JP2825495B2 - 空気バネ - Google Patents

空気バネ

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JP2825495B2
JP2825495B2 JP63141869A JP14186988A JP2825495B2 JP 2825495 B2 JP2825495 B2 JP 2825495B2 JP 63141869 A JP63141869 A JP 63141869A JP 14186988 A JP14186988 A JP 14186988A JP 2825495 B2 JP2825495 B2 JP 2825495B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、空気バネの技術に関し、さらに詳細には、
密封ビードが機械的に端部において形成され、今まで必
要とされた管状スリーブの端部内部に取付けられた別個
の補強ビードを設け必要がない、管状エラストマー材料
から形成された空気バネに関する。
従来技術及びその課題 空気バネは、本技術分野において公知であり、そして
車両本体を支持するために主に自動車車両における実現
のために適合された一対の端部部材の間に維持されたエ
ラストマー・スリーブからなる。空気バネは、スリーブ
内に加圧流体室を形成するために端部部材によって端部
において密封される。補強ビードは、以前は、端部部材
との流体耐密シールを提供するために、スリーブ端部の
周囲の回り又は内部に成形された。また、ボルト又は他
の締付け手段により固定される金属板及び同等物を一般
に組み込む複雑な機械的構造により、空気バネを形成す
るスリーブの端部を密封することが公知であった。これ
らの密封構造は、組立て時間を消費し、かつ実現が高価
である。
ここで述べられた一般性質に関する既に公知の構造
は、米国特許第2,874,458号、第2,977,134号、第3,038,
717号、第3,790,147号、第4,325、541号、第4,506,910
号、及び英国特許第907,555号において示される。しか
し、これらの参照はどれも、別個の補強ビードなしの管
状エラストマー・スリーブから迅速かつ有効に形成され
た空気バネを教示せず、そしてビードが、金属及び／又
はプラスチックのスナップ嵌合部品の単純連結により形
成かつ密封される空気バネを教示していない。先行技術
の教示は、組立て時間と関連材料の両方に関して不経済
であり、そして金属部品と以前に使用された別個のビー
ド・リングにより、車両における望ましくない重量の根
源であった。
さらに、現存の空気バネにおいて、内部圧力が増大す
るとき、スリーブ端部シールに作用する分離力が増大
し、これにより、空気バネに対し使用することができる
内部圧力を制限する。
従って、管状エラストマー・スリーブから形成された
簡単かつ安価な空気バネに対する要望が本技術分野にお
いて存在し、この場合スリーブの端部は、管状スリーブ
の形成中スリーブ端部内に別個の補強ビードの設置を必
要とすることなしに、ユニットを密封しかつ加圧流体室
を形成する嵌合部品によって密封される。
前述に照らして、スリーブの端部内に成形された別個
の機械的補強ビードなしの空気バネを提供することが、
発明の第一の目的である。
本発明の別の目的は、ビードが、嵌合部材の締付け連
結によってスリーブ端部のエラストマー材料から形成さ
れる空気バネを形成することである。
本発明のさらに別の目的は、空気バネにおける圧縮力
とトラップされた流体によって及ぼされた力が、形成さ
れたビードに対する端部嵌合部材の締付け作用を強化す
る空気バネを提供することである。
本発明の前述及び他の目的は、詳細な説明が進むにつ
れて明らかになるであろう。
課題を解決するための手段 本発明によると、上記のとおりの課題を解決するため
に、 （ａ）間隔をあけた位置に取付けられるようになってい
る一対の端部部材と、 （ｂ）補強コードを有し、加圧流体室を形成するように
該端部部材と密封連結された開端部を有する、エラスト
マー材料から形成された柔軟なスリーブとを具備し、 （ｃ）該端部部材の１つが、該スリーブの該開端部の一
方内に延びている端部キャップと、該スリーブの該開端
部の周りに延びている締付けリングとを有し、該端部キ
ャップと該締付けリングとが締付け連結されており、そ
