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JPS6010168Y2 - 緩衝器 - Google Patents

緩衝器

Info

Publication number
JPS6010168Y2
JPS6010168Y2 JP2983180U JP2983180U JPS6010168Y2 JP S6010168 Y2 JPS6010168 Y2 JP S6010168Y2 JP 2983180 U JP2983180 U JP 2983180U JP 2983180 U JP2983180 U JP 2983180U JP S6010168 Y2 JPS6010168 Y2 JP S6010168Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
valve
passage
cylinder
electric signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP2983180U
Other languages
English (en)
Other versions
JPS56131206U (ja
Inventor
幸治 佐藤
敏男 大沼
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by トヨタ自動車株式会社 filed Critical トヨタ自動車株式会社
Priority to JP2983180U priority Critical patent/JPS6010168Y2/ja
Publication of JPS56131206U publication Critical patent/JPS56131206U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPS6010168Y2 publication Critical patent/JPS6010168Y2/ja
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  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は緩衝器に関し、特に自動車等の車輪懸架装置に
組み込まれ、車輌の乗り心地を高めるべく減衰力特性を
自動的に可変とする緩衝器に関する。
自動車等の車輪懸架装置は、従来よく知られているよう
に油圧式緩衝器を備え、該緩衝器はピストンと、該ピス
トンを往復運動可能に収容するシリンダとからなる。
この緩衝器の減衰力は、前記ピストンの往復運動時、該
ピストンに設けられた通路を経て油が一方のシリンダ室
から他方のシリンダ室へ流動する際の抵抗によって得ら
れ、ピストン速度の増大に伴なって増大する。
車輛の走行において、凹凸の激しい悪路を走行する場合
は、乗り心地が問題となることから、車輪側からの突き
上げを緩和して乗り心地の安定を図るために、前記緩衝
器はピストン速度に対する減衰力すなわち減衰係数を比
較的小さくすることが要求される。
これに対し、比較的平坦である良路を走行する場合、乗
り心地が問題となることはなく、操縦安定性や車輪の接
地性の向上を図るために、前記減衰係数を大きくするこ
とが要求される。
このため、従来、前記ピストンにバイパス路を設けると
ともに該バイパス路を開閉するための弁を設け、該弁の
開閉動作を制御することにより、前記したような走行路
面に応じて緩衝器の減衰力特性を変えることが提案され
ていた。
しかし、従来では前記弁の開閉動作を制御するための手
段は、車輛の運転者によって操作されており、路面の状
態が頻繁に変化する路面を走行する際には、乗員は頻繁
に前記弁の切換操作をしなければならず、このため車輛
の運転操作自体に支障をきたす恐れがあった。
従って、本考案の目的は、手動操作によることなく、走
行路面の状態に応じて自動的に減衰力特性を可変とする
緩衝器を提供することにある。
本考案は、車輛の乗心地に最も悪影響を及ぼす車体の上
下振動すなわち緩衝器のピストンのシリンダ内での往復
運動の周波数がほぼ6Hzであることに着目し、前記ピ
ストンの往復運動を電気信号に変換し、該電気信号のう
