JPH09382U - 空気ばねの端部部材および空気ばねの組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 端部部材とクランプリングとの間の空気スリ
ーブを抜き出すのに要する引き抜き力を最大にする溝部
分を有する空気ばねの端部部材を提供する。 【解決手段】 外周上に溝部分１４を有する空気ばねの
端部部材１１において、この溝部分が所定の高さの内側
直径面を有し、この直径面の両端部から第１の１対の壁
面が半径方向外方へ延び、この壁面から第２の１対の壁
面が半径方向外方へ延びている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は空気ばねの組立体、より詳細には、２つの端部部材、可撓性管状のス リーブおよび１対のクランプリングの組み合わせに関する。さらに詳細には、外 周上にスリーブをクランプリングによって取り付けるための改良された溝部分を 有する端部部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】

いくつかの装置が、転動ローブ型空気ばねの動作中に破損を起こすものとして 確認されている。これらの部品そのものの欠陥による明白な破損の可能性はさて おき、これら組立体の破損の主要原因は適切な組立体がないことに帰することが できる。この組立体においては通常ある型のクランプリングによって可撓性管状 の空気スリーブが端部部材に取り付けられている。一方の端部部材が端部プラグ であり、他方の端部部材がある型のピストンというのが普通であるが、２つとも 端部プラグ、あるいは２つともピストンが使用されている空気ばね組立体もある 。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

適切な組合わせを得るためにバランスさせねばならないファクターは、端部部 材とクランプリングの間におけるスリーブの圧縮の程度と、スリーブと接続する 端部部材の表面の広さと、クラプリングがスリーブを加圧して変形させる難易さ と、加圧変形工程前の予備的組立工程において、お互いの配列が乱れる傾向がな いように与えられた構成要素を保持することの容易さである。

【０００４】 空気ばねの組立体が使用されるライフ期間中良好な気密を保つためには端部部 材に対して充分な強さの圧力をスリーブに与えることが必要である。しかしなが ら、この圧力の強さは、空気ばねのスリーブが正常運転中に膨張および曲げを受 けるので、クランプリングあるいは端部部材の表面部分のいずれかによって空気 スリーブの破断が引き起こされる程大きくしてはならない。かなりの強さの力が 正常運転中に接続部に作用し、この力は空気スリーブをクランプリングと端部部 材の間から引き抜こうとする傾向がある。もう一つの問題は正常な運転あるいは 別の原因のいずれかによって、クランプリングがクランプ部分の中心位置から、 スリーブを端部部材にシールすることが出来ない程度にまで位置がずれる時に起 る。本考案の目的は、端部部材とクランプリングとの間の空気スリーブを抜き出 すのに要する引き抜き力を最大にする溝部分を有する空気ばね端部部材を提供す ることにある。

【０００５】 本考案の別の目的は、溝部分と組み合わせて使用されるクランプリングの軸方 向の移動を防止する溝部分を有する空気ばねの端部部材を提供することにある。 本考案の他の目的は、溝部分と組み合わせて使用される可撓性管状のスリーブ の破断の可能性を最小にする溝部分を有する空気ばねの端部部材を提供すること にある。

【０００６】 本考案のさらに他の目的は、溝部分と組み合わせて使用されるクランプリング の自己センタリング性を与えるのみならず、空気ばねの組立体の予備組立が容易 になるように設計された溝部分を有する空気ばねの端部部材を提供することにあ る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の手法によれば、本考案の空気ばねの端部部材は、形状がほぼ円筒形で 、長手方向の軸と、可撓性管状のスリーブを前記端部部材に取付けるためにその 外周上に溝部分を有し、前記溝部分は、所定の高さを有し前記軸に平行である内 側直径面を有し、この内側直径面はその各端部から延びて半径方向外方に拡がる 第１の１対の壁面と、前記第１の１対の壁面から延びて半径方向外方にさらに拡 がる第２の１対の壁面とを有する。

