JP2003523890A - 油圧軸受 - Google Patents

油圧軸受

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JP2003523890A
JP2003523890A JP2001561928A JP2001561928A JP2003523890A JP 2003523890 A JP2003523890 A JP 2003523890A JP 2001561928 A JP2001561928 A JP 2001561928A JP 2001561928 A JP2001561928 A JP 2001561928A JP 2003523890 A JP2003523890 A JP 2003523890A
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radial
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JP2001561928A
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シュライニッツ,ウヴェ
カルス,エイク
ニクス,ステファン
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ヴァコ アーファウエス ゲーエムベーハー
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/02Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04Wound springs
    • F16F1/12Attachments or mountings
    • F16F1/126Attachments or mountings comprising an element between the end coil of the spring and the support proper, e.g. an elastomeric annulus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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    • F16F13/04Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
    • F16F13/06Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper
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    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/08Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber
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  • Combined Devices Of Dampers And Springs (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、支持用接続と、前記支持用接続と軸方向に対向位置にある控え壁接続と、両者間に位置し、(i)エラストマ半径方向ばね(2)と、(ii)ベル型転がり隔膜の形で個別の成形エラストマ部として構成され、支持用接続と控え壁接続との間に作動室(6)と絞り流路と補正室とからなる油圧緩衝装置の一部を形成する伸縮ばね(3)と、(iii)軸方向直立の鋼鉄螺旋ばね(4)とからなる軸受ばね要素と、軸受ばね要素及び油圧制振装置を半径方向に包囲し、控え壁接続によって支持される軸受ハウジングとからなる、特に自動車両組立品を支持するための油圧軸受に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は請求項1の導入項による油圧軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
前記種類の油圧制振式パワーユニット軸受は、相反する解決策を必要とする相
反する目的を持つ機能要求を満たすものである。まず第一に、このようなパワー
ユニット軸受は、パワーユニット、特に自動車両のパワーユニットを車台に連結
するために用いられる。停止時のパワーユニットの静的状態では、自動車両の横
軸および縦軸延長に対して垂直なz方向におけるパワーユニットの静荷重を担持
しなければならない。さらにまた、油圧軸受の一実施例を自動車両に用いるとき
には、動的動作状況下で発生するパワーユニットと車台との間の相対移動を制限
