专利名称：用于使车辆发动机罩升起的致动器机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于使车辆的发动机罩升起的致动器机构，特别涉及一种致动器的单向锁止构造。
背景技术：
以吸收障碍物碰撞发动机罩时的碰撞能量为目的，提出使车辆的发动机罩升起的构造。在碰撞时，通过以车辆前端部为支点使发动机罩升起，在发动机罩的内侧设置空间。在障碍物碰撞发动机罩时，发动机罩可以向内侧方向变形与设置于发动机罩内侧的空间对应的量，通过发动机罩的变形可以提高碰撞能量的吸收量。
这种发动机罩升起构造例如在专利文献1中被公开。根据专利文献1，发动机罩以在其后侧相对于车体可以绕转动轴转动的方式卡合。在通常动作中，发动机罩相对于车体转动而打开。在紧急情况下，通过致动器使与转动轴卡合的连杆升起，从而使发动机罩的后侧升起。致动器利用火药等的爆炸力使杆从缸凸出，从而产生动力。
专利文献1特开2004-203379号公报发明内容在利用发动机罩升起的冲击缓冲机构中，在利用发动机罩的变形而吸收冲击的基础上，还可以利用发动机罩的下降吸收冲击。即，随着施加于发动机罩的冲击，通过使支撑发动机罩的致动器的杆返回缸内，由发动机罩下降而吸收冲击。由此，可以进一步提高冲击吸收性能。
但是，在使用通过使致动器的杆返回缸内而缓冲冲击的机构的情况下，将杆压回缸内时所需的力的设定困难。即，在由较小的力使杆返回缸内的情况下，没有充分地吸收冲击，发动机罩就恢复原位。此外，即使是在升起发动机罩的状态下进行支撑的强度，也可能不充分。
相反，如果将杆压回缸内时所需的力过大，则即使障碍物碰撞发动机罩，杆也不会返回缸内，而仅发动机罩变形，不能发挥冲击吸收性能。并且，为了发挥稳定的冲击吸收性能，在杆返回缸内的期间，需要对杆施加大致固定的载荷。
另一方面，在车辆中使用这种发动机罩升起构造时，必须考虑设计条件。即，车体前方的空间受到限制，如果致动器等发动机罩的升起所必需的部件过大，则不能收容在有限的空间内。因此，希望使以致动器为首的发动机罩升起构造中必需的部件小型化。
本发明是以上述情况为背景而提出的，其目的在于，在车辆中使用发动机罩升起构造时，实现构成部件的小型化以及提高冲击吸收性能。
本发明的一个实施方式所涉及的致动器机构，其与向车辆的冲击对应而使其发动机罩升起，其具备筒状部；凸出部，其从所述筒状部凸出而使所述发动机罩升起；以及锁止部件，其在所述筒状部内沿所述凸出部的外周配置，如果所述凸出部被压回所述筒状部内，则所述锁止部件在所述筒状部的内表面与所述凸出部的外表面之间的间隔，比所述锁止部件的尺寸小的空间中，以相对于所述筒状部停止的状态咬入所述凸出部中，从而产生减速载荷。
优选还具有比所述筒状部大的外筒部，所述致动器机构是所述筒状部从所述外筒部凸出的多级式机构。由此，可以以有限的空间确保必要的行程。
此外，优选所述锁止部件是锁止滚珠，所述锁止滚珠沿所述凸出部的外周等间隔地配置多个。由此，可以使凸出部被压回的方向不会偏移地对凸出部施加载荷。
此外，优选所述锁止滚珠的滚珠直径大于或等于2mm而小于或等于3.5mm，所述锁止滚珠咬入所述凸出部的重叠量大于或等于0.1mm而小于或等于0.3mm。由此，可以在凸出部被压回筒状部的期间，对凸出部施加大致固定的载荷。
此外，优选还具有分隔部，其限制所述锁止部件在与所述凸出部凸出的方向垂直的面内沿所述凸出部外周方向的移动。由此，可以防止通常情况下锁止滚珠运动而产生噪音，同时在存在多个锁止部件的情况下，其配置不会错位，从而可以使凸出部被压回的方向不会偏移地对凸出部施加载荷。
并且，优选还具有锥形部，其是所述筒状部的内壁的一部分，形成于所述空间的入口，从所述凸出部凸出侧向相反侧，其内径逐渐变小，所述锁止滚珠沿所述锥形部的内壁向所述空间移动，咬入所述凸出部中。由此，可以降低在凸出部被压回时锁止部件不咬入凸出部而不能发挥减速性能的可能性。
此外，优选还具有推压部，其向所述空间的入口推压所述锁止部件。由此，可以降低在凸出部被压回时锁止滚珠不咬入凸出部而不能发挥减速性能的可能性。
并且，优选所述推压部是弹性体，在所述凸出部从所述筒状部凸出的期间，所述锁止部件压紧所述推压部而向远离所述空间的入口的方向移动。由此，锁止部件不会妨碍凸出部从筒状部突出的动作。
此外，优选所述推压部还具有分隔部，该分隔部限制所述锁止部件在与所述凸出部凸出的方向垂直的面内沿所述凸出部的外周方向的移动。由此，一个部件具有多个功能，可以减少部件数量。
此外，优选所述推压部是沿所述筒状部的内壁配置的环状部件。由此，可以容易地进行部件的组装。
此外，优选所述推压部被推压向利用该推压部推压所述锁止部件的方向而固定于所述筒状部上，所述推压部的一部分在推压所述锁止部件的方向上与所述筒状部的一部分卡合。由此，可以容易地使推压部固定于筒状部上，同时可以防止推压部过度推压锁止部件。
此外，优选所述推压部具有比推压所述锁止部件的部分刚性高的刚性部，所述刚性部与所述筒状部的一部分卡合。由此，可以更精确地进行推压部相对于筒状部的定位，可以防止推压部过度推压锁止部件。
