JP2005525513A - 本体装着のための複合ヘルメット - Google Patents

Abstract

複合ヘルメット（５０）は本体装着体のために設けられる。ヘルメット（５０）は細長いシリンダ（５２）と、ヘルメットのポリマー又はエラストマ部分にモールド結合されたディスク即ちワッシャ（５６）とを備えた内部の構造的な荷重支持骨格（７０）を有する。ヘルメットのエラストマ部分（３０）は金属シリンダを取り巻く細長い軸方向の部分と、所望なら、金属ディスク上の上モールド層とを有する。ある例においては、増大した強度及び剛性のためにリングがシュラウドに組み込まれる。

Description

〔０００１〕
この出願は２００２年２月４日に出願された米国仮出願番号６０／３５４，１６１号の優先権利益を主張し、これを参照としてここに特別に組み込む。

〔０００２〕
本発明は自動車又はトラックのための本体装着又はクッション組立体に関する。詳細には、本発明はフレームと車両部品との間で振動及び衝撃を隔離するために使用される本体装着組立体に関する。

〔０００３〕
トラックを含むフレーム車両上の本体は、典型的には、その間にクッションを提供するために車両部品とフレームとの間に位置する本体装着体を有する。本体装着体は典型的にはエラストマ部材の如き衝撃吸収又は振動吸収材料（クッション組立体）と、エラストマ部材の上に重なるか又はこれを覆い隠す金属シートで形成されたシェル即ちヘルメットとを有する。ヘルメットは典型的には深絞りスチールの一部品として構成される。これは道具で細工するのが厳しい工程であり、デザイナーは適当な圧搾荷重を達成するのに十分な材料厚さを提供する必要がある。

〔０００４〕
深絞りヘルメットはほぼ鐘形状であり、接触したときには、しばしば望ましくないガーンという音を発する。従って、装着組立体に関連しノイズを減少することが望ましい。

〔０００５〕
金属の全体のヘルメットの形成は全体の装着組立体の質量を実質上増大させる。装着組立体に使用される金属の使用又は量の減少は車両に関する重量減少に寄与する。

〔０００６〕
更に、既知の本体装着体は腐食抵抗を増大させるためにその金属部品上のメッキを必要とする。性能を犠牲にすることなく腐食抵抗を増大させた有効な本体装着体を提供する代わりの方策が常に望まれる。

〔０００７〕
更に、組立ての容易性は車両の大量生産に関連する目標である。従って、装着組立体に対するいかなる修正も製造及び組立ての容易性に関する問題を処理する必要がある。

〔０００８〕
装着組立体はまた、横方向と共に、前後方向における異なる力を処理するように調整することができる。実質上同じ装着組立体を使用する異なる車両は異なる力を体験する。従って、装置のデザインにおいて一層大なる融通性を許容するために所望の調整を付与するのが望ましい。

〔０００９〕
本発明の教示に従って製造された振動遮断器即ち装着組立体の複合ヘルメット組立体は類似のスチールバージョンよりも実質上減少した質量を有する。

〔００１０〕
複合ヘルメット組立体は一緒に結合された別個の構造的な荷重支持部品の内側骨格を有する。例えば、環状の板及び細長いシリンダは一体的にモールド成形されたヘルメット内で一緒にモールド結合される。この組立体は装着ボルトのシャンク部上に受け入れられ、フレームの１側に位置し、フレームの他側の下方クッション部材即ち本体装着組立体に組立てられた上方のクッション組立体と共働する。

〔００１１〕
増大する調整融通性はまた、モールド成形された部品の幅広い配列の能力の結果としてこの構成により達成される。

〔００１２〕
普通の構造的な荷重支持組立体即ち骨格は調整能力を犠牲にすることなく使用することができる。

〔００１３〕
別の利点は、高価で複雑な深絞りダイスを排除することにより、細工コスト及びリードタイムを大幅に減少させる可能性にある。

〔００１４〕
複合ヘルメットは負荷される高さにおける増大した融通性を許容し；すなわち、部品は深絞り形状により制限されない。

〔００１５〕
上方のクッション組立体を通る開口は最終の組立てを容易にするために前組立て関係で個々の部品を維持する一時的な保持力を提供するように寸法決めすることができる。

〔００１６〕
本発明の主要な利点は組立体の質量の減少にある。
〔００１７〕
本発明の更に別の利点はいかなる腐食防止コーティングをも排除する能力である。

〔００１８〕
更に別の利点は組立てを簡単化する一時的なボルト保持特徴にある。
〔００１９〕
クッションとヘルメットとの間の増大した摩擦は時が経つにつれて一層一定の振動緩和量を導く。