しなければならない。これには、3つの座標方向の全てにおいて高いばね剛性を
必要とする。同時に、このような油圧軸受は、モータ振動を隔離してそれらの攪
乱振動をモータから車台に伝えないように設計される。これには、できるだけ低
いばね剛性を必要とする。一般的な油圧軸受では、支持ばねが同時に油圧作動室
の境界を効果的になるように定めるので、油圧液用の大きなポンピング領域と大
きな容積剛性とを提供しなければならない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
これらの相反する目的は、2対の矛盾に要約できる。即ち、自動車両で使用さ
れる油圧軸受のエラストマばね装置は、軸方向に大きな軸受変位を提供すると同
時に、半径方向に大きな延長経路を提供しなければならない。加えて、エラスト
マばね装置は、共振と擾乱振動を隔離すると同時に、高い動的な長期に持続する
強度と容積剛性とを提供しなければならない。
【0004】 当技術の現況によれば、油圧軸受の支持ばねの設計に関するこれらの相反する
目的間で妥協点を見つけるための試みが幾つか知られている。
【0005】 ドイツ特許出願公開明細書 DE 195 43 239 A1には、油圧軸受の支持ばねの凹
部によってばねを弱めて伸縮領域を形成することが記述されている一方、他方で
はばねは、振動の隔離のための要件を満たす程度、そのばね動作において円滑化
される、ということが記述されている。パワーユニットの静的および動的負荷に
関する要件を満たすために、支持用金属ばねを油圧作動室内に配置する。金属ば
ねは、パワーユニットと車台との相対移動を制限し、かつこれらの軸受上に載置
されるパワーユニットの静的および動的負荷を支持する。このような妥協は、し
かし、軸受の十分な緩衝機能にとって必須の特徴である、支持ばねの容積剛性を
減少させてしまう。
【0006】 当技術の現況によれば、妥協は、制御室を形成することによって金属ばねを包
囲する延長可能エラストマ隔膜制御ばねにある。制御ばねは、油圧の影響を受け
ることが可能で、作動室内に位置する。当技術の現況によれば支払われる代償は
、半径方向ばねのばね特性を補正する制御ばねのための完全に付加的な制御機構
である。これは、伸縮ブラダーと一体化される。他の不都合としては、不可避な
動的負荷による金属ばねの破損によって生じる軸受の高破損率がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
当技術の現況に鑑みて、本発明の目的は、互いに相反する軸受特性間に改良し
た均衡を可能にする油圧軸受を考案することである。本発明は、請求項1の特徴
項から成る油圧軸受によってこの問題を解決する。
【0008】 本発明の基本概念は、油圧軸受の軸方向支持ばねと半径方向ばねとを構造的に
分離することだけでなく、伸縮ブラダーと半径方向ばねをも構造的に分離するこ
とである。当技術の現況と対照的に、伸縮ブラダーと半径方向ばねとはただ1つ
だけではなく、それぞれが互いに完全に独立している2つのエラストマ本体を備
える。伸縮ブラダーは、半径方向ばねに配置した凹部ではなく、半径方向ばねか
ら分離した第2ばね要素としての転がり隔膜によって形成される。この結果共通
の軸受本体を、伸縮ブラダーと別個の半径方向ばねとに分断するため、両ばね要
素は、それぞれに特有の要件に応じて互いに独立に最適化できる。半径方向ばね
の剛性は、例えば、異方性で良い。支持用螺旋ばねの場合、Z、XおよびY間の
剛性関係は、それぞれ10対1対1に調整可能である。油圧軸受の寸法を一般的
に変えない場合、Z、XおよびY間の他の剛性関係は、例えば、それぞれ1対5
対5に調整可能である。こうしたことが可能であるのは、ばね機能を支持ばねと
半径方向ばねとに分離した後でも、エラストマ軸受本体がその構成および形状に
関して伸張可能である必要はないからである。また、半径方向ばねと個別の伸縮
ブラダーの両部品は、それぞれの用途の要件に応じて使用エラストマの剛性や品
質を選択することによって設計しても良い。例えば、エラストマの温度や安定性
など、他のばね性質は、必要に応じてはじめて実現すればよいということである
【0009】 負荷側接続から車台側接続への方向における油圧軸受の上面図では、伸縮ブラ
ダーは、油圧軸受内部で半径方向ばねの背後に位置し、油圧作動室を包囲するた
めの独特で排他的な隔膜壁を形成する。3つのばね要素、即ち、支持ばねと半径
方向ばねと伸縮ブラダーの協調動作を確保するため、半径方向ばねと伸縮ブラダ
ーは、圧力嵌め、形状嵌め、あるいは、摩擦係止法で3つのばね部品を堅固に結
合接続する剛性結合要素を備える。本発明の一実施例によれば、半径方向ばねと
伸縮ブラダーとは、内部金属片を備える。これらの内部金属片は、エラストマ内
に組み込まれ、軸方向に、および、互いに同軸に中心配置され、形状嵌め、圧力
嵌め、特にスラグ嵌めや摩擦係止による固定的かつ剛性的な方法で互いに接続さ
れる。好都合なことに、特に円形ではない左右対称な2つの内部片の結合領域に
