JP5530398B2 - サスペンション構造、サスペンション特性調整方法 - Google Patents
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Description
本発明の課題は、音振性能を向上させることである。
《第一実施形態》
《構成》
図1は、後輪サスペンションの概略構成を示す斜視図である。
図2は、後左輪サスペンションの概略構成を示す上面図である。
図3は、後左輪サスペンションの概略構成を示す正面図である。
サスペンション構造は、車輪1を車体側のサスペンションメンバ2に懸架し、アクスルハウジング11(ハブキャリア)と、前側ロアリンク12と、後側ロアリンク13と、アッパリンク14と、コイルスプリング15と、ストラット5(図1)と、を備える。
アクスルハウジング11は、車輪1を回転自在に支持する。
前側ロアリンク12は、車幅方向外側の一端が、ブッシュ21を介して揺動可能にアクスルハウジング11の前側下部に連結してあり、車幅方向内側の他端が、ブッシュ22を介して揺動可能にサスペンションメンバ2の前側下部に連結してある。平面視で、各連結点の車体前後方向の位置は、車幅方向外側の連結点(ブッシュ21)が、車幅方向内側の連結点(ブッシュ22)よりもやや後側である。
各ブッシュ21〜26は、入れ子状に形成された外筒と内筒との間にゴム体からなる弾性体を介装して構成してある。本実施形態では、前側ロアリンク12、後側ロアリンク13、アッパリンク14の夫々の両端を外筒に連結し、アクスルハウジング11、サスペンションメンバ2の夫々に内筒を連結する。
コネクトブッシュ27及び28は、前側ロアリンク12に沿って並べてある。コネクトブッシュ27及び28は、入れ子状に形成された外筒と内筒との間にゴム体からなる弾性体を介装して構成してある。本実施形態では、ブッシュ軸を略前後方向とし、前側ロアリンク12を外筒に連結し、張出部16を内筒に連結する。
なお、コネクトブッシュ27及び28について詳しくは後述する。
制動などによって車輪1に対し車体後側への入力があると、アクスルハウジング11が車体後側へ変位する。このとき、アクスルハウジング11に対する、前側ロアリンク12の連結点(ブッシュ21)と、後側ロアリンク13の連結点(ブッシュ23)とは、車体後方への変位量が略同等となる。しかしながら、直線L1及びL2を前述したように配置した場合、車幅方向内側への変位量については、前側ロアリンク12の連結点(ブッシュ21)の方が後側ロアリンク13の連結点(ブッシュ23)よりも大きくなる。つまり、アクスルハウジング11の前側の連結点(ブッシュ21)が、車幅方向内側へ引き込まれる。したがって、制動時に車輪1にトーイン方向のトー変化が生じるので、安定性が向上する。
コイルスプリング15は、コイル軸XAを略上下方向とし、後側ロアリンク13と車体との間に介装してある。平面視で、コイルスプリング15の位置は、直線L2に重なるように配置し、好ましくはコイル軸XAを直線L2上に配置する。
本実施形態では、車幅方向外側の連結点(ブッシュ23)と、車幅方向内側の連結点(ブッシュ24)と、の略中間位置にマウントしてある。コイルスプリング15の座面は、張出部16にも重なり、コイルスプリング15の外径に応じて、後側ロアリンク13における車体後側の外形を拡張させている。
図4は、後側ロアリンクの外観図である。
図5は、後側ロアリンクの分離図である。
後側ロアリンク13とコイルスプリング15の下端との間には、ロアスプリングシート17を介装してある。すなわち、後側ロアリンク13に対して環状のロアスプリングシート17を組み付け、このロアスプリングシート17に対してコイルスプリング15の下端を組みつけてある。
後側ロアリンク13における前側ロアリンク12との連結面には、車幅方向に延在する略板状のフロントブラケット33を設けてあり、このフロントブラケット33によってロアブラケット31及びアッパブラケット32の車体前側を閉塞してある。フロントブラケット33には、コネクトブッシュ27及び28の夫々に連結するための連結ピン34を固定してある。
なお、ロアブラケット31の凹面(内側の底面)にロアスプリングシート17を設置しており、このロアスプリングシート17に下端を組み付けたコイルスプリング15は、アッパブラケット32に形成した開口部を介して上方に突出している。
図6は、フロントブラケットを介した前側ロアリンクと後側ロアリンクとの連結構造を示す断面図である。