ち前記6Hzを含む所定の周波数範囲内にある電気信号
に基づいて前記ピストンに設けられたバイパス路の弁の
開閉動作を自動制御し、これにより前記緩衝器の減衰力
特性を走行路面の状態に応じて可変としたことを特徴と
する。
本考案が特徴とするところは、図示の実施例について以
下の説明によりさらに明らかとなろう。
本考案に係る緩衝器10は、第1図に示されているよう
に、自動車等の車輪懸架装置に組み込まれ、ロッド12
を備えるピストン14と、該ピストンを摺動可能に収容
するシリンダ16とからなる。
ピストン14は、ロッド12と一体的に形成されるカッ
プ状部材18と、該カップ状部材の内周面に螺合されて
油室20を形成するディスク状部材22とからなる。
このピストン14は、シリンダ16内を第1のシリンダ
室24および第2のシリンダ室26に区画している。
ピストン14には、第1のシリンダ室24および第2の
シリンダ室26を油室20を経て連通ずるための複数の
通路28a、28bが対をなして設けられており、また
該通路に対する複数のバイパス路30a*30bが対を
なして設けられている。
すなわち、カップ状部材18には複数の通路28aおよ
び複数のバイパス路30aがカップ状部材18の周方向
に互いに間隔を置いて設けられている。
ディスク状部材22には、通路28aおよびバイパス路
30aと対向してそれぞれ対をなす通路28bおよびバ
イパス路30bが設けられている。
また、ピストン14には通路28a、28bのそれぞれ
を開閉するための一対の通路弁32a。
32bと、バイパス路32a、32bを開閉するための
一対のバイパス路弁34 at 34 bとが設けられ
ている。
一対の通路弁32 at 32 bは環状の部材からな
り、一方の通路弁32aはカップ状部材18のシリンダ
室24側に配置され、他方の通路弁32bはディスク状
部材22のシリンダ室26側に配置されている。
一方通路弁32aは、駄弁とロッド12に固定されたス
プリング受け36との間に配置されるコイルスプリング
38のばね力により一方の通路28aを閉じるべくカッ
プ状部材18に向けて押圧されている。
スプリング受け36には、油の流通を許す複数の穴37
が設けられている。
他方の通路弁32bは、駄弁とディスク状部材22に螺
合されたスプリング受け40との間に配置されるコイル
スプリング42のばね力により他方の通路28bを閉じ
るべく、ディスク状部材22に向けて押圧されている。
スプリング受け40には、油の流通を許す複数の穴43
が設けられている。
一対の通路弁32 a、 32 bには、それぞれ複
数のオリフィス44a、44bが穿たれており、該オリ
フィスは通路28a、28bと同心的な位置に設けられ
ている。
オリフィス44 a、 44 bは、通路弁32a、
32bに設けることに代えて、それぞれカップ状部材1
8およびディスク状部材22に設けても良い。
前記した一対のバイパス路弁34a、34bは環状の磁
性部材からなる。
一方の弁34aは、カップ状部材18から油室20に伸
びる伸長部46に滑動可能に嵌合される。
他方の弁34bは、ディスク状部材22から伸長部46
に対向して伸びる伸長部48に滑動可能に嵌合されてい
る。
両弁34aw34bの互いに対向する面にはそれぞれ環
状の凸部50a、50bが形成されている。
両弁34ay34b間には、伸長部46.48を取り巻
いて複数の圧縮コイルスプリング52゜54.56が配
置されている。
スプリング52は伸長部46を取り巻き、一端が一方の
弁34aに当接し、他端が伸長部46の端部に螺合され
た支持体58のフランジ60の一側に当接する。
また、スプリング54は伸長部48を取り巻き、一端が
フランジ60の他側に当接し、他端が他方の弁34bに
当接する。
スプリング56は、スプリング52.54を取り巻き一
端が一方の弁34aに当接し、他端が他方の弁34bに
当接する。
これにより、複数のスプリング52,54.56は、弁
34ay34bがバイパス路30a、30bを閉じるべ
く、弁34a、34bをそれぞれカップ状部材18、デ
ィスク状部材22に向けて押圧する。
この複数のスプリング52,54.56が弁34a、3
4bに与えるばね力は、前記したスプリング38.42
が通路弁32a、32bに与えるばね力よりも大きく設
