发动机罩提升机构

摘要

本发明公开了一种发动机罩提升机构，该发动机罩提升机构包括壳体和活塞。响应于车辆撞击行人，所述活塞的远端被推离所述壳体的远端，从而将发动机罩向上提升远离车身。为了防止所述活塞在处于存储位置时在所述壳体内晃动或运动，所述活塞的一部分和所述壳体的一部分在所述存储位置形成过盈配合。与所述壳体的近端流体连通的气体发生器提供足够的力来克服所述过盈配合并将所述活塞的所述远端推出所述壳体。

权利要求

1.一种发动机罩提升机构，所述发动机罩提升机构包括：

壳体，所述壳体限定至少一个开口；和

活塞，所述活塞能够在所述开口内从存储位置轴向运动到伸出位置，所述活塞具有与所述活塞的外表面相邻的接合区域；

其中所述开口的配合表面面向处于所述存储位置的所述活塞的所述接合区域，所述配合表面和所述接合区域形成过盈配合，所述过盈配合防止所述活塞在所述存储位置中的横向运动、旋转运动和轴向运动，并允许所述活塞响应于所述活塞接收到阈值致动力而远离所述配合表面轴向运动到所述伸出位置。

2.如权利要求1所述的发动机罩提升机构，其中所述接合区域或所述配合表面中的一个限定至少一个肋，所述至少一个肋朝向所述配合表面或所述接合区域中的另一个径向延伸。

3.如权利要求2所述的发动机罩提升机构，其中所述肋沿轴向方向从所述肋的近端到所述肋的远端具有相同的径向高度。

4.如权利要求2所述的发动机罩提升机构，其中所述肋的径向高度沿轴向方向从所述肋的远端朝向所述肋的近端逐渐缩小。

5.如权利要求2-4中任一项所述的发动机罩提升机构，其中所述肋具有如沿所述轴向方向截取的三角形轮廓。

6.如权利要求2-4中任一项所述的发动机罩提升机构，其中所述肋包括多个肋，所述多个肋周向地彼此间隔开。

7.如权利要求1所述的发动机罩提升机构，其中所述接合区域和所述配合表面是非圆形的。

8.如权利要求7所述的发动机罩提升机构，其中所述接合区域和所述配合表面具有沿所述轴向方向截取的矩形轮廓。

9.如权利要求1-4或7-8中任一项所述的发动机罩提升机构，其中所述活塞包括近端和远端，并且其中所述接合区域与所述远端相邻。

10.如权利要求9所述的发动机罩提升机构，其中所述接合区域是第一接合区域，并且所述活塞具有与所述近端相邻的第二接合区域。

11.如权利要求1-4或7-8中任一项所述的发动机罩提升机构，其中所述活塞包括近端和远端，并且所述接合区域与所述近端相邻。

12.如权利要求1-4或7-8中任一项所述的发动机罩提升机构，其中所述壳体包括具有远端的外管，所述开口由所述外管的所述远端限定，并且所述配合表面包括由所述外管的所述远端限定的所述开口的表面的至少一部分。

13.如权利要求12所述的发动机罩提升机构，其中所述外管的所述远端包括从所述外管的内表面径向向内延伸的壁，所述壁限定所述开口。

14.如权利要求12所述的发动机罩提升机构，其中所述壳体还包括与所述外管的所述远端相邻设置的端部支架，由所述外管的所述远端限定的所述开口是第一开口，并且由所述壳体限定的所述开口还包括由所述端部支架限定的第二开口，其中所述第一开口和所述第二开口轴向对齐，并且所述配合表面包括所述第二开口的表面的至少一部分。

15.如权利要求12所述的发动机罩提升机构，其中所述壳体还包括与所述外管的所述远端相邻设置的端盖，由所述外管的所述远端限定的所述开口是第一开口，并且由所述壳体限定的所述开口还包括由所述端盖限定的第二开口，其中所述第一开口和所述第二开口轴向对齐，并且所述配合表面包括所述第二开口的表面的至少一部分。

16.如权利要求1-4或7-8中任一项所述的发动机罩提升机构，其中所述活塞包括活塞杆和撞销，所述撞销联接到所述活塞杆的远端，并且所述撞销的外径向表面的至少一部分限定所述接合区域。