〔００２０〕
本発明の更に他の特徴及び利点は次の詳細な説明を読み、理解したときに、当業者にとって明白になろう。

〔００２５〕
最初に図１に戻ると、組立てられた本体装着組立体Ａを示す。この組立体は、車両のフレーム１４の両側に位置する、第１の即ち上方の本体装着部分１０と、第２の即ち下方の本体装着部分１２とを有する。跳ね返りクッション組立体としても言及される下方の本体装着部分は装着の目的のため中央の開口１８を備えた金属クランプディスク１６を有する。金属クランプディスクは、好ましくは所望のエネルギ緩和即ち振動減衰を提供するエラストマ材料であるクッション部材２０と当接係合する。ここに示すように、下方のクッション部材は第１の即ち上方の端部２２でフレームの表面に当接するほぼ円筒状の構造体であり、金属ディスクを受け入れるか又はこれと当接係合するためのくぼみをその第２の即ち下方の端部２４に有することができる。もちろん、当業者なら、下方のクッション部材が特定のデザインのために必要とされる種々の形状を採用できることを認識できよう。例えば、下方のクッションは異なる方向において異なる割合の減衰を提供したり又は車両の乗り心地の設計融通性を許容するために多数のクッション割合を提供するように形状づけることができる。代わりの下方のクッション形状の例示的な実施の形態の更なる詳細は、他の既知の従来技術と共に、本出願人に係る米国特許第６，０３０，０１６号明細書に示され記載されている。それ故、本発明はこの出願において示されるような下方のクッションの特定の構造的な配置に不当に限定されるべきではない。
米国特許第６，０３０，０１６号明細書 〔００２６〕 上方の本体装着部分は上方のクッション部材３０を有する。上方のクッション部材は好ましくはフレームの上方表面に係合するようになった半径方向の部分３４と、フレームの中央の開口３８を通って延びる軸方向の部分３６とを有する金属カラー３２にモールド成形される。図１の実施の形態では、上方のクッション部材は貫通開口即ちボア４２よりも僅かに大きな直径を有するカウンタボア即ちくぼみ４０を備えた中空の円筒形状である。もちろん、当業者なら、本発明の範囲及び意図から逸脱することなく他の上方クッション部材を使用できることを認識できよう。クッション部材は好ましくは所望のエネルギ緩和又は振動減衰をも提供するエラストマ材料で形成される。多分図２からわかるように、フレームを通る開口３８は非円形とすることができ、これにより、金属カラー及び（又は）上方のクッション部材はこれらの部品間の相対回転を阻止することを意図した番い合う形状表面を有することができる。この非円形の開口はまた車両内での装着体の適正な方位を保証する。下方のクッション部材の場合のように、本発明はここで図示し記載するような上方のクッションの特定の構造的な配置に限定されるべきではない。むしろ、本発明の範囲及び意図を逸脱することなく他の形状を使用できることを認識されたい。

〔００２７〕
本発明に従って形成されたヘルメット５０は上方のクッション部材に対して少なくとも部分的に上に重なる関係で延び、更に、上方のクッション部材の中空の中央開口内へ又はそこを通って延びる部分を有する。例示的な実施の形態においては、ヘルメットは荷重支持構造部品の内側骨格を含むモールド成形されたポリマー又はエラストマ材料で構成される複合構造体である。ここでは、ポリマー／エラストマ材料は中央の垂直軸線のまわりで対称的であるが、材料は自動車の特定のエネルギ緩和要求を処理する必要に応じて種々の幅広い異なる形状を採用することができることを認識されたい。ヘルメットの内側骨格はモールド成形されたポリマー／エラストマ材料の中央開口５４内に受け入れられた金属の円筒状部分５２を有する。図示のように、金属シリンダ５２はポリマー／エラストマ材料の内径と軸方向に同程度延び、これに増大した強度を加える。金属ディスク即ちワッシャ部品５６はヘルメットの金属骨格部分の別の部位である。ディスクが円筒状部分５２と一体的に形成できることが認識されるが、ヘルメットデザインの金属骨格部分のための別個の簡略化した構造体を使用する能力は製造の複雑さを減少させ、それによりこれらの部品のコストを減少させる。所望される複合ヘルメットの一層困難な形状は次いで、ヘルメットの大半を形成し、かつモールドインサート等で容易に修正できる非金属のモールド材料に制限できる。金属ディスクは金属シリンダの上方端部にこれと当接係合して位置し、例示的な実施の形態においては、好ましくは、ヘルメットの拡大直径部分のくぼみ５８内に受け入れられる。所望なら、シールリング６０は金属ディスクの上に重なり、湿気がヘルメットの金属部品に達するのを阻止する。これは、金属部品上に腐食抵抗コーティングを提供する必要性やドレン開口やチャンネルを設ける必要性を排除する。

