JP4726751B2

JP4726751B2 - 係止機能付き伸縮装置

Info

Publication number: JP4726751B2
Application number: JP2006250175A
Authority: JP
Inventors: 義文田岡; 文正森
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd; Arai Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd; Arai Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2026-09-15
Also published as: JP2008069895A

Description

本発明は係止機能付き伸縮装置に関し、特に離間動作する２部材間に介装されて離間動作に伴って伸長し、伸長した状態で収縮方向に係止する係止機能付き伸縮装置に関するものである。

例えば、自動車用シートにおいては、自動車が追突されたときに乗員のムチ打ち障害を低減するために、シートバック上方に乗員の頭部を後方から受けるヘッドレストが設けられている。しかし、ヘッドレストを固定的に設けたものでは、追突時の衝撃によるシート全体の加速と乗員の慣性によって、シートバックが後方に傾斜すると共に乗員の体が斜上後方に浮き上がるため、乗員の頭部がヘッドレストの上方にずれて頸部に大きな負荷が作用し、乗員のムチ打ち障害を確実に低減することは困難であった。

そこで、ヘッドレストを装着したヘッドレスト支持フレームをシートバックフレームに前後に回動可能に枢支し、ヘッドレスト支持フレームの枢支部より下方部にシートバックの前面から加わる荷重を受ける受圧部を設け、追突時の乗員の上半身の慣性力による後方への相対移動によって受圧部に加わる荷重にてヘッドレスト支持フレームを回動させてヘッドレストを前方に移動させ、乗員の頭部を後方から受けることでムチ打ち障害を低減するようにし、さらに最初の追突後に乗員の上半身が前方に移動することでヘッドレストが直ちに後方に復帰移動してしまい、その状態で反動や多重追突などの後続現象が発生した場合のムチ打ち傷害の低減を図るため、ヘッドレスト支持フレームが回動した状態で係止手段にて係止し、その後の復帰回動を阻止するようにし、かつその係止手段の解除操作手段を設けることで、簡単に操作して正常な使用状態に復帰することができるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、荷重受けフレームとシートバックフレームを上部と下部の回転リンクにて連結して平行リンク機構を構成するとともに、ヘッドレストを装着されたヘッドレスト押上リンクと上部の回転リンクとを連結し、荷重受けフレームの後方移動に伴う上部の回転リンクの回転に連動してヘッドレスト押上リンクを介してヘッドレストを斜め前方上方に向けてスライドさせるようにし、さらに上部の回転リンクの一方向回転のみを許し、逆方向への回転を阻止するラチェット歯車機構などのワンウェイロック機構とその解除手段を設けたものも提案されている。また、荷重受けフレームを前方に付勢する衝撃吸収手段として、ばねを用いたものと、荷重解除時に徐々にしか復帰しないようにしたエアダンパとばねを複合したものとが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

また、足踏み式パーキングプレーキ装置において、そのペダルが急激に初期位置に復帰するのを防止するため、ペダルの踏み込みによって収縮されるようにアブソーバを配設し、このアブソーバをシリンダ部とピストン部とを有しかつシリンダ部の内面を伸長方向に径が大きくなるテーパ面に形成するとともにピストン部外周に角リングを装着した構成とし、ペダルを深く踏み込むほど抵抗が大きくなるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
特開２０００−１１８２８０号公報特開平１０−６８３２号公報特開平８−３２６８１７号公報

ところが、特許文献１に開示された構成では、ヘッドレスト支持フレームが前方回動してヘッドレストが所定位置になると係止手段でロックされるので、追突後の反動や多重追突などの後続現象が発生しても確実にムチ打ち障害を防止できるが、その後ヘッドレストを正常位置に復帰させるための解除操作手段を設ける必要があり、部品点数が増え、構成が複雑になるためコスト高になるという問題がある。

また、特許文献２に開示された構成では、ヘッドレストを装着されたヘッドレスト押上リンクと、荷重受けフレームの後方移動に伴って回転する上部の回転リンクとを連結し、この上部の回転リンクの一方向回転のみを許し逆方向への回転を阻止するワンウェイロック機構とその解除手段を設けているので、ヘッドレストの前方移動時に任意の位置でロックされて効果的にムチ打ち障害を防止でき、かつ簡単な操作で正常位置に復帰できるが、部品点数が非常に多くかつ構成が複雑であるため、コスト高になるという問題がある。