此外，优选所述筒状部具有直边部，该直边部在所述空间中，从所述凸出部凸出侧向相反侧，其内径大致固定，所述锁止部件在停止于所述直边部中的状态下咬入所述凸出部中。由此，在控制锁止部件的重叠量时，只要控制直边部的内径或内半径即可，可以减少需要控制制造误差的部件数量。
此外，优选还具有止动部，其在所述凸出部被压回所述筒状部内的期间，使所述锁止部件在所述空间中相对于所述筒状部停止。由此，在凸出部被压回筒状部内的期间，锁止部件产生固定的载荷。
发明的效果根据本发明，在车辆中使用发动机罩升起构造时，可以实现构成部件的小型化以及冲击吸收性能的提高。
图1是示意地表示具有本发明的实施方式涉及的致动器的车辆的斜视图。
图2是示意地表示本发明的实施方式涉及的致动器的剖面图。
图3是示意地表示本发明的实施方式涉及的致动器的剖面图。
图4是示意地表示本发明的实施方式涉及的致动器的一部分的斜视图。
图5是示意地表示本发明的实施方式涉及的致动器的一部分的剖面图。
图6是示意地表示本发明的实施方式涉及的橡胶环的斜视图。
图7是示意地表示本发明的实施方式涉及的致动器的一部分的剖面图。
图8是表示本发明的实施方式涉及的锁止滚珠向杆的咬入状态的图。
图9是表示在本发明的实施方式涉及的致动器以及比较例涉及的致动器中，锁止滚珠的滚珠直径与向杆的重叠量之间关系的图。
图10是表示在本发明的实施方式涉及的致动器以及比较例涉及的致动器中，相对于杆的压回量而在杆上施加的载荷值的曲线。
图11是表示在本发明的实施方式涉及的致动器以及比较例涉及的致动器中，相对于杆的压回量而在杆上施加的载荷值的曲线。
图12是示意地表示本发明的实施方式涉及的致动器的一部分的剖面图。
图13是示意地表示本发明的其它实施方式涉及的橡胶环的斜视图。
图14是示意地表示本发明的其它实施方式涉及的致动器的一部分的剖面图。
具体实施例方式
下面，对可以适用本发明的实施方式进行说明。为了清晰地进行说明，对以下的记载以及附图适当地进行省略以及简化。此外，在各个附图中，对同一要素标注相同的标号，根据需要省略重复的说明。本实施方式涉及一种使车辆的发动机罩后端部升起的致动器，特别涉及一种从缸凸出的杆被压回缸内期间的减速机构。本实施方式的致动器的减速机构，在杆被压回缸内的期间，对杆施加固定的减速载荷。在以下说明中，以车辆的行进方向为基准定义方向。即，车辆行进的方向中驾驶员所朝向的方向是前方。
实施方式1图1是示意地表示由本实施方式所涉及的致动器200使发动机罩101的后端部升起的状态下的车辆100的斜视图。本实施方式所涉及的车辆100，在前风挡玻璃102的前方设置发动机室103。在发动机室103的上方设置发动机罩101，通常情况下利用发动机罩101覆盖而隐藏发动机室103。
如果设置于车体上的碰撞检测装置104检测到碰撞，则致动器200动作，如图1所示使发动机罩101的前风挡玻璃102侧即后端部升起。由此，在发动机罩101和发动机室103之间形成空间，发动机盖101可以变形及移动与该空间对应的量。在行人与发动机罩101碰撞时，通过发动机罩101变形及移动，可以减少对行人的冲击。如图1所示，在本实施方式中设置2个致动器200，致动器200的凸出的杆的前端部(头部)与发动机罩101卡合。
下面，使用图2、图3对本实施方式所涉及的致动器200进行说明。图2是表示本实施方式所涉及的致动器200动作前的状态的剖面图。本实施方式所涉及的致动器200是多级式致动器，具有第1缸201、第2缸202、第3缸203、杆204、头部205、气体发生器206以及气体喷出空间207。由于是多级式，因此可以利用更小的空间，实现作为致动器所必需的突出量(行程)。气体发生器206与碰撞检测装置104连接，如果设置于车辆上的碰撞检测装置104检测到碰撞，则向气体发生器206输入表示检测到碰撞的电信号。
气体发生器206按照从碰撞检测装置104输入的电信号，向气体喷出空间207喷出气体。通过气体发生器206喷出气体而气体喷出空间207的压力上升，如图3所示，杆204、第1缸201以及第2缸202被升起，头部205升高。头部205与发动机罩101卡合，通过头部205上升，如图1所示，致动器200使发动机罩101的后端部升起。在第1缸201的突出端侧(杆204凸出的一侧)中的开口内部，设置锁止滚珠213和橡胶环214。锁止滚珠213是在从第1缸201凸出的杆204被压回第1缸201内时，向杆204施加减速载荷的部件。此外，橡胶环214是为了适当地发挥锁止滚珠213的功能而设置的部件。
下面，对第1缸201、杆204、锁止滚珠213以及橡胶环214进一步进行说明。图4是示意地表示在组装第1缸201、锁止滚珠213以及橡胶环214之前，第1缸201的突出端侧的端部以及其周边的斜视图。在图4中，使其一部分透明地表示。图5(a)是仅表示第1缸的局部剖面图，图5(b)是表示在组装第1缸201、杆204、锁止滚珠213以及橡胶环214过程中的状态的局部剖面图。图5(c)是表示在图2的状态中杆204、第1缸201以及其周边的部件的一部分的局部剖面图。图6是表示橡胶环214的放大斜视图。