〔００２８〕
ヘルメットのポリマー／エラストマ部分はその全長に沿ってシリンダ５２の外径上でモールド成形された軸方向に延びる部分７０を有する。軸方向に延びる部分はその長さにわたって先細りの又は他の複雑な非対称的形状の表面７２を有する。再度、当業者なら認識できるように、金属部品内に先細りの又は他の複雑な非対称的構造を形成することは一層困難であるが、好ましい実施の形態においては、複雑な形状が一層容易に用立てできる。軸方向部分の外側表面７２はヘルメットの表面７２と上方のクッション部材の開口４２との間の境界面に沿ってヘルメットと上方のクッション部材との間に増大した摩擦を提供する。増大した摩擦は部品の表面仕上げから由来し、従来の構成に比べてクッションとヘルメットとの間の擦り摩擦を減少させることにより、時が経つにつれて一層一定の３軸割合を導く。

〔００２９〕
ヘルメットの軸方向部分７０はその第１の即ち上方の端部で半径方向のフランジ７４と一体となっており、このフランジはフランジの外周辺部から下方に延びるシュラウド即ちリム７６を有する。フランジ及びシュラウドは従来の金属ヘルメットと実質上同じ方法で上方のクッション部材を包囲する即ち覆う。本発明の実施の形態においては、シュラウドは円周方向で連続的な表面として示すが、選択された応用では、シュラウドは不連続にすることができることを認識されたい。例えば、シュラウド即ちフランジは他の複雑な形状とすることができ、クッション組立体上に作用する異なる力に対処するためにそのまわりでモールド成形できる。

〔００３０〕
ファスナー即ち装着ボルト９０はその第１の端部での拡大ヘッド９２と、クランプディスク、下方のクッション部材、上方のクッション部材及びヘルメットの軸方向部分内の位置する金属シリンダ５２を通ってヘッドから延びる細長いシャンク部９４とを有する。シャンク部の終端部は上方の端部から外方へ即ち金属ワッシャ５６を通って突出し、延び、複合ヘルメットの個々の部品を一緒に保持するためにネジ付き締結ナット（図示せず）と共働するように外ネジを有することができるか又はその終端部で固定することができる。

〔００３１〕
図２は分解部品図として本体装着組立体の個々の部品を示す。シールリング６０は、組立て設備の便宜のため即ちファスナーを適所に保持して取り扱いを容易にするために、組立体内へモールド成形することができる。
〔００３２〕
ヘルメットのプロフィール及び例えばシュラウド７６はまた図３に誇張するように修正することができる。ここに示すように、下方の隆起部はその中にモールド成形されたガラス補強ナイロンリング１００の如き強化リングを受け入れるように僅かに拡大している。リングは、腐食に関する問題を制限するように金属部品の包囲を維持したまま、増大した剛性即ち強度及び安定性を構造体に与えるが、構成の特定の形態又は材料が図示し説明したナイロンリングに限定される必要がないことを認識されたい。更に、リングは、組立体の合計質量が最小化するように、シュラウドの少しの部分のみを形成する。

〔００３３〕
このようにして、本発明によれば、深絞りスチールの単一部品から典型的に構成される既知の本体装着ヘルメットの代わりに、腐食せず、従来の金属ヘルメットに関連するガーンという音を発生させず、ボルトを適所に一時的に保持し、従来の全金属バージョンに比べて実質上減少した質量を有し、クッションの異なる方向での異なるレベルの前圧縮を生じさせる大なる融通性を許容し、すなわち、所望なら一層大なる装置の調整融通性を許容する内部金属骨格を有する、組立てられモールド成形された構成が提供される。更に、本発明は調整能力を犠牲にすることなく普通の骨格部材の使用を許容し、高価で複雑な深絞りダイスを排除することにより、細工コスト及びリードタイムを可能な限り大幅に減少させることができる。素子即ち部品の改良は加速され、部品のモールド成形特性のため、例えばファスナーを適所に一時的に保持するために、内部構造を組立体内に容易にモールド成形できる。内部骨格即ち構造的な荷重支持組立体は細長い支持部分７０と、これに対して荷重支持関係にあり、モールド成形可能な材料内に受け入れられる半径方向の部分５６とを有する。好ましい構成においては、モールド成形可能な材料は硬質ＥＰＤＭエラストマであるが、適用の区域に応じて、熱可塑材、ガラス補強ナイロン等の如き任意のモールド成形可能な物質を使用することができる。同様に、好ましい実施の形態において、内部骨格を金属として図示し、説明したが、荷重状態に適する他の構造的な材料を互換的に使用できる。
〔００３４〕
好ましい実施の形態を参照して本発明を説明した。明らかに、先の詳細な説明を読み、理解したときに、修正及び変更が他人に思い浮かぼう。本発明はこのようなすべての修正及び変更を含むものとして解釈されるものとする。

