(57)【要約】小型設計で、寿命が長く性能が向上した小型の緩衝、防振及び／又はサスペンション装置が提供される。本開示内容の装置は、更に安価で製造が更に簡潔である。本開示内容の装置は、インラインスケート、スクーター又は車輪の小さい他の乗物用車輪のハブにおいて緩衝装置として使用できると共に、装置の構成要素が経験する衝撃及び／又は振動を緩和、減衰及び吸収して装置全体に及ぼす影響を最小にする必要のある車輪なし装置や車輪ハブの外側の位置において使用することができる。
2005522647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを画定する外部構造構成要素と、
前記キャビティ内に取り付けられた湾曲メカニズムと、
前記湾曲メカニズム内に収容されたエラストマー部材と、
を含む緩衝装置。
【請求項２】
緩衝装置に連通する車軸部材を更に含み、前記湾曲メカニズムが回転自由度及び並進自由度における該車軸の移動を抑制する、請求項１に記載の緩衝装置。
【請求項３】
前記湾曲メカニズムが内部チューブ部材及び外部チューブ部材を含み、前記緩衝装置が負荷を受けていない際、該内部チューブ部材は該外部チューブ部材と同心ではない、請求項１に記載の緩衝装置。
【請求項４】
前記湾曲メカニズムが内部チューブ部材及び外部チューブ部材を含み、前記緩衝装置が負荷を受けた際に該内部チューブ部材が該外部チューブ部材とほぼ同心になる、請求項１に記載の緩衝装置。
【請求項５】
加えられる負荷の関数として変化するばね定数を含む、請求項１に記載の緩衝装置。
【請求項６】
前記内部チューブ部材、前記外部チューブ部材及び前記湾曲メカニズムがモノリシックに形成されている、請求項３に記載の緩衝装置。
【請求項７】
前記内部チューブ部材及び前記外部チューブ部材が前記湾曲メカニズムとは異なる材料で形成されている、請求項３に記載の緩衝装置。
【請求項８】
前記湾曲メカニズムが内部チューブを更に含み、該内部チューブは外部チューブから離間されてこれに接続され、その間に空間を形成しており、該空間の少なくとも一部が弾性特性を有する物質で充填されている、請求項１に記載の緩衝装置。
【請求項９】
前記湾曲メカニズムが内部チューブを更に含み、該内部チューブは外部チューブから離間されてこれに接続され、その間に空間を形成しており、該空間の少なくとも一部が圧縮性流体で充填されている、請求項１に記載の緩衝装置。
【請求項１０】
前記緩衝装置に負荷又は衝撃が加えられた際に、前記エラストマー部材が主に剪断により撓む、請求項１に記載の緩衝装置。
【請求項１１】
ハウジング構成要素を有する装置であって、
車軸部材と、
前記車軸部材と連通する緩衝装置と、
を含み、
前記緩衝装置が前記車軸と前記車軸を取り囲む固定要素との間に取り付けられ、
前記緩衝装置が、回転自由度及び並進自由度における前記車軸部材の移動を抑制する湾曲メカニズムを含む、
装置。
【請求項１２】
前記車軸を取り囲む前記固定要素が前記ハウジングの一部である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記車軸を取り囲む前記固定要素が車輪の非回転ハブである、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記湾曲メカニズムが複数の湾曲部を含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
車軸と共に使用する緩衝装置の製造方法であって、
少なくとも１つのキャビティを有する湾曲メカニズムを形成するステップと、
弾性物質を前記少なくとも１つのキャビティ内に配置するステップと、
前記湾曲メカニズムを前記車軸と連通するように配置するステップと、
を含む、方法。
【請求項１６】
