JP2002115735A - 成形エアスリーブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、密封度が高く、かつ、剛性なスリ
ーブ端部を備えた管状の形状を有するエアスリーブを提
供する。 【解決手段】 少なくとも１つの補強用プライが、一方
のスリーブ端部から、反対側のスリーブ端部に延び、補
強用プライは、プライコート合成物に包まれたコードと
を有し、補強用プライの少なくとも１つの端部が、一方
のエアスリーブ端部で終端している。本発明によれば、
補強手段は、補強用プライの端部から、プライコード合
成物よりも大きな距離をあけて配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成形エアスリーブ
に関する。本発明は、特に、エアスリーブの端部に所望
の構造を達成するように成形エアスリーブを構成および
製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エアスリーブは、ゴムのインナーライナ
と、すだれ織の２つのプライと、ゴムカバーとを有す
る。これらのスリーブは、ショックアブソーバおよびス
トラットの空気ばねとして取り付けられることにより、
自動車のヘルパースプリング市場に最大の商業用途があ
る。他の用途として、トラックの運転室のサスペンショ
ンのばね、トラックの運転者用シートのばね、および多
種多様な工業用空気ばねがある。

【０００３】エアスリーブは、いろいろな端部を有する
ように製造されるが、これらの端部は、コードプライの
末端が空気にさらされる構造（一般に切断端部）と、
「密封端部」と呼ばれる、コードプライの末端がゴムの
中に完全に包囲されていなくてはならない構造と、の２
種類の基本構造に大別される。密封端部のスリーブにつ
いて述べると、スリーブの端部がエアスプリングの高圧
室に露出し、高圧の空気が露出したコードの端末に入っ
てエアスリーブの本体に移動することにより、露出した
コードプライ端部がスリーブの故障を招くかもしれない
場合に、コードの末端をゴムで密封することは非常に重
要である。

【０００４】エアスリーブの別の共通要件は、コードプ
ライの末端が、部品（エアスリーブ）の０．２０”以下
（５．１ｍｍ以下）の密封端部であることである。この
要件はエアショックアブソーバ製造業者のニーズ、すな
わち、圧着留め具の端部を越える余分な材料を無くすこ
と、部品の端部のすぐ近くに圧着すること、およびコー
ドプライがスリーブの端部のすぐ近くで終わることを要
する優れた圧着を持つこと、に関わる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、密封端
部を備えたエアスリーブの製造にはいくつかの問題が生
じることがある。第１に、密封端部式のいくつかのエア
スリーブは、コード末端が部品の端部から０．２０”以
内（５．１ｍｍ以内）に配置されることを要するだけで
なく、部品の端部の面取り角が一般に３０°〜６０°で
あることも要し、これにより部品の端部の厚さを５０％
まで減少させる。端部に隣接していることおよび面取り
された形状であることを求めるコードに対する複合要件
は、面取り部による被覆ゴムの損失のため、成形工程中
にコード末端を確実に密封することを極めて難しくする
可能性がある。

【０００６】第２に、成形工程で部品の片側に膨張可能
なブラダーが使用され、部品の反対側に金属の型が使用
される場合、ブラダーが膨張するにつれ、エアスリーブ
の端部領域の著しい移動が生じる可能性がある。これに
より、エラストマーが柔軟で流動状態であるときに、コ
ードの末端が部品の一方の表面に向かって移動すること
がある。これにより、コード末端の密封が不確実になる
ことがある。

【０００７】第３に、エアスリーブの中には、部品に対
して硬い、すなわち容易に曲がらない端部を備えなくて
はならないものもある。この目標は、密封端部、すなわ
ち密封され面取りされた端部も要求される場合に達成が
難しいことがある。部品の端部まで完全に延びるコード
が存在しないために剛性が減少し、また、面取りが剛性
を著しく減少させる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、エアスリーブ
に関する。エアスリーブは、両側のスリーブ端部を有す
る管状の形状を有する。少なくとも１つの補強用プライ
は、一方のスリーブ端部から、反対側のスリーブ端部に
延び、補強用プライは、プライコート合成物に包まれた
コードとを有し、補強用プライの少なくとも１つの端部
は、一方のエアスリーブ端部で終端する。本発明によれ
ば、補強手段は、補強用プライの端部から、プライコー
ド合成物よりも大きな距離をあけて配置されている。

