JP2010149642A - サスペンション装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】バウンド側において問題となる乗り心地の低下を防止することができるサスペンション装置を提供すること。
【解決手段】本発明によるサスペンション装置1は、車輪2を回転自在に支持するキャリア3と、キャリア3を車体Bに連結する連結手段6、7と、キャリア3又は連結手段7と車体Bとの間に介在させる緩衝手段5及び減衰手段4とを備えるとともに、緩衝手段5及び減衰手段4の下側が車体B側に連結されて、緩衝手段5が引っ張り用であって、減衰手段4の伸び工程での減衰力が縮み工程での減衰力よりも小さいことを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用されて好適なサスペンション装置に関する。
従来から、タイヤ及びホイールにより構成される車輪を回転自在に支持するキャリアとキャリアを車体に対して揺動自在に連結する一以上のAアームや一以上のリンクと、キャリア又はAアーム、リンクと車体との間に介在されて装備されるショックアブソーバとバネ、Aアームやリンクを車体及びキャリアに揺動可能に連結するブッシュ等により車両のサスペンション装置が構成されている。
このうち、Aアーム又はリンクはキャリアを車体に連結する連結手段を構成し、キャリアはこの連結手段の拘束に基づいて車体に対して上下方向に揺動自在に車体に連結される。また、バネは緩衝手段を構成し、車両が路面を走行するにあたって、路面から車輪に入力される衝撃力を緩和して車体側に伝達することにより、車両に伝達される衝撃力を緩和している。ショックアブソーバは減衰手段を構成し、車両が路面を走行するにあたって、路面から車輪に入力される衝撃力により、キャリア及び車輪に発生する振動を速やかに減衰させて、キャリア及び車輪が継続的に振動することを防止している。
このようなサスペンション装置において、キャリア及び車輪は、路面から作用する衝撃力により、又は、旋回走行時に車体に作用する遠心力により車体がローリングすることにより、車体に対してバウンド又はリバウンドする挙動が発生する。近年においては、車両の乗り心地の向上が優先されて要請される場合が多いため、サスペンション装置を構成するバネのバネ定数をより小さくして低バネ化することが考えられる。ところが、このような低バネ化を行うと、バネの上側の中心軸と下側の中心軸が車両の前後方向から見て一致しない事象、つまりはバネの車両の前後方向視における形状が車幅方向外側に向けて膨らむ所謂胴曲がりが発生しやすくなる。
このような胴曲がりが発生すると、サスペンション装置に主に車幅方向に作用する横力が作用して、ショックアブソーバやブッシュにこじり方向の力が作用して、車体に対する車輪及びキャリアの挙動を阻害する摩擦が発生して乗り心地が低下する事象が発生する。
ここでショックアブソーバは、従来技術においては例えば特許文献1に示すように、バウンド側において縮み工程となり、リバウンド側においては伸び工程となるように、ショックアブソーバの上側を車体側に連結し、ショックアブソーバの下側をキャリア又はAアーム、リンク側に連結する構成が採用されている。
特開2007−203933号公報
ところが、ショックアブソーバは伸び工程よりも縮み工程の方がくさび効果によりこじりの影響をより受けやすく、バネの胴曲がりは圧縮バネの縮み工程により発生しやすいため、特にはサスペンション装置のバウンド側つまり車体に対して車輪及びキャリアが上方向に変位する場合において、リバウンド側つまりは車体に対して車輪及びキャリアが下方向に変位する場合よりも乗り心地が低下しやすいと言う問題が生じる。
本発明は、上記問題に鑑み、バウンド側において問題となる乗り心地の低下を防止することができるサスペンション装置を提供することを目的とする。
上記の問題を解決するため、本発明によるサスペンション装置は、
車輪を回転自在に支持するキャリアと、
前記キャリアを車体に連結する連結手段と、
前記キャリア又は前記連結手段と前記車体との間に介在させる緩衝手段及び減衰手段とを備えるとともに、
前記緩衝手段及び前記減衰手段の下側が前記車体側に連結されて、
前記緩衝手段が引っ張り用であって、
前記減衰手段の伸び工程での減衰力が縮み工程での減衰力よりも小さいこと、
を特徴とする。