そこで、特許文献１に開示されたヘッドレスト支持フレームとシートバックフレームの間に、特許文献３に開示されたショックアブソーバに対応する伸縮装置を、ヘッドレスト支持フレームが前方回動した時に伸長し、収縮動作に対して大きな抵抗を与えるように介装することも考えられるが、特許文献３に開示されたショックアブソーバに類似した構成の伸縮装置では、急激な収縮動作に対するロック力が小さくかつロック作用のタイミングが遅いため、効果が十分に発揮されないという問題があることが判明した。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、伸長動作が円滑に行われるとともに伸長状態で急激な収縮動作に対して大きな係止力を発揮しかつ容易に元位置に収縮させることができる係止機能付き伸縮装置を提供することを目的とする。

本発明の係止機能付き伸縮装置は、伸長した状態で収縮方向に係止する係止機能付き伸縮装置であって、伸長方向に向けて内径が階段状に大きくなる段付内面を有するシリンダ部と、シリンダ部の段付内面に追従して当接するストッパ部を外周に設けたピストン部とを備え、伸長及び収縮動作途上でストッパ部は段付内面上を往復するものである。

この構成によれば、伸長方向にはピストン部がシリンダ部内を抵抗少なく移動して円滑に動作するが、急速に収縮しようとすると、ピストン部の外周のストッパ部がシリンダ部の段付内面の段部に係合することで、収縮動作に対する抵抗が大変大きくなり、収縮動作に対して大きな係止力が発揮され、またピストン部を所要の荷重でゆっくりと押し込み動作させると、ストッパ部が段付内面の段部を比較的容易に乗り越えることで容易に元位置に収縮させることができる。

また、伸長限近傍でストッパ部を段付内面に対して非当接状態にする復帰機構を設けると、ピストン部を伸長限近傍まで移動させることで復帰機構が作用してストッパ部が作用しなくなるので、容易に元の位置に復帰させることができて操作性が向上する。

本発明の係止機能付き伸縮装置によれば、伸長方向にはピストン部がシリンダ部内を抵抗少なく移動して円滑に動作するが、急速に収縮しようとすると、ピストン部の外周のストッパ部がシリンダ部の段付内面の段部に係合することで、収縮動作に対する抵抗が大変大きくなり、収縮動作に対して大きな係止力が発揮され、またピストン部を所要の荷重でゆっくりと押し込み動作させると、ストッパ部が段付内面の段部を比較的容易に乗り越えることで容易に元位置に収縮させることができる。

以下、本発明の係止機能付き伸縮装置の各実施形態について、図１〜図１２を参照して説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態の係止機能付き伸縮装置を適用した自動車用シートについて、図１〜図４を参照して説明する。

図１において、１は自動車用シートのシートバックであり、シートクッション（図示せず）にリクライニング可能に取付けられている。２はシートバック１の左右両側と上側を取り囲む骨格構造を構成する全体正面形状が略倒立Ｕ字状のシートバックフレームである。シートバックフレーム２は、パイプ材を略倒立Ｕ字状に曲げた上部パイプ３と両側下部の板金製の下部枠板４を一体化して構成されている。上部パイプ３の上端から適当距離下方の両側部内側にそれぞれ平面視略コ字状の枢支ブラケット５が嵌合させて配置され、その先端部がそれぞれ上部パイプ３に溶接にて固着されている。両枢支ブラケット５には互いに対向して軸穴（図示せず）が形成されるとともにその裏面にナット（図示せず）が固着されており、枢支軸６の先端のねじ部をナットに締結固定して植立するように構成されている。また、両枢支ブラケット５にはストッパ片７が起立されている。