定されている。
複数のスプリング52,54.56のうち、内方のスプ
リングすなわちスプリング52.54および外方のスプ
リング56のいずれか一方を不要とすることができる。
支持体58のフランジ60の外周には、両弁34a、3
4b間で環状の電磁石62が固定されており、該電磁石
の両極61.65はそれぞれ弁34a、34bのそれぞ
れの凸部50a、50bに間隔を置いて対向している。
電磁石62は、一対のリード線63(図には簡略のため
一本の線で示す)を経て通電により、弁34a、34b
に、前記したばね力に抗する磁気吸引力を及ぼす。
従って、電磁石62への通電時における各弁34a。
34bの閉鎖位置へ向けてのそれぞれの押圧力は、電磁
石62の非通電時における押圧力よりも小さい。
従って、電磁石62を励磁状態におくことにより、非励
磁状態にある時よりも弁34a。
34bがバイパス路28a、28bを開くのに必要なピ
ストン速度の値を小さくすることができる。
前記磁気吸引力は、電磁石62に印加される電圧値に比
例することから、この電圧値を変えることにより、弁3
4a、34bがバイパス路28a、28bを開くのに必
要なピストン速度の値を変えることができる。
電磁石62への通電は、ピストン14のシリンダ16内
での往復運動の周波数に基づく情報により自動的に制御
される。
この制御のために、ピストン14の往復運動は電気信号
に変換される。
変換手段64として、第2図に拡大して示されるように
、ピストン14には磁気ヘッド66が設けられ、またシ
リンダ16には複数の永久磁石68が設けられている。
複数の磁石68は、各磁石の隣り合う磁極が同極となる
ようにシリンダ16の周壁にその長さ方向に沿って埋め
込まれており、この複数の磁石68は一定の磁極間隔で
シリンダ16の長さ方向に沿って交互に異磁極となる磁
気帯を形成する。
複数の磁石68には、該磁石とピストン14との直接の
当接を防止するための非磁性材料からなる防護皮膜69
が設けられている。
磁気ヘッド66は、全体にC字状のコア70およびコイ
ル72からなり、カップ状部材18のシリンダ16との
摺動面に形成された凹所74内に収容されている。
この例では、実質的に磁気帯の磁極間隔に一致する間隔
を置いた2個の磁気ヘッド66が用いられ、両磁気ヘッ
ドは磁気的に直列に結合されている。
この磁気ヘッド66は1個または3個以上とすることが
できる。
両磁気ヘッド66のコア70に巻き付けられたコイル7
2は、カップ状部材18およびロッド12を経て緩衝器
10の外部に伸びる一対のリード線76(第1図では簡
略のため一本の線で示す。
)に接続されている。
第3図に示されるように、シリンダ16の上端に配置さ
れロッド12のガイドとなるブツシュ77に凹所74′
を形成して該凹所内に磁気ヘッド66を収容し、かつロ
ッド12に複数の永久磁石68を設けることにより、変
換手段64′を構成することができる。
このような変換手段64,64′は、車高調整用センサ
ーとしても用いることができる。
再び第2図を参照するに、ピストン14のシリンダ16
内での往復運動時には、磁気ヘッド66は永久磁石68
によって形成される磁気帯に対して相対運動することか
ら、コイル72にはピストン14の移動速度に比例する
交流起電力が発生し、これによりピストン14の往復運
動は電気信号Siに変換される。
電気信号Siの周波数は、磁気ヘッド66と磁気帯の磁
極間との関係から、ピストン14の往復運動の周波数と
一致して変化するように設定されている。
電気信号Siは、リード線76を経て第4図に示される
電気回路78のローパスフィルター80およびバンドパ
スフィルター82に送られる。
バンドパスフィルター82の帯域幅は、乗心地に最も悪
影響を及ぼす6H7近傍例えば3〜8Hzであり、この
所定の低周波数域内にある電気信号はバンドパスフィル
ター82を通過する。
また、ローパスフィルター80の遮断周波数は前記した
所定の低周波数域外の例えば20Hzであり、3〜8H
zを含む20Hz以下にある電気信号はローパスフィル
ター80を通過する。
電気信号Siのうち、ローパスフィルター80を通過し
た電気信号Sいおよびバンドパスフィルター82を通過
した電気信号SBはそれぞれコンピューター84に入力
される。
