(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともその一方が他方に対して、略軸方向に移動でき、間隔を置いた位置で第一および第二の構造体のそれぞれに設置されるようになっている第一および第二の端部材、及び
加圧流体を収容するようにスリーブ内に主流体室を形成し、第一および第二の端部材にそれぞれ密封的に係合した第一および第二の開放端を有する柔軟スリーブを具備し、
該第一の端部材が、柔軟スリーブの第一開放端に密封的に接続した外周縁を有する端板、および、端板と一体に形成され、そこから外方に伸びている直立ブラケットを含み、前記ブラケットが端板の外側に位置し、主流体室と流体連通している補助流体室を提供する内部空間を有していて、さらに、前記ブラケットが前記ブラケットを前記第一構造体に取付けるための取付手段を含んでいることを特徴とする空気ばね。
【請求項２】
ブラケットが直立した、略平面の壁で第一構造体に接するようになっており、端板がブラケットの前記直立壁に対して略垂直に伸びて、半円形で略平面の壁を有することを特徴とする請求項１に記載の空気ばね。
【請求項３】
硬質導管が、ブラケットの直立平面壁から、端板の半円壁と略平行に外方に伸び、前記硬質導管が中空であり、補助流体室に流体連通していることを特徴とする請求項２に記載の空気ばね。
【請求項４】
ブラケットがさらに直立壁に接続されて略半ドーム形の壁を含み、両方の壁の間に補助室を形成することを特徴とする請求項２に記載の空気ばね。
【請求項５】
取付手段が、それを通して取付ボルトを受けるため、少なくとも２カ所の中空ボスを含むことを特徴とする請求項２に記載の空気ばね。
【請求項６】
端部壁とブラケットが高強度プラスチック材料の一体部材として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気ばね。
【請求項７】
複数の補強リブが、補助室内でブラケットの半ドーム形壁および直立壁に沿って伸びていることを特徴とする請求項４に記載の空気ばね。
【請求項８】
間隔を置いた第一および第二の支持構造体、および、第一および第二の端部材と前記端部材の間に伸びていて、内部主流体室を形成する柔軟スリーブとを有する流体作動部材を具備し、前記各端部材が前記支持構造体のそれぞれに結合され、前記第一端部材が端板と直立ブラケットを含み、上記端板より上方に、端板内に形成された開口部を通して主流体室に流体連通する補助流体室を形成し、前記ブラケットが柔軟スリーブの長軸と略平行に伸びた直立壁を有し、第一支持構造体に前記直立壁を設置するための取付部を含むことを特徴とする組合せ。
【請求項９】
ブラケットの直立壁が端板と略直角を形成することを特徴とする請求項８に記載の組合せ。
【請求項１０】
取付部が第一支持構造体とブラケットの直立壁の間に伸びた少なくも一対の締結具を含むことを特徴とする請求項８に記載の組合せ。
【請求項１１】
一対のボスがブラケット上に形成され、かつ、一対のボルトが第一支持構造体に形成された穴を通り、取付部に形成する中空ボスを通って伸びていることを特徴とする請求項１０に記載の組合せ。
【請求項１２】
第一支持構造体には少なくも１つのＬ形部分を含み、端板およびブラケットの直立壁が前記Ｌ形部分の対応部分に接することを特徴とする請求項８に記載の組合せ。
【請求項１３】
空気入口用開口部がブラケットの直立壁内に形成され、第一支持構造体の直立部分に形成された開口部と位置合わせをしてあることを特徴とする請求項８に記載の組合せ。
【請求項１４】
端板が環状で、外周端で終わり、柔軟スリーブが端板の前記外側端部に密封的にクランプされていて、端板が、主流体室と位置合わせをしてある全体として半円の開口部と共に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の組合せ。
【請求項１５】
空気アクチュエーターの柔軟スリーブの開放端と密封的に係合するため、および、前記アクチュエーターの一端を支持構造体に設置するための一体化した一部片端板・取付ブラケット組合せで、前記取付ブラケットが端板に略垂直に伸びている直立壁および前記直立壁と共に補助流体室を形成する囲み壁を有し、前記補助室が端板より上方で、かつ、取付ブラケット内に位置しており、直立壁を支持構造体に結合するための取付部を具備することを特徴とする組合せ。