【０００９】補強手段は、繊維充填エラストマー、織布
プライ、ニット布プライ、スパンバンドプライ、および
コード補強プライから成る群より選択される。補強手段
が繊維充填ゴムである場合、エラストマーは、繊維切片
１．５〜６ｐｈｒ（ゴム１００部あたりの部数）からな
る。繊維の公称長さは、約１／１６インチ〜１／４イン
チ（１．５ｍｍ〜６．５ｍｍ）である。

【００１０】開示される発明の別の態様において、エア
スリーブの両端部の両方に補強手段が設けられる。

【００１１】本発明では、前述の望ましいエアスリーブ
を達成するエアスリーブ形成方法も開示されている。

【００１２】本発明を、一例として添付図面を参照しな
がら説明する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に、空気式ショックアブソー
バ、すなわちストラットに使用されるタイプのエアスリ
ーブ２を示す。エアスリーブ２は、一方のスリーブ端部
１０を裏返しにした状態で配置されており、ストラッ
ト、すなわちショックアブソーバにすぐに取り付けられ
るようになっている。図２に示されているように、スリ
ーブ２がサスペンションストラット４に用いられる場
合、一方のスリーブ端部６が、ショックアブソーバ４の
内部に形成される圧力室８の中で拘束され、他方のスリ
ーブ端部１０が、圧力室８の外側で拘束される。通常、
圧力室８の外側で拘束されるスリーブの端部１０が切断
端部であり、圧力室８の内側で拘束されるスリーブの端
部６が密封端部である。

【００１４】本発明によれば、エアスリーブ２の密封端
部６は付加補強層１２と一緒に形成される。図３（Ａ）
〜（Ｃ）参照。補強層１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、スリ
ーブ端部に位置し、補強用プライ１８、１９の端部２６
から距離ｔだけ離れている。距離ｔは、補強層１２と、
補強用プライ１８、１９の端部２６との間の最短距離と
して測定される。距離ｔは、補強用プライ１８、１９の
コード２７を被覆しているプライコートの厚さＰよりも
大きい。補強層１２は、スリーブ２の密封端部６のいろ
いろな位置に配置することができ、補強層１２の正確な
位置および形状は、いくつかの特定の実例によって限定
されるものではない。付加補強層１２は、エアスリーブ
２を製造する際に補助的な役割をし、スリーブ端部６の
所望の形状を保証し、また、スリーブ端部６において付
加的な補強を提供する。

【００１５】本発明のエアスリーブ２および本発明のエ
アスリーブ端部６のいくつかの特定の実施例について以
下に説明する。図３（Ａ）において、補強層１２Ａは、
補強層１２Ａの厚さの約半分の距離ｔだけ補強用プライ
から離れている、比較的太い繊維が充填されたゴム層で
ある。図３（Ｂ）において、補強層１２Ｂは、細いコー
ドによって補強された層である。補強層１２Ｂは、スリ
ーブ端部６の表面に沿いに位置する。図３Ｃにおいて、
補強層１２Ｃは、スリーブ端部６の内部に包含されてい
るファイバ充填ゴム層である。本発明のエアスリーブの
これらの実例から明らかであるように、補強層１２は種
々の材料から作製してもよいし、特定の記載実施例その
もの以外のスリーブ端部に多種多様な構成で配置しても
よい。他の構成として、スリーブ２の端部６の全体を包
囲（すなわち、端部を覆うようにＵ字形に包囲）する構
成、および、スリーブの片側だけに沿って延びる補強層
１２を有する構成、などもある。