８はシートバック１の上部に配設されるヘッドレストで、その下部両側から下方に一対のステー９が延出されている。１０はヘッドレスト８を支持するヘッドレスト支持フレームで、略倒立Ｕ字状の曲げたパイプフレーム１１にて構成されている。このパイプフレーム１１は枢支ブラケット５、５間に丁度嵌り込む幅を有し、かつその上辺が上部パイプ３の下部近傍に位置するように配置された状態で、両枢支ブラケット５に植立された枢支軸６にて前後に回動自在に枢支されている。

パイプフレーム１１の上辺には、ステー９を挿脱及び任意位置で固定可能に構成された支持筒部１２が固着されており、ヘッドレスト８を高さ調整可能に支持できるように構成されている。パイプフレーム１１の下端部間には受圧部材１３が架設されている。受圧部材１３はシートバック１の前面側から負荷される荷重を受けることができる剛性を有するように上部と下部に幅方向に延びる凹凸を有する形状に成形された横長の板材にて構成されている。

ヘッドレスト支持フレーム１０の下部の受圧部材１３の両側下端とシートバックフレーム２の下部枠板４の前縁との間に引張ばね１４が介装され、受圧部材１３に一定以上の荷重が作用しないと、受圧部材１３が後方に回動しないように構成されている。また、引張ばね１４にて受圧部材１３が前方に付勢された状態で、支持筒部１２がシートバックフレーム２の上部パイプ３の上辺前端に係合することでヘッドレスト支持フレーム１０の平常時の回動位置が規制されている。また、受圧部材１３が後方に回動した時のヘッドレスト支持フレーム１０の回動限位置は、ストッパ片７にパイプフレーム１１が係合することで規制される。

シートバックフレーム２とヘッドレスト支持フレーム１０の間には、受圧部材１３が前方から荷重を受けたときのヘッドレスト支持フレーム１０の回動に伴って伸長動作するように係止機能付き伸縮装置１５が介装されている。具体的には、シートバックフレーム２の下部枠板４の後縁から内側に突設された取付ブラケット１６先端の受溝１６ａと、受圧部材１３の両側部下縁から下方に突設された取付ブラケット１７先端の受溝１７ａに、係止機能付き伸縮装置１５の両端に形成された係合溝１５ａ、１５ｂを嵌入させて固定することによって結合されている。シートバックフレーム２の下部には、その幅方向に延びる一対の弾性支持部材（具体的には、ばね鋼から成る線材を波形状に成形して構成されたもの）１８が上下に適当間隔をあけて配設され、その両端が下部枠板４に切り起こし成形された係止片１９に係止されている。

係止機能付き伸縮装置１５は、図２に示すように、シリンダ部２０とピストン部２１にて構成されている。シリンダ部２０は、一端閉鎖で他端が開放された筒状体にて構成され、その一端に取付ボス２２が突設され、取付ボス２２とシリンダ部２０の間に係合溝１５ａが形成されている。シリンダ部２０の一端部の軸芯部に、内部のシリンダ空間２３を外部空間に連通させるオリフィス２４が形成されている。シリンダ部２０の内周面の軸芯方向の中央部には、係止機能付き伸縮装置１５の伸長方向、すなわち他端側に向けて内径が階段状に大きくなる段付内面２５が形成されている。段付内面２５は、具体的には、例えば段部の幅が数ｍｍ、段数が３〜８、段差が０．１〜０．２ｍｍ程度が適切である。また、段付内面２５の両側は、同じく係止機能付き伸縮装置１５の伸長方向に向けて径が大きくなるテーパ面２６ａ、２６ｂに形成されている。なお、テーパ面２６ａ、２６ｂに代えてストレートな円筒面に形成しても良い。

ピストン部２１は、シリンダ部２０の内周面に接して摺動するストッパ部３０を外周に有する一端部のピストン本体部２７と、ピストン本体部２７から他端に向けて延出された断面十字形の軸部２８と、その他端に設けられた取付ボス部２９とを備え、軸部２８はピストン本体部２７がシリンダ空間２３の奥端部に位置している状態で、取付ボス部２９がシリンダ部２０の他端から突出する長さに設定されており、取付ボス部２９の外周面の中間部に係合溝１５ｂが形成されている。