ここで、前記連結手段とはAアーム又はリンクを含み、前記緩衝手段はコイルバネ等のバネを含み、前記減衰手段はショックアブソーバを含む。前記緩衝手段及び前記減衰手段は主に車両の上下方向に延在させて設けられ、前記緩衝手段及び前記減衰手段の下側に位置する部分が前記車体側に連結される。
つまり、前記緩衝手段すなわち前記バネの下側の端部が前記車体側に連結され、前記緩衝手段すなわち前記バネの上側の端部が前記キャリア又は前記連結手段の車幅方向のいずれかに位置に連結される。また、記減衰手段すなわち前記ショックアブソーバのシリンダ側の下側の端部又はピストンを構成するロッド側の下側の端部が前記車体側に連結され、下側の端部と反対側の上側の端部が前記キャリア又は前記連結手段の車幅方向のいずれかの位置に連結される。
また、前記緩衝手段が引っ張り用であるとは、前記緩衝手段を構成する前記バネが引っ張りばねであることを示す。また、前記減衰手段を構成するショックアブソーバにおいて、前記伸び工程での減衰力を前記縮み工程での減衰力より小さくすることは、前記ショックアブソーバの備える前記ピストンの前記伸び工程に用いられる絞りと、前記縮み工程で用いられる絞りを適宜調節することで行う。
本発明の前記サスペンション装置によれば、前記キャリアが前記車体に対して上方に変位するバウンド時において、前記緩衝手段及び前記減衰手段はともに引っ張り力が作用して伸び動作を行うこととなり、前記緩衝手段が胴曲がりを発生することを防止して、前記減衰手段や前記サスペンション装置を構成するブッシュに横力が作用することを回避して
前記減衰手段や前記ブッシュにこじり方向の力が作用して、前記キャリア及び前記車輪が前記車体に対して上下方向に変位することを阻害する摩擦力が作用することを防止して、乗り心地性能が低下することを抑制することができる。
すなわち、本発明の前記サスペンション装置によれば、従来技術のように前記ショックアブソーバの前記縮み動作において前記急峻な入力を負担することに較べて、前記車両が路面を走行している場合に、前記路面から前記車輪に対して、前記バウンド側において急峻な入力が作用することが多いことを鑑みて、前記急峻な入力すなわち衝撃力を、前記減衰手段を構成するショックアブソーバが前記伸び動作において負担することとすることができ、前記緩衝手段を構成する前記バネを低バネ化した場合において、前記減衰手段や前記ブッシュにこじり方向の力が作用することを防止できるので、乗り心地性能をより高めることができる。
なお、本発明の前記サスペンション装置においては、前記伸び工程において前記減衰手段が前記急峻な入力を負担することから、前記ショックアブソーバの備えるリバウンドストッパを、従来技術のように前記ピストン側の前記ロッドに備える構成に換えて、前記シリンダ側の底部に備えることとすることができる。このような構成の本発明の前記サスペンション装置においては、以下のような構成を含むことが好ましい。
つまり、前記サスペンション装置において、
前記減衰手段がピストン及びシリンダを備え、
前記シリンダがリバウンドストッパを備えるとともに、
前記リバウンドストッパが前記ピストンに当接した場合に、前記縮み工程における前記ロッドの進入体積分の作動流体を絞ることを特徴とする、
ことが好ましい。
すなわち、従来技術のように前記ピストン側の前記ロッドに前記リバウンドストッパによれば、前記ロッドが前記リバウンドストッパを貫通する形態とする必要が生じて、前記リバウンドストッパの前記ショックアブソーバの軸方向の投影面積が前記ロッドの径寸法分だけ小さくなることが不可避となり、前記軸方向における主に圧縮加重に対する強度を確保するため、前記リバウンドストッパを構成する材質を例えば尿素樹脂等のより高価な材質とする必要が生じていたが、本発明の前記サスペンション装置によれば、前記リバウンドストッパを前記シリンダ側に設置して前記ロッドを貫通させる必要性を廃することができるので、前記リバウンドストッパの前記軸方向の投影面積をより広い面積とすることができ、前記リバウンドストッパを構成する材質を高価なものとすることなく、前記リバウンドストッパの耐久性を高めることができる。
これに加えて、前記リバウンドストッパを構成する材質の前記投影面積を広いものとすることにより、ある程度柔らかい材質を使用することが可能となり、前記ショックアブソーバの作動音を緩和することができるとともに、前記材質をより入手性が高くより安価な材質とすることもできる。