前記湾曲メカニズムがチューブ部材の前記キャビティ内に配置される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記湾曲メカニズムが前記チューブ部材の中心軸に対して同心の位置に形成される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記形成された湾曲メカニズムが、前記弾性物質を挿入するための非同心位置に変形される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記形成ステップの際、前記チューブ部材及び前記湾曲メカニズムが単一の一体型構造として成形される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記形成ステップの際、前記チューブ部材及び前記湾曲メカニズムが個別に形成され、固定手段により各チューブに固定される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記固定手段が、加熱ステーキング、超音波溶接、及び接着剤による固定のうち少なくとも１つを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記湾曲メカニズム及び前記チューブ部材が異なる材料で形成される、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、２０００年１１月１７日付で米国特許商標局に出願された米国特許出願０９／７１５，３５３号の一部継続出願であり、２００２年４月８日出願の仮特許出願６０／３７０，９０５号の優先権を主張するものである。この内容は全て本明細書に援用される。
【０００２】
本開示内容は概して小型の緩衝、防振及び／又はサスペンション装置に関し、より詳細には、剪断に対して弾性のある材料と、緩衝装置を貫通する車軸が外乱方向又は振動方向を除く全ての回転自由度及び並進自由度において移動することを抑制する湾曲メカニズムと、を含むアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
インラインスケートは最新の技術によってめざましい成功を収めているが、このアクティビティを十分に楽しむにはほぼ完全に滑らかな舗装道路が未だ必要である。このことにより、インラインスケートは管理の行き届いた公園やレクリエーション地域に限られている。自動車や自転車のユーザが申し分なく快適に感じる道路でも、インラインスケーターはぐらつくために苛立ってしまう。
【０００４】
この問題が生じる理由の１つは、既存のインラインスケートが緩衝システムを全く含んでおらず、この機能を果たすために各車輪のタイヤの弾性のみに依存しているためである。インラインスケート用の緩衝システムが長年にわたって多数提案されているが、これらは、重くかさばるばねやダンパなどをスケートのトラックやフレームに加えることによるスケート自体の変更を伴う。しかし、これらのシステムのうち商業ベースで目下利用されているものはない。その主な理由は、これらのシステムがスケートに加える更なる重みや複雑さが、システムの提供する利点によって補われていないからである。道路のばらつきを緩和するためにタイヤの弾性に依存することも、ある程度の柔軟性と弾性を備えた、例えばデュロメータで６５Ａ乃至７５Ａの範囲にあるタイヤを使用しなければならない、という欠点がある。しかし、このように更に軟らかいタイヤが路面に接触するとタイヤの変形が更に増すため、ユーザは更に大きな力を使い、スケートによって達成できる速度を制限しなくてはならない。硬度のより高いタイヤ、例えばデュロメータで８５Ａ乃至１００Ａの範囲のタイヤを用いるとスケーティングがより高速になり、スケーターが使わなくてはならない力が小さくてすむが、効果的な緩衝システムがインラインスケートにないため、比較的滑らかな舗装道路上でも振動がユーザの足や脚部に伝わり、これらの振動は時間の経過と共にスケータに疲労を感じさせる一因となる。
【０００５】
他の移動デバイス、特にインラインスケートの車輪と同様の小さな車輪を備えたものにも前述の問題と同様の問題がある。このような移動デバイスは、スクーター、ストリートスキー、ある種のスケートボードなどを含みうる。
【０００６】
よって、インラインスケートや関連する移動デバイスにおいて使用され、デバイスに対して重量及びかさのいずれも大幅に増加されず、比較的簡易で安価であり、それにもかかわらず道路の振動の大部分を車輪のタイヤに依存せずに吸収でき、より硬く高速なタイヤの使用を可能にしながら全ての表面でのより滑らかな乗り心地を促進する、改良された緩衝システムが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、従来技術の不利な点及び欠点を克服する小型の緩衝、防振及び／又はサスペンション装置が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
