(57)【要約】【課題】 【解決手段】  空気ばねのスリーブ。本発明のスリーブは２つのプライを備えたエラストマー本体を有している。各プライは、エラストマー本体内に埋入されたコードを有している。各コードは、スリーブの回りで互いに逆方向に巻回されかつ捩り角を有している。第一コードの捩り角および第二コードの捩り角は、コード捩り角差を有している。第一コードすなわち内側コードの捩り角は、第二コードすなわち外側コードの捩り角より大きい。コードの捩り角差は、約０〜２．５°の範囲内にある。
2005537450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気ばねスリーブにおいて、
エラストマー本体と、
該エラストマー本体内に埋入された第一コードとを有し、該第一コードは、スリーブの中心線に対して第一捩り角で巻回され、
エラストマー本体内に埋入された第二コードを有し、該第二コードは、スリーブの中心線に対して第二捩り角で巻回され、
第一捩り角および第二捩り角は捩り角差を形成し、
第一コードは空気ばねの内側に配置され、
第二コードは、第一コードと比較して、空気ばねの外側に配置され、
第一捩り角は第二捩り角より大きいことを特徴とする空気ばねスリーブ。
【請求項２】
前記捩り角差は、約０〜５°の範囲内にあることを特徴とする請求項１記載の空気ばねスリーブ。
【請求項３】
前記捩り角は、約０〜２．５°の範囲内にあることを特徴とする請求項２記載の空気ばねスリーブ。
【請求項４】
空気ばねスリーブにおいて、
エラストマー本体と、
該エラストマー本体内に埋入された第一コードとを有し、該第一コードは、スリーブの中心線に対して第一捩り角で巻回され、
エラストマー本体内に埋入された第二コードを有し、該第二コードは、スリーブの中心線に対して第二捩り角で巻回され、
第一捩り角および第二捩り角は捩り角差を形成し、
第一コードは空気ばねの内側に配置され、
第二コードは、第一コードと比較して、空気ばねの外側に配置され、
スリーブは０．５°より小さい捩り歪みを有することを特徴とする空気ばねスリーブ。
【請求項５】
前記捩り角差は、約０〜５°の範囲内にあることを特徴とする請求項４記載の空気ばねスリーブ。
【請求項６】
前記捩り角は、約０〜２．５°の範囲内にあることを特徴とする請求項５記載の空気ばねスリーブ。
【請求項７】
空気ばねスリーブにおいて、
エラストマー本体と、
該エラストマー本体内に埋入された第一コードとを有し、該第一コードは、スリーブの中心線に対して第一捩り角で巻回され、
エラストマー本体内に埋入された第二コードを有し、該第二コードは、スリーブの中心線に対して第二捩り角で巻回され、
第一捩り角および第二捩り角は捩り角差を形成し、
第一捩り角は第二捩り角より大きいことを特徴とする空気ばねスリーブ。
【請求項８】
前記第一コードは空気ばねの内側に配置され、
第二コードは、第一コードと比較して、空気ばねの外側に配置されていることを特徴とする請求項７記載のスリーブ。
【請求項９】
前記捩り角差は、約０〜５°の範囲内にあることを特徴とする請求項８記載の空気ばね。
【請求項１０】
前記捩り角は、約０〜２．５°の範囲内にあることを特徴とする請求項９記載の空気ばねスリーブ。
【請求項１１】
前記コードはアラミドからなることを特徴とする請求項７記載の空気ばねスリーブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気ばねに関し、より詳しくは、少なくとも２つのプライを備えた空気ばねスリーブであって、各プライが、内側コードの捩り角の方が外側コードの捩り角より大きい構成のコード捩り角差（ｃｏｒｄ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｈｅｌｉｘ  ａｎｇｌｅ）を有する空気ばねスリーブに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に空気ばねはピストンおよび端キャップを有し、ピストンと端キャップとの間には、エラストマースリーブが気密態様で連結されている。スリーブには、エラストマー本体内に埋入されたコードが設けられることがある。コードは、スリーブの中心線に対して或る捩り角で巻回されている。各可撓性部材コードの捩り角は実質的に等しい。等しい捩り角は、空気ばねスリーブの捩り歪みおよび早期疲労の一因となる。
【０００３】
複合スリーブも知られており、これらの複合スリーブは、第一可撓性部材に対して部分的にオーバーラップした態様で連結された第二可撓性部材を備えたスリーブを有している。各可撓性部材は異なるコード捩り角を有している。内側可撓性部材は、スリーブの中心線に対して外側可撓性部材のコード捩り角より小さいコード捩り角を有している。