首先，分别对第1缸201、锁止滚珠213以及橡胶环214进行说明。如图4、5(a)所示，第1缸201是筒状体，如利用图5(a)中示出的点划线所划分的那样，从突出端侧的端部开始，具有塑性部210、锥形部211、直边部212、狭径部215以及主体部216。
在这里，在实际的第1缸201中并没有示出与图5(a)中示出的点划线相当的分界线，是在图5(a)的说明中，利用其构成以及作用的不同假想地进行划分。如图5(c)所示，在将锁止滚珠213以及橡胶环214收容于第1缸201内部的状态下，通过将塑性部210的前端卷边，将锁止滚珠213以及橡胶环214固定。
锥形部211是在第1缸201中，从突出端侧向相反侧其内径逐渐变小的部分。锥形部211与塑性部210的、第1缸201的根部侧(杆204凸出一侧的相反侧)相邻地形成，其内壁与塑性部210无台阶地连续。因此，锥形部211的内径中最大的直径与塑性部210的内径大致相等。
直边部212是第1缸201中其内径大致固定的部分，形成于锥形部211和狭径部215之间。即，直边部212形成于锥形部211的内径小的一侧，其内壁与锥形部211无台阶地连续。因此，锥形部211的内径中最小的直径与直边部212的内径大致相等。狭径部215是与直边部212相比内径更小的部分，其形成于与直边部212相比更靠第1缸201的根部侧。狭径部215在第1缸201的内壁上以台阶状形成。
主体部216是成为第1缸201的主体的部分。主体部216形成于与狭径部215相比更靠第1缸201的根部侧，占第1缸201的大部分。主体部216的内径比狭径部215的内径大，在狭径部215与主体部216之间形成台阶。此外，在狭径部215与主体部216或者直边部212之间也可以不是台阶而是锥形状。
锁止滚珠213是由金属材料形成的球状部件，其沿杆204的外周配置，通过咬入杆204中而向杆204施加减速载荷。因此，锁止滚珠213由比杆204强度高的材料形成。作为锁止滚珠213，由于其直径影响减速载荷，因此优选接近于正球的程度。此外，锁止滚珠213也可以是由除了金属之外的材料形成的球体。本实施方式所涉及的锁止滚珠213的直径是3mm。
橡胶环214如图6所示，是具有弹性的环状部件，在其一侧形成多个切口214a。橡胶环214的外径与直边部212的内径大致相等。橡胶环214的径向厚度是与锁止滚珠213的直径是大致相同的程度。在1个橡胶环214上形成5个切口214a。利用切口214a，橡胶环214被切去与其中心轴平行的方向上的宽度的一半左右。切口214a从橡胶环214的表面侧贯穿至内表面侧。
各个切口214a在橡胶环214的整个周向上等间隔地形成。在橡胶环214的周向上，每个切口214a的宽度都与锁止滚珠213的直径大致相同，在致动器200被组装的状态下，在各个切口214a中收容锁止滚珠213。并且，由于橡胶环214是弹性体，因此即使在切口214a的宽度比锁止滚珠213的直径小的情况下，也可以将锁止滚珠213压入切口214a中，只要可以收容锁止滚珠213，切口214a的宽度也可以小于或等于锁止滚珠213的直径。此外，也可以大于或等于锁止滚珠213的直径。
杆204具有圆柱状的圆柱部204a和设置于圆柱部204a一端的止动部204b。圆柱部204a是致动器200动作时从第1缸201凸出的部分，在与止动部204b相反侧的一端设置头部205。圆柱部204a的底面是与第1缸201的开口形状大致相似的形状，其外径与狭径部215的内径以及橡胶环214的内径大致相等。止动部204b是在杆204从第1缸201凸出时阻止其凸出的部分，在第1缸201内部配置于主体部216的区域。
在止动部204b中，其外径随着远离圆柱部204a而急剧增大，成为与主体部216的内径大致相等。即，止动部204b具有其外径比狭径部215的内径大的部分。因此，止动部204b无法从狭径部215的内部拔出，如图3所示，止动部204b与狭径部215嵌合而使杆204从第1缸201的凸出停止。
下面，对第1缸201、杆204、锁止滚珠213以及橡胶环214的组装进行说明。在将锁止滚珠213、橡胶环214插入第1缸201中时，如图5(b)所示，是在将杆204插入第1缸201中的状态下进行的。由于杆204的止动部204b不能通过狭径部215，因此杆204从第1缸201的根部侧插入。杆204以使各自的中心轴一致的方式插入第1缸201中。
如图4所示，将橡胶环214从塑性部210侧插入第1缸201中，以使得橡胶环214和第1缸201的中心轴大致一致，在各个切口214a中收容锁止滚珠213。这样，直边部212的内径与橡胶环214的外径大致相等，橡胶环214会到达直边部212。狭径部215的内径比橡胶环214的外径小，橡胶环214不会进入与狭径部215相比更靠第1缸201的主体部216侧，即里侧(第1缸201的内部中，杆204凸出侧的相反侧)。