２０００年１１月１７日出願の同時係属出願０９／７１５，３５３号は車軸緩衝装置を開示しており、この装置は、緩衝又は防振される方向を除く全ての回転自由度及び全ての並進自由度において、緩衝装置を貫通する車軸の移動を抑制する湾曲メカニズムを含み、緩衝装置がサスペンションメカニズムとしての機能も果たす場合は移動経路の凹凸の補償も行う。同時係属出願の緩衝装置にはこのタイプの従来技術の装置にまさる多くの利点があるが、この装置の設計を大きく改良して装置の寿命を大幅に長くし、緩衝装置のサイズを大きくすることなく緩衝装置内に更に大きな移動経路を設けることによってその機能を増強し、装置の製造を更に容易及び安価なものにできることがわかった。既存の出願の緩衝装置は主にインラインスケート、スクーター又は車輪の小さな他の乗物用車輪のハブにおいて使用するように意図されているが、本発明の教示ははるかに広い用途を有し、車輪のハブ内部に加えて、装置の一構成要素が経験する衝撃及び／又は振動を緩和／減衰／吸収して装置全体に及ぼす影響を最小にする必要のある大抵の他の車輪なし装置の位置に使用できることもわかった。
【０００９】
本発明の前述の目的、特徴及び利点並びに他の目的、特徴及び利点は、添付の図面に示す本発明の種々の好適な実施の形態に関する下記のより詳細な説明から明らかになる。種々の図面における同様の要素には同一又は同様の参照番号を使用する。
【００１０】
新規と思われる本開示内容の目的及び特徴は、添付の請求項において詳細に述べられる。本開示内容の構成及び動作の態様は、更なる目的及び利点と共に、添付の図面に関連して述べられる下記の説明を参照して最も良く理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
下記の論述は、本開示内容の原理に従った小型の緩衝、防振及び／又はサスペンション装置の説明を含む。添付の図面に示される本開示内容の例示的な実施の形態を詳細に参照する。
【００１２】
いくつかの図にわたって同様の構成要素が同様の参照番号で示される図面を参照すると、開示される小型の緩衝、防振及び／又はサスペンション装置と使用方法の例示的な実施の形態が、インラインスケート、スクーター又は他の小さな車輪の乗物用車輪のハブの緩衝装置、車輪ハブ及び車輪なしデバイスの内側及び外側の位置、並びに車輪内のデバイス、車輪の外側のデバイス又は車輪を使用しないデバイスの一構成要素が経験する衝撃及び振動を緩和、減衰及び／又は吸収する必要のある緩衝の観点から述べられる。車輪付要素の使用を含む、及びこの使用を含まない緩衝装置として本開示内容を使用できることが想定される。
【００１３】
まず図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、本発明の好適な実施の形態が開示されている。本発明のこの実施の形態の緩衝装置１０は一体型のコア構造体１２を含み、これは、湾曲した、撓曲した、又はアーチ形の４つの湾曲部１８によって相互接続された外部構造１４と内部構造１６とを備える。内部構造１６は、内部構造１６を貫通して形成され、これに対応して適合された軸又は車軸を収容するように構成された接合鍵チャンネル２０を含む。チャンネル２０の外形により、緩衝装置１０が常に所望の向きで取り付けられることが確実になる。緩衝装置１０は上部バンパ２２Ａ及び下部バンパ２２Ｂも含み、これらのバンパは構造体１２と一体的に形成してもよいし、後で加えられる別個の構成要素としてもよい。バンパ２２Ａ及び２２Ｂは湾曲メカニズム１２の移動経路を画定する。この経路は概して、バンパ２２Ａに接触する構造１６の上部外側表面から、バンパ２２Ｂに接触する構造１６の下部外側表面まで延びている。バンパ２２Ａ及び２２Ｂは、構造１６が接触した際に変形することが予測される。チャンネル２６が、軸受部材を受けるように構成されている。緩衝装置１０が車輪のハブ内に取り付けられる同時係属中の特許出願の実施の形態と同様に、軸受部品を外壁１４の上に取り付け、チャンネル２６によって形成される肩部に当接するようにしてもよい。本明細書に後述するが、緩衝装置１０が車輪のハブ内に取り付けられない場合、チャンネル２６は必須でなくてもよい。