【００１６】可撓性の成形エアスリーブ２を製造する第
１の段階は、未硬化の管状の予備成形物の組立である。
管状の予備成形物の層を積み重ねる効果的な方法であれ
ば、どれでも適している。好適な自動化方法は、米国特
許第３，７９４，５３８号に開示され、図４に示されて
いる。図示の方法では、回転可能なマンドレル１４上に
２つのスリーブが同時に作製され、マンドレル１４の長
さは、作製されるエアスリーブ２の長さの２倍よりも大
きい。エアスリーブ２の個々の構成要素は、エアスリー
ブ２の組立中の材料の取扱いを簡単にする移動ベルト１
６上に横たえられる。したがって、ベルト１６上に横た
えられた構成要素も、作製される単一のエアスリーブ２
の必要長の２倍の長さになる。ベルト１６上に横たえら
れる通常の構成要素は、少なくとも１つの補強用プライ
１８、１９と被覆層２０である。被覆層２０に隣接して
いるのは、移動ベルト１６の中央に置かれている補強層
２２である。補強層２２の幅は、製造するエアスリーブ
２の各端部に必要な幅の２倍である。

【００１７】予備成形物を組み立てる際、別の作業によ
り最も内側のゴム層２４が押出され、わずかに拡張させ
られ、回転マンドレル１４の上を滑らされる。第１のプ
ライ１８が、回転マンドレル１４と移動ベルト１６によ
って、最も内側のゴム層２４の上に重なるようにマンド
レル１４に螺旋状に付着させられる。第２のプライ１９
は、第１のファブリック層１８の上に反対向きに螺旋状
に巻き付けられる。布プライ１８、１９は、斜めに裁断
されて反対方向に延びるコードを含んでいる。プライ１
８、１９のコードは、プライコート合成物に包まれてプ
ライ１８、１９を形成する。管状の予備成形物は、多種
多様な任意の布コード、希望すればファブリックからも
構成でき、製造されるエアスリーブ２のタイプによって
プライ１８、１９のコードの特定バイアス角度が決まる
ことを理解されたい。カレンダー加工されたゴムの被覆
層２０が、下に横たわる層２４、１８、１９の上に付着
させられる。最後に、補強層２２が被覆層２０上に中央
に巻き付けられる。回転マンドレル１４上で組立てられ
た後、予備成形物はマンドレルから外され、半分に切断
されて２つの別個の予備成形物となる。

【００１８】予備成形物が半分に切断された後、予備成
形物の一方の端部は付加補強層２２を有するが、予備成
形物の反対側の端部は有しない。図示されていないが、
予備成形物の両方の端部に付加補強層２２を設けること
もできる。そのような構造の場合、付加補強層２２は、
中央の補強層に隣接する移動ベルト１６上に横たえても
よいし、いずれか他の妥当な方法で付着させてもよい。
補強層２２が予備成形物の少なくとも一方の端部に位置
する状態で予備成形物が組立てられて適切な長さに切断
された後、予備成形物は硬化させられてエアスリーブ２
となる。

【００１９】予備成形物を作製する別の方法として、限
定的ではないが、１つのスリーブだけを製造するのに必
要な材料を積み重ねる方法、最も内側のゴム層２４が回
転マンドレル１４に加えられる前に補強層２２を回転マ
ンドレル１４に加える方法、または、２倍長の予備成形
物の両端にのみ補強層２２を加える方法、などがある。

【００２０】補強層は、種類の異なる複数の材料から形
成してもよい。図３（Ａ）と図３（Ｃ）に示されるよう
に、補強層１２Ａ、１２Ｃは、繊維強化エラストマーで
ある。エラストマー基材は、限定的ではないが、ポリク
ロロプレン、ポリエピクロロヒドリン、ポリイソブチレ
ン、ハロゲン化ポリイソブチレン、天然ゴム、ポリイソ
プレン、ポリブタジエン、スチレンブタジエン、および
そのようなエラストマーのブレンドなどのエラストマー
など、エアスリーブの製造に広く使用されているエラス
トマーから選択される。被覆層２０によく付着するエラ
ストマーであればどれであっても補強層１２Ａ、１２Ｃ
のエラストマー基材として満足である。予備成形物の硬
化時に補強層１２Ａ、１２Ｃがすぐに被覆層２０に付着
してスリーブ２を形成するように、エラストマー基材
は、被覆層２０を形成するために使用されているエラス
トマーと同系統のものであることが好ましい。エラスト
マーは、約１．０〜１０ｐｈｒ、好ましくは１．５〜
６．０ｐｈｒ、好適な充填率６．０ｐｈｒの繊維を備え
ている。繊維は、公称長さ約１／１６インチ〜約１／４
インチ（１．５ｍｍ〜６．５ｍｍ）、好適な長さ約３／
１６インチ（４．７５ｍｍ）の短繊維である。繊維は、
補強層１２Ａ、１２Ｃの中で方向付けられていてもよい
し、そうでなくてもよい。繊維は、綿、ナイロン、レー
ヨン、ポリエステル、アラミド、ガラス、金属、スティ
ール、カーボンなど、通常の補強用繊維材料のものであ
ればどれでもよい。