【０００４】
従来技術として下記特許文献１があり、該特許文献１には、補強体としてコードが埋入されている複合可撓性部材を備えた空気ばねが開示されている。第一可撓性部材のコード角（ａ）は、第二可撓性部材コンポーネントのコード角βとは異なっており、コード角（ａ）はコード角βより小さい。
【０００５】
必要なものは、捩り歪みが小さいか、捩り歪みが無い空気ばねスリーブである。必要なものは、内側コードの捩り角が外側コードの捩り角より大きい構成のコード捩り角差を有する空気ばねスリーブである。
【特許文献１】Ｔｈｕｒｏｗ等の米国特許第５，９７５，５０６号明細書（１９９９年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主目的は、捩り歪みが小さいか、全く無い空気ばねスリーブを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、内側コードの捩り角の方が外側コードの捩り角より大きい構成のコード捩り角差を有する空気ばねスリーブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の他の目的は、本発明の以下の説明および添付図面により指摘されかつ明らかになるであろう。
【０００９】
本発明は空気ばねスリーブに関する。本発明のスリーブは２つのプライを備えたエラストマー本体を有している。各プライは、エラストマー本体内に埋入されたコードを有している。各コードはスリーブの回りで互いに逆方向に巻回されかつ捩り角を有している。第一コードの捩り角および第二コードの捩り角は、コード捩り角差を有している。第一コードすなわち内側コードの捩り角は、第二コードすなわち外側コードの捩り角より大きい。コードの捩り角差は、約０〜２．５°の範囲内にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本明細書の一部に組込まれかつ一部を形成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示しかつ詳細な説明と共に本発明の原理を説明するものである。
【００１１】
図１は空気ばね１００の断面図であり、空気ばね１００は一般にスリーブ１０３を有している。スリーブ１０３の各端部は、端キャップ１０１およびピストン１０２に連結されている。スリーブ１０３は、一体に加硫接着された２つのプライ１０３ａ、１０３ｂで構成されている。
【００１２】
空気ばねが圧縮されると、ローリングローブ（ｒｏｌｌｉｎｇ  ｌｏｂｅ）１０４が形成される。ローリングローブ１０４は、ピストンが端キャップに対して移動するときに、ピストン１０２の外面１０２ａに沿ってローリングする。
【００１３】
図２は、非膨張状態でのスリーブをＡ−Ａ方向から見た詳細図である。プライ１０３ａは、空気ばねの内部Ｉに向かって内方に配置される内側プライである。プライ１０３ｂは、プライ１０３ａと比較して、空気ばねの内部Ｉとは逆方向の外方に配置される外側プライである。各プライ１０３ａ、１０３ｂはコード２００、２０１を有し、該コード２００、２０１はそれぞれエラストマー本体内に埋入されている。エラストマー材料は、天然ゴムまたは合成ゴムまたはこれらの組合せで形成できる。コード２００、２０１は、１０００デニールのアラミドからなる。また、コード２００、２０１は、ナイロン、ポリエステル並びに当業界で知られている他の任意のテクスタイル補強体およびこれらの２つ以上の組合せで形成することもできる。
【００１４】
マンドレル上での製造技術は、概略的に、エラストマー層上に巻回された単方向コードからなる２つのプライを備えたプリフォームを円筒状マンドレル上で製造することからなる。コードは、スリーブ状プリフォームの回りで、捩り角と呼ばれている角度で螺旋状に巻回される。プライコード２００、２０１は、逆の巻回方向で巻回される。次にスリーブは、当業界で知られた方法を用いて加硫される。より詳しくは、コード２００、２０１は、スリーブの中心線ＣＬに対して捩り角θを形成する。コード２００が、捩り角θ１で最初に巻回される。次にコード２０１が、コード２００上で、捩り角θ２で逆方向に巻回される。
【００１５】