【０００８】 本考案の空気ばね組立体は、 （ａ）２つの端部を有する可撓性管状のスリーブと、 （ｂ）１対のクランプリングと、 （ｃ）１対の端部部材とからなり、 各端部部材は、形状がほぼ円筒形で、長手方向の軸と、その外周上に溝部分とを 有し、スリーブの各端部は１つのクランプリングによって１つの端部部材に取り 付けられ、この溝部分は、所定の高さを有し前記軸に平行な内側直径面を有し、 この内側直径面はその各端部から延びて半径方向外方に拡がる第１の１対の壁面 と、この第１の１対の壁面から延びて半径方向外方にさらに拡がる第２の１対の 壁面とを有する。

【０００９】 次に図面を参照して、従来技術の問題点をさらに説明する。第１図は従来技術 による型の空気ばねの組立体を示し、端部部材１１は歯先をスリーブ１６中には め込んで作動する１組の鋸歯３２を特徴とするクランプ部分を有する。さらに、 この従来技術のクランプ部分は、通常少なくとも１つの真っすぐな壁３４と、傾 斜した壁３６または曲った壁３８のいずれかとを有する。このような構成は、鋸 歯の縁部とスリーブ１６の面の間の接触する点において局部的な圧縮部分を生じ やすく、これはスリーブの穿孔あるいは切断の原因となり、組立体の破損につな がる。さらにこれらの設計ではクランプリング２６の自己センタリングのための 手段がなく、また、端部部材１１に対してリング２６が軸方向に移動するのを防 止する手段も持たない。また、クランプ部分の高さに対するリング２６の高さは 、スリーブ１６に対する圧縮が半径方向にのみ加えられるようになっている。

【００１０】 第２図は従来技術による別の型の転動ローブ空気ばね組立体を示し、一組の環 状溝と、少なくとも１つの直線壁部分３４と、傾斜壁部分３６または曲面壁部３ ８のいずれかによって特徴づけられたクランプの細部を有する。このような設計 はスリーブ１６と端部部材１１の間の接触面積を最大にするが、一方、リング部 材２６が半径方向にのみ圧縮を与え、自己センタリング性がないだけでなく、端 部部材１１に対して滑りあるいは移動しやすいという欠点を有する。

【００１１】

【実施例】

次に本考案の実施例を図面を参照して説明する。

【００１２】 第３図は全体を２８で示す本考案による空気ばね組立体を示す。この空気ばね 組立体は、２つの端部を有する可撓性管状のスリーブ１６と、１対のクランプリ ング２６と、１対の端部部材１１とからなる。各端部部材１１はほぼ円筒形で、 長手方向の軸１２と、その外周上に溝部分１４とを有している。スリーブ１６の 各端部はリング２６の１つによって端部部材１１の１つに取り付けられ、気密室 ３０を形成している。

【００１３】 第４図に溝部分１４をさらに詳細に示してあるが、空気ばねの端部部材の組立 体は全体として１０で表示してある。端部部材１１の溝部分１４は、軸１２に平 行な、所定の高さｈ_Tの内側直径面１８を有する。内側直径面１８の両端部Ａか ら延びて半径方向外方に拡がる第１の１対の壁面２０があり、この面は軸から測 って鋭角αをなしている。この第１の１対の壁面２０の点Ｂから延びて、半径方 向外方にさらに拡がる第２の１対の壁面２２があり、この壁面は長手軸から角度 βをなしており、この角度は第１の１対の壁面２０の鋭角αより小さい。図に示 すように、溝部分１４は、長手軸１２に対して直角で、内側直径面１８を二等分 する線１７に関して対称である。

【００１４】 内側直径面１８から半径方向内方に延びる少なくとも１つの溝２４を設けるこ とが、必須ではないが望ましい。溝２４は摩擦面を追加してスリーブの引き抜き 力を増大させるのみならず、特に低い範囲の作動温度において、内部の流体が漏 れるのを防止する助けとなるという二重の作用をする。

