができる。また、本発明の第6� ��施形態によれば、ボンネットフード62に物� �が衝突した場合の衝撃に対しても効果的に� �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� ��ー等のシリンダ内に高圧ガスを発生させて� ��ストンロッドを移動させるアクチュエータ� ��適用してもよい等、本発明の趣旨を逸脱し� ��い範囲で種々変更が可能であることは勿論� ��ある。