JP4380829B2 - 空気ばね用クランプリング - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は空気式作動装置に関し特に弾性のあるエラストマーのスリーブ部材を空気ばね上を実施例とする空気作動装置の少なくとも１つの端部上の少なくとも１つの比較的剛性のある端部キヤツプに取り付けるよう適合されたクランプ手段に関する。特定すると、本発明は、スムーズな内部接触面を有する滴型又は同様に丸味を帯びた、直角三角形のクランプリングがその上にクリンプされる（is crimped thereover）とその間でスリーブをシールしてクランプする中間スリーブ部材を有し、１連の挟み範囲を形成するために該端部キヤツプの円錐型にテーパーの付いた部分に沿う環状の凹部又は刻み付け部（indentations）を使用する空気作動装置及び／又は空気ばね用のクランプ組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
空気式作動装置や空気ばねの様な空気圧作動型組立体は、種々の目的で長年使用されて来た。従来空気式作動装置は加圧流体源を含む可撓性のあるゴムのスリーブ又はベロー（bellow）とその中の加圧流体を増加又は減少させるための供給部とから成っている。該可撓性のあるスリーブは強化用コード（reinforcing cords）を含む場合が多い可撓性のあるエラストマーの材料で形成されるが、そこでは加圧流体の量が変化すると、該材料の可撓性から第１の端部キヤツプは該スリーブの端部に取り付けられたもう１つの端部キヤツプに対して軸線方向に動くことが出来るようになっている。該空気式作動装置は移動可能又は作動可能なものと典型的な固定されたものとの間に位置付けられているので、該移動可能なものはこの軸方向の移動と相関して移動する。
【０００３】
共通して空気ばねとして引用される空気圧作動型ばねに関しては、該構造は加圧流体源を含む可撓性のゴムのスリーブ又はベローと類似している。しかしながら、該空気ばねは該可撓性のあるスリーブに対して移動可能な１つ以上のピストンを有する。該スリーブが伸びたり引き戻されると該ピストンは該スリーブ内の該流体をそれぞれ圧縮したり膨張させたりして、それにより衝撃負荷を吸収したり及び／又は振動を減衰させる。該可撓性のあるスリーブは強化用コードを有する可撓性のあるエラストマーの材料で形成されておりそしてこれが該ピストンに該スリーブの開放された端部内に取り付けられたもう１つのピストン又は端部キヤツプに対して軸方向に移動出来るようにする。空気ばねの１つの応用は自動車用であり、その場合は該ばねは該車両の運動する部品間の緩衝動作を提供するが、主としてそれは道路で物に当たったり凹みに落ちる車輪により該車両のアクスル（axles）に印加される衝撃負荷を吸収するためである。
【０００４】
空気式作動装置に於いても空気式ばねに於いても、スリーブの端部はそれぞれ相対する端部キヤツプ、又はピストンと相対する端部キヤツプ、とにシールして連結されており、そして常に効率が良く保守不要の空気式作動装置又は空気ばねの製造での常に重要な主要な側面の１つである。或る空気式の作動装置又は空気ばねの１つの問題は気密シールが欠けることになるような該可撓性のあるスリーブの該端部キヤツプへの無効なシール及び／又はクランプである。
【０００５】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つのそして関連する問題は該無効なシール及び／又はクランプが屡々該スリーブがクランプされ続けられなくなることそして／又は該スリーブの破裂又は裂けかくして破損することの何れか、又は両方になることである。
【０００６】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は該流体圧力室内の高圧を該端部にキヤツプを有する可撓性のあるスリーブの中へ受け入れるように該可撓性のあるスリーブをクランプしそして把持する能力がないことである。
【０００７】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は該空気式の作動装置又は空気ばねのエラストマーのスリーブの端部で露出されてカットされた縁が、過剰なストロークの状態でピストン又は端部キヤツプに沿ってロールするとスリーブ本体と契合し該可撓性のあるスリーブに過剰摩耗を起こさせることである。
【０００８】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は該可撓性のあるスリーブを過剰に摩耗させたり引き裂いたりしない面を提供する程スムーズでなく又は丸味を付けられていないクランプリング又は周囲部品上の縁である。
【０００９】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は充分なクランプ作用が行われるに必要なように該クランプリングと端部キヤツプとの何れか又は両方の上に該スリーブから該溝内へと充分なゴムを押す又は流す能力に欠けることである。
【００１０】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は該リングと端部キヤツプとの間の締まりばめに欠けていることである。
【００１１】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は該リング上に応力と歪みとを分布させるリングと端部キヤツプのインターフエースに沿う充分な応力面積の欠けていることである。
【００１２】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は該リングと端部キヤツプ間の力分布が最適でないことである。
【００１３】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題はクリンプ作業（crimping）時の不充分なスリーブ変位である。
【００１４】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は該クランプリングと該端部キヤツプとの間に該スリーブを挟む際の部品の端部シールの破損、又は端部キヤツプ又はピストンの破損は典型的に過大な圧力発生時の結果であり該スリーブの側壁破裂に対してより望ましくないことである。
【００１５】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は挟み範囲による保持の無効なことであり、それは該クランプリングと端部キヤツプの何れか又は両方の溝内に押し込まれたゴムが、有効な高圧力シールに必要なようには有効でないことである。
【００１６】
現在の空気式作動装置又は空気ばね、そして特に、それ故該クランプリングの、もう１つの問題は、動的な条件で該クランプリングがそのクランプされた位置で動き引いては間にクランプされたエラストマー材料の動きを起こさせ該シール契合を弛めそして該クランプの一体性を劣化させる傾向を持ちそして最終的漏れや破損を起こさせることである。このリングの動きは揺れや崩壊する行程（jounce or collapsing stroke）では特に重大である。
【００１７】
現在の空気式作動装置又は空気ばねとそして該エラストマーのスリーブ端部を該ピストン部材及び／又は端部キヤツプにクランプすることでのもう１つの問題は例え厳しい空気ばね運動を受けてもそして車両の車台の厳しい環境に曝されても早期の漏れや破裂をせずに流体室内に含む高い流体圧力に耐え得るに充分に気密なシールを確保することである。
【００１８】
現在の空気式作動装置又は空気ばねとそして該エラストマーのスリーブ端部を該ピストン部材及び／又は端部キヤツプにクランプすることでのもう１つの問題は該可撓性のあるのゴムスリーブが該端部キヤツプ及び／又はピストンと該リングの間から滑り出さないことを保証するために該端部キヤツプ及び／又はピストンの外径、及び該クランプリングの双方に溝／刻み付け及び／又は突出部を作る時間のかかる、労働集約型の、そして高価な工程である。
【００１９】
空気式作動装置と空気ばねとその上の端部シール用装置の幾つかの例が下記に説明する次の特許に示されている：
米国特許第３、７８８、６２８号は可撓性のあるロール型スリーブ（rolling sleeve）の内部端部を固定するための構造を備える空気圧作動ばね型のシステムを開示している。該スリーブは円周状溝と内部円周面上のリブと外部円周面上の２つのリブとを有する鋸歯状であることに特徴のある面の間に位置付けられている。該溝の反対側は予め決められた整合する半径の曲率を有する予め規定された角度で収斂するが、その組み合わせが該リングとスリーブのフランジとの整合する凹部と協力して該鋸歯状の設計により該可撓性のあるスリーブをそこに確実に保持するために把持作用を提供する。
【００２０】