れらの間で該スリーブを圧縮しており、 （ｄ）更に、環状で湾曲し軸線方向に延びている突起お
よび介在領域を備えており、 該突起が、該締付リングの嵌合表面に形成されてお
り、該突起の両側における半径方向に間隔をあけた環状
領域で該スリーブを圧縮せん断状態にするように、該端
部キャップの嵌合表面に形成された凹状くぼみに延びて
おり、 該介在領域が、圧縮せん断状態の該環状領域の間にお
いて該くぼみ内に位置し、該スリーブ材料を拡張させる
ように該スリーブの厚さよりも大きく分離していること
を特徴とする空気バネ が提供される。
本発明によると、上記のとおりの課題を解決するため
に、 （ａ）間隔をあけた位置に取付けられるようになってい
る一対の端部部材と、 （ｂ）補強コードを有し、加圧流体室を形成するように
該端部部材と密封連結された開端部を有する、エラスト
マー材料から形成された柔軟なスリーブとを具備し、 （ｃ）該端部部材の１つが、該スリーブの開端部の一方
内に延びる端部キャップと、該スリーブの開端部の一方
の周りに延びる締付けリングとを有し、 該端部キャップと該締付けリングとが締付け連結され
ており、それらの間で該スリーブを圧縮しており、 （ｄ）更に、環状で湾曲した突起及び環状の拡張区域を
備えており、該突起が、該締付けリングに形成され、全
体に軸方向に延びており、該突起を取り囲む２つの半径
方向に間隔をあけた環状領域を形成するように、該突起
の半径方向の幅よりも十分に大きな半径方向の幅を有す
る軸方向に整列した凹状くぼみに延びており、 該領域の各々が、該突起と該端部キャップの間でスリ
ーブを半径方向に圧縮するように該スリーブの厚さより
も小さな半径方向の幅を有し、 該拡張区域が、該突起の延びている端部と該凹状くぼ
みの底部との間に存在し、該スリーブを拡張させるよう
に該スリーブの厚さよりも大きく軸方向に分離している
ことを特徴とする空気バネ が提供される。
出願人が本原理を適用することを熟慮した最良モード
を例示する本発明の好ましい実施例が、次の説明におい
て述べられ、図面において示され、そして具体的かつ明
確に特許請求の範囲において指摘かつ述べられる。
実施例 同一の番号は、図面を通じて同一の部品を示す。
図面、特に第１図及び第２図を参照すると、本発明の
空気バネが全体として10で示される。空気バネ10の中心
部分は、円筒形環状成形スリーブ12によって形成され、
スリーブは、第３図に特に示されたバイアスされた補強
コード14によって形成された補強組織を含む適切なエラ
ストマー材料13から適切な長さに形成され、先行技術の
スリーブ構造における如く、別個の補強ビードがスリー
ブのいづれの側にも成形されることはない。全体として
15で示された端部キャップ・アセンブリ即ち端部部材
は、その対向端部においてスリーブ12に固定される。端
部部材15は、相対移動が減衰される車両の部分又は他の
間隔のあいた構造に固定されるようになっている。この
空気バネの使用は、既に公知なものと異ならず、この場
合本発明は構造に存し、そしてさらに具体的には、端部
部材15により加圧流体室18を形成するためのスリーブ端
部の密封に存する。
各端部部材15は、好ましくは類似であり、そしてこの
ためただ１つを示し、かつ詳細に記載する。端部部材15
は、環状締付けリング20と相互連結された全体として円
板形端部キャップ16からなる。締付けリング20は、環状
基部24（第３図）に垂直かつ直立する外側円筒形側壁22
からなる。
本発明の主要な特徴により、環状基部24の内側端部
は、側壁22から半径方向内側に間隔をあけられ、かつ円
い頂部端部28において終了する上方に延びている突起26
において終了する。環状凹状くぼみ29は、突起26から外
側に形成され、そして環状基部24の一部として形成され
た環状肩30によって側壁22から分離される。側壁22の内
側表面は、円筒形であり、そして斜め縁32を有するスナ
ップ・リップ31において終了する。突起26、凹状くぼみ
29、環状肩30、及び側壁22の円筒形内側表面33によって
規定された締付けリング20の内側表面は、集合的に嵌合
表面と呼ばれ、そして全体として35で示される。
端部キャップ16は、全体として37で示された内側嵌合
表面により形成され、表面は、締付けリング20の突起26
の部分と軸方向に整列しかつ突起26を収容する全体とし