17.如权利要求16所述的发动机罩提升机构，其中所述撞销通过螺纹联接到所述活塞杆的所述远端。

18.如权利要求16所述的发动机罩提升机构，其中所述撞销与所述活塞杆一体形成。

19.如权利要求1-4或7-8中任一项所述的发动机罩提升机构，其中所述阈值致动力为至少300牛顿。

20.如权利要求1-4或7-8中任一项所述的发动机罩提升机构，其中所述接合区域的外径比所述配合表面的内径大0.05mm至0.4mm。

说明书

发动机罩提升机构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种发动机罩部件，尤其是涉及发动机罩提升机构。

背景技术

[0002] 发动机罩提升机构包括线性致动器，在与行人碰撞或即将与行人发生撞击的情况下，所述线性致动器向上推动发动机罩。这种向上运动在发动机罩与车身之间产生空间，并且允许发动机罩吸收行人的冲击，以防止行人的头部或身体撞击发动机罩下方的车辆部件(例如，发动机缸体)。

[0003] 线性致动器包括位于壳体内的活塞以及与活塞流体连通的燃烧室。双面胶带围绕活塞的至少一端缠绕，以便将活塞保持在壳体内的适当位置，以防止活塞晃动。胶带在由于燃烧室中的温度变化而膨胀期间也将活塞保持在适当位置。这种膨胀导致活塞随着时间的推移而推动环境盖，从而产生间隙，使致动器暴露于环境因素。然而，从组件的角度来看，胶带解决方案是昂贵的并且制造起来很麻烦。

[0004] 因此，本领域需要一种改进的线性致动器。

发明内容

[0005] 各种实现方式包括一种发动机罩提升机构，其包括：壳体，所述壳体限定至少一个开口；和活塞，所述活塞能够在所述开口内从存储位置轴向运动到伸出位置。所述活塞具有与所述活塞的外表面相邻的接合区域。所述壳体的所述开口的配合表面面向处于所述存储位置的所述活塞的所述接合区域，并且所述配合表面和所述接合区域形成过盈配合，所述过盈配合防止所述活塞在所述存储位置中的横向运动、旋转运动和轴向运动，并允许所述活塞响应于所述活塞接收到阈值致动力而远离所述配合表面轴向运动到所述伸出位置。

[0006] 在某些实现方式中，所述接合区域或所述配合表面中的一个限定至少一个肋，所述至少一个肋朝向所述配合表面或所述接合区域中的另一个径向延伸。在一些实现方式中，所述肋从所述肋的近端到所述肋的远端具有相同的径向高度。然而，在其他实现方式中，所述肋的所述径向高度从所述肋的所述远端朝向所述肋的所述近端逐渐缩小。在一些实现方式中，所述肋具有沿轴向方向截取的三角形轮廓。而且，在一些实现方式中，所述肋包括多个肋，所述多个肋周向地彼此间隔开。

[0007] 在某些实现方式中，所述接合区域和所述配合表面是非圆形的。例如，根据一些实现方式，所述接合区域和所述配合表面具有沿轴向方向截取的矩形轮廓。

[0008] 在某些实现方式中，所述活塞包括近端和远端，并且所述接合区域与所述远端或所述近端相邻。在一些实现方式中，所述活塞包括与所述远端相邻的第一接合区域以及与所述近端相邻的第二接合区域。

[0009] 在某些实现方式中，所述壳体包括具有远端的外管。所述配合表面包括由所述外管的所述远端限定的开口的表面的至少一部分。在一些实现方式中，所述外管的所述远端包括从所述外管的内表面径向向内延伸并且限定所述开口的壁。

[0010] 在一些实现方式中，所述壳体包括所述外管以及与所述外管的所述远端相邻设置的端部支架。所述端部支架限定开口，所述开口与由所述外管限定的所述开口轴向对齐。在一些实现方式中，所述配合表面还包括由所述端部支架限定的所述开口的表面的至少一部分。在其他实现方式中，所述配合表面包括由所述端部支架限定的所述开口的所述表面或由所述外管限定的所述开口的所述表面。

[0011] 在其他实现方式中，所述壳体包括所述外管以及与所述外管的所述远端相邻设置的端盖。所述端盖限定开口，所述开口与由所述外管限定的所述开口轴向对齐。在一些实现方式中，所述配合表面还包括由所述端盖限定的所述开口的表面的至少一部分。在其他实现方式中，所述配合表面包括由所述端盖限定的所述开口的所述表面或由所述外管限定的所述开口的所述表面。

[0012] 在某些实现方式中，所述活塞包括活塞杆和撞销。所述撞销联接到所述活塞杆的远端，并且所述撞销的外径向表面的至少一部分限定所述接合区域。在一些实现方式中，所述撞销通过螺纹联接到所述活塞杆的所述远端。在其他实现方式中，所述撞销与所述活塞杆一体形成。