さらに、前記リバウンドストッパが前記ピストンに当接した場合に、前記縮み工程における前記ロッドの進入体積分の作動流体すなわちオイルを絞る油圧ロック機能を同時に発揮することとすることができる。
本発明のサスペンション装置によれば、バウンド側において問題となる乗り心地の低下を防止することができるサスペンション装置を提供することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係るサスペンション装置の一実施形態を車両前後方向の前方から見て示す模式図である。なお、図1中UPは上方を示し、FRは車両前方を示し、OUTは車幅方向外側を示す。
図1に示すように、本実施例のサスペンション装置1は、タイヤ及びホイールを含む車輪2と、キャリア3と、ショックアブソーバ4と、バネ5と、ロアアーム6と、アッパーアーム7とを備えて構成される。
キャリア3はタイヤ及びホイールを含む車輪2を回転自在に支持するものであり、その下端部が、図1中白丸で示すボールジョイントを介してAアーム形状のロアアーム6の車幅方向外側端部に連結されると共に、その上端部が、図1中白丸で示すボールジョイントを介してAアーム形状のアッパーアーム7の車幅方向外側端部に連結されるものである。
ロアアーム6は、車幅方向に延在して車幅方向外側端が車幅方向内側端よりも上方にオフセットするように配置され、車幅方向内側が二股状に分岐するように形成されるいわゆるAアームにより構成され、その車幅方向外側端部つまりはAアームの頂点側がキャリア3の下端部に対して図1中白丸で示したボールジョイントを介して連結され、その車幅方向内側つまりはAアームの頂点の反対側の二箇所が、図1中白丸で示すブッシュを介して車体B側の図示しないサスペンションメンバに揺動自在に連結されて、キャリア3と車体とを連結する連結手段を構成するものである。
アッパーアーム7は、車幅方向に延在して車幅方向外側端が車幅方向内側端よりも下方にオフセットするように配置され、車幅方向内側が二股状に分岐するように形成されるいわゆるAアームにより構成され、その車幅方向外側端部つまりはAアームの頂点側がキャリア3の上端部に対して図1中白丸で示したボールジョイントを介して連結され、その車幅方向内側つまりはAアームの頂点の反対側の二箇所が、図1中白丸で示すブッシュを介して車体B側の図示しないサスペンションメンバに揺動自在に連結されて、キャリア3と車体とを連結する連結手段を構成するものである。
ショックアブソーバ4は、シリンダとピストン、絞りと作動流体を含み、ピストンの一部を構成するロッド4aの下端部が図1中白丸で示すブッシュを介して車体B側の図1に示す位置「S/Ab下方」に連結され、シリンダの上端部がアッパーアーム7の車幅方向中間部分である位置「S/Ab上方」に図1中白丸で示すブッシュを介して連結される。ショックアブソーバ4は、タイヤ及びホイールを含む車輪2からキャリア3を介して伝達される路面からの振動によって、キャリア3が振動し続けることをその減衰力により防止する減衰手段を構成する。
バネ5は、図1に示すように引っ張りばねであって、バネ5を構成する構成のスプリングの下端部が、図1中白丸で示すブッシュを介して車体B側の図1に示す位置「ばね下方」に連結され、スプリングの上端部がアッパーアーム7の車幅方向中間部分である位置「ばね上方」に図1中白丸で示すブッシュを介して連結される。バネ5はアッパーアーム7と車体Bとの間に挟持されて、タイヤ及びホイールを含む車輪2からキャリア3を介して車体B側に伝達される振動を低減し緩和する緩衝手段を構成する。
なお、アッパーアーム7の含む位置「ばね上方」は位置「S/Ab上方」よりも車幅方向内側に位置され、車体Bの含む位置「ばね下方」は位置「S/Ab下方」よりも上方に位置する。図1に示すように、車両前後方向前方から見て、バネ5及びショックアブソーバ4はともに、下端部よりも上端部が車幅方向外側にオフセットされて、下端部から上端部に向けてすなわち上方に向かうに従い車幅方向外側に向けて傾斜されて延在される。
加えて、本実施例のサスペンション装置1におけるショックアブソーバ4は、以下のような減衰特性を備えることとする。以下、この減衰特性について図2を用いて説明する。図2は本実施例のサスペンション装置1におけるショックアブソーバ4の伸び工程及び縮み工程における減衰特性を、従来技術のショックアブソーバの特性と比較して示す模式図である。
