JPH0256530B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は懸架用環状エラストマー・ループとそ
の応用に関するものである。

本発明が対象とする荷重懸架に用いる環状エラ
ストマー・ループは閉じた環であり、その断面は
必ずしも円形である必要はなく原理的には任意の
形を持つ。このエラストマー・ループは実質的に
エラストマーより成り、引張力の吸収、減衰緩衝
に役立ち、比較的限られた距離だけ互いに動く構
成部分または機械部品の間に置くことができるも
のである。

この種のエラストマー・ループは、振動または
衝撃荷重を受ける種々の部分を懸架するために機
械構成分野で用いられる。一例としてテーブル、
導管またはガイドの懸架に用いられる。例えば自
動車のエンジン排気ガス導管とマフラー頭部の如
きいわゆる排気系は、このようなエラストマー・
ループを経て、自動車のシヤシまたはボデイーに
固定されている支持体に懸架される。

このようなエラストマー・ループがエラストマ
ーのみからできているときには、ばね特性曲線の
経過が余りに平らになり、余りに短かい使用寿命
を持つ。特に、ばね特性曲線の大きなひずみにお
ける漸進が余りに小さく、エラストマーのみから
成る懸架目的に用いるエラストマー・ループを経
済的に有意義な寸法にすると、荷重頂点、特に衝
撃荷重頂点に際して、負荷構造部分が支持構造部
分に対し比較的大きな動きを示し、荷重を除いた
ときに支持構造部分に対し比較的大きな加速度で
復帰する。限界荷重の下での余りに大きいこれら
のひずみは、構造部分を相互に衝突させたり打撃
させたりすることになり、エラストマー・ループ
の使用寿命を著しく縮める結果になる。

このようなエラストマー・ループを内張りによ
り補強することは既に知られている。補強材とし
ては、繊維織物（西独特許第1505498C3号）また
はばね鋼（西独特許第2658358C3号）が用いられ
る。

しかしながら、織物による補強では目標とする
ばね曲線の漸進を、少くとも目標とする程度には
もたらさない。加うるに、織物内張りで補強され
たエラストマー・ループはばね特性曲線の不充分
な熱安定性を示す。しかるに、ばね特性曲線の経
過のこのような熱安定性は、例えば自動車構造に
おけるエンジン排気ガス導管の懸架の如き多くの
使用目的に対して非常に重要である。懸架用エラ
ストマー・ループに内張り材としてばね帯鋼を用
いると、特に振動荷重の場合に、ばね帯鋼内張り
がしばしばばね延伸の限界領域にまで負荷される
ことが実際に示された。この結果比較的速く材料
疲労を起し、ばね帯鋼の破断に至ることも希れで
はない。

また、自動車の排気管支持等の懸架用エラスト
マー・ループとして、例えば、弾性を有するゴム
等の高分子材料から成るエンドレス弾性リング内
にエンドレスに形成した金属製引張コイルばねを
埋設し、一体加硫接着した弾性リングが提案され
ている（実開昭50−147338号公報）。この弾性リ
ングは、全周にわたつて均一な螺旋状の金属コイ
ルスプリングのエンドレス環体を同一径の高分子
材料のリングに一体化されて成るもので、スピリ
ング特性が全周にわたつて均一に強化されるにす
ぎないものである。それ故、前記したようなエラ
ストマーのみから成るループと同様な欠点があ
る。

更に、非環状のゴム等の弾性バネ部材とこれも
非環状のリンクチエーンとを組み合わせた引張部
材が知られている（特公昭53−47865号公報）。し
かし、この引張部材は、非環状リンクチエーンの
一部がジグザグ状に埋設されたばね部と非埋設状
の鉛直方向に伸びる単なる鎖部とで構成された係
留、牽引装置として、あるいはロープ、ケーブル
又は鎖や弾性ばね部材の可撓引張部材から成る、
例えばテント等のロープを一定の張力を維持する
のに用いられる装置であつて、減衰状態に荷重を
ぶら下げたり懸架したりするためのエラストマ
ー・ループではない。それゆえ、本発明の使用目
的には使用できないし、本発明の作用効果は期待
できるものではない。