米国特許第３、８７０、２８６号は流体ばねに関するが、そこでは該ロール型スリーブの端部は該スリーブの内面に対し契合する環状のクランプリングにより取り付けられている。該クランプリングは該ロール型スリーブを環状溝型変形部を有する該クランプリングで該作用シリンダーに取り付けており、該変形部によって該ロール型スリーブは位置的に保持されるがそれは該リングに印加されるクランプ力と組み合わされたこの相互作用する溝型設計によるものである。
【００２１】
米国特許第４、４８９、４７４号は可撓性のある部材に取り付けられたピストン端部の近くに凹みを有するピストンにチューブ状で可撓性のある部材を結合する手段に関している。該可撓性のある部材は該ピストンに該可撓性のある部材を取り付けるリング型の部品の上と周りに巻き付けられている。該ピストンはその端部に隣接して円周状に伸びる凹部を有しており該可撓性のあるスリーブは位置付けられており該ピストンの該凹部を実質的に充たしている。該リング型の部品は従来型のスエージ加工されたリングでありそして該可撓性のある部材の端部部分は該ピストンリングから伸びる部分から揃えられており該可撓性のある部材は該ピストンの肩部の凹みを実質的に充たしている。該ピストンは該可撓性のある部材の把持を助けるために刻みを付けた縁を使用している。
【００２２】
米国特許第４、４５７、６９２号は２つの部材をシールするための組立体を開示しているが、その１つは該シールを支持する円筒面を有し、そこではシールするリップが第２の部材と対面するよう備えられている。１つの円筒面がリップを有する中空円筒形の本体を備えたシールを支持しているが、該リップは該本体から外方に伸びておりエラストマーのバンドが該リップを位置的に確実に保持するために該本体を取り巻いている。該円筒面は該面の周りに円周状に伸びる凹みを含んでおりそして該円筒形の本体の内径から伸びるシールの整合し突出する要素を受けている。
【００２３】
米国特許第４、５７３、６９２号は２つの部材をシールするための組立体を開示しているが、その１つは該シールを支持する円筒面を有し、そこではシールするリップが第２の部材と対面するよう備えられている。１つの円筒面がリップを有する中空円筒形の本体を備えるシールを支持しているが、該リップは該本体から外方に伸びておりエラストマーのバンドが該リップを位置的に確実に保持するために該本体を取り巻いている。該円筒面は該面の周りに円周状に伸びる凹みを含んでおりそして該円筒形の本体の内径から伸びるシールの整合し突出する要素を受けている。
【００２４】
米国特許第４、６２９、１７０号は軸線方向に離れ隔てられたリテーナーとピストンとにシールして取り付けられた１対の膜により形成された１対の室を有する空気圧式ばねに関しているが、そこでは該膜の軸線方向の端部はソリッドの部材の刻みを付けた面と保持用リングとの間で圧縮され該リングは該可撓性のある膜の軸線方向の端部に対し半径方向の圧縮を行うためにスエージ加工か嵌合か又は他の仕方で締め付けられている。
【００２５】
英国特許第１９９、７８９号はダイアフラム（diaphragm）を把持しそれをチューブ状部材のテーパーの付いた端部部分に対し押す金属の取り付けバンドを開示している。
【００２６】
米国特許第４、７１８、６５０号は可撓性のあるスリーブの端部が１対の軸線方向に間を隔てられたピストンのシールする面にスエージ加工されクリンプされたクランプリングにより結合された空気ばねを示している。該ピストンのクランプ面は該クランプリングによりその中へ押された時該エラストマー材料を保持するのに役立つように刻み付けを有するよう形成されている。
【００２７】
米国特許第４、８９９、９９５号及び第４、８５２、８６１号はクランプリングをピストン又は端部部材上に位置付けするために該ピストン及び端部部材のシールする面上に形成された外方に伸びる突起と整合する１つの中央に配置された凹みを有するクランプリングの使用を示している。該ピストン及び／又は端部部材のシールする面上の外方に伸びる環状のリング又は面により１対の挟む範囲が該突起の相対する側に形成される。これらのリングは凹面の凹みの相対する側上でクランプリングの軸線方向に伸びる内部の環状面と協力して挟む範囲又は区域を形成する。
【００２８】
これらの特許で説明された装置の各々はその意図した機能を満足するように果たすが、該クランプ及びクリンプは該スリーブとキヤツプのインターフエース（interface）の破損を妨げる特にクランプ作用／クリンプ作用の故障（ベロー又はスリーブの破損、すなわち該スリーブ生地の裂けや破裂に対比して）を防止するほど必ずしも充分ではないことが分かった。
【００２９】
本発明の目的は、それらの間に流体密閉するシールを形成しそして間に入る加圧室を提供するために、それらの間に伸びておりそしてクランプリングにより該それぞれの端部キヤツプに対しクランプされた可撓性のあるエラストマーのスリーブを備え、相対する端部で軸線方向に隔てられた端部キヤツプを有する空気式作動装置又は空気ばね用の改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することを含んでいる。
【００３０】
更に本発明の目的は全体的に空気式作動装置の破損を削減するようクランプ作用の故障を削減したり又は無くする改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３１】
更に本発明の目的はクリンプされた範囲（crimped area）でより大きい生地の変位が起こりそれによりクランプ作用の故障を削減したり又は無くする改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３２】
更に本発明の目的は該インターフエースが該クリンプ部内での該スリーブ又はベローの保持力（holding power）を改善する様な改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３３】
更に本発明の目的は空気式作動装置の破損をベロー又はスリーブの破損のみに変えるよう努めるような改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３４】
更に本発明の目的は該リングと端部キヤツプ間に従来技術で見られた隙間でなくて締め代を供給する様な改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３５】
更に本発明の目的はより大きい応力面積を提供しそれによりリングの応力と歪みを減少させる改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３６】
更に本発明の目的はリングの応力と歪みの減少、より大きい生地の変位、そしてクランプ作用の故障の減少又は解消となる新しい改良された力の分布を提供する改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３７】
更に本発明の目的は該クランプするリングが自動ロック型の設計である改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３８】
更に本発明の目的はそれらの間のエラストマー材料の効率の良い把持動作を実現しそして該エラストマーのスリーブ内に含まれる強化用コード（reinforcing cords）の方向を該リングのクランプ作用の効果が更に増加するように変えるために該端部キヤツプのクランプ用面が突出部により分離された雌型又は凹面の環状溝を有しており、そしてその構造が該クランプリングを該端部キヤツプのシール用面上に位置的に配置するような改良された端部キヤツプ組立体を提供することである。
【００３９】
更に本発明の目的は、該クランプリングと端部キヤツプのクランプ用面が本来は概ね平行であるが、該２つの部品が共に対応し嵌合するように該端部キヤツプは概ね円錐形であり一方該クランプリングの断面は概ね滴型又は直角３角形である様に、概ねテーパーの付いた形状であるような改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００４０】
更に本発明の目的はクランプリングが該端部キヤツプ上のシールする面と該クランプリングとの間でエラストマー材料の効率良い把持作用を可能にするようスエージ加工されている様な改良された端部キヤツプ組立体を提供することである。
【００４１】
更に本発明の目的は該流体圧力室内で過大圧力が発生した時端部部品又はシールが破損するよりもむしろ側壁破裂に進む傾向があるよう設計された改良された空気式作動装置又は空気ばねを提供することである。
【００４２】
更に本発明の目的は該エラストマー材料がその中に流れ込めるように該端部キヤツプシール用面上で環状突出部の間に環状の膨張用溝が形成されている様な改良された端部キヤツプ組立体を提供することである。
【００４３】
更に本発明の目的は従来の設計よりも良く該スリーブを受けそして保持するよう設計された環状溝を提供することである。