[0013] 在某些实现方式中，所述阈值致动力为至少约300牛顿。

[0014] 另外，在一些实现方式中，所述接合区域的外径比所述配合表面的内径大0.05mm至0.4mm。

附图说明

[0015] 在以下示例性附图中更详细地解释了所述装置。附图仅仅是示例性的，以说明优选装置的结构以及可单独使用或与其他特征组合使用的某些特征。本发明不应当限于所示的实现方式。

[0016] 图1A示出了根据一种实现方式的壳体以及处于部分伸出位置的活塞的透视图。

[0017] 图1B示出了沿A-A线观察到的图1A所示的壳体的截面视图。

[0018] 图1C示出了图1A中的壳体以及处于存储位置的活塞的透视图。

[0019] 图2A示出了位于壳体外的图1A中的活塞。

[0020] 图2B示出了图2A中的活塞的远端视图。

[0021] 图3示出了根据一种实现方式的具有端部支架的壳体以及处于部分伸出位置的图2A中的活塞的透视图。

[0022] 图4A示出了根据各种实现方式的活塞杆和撞销，所述撞销通过螺纹联接到活塞杆的远端。

[0023] 图4B示出了沿图4A中的B-B线观察到的图4A的活塞杆的截面视图。

[0024] 图5A示出了图4A所示的撞销的透视图。

[0025] 图5B示出了根据另一种实现方式的撞销的透视图。

[0026] 图6示出了根据一种实现方式的位于图3所示的壳体内的图4A所示的活塞杆和撞销的局部截面透视图。

[0027] 图7至图11示出了根据各种实现方式的具有各种花键设计的撞销的透视图。

[0028] 图12示出了根据一种实现方式的具有活塞开口的壳体支架的透视图，所述活塞开口包括从活塞开口径向向内延伸的肋。

[0029] 图13示出了图12所示的活塞开口的局部透视图。

[0030] 图14A示出的数据展示了根据各种实现方式的活塞在各种温度下展开的位移与时间的关系。

[0031] 图14B示出的数据展示了现有技术活塞在各种温度下展开的位移与时间的关系。

[0032] 图15示出了根据另一种实现方式的活塞杆的透视图。

[0033] 图16示出了从图3所示的壳体伸出的图15所示的活塞杆的局部透视图。

具体实施方式

[0034] 根据各种实现方式的一种发动机罩提升机构包括壳体和活塞。响应于车辆撞击行人或响应于即将与行人发生碰撞，活塞的远端被推离壳体的远端，从而将发动机罩向上提升远离车身。为了防止活塞在处于存储位置时在壳体内晃动或运动，活塞的一部分和壳体的一部分在存储位置形成过盈配合。与壳体的近端流体连通的气体发生器(例如，引爆器或微气体发生器(MGG))提供足够的力(例如，至少300牛顿)以克服过盈配合并将活塞的远端推出壳体。

[0035] 如图1A至1C和图2A所示，发动机罩提升机构100包括壳体102，所述壳体包括管114和端盖116。管114具有限定开口103的远端104。远端104径向向内延伸，使得开口103的内径小于外管114的内径。端盖116围绕管114的远端104设置，并且限定开口117，所述开口与管114的开口103轴向对齐。管114的近端与气体发生器流体连通。活塞105可在管114的开口
103和端盖116的开口117内从存储位置轴向运动到伸出位置。图1A示出了处于部分伸出位置的活塞105，并且图1C示出了处于存储位置的活塞105。在存储位置，活塞105的远端107与管114的远端104相邻设置，并且在伸出位置，活塞105的远端107在开口103、117外部并与它们间隔开。

[0036] 壳体102在开口117和103的内表面的至少一部分上限定配合表面108，如图1B所示，并且活塞105围绕活塞105的外表面的至少一部分限定接合区域109，如图2A所示。例如，在图1A至1C所示的实现方式中，接合区域109围绕活塞105的外表面限定在活塞105的远端107的正下方。在存储位置，配合表面108和接合区域109彼此面对并且形成过盈配合以防止活塞105的横向运动、旋转运动和轴向运动。然而，响应于活塞105接收到来自气体发生器的阈值致动力(诸如至少300牛顿)，过盈配合被克服，这允许活塞105的远端107轴向运动远离开口103、117并进入伸出位置。在其他实现方式中，配合表面108可包括与管114的远端104相邻的开口103的内表面或端盖116的开口117的内表面中的一个的至少一部分。