ストッパ部３０は、ピストン本体部２７の外周面に形成した環状溝３１にＣリング３２とＯリングなどの弾性リング３３を装着して構成されている。Ｃリング３２は、断面形状が略矩形状でかつその他端側面に外周側が他端に向かう傾斜面３２ａが形成され、弾性リング３３がこの傾斜面３２ａに当接するように配置され、環状溝３１は弾性リング３３の配置部の径が若干小さく形成されている。これにより、ピストン本体部２７がシリンダ部２０の一端に向けて摺動する係止機能付き伸縮装置１５の収縮動作時に、Ｃリング３２が摺動抵抗によって環状溝３１内で他端側に変位することで、弾性リング３３にて傾斜面３２ａが押されてＣリング３２が拡径付勢され、Ｃリング３２がシリンダ部２０の内周面に圧接されるように構成されている。

以上の構成によれば、追突前の平常状態では、図１に示すように、ヘッドレスト支持フレーム１０の下部の受圧部材１３が引張ばね１４にて前方に付勢されているので、ヘッドレスト支持フレーム１０の上部の支持筒部１２がシートバックフレーム２の上端に係合して静止している。

次に、自動車が追突された時には、シートが前方に向けて衝撃的に押され、その反動で乗員の上半身が後方に移動し、シートバック１の前面に後方に向けて大きな荷重が作用する。すると、受圧部材１３が後方に向けて強く押圧され、ヘッドレスト支持フレーム１０の下部が引張ばね１４の付勢力に抗して枢支軸６回りに後方に回動し、ヘッドレスト支持フレーム１０の上部の支持筒部１２が前方に回動してヘッドレスト８が前方に移動する。これによって、乗員の頭部をヘッドレスト８によって確実に受け止めることができ、乗員の頸部を保護してむち打ち傷害を効果的に低減することができる。

また、上記受圧部材１３の後方移動に伴って係止機能付き伸縮装置１５が伸長動作する。その際に、係止機能付き伸縮装置１５のシリンダ部２０の段付内面２５及びその両側のテーパ面２６ａ、２６ｂが、係止機能付き伸縮装置１５の伸長方向に径が大きくなるように形成されているので、ピストン部２１は小さな摺動抵抗とシリンダ部２０の一端に形成されたオリフィス２４を空気が通過する際の空気抵抗が作用するだけで円滑に伸長動作し、その結果ヘッドレスト８の前方移動の移動量が小さくなったり、移動のタイミングが遅れたりすることなく、乗員の頭部をヘッドレスト８によって確実に受け止めることができる。

その後、受圧部材１３に後方向きの荷重が作用しなくなると、引張ばね１４の付勢力にて受圧部材１３が前方に移動し、それと連動して係止機能付き伸縮装置１５が収縮動作する状態になるが、係止機能付き伸縮装置１５の収縮動作時には、上記のようにピストン部２１のストッパ部３０におけるＣリング３２がシリンダ部２０の段付内面２５に強く圧接されることによって、Ｃリング３２が段付内面２５の段部に係合し、その結果急激な収縮動作に対して大きなロック荷重が発生し、受圧部材１３の前方移動とそれに伴うヘッドレスト８の後方移動が大きな荷重で阻止される。かくして、ヘッドレスト８が前方に移動した状態で、係止機能付き伸縮装置１５にてヘッドレスト支持フレーム１０がロックされた状態となり、乗員の頭部をヘッドレスト８によって確実に受け止めることができる。

その後ヘッドレスト８に継続して衝撃荷重が作用し、又はその後に再度衝撃荷重が作用して、段付内面２５の最初の段部とＣリング３２の係合による制動力以上の荷重が作用すると、Ｃリング３２がその段部を乗り越え、その乗り越え直後は一旦制動荷重は極めて小さくなるが、直ちに段付内面２５の次の段部にＣリング３２が係合し、急激な収縮動作に対して大きなロック荷重が発生することになり、以後順次各段部で大きなロック荷重が作用してロックされることになる。こうして、図３に示すように、段付内面２５の各段部にＣリング３２が係合する毎に、比較的大きなロック荷重（図３の例では、４００〜８００Ｎ）にて前方移動がロックされることになり、その間にヘッドレスト８に作用する衝撃エネルギーが吸収され、乗員のむち打ち傷害を効果的に低減することができる。