更にまた、エラストマー・ループを非弾性また
は僅かに延伸できる補強内張りで強化しようとす
る実際に知られた他の試みは、いずれも成功する
に至らなかつた。このようなエラストマー・ルー
プのばね特性曲線は、一部のものは既に比例領域
で、他の一部のものは比例領域の終りで急激な上
昇を示し、エラストマー・ループ懸架による減衰
挙動を失い目的とは遠いものであつた。

これらの技術の現況に直面して、本発明の基本
的課題は、ばね特性曲線ができる限り広く平らな
比例領域とそれに直接続く漸進領域を持ち、漸進
領域はばね特性曲線の急激上昇部分に移つてゆ
く、懸架用、特に振動減衰性消音性懸架用環状エ
ラストマー・ループを創作するにある。

この課題を解決するために、本発明により、環
の平面の中心軸線と少くとも実質的に共軸にあ
り、定まつた形でエラストマー中に埋込まれてい
るリンクチエーン環を持つことを特徴とする、懸
架用環状エラストマー・ループが創作された。

また本発明により、エラストマーが埋込まれた
リンクチエーンにより補強された環状エラストマ
ー・ループが創作された。この場合、リンクチエ
ーンまたはリンクチエーンの個々の鎖リンクと、
エラストマー・ループの環コードをなすエラスト
マーとの間に形を定める強固な固着性の結合が成
立していることが重要である。従つて、リンクチ
エーンすなわち閉じたリンクチエーン環とエラス
トマー環は単一の複合体をなす。この複合体で、
リンクチエーン環とエラストマー環は、少くとも
実質的に互いに共心に環平面の垂直線に就いて少
くとも実質的に互いに共軸に配置されている。

エラストマー環の変形により、リンクチエーン
の各々の隣接する２個の鎖リンクの間の角は変化
し、リンクチエーンの鎖リンクは互いに屈曲する
運動を行う。しかしながらリンクチエーンの鎖ン
クはエラストマー・ループのコードのエラストマ
ーと形の定まつた堅固な結合状態にあるから、リ
ンクチエーンの鎖リンク相互の屈曲運動により、
変化ひずみのひずみ過程はエラストマー中に集中
され、エラストマー・ループ全体としてのばね特
性曲線すなわち応力−ひずみ−曲線の比例領域が
長くなり、漸進領域を経過した後、ばね特性曲線
が最終的には内に置かれたリンクチエーン環の引
張り強さによつて制限される急激な上昇によつて
限定される、ように補強される。

織物またはばね帯鋼の内張りを備えた匹敵する
エラストマー・ループに対する、本発明のエラス
トマー・ループの重要な利点は、実際上は完全に
疲労のない長期間継続負荷可能性、特に振動負荷
可能性にある。ばね特性曲線の漸進領域内に及ぶ
数百万回の延伸サイクルに、エラストマー・ルー
プは無損傷で耐えることが実験で示された。これ
に対し、同じ条件下で織物内張りは伸びきりによ
り帯鋼内張りは破断により、百万回より遥かに少
ない延伸サイクルでその有効性を失つた。

原理的には、リンクチエーン環をエラストマー
環状コードの周縁にまたはその心線すなわち中心
線に偏心して配置することも可能である。しかし
ながら、多くの使用目的には、リンクチエーン環
を環コードの中心軸線と少くとも実質的に共軸に
配置する、すなわち共軸に環コード中に埋込み、
従つてエラストマー環コードとその中に完全に埋
込まれたリンクチエーン環が少くとも実質的に同
じ釣合を持つことが好適である。この場合、すべ
ての場合に発明の効果の完遂に必ずしも必要では
ないとしても、リンクチエーン環が完全にエラス
トマーによつて取囲まれていることが重要であ
る。

特に自動車に応用し、ループを防音性導管懸架
に使用するときは、エラストマー・ループはエラ
ストマー・コードの断面が円形であるＯ−リング
の形も持つ。

エラストマー中に埋込まれるリンクチエーン
は、エラストマーと堅固な結合を形成することが
できる材質である限り、原理的には任意の材質で
つくることができる。材質が完成エラストマー・
ループに所期の引張り強さを与えるものであると
きは、リンクチエーンは例えば完全にプラスチツ
クよりなるものであつてもよい。しかしながら好
適にはリンクチエーンは鋼製である。リンクチエ
ーンすなわちリンクチエーン環の鋼製鎖リンクと
エラストマーの間の結合は、リンクチエーンを接
着剤で既知の方法により下塗りするまたは被覆す
ることにより改善されうる。