【請求項１６】
複数の補強リブが補助流体室内の直立壁および囲み壁に沿って伸びていることを特徴とする請求項１５に記載の組合せ。
【請求項１７】
端板が全体として環状で、かつ、全体として半円形の端部壁および補助流体室と主流体室の間で流体を伝達できるようにした全体として半円形の開口部を付けて形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の組合せ。
【請求項１８】
端板が段付き環状外周フランジが終端になっていて、かつ、環状クランプが柔軟スリーブの開放端と密封的に係合するように前記終端フランジに取付けられることを特徴とする請求項１７に記載の組合せ。
【請求項１９】
加圧流体の供給源に接続するために、流体導管がブラケットの直立壁から外方へ伸びていることを特徴とする請求項１５に記載の組合せ。
【請求項２０】
囲み壁が全体として半ドーム形壁であることを特徴とする請求項１５に記載の組合せ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願の相互参照】
本出願書の優先権主張は1999年10月22日付けの米国仮出願書一連番号No. 60/160,977に基づく。その開示は参考文献として組み込まれている。
【０００２】
【産業上の利用分野】
本発明は空気ばね、特に、ピストンの反対側に取付けられた端板が、補助流体室を形成するように中空にし、取付ブラケットと端版を組み合わせて単一プラスチック部材として一体的に形成した空気ばねに関する。より詳細には、本発明は、ピストンを取付ける対応構造体が向く方向に垂直な支持構造体に取付けた単一ブラケット・端板組合せに関連する。
【０００３】
【従来の技術及びその課題】
空気アクチュエーター及び特に空気ばねは、一対の間隔を置いた端部材および介在して、内圧を持つ流体室を形成するためにエラストマー部材から形成される柔軟スリーブないしベローズから成っている。これらの装置は多くの用途に用いられている。ひとつの主要用途は、道路の衝撃を吸収するために車両の間隔を置いた要素の間、または、衝撃力が継続的に伝えられる機械および機器の支持部品、及び、車両を含む機器の各部品の２個の間隔を置いた要素間の間隔を調整し、かつ、維持するためである。これらの空気ばねは、通常、ブラケットまたは支持部材の下側に取付けられた上端部材ないし端板、および、通常第一支持構造体から間隔を置いた第二支持構造体の上面に取付けられた反対側のピストン部材から成っている。そのような空気ばね、および、間隔を置いた構造体に取付ける方法の例は米国特許第4,564,177号、第4,832,317号、第4,787,606号、第5,32,139号に示されている。他のタイプの空気ばねには米国特許第4,796,870号、第4,934,667号、第5,180,145号に示されているような空圧または液圧のダンパーが組み込まれている。
【０００４】
しかしながら、これら既知の従来技術の空気ばねおよび支持材付き空気ばねの全ては全体として平行に配置された面を持つ２構造体の間に取付けられている。しかしながら、ある用途に対して、端部材の一方、特に上部端板をシャーシー・フレームの側壁のような構造体に取付けるのが望ましいことが見いだされている。前記シャーシー・フレームはピストンを取付ける反対側構造部材の取付面に対して垂直に伸びている。同様に、実質的に空気ばねのサイズを増さず、または、ストロークを制限せずに流体室の内容積を増加することが望ましくなっている。
【０００５】
特許第5,326,082号は、補助流体室を端部キャップまたは端部材の内部だけでなく、ピストン部材の内部にも設けていて、その両方を端部材の腐食を減らし、製造を容易にするようにプラスチック材料で形成した一タイプの空気ばねを示している。しかしながら、この空気ばね構造でも、取付面はお互いに平行で、端部材の一方を、特にピストンと反対側の端部材をピストン取付面と垂直な取付面に固定する構造を示していない。
【０００６】
【課題を解決する手段】
本発明は空気ばねの一端を支持構造体に取付けるための一体化した端板・取付ブラケット組合せを有する空気ばねを提供している。
【０００７】
本発明の端板・取付ブラケット組合せは半円壁および対応する半円開口部を付けて形成された環状端板を含む。前記半円開口部は柔軟スリーブの主内圧室とブラケット内に形成された補助圧力室の間で流体を伝達できるようにしている。ブラケットは端板から外に伸びているので、補助流体室がその端板より上になっている。