【００１４】
図１の好適な実施の形態の構造１４及び１６はほぼ円筒状であるが、本発明はこれに限定されず、これらの構造は、楕円形断面、矩形もしくは長方形断面、又は所与の用途に適した任意の他の断面を含む種々の形状をとってよい。例えば、外部構造１４を、外部構造１４が用いられるハウジング内に嵌まるような形状にすることができる。
【００１５】
湾曲部１８が、構造１４及び１６間の空間を４つのチャンバ２８Ａ乃至２８Ｄに分割している。好適な実施の形態では、チャンバ２８Ａ及び２８Ｃはデュロメーター硬さの低いエラストマー材料３０で充填されており、チャンバ２８Ｂ及び２８Ｄは空である（即ち、例えば閉じ込められていない空気を中に有する）。しかし、本開示内容の他の実施の形態では、選択された弾性の材料、例えばデュロメーター硬さの低いエラストマー、ブラダーもしくは他の好適な密閉構造内に閉じ込められた空気もしくは他の気体、又は、圧縮性気体のミクロビーズが浮遊するゲルなどの圧迫された圧縮性流体でチャンバ２８Ｂ及び／又は２８Ｄを充填してもよい。チャンバ２８Ａ及び２８Ｃにエラストマーを用いる代わりに圧縮性物質によるチャンバ２８Ｂ及び／又は２８Ｄの充填を用いてもよいが、好適な実施の形態では、チャンバ２８Ｂ及び／又は２８Ｄでの圧縮性物質の使用と共にデュロメータ硬さの低いエラストマーを引き続きチャンバ２８Ａ及び２８Ｃに用いる。
【００１６】
図１Ａ及び図１Ｂの実施の形態は、多数の有利な特徴を含んでいる。例えば、湾曲部１８は、移動経路全体にわたって（即ち、バンパ２２Ａと２２Ｂとの間の内部構造１６の全体的な移動にわたって）曲がったままになるように十分に湾曲されるか又はアーチ形に曲げられている。これにより、衝撃及び振動を吸収するための緩衝装置内での最大の移動が可能になる。この設計により、移動経路をバンパ間の空間（つまり、最大可能移動経路）の少なくとも５０％、好ましくは最大移動経路の８０％乃至１００％とすることができる。湾曲部１８と、構造１４及び１６との間の接合部も、湾曲部１８の撓曲によって生じる応力を最小にするように形状づけられている。湾曲した湾曲部１８及びその特定の接合の向きが応力の逃げを提供し、その結果、湾曲部及びその接合部は常に純曲げ状態にあり、直接的に張力を受けることがない。これにより、緩衝装置の耐久性及び寿命が大幅に向上する。
【００１７】
チャンバ２８Ａ及び２８Ｃのみにあるエラストマー３０は、圧縮力ではなく剪断応力のみを受けるため、緩衝装置１０の移動経路を制限するようには機能しない。しかし、通常予期される負荷を受けても緩衝装置が最下の位置に達しない一方で最大の移動経路が可能になることが望ましい。この目的を達成するために、湾曲部のばね定数及びエラストマーのデュロメータ硬さの双方を選択することができる。しかし、緩衝装置にかかる負荷は用途によって異なり得るため、この定数を現場で、又は使用の際に変更することが望ましい場合がある。例えば、チャンバ２８Ｂ及び／又は２８Ｄ内に配置された圧縮性物質の弾性を制御することによってこの変更を行うことができる。例えば、空気を充填したブラダーがこれらのチャンバ内で使用される場合、このブラダー内の空気圧を制御してばね定数を制御することができる。ばね定数の異なる湾曲部を使用したり、デュロメータ硬さの異なるエラストマーを用いたり、又は当該技術に公知である他の方法によってばね定数を制御してもよい。
【００１８】
好適な実施の形態では、コア緩衝構造体１２はモノリシック構造体として形成されているが、本開示内容はこれに限定されない。いくつかの用途では、装置の性能及び／もしくは耐久性を向上させ、装置をより容易に製造可能にし、並びに／又は装置をより安価に製造可能にするために、構造１４、１６及び湾曲部１８を異なる材料で構成することが好ましい場合がある。このような用途、又は非モノリシック湾曲メカニズムが望まれる他の用途では、構造１４及び１６並びに湾曲部１８の各々を好適な方法により個々に形成し、次に、例えば加熱ステーキング、超音波溶接、又は好適な接着剤を用いた固定など、好適な方法によって互いに固定することができる。非常に丈夫で疲労寿命の長いポリアミドやポリカーボネートなどのプラスチック、高収率で高強度のばね鋼やステンレススチール、もしくは超弾性ニッケル−チタン合金などの金属合金、又は炭素繊維、黒鉛繊維もしくはガラス繊維からなる複合材料を用いて、このような非モノリシック湾曲メカニズムを製造することができる。