なお、従来の特許文献１に記載のロック機構の場合には、図３に一点鎖線で示すように、所定のストローク位置で大きなロック荷重（図３の例では、９００Ｎ以上）にて１回だけロックされることになる。この従来のロック機構では、受圧部材が後方の所定位置まで移動すると、ヘッドレストが強固にロックされるので、追突時及びその後の後続現象時に大きな頭部受け止め効果が発揮されるが、受圧部が後方の所定位置まで移動しない程度の衝撃の追突時には効果が発揮されない。これに対して、本実施形態では追突時の衝撃の程度に応じて受圧部材が後方に移動すると、その位置近傍でそれぞれロックが作用するので、その後の後続現象時に頭部受け止め効果を得ることができ、どのような追突時にも乗員のむち打ち傷害を効果的に低減することができる。また、係止機能付き伸縮装置１５として特許文献３に開示されたものを適用し、図４（ａ）に示すように、シリンダ部２０の内周面をテーパ内面３６にて構成した場合には、図４（ｂ）に示すように、係止機能付き伸縮装置１５の収縮動作に伴って徐々に制動力が上昇して、ほぼ収縮動作が終了してしまう直前でロック状態となるだけであり、かつそのロック荷重も小さい（図４の例では、最大で１４０Ｎ程度）ので、乗員のむち打ち傷害の低減効果は殆ど得られず、本実施形態のように段付内面２５を設けた場合とは著しい効果上の差異がある。

このように、追突時に上記のように乗員の頭部を受けた後ヘッドレスト８はその後大きく又は殆ど復帰移動しないので、追突後の反動により前方に移動した後の再反動と乗員の反射動作により頭部が後方に移動する場合や、多重追突のための複数回の追突衝撃を受ける場合や、追突によって前の障害物に衝突して追突後の反動と重なり、その反動と乗員の反射動作とが重なる場合などでも、乗員の頭部が後方に大きく移動する前に、前方位置でロックされたヘッドレスト８にて頭部を受けることができ、むち打ち傷害を防止することができる。

その後に、ヘッドレスト８を平常状態に復帰させるには、ヘッドレスト８を所定荷重以上でゆっくりと後方に向けて押すことで、シリンダ部２０の段付内面２５の段部はその高さが小さく、また弾性リング３３の圧縮反力でＣリング３２が段付内面２５に強く圧接されることもないので、ピストン部２１のＣリング３２がその段部を比較的容易に乗り越え、係止機能付き伸縮装置１５を容易に収縮させることができ、ヘッドレスト８を元の状態に復帰させることができる。かくして、複雑な構成の係止手段と係止解除手段を設けなくても良く、部品数が増加せず、安価な構成でかつ簡単な操作にて正常な使用状態に復帰することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の係止機能付き伸縮装置の第２の実施形態について、図５〜図８を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明においては、先行する実施形態と同一の構成要素については同一参照符号を付して説明を省略し、主として相違点について説明する。

上記第１の実施形態では、ピストン部２１を初期の収縮位置まで復帰させるときに、ストッパ部３０のＣリング３２がシリンダ部２０の段付内面２５の段部に係合するため、それを乗り越えさせるのにある程度の荷重を負荷する必要があり、復帰時の操作性があまり良くないという問題がある。そこで本実施形態では、図５に示すように、シリンダ部２０の伸長端部に、シリンダ部２０に一端側に向けて径が大きくなる逆テーパ内面４２を有する端部筒体４１を螺合部４３を介して装着固定し、ピストン部２１におけるピストン本体部２７の外周のストッパ部３０を、内周面が一端側に向けて径が小さくなるテーパ面にて形成されたテーパ環状溝４４に、内周面が同じく一端側に向けて径が小さくなるテーパ面に形成された断面楔形の楔状Ｃリング４５を装着した構成としている。テーパ環状溝４４の幅寸法は、楔状Ｃリング４５の幅寸法より大きく、楔状Ｃリング４５がテーパ環状溝４４の一端側面に位置している状態で、楔状Ｃリング４５の外周はシリンダ部２０の内周面の最も径の小さい一端部に遊嵌するように構成されている。