て38で示された主内側凹状くぼみを形成される。嵌合表
面37は、さらに、環状の比較的平坦な放射状に延びてい
る領域39を含み、領域39は、締付けリング20の側壁22に
向かって収束する外側に先細る傾斜した環状表面40にお
いて終了する。表面40は、スナップ・リップ31の斜め縁
32と締付け連結される斜め表面43を有するスナップ・リ
ップ42において終了する。
本発明の主要な特徴の１つは、45及び46で示された一
対のつかみ領域（第３図）を形成するための嵌合表面35
及び37の整合であり、つかみ領域は、突起26の軸方向に
伸張する側部表面48と、凹状くぼみ38を形成する全体に
平行に軸方向に伸長する側部表面50の間に位置する。第
３図に示された如く、互いに略平行な整列した表面48及
び50の間の半径方向の距離は、好ましくは、スリーブ12
のエラストマー材料13の非圧縮厚さの約50％である。こ
うして、端部キャップ16と締付けリング20との軸方向の
連結により、52及び53で示されたつかみ領域におけるエ
ラストマー材料は、その間でスリーブを緊密に固定する
せん断圧縮状態に置かれる。
さらに本発明により、突起26の頂部端部28の周りは、
材料の厚さよりも大きな距離だけ凹状くぼみ38の底部表
面55から間隔をあけられ、56で示された介在領域を構成
する拡張区域に拡張する又は流動するために、つかみ領
域において圧縮ゴムの移動のための拡張区域を提供す
る。
第３図に示された如く、補強コード14は、つかみ領域
45から介在領域を構成する拡張区域56を通って、それか
らつかみ領域46に移動するとき、約180度の方向変化に
より移動する。この方向変化は、つかみ領域45を通って
移動する際に、矢印Ａにより示された如く、下方への引
っ張り負荷をコードに課し、そしてつかみ領域46を通っ
て移動するとき、矢印Ｂによって示された如く、上方へ
の引っ張り負荷をコードに課す。嵌合表面35及び37の特
定の構成は、必要な締付け作用と力をスリーブ12に提供
し、端部キャップ16と締付けリング20の間の固定締付け
位置にスリーブを維持することが見いだされた。
締付けリング20の凹状くぼみ29の底部は、第２拡張区
域58を提供するために、端部キャップ16の平坦な領域39
から、エラストマー材料13の厚さよりも大きな距離だけ
十分な距離間隔をあけられる。これに続いて、環状肩30
と領域39の間に形成された第３つかみ領域59が存在し、
スリーブ端部の追加の保持及び締付け作用を与える。外
側拡張区域60は、全体として三角形構成を有し、端部キ
ャップの先細りの環状表面40と側壁22の円筒形内側表面
33の間に形成され、つかみ領域59によって生じた拡張区
域58に流動しない残余ゴムが、端部キャップ16と締付け
リング20との満足されるスナップ連結を許容するために
流動するための空隙領域を有することを許容する。
嵌合表面35及び37の特定の構成は、スリーブ12のエラ
ストマー材料を多様な輪郭の回りに形作らせ、そしてつ
かみ領域と介在領域に組み合わされたとき、端部キャッ
プと密封リングの間に極めて強い締付け作用を提供し、
内部に成形された補強締付けビード又はバンドを有する
スリーブの端部締付け部材によって与えられる圧力に少
なくとも等しい圧力に加圧流体室18の内部圧力を増大さ
せることができる。
ゴム又はエラストマー材料13は、一般に、一定量の圧
縮に達した後非圧縮になるので、スリーブを確実に締付
けるための間隔をあけたつかみ領域45、46、59におい
て、端部キャップ16と締付けリング20の間の適正な締付
け作用を保証するために、拡張区域56、58、60が提供さ
れる。補強コード14が、間隔をあけたつかみ領域と介在
する拡張区域を通りそして最終拡張区域に移動すると
き、補強コード14の方向変化は、締付けられたスリーブ
材料が端部キャップ19と締付けリング20の間から外れる
ことを阻止すると考えられる。端部キャップ16には、端
部キャップを車両又は同等物に固定するために複数のね
じ付き穴54が形成され、上方の端部キャップ16は、加圧
流体室18の圧力源に空気バネを結合するために、圧力弁
のニップルを収容するためのねじ付き開口を備える。
さらに第１〜３図を参照すると、端部キャップ16は、
スリーブ12の端部に容易に配置されることできることが
見られる。これを行うためには、締付けリング20が、最