おける座の形状によって、あるいは、目違い継ぎ(さねはぎ)によって、半径方
向ばねと伸縮ブラダーの2つの内部片の間に捻れ安全装置が形成される。このよ
うにして、伸縮ブラダーの内部片と半径方向ばねの内部片とからなる内部複合材
が、例えば鋼鉄製の支持用螺旋ばねの負荷側上面に載置される。この支持ばねは
、油圧軸受の車台側接続上に直接あるいは間接に載置される。「間接」という用
語は、油圧軸受の中間要素、例えば、それ自体は車台そのもの或いは油圧軸受の
車台側接続上に載置される共通半径方向分離ディスク上に支持ばねを載置するこ
とを意味する。
【0010】 油圧軸受の公知の軸受本体は、ポンピング領域として、伸縮ブラダーとして、
また同時に支持ばねとして働かねばならなかった。さらに同時に、半径方向ばね
としても機能した。しかし、油圧軸受は、分解中は、構造上のより大きな労力な
しに、また、複雑な付加的な制御機構なしに組み立てることができ、そのばね特
性は、その用途の要件に応じて結果的に生じる各軸に関しては勿論、3つの主軸
のそれぞれに関しても独立調整可能である。
【0011】 油圧軸受の構成に関するこれらの新しい構造上の可能性によって、少なくとも
所定の方向において半径方向ばねの相対的に平滑な形状でさえ可能にするが、支
持ばねとして使用される鋼鉄製螺旋ばねの受ける半径方向歪みを増加させること
ができる。半径方向ばねの設計可能性を制限せず、また、妥協することによって
生じる支持ばねの形状と寸法の制約を受けないようにするため、本発明の更なる
実施例によれば、支持ばねは、エラストマ緩衝器あるいはエラストマ推力ばね上
に軸方向に載置されるように、油圧軸受の車台側接続上に間接的にのみ載置され
る。推力ばねの負荷側に設けられる中央スピゴットは、推力ばね上に載置される
支持ばねに対して心出し効果を持つことができる。さらにまた、中央スピゴット
は、制振ストッパとして動作しても良い。この場合、軸受はそれに応じて構成さ
れる。前記心出しスピゴットは、支持ばねとして用いられる螺旋ばねの内側輪郭
に応じて、また、その上に載置される軸方向ばね内に伸張するように設計される
【0012】 本発明の更なる実施例によれば、カップ型薄板金を、外側フランジを有し車台
側に開口した心出しスピゴットに加硫することによって、推力ばねに形成される
心出しスピゴットの付加的な安定化をもたらすことができる。
【0013】 鋼鉄製螺旋ばねの車台側支持の設計によって、共有応力を効果的に補正するこ
とができる。これらの共有応力は、それぞれの車台側に強固に支持されたあらゆ
る種類の螺旋ばねに周知の破損を引き起こす。それゆえ、本発明の実施例として
説明してきた支持ばね軸受の前記軸受や支持は、開示の範囲に該当しない油圧軸
受にも使用することができということを指摘しておく。
【0014】 本発明の更なる成果は、従属請求の範囲の内容である。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照し、実施例に従って本発明を更に詳細に説明する。
【0016】 図1には、油圧軸受の負荷側上面が軸方向断面図で示されている。その残りの
部分は、図1には示されていないが、当技術の現況によって構成されている。図
2においては、図1の実施例が、軸受の縦軸を中心に時計回りに90°回転させ
られている。具体的な実施例に適応される本発明の特徴は全て、図1に示されて
いる。それゆえ、周知で、当技術の現況の一部である、油圧制振支持軸受の車台
側要素を説明あるいは例示する必要はない。
【0017】 図示した本発明の実施例は、自動車両のパワーユニットの軸受に用いられる。
本実施例は、負荷側接続1と、図示しないが負荷側接続と軸方向に対向する共通
車台側接続と、前記接続間の軸方向ばね2としてのディスク状エラストマばねと
、転がり隔膜を提供する伸縮ブラダー3を形成するエラストマ隔膜ばねと、鋼鉄
製の支持ばね4としての螺旋ばねとからなる。
【0018】 本軸受けのばね装置は、鋼鉄製軸受の円筒ハウジングとクランク形円筒ハウジ
ングとによって包囲される。伸縮ブラダー3は、その負荷側に弾性変形可能なポ
ンピング壁を形成することによって油圧作動室6の境界となる。作動室6の車台
側は共通分離ディスクによって閉鎖され、一方では油圧作動室6内へ開口すると
ともに、他方では分離ディスクの車台側面の下に周知の方法で形成された通常の
釣合い室内へ開口する絞り流路を構成する。
【0019】 伸縮ブラダー3は、制振要件に応じた輪郭およびポンピング領域を持つ転がり
隔膜として形成される。油圧液のポンピング容積と制振の容積剛性とは、適当な
材料を選択することによって、および/または、要件に応じて転がり隔膜を構成
することによって、構造上の設計および改造をすることができる。これらの設計
可能性は、油圧軸受の他のばね特性からは独立したものである。
【0020】 伸縮ブラダー3は、加硫軸受リング7によってハウジング5の壁の内面に固定