【００１９】
ここで図２Ａ乃至図２Ｃを参照すると、緩衝装置１０の非モノリシックな実施の形態が開示されている。緩衝装置１０は、外部構造１４と、一体形成された湾曲部１８及び内部構造１６といった２つの部品からなるコア構造体１２を組み込んでおり、内部構造１６は図１に示すのと同様の接合鍵チャンネル２０を備えている。本実施の形態の機能性は、図１Ａ及び図１Ｂにおいて説明された実施の形態と同じである。緩衝装置に所望のばね定数を供給する、デュロメータ硬さの低いエラストマー３０でチャンバ２８Ａ及び２８Ｃを充填することができる。チャンバ２８Ｂ及び２８Ｄを図示のように空のままにしておいてもよいし、図１Ａ及び図１Ｂの実施の形態と同様のバンパ要素をチャンバ２８Ｂ及び２８Ｄに供給してもよい。チャンネル２６が外部構造１４に位置しており、軸受要素３２の台座を収容することができる。前述のように、湾曲部１８及び内部構造１６からなる一体型の構成要素を、超音波溶接、接着剤及び／又は機械固定を含む種々の方法で外部構造１４に組み付けることができる。
【００２０】
図３Ａ及び図３Ｂは、緩衝装置１０の他の非モノリシックな実施の形態を示している。本実施の形態では、湾曲部１８をコア構造体１２の全ての他の構成要素に対して単独で製造することができる。プラスチック又は金属合金である適切な材料のシートから湾曲部１８を打ち抜き加工し、適切な形状に形成し、必要に応じて適切な熱処理を施すことができる。湾曲部１８を２つの部品に形成し、図３Ｂに示すように端部同士を組み付けてもよいし、単一の連続した部品を用いて湾曲部１８を形成してもよい。湾曲部１８のコア構造体１２への組み付けは前述の方法で行ってもよいし、外部構造１４及び内部構造１６の形成に用いられる金型に湾曲部１８を挿入する挿入成形法で行ってもよい。内部構造１４及び外部構造１６の成形に用いられる材料も湾曲部１８に戦略的に配置された開口を通って流れ、この材料が固まることによって湾曲部１８は内部構造１４及び外部構造１６内にしっかりと固定される。要素３５及び３７は、湾曲部１８を内部構造１４及び外部構造１６に固定するのに使用可能なロック構造を示している。
【００２１】
図１Ａ及び図１Ｂ、並びに図２Ａ乃至図２Ｃに示すように、湾曲部１８はコア構造体１２内に４つのチャンバ構成を形成している。チャンバ２８Ａ及び２８Ｃといった２つの側部チャンバをデュロメータ硬さの低いエラストマー３０で充填することができる。上部チャンバ２８Ｂ及び下部チャンバ２８Ｄは空のままでもよいし、図１Ａ及び図１Ｂに示し、前述したように、バンパや他の同様の要素を中に配置してもよい。接合鍵チャンネル２０が内部構造１６内に位置し、その外形は、使用の際に緩衝装置１０を正しく配向するために用いられる。チャンネル２６が外部構造１４内に配置されており、ここに単一の軸受３２を着座させ、軸受を定位置に保つことができる。
【００２２】
図４Ａ及び図４Ｂは、移動経路の長さを長くすることが可能な方法を示している。バンパ２２Ａ及び２２Ｂは図４Ａ及び図４Ｂには示されていないが、このようなバンパを本実施の形態に用いることもできる。図１Ａ及び図１Ｂの説明で既に述べたように、緩衝装置１０は負荷を受けない。例えば、ある人が立ち上がり、本発明の緩衝装置がハブに取り付けられたインラインスケートに乗ってスケートを始めるなどして負荷を加えると、内部構造１６がバンパ２２Ｂに向かって下方に移動し、よって緩衝距離が更に短くなる。図４Ａに示す本実施の形態では、構造１４及び１６は同心ではない。即ち、緩衝装置が無負荷状態にある際、構造１６の重心は構造１４の重心よりも上にある。反対に、緩衝装置に負荷がかかると（図４Ｂ）、構造１４及び１６の重心は心合わせされないまでも互いに対してかなり近くなる。前述のように、緩衝装置のばね定数を種々の方法で制御し、所与の人、物、又は緩衝装置にかかる他の垂直負荷に対して図４Ｂの状態（即ち、互いに対してかなり近いか又は心合わせされた重心）が得られることを確実にすることができる。
【００２３】