この構成によれば、日常的にヘッドレスト８を前後にゆっくり移動させることで係止機能付き伸縮装置１５がゆっくり伸縮動作する場合、及び追突時に受圧部材１３が衝撃的に後方に押されて移動するのに伴って係止機能付き伸縮装置１５が急速に伸長動作する際には、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ストッパ部３０において楔状Ｃリング４５がテーパ環状溝４４の一端側面に位置した状態が維持されるので、楔状Ｃリング４５が段付内面２５の段部に係合することはなく、シリンダ部２０に対してピストン部２１は自由に出退することができ、係止機能付き伸縮装置１５の伸縮動作は抵抗なく円滑に行われる。

一方、追突時に受圧部材１３が衝撃的に後方に押されて移動した後、受圧部材１３とともにピストン部２１が前方に、すなわちシリンダ部２０の一端側に、一定以上の加速度で移動すると、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、テーパ環状溝４４内で楔状Ｃリング４５が他端側に相対移動し、その結果楔状Ｃリング４５がテーパ環状溝４４のテーパ内周面で拡径され、楔状Ｃリング４５が段付内面２５の段部に係合し、係止機能付き伸縮装置１５の収縮動作が阻止されてその状態にロックされる。これにより、前方位置でロックされたヘッドレスト８にて頭部を受けることができ、むち打ち傷害を防止することができる。

さらに、追突後に、ロック状態を解除してヘッドレスト８を元の位置に復帰させる場合には、ヘッドレスト８を引張ばね１４の付勢力に抗して一旦逆に前方にゆっくりと大きく移動させ、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、係止機能付き伸縮装置１５を最大伸長状態近くまで伸長させると、ピストン部２１のピストン本体部２７が端部筒体４１まで移動し、ストッパ部３０が逆テーパ内面４２に嵌合し、楔状Ｃリング４５が逆テーパ内面４２に係合した状態となり、そのままピストン部２１が矢印ａのように引き出されると、楔状Ｃリング４５が矢印ｂのようにテーパ環状溝４４の一端側面に向けて相対移動され、その結果楔状Ｃリング４５がテーパ環状溝４４のテーパ内周面に沿って縮径して、楔状Ｃリング４５が段付内面２５の段部に係合しない状態にセットされる。従って、その後ヘッドレスト８は引張ばね１４の付勢力にて後方に移動して元の位置に復帰する。従って、複雑なロック解除手段を設けることなく簡単な操作によって、確実にかつ容易にヘッドレスト８を元の位置に復帰させることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の係止機能付き伸縮装置の第３の実施形態について、図９〜図１１を参照して説明する。

上記第２の実施形態の係止機能付き伸縮装置１５においては、ピストン本体部２７の外周のストッパ部３０を、テーパ環状溝４４に楔状Ｃリング４５を装着した構成とし、急激な収縮動作時に楔状Ｃリング４５が慣性力でテーパ環状溝４４の他端側に移動して拡径し、段付内面２５に係合するようにしたが、慣性力だけで楔状Ｃリング４５がテーパ環状溝４４のテーパ面上を移動して拡径する必要があるため、必要時に確実に作用しない場合も考えられる。そこで、本実施形態では、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、楔状Ｃリング４５を自然状態で段付内面２５に圧接するような径に形成してテーパ環状溝４４に拡径付勢力をもって装着されるようにし、かつ楔状Ｃリング４５の一端面の内周部に係合突起５１を突設するとともに、テーパ環状溝４４の一端側の側面に係合突起５１が嵌入係合する係合溝５２を形成し、係合突起５１を係合溝５２に嵌入係合させることで楔状Ｃリング４５が縮径された状態に保持されるようにしている。なお、係合溝５２の外周面は、他端側に向けて若干径が大きくなるテーパ面に形成され、係合突起５１が容易に離脱するように構成されている。