図2に示すように、従来技術の通常のショックアブソーバの特性は、伸び工程における減衰特性すなわち同じピストン速度Vpに対して発生する減衰力が、縮み工程における減衰特性すなわち同じピストン速度Vpに対して発生する減衰力よりも大きくなるように設定される。これに対して、本実施例のショックアブソーバ4は、これとは逆に、縮み工程における減衰特性すなわち同じピストン速度Vpに対して発生する減衰力が、伸び工程における減衰特性すなわち同じピストン速度Vpに対に対して発生する減衰力よりも大きくなるように設定される。あるいは、図2に示す横軸のピストン速度Vpの所定区間における減衰力の平均値を伸び工程と縮み工程で比較した場合に、縮み工程における所定区間の減衰力の平均値が、伸び工程における所定区間の減衰力の平均値よりも大きくなるように設定してもよい。
このように構成されるサスペンション装置1において、路面から車輪2に上下方向の急峻な入力すなわち衝撃力が作用すると、キャリア3は、ロアアーム6、アッパーアーム7のリンク作用に基づいて車体Bに対して上下方向にバウンドリバウンドして、これに伴いバウンド時においてアッパーアーム7の位置「ばね上方」は車体Bの位置「ばね下方」から離隔する方向に変位することとなり、バウンド時においてバネ5は引っ張り力を受けて伸び工程となる。
同様にバウンド時においては、アッパーアーム7の位置「S/Ab上方」は車体の位置「S/Ab」から離隔する方向に変位することとなり、ショックアブソーバ4の下端部と上端部は相互に離隔する方向に引っ張り力を受けることとなりこれも伸び工程となる。
以上述べた本実施例のサスペンション装置1によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、キャリア3が車体Bに対して上方に変位するバウンド時において、バネ5及びショックアブソーバ4にはともに、車体Bに対してアッパーアーム7が離隔する方向に変位することから引っ張り力が作用することとなる。
このため、バネ5は伸び動作を行うこととなり、バネ5において胴曲がりを発生することを防止することができる。これにより、ショックアブソーバ4のピストンとシリンダの摺動面、ショックアブソーバ4をアッパーアーム7に連結するブッシュ、ロアアーム6に連結するブッシュ、バネ5をアッパーアーム7に連結するブッシュ、ロアアーム6に連結するブッシュ、さらには、アッパーアーム7及びロアアーム6を車体Bに連結するブッシュに横力が作用することを極力回避することができる。
これらのことにより、ショックアブソーバ4やサスペンション装置1を構成する各部のブッシュにこじり方向の力が作用して、キャリア3及び車輪2が車体Bに対して上下方向に変位することを阻害する摩擦力が作用することを防止して、乗り心地性能が低下してしまうことを回避することができる。
つまり、本実施例のサスペンション装置1においては、車両が路面を走行している場合に、路面から車輪2に対して、バウンド側において急峻な入力が作用することが多いことを鑑みて、従来技術のようにショックアブソーバに縮み工程において急峻な入力を負担させることに換えて、急峻な入力すなわち衝撃力を、ショックアブソーバ4を伸び工程において負担させることとしたので、以下のような作用効果が得られる。
すなわち、車両の操縦安定性能よりも乗り心地性能を優先させて向上させる要請が高い場合に、この要請に応えるためにバネ5を低バネ化すなわちばね定数を小さくしてより軟らかいバネとした場合においても、バネ5がバウンド時において引っ張り用のばねであり圧縮されないことから胴曲がりが発生することがないため、ショックアブソーバ4やサスペンション装置1を構成する各部のブッシュにこじり方向の力が作用することを防止できるので、前述したようにキャリア3及び車輪2が車体Bに対して上下方向に変位することを阻害する摩擦力が作用することを防止することができ、これにより、乗り心地性能をより高めることができる。
また、本実施例のサスペンション装置1においては、ショックアブソーバ4が伸び工程において路面から車輪2に対して作用する急峻な入力を負担することから、ショックアブソーバ4の備えるリバウンドストッパを、従来技術のようにピストン側のロッド4aに備える構成に換えて、シリンダ側の底部に備えることとすることができる。以下、この本実施例のショックアブソーバ4におけるリバウンドストッパについて図を用いて説明する。