図５Ａ乃至図５Ｇは、湾曲部断面１８の種々の他の構成を示している。図５Ａ及び図５Ｂは、いかなる特定の方向にも配向する必要のない非常に対称的な設計を示している。湾曲部１８によって形成されるチャンバ２９は、気泡やガス充填ゲルなどの高圧縮性媒体で充填されている。図１Ａ及び図１Ｂの実施の形態と同様に、図５Ｃ乃至図５Ｇの実施の形態は、湾曲部１８及びチャンバ２８の有向構成を更に示している。湾曲部１８は４つのチャンバを形成しており、エラストマー３０（図示せず）が側部チャンバ２８Ａ及び２８Ｃ内に配置されることが好ましい。前述のように、チャンバ２８Ｄは圧縮性物質を含む。図４Ａ及び図４Ｂの実施の形態で説明したのと同様に、これらの構造の各々を心違いにしてもよい。
【００２４】
ここで図６Ａ乃至図６Ｃの実施の形態を参照すると、緩衝装置１０は車輪部材４２のハブの外側にあり、ハウジング４０に形成された内部開口の中に位置する。保持ナット５６又は他の公知の手段により、車輪部材４２をシャフト又は軸部分４４上に保持することができる。車輪部材４２は、タイヤ部材５０、車輪ハブ５２及び軸受部材５４も含むことができる。軸受部材５４は、シャフト部分４４と回転可能に連通している。シャフト部分４４は、内部構造１６内のチャンネル２０を貫通している。
【００２５】
緩衝装置１０は、ハブに取り付けられた緩衝装置と同様にシャフト部分４０の移動を抑制する。即ち、車輪４２がほぼ垂直方向の移動を抑制される間、シャフトは他の方向への大きな回転移動や横移動を全く受けない。車輪４２が、例えばコンベヤーベルト又は他の用途に用いられ、人や物の移動のために表面上を転がることがない場合、力、他の外乱、又はある形態の振動が車輪に加えられ得る方向は垂直以外である場合があり、このような外乱の方向に移動でき、他の方向には移動できないように緩衝装置１０を配向することができる。緩衝装置１０を、椅子、機械類、又は、衝撃や振動を受ける場合がありそれらの減衰もしくは除去が望まれる他の物体の取り付けなど、他の用途に使用することも可能である。緩衝装置を貫通するシャフトにより衝撃及び振動を受けるハウジング又は他の構造体に接続される物体には建物や乗物の床などがある。本発明の緩衝装置のこのような使用も本発明の考慮内に入る。
【００２６】
モノリシックなコア構造体１２は、例えば射出成形方法などの成形方法によって形成されることが好ましく、マルチキャビティツール又は金型がこの構造体の形成に用いられる。図４Ａに示すような心違い構造が望まれる場合、この目的を達成できる方法が少なくとも２つある。１つの方法は、初めに、構造体を図４Ａに示す無負荷の偏心形状に成形することである。次に、射出成形方法、注入開放金型方法又は挿入方法を用いてエラストマー材料３０を適切なチャンバ又はキャビティ２８Ａ及び２８Ｃに配置することができる。
【００２７】
あるいは、構造体１２を図４Ｂに示す負荷有心形状に成形することができる。次に、内部構造１６の位置を上方にずらし、湾曲部をこれに従ってたわませることができる。この後、エラストマー材料３０を未硬化の液体状態で適切なキャビティ２８Ａ及び２８Ｃに配置し、これを冷却し、硬化させるか又は湾曲部の壁に接合することができる。エラストマー材料３０の硬度は、エラストマー材料を元の成形構成（図４Ｂ）に戻そうとする湾曲部の力に抵抗して偏心形状を保つように十分高いものである。この方法の利点は、使用の際、湾曲メカニズムが図４Ａに示すような偏心位置に初めから成形されている場合よりも、湾曲部のその移動経路全体を介して移動するための湾曲メカニズムに対する湾曲部の元の成形位置からの移動が小さくなるために、湾曲部材にかかる応力がより小さいことにある。
【００２８】
圧縮性の高い、又はデュロメータ硬さの低いエラストマー材料をキャビティ又はチャンバ２８及び２９に配置可能な方法も多くある。使用される方法は、ばね材料又はエラストマー材料が収容される形状による。ばね材料がエラストマーベースの材料である場合、射出成形方法を用い、適切な材料特性を備えた熱可塑性エラストマーをコアキャビティ内に入れて成形することができる。エラストマーの冷却後、この部品を金型から取り外して次の工程に備えることができる。別の方法は、適切な材料特性を備えた熱硬化性エラストマーを用い、この液体を所望のキャビティ内に注入することを含む。エラストマーが固まって硬化した後、この部品を取り外して次の工程に備えることができる。更に別の方法では、エラストマー又は他のばね材料を成形方法又は押出方法によって予め形成し、適切な長さに切断し、接着剤や他の固定メカニズムを用いて所望のキャビティ２８内に固定することができる。次に、この部品を取り除き、次の工程に備えることができる。ばね材料が、ガス充填ブラダーや半圧縮性液体材料のような他の構成要素である場合、必要な手順を含むように製造方法を適応させることができる。