リンクチエーンの埋込みによるエラストマー・
ループの使用寿命の驚くべき改善は、リンクチエ
ーンがエラストマーとの形を定める結合によつて
使用条件下でのエラストマーの事実上任意の変化
に追髄し、その場合チエーン自体は何等の疲労ま
たは摩耗もすることがなく、特に何等チエーンの
引張り強さを失うことがなく、従つてエラストマ
ー・ループ全体の延伸性極限と引張り強さが変化
することがないことに、帰するものである。従つ
てこれらの理由から、使用条件下でのエラストマ
ー環の変形性が妨害的に影響されず単に所望のよ
うに強化される方向に影響される限り、リンクチ
エーンに特定の形をとらせることも任意にするこ
とができる。ここに言及しているエラストマー・
ループはその環平面内で延伸するように要求され
ることが多く、そのような荷重を受けるから、本
発明では、エラストマー・コードに埋込まれるリ
ンクチエーンはボルトチエーン、特にスタツドチ
エーン、またはブシユチエーンであることが好適
である。

リンクチエーン環とエラストマー・ループのエ
ラストマー環の間の結合において、リンクチエー
ン環の環直径が弛緩状態のエラストマー・コード
環の環直径より大きいとき、エラストマー環の延
伸性はより良くより完全に利用される。エラスト
マー中でリンクチエーンの個々の鎖リングが伸ば
されて存在するのではなく、少くとも断続的な個
所で互いに屈曲した状態にあり、好適には少くと
も実質的に規則的なのこ歯の線を形成しているこ
とにより、リンクチエーン環は縮少してエラスト
マー・コード環の直径に一致する。この場合、鎖
リンクの屈曲した位置により形成されるのこ歯の
線のそれぞれ隣接する２個の鎖リンクが挟む角度
は、好適には約20゜ないし90゜の範囲にあり、詳細
に云えば、エラストマーの特性数値、特にエラス
トマーの硬度、および個々の鎖リンクの長さによ
つて左右される。特定の応用の場合に応じて、当
業者が実験で直接それぞれの最適値を確かめるこ
とができる。これらの実験の概算値は、エラスト
マーの硬度がシヨアーＡ硬度約50〜60の範囲にあ
り、リンクチエーンの個々の鎖リンクの長さが４
mmであり、エラストマー・ループの環直径が約５
cmであるとして、それぞれ隣接する２個の鎖リン
クに挟まれる角度は大体40゜ないし50゜の範囲にあ
る。エラストマーをより軟かいものに調節する
程、角度を小さくすることができる。逆に、エラ
ストマーをより硬いものに調節する程、角度をな
して置かれるリンクチエーンの個々の鎖リンクに
よつてつくられる角度も大きくなるべきである。
他方、個々の鎖リンクが長い程、のこ歯の線の屈
曲角も大きく選ぶことができる。

本発明のエラストマー・ループにおいては、そ
の内側面の上下に荷重懸架用支持取付具が取り付
けられ、完全に埋設されたリンクチエーン環の支
持取付具と接するループ部の対応領域では、連設
する各リンクは、他のループ部の規則的ジグザグ
とは違つて、ループに沿つて伸びた状態に形成さ
れる。従つて、伸びた状態のリンク群は、荷重が
作用する重力方向と直交するほぼ水平方向に配列
される。

このような構成を有するエラストマー・ループ
は、例えば、自動車の排気系の懸架において、特
定の箇所が疲労または摩耗を生ずることがなく、
懸架強度の低下もないから、長期にわたつて安定
に使用することができ、その実用的価値は極めて
高い。

次に本発明をその実施態様により添付図面を参
照しつつ詳細に説明する。

第１図では半径方向断面で示され、第２図では
軸方向断面で示されたエラストマー・ループ１
は、環状の閉じたエラストマー・コード２と、該
エラストマー・コード２中に埋込まれエラストマ
ー・コードのエラストマーで完全に取囲まれた図
では１個のリンクチエーン３とよりなる複合体で
ある。該リンクチエーンも環状の閉じた形であ
る。リンクチエーン３は環の平面の中心軸線４お
よび環コード２の中心軸線５に対し共軸に配置さ
れている。緩衝すべき構造部分は取付具６，７を
径てエラストマー・ループと相互に作用してい
る。