される。負荷側において、伸縮ブラダー3は、剛性材料からなり、かつ優先的に
は鋼鉄からなるコア8を有する。優先的には金属製のベル状エプロン9がコア8
と一体形成される。あるいは、エプロンは、個別の部品として形成され、コア8
上に遊びを持って載置される。このエプロン9は、転がり隔膜3、特に軸受リン
グ7とコア8の間の予備成形転がりプリード10を強化する。
【0021】 一般的に、伸縮ブラダー3のばね剛性は、転がり隔膜としての伸縮ブラダーで
構成するため、全部で3つの空間座標において極端に小さい。この結果、3次元
調整された油圧軸受の軸受剛性に影響するばね特性、あるいは、より適切には、
偽ばね特性の発生が防止され、あるいは、本質的に防止される。さらにまた、こ
のように設計された伸縮ブラダー3は、必要な軸受剛性のために妥協することな
く、最適化された高周波制振効果のために調整することができる。加えて、大ポ
ンピング領域を設けても良い。この場合、油圧軸受のポンピングダンパは、軸受
の高周波制振動作に影響を与えずに軸方向と半径方向の双方において大きく変位
した経路を受けとることになる。
【0022】 上で示した実施例では、伸縮ブラダー3のコア8は円筒部品11として形成さ
れ、本質的には、環状外側フランジ12を軸方向中央位置に配して、軸方向に伸
張する。コアは、パワーユニットをネジ接続によって支えるようにパワーユニッ
トを接続するために負荷側に開口し、中央内部ネジ穴を有する。転がり隔膜は、
コア8の環状フランジ12上にあるいはその周囲に加硫処理されるか、あるいは
、そこに接着される。図示した実施例では、エプロン9は、負荷側からコア8の
フランジ12上に載置される。それゆえ、ベル状エプロンはコア8のフランジ1
2上に遊びを持って掛けられている。転がり隔膜3のコア8は、支持ばね4の負
荷側上面上の転がり隔膜のエラストマで被覆されたフランジ12の表面に載置さ
れている。それゆえ、軸受の受ける軸方向負荷は、接続伝達成分として動作する
転がり隔膜3のコア8によって伝達される。従って、コアは、油圧軸受内に、お
よび支持ばね4に軸方向の力を伝達する。
【0023】 転がり隔膜3の内部部分あるいはコア8は、環状フランジ12の負荷側に配置
されたスリーブ部11を構成する。前記スリーブ部11は、半径方向ばね2の内
部部分または接続14においてスリーブ11と相補的に形成された内部穴を貫通
する。この係合によって、両コア片8と14は互いに堅固に接続される。詳細に
は、この接続は、プレス嵌めに加えて歯車装置あるいはジョグルを備えるような
方法で、形状係止あるいは圧力係止あるいは形状係止と圧力係止の組み合わせで
行うことができる。こうして、1つの捻り安全装置が3つの成分に対して考案さ
れる。
【0024】 接続1の半径方向ばね2のコア14は、特に鋼鉄製の外部リング15によって
包囲される。必要なら、適度に圧縮応力を与えられたディスク状エラストマばね
16をコア14と外部リング15間に挿入して両成分を接続する。半径方向ばね
全体を軸受スリーブ5内に圧力係止方式で圧入する。ハウジングの上部周辺5の
カール17は、軸受の高い軸方向変位の発生によって相互作用する付加固定スト
ッパとして動作する。
【0025】 半径方向ばね2のばね特性は、どの半径方向にも互いに独立に調整可能である
。そうする上で最も簡単な方法は、半径方向ばね2のエラストマ本体16のディ
スク状マトリックス19を切除することによって凹部18を形成することである
。異なる半径方向における半径方向ばねのこのような軸異方性は、代替技術によ
って、例えば、エラストマばね16を複合ばねとして製造することによっても実
現できることは自明である。
【0026】 油圧軸受の支持ばねは、心出し装置として動作する支持ばね内に延伸する伸縮
ブラダーの負荷コア8を担持する。支持ばねの車台側端は支持ばねを弾性支持す
るエラストマ緩衝器21上に載置される。前記緩衝器は、半径方向に比較的平滑
である。その負荷側上面には、中央位置にドームが形成され、心出しスピゴット
22として動作する。同時に、それはまた、半径方向の力や共有応力の変換器と
しても用いられる。優先的には、この心出しスピゴットは負荷側に向かって僅か
に円錐傾斜を持つ。
【0027】 エラストマ緩衝器21の負荷側上面断面には、型彫り薄板金23がエラストマ
緩衝器の3次元表面輪郭に追従して加硫される。好適には、型彫り薄板金23は
、図示のようにエラストマ緩衝器の表面直下に配置される。詳細には、型彫り薄
板金上のエラストマ層は、できるだけ薄く、しかし同時に、高耐久かつ高耐摩耗
な方法で支持ばねを制振支持するために必要な限り厚くする。
【0028】 図示のように、推力ばね21の心出しスピゴット22の負荷側方向への軸方向
延長部分と、伸縮ブラダー3のコア8の心出しスピゴット24の軸方向延長部分
は、互いに対向するこれらの心出しスピゴットの前面が軸方向の高負荷による軸
方向変位を制限するための緩衝器として動作するような寸法にされる。それゆえ