初に、エラストマー・スリーブ12の外側周囲に所定の距
離だけ滑らされる。締付けリング20の内側直径がスリー
ブ12の外側直径よりも小さいので、スリーブ12のゴム
は、リング内に内側に引き込まれる。次に、端部キャッ
プ16が締付けリング20を通って伸長するとき、スリーブ
12の端部開口内に持ち込まれ、端部キャップ16の外側周
囲の輪郭付き嵌合表面37と締付けリング20の全体として
類似の形状の内側嵌合表面35の間にスリーブのエラスト
マー材料を固定する。上記の嵌合表面の間に発展した締
付け力は、端部キャップ16が締付けリング20に連結され
る間、スリーブ12が滑る又は移動することを阻止する。
操作において、端部部材15は、車両における如く、相
対的に可動な部材に固定されることが容易に認識され
る。また、スリーブ12によって規定された加圧流体室18
は、バネ作用を提供するために加圧されることが理解さ
れる。相対的に制限された端部キャップの移動により、
加圧流体室18内部の圧力による力は、その間で圧縮され
たスリーブ材料を維持する嵌合表面の間隔をあけた同心
の突起とくぼみによって規定された嵌合シールに対し
て、軸方向よりもむしろ半径方向の力を及ぼす。この力
は、内部圧力が増大するとき、密封又は締付け作用の有
効性を増大させる傾向がある。
次に本発明を実施するのに参考にできる参考例を、第
４図乃至第６図を参照して説明する。この参考例の端部
部材64は、それぞれ、全体として65及び66で示された端
部キャップと締付けリングを含む。端部キャップ65は、
介在する螺旋形くぼみ69を形成する螺旋形突起68を形成
された外側表面67を有する固い円板形状部材である。螺
旋形突起68は、円い外側表面73を形成され、以下に記載
される如く、エラストマー材料への切込みを防止する。
第５図に示された如く、複数のねじ付き取付け穴71と、
ねじ付き圧力供給開口72が、空気バネを支持構造に取付
けるために端部キャップ65において備えられ、そして本
技術において公知の通常の方法により空気バネの加圧流
体室18への加圧流体の流れを提供する。締付けリング66
は、全体として75で示された内側嵌合表面を有する環状
形であり、内側嵌合表面は、介在する螺旋形凹状くぼみ
77を形成する螺旋形突起76によって形成される。
第４図及び第５図を参照すると、スリーブ12の外側端
部は、締付けリング66の内部を通って挿入され、続いて
端部キャップ65の連結が行われ、これは、内部ねじ付き
開口への外部ねじ付き部材のねじ連結に類似した回転運
動による。端部キャップ65の螺旋形突起68は、第６図に
示された如く、締付けリング66の螺旋形凹状くぼみ77に
伸長し、一連のつかみ領域又は区域を提供し、各々が、
番号79により示される。これらのつかみ領域に引き続い
て、介在する拡張区域80が存在し、これにより少なくと
も一対の圧縮せん断領域が、拡張区域によって分離され
たスリーブ12のエラストマー材料にかかり、これによ
り、セン断圧縮領域から圧搾されたゴムは介在する拡張
区域に流動する。さらに、補強コード14は、１つのつか
み領域から第２つかみ領域に移動するとき、約180度の
方向変化により移動し、補強コードに及ぼされた引っ張
り力はまた、端部キャップ16と締付けリング20に関連し
た上記と同様な方法で、スリーブ12の縦方向又は縦軸に
関して、内側方向から外側方向に逆転される。
再び、端部キャップと締付けリングの間の２つのつか
み領域の組み合わせは、一対のつかみ領域を形成する、
介在する拡張区域と共に、介在するスリーブ材料をせん
断圧縮に置く。そしてこの組み合わせは、スリーブ端部
との確実な締付け連結を提供し、所望の応用に対し空気
バネが十分な内部圧力に耐えることを可能にすることが
見いだされた。
従って、改良ビードレス空気バネは、簡単化され、列
挙された全目的を達成する有効、安全、安価、かつ効率
的な装置を提供し、先行装置で遭遇した困難を除去し、
そして問題を解決しかつ本技術において新たな結果を獲
得する。
前述の説明において、幾つかの用語が、簡潔性、明解
性、及び理解のために使用された。しかし、そのような
用語は説明目的のために使用され、かつ広く解釈される
ことが意図されるために、不必要な制限は、先行技術の
要求事項を超えて含意されない。
さらに、本発明の説明と例示は、実施例により行わ