如图5(b)所示，在各个部件被组装后的状态下，圆柱部204a贯穿狭径部215和橡胶环214。此外，锁止滚珠213由橡胶环214、锥形部211以及圆柱部204a夹持。在使各自的中心轴一致而将杆204插入第1缸201的状态下，圆柱部204a和塑性部210之间的间隔比锁止滚珠213的直径大。此外，圆柱部204a和直边部212之间的间隔比锁止滚珠213的直径小。锁止滚珠213在圆柱部204a和直边部212之间的空间、即杆204和第1缸201的内壁之间的间隔比锁止滚珠213的直径小的空间(减速空间)中，发挥其减速性能。
因此，如果将锁止滚珠213沿圆柱部204a插入第1缸201内，则锁止滚珠213与锥形部211抵接，并被夹持在圆柱部204a和锥形部211之间。具体地说，由于锥形部211的内径向第1缸201的里侧而逐渐变小，因此锥形部211与圆柱部204a之间的间隔逐渐变小，该间隔在某个位置变得比锁止滚珠213的直径小。比该位置更靠近里侧的是减速空间。锁止滚珠213在与锥形部211和圆柱部204a这两者抵接的位置上，被夹持于锥形部211和与其相对的圆柱部204a之间。
在该状态下，进一步将橡胶环214插入第1缸201内，通过使切口214a覆盖锁止滚珠213，限制锁止滚珠213的在圆柱部204a的周向和长度方向上的移动。具体地说，锁止滚珠213在圆柱部204a的长度方向上，由锥形部211和橡胶环214夹持，在圆柱部204a的周向上由橡胶环214夹持，从而限制其移动。在这里，橡胶环214以将锁止滚珠213向锥形部211即减速空间的入口推压的方式配置，并且，处于橡胶环214留有弹性的状态(在使锁止滚珠213在第1缸201内向其突出端侧移动的情况下，橡胶214可以由锁止滚珠213压紧的状态)。
这样，如图5(c)所示，通过将塑性部210的前端卷边而使其覆盖橡胶环214，从而固定橡胶环214、锁止滚珠213。即，在锁止滚珠213由橡胶环214、锥形部211以及圆柱部204a夹持的状态下，通过将塑性部210卷边，组装第1缸201、杆204、锁止滚珠213以及橡胶环214。通过使橡胶环214成为环状的构造体，可以沿杆204插入，以可以容易地进行组装。
第1缸201、杆204分别由金属材料形成。如上所述，锁止滚珠213由锥形部211和圆柱部204a夹持，在对圆柱部204a施加减速载荷的情况下，一边从锥形部211向直边部212(减速空间)移动，一边咬入圆柱部204a侧。因此，圆柱部204a即杆204由比锁止滚珠213强度低的金属形成。此外，为了与锥形部211、直边部212的内壁、即第1缸201的内壁侧相比，使锁止滚珠213主要咬入圆柱部204a，第1缸201由比杆204强度高的金属形成。
下面，使用图7(a)～(c)，对橡胶环214和锁止滚珠213的动作进行说明。图7(a)是表示杆204从第1缸201突出时的状态的局部剖面图。在图7(a)～(c)中，仅示出第1缸201的一侧。如图5(c)所示，从杆204被收容于第1缸201中的状态，致动器200工作，圆柱部204a从塑性部210侧向第1缸201的外部突出。即，圆柱部204a相对于第1缸201相对地移动。这样，夹持于圆柱部204a和锥形部211之间的锁止滚珠213如图7(a)的箭头所示转动。
具体地说，伴随圆柱部204a与锥形部211之间的相对移动，锁止滚珠213在锥形部211的锥面上，向其内径变大的方向、即突出端侧转动，向塑性部210的区域移动。此时，锁止滚珠213被压向橡胶环214，压紧橡胶环214而移动。由于塑性部210的内壁和圆柱部204a之间的间隔比锁止滚珠213的直径大，因此在圆柱部204a从第1缸201突出的期间，锁止滚珠213基本不对圆柱部204a施加载荷。
如果锁止滚珠213向塑性部210的区域移动，则锁止滚珠213不由塑性部210和圆柱部204a夹持，不对锁止滚珠213作用如图7(a)的箭头所示的使其转动的力。由此，锁止滚珠213由橡胶环214的弹性力被再次压向锥形部211，由锥形部211的锥面和圆柱部204a夹持。但是，如果锁止滚珠213由锥形部211、圆柱部204a夹持，则通过圆柱部204a相对于锥形部211的相对移动，锁止滚珠213再次转动而向塑性部210的区域移动。由此，在致动器200动作而使杆204进行从第1缸201突出的动作的期间，锁止滚珠213不会妨碍其动作。
如图3所示，通过止动部204b与狭径部215卡合，使圆柱部204a从第1缸201凸出的动作停止。这样，不对锁止滚珠213作用如图7(a)的箭头所示的使其转动的力。由此，锁止滚珠213由橡胶环214的弹性力而被压向锥形部211，再次被夹持于锥形部211和圆柱部204a之间。
图7(b)是表示将杆204向第1缸201的里侧压回时的状态的局部剖面图。如图3所示，在杆204从第1缸201完全凸出的状态下，如果杆204由于自重或者头部205、发动机罩101的重量等作用，向第1缸201的里侧移动，则伴随圆柱部204a与锥形部211之间的相对移动，锁止滚珠213在锥形部211的锥面上，向其内径变小的方向、即里侧转动，并向直边部212的区域即减速空间移动。
此时，锁止滚珠213向锥形部211的内壁和与其相对的圆柱部204a之间的间隔小的方向移动，由锥形部211的锥面将其挤压向圆柱部204a，咬入圆柱部204a。由此锁止滚珠213对圆柱部204a施加载荷，实现单向锁止机构，即在杆204从第1缸201凸出的方向上不锁止，而在杆204返回第1缸201的内部的方向上锁止的机构。