【００１５】 前述の溝部分１４を有する端部部材１１を、スリーブ１６と、内側直径面１８ の高さｈ_Tとほぼ等しい高さｈ_Rのクランプリング２６と組み合わせて使用するこ とにより、点Ｃの間の摩擦接触面積が最大になるのみならず、拡がっている第２ の１対の壁面２２と、第１の１対の壁面２０の双方により、クランプリング２６ に溝部分の中で自己センタリングの機能を持たせる組立体が得られる。さらに、 このような組立体は３つの平面に沿った圧縮を最大限に利用することを可能とす る。すなわち、内側直径面１８とクランプリング２６の内側直径面の間の半径方 向の圧縮と、半径方向外部方向に拡がっている第１の１対の壁面２０と、クラン プリング２６の隅の半径２１の垂線との間に作用する部分的に軸方向で部分的に 半径方向の圧縮力とである。

【００１６】 壁面２０の点Ｂにおける第１の１対の角度αから、壁面２２の第２の１対の角 度βへの滑らかな移り変りは、スリーブ１６の破断の可能性を防止するのに役立 つだけでなく、スリーブのリップ直径Ｄ_Lを最小にする余裕を与えるものである 。スリーブのリップ直径Ｄ_Lを最小にすることによって、加圧変形作業に先立っ てリング２６によってスリーブ１６に加えねばならない圧力が小さくてすむので 、組立が非常に容易になる。第１の１対の拡がっている壁面の鋭角αは約４０度 から約５０度の範囲にあるのが望ましい。第２の１対の壁面のより小さい鋭角β は約２０度から約３０度の範囲にあるのが望ましい。

【００１７】 本考案の端部部材はどのような適当な材料からでも製造することができる。例 えば、亜鉛、アルミニウムあるいはステンレス鋼のような金属、または適当な熱 可塑性のプラスチック、例えばナイロン、塩化ビニールまたはＡＢＳ樹脂などを 、一般的にこれらが使用される環境および条件に応じて使用することができる。 端部部材は、機械加工、鋳造あるいはモールディングのような公知のどのような 方法によってでも製造することができる。

【００１８】 本考案に使用される可撓性管状のスリーブは、一般的に多くの重合体材料のい ずれか、すなわち熱硬化性あるいは熱可塑性、あるいは熱可塑性エラストマーと して知られている材料から造ることができる。一般的に、転動ローブ型空気ばね に使用されるスリーブは、ポリマー基質の中に埋め込まれた補強材の多くの層を 含んでいる。

【００１９】 本考案に使用されるクランプリングは、多くの金属、例えば銅、ステンレス鋼 またはアルミニウム等のいずれによってでも製造することができる。

【００２０】 本考案の空気ばねの製造は組立予備工程と加圧変形工程とを含む。組立予備工 程においては、リングをスリーブの上の位置に保持し、端部部材をその位置に押 し込むか、あるいは端部部材をスリーブ中の位置に保持し、リングをその位置に 引き込む。スリーブを端部部材とリングの間に加圧変形するもう一つの工程は、 予め定めた圧力をリングに加えるか、あるいは予め決めておいた寸法にリングを 変形することによって行なわれる。このためには適当な圧力を加えるように注意 を払わねばならない。すなわち、圧力が小さ過ぎると端部部材がスリーブから引 き抜かれたり、さらに端部部材とスリーブの間の気密が不完全になるという結果 となり、さらに圧力が大き過ぎると、スリーブが破断する結果となり、耐用年数 を短くする原因となる。１対の角度αおよびβによって自己センタリング性の傾 向が設けられ、これによってこの設計に、一定の位置を定められた加圧変形点が 与えられ、これは厚いゲージのスリーブまたはリングの不正確な取付にもとずく 不良な加圧変形の可能性を低減させるものである。この角度の形状はまた、リン グによるスリーブに加えられる圧力を最小にするものであり、それでもなお、高 い引き抜き値を達成するものである。

【００２１】 本考案を説明するために代表的な実施例と詳細を示したが、当業者には、本考 案の精神と範囲に反することなく、種々の変更および修正が可能であることは明 白であろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術による管状転動ローブ型の空気ばねの
右半分を示す縦断面図であり、この空気ばねは長手軸に
関してほぼ対称である。