【００４４】
更に本発明の目的は凹み又は形作られた内面を有し、今まで使用されたより低廉なクランプリングを提供する様な連続したスムーズな内部円筒面を有するクランプリングを提供することである。
【００４５】
更に本発明の目的は現在のクリンプ用機械（current crimping equipment）で使用可能な改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００４６】
更に本発明の目的は現在の従来技術による空気式作動装置と同じコストで上記改良された特徴を有する改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００４７】
更に本発明の目的は標準的な公知の動作条件で現在使用されている現在の部品に改良部品として取り付け可能な改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００４８】
更に本発明の目的は該同じ発明の中で当業者に明らかな他のことのみならず上記目的と利点の全てを提供することである。
【００４９】
これらの目的と利点は本発明の改良された空気式作動装置により得られるが、その一般的性質は外面と内面とを備えると表明されても良い。該外面は該相対する端部部材間に伸びる軸線に実質的に平行である。該内面は該外面に対し斜めになっており、該内面は該端部部材に対しクリンプされるクランプリングのシール用面となっている。
【００５０】
【実施例】
本発明の改良された空気ばねを図１に示し一般的に１０で指示する。代わりにこの空気ばね１０は従来技術で公知のように１つの端部キヤツプとピストンでなく２つの端部キャツプが使用される他の如何なる種類の空気式作動装置であっても良い。全体として、該改良された空気ばね１０は図１で休止位置で示されているが、該図は下記で説明するように改良された端部キヤツプとクランプリングを示すために１部を切り欠いてある該空気ばねの透視図となっている。
【００５１】
下記を読んだ当業者には明らかなように、下記で説明する該改良されたクランプリングと受け面は空気ばねか空気式作動装置の何れに使用しても良い。空気式作動装置の場合、該空気式作動装置は通常下記で開示する空気ばねのそれと同様な又は一致する構造の可撓性のあるゴムのスリーブ又はベローから成っている。この可撓性のあるゴムのスリーブ又はベローは加圧流体源と中の加圧した流体を増減するための供給部を備えている。該可撓性のあるスリーブは下記に説明するように可撓性のある弾性のある材料で形成されておりそして下記に説明するように強化用コードを含んでいる場合が多いが、そこでは該材料の可撓性のために、下記で空気ばねを参照して説明するように、加圧流体の量が変化すると第１の端部キヤツプが該第１の端部キヤツプと同様な構造のもう１つの端部キヤツプに対して軸線方向に動かされる。これらの端部キヤツプの各々は該加圧流体室を規定するように該スリーブの該端部内に取り付けられている。典型的に、該空気式作動装置は移動可能又は作動可能なものと典型的には固定されたものとの間に位置付けられているが、そこでは該移動可能なものは該空気式作動装置により供給される軸線方向の移動との相関関係で移動する。一般に、該空気式作動装置は該空気式作動装置により印加された衝撃負荷を吸収することによりこの運動を和らげるよう機能している。
【００５２】
上記の様に、各々がクランプリングと少なくとも１つの端部キヤツプを要するので本発明は双方に適用されるのであるが、図１に示す実施例に関しては該装置は空気式作動装置よりもむしろ空気ばねである。これらの空気ばねに関しては、該構造は可撓性のあるゴムのスリーブ又はベローが圧縮性流体源を含んでいることで該空気式作動装置と同じようである。しかしながら、該空気ばねは該端部キヤツプの１つを該可撓性のあるスリーブに対して移動可能な少なくとも１つのピストンと取り替えている。該スリーブが伸びたり引き込まれたりすると該ピストンは該スリーブ内の該流体のそれぞれ圧縮及び膨張を引き起こし、それにより衝撃負荷を吸収したりそして／又は振動を減衰させる。
【００５３】
図１に示す空気ばね１０は改良された端部キヤツプ１１及び改良されたピストン１２から成る軸線方向に間を隔てた端部部材を有している。内部の強化用コード（reinforcing cords）を含むエラストマー材料の可撓性のあるスリーブ１３が端部キヤツプ１１とピストン１２との間に伸びているが、該端部キヤツプとピストンとは改良されたクランプリング１４によってスリーブ１３の開放された端部内にクランプするように契合されている。一旦完全に組立てられると、スリーブ１３と端部部材１１及び１２とは内部流体圧力室１５を形成するが、該室は加圧された流体を用いて加圧可能でありそれにより衝撃負荷を吸収しそして振動を減衰させる働きをする減衰又は衝撃吸収システムを提供する。特定すると、これは該スリーブが伸びたり又は引き込まれたりして該ピストン１２が該スリーブ内の流体のそれぞれ圧縮又は膨張をを引き起こすと起こり、それにより、該空気式作動装置が車両に使用されている所で道路の物を打ったり又は凹みに落ちる車輪により車両のアクスルに印加される衝撃負荷を吸収したりそして／又は振動を減衰したりする。
【００５４】
本発明の主な特徴の１つに依ると、改良されたクランプリング１４は図３及び４に最も明らかに示す様に滴形をしている。この改良された形状はスムーズな又は丸みを有した隅部を有する図５に示す様な断面が長方形又は正方形の標準的な従来技術のクランプリングと対照的である。特定的には、クランプリング１４は図４に示すように滴形であり、それにより該クランプリングと断面は端部キヤツプ１１とピストン１２の間に伸びる運動の軸線に概ね平行な外面２０、９０度のアール（radius）付き曲がり部２１、面２０と概ね直角の頂面２２、９０度のアールより実質的に小さいアールの付いた丸い隅部２３、面２０と２２の方向の間の角度でテーパーの付いたテーパー面２４、及び好ましくは１８０度を越えるカーブである主要カーブ基盤面２５を有している。該主要カーブ基盤面２５は代わりに９０度カーブと接続された９０度より大きい第１のカーブとすることも出来るが、そこではそれらの間に平面形状の短い脚部があっても良い。該クランプリング１４の最終断面形状は丸い設計の大きな基盤を有する滴形である。
【００５５】
本発明の特徴のもう１つに依れば、改良された端部キヤツプ１１及び改良されたピストン１２の各々は端部キヤツプ１１とピストン１２が幾分円錐形を有するようにテーパーの付いたスリーブをシールする面を有している。このシールする面３０は、概して円筒形の端部キヤツプ又はピストン（これが図５に示されている）を形成するように概ね平坦な従来技術でのシール用面と対照的である。該滴形クランプリング１４と構成するよう形作られた該シール用面３０は又、該最も好ましい実施例では、それらの間に環状に伸びる複数の突出部３２を有する複数の環状の溝３１を中に有している。
【００５６】
組立てると、該可撓性のあるスリーブ１３の各端部はクランプリング１４のスムーズな内面２４により端部キヤツプ１１又はピストン１２のシールする面３０に対し概ね気密性の関係を保ってシールしながらクランプされるが、該端部は該スリーブ端部をシールする面３０に対してシールするために次いでスエージ加工されるか又は他の仕方で圧縮しクリンプされる。このスエージ加工の結果該ゴムスリーブ１３は環状溝３１内へ押し込まれるが、それは該溝を完全に充たしそして該クランプリング１４の内面２４と該端部キヤツプ１１又はピストン１２のシールする面３０の間の中へ該スリーブ１３を圧縮するようにするためである。スリーブ１３の何れかのベルトは該溝３１により変型され形を合わせて作られる。結果として、その中の変型されたベルトを有するゴムスリーブの節が該溝３１内に形成されそれは該ゴムが該溝から引き出されるのを防止する作用をする。
【００５７】
本発明の主要な特徴の１つに依ると、該最終シールは該リングと該端部キヤツプ又はピストンの間の締まりばめを有しそれにより該リングが滑り外れることを防止する。この締まりばめは図３に明らかに示されているが、そこでは端部キヤツプ１１の最上端部３５と最下端部３６は面２４のカーブ２５との連結点に実質的に近接しているクランプリング１４の最内側の点よりも半径方向に先へ進んだ或る距離だけ端部キヤツプ１１から外へ伸びている。従来技術ではクリンプされたクランプ作業後でも単にリング隙間を有しているのでこのリングの締めしろは極めて重要である。
【００５８】
本発明の主な特徴のもう１つに依ると、該独特の滴型の設計はより大きな生地の変位を来たしそれによりクリンプ又はクランプの破損を減少又は解消する様なベロー又はスリーブのクリンプの保持力の改良となる
。明らかに、図５に示す従来技術のクランプリングに対し独特の滴型クランプ１４による半径方向に内側へのずっと大きい生地の変位を図３乃至５は示している。
【００５９】