图7(c)是表示发动机罩101受到冲击，经由头部205施加对杆204的载荷的情况下的状态的局部剖面图。在该情况下，利用施加于杆204的载荷，杆204向第1缸201的里侧移动。如果圆柱部204a向第1缸201的里侧移动，则锁止滚珠213通过在图7(b)中说明的作用，咬入圆柱部204a，在该状态下与圆柱部204a一起向第1缸201的里侧移动。
此时，与图7(b)相同地，对锁止滚珠213施加使其在锥形部211的锥面上向其内径变小的方向转动的力。但是，锁止滚珠213咬入圆柱部204a，在锥形部211或者直边部212和圆柱部204a之间以极大的力夹持。因此，只要由锥形部211或者直边部212和圆柱部204a夹持锁止滚珠213的力产生的摩擦力，比施加于锁止滚珠213的转动力大，锁止滚珠213就不会转动，而是由锥形部211的锥面进一步挤压而咬入圆柱部204a，同时沿锥形部211以及直边部212向第1缸201的里侧移动。
如果锁止滚珠213向直边部212的区域移动，并进一步向第1缸201的里侧移动，则如图7(c)所示，与直边部212和狭径部215之间的台阶抵接。狭径部215和圆柱部204a之间基本没有间隙，锁止滚珠213停止于直边部212和狭径部215之间的台阶上。即，直边部212和狭径部215之间的台阶成为止动器。在该状态下，如果圆柱部204a进一步向第1缸201的里侧移动，则锁止滚珠213在减速空间中保持停止，以咬入圆柱部204a的状态对圆柱部204a施加载荷。
通过这种作用，可以使杆204向第1缸201里侧的移动速度降低。此外，通过在锁止滚珠213停止的状态下对圆柱部204a施加载荷，无论杆204相对于第1缸201的相对移动量、即杆204的行程量如何，都可以施加大致固定的载荷。其结果，在由升起发动机罩101形成的冲击吸收机构中，可以实现在发动机罩101变形的基础上，发动机罩101也以固定的载荷值下降的机构，可以进一步提高发动机盖101的升起机构中的冲击吸收性能。
在这种致动器200中，作为在杆204被压回第1缸201时施加于杆204的载荷值的评价特性，存在由压回量S和与S对应的载荷值F表示的特性(FS特性)。作为优选的FS特性，在杆204被压回第1缸201时，从杆204的向第1缸201的压回量S小的时候开始，施加于杆204的载荷F变为接近最大值，随后在杆204被进一步压回第1缸201的期间，优选在杆204上施加大致固定的载荷值F。
作为确定这种FS特性的参数，包括锁止滚珠213对圆柱部204a的最大咬入量(重叠量)和锁止滚珠213的直径(滚珠直径)。如果重叠量过小，则由于载荷值F的最大值变小，施加于发动机罩101的相对于冲击的反作用力变得过小，发动机罩101会立即下降，因而不能发挥冲击吸收性能。此外，如果重叠量过小，则由于各个部件的尺寸误差，与锁止滚珠213的直径相比，直边部212和圆柱部204a之间的间隔变大，因此无法向杆204施加减速载荷的可能性升高。相反，如果重叠量过大，则相对于压回量S的载荷值F不稳定，会损害冲击吸收能力。
此外，使用图8考虑在相同的重叠量下，滚珠直径小的情况和大的情况。如图8所示，如果在相同的重叠量A下，考虑滚珠直径是B的情况和滚珠直径是C的情况，则滚珠直径小的B时的咬入宽度是b，滚珠直径大时的咬入宽度为c。因此，滚珠直径小时以更接近于点的状态咬入。咬入宽度越接近于点，则相对于压回量S的载荷值F越不稳定。因此，优选滚珠直径大，但相反如果滚珠直径过大，则第1缸201的尺寸变大，使致动器200无法收容于有限的空间中。
图9表示以滚珠直径为横轴，重叠量为纵轴，优选的各个参数范围的曲线。此外，表示图9中的各特性点(1)～(5)的FS特性的曲线如图10(a)、(b)和图11(a)～(c)所示。如图9向右上方上升的斜线区域所示，作为滚珠直径，由于致动器200尺寸的原因，不优选比3.5mm大的范围，由于载荷值F的最大值变得过小，因而不优选重叠量小于0.1mm的范围。
在图9中，特性(1)表示重叠量为0.2mm、滚珠直径为1.5mm的状态，特性(2)表示重叠量为0.1mm、滚珠直径为2mm的状态，特性(3)表示重叠量为0.35mm、滚珠直径为2.5mm的状态，特性(4)表示重叠量为0.3mm、滚珠直径为3.5mm的状态，特性(5)表示重叠量为0.2mm、滚珠直径为3mm的状态。如图10以及图11的特性(2)、(4)、(5)所示，重叠量在0.1mm～0.3mm的范围中，滚珠直径在2.0mm～3.5mm之间时，在相对于压回量S而载荷值F迅速上升之后，载荷值F不发生大的变化地推移，表现出理想的FS特性。
但是，如图10(a)的特性(1)所示，在滚珠直径是1.5mm的情况下，载荷值F不稳定，FS特性不理想。另一方面，在滚珠直径为2mm～3.5mm之间时，如图11(a)的特性(3)所示，在重叠量是0.35mm的情况下，载荷值F不稳定，FS特性不理想。由此，如图9中向右下方下降的斜线所示，优选重叠量在0.1mm至0.3mm的范围中，滚珠直径在2mm至3.5mm的范围中。