リンクチエーン３の中心線の最大環直径、すな
わち鎖リンクを延ばして置いたときのリンクチエ
ーン３の直径は、弛緩状態のエラストマー・コー
ド２の中心軸線５の直径より可成り大きい。リン
クチエーン３の個々の鎖リンクが交互に角度をつ
くつていることによりリンクチエーン３の平均し
た直径は小さくなり、環コード２の中心軸線５の
直径と一致する。そのとき、少くとも大部分は規
則的なのこ歯の線の環をなす。この場合各隣接の
鎖リンクの間に挟まれる角８は、第１図では実際
の角度を示すものではなく、明瞭に図示するため
に誇張して示してある。

荷重の作用の支点領域６，７では、エラストマ
ー・コード２中に埋込まれたリンクチエーン３の
鎖リンクは、エラストマー・ループ１の他の部分
とは反対に、互いに角度をなして千鳥の形になつ
ているのではなく、伸びた形にある。このことに
より、荷重の作用領域６，７に於けるエラストマ
ー・ループ１の延伸性は軽減され、従つてエラス
トマー・ループ１の使用寿命を長くするに役立つ
ている。

第１，２図に示された種類のエラストマー・ル
ープのばね特性曲線は、その典型的な経過が第３
図に示されている。比較的幅広い比例領域Ａに続
いて、突然ではないが可成り急に上昇する漸進領
域Ｂがあり、次いで急激に事実上垂直に上昇する
曲線部分Ｃに移る。

第１，２図に示されたエラストマー・ループの
試験体が、試験機により殆ど三百万回の延伸サイ
クルを受けた。その場合、各回の延伸は漸進領域
Ｂ（第３図）の殆ど上限まで行われた。これらの
延伸サイクルの後検査されたエラストマー・ルー
プはいずれも、何等の摩耗現象を示さず、通常の
疲労を越えた疲労現象を示していなかつた。特
に、漸進領域Ｂおよび上昇領域Ｃに於ける特性曲
線の経過および位置は不変であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のエラストマー・ループの一
実施態様で半径方向断面を略図で示したものであ
る。第２図は、第１図の−線に沿つた断面図
である。第３図は、第１，２図に示されたエラス
トマー・ループのばね特性曲線を示す。 １……エラストマー・ループ、２……エラスト
マー・コード、３……リンクチエーン、４……環
の平面の中心軸線、５……エラストマー・コード
の中心軸線、６，７……取付具、８……隣接鎖リ
ンク間の角。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エラストマー材料の閉じたループと該エラス
   トマー材料内に完全に埋め込まれた閉じたリンク
   チエーン環から成り、上記リンクチエーン環が上
   記エラストマー・ループの面の中心軸線と少なく
   とも実質的に共軸に配置されされた懸架装置であ
   つて、上記閉じたリンクチエーンは、環形に伸ば
   されたリンクチエーン環の直径が弛緩状態の上記
   閉じたエラストマー・ループの中央軸線の直径よ
   り大きく、そのリンクチエーン環の各リンクは、
   少なくとも実質的に規則正しいのこ歯形の輪線を
   形成するが、該ループの内側面に取り付けられた
   支持取付具と接する対応する領域では水平方向に
   伸びた状態にされていることを特徴とする懸架用
   環状エラストマー・ループ。 ２ 該ループは、リング体の環状外形でＯリング
   に形成されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のエラストマー・ループ。 ３ 閉じたリンクチエーン環が、スチールバーブ
   ツシユローラチエーンまたはフラツトリンクスチ
   ールチエーンであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載のエラストマー・
   ループ。 ４ 閉じたリンクチエーン環の二つの隣接するの
   こ歯形リンクの間の角度が20゜〜90゜であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項の
   いずれかに記載のエラストマー・ループ。 ５ 排気管および自動車類のマツフルの懸架に用
   いられることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第４項のいずれか一つに記載のエラストマ
   ー・ループ。