この発明の特徴のもう１つに依ると、該滴型のクランプ用部材１４の独特な設計はクランプ１４から端部キヤツプ１１又はピストン１２に対してのスリーブ上のクリンプする力の独特の力図形を供給する。最小に丸みを付けられた縁に於ける場合を除くと本来完全に半径方向である従来技術の力よりも、該滴型のクランプリング１４は面２４の独特のテーパーにより角度付けられた独特の合成力成分と法線方向力成分を提供する。
【００６０】
更にこの発明の特徴に依ると、該滴型のクランプリング１４と対応するシールする面３０は増加された又はより大きい応力面積を提供する。この増加した応力範囲は該リングの応力及び歪みの減少となる。特定的には、試験が行われたが、そこでは標準型リングの応力面積が約０．０２０面積平方である一方該滴型のリングの面積が約０．０４３面積平方であることが測定された。
【００６１】
更に本発明のもう１つの特徴に依ると、該ベロー内の空気圧の結果として該ベローに法線方向の力を発生しそれにより自動ロック機構を形成するように、該内部流体圧力室１５の加圧中に、該可撓性のあるスリーブ１３は図３に最も良く示すように該主要カーブ基盤面２５の周りを取り巻いている。該自動ロック機構は該クランプリング１４に該端部キヤツプ１１又はピストン１２の滑り脱落とその結果可撓性のあるスリーブ１３と端部キヤツプ１１又はピストン１２との間のシールの破損を妨げさせる。
【００６２】
要するに、空気ばね用の改良された滴型のクランプ組立体とテーパーの付いた端部キヤツプとはベロー又はスリーブの破損のみを引き起こすか又は該ベローのクリンプの保持力を実質的に改良するようにクリンプされた設計を作り出す。更に、該改良された発明は現在のクリンプ作業機械の使用を可能にしそして現在の技術と同等以下のコストとなる。又、本発明は現在の部品に対して改良品を組み込み（be retrofitted）得る設計を含んでいる。本発明の或る主要な利点は、破裂する（burst）結果が典型的には標準リングの少なくとも２倍と高いことを試験が示しているので、それが普通のリングよりずっと強い保持力を該ゴムベローに提供することである。この改良された保持力は、より大きい生地の変位、隙間ばめに対比されるリングと部品の締まりばめ、より大きい応力面積、そして自動ロック機構の結果である。
【００６３】
上記説明は一貫して空気ばねを説明しているが、”空気ばね”技術は空気式作動装置や同様な空気圧部品にも同じ様に適用可能なことは容易に理解される。
【００６４】
従って、該改良された空気ばねは簡単化され、全ての列挙された目的を達成する有効で、安全で、低廉で、そして効率の良い装置を提供し、従来装置で遭遇する困難を取り除くことをもたらしそして問題を解決しそして該技術での新しい結果を得る。
【００６５】
前の説明では、簡略化と、明確化とそして理解のために或る用語が使用されたが、そこからは従来技術の要求を越えて不必要な制限は何等含まれるべきでないが、それはこれらの用語は説明の目的のために使用され幅広く解釈されるよう意図されているからである。
【００６６】
更に、本発明の説明と図解とは実施例に依っており、本発明の範囲は図示され説明されたその精確な詳細に限定されてはいない。
【００６７】
これまで本発明の特徴、発見事項そして原理を説明したが、該空気ばねが作られそして使用される仕方と、該構造の特性と、そして得られた有利で、新しく、便利な結果、新しいそして有用な構造、装置、部品、配置、部品と組み合わせ、は付属する請求項で表される。
【００６８】
本発明の好ましい態様は下記のとおりである。
【００６９】
１．その軸線に沿って相互に対し移動するよう軸線方向に整合された
１対の相対する端部部材を有する空気ばねと共に使用するためのクランプリングに於いて、
該相対する端部部材間に伸びる軸線に実質的に平行な外面と、
該外面に対し斜めになっている内面とを具備しており、該内面は該端部部材に対しクリンプ（crimped）されている該クランプリングのシールする面であることを特徴とするクランプリング。
【００７０】
２．請求項１のクランプリングに於いて、該内面は該外面に対し角度を付けられていることを特徴とするクランプリング。
【００７１】
３．請求項１のクランプリングに於いて、該クランプリングが更に該内面と外面との間の中に丸みを付けられた縁辺を有することを特徴とするクランプリング。
【００７２】
４．請求項１のクランプリングに於いて、該クランプリングは更に該外面に対し実質的に直角な頂面を有することを特徴とするクランプリング。
【００７３】
５．請求項４のクランプリングに於いて、該クランプリングが更に該外面と該頂面との間で実質的に９０度のカーブ（curve）を有することを特徴とするクランプリング0。
【００７４】
６．請求項５のクランプリングに於いて、該クランプリングが更に該内面と該頂面との間で９０度より小さいカーブ（curve）を有することを特徴とするクランプリング。
【００７５】
７．請求項６のクランプリングに於いて、該クランプリングは更に該内面と外面との間の中に１８０度より大きいカーブ（curve）を有することを特徴とするクランプリング。
【００７６】
８．請求項１のクランプリングに於いて、該クランプリングは更に該内面と外面との間の中に１８０度より大きいカーブ（curve）を有することを特徴とするクランプリング。
【００７７】
９．空気ばねに於いて、
軸線方向に離れ隔てられておりそして相互に向かい又相互から離れるよう移動可能である１対の端部部材を具備しており、該端部部材の少なくとも１つは該端部部材間の軸線に対しその上がテーパーを付けられたシールする面を有しており、
該空気ばねは又該端部部材間の中へ伸びておりそして内部に加圧可能な室を形成する可撓性のあるスリーブと、
各シールする面と対応するクランプリングとを具備しており、各クランプリングは滴(tear-drop)型の断面を有することを特徴とする空気ばね。
【００７８】
１０．請求項９の空気ばねに於いて、各クランプリングは該シールする面に実質的に平行な面を有することを特徴とする空気ばね。
【００７９】
１１．請求項９の空気ばねに於いて、各クランプリングは端部部材間の軸線に斜めな内面を有することを特徴とする空気ばね
１２．請求項９の空気ばねに於いて、各クランプリングは端部部材間の軸線に平行な外面とそれに対し斜めな内面とを有することを特徴とする空気ばね。
【００８０】
１３．請求項９の空気ばねに於いて、該シール用面は複数の環状溝を有することを特徴とする空気ばね。
【００８１】
１４．請求項１２の空気ばねに於いて、該クランプリングは該外面と実質的に直角な頂面を有することを特徴とする空気ばね。
【００８２】
１５．請求項１４のクランプリングに於いて、該クランプリングが更に該外面と該頂面との間に実質的に９０度のカーブ（curve）を有することを特徴とするクランプリング。
【００８３】
１６．請求項１５のクランプリングに於いて、該クランプリングが更に該内面と該頂面の間に９０度より小さいカーブ（curve）を有することを特徴とするクランプリング。
【００８４】
１７．請求項１６のクランプリングに於いて、該クランプリングが更に該内面と外面との間の中に１８０度より大きいカーブ（curve）を有することを特徴とするクランプリング。
【００８５】
１８．請求項９の空気ばねに於いて、該クランプリングはクランプリング締めしろを有することを特徴とする空気ばね。
【００８６】
１９．請求項９の空気ばねに於いて、該端部部材の各々が円錐形であることを特徴とする空気ばね。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気式作動装置と一体化された改良された端部キヤツプ組立体の立面図を部分的な切り欠き、断面図を含めて示す。
【図２】クランプリング拡大透視図を示す。
【図３】該エラストマーのスリーブの１端を該改良型端部キヤツプのシール用面に取り付けるクランプリングを高率に拡大した部分断面図で示す。
【図４】空気式作動装置の締まりばめの拡大断面図を示す。
【図５】従来技術の空気式作動装置の隙間ばめの拡大断面図を示す。図面全体を通して同じ様な数字は同じ様な部品を引用する。
【符号の説明】
１０ 空気ばね
１１ 端部キヤツプ
１２ ピストン
１３ スリーブ
１４ クランプリング
１５ 内部流体圧力室
２０ 外面
２１ 丸み付き曲がり部
２２ 頂面
２３ 隅部
２４ テーパー面
２５ 主要カーブ基盤面
３０ シールする面
３１ 溝
３２ 突出部
３５ 最上端部
３６ 最下端部
【産業上の利用分野】
本発明は空気式作動装置に関し特に弾性のあるエラストマーのスリーブ部材を空気ばね上を実施例とする空気作動装置の少なくとも１つの端部上の少なくとも１つの比較的剛性のある端部キヤツプに取り付けるよう適合されたクランプ手段に関する。特定すると、本発明は、スムーズな内部接触面を有する滴型又は同様に丸味を帯びた、直角三角形のクランプリングがその上にクリンプされる（is crimped thereover）とその間でスリーブをシールしてクランプする中間スリーブ部材を有し、１連の挟み範囲を形成するために該端部キヤツプの円錐型にテーパーの付いた部分に沿う環状の凹部又は刻み付け部（indentations）を使用する空気作動装置及び／又は空気ばね用のクランプ組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