図3は、本実施例のサスペンション装置1に用いられるショックアブソーバ4の含むリバウンドストッパ4eの形態を示す模式断面図である。ショックアブソーバ4は、ピストン4bに連結されるロッド4aと、ピストン4bに適宜設けられる絞り4cと、シリンダ4dと、リバウンドストッパ4eと、シリンダ4d内のピストン4bの上下に位置する液室に充填される作動流体つまりオイルを含んで構成される。
図3(a)に示すように、リバウンドストッパ4eは、シリンダ4dの下端部の底部に付勢バネを介して連結されており、上述した図1に示したサスペンション装置1において、キャリア3が車体Bに対して下方に変位するリバウンドが発生した場合に、図3(b)に示すように、シリンダ4dの底部に向けてピストン4bが変位してリバウンドストッパ4eがピストン4bに当接して、縮み工程におけるロッド4aの、シリンダ4d内の上側の液室に対する進入体積分の作動流体を絞ることとなる。
なお、従来技術のようにピストン4bの上側のロッド4aにリバウンドストッパに設ける形態においては、ロッド4aがリバウンドストッパを貫通する形態とする必要が生じて、リバウンドストッパのショックアブソーバ4の軸方向視における面積がロッド4aの面積分だけ小さくなることが避けられず、軸方向における主に圧縮加重に対する強度を確保するため、リバウンドストッパを構成する材質を例えば尿素樹脂等のより高価な材質とする必要が生じていた。このことはショックアブソーバ4の製造コストの増大を招いていた。
これに対して、本実施例のサスペンション装置1に適用されるショックアブソーバ4の4のリバウンドストッパ4eによれば、リバウンドストッパ4eをシリンダ4d側に設置してロッド4aを貫通させる必要性を廃することができるので、リバウンドストッパ4eの軸方向視における投影面積をより広い面積とすることができ、リバウンドストッパ4eを構成するゴムの材質を高価なものとする必要性を廃することができる。これに加えて、投影面積を大きくできるため、圧縮加重に応じてリバウンドストッパ4eに作用する応力を低減することができ、リバウンドストッパ4eの耐久性を高めることができる。
これに加えて、リバウンドストッパ4eを構成する材質の軸方向の投影面積を広いものとすることにより、ある程度柔らかい材質を使用することが可能となり、図3(b)に示すように、ショックアブソーバ4がリバウンド時にピストン4bがシリンダ4dの底部に接近して、ピストン4bがリバウンドストッパ4eに当接することにより発生する作動音をより効果的に緩和することができるとともに、リバウンドストッパ4eを構成するゴムの材質をより入手性が高いものとし、安価なものとすることもできる。
さらに、本実施例のリバウンドストッパ4eによれば、図3(b)に示すように、リバウンド時においてピストン4bに当接した場合に、縮み工程におけるロッド4aのシリンダ4d内の上側の液室に対する進入体積分の作動流体すなわちオイルを絞る油圧ロック機能を同時に発揮することができる。
また、本実施例のショックアブソーバ4におけるリバウンドストッパ4eは、複筒式のショックアブソーバや単筒式のショックアブソーバにおいても適用することができる。以下それについて図4を用いて説明する。図4は本実施例のショックアブソーバ4におけるリバウンドストッパ4eの複筒式及び単筒式のショックアブソーバへの適用例を示す模式断面図である。
図4(a)に示すように、複筒式のショックアブソーバ4においてはリザーバが備えられており、上側の液室にロッド4aが進入した進入体積分の作動流体を、下側の液室からリザーバにベースバルブ4gに対して通流させることとなるが、この場合においてはリバウンドストッパ4eには作動流体をベースバルブ4gに対して通流するための通路4fが備えられる。
図4(b)に示すように、単筒式のショックアブソーバ4においては、シリンダ4dの下端部にフリーピストン4hとガス室4iが備えられており、上側の液室にロッド4aが進入した進入体積分の作動流体を、下側の液室からフリーピストン4hの上側とベースバルブ4gとの間の液室に対して通流させることとなるが、この場合においてもリバウンドストッパ4eには作動流体をベースバルブ4gに対して通流するための通路4fが備えられる。
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