サスペンションに空気ばねを使用することから得られる車両の乗り心地の重要な見地は、「ハーシュネス（ｈａｒｓｈｎｅｓｓ、ごつごつ感）」と名付けられたものである。従来技術による空気ばねは、比較的高いハーシュネスを有する。これは、圧縮ストロークの開始時に、空気ばねが瞬間的にその主軸線（本発明の場合には、図１の軸線ＣＬ参照）の回りで回転する傾向を有するという現象による。より詳しくは、空気ばねが圧縮されるとき、空気ばねは、軸線方向に移動しようと試みるので、圧縮軸線の回りで回転する傾向を有する。この傾向は、車両のサスペンションにより空気ばねに衝撃が最初に加えられる間に最も強く生じる。最初に瞬間的に回転しようとする傾向により、空気ばねが軸線方向に圧縮される能力が低下される。この初期回転傾向は、ばね定数が瞬間的に増大した形で表れ、このため、軸線方向移動に対する高い抵抗を引起こし、サスペンション移動すなわち衝撃に対して瞬間的に適応することができなくなる。この傾向が、乗車の際のハーシュネスの一因となる。空気ばねプライの捩り角が等しいと、このような挙動並びに大きい捩り歪みが生じることが判明している。このような挙動は、特に、アラミドコードを備えた空気ばねの早期破壊を引起こす。本発明におけるような捩り角差を有するプライを用いることにより、このような捩り歪みが大幅に低減しまたは無くなり、ハーシュネスが低下しかつ作動寿命が長くなる。
【００１６】
捩り角は、膨張した空気ばねの膨張直径および長さを制御する。従来技術のスリーブは等しい捩り角を有する。すなわち、捩り角θ１と捩り角θ２とが等しい。各プライの捩り角は、一般にほぼ２５〜４８°の範囲内にある。
【００１７】
本発明のスリーブでは、プライ１０３ｂの捩り角θ２はプライ１０３ａの捩り角θ１より小さく、スリーブのプライコード間に捩り角差Δθが生じる。すなわち、
【数１】
2005537450.tif 000003
【００１８】
この関係は、スリーブの捩り歪みを大幅に低減させまたは無くし、並びにハーシュネスを大幅に低減させる。捩り歪みの低減は、捩り角差がほぼ２．５°から０°の範囲内にあるときに最適化される。すなわち、
【数２】
2005537450.tif 000004
【００１９】
捩り歪みの低減は、約５°を超える捩り角差は実現すべきでない。
【００２０】
また、プライ１０３ｂの捩り角θ２がプライ１０３ａの捩り角θ１を超えるとき、すなわち、
【数３】
2005537450.tif 000005
であるときは、スリーブの捩り応力が大幅に増大し、ハーシュネスおよび早期破壊が大幅に増大する。
【００２１】
図３は、膨張状態のスリーブをＡ−Ａ方向から見た詳細図である。空気ばねが膨張すると、空気ばねの中心線に対する第一プライおよび第二プライの捩り角が変化するが、本発明の捩り角差は大きく変化しない。
【００２２】
図４は、大きいコード捩り角差を有する空気ばねスリーブの捩り歪みを示すグラフである。捩り歪みは、端キャップと比較して、ピストン１０２の相対回転移動として定義される。より詳しくは、圧縮ストロークまたは伸長ストローク中に、ピストン１０２が、空気ばねの中心線ＣＬの回りで端キャップ１０１に対して部分的に回転する場合に、ピストン１０２と端キャップ１０１との間のこのような相対部分回転は「捩り歪み」と呼ばれている。例えば、ゼロ捩り歪みとは、ピストン１０２と端キャップ１０１との間の相対部分回転が無いことを意味する。
【００２３】
図４には、例示スリーブＡ、Ｂ、Ｃの捩り歪みが示されている。
【００２４】
【表１】
2005537450.tif 000006
【００２５】
グラフ中の各例示スリーブの捩り角差Δθは、約５°である。
【００２６】
負の捩り歪み値は圧縮ストロークについての値、正の捩り歪み値は伸長ストロークについての値である。各場合において、ストロークは約７５ｍｍである。
【００２７】
例Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、捩り角の関係は、下記の通りすなわち、
【数４】
2005537450.tif 000007
である。
【００２８】
これらの各場合において、スリーブは大きい捩り歪みを有し、各場合において１°より大きい。
【００２９】
図５は、好ましいコード捩り角差を有する空気ばねスリーブの捩り歪みを示すグラフである。図５に示す各例の捩り角は、下記の関係、すなわち
【数５】
2005537450.tif 000008
を有する。
【００３０】
各スリーブの各プライの捩り角を下記表２に示す。
【表２】
2005537450.tif 000009
【００３１】
グラフにおける各例示スリーブの捩り角差Δθは、約２°である。負の捩り歪み値は圧縮ストロークの値、正の捩り歪み値は伸長ストロークの値である。各場合において、ストロークは約７５ｍｍである。
【００３２】
図５から、各スリーブの捩り歪みは、約０．１５°まで大幅に低減される。このことは、捩り歪みおよびハーシュネスが大幅に低減され、従って作動寿命が延びることを示している。