由于本实施方式所涉及的致动器200是具有第1缸201～第3缸203的多级式缸，因此如果构成为通过使锁止滚珠213咬入第1缸201的内壁，而向杆204施加减速载荷，则会对第1缸201的外径产生影响，其结果，会与其外侧的缸干涉，存在无法收容的可能性。如本实施方式，通过使锁止滚珠213咬入杆204的结构，即在多级式缸中咬入内侧的部件的结构，解决上述课题。
一般地，在如上所述的滚珠锁止机构中，与使锁止滚珠213咬入外侧的内壁即第1缸201的结构相比，咬入内侧的外壁的方式难以使由锁止滚珠213产生的载荷值稳定。对于这种问题，可以通过以上述说明的方式设定参数，产生稳定的载荷。
在上述说明中，对在第1缸201的内部，在锁止滚珠213的基础上还配置橡胶环214，利用橡胶环214的弹性力而使锁止滚珠213被压向锥形部211的例子进行了说明。但是，并不一定需要配置橡胶环214，也可以在第1缸201和杆204之间仅配置锁止滚珠213。
为了升起发动机罩101，如图2、图3所示，致动器200配置为向上侧冲出。因此，配置于第1缸201和支杆204之间的锁止滚珠213，会由于重力被引向第1缸201的里侧，由锥形部211和圆柱部204a支撑。因此，考虑只要在该状态下致动器200动作，就可以获得与上述相同的效果。
但是，在杆204在从第1缸201凸出的状态下被压回的情况中，存在锁止滚珠213没有被压向减速空间的入口的情况，以及锁止滚珠213没有咬入圆柱部204a的情况。在该情况下，即使圆柱部204a被压回第1缸201内部，锁止滚珠213也不会进入减速空间，成为躲入塑性部210、锥形部211区域的状态，不对圆柱部204a施加减速载荷。因此，为了发挥由锁止滚珠213产生的减速性能，优选设置橡胶环214。
另一方面，也可以不使用弹性体而使用刚性体将锁止滚珠213压向减速空间的入口。在该情况下，也可以可靠地使锁止滚珠213产生减速载荷。但是，在使用刚性体的情况下，由于锁止滚珠213不能向更加远离减速空间的方向移动，因此在杆204从第1缸201突出时，存在成为其阻碍的可能。因此，优选将锁止滚珠213压向减速空间入口的部件是弹性体。
此外，通过在塑性部210的内部设置弹簧，将锁止滚珠213压向锥形部211即减速空间的入口，也可以获得与上述相同的效果。因此，也可以不设置如橡胶环214等由弹性树脂形成的部件，而是设置弹簧。但是，在该情况下，不会获得与橡胶环214的切口214a相当的效果，无法限制在圆柱部204a的周向上的锁止滚珠213的移动。因此，存在配置的多个锁止滚珠213在圆柱部204a的周围无法沿其周向等间隔地配置的情况。
其结果，存在以下情况由配置多个的锁止滚珠213施加于圆柱部204a的总载荷，对圆柱部204a施加沿与杆204的长度方向垂直的方向的矢量，第1缸201的中心轴与杆204的中心轴错位。由此，存在杆204被压回第1缸201内部时的载荷值的稳定性受损，或者在被完全压回内部之前杆204停止的情况。因此，对于这样的问题，也优选设置橡胶环214。
此外，即使在锁止滚珠213不是多个而是1个的情况下，通过由切口214a限制锁止滚珠213的移动，也可以在通常情况下防止锁止滚珠213运动而产生噪音。此外，切口204a这样的分隔锁止滚珠213的结构，也可以形成于第1缸201的内壁侧。此外，也可以分别形成将锁止滚珠213压向锥形部211的结构，和切口204a这样的限制锁止滚珠213移动的结构。但是，通过使橡胶环214具有多种功能，可以实现部件数量的减少和其它部件的简单化。
在上述说明中对在锥形部211和狭径部215之间形成直边部212，锁止滚珠213在直边部212中对圆柱部204a施加减速载荷的例子进行了说明。但是，也可以不形成直边部212，而使锥形部211与狭径部215经由台阶而相邻地形成。但是，通过形成直边部212，可以容易地控制锁止滚珠213向圆柱部204a中的咬入量(重叠量)。
图12(a)是表示没有直边部212，而与锥形部211相邻地形成狭径部215的例子的局部剖面图。图12(b)是表示图7(c)等中示出的具有直边部212的例子的局部剖面图。为了根据各个构成部件的制造误差，控制锁止滚珠213向圆柱部204a的重叠量A，要控制锁止滚珠213与狭径部215抵接状态下的、锥形部211和锁止滚珠213之间的抵接点211b处的锥形部211的内半径C。此外，也可以不控制内半径C，而控制内径。由于抵接点211b成为锥形部211的锥面上的点，因此难以直接控制内半径C，要通过控制锥形部211的锥面的一端即锥形端部211a处的内半径B，以及另一端即锥形端部211c处的内半径D，来控制内半径C。
与之相对，如图12(b)所示，考虑锁止滚珠213在直边部212和圆柱部204a之间对圆柱部204a施加载荷的情况。重叠量A是控制在锁止滚珠213与狭径部215抵接的状态下的、直边部212和锁止滚珠213之间的抵接点212a处的直边部212的内半径E。抵接点212a是直边部212的表面上的点，直接控制内半径E是容易的。因此，通过形成直边部212，可以减少制造时需要控制的尺寸的部位，可以实现生产性以及成品率的提高。因此，优选使锁止滚珠213在直边部212上对圆柱部204a施加减速载荷。