フロントブラケット33は、車体前側のアウターブラケット35と、車体後側のインナーブラケット36と、これらアウターブラケット35及びインナーブラケット36の上端同士を一体化して連結する連結ブラケット37と、を備える。すなわち、フロントブラケット33は、断面が下開きの略C型となる二層式の板部材で構成してある。アウターブラケット35及びインナーブラケット36は、夫々、略車幅方向及び略車体上下方向に沿って形成してあり、略車幅方向に延在する。
連結ピン34における車体前側の頭部には、コネクトブッシュ27及び28の内筒を外嵌させ、ワッシャを介して締結ボルト39によって固定してあり、コネクトブッシュ27及び28の外筒は、前側ロアリンク12に圧入固定してある。こうして、フロントブラケット33を介して前側ロアリンク12と後側ロアリンク13とを連結してある。
図7は、車輪側連結点となるリンク用のブッシュの単品図である。
図中の(a)は、ブッシュ23の縦断面図であり、(b)は端面図である。
ブッシュ23は、略車体前後方向に沿った軸を有する内筒41と、この内筒41の径方向外側に配置した外筒42と、これら内筒41及び外筒42の間に介装した弾性体43と、を備える。内筒41及び外筒42は、例えばSTKM(機械構造用炭素鋼鋼管)で形成してある。内筒41は、後側ロアリンク13に連結し、外筒42は、アクスルハウジング11に連結する。
外筒42は、軸方向Pの長さが内筒41よりも短く、隆起部46よりも長くなるように形成してあり、隆起部46を覆うように設けている。外筒42における軸方向Pの両端には、隆起部46の稜線に沿って径方向内側に曲げた曲部48を形成することで、内周面45を隆起部46に対向する凹面に形成してある。こうして、外筒42の外形を、略樽型に形成してある。
一方、内筒41と外筒42とが抉り方向Sに相対変位すると、弾性体43には、圧縮方向の変形よりも、主として剪断方向の変形が生じる。すなわち、剪断方向に作用する力の大部分を、抉り方向Sに沿った剪断変形に転換する。これにより、ブッシュ23における抉り方向Sの剛性が低まる。
したがって、隆起部46の高さや角度、弾性体43の長さや厚み、曲部48の長さや角度などの諸元により、ブッシュ23における軸直角方向Q、軸方向P、及び抉り方向Sの剛性が定まる。
図8は、アクスルハウジングとブッシュとを連結した図である。
図中の(a)は、アクスルハウジング11を車幅方向外側から見た図であり、(b)は(a)におけるA−A断面図である。
ブッシュ23は、外筒42をアクスルハウジング11に対して圧入固定してある。そして、後側ロアリンク13に固定された連結ピン(図示省略)を内筒41に挿通固定することで、ブッシュ23を介して後側ロアリンク13をアクスルハウジング11に揺動可能に連結する。
図9は、車体側連結点となるリンク用のブッシュの単品図である。
図中の(a)は、ブッシュ24の縦断面図であり、(b)は端面図であり、(c)は部分拡大図である。
ブッシュ24は、略車体前後方向に沿った軸を有する内筒51と、この内筒51の径方向外側に配置した外筒52と、これら内筒51及び外筒52の間に介装した弾性体53と、を備える。内筒51及び外筒52は、例えばSTKM(機械構造用炭素鋼鋼管)で形成してある。内筒51は、サスペンションメンバ2に連結し、外筒52は、後側ロアリンク13に連結する。
外筒52は、軸方向Pの長さが内筒51よりも短く、隆起部56よりも長くなるように形成してあり、隆起部56を覆うように設けている。外筒52における軸方向Pの両端には、隆起部56の稜線に略沿って径方向内側に曲げた曲部58を形成することで、内周面55を隆起部56に対向する凹面に形成してある。こうして、外筒52の外形を、略樽型に形成してある。
したがって、隆起部56の高さや角度、弾性体53の長さや厚み、曲部58の長さや角度などの諸元により、ブッシュ24における軸直角方向Q、軸方向P、及び抉り方向Sの剛性が定まる。
なお、コネクトブッシュ27及び28は同一構造であるため、ここではコネクトブッシュ27について説明する。
図10は、コネクトブッシュの単品図である。
図中の(a)は、コネクトブッシュ27の上面図、縦断面図、及び軸直角断面図であり、(b)は内筒71及び外筒81の単品の斜視図である。
コネクトブッシュ27は、略車体前後方向に沿った軸を有する内筒71と、この内筒71の径方向外側に配置した外筒81と、これら内筒71及び外筒81の間に介装した弾性体91と、を備える。内筒71は、後側ロアリンク13の張出部16に連結し、外筒81は前側ロアリンク12に連結する。
凸部83は、外筒81における外周面84を、車体上下方向(R方向)に沿って内筒71側に凹状に変形させて形成してある。すなわち、外筒81を径方向外側から車体上下方向(R方向)に挟圧することで、径方向内側に圧潰している。軸方向に見て、挟圧部85は、径方向外側に膨らむ略円弧状に形成してある。