【００２９】
上部バンパ２２Ａ及び下部バンパ２２Ｂを種々の方法でキャビティ又はチャンバ２８及び２９内に配置することができる。ばね材料又はエラストマー材料に対して成形方法が用いられる場合、特にばね又はエラストマーとバンパ材料が同一であれば、バンパを適切な位置内に同時に成形することができる。これらの材料が同一でない場合、ばね材料の成形後にバンパを成形することができる。あるいは、成形方法、押出方法、又は他の好適な方法によってバンパを予め形成し、適切な長さに切断し、次いで接着剤又は他の機械的固着によって所望の位置に取り付けることもできる。ガス充填ブラダーなどの要素がキャビティ又はチャンバ、例えばチャンバ２８Ｄ内にある場合、バンパの配置は不要である。材料の適合性を想定して、バンパ２２をコア構造体１２の一部として成形してもよい。
【００３０】
他の実施の形態では、例えばインラインスケート用車輪で使用するために、小型の緩衝装置が互換性のある車輪設計に組み込まれる。従来技術のインラインスケート用車輪は、例えば直径約７２ｍｍ乃至８２ｍｍ及び幅約２５ｍｍの車輪など、十分に確立された産業サイズを用いている。インラインスケート用車輪は、通常は多数の構成要素からなる。第１の構成要素は、軸受を両側に収容することのできるハブである。インラインスケートに用いられる従来の軸受はメートル法６０８ｚｚの軸受であり、この軸受は内径が８ｍｍ、外径が２２ｍｍ、そして幅が７ｍｍである。この６０８ｚｚ軸受は、軸受を異物から保護するために両側に設けられたシールド部材も含む。組立の際、横方向の負荷及び力が加えられた際に軸受を支持するようにスペーサ部材が２つの軸受の間に配置される。インラインスケート用車輪のタイヤ及び転がり面として機能するように、注入ウレタンがハブの周りで成形される。ウレタンは、６８Ａ乃至８２Ａの高さにわたる種々のデュロメータ又は硬度の等級を含むことができる。最後に、インラインスケート用車輪は車軸部を含み、車軸部は、車輪をインラインスケートに固定するために、ねじ切りされた端部と、適切に寸法決めされた結合ナットなどを含む。
【００３１】
インラインスケート用車輪に組み込まれるこのような小型の緩衝装置は、既存のインラインスケートに適合可能である。即ち、幅、車輪の直径及び一般的な形状は、従来技術のインラインスケート用車輪と実質上変わっていない。本開示内容の緩衝装置及びインラインスケート用車輪は、例えば４２ｍｍ（外径）×３０ｍｍ（内径）×７ｍｍ（幅）の寸法を有する更に大きな６８０６ｚｚ軸受を用いる。この車輪デバイスは、車輪の幅の中間に直接センタリングされた単一の軸受構成も含む。この単一軸受のアプローチは、スラスト及びトルクの負荷に耐える高められた能力を提供する。
【００３２】
従来のインラインスケート用車輪では、軸受はハブ内に圧入されることによって定位置に保たれている。軸受は、車輪が取り付けられて取付ボルトが締められると、スケート自体によって更に固定される。本開示内容によると、インラインスケート用車輪に組み込まれる緩衝装置は、軸受を収容可能な一段高い肩部をハブの片側に提供することにより、単一の軸受を定位置に保持する。ハブのもう片側には、保持リングを固定可能なねじ切り領域又は溝領域がある。保持リングはその外径の一部に結合ねじ又は溝を含み、これによってリングをハブの適切な部分に挿入し、必要に応じて取り外すことができる。また、保持リングの外径にはエラストマー材料からなるリングがある。エラストマー材料は、リングが挿入される際に圧縮し、通常の使用でリングが緩まないようリングとハブとの間に摩擦を与えるように設計されている。保持リングの内径は、特別に形状づけられた溝や戻り止めなどを含み、これにより、対応する形状のツールを挿入又は配置してハブへの保持リングの固定を助けることができる。保持リングが定位置に固定されると軸受はしっかりと保持され、ハブに対して軸受が揺れたり緩んだりすることがない。