コンピューター84は、以下に示すような演算処理を行
なって、電気信号Scを出力する。
コンピューター84は、電気信号SLの自乗値と電気信
号SBの自乗値との比S、すなわち(SB) ” /
(st、) 2を算出し、さらにこのS、を所定ののサ
ンプリング時間間隔Tsにおいて積分した値5A(=f
Stdt)を算出する。
コンピューター84の演算は、時間間隔T、毎にリセッ
トされ、所定の時間間隔Ts毎のSAが順次算出される
第5図aのグラフには、時間tに対するSAの変化の例
が示されている。
グラフにおいて、横軸は時間tを示し、縦軸はSAを示
している。
コンピューター84は、サンプリング終了時刻すなわち
時刻T、、 ’2y’r、、 3T、、・・・において
、算出したSAとあらかじめ設定された閾値Vthとを
比較し、その差(as、a2s? a3s9・・・)
が正の値である場合、第5図すに示されるように、差(
a89 ab、 a3sg ”’)に比例する電圧値(
V、、 V。
8、vあ、・・・)を有する電気信号S。
を時間遅れを以って、すなわちその差(as、 a2
s9 135g・・・)を生じる時刻に引き続く次のサ
ンプリング時間中出力する。
差(an a2s、a3ss・・・)がOまたは負であ
る場合、出力信号の電圧値は0である。
前記したところでは、設定された一定の時間間隔毎にS
Aの値と閾値vthとを比較する演算方式を示したが、
ローパスフィルター80の出力信号SLの自乗値(SL
)2を積分し、その積分値58(=、/ (SL) 2
dt)が設定された値■□に達した時刻T工、 T2.
T3.・・・をサンプリング終了時刻とすることがで
きる。
第6図aのグラフには、横軸で示される時間tに対する
積分値Ss (図中破線で示す)および積分値SA(図
中実線で示す)がそれぞれ縦軸で示されており、ss=
、10’ (SL)”dj= f Tr’X (SL
) 2dt= f”d (SL)”dt==V。
となるサンプリング終了時刻T□、 T2. T、・・
・において、コンピューター84は前記したと同様に、
積分値SAと閾値vthとを比較し、その差(al。
a41 as)!:比例した電圧値(”1? ”49
”s−”’)を有する電気信号Scを第6図すのグラフ
に示されるように、時間遅れを以って引き続く次のサン
プリング時間中出力する。
コンピューター84の演算方式として、第5図a、 b
、第6図a、 bに沿ってそれぞれ説明した積分値SA
、S、を用いる前記演算方式に代えて、次のような方式
とすることができる。
すなわち、前記した電気信号SLの自乗値とSBの自乗
値との比S、(= (s、) 2 / (SL) ”
)を積分することなく、横軸が時間tを表わし縦軸が比
SLを表わす第7図aのグラフに示されるように、比S
と閾値vthとを比較し、第7図すのグラフに示される
ようにS、がvthを越えている時間だけコンピュータ
ー84は時間遅れなくS、とvthとの差に比例した電
圧値を有する電気信号S。
を出力する。このようにして、バンドパスフィルター8
2を通過する所定の低周波数域内にある電気信号SBに
基づいて、この信号SBとローパスフィルターを通過す
る電気信号SLとの関係から前記コンピューター84は
、電気信号S。
を出力する。この出力信号S。
が0である場合、車輌に作用する上下振動のうち乗心地
に最も悪影響を与える所定の低周波数の上下振動の強さ
の割合が小さいことを意味し、出力信号S0の出力電圧
値が大きい程その値に比例して乗心地に最も悪影響を及
ぼす所定の低周波数域の振動の強さの割合が大きいこと
を意味する。
前記コンピューターの出力信号Scは、増幅器86に入
力され、該増幅器からは信号S。
に比例して増幅された信号S。
が出力する。この信号S。は前記リード線63を経て電
磁石62にその励磁電力として供給される。
車輌走行時において、乗心地に最も悪影響を与える所定
の低周波数域の振動の強さの割合が小さく、コンピュー
ター84からの出力信号S。
がOである場合、電磁石62は励磁されず、弁34a、
34bは磁気吸引力を受けない。
従って、弁34a、34bの閉鎖位置へ向けての押圧力
は、駄弁が受けるばね力に等しい最大値を示す。
ピストン14の往復運動時には、弁34a、34bはピ
ストン速度に比例した開放位置へ向けての油圧を受ける