〔００２１〕
複合ヘルメット本体装着体の縦断面図である。 〔００２２〕 図１に組立てられた状態で示す個々の部品の分解部品図である。 〔００２３〕 図示を容易にするため選択された部分を破断して示す複合ヘルメットの斜視図である。 〔００２４〕 複合ヘルメットの選択した部分を取り除き、ヘルメットの下側を示す、図３と同様の図である。

Claims (20)

1. 振動遮断器において、
   クッション組立体と；
   複合ヘルメットであって、上記クッション組立体と上記ヘルメットとを一緒に固定する関連するファスナーからのトルクを受け取るための構造的な荷重支持組立体であって、細長い支持部分と、その間で荷重を伝達するために上記細長い支持部分に対して荷重支持関係にある半径方向の部分とを有する荷重支持組立体と、上記荷重支持組立体の少なくとも部分のまわりに受け入れられるモールド成形可能な材料とを有するような複合ヘルメットと；
   を有することを特徴とする振動遮断器。
2. 上記細長い支持部分が上記クッション組立体内へ延びるほぼ円筒状の部材であることを特徴とする請求項１に記載の振動遮断器。
3. 上記細長い支持部分が金属シリンダであることを特徴とする請求項２に記載の振動遮断段器。
4. 上記半径方向の部分がそこを通して上記関連するファスナーを受け入れるように寸法決めされた中央の開口を有する環状のディスクであることを特徴とする請求項３に記載の振動遮断器。
5. 上記ディスクが金属であり、上記金属シリンダに当接係合することを特徴とする請求項４に記載の振動遮断器。
6. 上記半径方向の部分がそこを通して上記関連するファスナーを受け入れるように寸法決めされた中央の開口を有する環状のディスクであることを特徴とする請求項１に記載の振動遮断器。
7. 上記ディスクが金属であり、上記金属シリンダに当接係合することを特徴とする請求項６に記載の振動遮断器。
8. 上記モールド成形可能な材料がポリマーであることを特徴とする請求項１に記載の振動遮断器。
9. 上記モールド成形可能な材料がＥＰＤＭであることを特徴とする請求項１に記載の振動遮断器。
10. 上記モールド成形可能な材料が上記構造的な荷重支持組立体を湿気からシールするために同構造的な荷重支持組立体を包囲することを特徴とする請求項１に記載の振動遮断器。
11. 上記モールド成形可能な材料が上記半径方向の部分の周辺部のまわりを延び、上記クッション組立体を部分的に取り巻くシュラウドを有することを特徴とする請求項１０に記載の振動遮断器。
12. 上記シュラウドが高引っ張り強度のインサートをその中に有することを特徴とする請求項１１に記載の振動遮断器。
13. 上記細長い支持部分が上記半径方向の部分から軸方向外方へ延び、当該細長い支持部分が上記クッション組立体内へ延び、当該半径方向の部分が当該クッション部分の一端に当接することを特徴とする請求項１に記載の振動遮断器。
14. 上記モールド成形可能な材料が上記構造的な荷重支持組立体を湿気からシールするために上記細長い支持部分及び上記半径方向の部分を包囲することを特徴とする請求項１３に記載の振動遮断器。
15. 関連する自動車の部品と関連する車両のフレームとの間で振動エネルギを緩和する振動遮断器において、
    上記関連する自動車の部品と上記関連する車両のフレームとの間に受け入れられるように寸法きめされたほぼ環状のクッション組立体と；
    上記関連する自動車の部品及び上記関連する車両のフレームのうちの１つと上記クッション組立体との間に位置し、荷重支持骨格と、そのまわりで少なくとも部分的に受け入れられたモールド成形可能なポリマーとを有する複合ヘルメットと；
    を有することを特徴とする振動遮断器。
16. 上記荷重支持骨格が上記環状のクッション組立体を通って延びる細長い補強材を有することを特徴とする請求項１５に記載の振動遮断器。
17. 上記細長い補強材が金属構成であることを特徴とする請求項１６に記載の振動遮断器。
18. 上記荷重支持骨格が上記補強材の一端と当接係合するディスクを有することを特徴とする請求項１６に記載の振動遮断器。
19. 上記ディスクが金属構成であることを特徴とする請求項１６に記載の振動遮断器。
20. クッション組立体を有する振動遮断器のヘルメットを製造する方法において、
    荷重支持骨格を提供する工程と；
    上記クッション組立体内へ延び、同クッション組立体を少なくとも部分的に覆い隠すように形状づけられたモールド成形可能な材料を上記骨格のまわりに形成する工程と；
    を有することを特徴とする方法。

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