空気式作動装置や空気ばねの様な空気圧作動型組立体は、種々の目的で長年使用されて来た。従来空気式作動装置は加圧流体源を含む可撓性のあるゴムのスリーブ又はベロー（bellow）とその中の加圧流体を増加又は減少させるための供給部とから成っている。該可撓性のあるスリーブは強化用コード（reinforcing cords）を含む場合が多い可撓性のあるエラストマーの材料で形成されるが、そこでは加圧流体の量が変化すると、該材料の可撓性から第１の端部キヤツプは該スリーブの端部に取り付けられたもう１つの端部キヤツプに対して軸線方向に動くことが出来るようになっている。該空気式作動装置は移動可能又は作動可能なものと典型的な固定されたものとの間に位置付けられているので、該移動可能なものはこの軸方向の移動と相関して移動する。
【０００３】
共通して空気ばねとして引用される空気圧作動型ばねに関しては、該構造は加圧流体源を含む可撓性のゴムのスリーブ又はベローと類似している。しかしながら、該空気ばねは該可撓性のあるスリーブに対して移動可能な１つ以上のピストンを有する。該スリーブが伸びたり引き戻されると該ピストンは該スリーブ内の該流体をそれぞれ圧縮したり膨張させたりして、それにより衝撃負荷を吸収したり及び／又は振動を減衰させる。該可撓性のあるスリーブは強化用コードを有する可撓性のあるエラストマーの材料で形成されておりそしてこれが該ピストンに該スリーブの開放された端部内に取り付けられたもう１つのピストン又は端部キヤツプに対して軸方向に移動出来るようにする。空気ばねの１つの応用は自動車用であり、その場合は該ばねは該車両の運動する部品間の緩衝動作を提供するが、主としてそれは道路で物に当たったり凹みに落ちる車輪により該車両のアクスル（axles）に印加される衝撃負荷を吸収するためである。
【０００４】
空気式作動装置に於いても空気式ばねに於いても、スリーブの端部はそれぞれ相対する端部キヤツプ、又はピストンと相対する端部キヤツプ、とにシールして連結されており、そして常に効率が良く保守不要の空気式作動装置又は空気ばねの製造での常に重要な主要な側面の１つである。或る空気式の作動装置又は空気ばねの１つの問題は気密シールが欠けることになるような該可撓性のあるスリーブの該端部キヤツプへの無効なシール及び／又はクランプである。
【０００５】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つのそして関連する問題は該無効なシール及び／又はクランプが屡々該スリーブがクランプされ続けられなくなることそして／又は該スリーブの破裂又は裂けかくして破損することの何れか、又は両方になることである。
【０００６】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は該流体圧力室内の高圧を該端部にキヤツプを有する可撓性のあるスリーブの中へ受け入れるように該可撓性のあるスリーブをクランプしそして把持する能力がないことである。
【０００７】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は該空気式の作動装置又は空気ばねのエラストマーのスリーブの端部で露出されてカットされた縁が、過剰なストロークの状態でピストン又は端部キヤツプに沿ってロールするとスリーブ本体と契合し該可撓性のあるスリーブに過剰摩耗を起こさせることである。
【０００８】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は該可撓性のあるスリーブを過剰に摩耗させたり引き裂いたりしない面を提供する程スムーズでなく又は丸味を付けられていないクランプリング又は周囲部品上の縁である。
【０００９】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は充分なクランプ作用が行われるに必要なように該クランプリングと端部キヤツプとの何れか又は両方の上に該スリーブから該溝内へと充分なゴムを押す又は流す能力に欠けることである。
【００１０】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は該リングと端部キヤツプとの間の締まりばめに欠けていることである。
【００１１】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は該リング上に応力と歪みとを分布させるリングと端部キヤツプのインターフエースに沿う充分な応力面積の欠けていることである。
【００１２】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は該リングと端部キヤツプ間の力分布が最適でないことである。
【００１３】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題はクリンプ作業（crimping）時の不充分なスリーブ変位である。
【００１４】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は該クランプリングと該端部キヤツプとの間に該スリーブを挟む際の部品の端部シールの破損、又は端部キヤツプ又はピストンの破損は典型的に過大な圧力発生時の結果であり該スリーブの側壁破裂に対してより望ましくないことである。
【００１５】
現在の空気式作動装置又は空気ばねのもう１つの問題は挟み範囲による保持の無効なことであり、それは該クランプリングと端部キヤツプの何れか又は両方の溝内に押し込まれたゴムが、有効な高圧力シールに必要なようには有効でないことである。
【００１６】
現在の空気式作動装置又は空気ばね、そして特に、それ故該クランプリングの、もう１つの問題は、動的な条件で該クランプリングがそのクランプされた位置で動き引いては間にクランプされたエラストマー材料の動きを起こさせ該シール契合を弛めそして該クランプの一体性を劣化させる傾向を持ちそして最終的漏れや破損を起こさせることである。このリングの動きは揺れや崩壊する行程（jounce or collapsing stroke）では特に重大である。
【００１７】
現在の空気式作動装置又は空気ばねとそして該エラストマーのスリーブ端部を該ピストン部材及び／又は端部キヤツプにクランプすることでのもう１つの問題は例え厳しい空気ばね運動を受けてもそして車両の車台の厳しい環境に曝されても早期の漏れや破裂をせずに流体室内に含む高い流体圧力に耐え得るに充分に気密なシールを確保することである。
【００１８】
現在の空気式作動装置又は空気ばねとそして該エラストマーのスリーブ端部を該ピストン部材及び／又は端部キヤツプにクランプすることでのもう１つの問題は該可撓性のあるのゴムスリーブが該端部キヤツプ及び／又はピストンと該リングの間から滑り出さないことを保証するために該端部キヤツプ及び／又はピストンの外径、及び該クランプリングの双方に溝／刻み付け及び／又は突出部を作る時間のかかる、労働集約型の、そして高価な工程である。
【００１９】
空気式作動装置と空気ばねとその上の端部シール用装置の幾つかの例が下記に説明する次の特許に示されている：
米国特許第３、７８８、６２８号は可撓性のあるロール型スリーブ（rolling sleeve）の内部端部を固定するための構造を備える空気圧作動ばね型のシステムを開示している。該スリーブは円周状溝と内部円周面上のリブと外部円周面上の２つのリブとを有する鋸歯状であることに特徴のある面の間に位置付けられている。該溝の反対側は予め決められた整合する半径の曲率を有する予め規定された角度で収斂するが、その組み合わせが該リングとスリーブのフランジとの整合する凹部と協力して該鋸歯状の設計により該可撓性のあるスリーブをそこに確実に保持するために把持作用を提供する。
【００２０】
米国特許第３、８７０、２８６号は流体ばねに関するが、そこでは該ロール型スリーブの端部は該スリーブの内面に対し契合する環状のクランプリングにより取り付けられている。該クランプリングは該ロール型スリーブを環状溝型変形部を有する該クランプリングで該作用シリンダーに取り付けており、該変形部によって該ロール型スリーブは位置的に保持されるがそれは該リングに印加されるクランプ力と組み合わされたこの相互作用する溝型設計によるものである。
【００２１】