図11は、前側ロアリンクに対するコネクトブッシュの取付け状態を示す正面図である。
図中の(a)はコネクトブッシュ27の従断面図であり、(b)は外筒81の圧入方向における先端86の拡大断面図である。
前側ロアリンク13に対してコネクトブッシュ27を車体後側から圧入してある。すなわち、前側ロアリンク13の嵌合孔29に対してコネクトブッシュ27の外筒81を車体後側から圧入してある。外筒81における圧入方向の先端86は、圧入時のガイドのために、前記ロアリンク13の嵌合孔に対して径方向内側に向けて折り曲げた形状にしている。
コネクトブッシュ27及び28において、前述したスグリ95を対向させている方向をQ方向とし、凸部83(挟圧部85)を対向させている方向をR方向とする。また、前側ロアリンク12における車幅方向外側の連結点(ブッシュ21)と車幅方向内側の連結点(ブッシュ22)とを結ぶ直線をL1とする。
図中の(b)では、車幅方向外側のコネクトブッシュ27を、R方向における上側が車幅方向内側に傾斜するように配置してあり、車幅方向内側のコネクトブッシュ28を、R方向が車体上下方向に沿うように配置してある。例えば、車体標準姿勢における車体正面視で、コネクトブッシュ27のR方向を、車幅方向に対して反時計回りに約30度回転させている。
図中の(d)では、車幅方向外側のコネクトブッシュ27を、R方向が車体上下方向に沿うように配置してあり、車幅方向内側のコネクトブッシュ28を、R方向における上側が車幅方向内側に傾斜するように配置してある。例えば、車体標準姿勢における車体正面視で、コネクトブッシュ28のR方向を、車幅方向に対して反時計回りに約30度回転させている。
図14は、共振時及び前後力入力時のリンク状態を示す図である。
図中の(a)は、変形前のリンク状態を示す平面図であり、(b)は共振時のリンク状態を示す平面図であり、(c)は前後力入力時のリンク状態を示す平面図である。
一般に、サスペンションには、車体前後方向に15〜20Hz程度の一次共振周波数が存在する。そのときの変形モードは、(b)に示すように、後側ロアリンク13における車輪側の連結点(ブッシュ23)と車体側の連結点(ブッシュ24)の軸方向を主バネとし、後側ロアリンク13が車両前後方向に共振する。
一方、拡径しているのは、軸方向Pにおける両端だけ、つまり外筒42(52)の内周面45(55)に対向する位置では、拡径させていない。これにより、外筒42(52)とのクリアランスを充分に確保することができる。したがって、充分なサスペンションストロークを確保することができる。
また、コネクトブッシュ27及び28においては、車幅方向の剛性が車体上下方向の剛性よりも低くなるように、周方向の角度位置を設定している。これにより、制動時の前後力が入力されたときに、前側ロアリンク12が直線L1の軸方向に変位しやすくなり、トーイン特性を確保しやすくなる。
フロントブラケット33は、アウターブラケット35及びインナーブラケット36を有する二層式の板部材で構成してあり、夫々の上端及び下端を後側ロアリンク13に固定してある。すなわち、アウターブラケット35及びインナーブラケット36は、相対位置を維持するように、ロアブラケット31及びアッパブラケット32に連結してある。そして、コネクトブッシュ27及び28に締結する連結ピン34を、これらアウターブラケット35及びインナーブラケット36の双方に連結してある。
図15は、比較例のロアリンク構造を示す斜視図である。
比較例の一つとして、後側ロアリンク13には車体前側にL型ブラケット61を連結してあり、このL型ブラケット61と後側ロアリンク13との間に、前側ブラケット12を装入する構造とする。この比較例では、L型ブラケット61における下側の先端だけを後側ロアリンク13に連結してある。
図16は、比較例における前側ロアリンクと後側ロアリンクとの連結構造を示す断面図である。
図中の(a)は、コネクトブッシュ27及び28に対して軸方向及び軸直角方向の荷重が入力される前の状態を示す断面図であり、(b)はコネクトブッシュ27及び28に対して軸方向及び軸直角方向の荷重が入力されたときの状態を示す断面図である。
L型ブラケット61は、下側の先端だけを後側ロアリンク13に連結した構造なので、前後共振時にL型ブラケット61は面外方向(車体前側)への力の入力によって変形しやすい。したがって、局部的に剛性が低くなるため、前後共振点を高周波化するには、不利な構造である。
本実施形態のフロントブラケット33では、インナーブラケット36を後側ロアリンク13の内部に配置させ、アウターブラケット35によって後側ロアリンク13を閉塞してある。したがって、泥水等が溜まるような構造ではないので、各部品の信頼性を向上させることができる。