例えば上述した実施例のサスペンション装置1においては、アッパーアーム7及びロアアーム6の双方をAアームとしてそれぞれ連結手段を構成しているが、これを複数のリンクとすることもでき、Aアームと複数のリンクの組合せとすることもできる。
また、ショックアブソーバ4と、バネ5との車体Bにおける上下方向の相対位置関係は図1に示した形態に限られることはなく、例えば、ショックアブソーバ4をバネ5よりも上方に位置させる、つまりは、図1におけるショックアブソーバ4とバネ5のそれぞれの位置関係を置換させることもできる。
さらに、ショックアブソーバ4とバネ5の双方の伸び工程におけるストロークを十分に確保することが可能であれば、ショックアブソーバ4とバネ5とを直列に連結して、ショックアブソーバ4の下方端を、バネ5を介して車体B側に連結する又はバネ5の下方端を、ショックアブソーバ4を介して車体B側に連結する構成とすることもできる。
加えて、車体Bの下方端から車幅方向内側から車幅方向外側に突出するフランジ部を設けて、このフランジ部の上面に図1に示した形態のショックアブソーバ4及びバネ5の下端部を連結することもできる。
また、上述した実施例においては、図1に示すように車両前後方向から見てバネ5及びショックアブソーバ4を上方に向かうに従って車幅方向内側から車幅方向外側にオフセットするように傾斜させているが、このオフセットは適宜変更することが可能で、ショックアブソーバ4及びバネ5を主に上下方向に延在させても良い。
本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用して好適なサスペンション装置に関するものであり、バウンド側において問題となる乗り心地の低下を防止することができるサスペンション装置を提供することができるので、種々の車両のサスペンション装置に適用して有益なものである。
本発明に係るサスペンション装置の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係るサスペンション装置の一実施形態の含むショックアブソーバの減衰特性を示す模式図である。 本発明に係るサスペンション装置の一実施形態の含むショックアブソーバのリバウンドストッパを示す模式図である。 本発明に係るサスペンション装置の一実施形態の含むショックアブソーバのリバウンドストッパを示す模式図である。
符号の説明
1 サスペンション装置
2 車輪
3 キャリア
4 ショックアブソーバ
4a ロッド
4b ピストン
4c 絞り
4d シリンダ
4e リバウンドストッパ
4f 通路
4g ベースバルブ
4h フリーピストン
4i ガス室
5 バネ
6 ロアアーム
7 アッパーアーム
B 車体

Claims (2)

  1. 車輪を回転自在に支持するキャリアと、前記キャリアを車体に連結する連結手段と、前記キャリア又は前記連結手段と前記車体との間に介在させる緩衝手段及び減衰手段とを備えるとともに、前記緩衝手段及び前記減衰手段の下側が前記車体側に連結されて、前記緩衝手段が引っ張り用であって、前記減衰手段の伸び工程での減衰力が縮み工程での減衰力よりも小さいことを特徴とするサスペンション装置。
  2. 前記減衰手段がピストン及びシリンダを備え、前記シリンダがリバウンドストッパを備えるとともに、前記リバウンドストッパが前記ピストンに当接した場合に、前記縮み工程における前記ロッドの進入体積分の作動流体を絞ることを特徴とする請求項1に記載のサスペンション装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2402405A1 (en) 2010-06-30 2012-01-04 Toyo Ink SC Holdings Co., Ltd. Active energy ray curable inkjet ink composition

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EP2402405A1 (en) 2010-06-30 2012-01-04 Toyo Ink SC Holdings Co., Ltd. Active energy ray curable inkjet ink composition

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