米国特許第４、４８９、４７４号は可撓性のある部材に取り付けられたピストン端部の近くに凹みを有するピストンにチューブ状で可撓性のある部材を結合する手段に関している。該可撓性のある部材は該ピストンに該可撓性のある部材を取り付けるリング型の部品の上と周りに巻き付けられている。該ピストンはその端部に隣接して円周状に伸びる凹部を有しており該可撓性のあるスリーブは位置付けられており該ピストンの該凹部を実質的に充たしている。該リング型の部品は従来型のスエージ加工されたリングでありそして該可撓性のある部材の端部部分は該ピストンリングから伸びる部分から揃えられており該可撓性のある部材は該ピストンの肩部の凹みを実質的に充たしている。該ピストンは該可撓性のある部材の把持を助けるために刻みを付けた縁を使用している。
【００２２】
米国特許第４、４５７、６９２号は２つの部材をシールするための組立体を開示しているが、その１つは該シールを支持する円筒面を有し、そこではシールするリップが第２の部材と対面するよう備えられている。１つの円筒面がリップを有する中空円筒形の本体を備えたシールを支持しているが、該リップは該本体から外方に伸びておりエラストマーのバンドが該リップを位置的に確実に保持するために該本体を取り巻いている。該円筒面は該面の周りに円周状に伸びる凹みを含んでおりそして該円筒形の本体の内径から伸びるシールの整合し突出する要素を受けている。
【００２３】
米国特許第４、５７３、６９２号は２つの部材をシールするための組立体を開示しているが、その１つは該シールを支持する円筒面を有し、そこではシールするリップが第２の部材と対面するよう備えられている。１つの円筒面がリップを有する中空円筒形の本体を備えるシールを支持しているが、該リップは該本体から外方に伸びておりエラストマーのバンドが該リップを位置的に確実に保持するために該本体を取り巻いている。該円筒面は該面の周りに円周状に伸びる凹みを含んでおりそして該円筒形の本体の内径から伸びるシールの整合し突出する要素を受けている。
【００２４】
米国特許第４、６２９、１７０号は軸線方向に離れ隔てられたリテーナーとピストンとにシールして取り付けられた１対の膜により形成された１対の室を有する空気圧式ばねに関しているが、そこでは該膜の軸線方向の端部はソリッドの部材の刻みを付けた面と保持用リングとの間で圧縮され該リングは該可撓性のある膜の軸線方向の端部に対し半径方向の圧縮を行うためにスエージ加工か嵌合か又は他の仕方で締め付けられている。
【００２５】
英国特許第１９９、７８９号はダイアフラム（diaphragm）を把持しそれをチューブ状部材のテーパーの付いた端部部分に対し押す金属の取り付けバンドを開示している。
【００２６】
米国特許第４、７１８、６５０号は可撓性のあるスリーブの端部が１対の軸線方向に間を隔てられたピストンのシールする面にスエージ加工されクリンプされたクランプリングにより結合された空気ばねを示している。該ピストンのクランプ面は該クランプリングによりその中へ押された時該エラストマー材料を保持するのに役立つように刻み付けを有するよう形成されている。
【００２７】
米国特許第４、８９９、９９５号及び第４、８５２、８６１号はクランプリングをピストン又は端部部材上に位置付けするために該ピストン及び端部部材のシールする面上に形成された外方に伸びる突起と整合する１つの中央に配置された凹みを有するクランプリングの使用を示している。該ピストン及び／又は端部部材のシールする面上の外方に伸びる環状のリング又は面により１対の挟む範囲が該突起の相対する側に形成される。これらのリングは凹面の凹みの相対する側上でクランプリングの軸線方向に伸びる内部の環状面と協力して挟む範囲又は区域を形成する。
【００２８】
これらの特許で説明された装置の各々はその意図した機能を満足するように果たすが、該クランプ及びクリンプは該スリーブとキヤツプのインターフエース（interface）の破損を妨げる特にクランプ作用／クリンプ作用の故障（ベロー又はスリーブの破損、すなわち該スリーブ生地の裂けや破裂に対比して）を防止するほど必ずしも充分ではないことが分かった。
【００２９】
本発明の目的は、それらの間に流体密閉するシールを形成しそして間に入る加圧室を提供するために、それらの間に伸びておりそしてクランプリングにより該それぞれの端部キヤツプに対しクランプされた可撓性のあるエラストマーのスリーブを備え、相対する端部で軸線方向に隔てられた端部キヤツプを有する空気式作動装置又は空気ばね用の改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することを含んでいる。
【００３０】
更に本発明の目的は全体的に空気式作動装置の破損を削減するようクランプ作用の故障を削減したり又は無くする改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３１】
更に本発明の目的はクリンプされた範囲（crimped area）でより大きい生地の変位が起こりそれによりクランプ作用の故障を削減したり又は無くする改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３２】
更に本発明の目的は該インターフエースが該クリンプ部内での該スリーブ又はベローの保持力（holding power）を改善する様な改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３３】
更に本発明の目的は空気式作動装置の破損をベロー又はスリーブの破損のみに変えるよう努めるような改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３４】
更に本発明の目的は該リングと端部キヤツプ間に従来技術で見られた隙間でなくて締め代を供給する様な改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３５】
更に本発明の目的はより大きい応力面積を提供しそれによりリングの応力と歪みを減少させる改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３６】
更に本発明の目的はリングの応力と歪みの減少、より大きい生地の変位、そしてクランプ作用の故障の減少又は解消となる新しい改良された力の分布を提供する改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３７】
更に本発明の目的は該クランプするリングが自動ロック型の設計である改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００３８】
更に本発明の目的はそれらの間のエラストマー材料の効率の良い把持動作を実現しそして該エラストマーのスリーブ内に含まれる強化用コード（reinforcing cords）の方向を該リングのクランプ作用の効果が更に増加するように変えるために該端部キヤツプのクランプ用面が突出部により分離された雌型又は凹面の環状溝を有しており、そしてその構造が該クランプリングを該端部キヤツプのシール用面上に位置的に配置するような改良された端部キヤツプ組立体を提供することである。
【００３９】
更に本発明の目的は、該クランプリングと端部キヤツプのクランプ用面が本来は概ね平行であるが、該２つの部品が共に対応し嵌合するように該端部キヤツプは概ね円錐形であり一方該クランプリングの断面は概ね滴型又は直角３角形である様に、概ねテーパーの付いた形状であるような改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００４０】
更に本発明の目的はクランプリングが該端部キヤツプ上のシールする面と該クランプリングとの間でエラストマー材料の効率良い把持作用を可能にするようスエージ加工されている様な改良された端部キヤツプ組立体を提供することである。
【００４１】
更に本発明の目的は該流体圧力室内で過大圧力が発生した時端部部品又はシールが破損するよりもむしろ側壁破裂に進む傾向があるよう設計された改良された空気式作動装置又は空気ばねを提供することである。
【００４２】
更に本発明の目的は該エラストマー材料がその中に流れ込めるように該端部キヤツプシール用面上で環状突出部の間に環状の膨張用溝が形成されている様な改良された端部キヤツプ組立体を提供することである。
【００４３】
更に本発明の目的は従来の設計よりも良く該スリーブを受けそして保持するよう設計された環状溝を提供することである。
【００４４】
更に本発明の目的は凹み又は形作られた内面を有し、今まで使用されたより低廉なクランプリングを提供する様な連続したスムーズな内部円筒面を有するクランプリングを提供することである。
【００４５】
更に本発明の目的は現在のクリンプ用機械（current crimping equipment）で使用可能な改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００４６】
更に本発明の目的は現在の従来技術による空気式作動装置と同じコストで上記改良された特徴を有する改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００４７】