なお、各部品の形状、配置、数量などは、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変更してもよい。
1.本実施形態のサスペンション構造によれば、ブッシュ23(24)は、内筒41(51)の外周面44(54)における軸方向の中央を径方向外側に隆起させた隆起部46(56)を備えている。
これにより、内筒41(51)と外筒42(52)とが軸方向に相対変位するときに、弾性体43(53)には剪断方向の変形だけでなく、軸方向に沿った圧縮変形が加わる。これにより、ブッシュ23(24)における抉り方向の剛性を低めつつも、軸方向の剛性を高めることができる。したがって、軸方向の変形モードにおいて共振点を高周波化し、音振性能を向上させることができる。
これにより、内筒41(51)と外筒42(52)とが軸方向に相対変位するときに、弾性体43(53)には剪断方向の変形だけでなく、軸方向に沿った圧縮変形が加わる。これにより、ブッシュ23(24)における抉り方向の剛性を低めつつも、軸方向の剛性を高めることができる。したがって、軸方向の変形モードにおいて共振点を高周波化し、音振性能を向上させることができる。
これにより、内筒41(51)における端面の面積が拡大するので、内筒41(51)を連結先の部材に締結したときに、その端面における面圧を低減することができる。
これにより、内筒51及び外筒52が抉り方向Sに相対変位するときに、拡径部57に曲部58が直接干渉することを抑制できる。
5.本実施形態のサスペンション構造によれば、コネクトブッシュ27及び28は、弾性体91における車幅方向の剛性を、車体上下方向の剛性よりも低く設定している。
これにより、制動時の前後力が入力されたときに、前側ロアリンク12が直線L1の軸方向に変位しやすくなり、トーイン特性を確保しやすくなる。
これにより、内筒41(51)と外筒42(52)とが軸方向に相対変位するときに、弾性体43(53)には剪断方向の変形だけでなく、軸方向に沿った圧縮変形が加わる。これにより、ブッシュ23(24)における抉り方向の剛性を低めつつも、軸方向の剛性を高めることができる。したがって、軸方向の変形モードにおいて共振点を高周波化し、音振性能を向上させることができる。
先ず、本実施形態では、内筒71を後側ロアリンク13の張出部16に連結し、外筒81を前側ロアリンク12に連結しているが、勿論、外筒81を後側ロアリンク13の張出部16に連結し、内筒71を前側ロアリンク12に連結してもよい。
この変形例であっても、前述した本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、本実施形態では、後側ロアリンク13において、アクスルハウジング11との連結にブッシュ23を用いているが、その隆起部46を球面状に形成してもよい。勿論、サスペンションメンバ2との連結点となるブッシュ24についても適用可能である。
ブッシュ23は、ピロボールブッシュのように、内筒41の隆起部46を球状に形成してあり、外筒42の内周面45には、隆起部46に対向する球状凹面49を形成してある。
この変形例であっても、前述した本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、本実施形態では、前側ロアリンク12と後側ロアリンク13とを二つのコネクトブッシュ27及び28で連結しているが、一つのコネクトブッシュ27で連結してもよい。
図18は、コネクトブッシュに関する変形例を示す図である。
この変形例であっても、前述した本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
2 サスペンションメンバ
11 アクスルハウジング
12 前側ロアリンク
13 後側ロアリンク
14 アッパリンク
15 コイルスプリング
16 張出部
17 ロアスプリングシート
18 湾曲部
19 補剛ブラケット
27 コネクトブッシュ
28 コネクトブッシュ
31 ロアブラケット
32 アッパブラケット
33 フロントブラケット
34 連結ピン
35 アウターブラケット
36 インナーブラケット
37 連結ブラケット
38 貫通孔
39 締結ボルト
41 内筒
42 外筒
43 弾性体
44 外周面
45 内周面
46 隆起部
47 拡径部
48 曲部
51 内筒
52 外筒
53 弾性体
54 外周面
55 内周面
56 隆起部
57 拡径部
58 曲部
61 L型ブラケット
62 締結ボルト