、操作上の静荷重下における心出しスピゴットの2つの前面間の距離は、油圧軸
受の最大変位に対応する。前記距離は、構造によって事前設定されるが、エラス
トマ緩衝器21の弾性緩和によって延長可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の油圧軸受の負荷側上面を示す軸方向断面および部分図である。
【図2】 軸受の中心軸を中心に時計回りに90°回転させた、図1の油圧軸受の同様な
軸方向断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),JP,U S (72)発明者 カルス,エイク ドイツ、デー‐63628 バート ゾーデン −ザルミュンステル、フェルトシュトラー セ 26 (72)発明者 ニクス,ステファン ドイツ、デー‐63607 ヴェヒテルスバッ ハ ロートガルテンシュトラーセ 4 Fターム(参考) 3D035 CA05 3J047 AA07 CD02 FA02 GA03

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷側接続と、それと軸方向に対向する車台側接続と、両者
    間に位置するばね要素であって、半径方向ばね、伸縮ブラダーとして動作するエ
    ラストマばね、及び軸方向に延伸し軸方向支持ばねとして動作する螺旋ばねから
    なるばね要素と、車台上に載置され前記ばね要素を半径方向に包囲するハウジン
    グと、負荷側接続と車台側接続の間に配置され、作動室、絞り流路、及び釣り合
    い流路からなる油圧制振装置とを有する油圧軸受において、 個別のエラストマ部品として形成された2つのばね装置である半径方向ばね(
    2)と伸縮ブラダー(3)が、圧力嵌め或いは形状嵌め方式で互いに堅固に接続
    された連結片(8、14)によって前記支持ばねの負荷側で接続されたことを特
    徴とする、特に自動車両のパワーユニットのための油圧軸受。
  2. 【請求項2】 耐圧力および液密な方式で油圧作動室の負荷側の境界を定め
    る転がり隔膜として形成されたベル状伸縮ブラダーを締結する支持ばねとして動
    作する圧力ばねを特徴とする、請求項1に記載の油圧軸受。
  3. 【請求項3】 軸方向に固定する方式で内部ハウジング表面に直接または間
    接に締結される外周部と、負荷側接続として及び半径方向ばねの連結片として少
    なくとも部分的に動作する金属ブロックを提供する中央部とを有するディスク状
    エラストマばねとして形成される半径方向ばねとを特徴とする、請求項1または
    2に記載の油圧軸受。
  4. 【請求項4】 半径方向に圧縮応力を与えたバー状半径方向ブリッジによっ
    てハウジング内に直接または間接に締結された半径方向ばねのばね本体としての
    ディスク状エラストマばねを特徴とする、請求項1から3に記載の油圧軸受。
  5. 【請求項5】 円筒リングのそれぞれがその外周において軸受のばね装置の
    ばね要素のうちの少なくとも1つのばね要素を包囲し、または、ばね要素のうち
    の1つのエラストマ本体の外周に加硫され、該円筒リングは、プレス嵌めを提供
    するために、軸受のスリーブ状ハウジング内にばね要素を組立式要素としてプレ
    ス嵌め可能な寸法を持たせたことを特徴とする、請求項1から4に記載の油圧軸
    受。
  6. 【請求項6】 エラストマばね装置の連結片間の軸方向プレス嵌めを特徴と
    する、請求項1から5に記載の油圧軸受。
  7. 【請求項7】 軸方向プレス嵌めに位置した連結片間の捻り安全装置を特徴
    とする請求項6に記載の油圧軸受。
  8. 【請求項8】 鋼鉄製のばね装置の支持ばねとしての螺旋ばねを特徴とする
    請求項1から7に記載の油圧軸受。
  9. 【請求項9】 支持ばねに接続され、連結片として動作する金属スリーブで
    あって、圧力ばねと半径方向ばねの連結片との間に締結される環状フランジと一
    体に形成されるとともに、負荷を接続するために負荷側に開口した内部ネジ穴を
    備えた金属スリーブを特徴とする、請求項1から8に記載の油圧軸受。
  10. 【請求項10】 連結片の環状フランジと伸縮ブラダーのベル状エプロンの
    相補的凹部との係合を特徴とする、請求項9に記載の油圧軸受。
  11. 【請求項11】 エラストマ緩衝器として形成される推力ばねが半径方向に
    平滑であり、螺旋ばねとして形成された支持ばねを支持することを特徴とする、
    請求項1から10の1つに記載の油圧軸受。
  12. 【請求項12】 推力ばねの負荷側上面に加硫される型彫り薄板金が推力ば
    ねの3次元表面輪郭に追従することを特徴とする、請求項11に記載の油圧軸受
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