更に本発明の目的は標準的な公知の動作条件で現在使用されている現在の部品に改良部品として取り付け可能な改良されたスリーブと端部キヤツプのインターフエース及び組立体を提供することである。
【００４８】
更に本発明の目的は該同じ発明の中で当業者に明らかな他のことのみならず上記目的と利点の全てを提供することである。
【００４９】
これらの目的と利点は本発明の改良された空気式作動装置により得られるが、その一般的性質は外面と内面とを備えると表明されても良い。該外面は該相対する端部部材間に伸びる軸線に実質的に平行である。該内面は該外面に対し斜めになっており、該内面は該端部部材に対しクリンプされるクランプリングのシール用面となっている。
【００５０】
【実施例】
本発明の改良された空気ばねを図１に示し一般的に１０で指示する。代わりにこの空気ばね１０は従来技術で公知のように１つの端部キヤツプとピストンでなく２つの端部キャツプが使用される他の如何なる種類の空気式作動装置であっても良い。全体として、該改良された空気ばね１０は図１で休止位置で示されているが、該図は下記で説明するように改良された端部キヤツプとクランプリングを示すために１部を切り欠いてある該空気ばねの透視図となっている。
【００５１】
下記を読んだ当業者には明らかなように、下記で説明する該改良されたクランプリングと受け面は空気ばねか空気式作動装置の何れに使用しても良い。空気式作動装置の場合、該空気式作動装置は通常下記で開示する空気ばねのそれと同様な又は一致する構造の可撓性のあるゴムのスリーブ又はベローから成っている。この可撓性のあるゴムのスリーブ又はベローは加圧流体源と中の加圧した流体を増減するための供給部を備えている。該可撓性のあるスリーブは下記に説明するように可撓性のある弾性のある材料で形成されておりそして下記に説明するように強化用コードを含んでいる場合が多いが、そこでは該材料の可撓性のために、下記で空気ばねを参照して説明するように、加圧流体の量が変化すると第１の端部キヤツプが該第１の端部キヤツプと同様な構造のもう１つの端部キヤツプに対して軸線方向に動かされる。これらの端部キヤツプの各々は該加圧流体室を規定するように該スリーブの該端部内に取り付けられている。典型的に、該空気式作動装置は移動可能又は作動可能なものと典型的には固定されたものとの間に位置付けられているが、そこでは該移動可能なものは該空気式作動装置により供給される軸線方向の移動との相関関係で移動する。一般に、該空気式作動装置は該空気式作動装置により印加された衝撃負荷を吸収することによりこの運動を和らげるよう機能している。
【００５２】
上記の様に、各々がクランプリングと少なくとも１つの端部キヤツプを要するので本発明は双方に適用されるのであるが、図１に示す実施例に関しては該装置は空気式作動装置よりもむしろ空気ばねである。これらの空気ばねに関しては、該構造は可撓性のあるゴムのスリーブ又はベローが圧縮性流体源を含んでいることで該空気式作動装置と同じようである。しかしながら、該空気ばねは該端部キヤツプの１つを該可撓性のあるスリーブに対して移動可能な少なくとも１つのピストンと取り替えている。該スリーブが伸びたり引き込まれたりすると該ピストンは該スリーブ内の該流体のそれぞれ圧縮及び膨張を引き起こし、それにより衝撃負荷を吸収したりそして／又は振動を減衰させる。
【００５３】
図１に示す空気ばね１０は改良された端部キヤツプ１１及び改良されたピストン１２から成る軸線方向に間を隔てた端部部材を有している。内部の強化用コード（reinforcing cords）を含むエラストマー材料の可撓性のあるスリーブ１３が端部キヤツプ１１とピストン１２との間に伸びているが、該端部キヤツプとピストンとは改良されたクランプリング１４によってスリーブ１３の開放された端部内にクランプするように契合されている。一旦完全に組立てられると、スリーブ１３と端部部材１１及び１２とは内部流体圧力室１５を形成するが、該室は加圧された流体を用いて加圧可能でありそれにより衝撃負荷を吸収しそして振動を減衰させる働きをする減衰又は衝撃吸収システムを提供する。特定すると、これは該スリーブが伸びたり又は引き込まれたりして該ピストン１２が該スリーブ内の流体のそれぞれ圧縮又は膨張をを引き起こすと起こり、それにより、該空気式作動装置が車両に使用されている所で道路の物を打ったり又は凹みに落ちる車輪により車両のアクスルに印加される衝撃負荷を吸収したりそして／又は振動を減衰したりする。
【００５４】
本発明の主な特徴の１つに依ると、改良されたクランプリング１４は図３及び４に最も明らかに示す様に滴形をしている。この改良された形状はスムーズな又は丸みを有した隅部を有する図５に示す様な断面が長方形又は正方形の標準的な従来技術のクランプリングと対照的である。特定的には、クランプリング１４は図４に示すように滴形であり、それにより該クランプリングと断面は端部キヤツプ１１とピストン１２の間に伸びる運動の軸線に概ね平行な外面２０、９０度のアール（radius）付き曲がり部２１、面２０と概ね直角の頂面２２、９０度のアールより実質的に小さいアールの付いた丸い隅部２３、面２０と２２の方向の間の角度でテーパーの付いたテーパー面２４、及び好ましくは１８０度を越えるカーブである主要カーブ基盤面２５を有している。該主要カーブ基盤面２５は代わりに９０度カーブと接続された９０度より大きい第１のカーブとすることも出来るが、そこではそれらの間に平面形状の短い脚部があっても良い。該クランプリング１４の最終断面形状は丸い設計の大きな基盤を有する滴形である。
【００５５】
本発明の特徴のもう１つに依れば、改良された端部キヤツプ１１及び改良されたピストン１２の各々は端部キヤツプ１１とピストン１２が幾分円錐形を有するようにテーパーの付いたスリーブをシールする面を有している。このシールする面３０は、概して円筒形の端部キヤツプ又はピストン（これが図５に示されている）を形成するように概ね平坦な従来技術でのシール用面と対照的である。該滴形クランプリング１４と構成するよう形作られた該シール用面３０は又、該最も好ましい実施例では、それらの間に環状に伸びる複数の突出部３２を有する複数の環状の溝３１を中に有している。
【００５６】
組立てると、該可撓性のあるスリーブ１３の各端部はクランプリング１４のスムーズな内面２４により端部キヤツプ１１又はピストン１２のシールする面３０に対し概ね気密性の関係を保ってシールしながらクランプされるが、該端部は該スリーブ端部をシールする面３０に対してシールするために次いでスエージ加工されるか又は他の仕方で圧縮しクリンプされる。このスエージ加工の結果該ゴムスリーブ１３は環状溝３１内へ押し込まれるが、それは該溝を完全に充たしそして該クランプリング１４の内面２４と該端部キヤツプ１１又はピストン１２のシールする面３０の間の中へ該スリーブ１３を圧縮するようにするためである。スリーブ１３の何れかのベルトは該溝３１により変型され形を合わせて作られる。結果として、その中の変型されたベルトを有するゴムスリーブの節が該溝３１内に形成されそれは該ゴムが該溝から引き出されるのを防止する作用をする。
【００５７】
本発明の主要な特徴の１つに依ると、該最終シールは該リングと該端部キヤツプ又はピストンの間の締まりばめを有しそれにより該リングが滑り外れることを防止する。この締まりばめは図３に明らかに示されているが、そこでは端部キヤツプ１１の最上端部３５と最下端部３６は面２４のカーブ２５との連結点に実質的に近接しているクランプリング１４の最内側の点よりも半径方向に先へ進んだ或る距離だけ端部キヤツプ１１から外へ伸びている。従来技術ではクリンプされたクランプ作業後でも単にリング隙間を有しているのでこのリングの締めしろは極めて重要である。
【００５８】
本発明の主な特徴のもう１つに依ると、該独特の滴型の設計はより大きな生地の変位を来たしそれによりクリンプ又はクランプの破損を減少又は解消する様なベロー又はスリーブのクリンプの保持力の改良となる
。明らかに、図５に示す従来技術のクランプリングに対し独特の滴型クランプ１４による半径方向に内側へのずっと大きい生地の変位を図３乃至５は示している。
【００５９】
この発明の特徴のもう１つに依ると、該滴型のクランプ用部材１４の独特な設計はクランプ１４から端部キヤツプ１１又はピストン１２に対してのスリーブ上のクリンプする力の独特の力図形を供給する。最小に丸みを付けられた縁に於ける場合を除くと本来完全に半径方向である従来技術の力よりも、該滴型のクランプリング１４は面２４の独特のテーパーにより角度付けられた独特の合成力成分と法線方向力成分を提供する。
【００６０】
更にこの発明の特徴に依ると、該滴型のクランプリング１４と対応するシールする面３０は増加された又はより大きい応力面積を提供する。この増加した応力範囲は該リングの応力及び歪みの減少となる。特定的には、試験が行われたが、そこでは標準型リングの応力面積が約０．０２０面積平方である一方該滴型のリングの面積が約０．０４３面積平方であることが測定された。