在上述说明中，对在塑性部210和直边部212之间形成锥形部211的例子进行了说明，但也可以经由台阶而相邻地形成塑性部210和直边部212。但是，通过形成锥形部211，使锁止滚珠213沿锥形部211的锥面移动并咬入圆柱部204a。因此，在杆204被压回第1缸内时，可以可靠地使锁止滚珠213向直边部212移动，对圆柱部204a施加减速载荷。
即，由于可以避免在杆204被压回第1缸201内时，成为锁止滚珠213不进入直边部212，而躲入塑性部210、锥形部211区域的状态，变成不对圆柱部204a施加减速载荷的状态，因此优选在直边部212的第1缸201的突出端侧形成锥形部211。
在上述说明中，对在第1缸201中设置锁止滚珠213以及橡胶环214的例子进行了说明，但是也可以在第2缸202以及第3缸203等、多级式缸中的其他缸中同样地设置减速机构213。此外，在上述说明中，对第1缸201～第3缸203是圆筒形状，橡胶环214是环状的弹性体的例子进行了说明。但是，例如第1缸201～第3缸203也可以不是圆筒，而是开口部为四边形等的多边形的筒，橡胶环214也可以是与该开口部形状大致相似的环状的构造体。此外，所谓环状不限于圆形，也包含多边形等闭合的形状。
在上述说明中，对锁止滚珠213是5个的例子进行了说明，但是锁止滚珠213也可以少于或等于4，或者多于或等于6。通过调整锁止滚珠213的个数，可以调整杆204被压回第1缸201时的载荷值。此外，在上述说明中，对向杆204施加减速载荷的部件(锁止部件)是锁止滚珠213即球状部件的例子进行了说明，但也可以不是球状部件。但是，如果考虑配置于大致圆柱形状的杆204和筒状体的第1缸201之间，则优选球状部件。
在上述说明中，对为了使用多级式缸而使锁止滚珠213咬入内侧的例子进行了说明。但是，在锁止滚珠213咬入外侧即第1缸201的情况下，也可以通过设置如橡胶环214等将锁止滚珠213压向减速空间的入口的部件，可靠地使锁止滚珠213发挥其减速性能。
实施方式2在实施方式1中，对如下例子进行了说明将橡胶环插入第1缸内部，在使锁止滚珠被压向锥形部，并且在橡胶环中留有弹性的状态下，通过将塑性部卷边，对各个部件进行组装。在该情况下，根据塑性部的卷边情况，橡胶环向锁止滚珠的推压情况会产生变化。其结果，如果过量地将塑性部卷边，则橡胶环中不留有弹性，在杆从第1缸突出时，存在锁止滚珠不能压紧橡胶环，而成为杆突出的阻碍的情况。在本实施方式中，对无论塑性部卷边的状态如何，都可以使对锁止滚珠的推压力保持大致固定的例子进行说明。并且，对于标注与实施方式1相同的标号的结构，表示与实施方式1相同或者相当的部分，省略其说明。
在本实施方式中，取代前述实施方式中使用的橡胶环而使用推压环217。使用图13对本实施方式涉及的推压环217进行说明。本实施方式所涉及的推压环217如图13所示，与前述实施方式所涉及的橡胶环相同地具有弹性，在其一侧具有形成多个切口217a的弹性环217c，在此基础上还具有与弹性环217c内径大致相等的定位环217b。弹性环217c的外径与直边部212的内径大致相等，是与实施方式1大致相同的结构。定位环217b由金属材料等具有刚性的部件形成，具有比弹性环217c大的外径。定位环217b是为了推压环217在第1缸部201内部的定位而使用的。
使定位环217b和弹性环217c以中心轴一致的方式组合。定位环217b形成于形成弹性环217c的切口217a一侧的相反侧。因此，推压环217作为整体在其外周具有台阶，成为其开口方向一侧的外径大而相反侧的外径小的形状。具体地说，形成切口217a一侧的外径小。定位环217b的外径比直边部212的内径大，并且比锥形部211的突出端侧的端部的内径、即锥形部211的内径中最大的直径大。
下面，使用图14(a)对本实施方式所涉及的第1缸201进行说明。本实施方式所涉及的第1缸201，在塑性部210和锥形部211之间具有环座部218。环座部218是为了推压环217在第1缸201内部的定位而使用的。环座部218是在第1缸201中，其内径大致固定的部分。环座部218形成于锥形部211的内径大的一侧，其内壁与锥形部211无台阶地连续。
即，锥形部211的内径中最大的直径与环座部218的内径大致相等。塑性部210的内径比环座部218的内径大，塑性部210与环座部218经由台阶218a而连续。环座部218的内径比推压环217的定位环217b的外径小。此外，定位环217b的外径与塑性部210的内径大致相同。
下面，使用图14(b)对第1缸201、杆204、锁止滚珠213以及推压环217的组装进行说明。如图14(b)所示，如果将推压环217插入第1缸201内部，则定位环217b与台阶218a卡合。由此，推压环217不能进一步进入第1缸201的里侧，其位置被固定。在该状态下，通过将塑性部210卷边，锁止滚珠213以及推压环217被固定。