63 締結ナット
71 内筒
72 外周面
73 切欠面
81 外筒
82 内周面
83 凸部
84 外周面
85 挟圧部
86 先端
91 弾性体
92 薄肉部
93 厚肉部
94 端面
95 スグリ
XA コイル軸
Claims (4)
- 車体前後方向に並び、夫々が車輪と車体とを揺動可能に連結する前側サスペンションリンク及び後側サスペンションリンクと、
前記車輪及び前記車体の夫々を前記後側サスペンションリンクの連結先部材とし、前記各連結先部材と前記後側サスペンションリンクとの夫々の間に設けたリンク用ブッシュと、を備え、
前記リンク用ブッシュは、
車体前後方向に沿った軸を有し、前記連結先部材及び前記後側サスペンションリンクの一方に連結したリンク用内筒と、
前記リンク用内筒の外周面に対向する内周面を有し、前記連結先部材及び前記後側サスペンションリンクの他方に連結したリンク用外筒と、
前記リンク用内筒及び前記リンク用外筒の間に設けたリンク用弾性体と、
前記リンク用内筒の外周面における軸方向の中央を径方向外側に隆起させた隆起部と、を備え、
前記リンク用ブッシュは、
前記リンク用内筒の外周面における軸方向の両端を径方向外側に拡径させた拡径部を有し、
前記隆起部及び前記拡径部は、ブッシュ軸からの距離を同一とし、
前記リンク用外筒の内周面に、前記隆起部の稜線に沿って径方向内側に曲げた曲部を形成することにより前記隆起部に対向する凹面を形成し、
前記リンク用内筒の外周面のうち、軸方向における一端側の前記拡径部を含む位置から他端側の前記拡径部を含む位置までの範囲に、前記リンク用弾性体を設け、
前記リンク用弾性体は、
前記リンク用外筒との接触側では、軸方向における一端側の前記曲部を含む位置から他端側の前記曲部を含む位置までの範囲に設けられたことを特徴とするサスペンション構造。 - 前記前側サスペンションリンクと前記後側サスペンションリンクとを連結するコネクトブッシュを備え、
前記コネクトブッシュは、
車体前後方向に沿った軸を有し、前記前側サスペンションリンク及び後側サスペンションリンクの一方に連結したコネクト用内筒と、
前記コネクト用内筒の外周面に対向する内周面を有し、前記前側サスペンションリンク及び前記後側サスペンションリンクの他方に連結したコネクト用外筒と、
前記コネクト用内筒及び前記コネクト用外筒の間に設けたコネクト用弾性体と、を備え、
前記コネクト用弾性体における車幅方向の剛性を、車体上下方向の剛性よりも低く設定したことを特徴とする請求項1に記載のサスペンション構造。 - 前記後側サスペンションリンクは、
躯体ブラケットと、
車体前後方向に並び、少なくとも上端及び下端の双方を前記躯体ブラケットに固定することで相対位置を維持した前側ブラケット及び後側ブラケットと、を備え、
前記コネクトブッシュにおける前記コネクト用内筒及び前記コネクト用外筒の一方を、前記前側ブラケット及び後側ブラケットの双方に連結したことを特徴とする請求項2に記載のサスペンション構造。 - 車体前後方向に並ぶ前側サスペンションリンク及び後側サスペンションリンクによって車輪と車体とを揺動可能に連結し、
前記車輪及び前記車体の夫々を前記後側サスペンションリンクの連結先部材とし、前記各連結先部材と前記後側サスペンションリンクとの夫々の間にリンク用ブッシュを設け、
前記リンク用ブッシュを、車体前後方向に沿った軸を有するリンク用内筒と、前記リンク用内筒の外周面に対向する内周面を有するリンク用外筒と、前記リンク用内筒及び前記リンク用外筒の間に設けたリンク用弾性体と、で形成し、
前記前側サスペンションリンク及び前記後側サスペンションリンクの一方に前記リンク用内筒を連結すると共に、他方に前記リンク用外筒を連結し、
前記リンク用内筒の外周面における軸方向の中央に、径方向外側に隆起する隆起部を形成し、
前記リンク用ブッシュは、
前記リンク用内筒の外周面における軸方向の両端を径方向外側に拡径させた拡径部を有し、
前記隆起部及び前記拡径部は、ブッシュ軸からの距離を同一とし、
前記リンク用外筒の内周面に、前記隆起部の稜線に沿って径方向内側に曲げた曲部を形成することにより前記隆起部に対向する凹面を形成し、
前記リンク用内筒の外周面のうち、軸方向における一端側の前記拡径部を含む位置から他端側の前記拡径部を含む位置までの範囲に、前記リンク用弾性体を設け、
前記リンク用弾性体は、
前記リンク用外筒との接触側では、軸方向における一端側の前記曲部を含む位置から他端側の前記曲部を含む位置までの範囲に設けられたことを特徴とする特徴とするサスペンション特性調整方法。
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