【００３３】
従来のインラインスケート用車輪は２工程の方法で製造されている。通常プラスチックからなるハブ部材が射出成形される。次にハブ部材が金型内に配置され、ウレタン材料がハブの周りに注入され、硬化される。硬化後に部品が取り除かれる。注入処理が不正確であるために、車輪にトリミング処理を施し、通常は車輪の片側、即ち金型の開口に面する側にある余分なウレタン材料を取り除かなくてはならない。
【００３４】
インラインスケート用車輪に組み込まれる本開示内容の緩衝装置の製造方法は同様の技術を用いる。修正されたハブが射出成形されて開放金型内に配置され、金型のハブの周りにウレタン材料が注入され、硬化される。次いで車輪が取り出され、トリミングが施されて余分な材料が取り除かれる。しかし、本開示内容のハブのねじ切り部分又は溝部分を形成するために下記の製造方法が開示される。第１の方法は、ねじ切り部分又は溝部分を、ハブの残りの部分と同時に成形することを含む。この技術は、ハブの凝固後にハブを取り除くためにハブをねじって取る工程を更に必要とする。第２の方法は、車輪の最終的なトリミング処理の際にねじを切削又は形成することを含む。ハブがウレタン成形作業の際に正しく配向された場合、トリミングが必要な面は、ねじの配置が必要なハブの側でもある。ハブは既に旋盤又は機械のプラットフォーム上にあるため、ツール部材を使用し、車輪のトリミングだけでなく同一作業でのねじの切削も行う。このような２作業の工程によって時間と経費が節約される。
【００３５】
本明細書に開示された実施の形態に種々の変更を行ってもよいことが理解される。従って、前述の説明を限定するものと解釈せず、種々の実施の形態を単に例示したものと解釈すべきである。当業者は、本明細書に添付された請求項の範囲及び趣意内で他の変更を構想する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１Ａ】本開示内容の原理に従った緩衝装置のモノリシックな実施の形態の斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａの緩衝装置の切取断面を有する斜視図である。
【図２Ａ】本開示内容の原理に従った緩衝装置の非モノリシックな実施の形態の斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａの緩衝装置の切取断面を有する斜視図である。
【図２Ｃ】図２Ａの緩衝装置の構成要素を詳述する分解斜視図である。
【図３Ａ】本開示内容の原理に従った緩衝装置の他の非モノリシックな実施の形態の斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの緩衝装置の構成要素を詳述する分解斜視図である。
【図４Ａ】本開示内容の原理に従った、無負荷状態にある湾曲部断面の側面平面図である。
【図４Ｂ】本開示内容の原理に従った、負荷状態にある湾曲部断面の側面平面図である。
【図５Ａ】本開示内容の原理に従った緩衝装置の他の湾曲部断面の側面平面図である。
【図５Ｂ】本開示内容の原理に従った緩衝装置の他の湾曲部断面の側面平面図である。
【図５Ｃ】本開示内容の原理に従った緩衝装置の他の湾曲部断面の側面平面図である。
【図５Ｄ】本開示内容の原理に従った緩衝装置の他の湾曲部断面の側面平面図である。
【図５Ｅ】本開示内容の原理に従った緩衝装置の他の湾曲部断面の側面平面図である。
【図５Ｆ】本開示内容の原理に従った緩衝装置の他の湾曲部断面の側面平面図である。
【図５Ｇ】本開示内容の原理に従った緩衝装置の他の湾曲部断面の側面平面図である。
【図６Ａ】本開示内容の原理に従った緩衝装置の車輪ハブの外側にある異なる取付形態を示す部分断面図である。
【図６Ｂ】本開示内容の原理に従った緩衝装置の車輪ハブの外側にある異なる取付形態を示す部分断面図である。
【図６Ｃ】本開示内容の原理に従った緩衝装置の車輪ハブの外側にある異なる取付形態を示す部分断面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【国際調査報告】
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