在图14(b)示出的状态中，推压环217配置为使锁止滚珠213被压向锥形部211即减速空间的入口，并且弹性环217c处于留有弹性的状态(在锁止滚珠213在第1缸201内向该突出端侧移动的情况下，弹性环217c可以由锁止滚珠213压紧的状态)。
在将塑性部210过量地压入第1缸201的内部的情况下，由于定位环217b仅由台阶218a和塑性部210推压，因此推压环217自身不被压入第1缸201的里侧。因此，可以防止锁止滚珠213被过量地压向锥形部211。其结果，可以防止弹性环217c中不留有弹性，而在杆204从第1缸201凸出时锁止滚珠213成为其阻碍。
即，利用使推压环217由塑性部210卷边而固定的结构，可以容易地进行推压环217的固定。在该情况下，由于推压环217被向推压锁止滚珠213的方向推压，所以如果由塑性部210造成的推压过强，则将锁止滚珠213压向减速空间的入口的力变得过大，而在杆204从第1缸201中突出时产生问题。根据本实施方式，通过推压环217的定位环217b在推压锁止滚珠213的方向上与台阶218a卡合，可以消除这种问题。
此外，在上述说明中，对定位环217b形成于推压环217的开口方向的一侧的例子进行了说明，但定位环217b也可以在推压环217的外周形成于其开口方向的中间。此外，不需要在推压环217的整个外周上形成，也可以在推压环217的外周以岛状形成。此外，与定位环217b相当的结构，也可以由与弹性环217c相同的主材料一体地成型。
权利要求
1.一种致动器机构，其与向车辆的冲击对应而使其发动机罩升起，其特征在于，具备筒状部；凸出部，其从所述筒状部凸出而使所述发动机罩升起；以及锁止部件，其在所述筒状部内沿所述凸出部的外周配置，如果所述凸出部被压回所述筒状部内，则所述锁止部件在所述筒状部的内表面与所述凸出部的外表面之间的间隔比所述锁止部件的尺寸小的空间中，以相对于所述筒状部停止的状态，咬入所述凸出部中，从而产生减速载荷。
2.根据权利要求1所述的致动器机构，其特征在于，还具有比所述筒状部大的外筒部，所述致动器机构是所述筒状部从所述外筒部凸出的多级式机构。
3.根据权利要求1所述的致动器机构，其特征在于，所述锁止部件是锁止滚珠，各个锁止滚珠沿所述凸出部的外周等间隔地配置多个。
4.根据权利要求3所述的致动器机构，其特征在于，所述锁止滚珠的滚珠直径大于或等于2mm而小于或等于3.5mm，所述锁止滚珠咬入所述凸出部的重叠量大于或等于0.1mm而小于或等于0.3mm。
5.根据权利要求1所述的致动器机构，其特征在于，还具有分隔部，其限制所述锁止部件在与所述凸出部凸出的方向垂直的面内沿所述凸出部外周方向的移动。
6.根据权利要求1所述的致动器机构，其特征在于，还具有锥形部，其是所述筒状部内壁的一部分，形成于所述空间的入口，从所述凸出部凸出侧向相反侧，其内径逐渐变小，所述锁止部件沿所述锥形部的内壁向所述空间移动，咬入所述凸出部中。
7.根据权利要求1所述的致动器机构，其特征在于，还具有推压部，其向所述空间的入口推压所述锁止部件。
8.根据权利要求7所述的致动器机构，其特征在于，所述推压部是弹性体，在所述凸出部从所述筒状部凸出的期间，所述锁止部件压紧所述推压部而向远离所述空间的入口的方向移动。
9.根据权利要求7所述的致动器机构，其特征在于，所述推压部还具有分隔部，该分隔部限制所述锁止部件在与所述凸出部凸出的方向垂直的面内沿所述凸出部的外周方向的移动。
10.根据权利要求7所述的致动器机构，其特征在于，所述推压部是沿所述筒状部的内壁配置的环状部件。
11.根据权利要求7所述的致动器机构，其特征在于，所述推压部被推压向利用该推压部推压所述锁止部件的方向而固定于所述筒状部上，所述推压部的一部分在推压所述锁止部件的方向上与所述筒状部的一部分卡合。
12.根据权利要求11所述的致动器机构，其特征在于，所述推压部具有比推压所述锁止部件的部分刚性高的刚性部，所述刚性部与所述筒状部的一部分卡合。
13.根据权利要求1所述的致动器机构，其特征在于，所述筒状部具有直边部，该直边部在所述空间中，从所述凸出部凸出侧向相反侧，其内径大致固定，所述锁止部件在停止于所述直边部中的状态下，咬入所述凸出部中。
14.根据权利要求1所述的致动器机构，其特征在于，还具有止动部，其在所述凸出部被压回所述筒状部内的期间，使所述锁止部件在所述空间中相对于所述筒状部停止。
全文摘要
本发明在车辆中使用发动机罩后端部升起构造时，实现构成部件的小型化以及冲击吸收性能的提高。本发明的一个实施方式涉及的致动器机构(200)具备第1缸(201)；杆(204)，其从第1缸(201)凸出而使发动机罩升起(101)；以及锁止滚珠(213)，其在第1缸(201)内沿杆(204)的外周配置，如果杆(204)被压回则咬入杆(204)，锁止滚珠(213)的滚珠直径和锁止滚珠咬入凸出部中的重叠量在规定的范围内。
文档编号B60R21/34GK101062673SQ20071009806
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月26日 优先权日2006年4月27日
发明者高藏实, 上原慎二, 清水英司, 吉武利浩 申请人:日本发条株式会社, 日产自动车株式会社