【０００８】
本発明の取付ブラケット・端板は高強度プラスチック材料から形成され、腐食せず、最小の製造工程で比較的容易に製造できる。ブラケットは、車両シャーシーのサイド・レールのような補完的Ｌ形部材に空気ばねを取付けるために端板の半円壁に垂直で、全体として平面になっている直立壁を有している。半ドーム形直立壁は直立平面壁と共に補助流体室を形成している。
【０００９】
本発明の別の側面として、ブラケットの直立壁がピストンを取付けるのに適した取付面に対して全体として垂直になっていることにより、空気ばね用ピストンの反対側にある空気ばねの開放端に端板・ブラケットを好ましく取付けている。
【００１０】
本発明の別の側面には、極端に剛性が高く、強い構造体を形成するために、ブラケットの直立平面壁の内面と外面に沿って、また、補助流体室内の半ドーム形囲み壁の内面に沿って、また、端板壁の一部の上面と下面に沿って伸びている複数の補強リブの設置が好ましく含まれている。
発明の特徴は、空気ばねの補助および主流体室への空気のような加圧流体の遠方供給源に後で接続するために、ブラケットの平面状前壁と一体で、前壁から垂直外側に伸びていている硬質導管を設けていることである。
【００１１】
本発明の別の特徴は、本発明の空気ばねに必要な部品数を最小限にしたこと、および、好ましくは加圧クランプまたは類似の密封部材により柔軟スリーブの開放端に取付けるため、段付き外向きの環状フランジを端板に設けていることである。
【００１２】
本発明の前述の利点、構造及び使用は以下の説明と添付図面により、すぐに明らかになる。
【００１３】
本発明の好ましい実施例は、出願者が原理を適用して考えた最良の形態を例示していて、以下の説明で示され、図面で示され、特に、かつ、明確に、請求項で指摘され、示されている。
【００１４】
【実施例】
図１は全体として１で示した空気ばね、または、空気アクチュエーターに組み込まれた本発明のブラケット・端部取付板組合せを示す。空気ばね１は一対の端部材を有している。その一方は支持板３上に直立状態で取付けられたピストン２である。支持板３は、車両のトレーリング・アームの端部、車軸板または同様の部分に、または、空気ばね１を使用できる機器要素の間隔を置いた支持構造体に取付けることができる。本発明のユニークなブラケット・端部取付板組合せは全体として５として示され、柔軟スリーブないしベローズ６の一方の開放端に固定されて示されている。前記ベローズ６は通常エラストマー材料で作られ、内部流体圧室７を形成している（図２）。組合せ５がＵ形ビーム１０の垂直側壁ないしウエッブ壁９に取付けられて示されている。前記Ｕ形ビーム１０は車両のシャーシー・フレーム部材のひとつにすることができる。ビーム１０を車両または他の機器に対する他のタイプの支持構造体とすることができる。しかし、本発明の特徴のひとつに基づくと、空気ばね１の長軸１１と全体的に位置合わせをしてあり、ピストン２を取付けている支持板３の取付面１２に垂直になっているウエッブ壁９のような取付面を有している。
【００１５】
図２は本発明の端部取付板・ブラケット組合せ５の構造をより詳細に示している。組合せ５の端板部分を全体として１３で示していて、環状ディスク形構造を有し、かつ、段付き外向きの環状フランジ１４と共に形成されている。加圧クランプ１５が、端板と流体的に密封して係合するように、スリーブ６のビード領域１６をフランジ１４に対して密封クランプする。しかしながら、本発明に影響せずに、クランプ１５の代わりに他のタイプのクランプ構造を使用できる。さらに、端板１３には全体として半円形平面壁１８（図２および７）と全体として半円形の開口部１９が含まれている。ブラケット・端部取付板組合せ５のブラケット部分２２には略平面の直立壁２３が含まれる。前記直立壁２３は図３に示すようにいくぶん三角形をしていて、かつ、その外面に一体で、その鉛直方向の全長に亘って伸びている複数の間隔を置いて平行の補強リブ２４が含まれている。直立壁２３と共に半ドーム形囲み壁２６が、補助空気室２７を形成している。前記補助空気室２７は端板１３の上に位置していて、主圧力室７と流体を伝達できる。
【００１６】