[0037] 如图2A所示，接合区域109包括多个肋110(或花键)，所述肋从活塞105的外表面径向向外延伸并且沿所述外表面轴向延伸。此外，所述肋周向地彼此间隔开。如沿轴向方向观察到的，肋110具有三角形轮廓，这可在图2B中看到。活塞105围绕肋110的外径DR大于活塞105在未限定肋110的位置处的外径DP。如图1B所示，开口117、103在配合表面108处的内径DM略小于外径DR，从而允许在存储位置的过盈配合。在一些实现方式中，活塞105围绕肋110的外径DR与配合表面108的内径DM之间的差(DR-DM)基于预期用于克服过盈配合并将活塞105从存储位置平移到伸出位置的阈值致动力。例如，在预期阈值致动力为300牛顿的一种实现方式中，DR与DM之间的差为0.3mm。在其他实现方式中，DR与DM之间的差为0.05mm至0.4mm。根据一些实现方式，活塞105围绕肋110的外径DR与配合表面108的内径DM之间的较大差(DR-DM)导致需要更大的力来克服过盈配合并将活塞平移到伸出位置。

[0038] 每个肋110从肋110的近端111到肋110的远端112(或沿肋110的轴向长度)具有相同的径向高度。此外，如图2A所示，第一环形圈152和第二环形圈156在与活塞105的近端145相邻的位置处从活塞105径向向外延伸，并且彼此轴向间隔开以便在它们之间限定环形凹槽154。O形圈可设置在环形凹槽154内以密封燃烧室(未示出)并允许活塞105的更有效致动。其他实现方式可包括具有其他形状的肋，诸如梯形、矩形、弓形或其他合适的形状。

[0039] 图3示出了壳体200的另一种实现方式，所述壳体包括管214和端部支架216。管214类似于关于图1A和图1B所描述的管114。支架216限定开口217，所述开口与限定在管214的远端处的开口轴向对齐。支架216可限定附加的开口225，紧固件(诸如螺钉或螺栓)可通过所述开口插入，以便将支架216联接到车辆的另一个表面。

[0040] 在各种实现方式中，外管114的远端104处的壁在基本上垂直于管114的中心轴线的平面中、从外管114的内表面径向向内延伸，并且远端104处的壁是在最初制造管114时形成的。然而，在其他实现方式(未示出)中，远端104可在最初形成管114之后卷曲或滚压成形，以减小远端104的直径。

[0041] 在图1A至1C、图2A至2B和图3所示的活塞105的实现方式中，活塞105的远端107限定撞销表面，在活塞105展开到其伸出位置期间所述撞销表面与发动机罩接触，并且接合区域109一体形成在活塞105上。然而，在图4A和图5A所示的实现方式中，活塞205包括单独形成的活塞杆230和限定接合区域209的撞销240。撞销240包括位于撞销240的远端处的头部241以及围绕撞销240的与其近端相邻的螺纹区域242。接合区域209限定在螺纹区域242与头部241之间。头部241的外径大于壳体的管的开口的内径，并且在存储位置设置在管的开口外部。活塞杆230在活塞杆230的远端231处限定带螺纹的轴向开口232，并且撞销240的螺纹区域242通过螺纹接合在活塞杆230的开口232中以便联接活塞杆230和撞销240。

[0042] 如图5A和图5B所示，撞销的接合区域的截面形状可以变化。例如，图5A所示的撞销240的接合区域209具有多个三角形肋210(如从轴向方向观察到的)，它们周向地间隔开并且沿撞销的外表面径向向外且轴向延伸。图5B所示的撞销240'的接合区域209'包括比撞销
240的肋更接近三角形的肋210'，并且肋210'不像撞销240的肋210径向向外延伸得那样远。
此外，各种撞销的接合区域可具有相同数量的肋或具有相同尺寸的肋，但是撞销围绕肋的外径可不同。而且，基于在撞销将要联接到的活塞杆中限定的开口大小，螺纹区域242的外径在不同的撞销之间可不同。

[0043] 图6示出了位于具有端部支架216的壳体202内的活塞205的局部截面视图。撞销240的接合区域209面向配合表面208并且与之接合，所述配合表面包括相邻的开口203、
217。

[0044] 图7至图12示出了撞销接合区域的其他实现方式。例如，在图7中，接合区域包括四个三角形肋，这些肋沿接合区域径向向外且轴向延伸并且周向地间隔开。所述肋围绕撞销的外表面等距间隔开。图8示出了包括三个三角形肋的接合区域，所述肋沿接合区域径向向外且轴向延伸并且周向地间隔开。所述肋围绕撞销的外表面等距间隔开。