【００６１】
更に本発明のもう１つの特徴に依ると、該ベロー内の空気圧の結果として該ベローに法線方向の力を発生しそれにより自動ロック機構を形成するように、該内部流体圧力室１５の加圧中に、該可撓性のあるスリーブ１３は図３に最も良く示すように該主要カーブ基盤面２５の周りを取り巻いている。該自動ロック機構は該クランプリング１４に該端部キヤツプ１１又はピストン１２の滑り脱落とその結果可撓性のあるスリーブ１３と端部キヤツプ１１又はピストン１２との間のシールの破損を妨げさせる。
【００６２】
要するに、空気ばね用の改良された滴型のクランプ組立体とテーパーの付いた端部キヤツプとはベロー又はスリーブの破損のみを引き起こすか又は該ベローのクリンプの保持力を実質的に改良するようにクリンプされた設計を作り出す。更に、該改良された発明は現在のクリンプ作業機械の使用を可能にしそして現在の技術と同等以下のコストとなる。又、本発明は現在の部品に対して改良品を組み込み（be retrofitted）得る設計を含んでいる。本発明の或る主要な利点は、破裂する（burst）結果が典型的には標準リングの少なくとも２倍と高いことを試験が示しているので、それが普通のリングよりずっと強い保持力を該ゴムベローに提供することである。この改良された保持力は、より大きい生地の変位、隙間ばめに対比されるリングと部品の締まりばめ、より大きい応力面積、そして自動ロック機構の結果である。
【００６３】
上記説明は一貫して空気ばねを説明しているが、”空気ばね”技術は空気式作動装置や同様な空気圧部品にも同じ様に適用可能なことは容易に理解される。
【００６４】
従って、該改良された空気ばねは簡単化され、全ての列挙された目的を達成する有効で、安全で、低廉で、そして効率の良い装置を提供し、従来装置で遭遇する困難を取り除くことをもたらしそして問題を解決しそして該技術での新しい結果を得る。
【００６５】
前の説明では、簡略化と、明確化とそして理解のために或る用語が使用されたが、そこからは従来技術の要求を越えて不必要な制限は何等含まれるべきでないが、それはこれらの用語は説明の目的のために使用され幅広く解釈されるよう意図されているからである。
【００６６】
更に、本発明の説明と図解とは実施例に依っており、本発明の範囲は図示され説明されたその精確な詳細に限定されてはいない。
【００６７】
これまで本発明の特徴、発見事項そして原理を説明したが、該空気ばねが作られそして使用される仕方と、該構造の特性と、そして得られた有利で、新しく、便利な結果、新しいそして有用な構造、装置、部品、配置、部品と組み合わせ、は付属する請求項で表される。
【００６８】
本発明の好ましい態様は下記のとおりである。
【００６９】
１．その軸線に沿って相互に対し移動するよう軸線方向に整合された
１対の相対する端部部材を有する空気ばねと共に使用するためのクランプリングに於いて、
該相対する端部部材間に伸びる軸線に実質的に平行な外面と、
該外面に対し斜めになっている内面とを具備しており、該内面は該端部部材に対しクリンプ（crimped）されている該クランプリングのシールする面であることを特徴とするクランプリング。
【００７０】
２．請求項１のクランプリングに於いて、該内面は該外面に対し角度を付けられていることを特徴とするクランプリング。
【００７１】
３．請求項１のクランプリングに於いて、該クランプリングが更に該内面と外面との間の中に丸みを付けられた縁辺を有することを特徴とするクランプリング。
【００７２】
４．請求項１のクランプリングに於いて、該クランプリングは更に該外面に対し実質的に直角な頂面を有することを特徴とするクランプリング。
【００７３】
５．請求項４のクランプリングに於いて、該クランプリングが更に該外面と該頂面との間で実質的に９０度のカーブ（curve）を有することを特徴とするクランプリング0。
【００７４】
６．請求項５のクランプリングに於いて、該クランプリングが更に該内面と該頂面との間で９０度より小さいカーブ（curve）を有することを特徴とするクランプリング。
【００７５】
７．請求項６のクランプリングに於いて、該クランプリングは更に該内面と外面との間の中に１８０度より大きいカーブ（curve）を有することを特徴とするクランプリング。
【００７６】
８．請求項１のクランプリングに於いて、該クランプリングは更に該内面と外面との間の中に１８０度より大きいカーブ（curve）を有することを特徴とするクランプリング。
【００７７】
９．空気ばねに於いて、
軸線方向に離れ隔てられておりそして相互に向かい又相互から離れるよう移動可能である１対の端部部材を具備しており、該端部部材の少なくとも１つは該端部部材間の軸線に対しその上がテーパーを付けられたシールする面を有しており、
該空気ばねは又該端部部材間の中へ伸びておりそして内部に加圧可能な室を形成する可撓性のあるスリーブと、
各シールする面と対応するクランプリングとを具備しており、各クランプリングは滴(tear-drop)型の断面を有することを特徴とする空気ばね。
【００７８】
１０．請求項９の空気ばねに於いて、各クランプリングは該シールする面に実質的に平行な面を有することを特徴とする空気ばね。
【００７９】
１１．請求項９の空気ばねに於いて、各クランプリングは端部部材間の軸線に斜めな内面を有することを特徴とする空気ばね
１２．請求項９の空気ばねに於いて、各クランプリングは端部部材間の軸線に平行な外面とそれに対し斜めな内面とを有することを特徴とする空気ばね。
【００８０】
１３．請求項９の空気ばねに於いて、該シール用面は複数の環状溝を有することを特徴とする空気ばね。
【００８１】
１４．請求項１２の空気ばねに於いて、該クランプリングは該外面と実質的に直角な頂面を有することを特徴とする空気ばね。
【００８２】
１５．請求項１４のクランプリングに於いて、該クランプリングが更に該外面と該頂面との間に実質的に９０度のカーブ（curve）を有することを特徴とするクランプリング。
【００８３】
１６．請求項１５のクランプリングに於いて、該クランプリングが更に該内面と該頂面の間に９０度より小さいカーブ（curve）を有することを特徴とするクランプリング。
【００８４】
１７．請求項１６のクランプリングに於いて、該クランプリングが更に該内面と外面との間の中に１８０度より大きいカーブ（curve）を有することを特徴とするクランプリング。
【００８５】
１８．請求項９の空気ばねに於いて、該クランプリングはクランプリング締めしろを有することを特徴とする空気ばね。
【００８６】
１９．請求項９の空気ばねに於いて、該端部部材の各々が円錐形であることを特徴とする空気ばね。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気式作動装置と一体化された改良された端部キヤツプ組立体の立面図を部分的な切り欠き、断面図を含めて示す。
【図２】クランプリング拡大透視図を示す。
【図３】該エラストマーのスリーブの１端を該改良型端部キヤツプのシール用面に取り付けるクランプリングを高率に拡大した部分断面図で示す。
【図４】空気式作動装置の締まりばめの拡大断面図を示す。
【図５】従来技術の空気式作動装置の隙間ばめの拡大断面図を示す。図面全体を通して同じ様な数字は同じ様な部品を引用する。
【符号の説明】
１０ 空気ばね
１１ 端部キヤツプ
１２ ピストン
１３ スリーブ
１４ クランプリング
１５ 内部流体圧力室
２０ 外面
２１ 丸み付き曲がり部
２２ 頂面
２３ 隅部
２４ テーパー面
２５ 主要カーブ基盤面
３０ シールする面
３１ 溝
３２ 突出部
３５ 最上端部
３６ 最下端部
Claims (3)
- 軸線方向に離れ隔てられていて、間に延びる軸線に沿って相互に向かい合い且つ離れるように移動可能で、少なくとも１つが間の軸線に対してテーパが付けられたシール面を有する一対の端部部材と、
該端部部材間に伸び、内部に加圧可能な室を形成する可撓性のスリーブと、
該端部部材間に伸びる軸線に実質的に平行な外面、及び該外面に対し斜めになっている滑らかな内面を有し、該内面が該１つの端部部材のシールする面に対して実質的に平行で、該１つの端部部材のシールする面に対して該可撓性のスリーブをクリンプするクランプリングと、
を具備し、前記１つの端部部材のシールする面が複数個の環状の溝を有し、前記クランプリングが、クランプリングの外面に対し実質的に直角になった頂面と、アール付き曲がり面と、丸い隅部と、外面と頂面の方向の間の角度でテーパーの付いたテーパー面と、主要カーブ基礎面とを有することを特徴とする空気ばね。 - 前記クランプリングが、外面と頂面との間に実質的に９０度のカーブを有することを特徴とする請求項１記載の空気ばね。
- 前記クランプリングが、内面と頂面との間に９０度より小さいカーブを有することを特徴とする請求項１記載の空気ばね。
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