【００２１】図３（Ｂ）に示されているように、補強層
１２Ｂは、ファブリック層またはコード層から形成する
こともできる。補強層１２Ｂがファブリック層である場
合、ファブリック層は、レーヨン、ナイロン、ポリエス
テル、アラミド、または綿などの材料、またはそのよう
な材料の組み合わせから織る、編む、またはスパンボン
ドすることもできる。ファブリックの厚さは薄いことが
好ましい。または補強層１２Ｂは、ファブリック層と同
じ材料から形成され、カレンダー加工されたコード層で
あってもよい。補強層１２Ｂが任意の被覆ゴムすなわち
エアスリーブ２のゴムに接着するように、接着剤層を補
強層１２Ｂに一般的な方法で塗布することもできる。

【００２２】いくつかの硬化／成形工程では、スリーブ
予備成形物の片側に膨張可能なブラダーを使用し、スリ
ーブの反対側に金属の型を使用する。予備成形物は、膨
張可能なブラダーと金属の型を使用して硬化させられ
る。予備成形物は膨張可能なブラダーの上に置かれ、次
に、金属の型の中に入れられる。あるいは、予備成形物
は金属の型の外側に置かれ、次に膨張可能なブラダーの
中に圧縮式に入れられる。金属の型は、硬化時にスリー
ブ２とスリーブ端部６、１０に所望の形状を与えてスリ
ーブ２を形成するように輪郭付けがなされている。膨張
可能なブラダーは、予備成形物を、輪郭に合致している
金属の型に押し付け、スリーブ端部６、１０を形成する
型の輪郭部に押しこむ。補強層１２がきわめて限定され
ているので、ブラダーが膨張しても、エアスリーブ端部
６におけるエラストマーの流動が生じない。

【００２３】繊維充填エラストマー１２Ａ、１２Ｃの繊
維切片であろうと、ファブリックまたはコード層１２Ｂ
で用いられている繊維であろうと、補強層１２内の繊維
は、最も内側のゴム層２４または被覆層２０の無繊維補
強エラストマーの流動性よりも大きな耐流動性を備えた
補強層１２を形成する。スリーブ２が硬化させられると
き、補強層１２は、スリーブ端部６におけるその位置を
維持し、スリーブ端部６は所望の形状を維持し、コード
端部２６の任意の動きは実質的に減少させられる。

【００２４】補強層１２は、スリーブ端部６の強度と剛
性も増加させる。スリーブ端部６が先細の端部を構成す
るように成形されると、補強層１２が、スリーブ２の成
形中、スリーブ端部６の形作られた先細部を維持するの
を助けるとともに、先細のスリーブ端部６の剛性を増加
させる。

【００２５】本発明により製造されるエアスリーブは、
図５に示されるように、空気ばね３０にも有用である。
空気ばねのエアスリーブ３２は、上側リテーナ３６によ
って一方の端部３４が固定され、下側リテーナ４０とピ
ストン４２との間に反対側の端部３８が固定される。エ
アスリーブの両端部３８、３４は、定められた成形形状
を有する。下側リテーナ４０とピストン４２との間に固
定される端部３８を、図５の図（Ａ）にさらに明確に示
す。スリーブ端部３８は先細の形状を有し、補強プライ
４６のコード端部４４は、エアスリーブ端部３８のちょ
うどその端部の手前で終端している。スリーブ端部３８
は、前述のように、本発明による繊維充填エラストマー
４８である補強層１２とともに示されている。図６に、
上に開示された本発明の方法を利用して形成することに
よって同様に恩恵が得られる、さらに複雑に形作られた
エアスリーブ端部５０を示す。端部５２は、本発明によ
り繊維充填エラストマーから形成される。ファブリック
／コード補強層を使用して、図５（Ａ）に示されるよう
にもっと単純な輪郭を有するスリーブ端部を形成するこ
ともできるが、図６に示されるようにもっと複雑な形状
を有するスリーブ端部に繊維充填エラストマーを使用し
て所望の形状にした方が良い。