以上の構成の係止機能付き伸縮装置１５によれば、図９（ａ）に示す収縮限の少し手前位置で、図９（ｂ）に示すように、係合突起５１が係合溝５２に嵌入係合した状態でも楔状Ｃリング４５が段付内面２５の段部に係合した状態となり、そのまま白抜矢印５３のように収縮限まで伸縮動作させることで、図９（ｃ）に示すように、係合突起５１が係合溝５２から抜け出して楔状Ｃリング４５が自身の拡径付勢力にて段付内面２５に接した状態となる。その後、係止機能付き伸縮装置１５が、白抜矢印５４のように伸長動作する際には、楔状Ｃリング４５がテーパ環状溝４４の一端側の側面で押されて段付内面２５に接触した状態で摺動し、係止機能付き伸縮装置１５の伸長動作は殆ど抵抗なく円滑に行われる。

一方、図１０（ａ）に示すように係止機能付き伸縮装置１５の伸長状態で、ピストン部２１が白抜矢印５５のようにシリンダ部２０の一端側に向けて移動しようとすると、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、楔状Ｃリング４５が伸長位置の近傍で段付内面２５の段部に確実に係合し、係止機能付き伸縮装置１５の収縮動作が阻止されてその状態に係止される。このとき、楔状Ｃリング４５はテーパ環状溝４４のテーパ面で拡径方向に押圧されることによって段付内面２５に対し強い力で押し付けられる状態となるので、確実な係止が行われる。

さらに、係止状態を解除して係止機能付き伸縮装置１５を収縮動作させる場合には、図１１（ａ）に示すように、係止機能付き伸縮装置１５を矢印５６のように最大伸長状態近くまで伸長させると、ピストン部２１のピストン本体部２７が端部筒体４１まで移動し、ストッパ部３０が逆テーパ内面４２に嵌合し、楔状Ｃリング４５の他端外周縁が逆テーパ内面４２に係合した状態となり、楔状Ｃリング４５が矢印５７のように縮径されながらテーパ環状溝４４の一端側面に向けて相対移動され、係合突起５１が係合溝５２内に嵌入係合され、その結果楔状Ｃリング４５が縮径して段付内面２５の段部に当接しない係止解除状態に保持される。その後は、図１１（ｂ）に示すように、係止機能付き伸縮装置１５を円滑に収縮動作させることができ、収縮限の少し手前位置で図９（ａ）、（ｂ）の状態となり、さらに収縮限まで収縮動作させることで、図９（ｃ）の状態に復帰する。一定以上の加速度で楔状Ｃリング４５が係合溝５２から外れる様にしてもよい。

なお、上記第１〜第３の実施形態の説明では、係止機能付き伸縮装置１５をヘッドレスト支持フレーム１０の枢支軸６の下部とシートバックフレーム２との間に配設した例を示したが、ヘッドレスト支持フレーム１０の枢支軸６より上部とシートバックフレーム２との間に配設しても良い。また、上記実施形態では、係止機能付き伸縮装置１５の一端にオリフィス２４を設けているので、その穴径を調整することで係止機能付き伸縮装置１５のダンパ機能を調整することができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態の係止機能付き伸縮装置を適用したポップアップ機能を有する自動車用フード装置について、図１２を参照して説明する。

以上の実施形態では、本発明の係止機能付き伸縮装置を自動車用シートにおけるヘッドレスト支持構造に適用した例を示したが、本実施形態は、図１２に示すように、ポップアップ機能を有する自動車用フード装置におけるアクチュエータに本発明の係止機能付き伸縮装置を適用したものである。図１２（ａ）において、６１は、自動車のエンジンルーム６０の上面を覆うフードであり、平常時は仮想線で示すように、エンジンルーム６０内のエンジンなどの機器６２に近接してその上部を覆っているが、衝突時にアクチュエータ６３が白抜矢印６４の如く伸長動作し、そのピストンロッド６５にてフード６１の後端部を突き上げてフード６１をその前端を支点にして実線で示すように上方に持ち上げ、フード６１と機器６２との間に空間を形成し、フード６１上に障害物６６が衝突した時に仮想線で示したようなフード６１の変形代を確保することで、障害物６６が受ける衝撃を吸収するように構成されている。６７は、フード６１の持ち上げ量を一定に規制するリンク機構である。