【図２】従来技術による別の管状転動ローブ型の空気ば
ねの右半分を示す縦断面図、

【図３】本考案による管状転動ローブ型の空気ばねの実
施例の右半分を示す縦断面図であり、この空気ばねは長
手軸に関してほぼ対称である。

【図４】本考案の実施例の溝部分の詳細を示す第３図の
部分拡大図である。

【符号の説明】

１０ 空気ばねの端部部材の組立体 １１ 端部部材 １２ 長手方向の軸 １４ 溝部分 １６ スリーブ １８ 内側直径面 ２０ 第１の１対の壁面 ２１ 隅の半径 ２２ 第２の１対の壁面 ２４ 溝 ２６ クランプリング ２８ 空気ばねの組立体 ３０ 気密室

───────────────────────────────────────────────────── 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)考案者 イワン ジョセフ ワームス ザ セカン ド アメリカ合衆国 45895 オハイオ州 ワ パコネタ ボックス 311 ルーラル ル ート ３ (72)考案者 スティーブン ジョセフ モエグリン アメリカ合衆国 44720 オハイオ州 ノ ース カントン 1740 レッド コーチ ロード

Claims (13)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気ばねの端部部材であって、その形状
   はほぼ円筒状であり、長手方向の軸と、前記端部部材に
   可撓性管状のスリーブを取り付けるための、前記端部部
   材の外周上に設けられた溝部分とを有し、 前記溝部分は、前記軸に平行で所定の高さの内側直径面
   を含み、前記内側直径面の両端部から延びて半径方向外
   方へ拡がる第１の１対の壁面と、前記第１の１対の壁面
   から延びて半径方向外方へ更に拡がる第２の１対の壁面
   とを有する空気ばねの端部部材。
2. 【請求項２】 前記溝部分が、前記軸に垂直で前記内側
   直径面を二等分する線に関して対称である請求項１記載
   の空気ばねの端部部材。
3. 【請求項３】 前記溝部分が、前記内側直径面から半径
   方向内方へ延びる少なくとも１つの溝を更に含む請求項
   ２記載の空気ばねの端部部材。
4. 【請求項４】 前記第１の１対の壁面が前記軸から測っ
   て鋭角に拡がり、前記第２の１対の壁面が前記軸から測
   って前記鋭角より小さい角度で拡がる請求項１記載の空
   気ばねの端部部材。
5. 【請求項５】 前記鋭角が約４０度ないし約５０度の範
   囲である請求項４記載の空気ばねの端部部材。
6. 【請求項６】 前記第２の１対の壁面の角度が約２０度
   ないし約３０度の範囲である請求項５記載の空気ばねの
   端部部材。
7. 【請求項７】 （ａ）２つの端部を有する可撓性管状の
   スリーブと、 （ｂ）１対のクランプリングと、 （ｃ）１対の端部部材とからなり、 各端部部材は、形状がほぼ円筒形で、長手方向の軸と、
   その外周上に溝部分とを有し、前記スリーブの各端部は
   クランプリングの１つによって端部部材の１つに取り付
   けられ、 前記溝部分は、前記軸に平行で所定の高さの内側直径面
   を含み、前記内側，直径面の両端部から延びて半径方向
   外方へ拡がる第１の１対の壁面と、前記第１の１対の壁
   面から延びて半径方向外方へ更に拡がる第２の１対の壁
   面とを有する空気ばねの組立体。
8. 【請求項８】 前記クランプリングが、前記内側直径面
   の高さとほぼ等しい高さを有する請求項７記載の空気ば
   ねの組立体。
9. 【請求項９】 前記溝部分が、前記軸に垂直で前記内側
   直径面を二等分する線に関して対称である請求項７記載
   の空気ばねの組立体。
10. 【請求項１０】 前記溝部分が、前記内側直径面から半
    径方向内方へ延びる少なくとも１つの溝を更に含む請求
    項９記載の空気ばねの組立体。
11. 【請求項１１】 前記第１の１対の壁面が前記軸から測
    って鋭角に拡がり、前記第２の１対の壁面が、前記軸か
    ら測って前記鋭角より小さい角度で拡がる請求項７記載
    の空気ばねの組立体。
12. 【請求項１２】 前記鋭角が約４０度ないし約５０度の
    範囲である請求項１１記載の空気ばねの組立体。
13. 【請求項１３】 前記第２の１対の壁面の角度が約２０
    度ないし約３０度の範囲である請求項１２記載の空気ば
    ねの組立体。