【００２６】エアスリーブの端部に補強層を利用するこ
とにより、エアスリーブの端部に必要な強度とコード縁
部保護を与えながらエアスリーブの残りの部分を、成形
のあいだに流れる傾向が大きい曲げ耐久性の高い合成物
から作製することができる。したがってエアスリーブの
性能が損なわれることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】端部が裏返され、ストラット／ショックアブソ
ーバに取り付ける準備が整っている成形エアスリーブの
図である。

【図２】エアスリーブ付き空気式サスペンションストラ
ットの図である。

【図３】図（Ａ）は本発明のエアスリーブの一実施形態
の図である。図（Ｂ）は本発明のエアスリーブの別の実
施形態の図である。図（Ｃ）は本発明のエアスリーブの
さらに別の実施形態の図である。

【図４】本発明によるエアスリーブを組立てる方法を示
す図である。

【図５】空気ばねの図である。図（Ａ）は、本発明によ
るエアスリーブの端部の図である。

【図６】本発明の別のエアスリーブの図である。

【符号の説明】

２ エアスリーブ ４ サスペンションストラット ６ 密封端部 ８ 圧力室 １０ 切断端部 １２ 補強層 １４ 回転マンドレル １６ 移動ベルト １８ ファブリック層 １９ プライ ２０ 被覆層 ２２ 補強層 ２４ ゴム層 ２６ コード端部 ２７ コード ３２ エアスリーブ ３４ 端部 ３６ 上側リテーナ ３８ スリーブ端部 ４０ 下側リテーナ ４２ ピストン ４４ コード端部 ４６ 補強プライ ４８ 繊維充填エラストマー ５０ エアスリーブ端部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590002976 1144 Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅ ｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ 44316− 0001，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ロバート チャールズ シスラー アメリカ合衆国 44262 オハイオ州 マ ンロエ フォールズ ハリィ アヴェニュ ー 143 (72)発明者 ジェームス エドウィン ウッドリー アメリカ合衆国 44240 オハイオ州 ケ ント ビルッツ ロード 3475 (72)発明者 ジェフリー マーク フライ アメリカ合衆国 44685 オハイオ州 ユ ニオンタウン ニューベリィ アヴェニュ ー エヌダブリュ 10733 Ｆターム(参考） 3J045 AA10 BA01 BA02 CB11 CB17 CB18 DA01 EA10 3J069 AA28 DD40 DD47

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状の形状と、両側のスリーブ端部と、
   一方のスリーブ端部から反対側のスリーブ端部まで延在
   する少なくとも１つの補強用プライと、を有し、前記補
   強用プライがプライコード合成物に包まれたコードを有
   し、前記補強用プライの少なくとも一方の端部が一方の
   スリーブ端部で終端しているエアスリーブにおいて、 補強手段が、前記補強用プライの端部から、プライコー
   ド合成物より大きい距離をあけて配置されていることを
   特徴とするエアスリーブ。
2. 【請求項２】 前記補強手段が、繊維充填エラストマ
   ー、織布プライ、ニット布プライ、スパンボンドプラ
   イ、およびコード補強プライから成る群より選択される
   ことを特徴とする、請求項１に記載のエアスリーブ。
3. 【請求項３】 両側のスリーブ端部を備えた管状の形状
   を有するエアスリーブを形成する方法であって、複数の
   層を組立てて管状の予備成形物を成形する段階と、管状
   の予備成形物を硬化させてエアスリーブを形成する段階
   とを有し、前記層のうちの少なくとも１つが、少なくと
   も一方の端部が一方のスリーブ端部で終端し、プライコ
   ード合成物に包まれたコードを有する少なくと補強用プ
   ライである方法において、 少なくとも１つの前記層が補強層であって、補強層が補
   強用プライの端部から、プライコード合成物よりも大き
   な距離をあけて配置されるように前記複数の層を組立て
   る段階を有し、 前記補強層が繊維充填エラストマーであることを特徴と
   する方法。