壁２３の外面上のリブ２４に加えて、複数のリブ２５が壁２３の内面に沿って伸びていて、流体室２７内の囲み壁２６の内面に沿って続いている（図２、６、７）。複数の補強リブ２９および３０も、非常に強くて、剛性のある取付ブラケット・端板構造にするため、端板１３の半円壁１８の上面と下面のそれぞれに沿って伸びている。
【００１７】
一対の取付ボス３１が、ブラケット・端部取付板５をフランジ壁９に固定するために、直立壁２３および囲み壁２６の部分と一体形成されている（図１および６）。ボス３１は、好ましくは、ナット３５と後部固定ワッシャー36を用いて壁２３を壁９に密着クランプするためにボルト３４を伸ばして通す中空穴３３と共に形成されている。図面に示すボルト３４の代わりに、壁２３を壁９と全体として同一面になるように固定するのに他のタイプの取付手段および締結具を使用できる。
【００１８】
本発明の別の特徴に基づき、硬質導管３８が平面壁２３と一体で、好ましくは、囲み壁２６と接続している壁２３の上端３９に隣接して形成される。導管３８には中空穴４０があり、流体供給配管４１に接続するようになっている。前記流体供給配管４１は流体室７および２７に出入りする空気流を制御するために圧縮機または他の流体圧装置に接続される。流体供給配管４１は導管３８にクランプ・リング４３により固定され、好ましくは、複数のＯリング４４が、導管３８と流体供給配管４１の間を密封的に係合するように用いられる。導管３８はウエッブ壁９内に形成された開口部４２を通って好ましく伸びている。
【００１９】
端板・取付ブラケット組合せ５が高強度プラスチック材料または耐食構造にするために、空気ばね業界で良く知られた他のタイプの軽量材料で好ましく形成される。
【００２０】
従って、空気ばねのために改良されたブラケット・端部取付板組合せが単純化され、効果的で、安全で、安価で、効率的という想定目標を全て達成した装置を提供し、従来の装置で遭遇した難点を解消し、当該技術での問題を解決し、新しい結果を得ている。
【００２１】
前述の説明において、特定の用語が簡略化、明瞭化、理解しやすさのために用いられているが、そのような用語は記述目的で用いられていて、広く解釈されることを意図しているので、従来技術の要件を超えて、それに基づく不必要な制限を意味すべきでない。
【００２２】
さらに、本発明の説明と図示は例示手段であり、本発明の範囲は図示または記述した厳密な詳細に限定されない。
【００２３】
ここで本発明の特徴、発見、原理を示しているが、空気ばねのために改良したブラケット・端部取付板組合せの解釈と使用の方法、構造の特性、利点、得られた新規・有用な結果、新規・有用な構造、装置、要素、配置、部品と組合せは付属の請求項に示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  その中に組み込まれたブラケット・端部取付板組合せを有し、一対の間隔を置いた支持部の間に取付けられた空気ばねの立面図である。
【図２】  部分的断面で示した空気ばね用ベローの上部に取付けた本発明のブラケット・端部取付板の部分断面の拡大図である。
【図３】  図１および図２の空気ばねから外したブラケット・端部取付板の端部から見た立面図である。
【図４】  図３と反対側端部から見た立面図である。
【図５】  図３のブラケット・端部取付板の上面図である。
【図６】  図３の線６−６で切った断面図である。
【図７】  図３の下面図である。
【符号の説明】
１  空気ばね
２  ピストン（第二端部材）
３  支持板（第二支持構造体）
５  端板・取付ブラケット組合せ
６  スリーブ
７  内部流体圧力室（主圧力室）
９  垂直側壁
１０  Ｕ形ビーム（第一支持構造体）
１１  長手軸
１２  取付面
１３  端板
１４  フランジ
１５  クランプ
１６  ビード領域
１８  半円壁
１９  半円開口部
２２  ブラケット部分
２３  直立壁
２４  補強リブ
２５  リブ
２６  半ドーム形壁
２７  補助流体室
２９  補強リブ
３０  補強リブ
３１  取付部、ボス
３３  中空穴
３４  ボルト
３５  ナット
３６  後部固定ワッシャー
３８  流体入口導管
３９  上端
４０  中空穴
４１  流体供給配管
４２  開口部
４３  クランプ・リング
４４  Ｏリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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