このようなフード装置において、アクチュエータ６３は、図１２（ｂ）に示すように、軸心を垂直にして配置されたシリンダ部７０内に、ピストン部７１が上下動自在に収容配置れるとともに、このピストン部７１にピストンロッド６５が連結されている。シリンダ部７０の下端には、衝突時にシリンダ空間７３内にガスを噴出するインフレータ７４が配設され、衝突時にピストン部７１を押し上げるように構成されている。シリンダ部７０の内面には、下部から上部に向けて径が大きくなる段付内面７５が形成されており、ピストン部７１の外周には、上記各実施形態で示したストッパ部３０と同様のストッパ部８０（詳細は、図示省略）が設けられている。

本実施形態においては、衝突時には、アクチュエータ６３のシリンダ部７０内にインフレータ７４からガスが噴出されてピストン部７１が押し上げられ、ピストンロッド６５を介してフード６１が図１２（ａ）に実線で示すように持ち上げられる。その後、フード６１の重量や障害物６６の衝突荷重によってフード６１に下向きの荷重が作用してフード６１が下降しようとしても、ピストン部７１のストッパ部８０が段付内面７５の段部に係合することによって、フード６１は持ち上げられた状態で保持されるので、上記のようにフード６１の変形代を確保して障害物６６が受ける衝撃を吸収することができる。

本発明の係止機能付き伸縮装置は、伸長方向には円滑に動作するが、急速に収縮しようとすると、ピストン部の外周のストッパ部がシリンダ部の段付内面の段部に係合することで、収縮動作に対して大きな係止力が発揮され、また容易に元位置に収縮させることもできるため、追突時のムチ打ち障害を低減する自動車用シートやポップアップ機能を有するフード装置のアクチュエータなどの各種伸縮装置に有用である。

本発明の第１の実施形態の係止機能付き伸縮装置を適用した自動車用シートの要部の概略構成を示す斜視図である。同実施形態における係止機能付き伸縮装置の構成を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図の作用説明図である。同実施形態の係止機能付き伸縮装置の収縮動作時におけるストローク位置とロック荷重を示す特性図である。比較例のテーパ内面を有する伸縮装置を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は収縮動作時におけるストローク位置とロック荷重を示す特性図である。本発明の第２の実施形態の係止機能付き伸縮装置の構成を示す断面図である。同実施形態の係止機能付き伸縮装置における伸長初期の状態を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は要部の拡大断面図である。同実施形態の係止機能付き伸縮装置における伸長した状態を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は要部を拡大断面図である。同実施形態の係止機能付き伸縮装置における所定の作用範囲を超えて伸長した状態を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は要部を拡大断面図である。本発明の第３の実施形態の係止機能付き伸縮装置の構成を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は要部の拡大断面図、（ｃ）は収縮限での状態の要部の拡大断面図である。同実施形態の係止機能付き伸縮装置における伸長した状態を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は要部の拡大断面図である。同実施形態の係止機能付き伸縮装置における復帰収縮動作の説明図であって、（ａ）は所定の作用範囲を超えて伸長した状態の断面図、（ｂ）は復帰収縮時の状態の断面図である。本発明の第４の実施形態の係止機能付き伸縮装置を適用した自動車用フード装置を示し、（ａ）は全体概略構成を示す縦断面図、（ｂ）は要部であるアクチュエータの断面図である。

符号の説明

１５係止機能付き伸縮装置
２０、７０シリンダ部
２１、７１ビストン部
２５、７５段付内面
３０、８０ストッパ部
６３アクチュエータ

Claims

伸長した状態で収縮方向に係止する係止機能付き伸縮装置であって、
伸長方向に向けて内径が階段状に大きくなる段付内面を有するシリンダ部と、
シリンダ部の段付内面に追従して当接するストッパ部を外周に設けたピストン部とを備え、
伸長及び収縮動作途上でストッパ部は段付内面上を往復することを特徴とする係止機能付き伸縮装置。
伸長限近傍でストッパ部を段付内面に対して非当接状態にする復帰機構を設けたことを特徴とする請求項１記載の係止機能付き伸縮装置。