れ、そして本発明の範囲は、示された又は記載された正
確な詳細には制限されない。
今特徴を記載したが、本発明の発見と原理、改良ビー
ドレス空気バネが構成されかつ使用される方法、構成の
特徴と利点、及び新しくかつ有益な結果が獲得された。
新しくかつ有益な構造、装置、要素、配置、部品、及び
組み合わせは、特許請求の範囲において述べられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に従う空気バネの概略斜視図。 第２図は、第１図の空気バネの拡大された断片的垂直断
面図。 第３図は、第１図と第２図の空気バネの上方端部部材の
端部キャップと締付けリングのスナップ嵌合結合のさら
に拡大された断片的断面図。 第４図は、参考例の端部部材を示す断面部分を有する拡
大断片図。 第５図は、組み立てられた位置における第４図の修正さ
れた端部部材の断片的断面図。 第６図は、第４〜５図の修正された端部部材によって提
供された多様なつかみ領域と拡張領域を示す非常に拡大
された断片的断面図。 10、64……空気バネ、12……スリーブ、14……コード、
15、65……端部部材 16……端部キャップ 20、66……締付けリング、26、68、68、76……突起、2
9、38、69、77……くぼみ、31、42……スナップ・リッ
プ、45、46、79……つかみ領域 35、37、75……嵌合表面、56、80……拡張区域、58……
第２拡張区域、59……第３つかみ領域、60……外側拡張
区域。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）間隔をあけた位置に取付けられるよ
    うになっている一対の端部部材と、 （ｂ）補強コードを有し、加圧流体室を形成するように
    該端部部材と密封連結された開端部を有する、エラスト
    マー材料から形成された柔軟なスリーブとを具備し、 （ｃ）該端部部材の１つが、該スリーブの該開端部の一
    方内に延びている端部キャップと、該スリーブの該開端
    部の周りに延びている締付けリングとを有し、該端部キ
    ャップと該締付けリングとが締付け連結されており、そ
    れらの間で該スリーブを圧縮しており、 （ｄ）更に、環状で湾曲し軸線方向に延びている突起お
    よび介在領域を備えており、 該突起が、該締付リングの嵌合表面に形成されており、
    該突起の両側における半径方向に間隔をあけた環状領域
    で該スリーブを圧縮せん断状態にするように、該端部キ
    ャップの嵌合表面に形成された凹状くぼみに延びてお
    り、 該介在領域が、圧縮せん断状態の該環状領域の間におい
    て該くぼみ内に位置し、該スリーブ材料を拡張させるよ
    うに該スリーブの厚さよりも大きく分離していることを
    特徴とする空気バネ。
  2. 【請求項２】（ａ）間隔をあけた位置に取付けられるよ
    うになっている一対の端部部材と、 （ｂ）補強コードを有し、加圧流体室を形成するように
    該端部部材と密封連結された開端部を有する、エラスト
    マー材料から形成された柔軟なスリーブとを具備し、 （ｃ）該端部部材の１つが、該スリーブの開端部の一方
    内に延びる端部キャップと、該スリーブの開端部の一方
    の周りに延びる締付けリングとを有し、 該端部キャップと該締付けリングとは締付け連結されて
    おり、それらの間で該スリーブを圧縮しており、 （ｄ）更に、環状で湾曲した突起及び環状の拡張区域を
    備えており、 該突起が、該締付けリングに形成され、全体に軸方向に
    延びており、該突起を取り囲む２つの半径方向に間隔を
    あけた環状領域を形成するように、該突起の半径方向の
    幅よりも十分に大きな半径方向の幅を有する軸方向に整
    列した凹状くぼみに延びており、 該領域の各々が、該突起と該端部キャップの間でスリー
    ブを半径方向に圧縮するように該スリーブの厚さよりも
    小さな半径方向の幅を有し、 該拡張区域が、該突起の延びている端部と該凹状くぼみ
    の底部との間に存在し、該スリーブを拡張させるように
    該スリーブの厚さよりも大きく軸方向に分離しているこ
    とを特徴とする空気バネ。
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