【００３３】
以上、本発明の単一の形態を説明したが、当業者ならば、本願に記載する本発明の精神および範囲から逸脱することなく構造および部品に種々の変更をなし得ることは明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による空気ばねの断面図である。
【図２】非膨張状態のスリーブを図１のＡ−Ａ方向から見た詳細図である。
【図３】膨張状態のスリーブを図１のＡ−Ａ方向から見た詳細図である。
【図４】大きいコード捩り角差を有する空気ばねスリーブの捩り歪みを示すグラフである。
【図５】好ましいコード捩り角差を有する空気ばねスリーブの捩り歪みを示すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１００    空気ばね
１０１    端キャップ
１０２    ピストン
１０３    スリーブ
１０３ａ、１０３ｂ    プライ
２００、２０１    コード
【図１】
2005537450.tif 000010
【図２】
2005537450.tif 000011
【図３】
2005537450.tif 000012
【図４】
2005537450.tif 000013
【図５】
2005537450.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月12日(2005.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気ばねスリーブにおいて、
エラストマー本体と、
該エラストマー本体内に埋入された第一コードとを有し、該第一コードは、スリーブの中心線に対して第一捩り角で巻回され、
エラストマー本体内に埋入された第二コードを有し、該第二コードは、スリーブの中心線に対して第二捩り角で巻回され、
第一捩り角および第二捩り角は捩り角差を形成し、
第一コードは空気ばねの内側に配置され、
第二コードは、第一コードと比較して、空気ばねの外側に配置され、
第一捩り角は第二捩り角より大きく、
スリーブは約０．５°より小さい捩り歪みを有することを特徴とする空気ばねスリーブ。
【請求項２】
前記捩り角差は、約０〜５°の範囲内にあることを特徴とする請求項１記載の空気ばねスリーブ。
【請求項３】
前記捩り角は、約０〜２．５°の範囲内にあることを特徴とする請求項２記載の空気ばねスリーブ。
【請求項４】
空気ばねスリーブにおいて、
エラストマー本体と、
該エラストマー本体内に埋入された第一コードとを有し、該第一コードは、スリーブの中心線に対して第一捩り角で巻回され、
エラストマー本体内に埋入された第二コードを有し、該第二コードは、スリーブの中心線に対して第二捩り角で巻回され、
第一捩り角および第二捩り角は捩り角差を形成し、
第一コードは空気ばねの内側に配置され、
第二コードは、第一コードと比較して、空気ばねの外側に配置され、
スリーブは０．５°より小さい捩り歪みを有することを特徴とする空気ばねスリーブ。
【請求項５】
前記捩り角差は、約０〜５°の範囲内にあることを特徴とする請求項４記載の空気ばねスリーブ。
【請求項６】
前記捩り角は、約０〜２．５°の範囲内にあることを特徴とする請求項５記載の空気ばねスリーブ。
【請求項７】
空気ばねスリーブにおいて、
エラストマー本体と、
該エラストマー本体内に埋入された第一コードとを有し、該第一コードは、スリーブの中心線に対して第一捩り角で巻回され、
エラストマー本体内に埋入された第二コードを有し、該第二コードは、スリーブの中心線に対して第二捩り角で巻回され、
第一捩り角および第二捩り角は捩り角差を形成し、
第一捩り角は第二捩り角より大きく、
スリーブは約０．５°より小さい捩り歪みを有することを特徴とする空気ばねスリーブ。
【請求項８】
前記第一コードは空気ばねの内側に配置され、
第二コードは、第一コードと比較して、空気ばねの外側に配置されていることを特徴とする請求項７記載のスリーブ。
【請求項９】
前記捩り角差は、約０〜５°の範囲内にあることを特徴とする請求項８記載の空気ばね。
【請求項１０】
前記捩り角は、約０〜２．５°の範囲内にあることを特徴とする請求項９記載の空気ばねスリーブ。
【請求項１１】
前記コードはアラミドからなることを特徴とする請求項７記載の空気ばねスリーブ
【国際調査報告】
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2005537450.tif 000016
2005537450.tif 000017