[0045] 到目前为止所示出的肋沿每个肋的轴向长度(从每个肋的远端到近端)具有恒定的径向高度，但是肋的径向高度可径向向内逐渐缩小，如图9所示。具体地，图9示出了具有四个肋的接合区域，所述肋沿接合区域径向向外且轴向延伸并且周向地等距离间隔开，并且每个肋的径向高度从肋的远端到肋的近端逐渐缩小或减小。

[0046] 图1A、图1C、图2、图3、图4A、图5A、图5B和图6至图9所示的接合区域包括肋，但是其他实现方式可包括任何非圆形的接合区域。例如，图10示出了立方体形的接合区域，并且图11示出了截头直立棱锥形接合区域，其中接合区域的径向外周长沿轴向方向从接合区域的远端到近端减小。

[0047] 壳体102、202的配合表面108、208可以是基本上圆形的，如图1A至1C、图3、图4和图7中的实现方式所示，或者它可以具有非圆形的截面形状。例如，配合表面的截面形状可以是矩形的，以便与图10或图11所示的立方体形的接合区域配合，或者配合表面可以限定凹槽，当活塞处于存储位置时肋配合到所述凹槽中。可替代地，配合表面可以限定径向向内延伸的肋，如图12和图13所示。在一种这样的实现方式中，活塞的接合区域可以是平滑的。

[0048] 此外，在一些实现方式中，接合区域沿着活塞的长度限定在另一位置处，诸如与活塞的近端相邻或者在近端与远端之间。而且，在一些实现方式中，活塞可包括多于一个接合区域。例如，在图15和图16所示的实现方式中，活塞杆305包括与远端相邻限定的第一接合区域309以及与第一环形圈352轴向相邻限定的第二接合区域350，所述第一环形圈部分地限定环形o形圈凹槽354。此第二接合区域350包括多个肋351，所述肋从活塞杆305与第一环形圈352相邻的部分径向向外延伸且沿所述部分轴向延伸，并且肋351周向地彼此间隔开。

[0049] 图16示出了图15所示的活塞杆305，所述活塞杆相对于以上关于图3和图6描述的壳体200处于伸出(或展开)位置。第二接合区域350在空弹射击试验期间吸收活塞305的至少一部分能量，并且致使活塞305的近端保持在壳体200中。空弹射击试验包括在活塞的远端上没有负载的情况下展开致动器，并且被执行来模拟在发动机罩提升机构的运输期间的意外点火。具体地，在空弹射击试验(或在运输期间意外展开)期间，第一接合区域309运动经过壳体200的配合表面208，并且第二接合区域350的肋351接合壳体200的配合表面208并吸收空弹射击试验中释放的至少一部分能量。

[0050] 在各种实现方式中，气体发生器选自引爆器或微气体发生器(MGG)。然而，在其他实现方式中，可以选择任何合适类型的气体发生器。

[0051] 活塞与壳体之间的过盈配合防止活塞在处于存储位置时从存储位置运动或晃动。另外，在施加致动力(响应时间)之后活塞运动到伸出位置的时间在具有过盈配合的发动机罩提升机构的宽范围的温度条件下基本相同。然而，现有技术活塞的响应时间根据展开发生时的环境温度而变化。温度范围通常在110℃与-40℃之间。图14A示出了根据各种实现方式的活塞在各种温度下的运动的定时数据。如图所示，活塞在23℃、110℃和-40℃下的运动的定时基本相同(例如，如图14A所示，约0.02秒或更少)。然而，如图14B所示，没有过盈配合的现有技术活塞的运动的定时在各种温度下发生变化。

[0052] 本文使用的术语仅是为了描述具体实现方式，而并不意图限制本发明。如本文所使用的，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”旨在也包括复数形式。应进一步理解的是，说明书中所用的术语“包括”和/或“其包括”指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。

[0053] 下面的权利要求书中所有方法或步骤及功能元件的对应结构、材料、作用和等效物意图包括用于结合具体要求的其他所要求的元件来实现该功能的任何结构、材料或作用。本发明的描述已经出于说明和描述的目的被呈现，但并不意图是详尽的或将本发明限于所公开的形式。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员来说将是显而易见的。所选和所述的实现方式用于最好地解释本发明的原理及实践应用，同时让本领域其他普通技术人员理解本发明的多种实现方式，这些实现方式可针对特定的目标用途做出各种修改。