が、弁34a、34bは比較的大きなピストン速度に達
するまでバイパス路30a、30bを閉じている。
このような状態でのピストン14の伸長時には1、シリ
ンダ室24の油は、オリフィス44a1油室20および
オリフィス44bを経てシリンダ室26に流れ込み、緩
衝器10のピストン速度に対する減衰力特性は、第8図
に示されるグラフにおいて特性線o −a 1で表わさ
れる。
また、ピストン14の圧縮時には、シリンダ室26の油
はオリフィス44b1油室20およびオリフィス44a
を経てシリンダ室24に流れ込み、減衰力特性は特性線
o−c1で表わされる。
ピストン速度の増大により、弁34a、34bがバイパ
ス路30a、30bを開放すると、ピストン14の伸長
時には、シリンダ室24の油はオリフィス44aに加え
てバイパス路30aを経て油室20に流れ、通路弁32
bのばね力は弁34aのばね力よりも小さいことから油
室20の油圧により弁32bは通路28bを開放し、油
室20の油は通路28bを経てシリンダ室26に流れ込
む。
この時の減衰力特性は、グラフにおいて、特性線o−a
tに連続する比較的高い減衰係数を示す特性線at−b
1で表わされる。
点a工は弁34aの開放点であり、そのピストン速度は
V□である。
また、ピストン14の圧縮時には、シリンダ室26の油
はオリフィス44bおよびバイパス路30bを経て油室
20に流れ、該油室の油は通路28aを経てシリンダ室
24に流れ込む。
この時の減衰力特性はグラフにおいて、特性線0−C1
に連続する前記伸長時と同様に比較的高い減衰係数を示
す特性線C1−ciiで表わされる。
点c1は、弁34bの開放点であり、そのピストン速度
はv2である。
これに対して、乗心地に最も悪影響を与える所定の低周
波数域の振動の強さの割合が大きく、コンピューター8
4からの出力信号S。
が最大である場合、電磁石62は弁34a、34bに最
大吸引力を与えることから、弁34a、34bの閉鎖位
置へ向けての押圧力は、最小値を示す。
従って、ピストン14の伸長時には、前記したピストン
速度V□よりも小さなピストン速度v3で弁34aは開
放し、その結果減衰力特性は、弁34aが開放するまで
は特性線0−alに重なる特性線o−a2で表わされる
が、弁34aがバイパス路30aを開放した後の減衰力
特性は、特性線a1−b1の下方にこれにほぼ沿った、
特性線a1−b□よりも減衰係数の低い特性線a2−d
2で表わされる。
また、圧縮時においても同様に、前記したピストン速度
v2よりも小さなピストン速度V、で弁34bは開放し
、その結果減衰力特性は、弁34bが開放するまでは特
性線0−C□に重なる特性線o−c2で表わされるが、
弁34bがバイパス路30bを開放した後の減衰力特性
は、特性線c、−d□の上方にほぼこれに沿った、特性
線c、−d工よりも減衰係数の低い特性線C2−d2で
表わされる。
また、コンピューター84からの出力信号S。
の電圧値は、乗心地に悪影響を及ぼす所定の低周波数の
上下振動の強さの割合に比例することから、電磁石62
の磁気吸引力はこの割合に比例する。
これにより、緩衝器10の減衰力特性の特性線として、
グラフにおいて特性線a□−b1とa2−b2との間お
よび特性線c、−d□とC2−d2との間に種々の減衰
係数の複数の特性線を得ることができる。
この特性線の一例が、グラフにおいて特性線a3−b3
およびc、−d3で示されており、乗心地に悪影響を及
ぼす低周波数の振動の強さの割合に応じた減衰係数を得
ることができる。
従って、乗心地を害することなく車輛が走行している際
には、緩衝器10はピストン速度に対する減衰力すなわ
ち減衰係数が高く設定されることから、好適な操縦安定
性および接地性が得られる。
また、乗り心地を害するような車輛走行がなされると、
前記した変換手段64から出力する電気信号のうち、両
フィルター8t)、82を通過する電気信号SL、SB
を演算処理するコンピュータ84と、該コンピュータか
らの出力信号S。
を増幅する増幅器86と、該増幅器からの出力信号S0
により励磁される電磁石62とから構成される制御手段
により、緩衝器10の減衰係数を走行路面の状態に応じ
て適正値となるようにこれを低く設定すべく、弁34
a、 34 bの開閉動作が制御され、これにより好適
な乗り心地が保持される。
前記したところでは、所定の低周波数の電気信号に基づ
いて、この電気信号の強さと前記所定の低周波数域外の
周波数の電気信号の強さとの比を求め、所定の低周波数
の電気信号の割合に比例した電圧値を有する電気信号に
より電磁石62を励磁させる例を示した。
これに代えて、前記した比を求めることなく乗心地に悪
影響を与える所定の低周波数の電気信号の強さが閾値を
越えた場合に、電磁石62を励磁させることができるが
、これによっては乗心地よりも操縦安定性および接地性
が要求される場合にも、電磁石62が励磁されて緩衝器
10の減衰係数が低下する恐れがあることから、第5図
a〜第8図すに沿って説明した例によることが望ましい
本考案によれば、車輌の乗心地に最も悪影響を与える所
定の周波数に基づいて緩衝器の減衰力特性が自動的に切
換えられ、これにより走行路面の状態に応じた好適な乗
心地および操縦安定性や接地性が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案に係る緩衝器の断面図、第2図および第
3図は変換手段を示す断面図、第4図は第1図に示され
たバイパス路のための弁の開閉動作を制御する手段を概
略的に示す電気回路図、第5図a〜第7図すは第4図に
示されたコンピュータの演算方式を説明するためのグラ
フ、第8図は本考案に係る緩衝器の減衰力特性を示すグ
ラフ。 10・・・・・・緩衝器、14・・・・・ゼストン、1
6・・・・・・シリンダ、24・・・・・・第1のシリ
ンダ室、26・・・・・・第2のシリンダ室、28a、
28b・・・・・・通路、30a、30b・・・・・・
バイパス路、34a、34b・・・・・・弁、62・・
・・・・電磁石(制御手段)、64・・・・・・変換手
段、80・・・・・・ローパスフィルター、82・・・
・・・バンドパスフィルター、84・・・・・・コンピ
ュータ(制御手段)、86・・・・・・増幅器(制御手
段)。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. シリンダと、該シリンダ内に収容された該シリンダ内を
    第1および第2のシリンダ室に区画するとピストンであ
    って前記両シリンダ室を連通ずる通路、該通路に対する
    バイパス路および該バイパス路を開閉する弁が設けられ
    たピストンとからなる緩衝器であって、前記ピストンの
    往復運動を電気信号に変換する手段と、該変換手段から
    前記電気信号のうち所定の低周波数域内にある電気信号
    の通過を許すフィルターと、該フィルターを通過した前
    記電気信号に基づいて前記弁の開閉動作を制御する手段
    とを備え、該制御手段は前記電気信号が大きくなるにつ
    れて前記弁の押圧力を弱めるように前記弁を制御する、
    緩衝器。
JP2983180U 1980-03-10 1980-03-10 緩衝器 Expired JPS6010168Y2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2983180U JPS6010168Y2 (ja) 1980-03-10 1980-03-10 緩衝器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2983180U JPS6010168Y2 (ja) 1980-03-10 1980-03-10 緩衝器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS56131206U JPS56131206U (ja) 1981-10-05
JPS6010168Y2 true JPS6010168Y2 (ja) 1985-04-08

Family

ID=29625734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2983180U Expired JPS6010168Y2 (ja) 1980-03-10 1980-03-10 緩衝器

Country Status (1)

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