JP5175174B2 - Axle tower, mounting assembly and suspension system - Google Patents
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Description
本出願は、2005年3月16日に出願された米国仮出願第60/662233号と、「Axle Tower」と題し、代理人ドケット番号0715−0171.01によって識別される2006年3月15日に出願の米国非仮出願との便益を主張するものである。 This application is filed March 16, 2005, entitled US Provisional Application No. 60/66233, and “Axle Tower”, identified by attorney docket number 0715-0171.01, March 15, 2006. Claims the benefit of the US non-provisional application.
本発明は、車軸整列装置および/または負荷反応機構などのサスペンションシステム構成部分を車軸ハウジングに取り付けるための装置に関する。特に本発明は、トルクボックスなどの多機能車軸整列および/または負荷反応装置を車軸ハウジングに取り付ける車軸タワーに関する。 The present invention relates to an apparatus for mounting suspension system components, such as an axle alignment device and / or a load response mechanism, to an axle housing. In particular, the present invention relates to an axle tower for mounting a multifunctional axle alignment and / or load reaction device such as a torque box to an axle housing.
車両のサスペンションシステムは、車両の乗客のために快適な乗り心地を提供し、車両が搬送していることもある貨物を過度の振動から保護する。同時にまた、振動がさらに大きくない場合には、サスペンションシステムはまた、車軸に作用するさまざまな力を制御することによって車両に安定性を提供し、この制御がなければ、車両フレームに対する車軸の位置の望ましくない変化を引き起こすかもしれない。具体的には、このような力は、車両フレームに対する車軸の垂直位置、横位置、および/または縦位置を変えるように作動し、さらにまた横揺れ、偏揺れ、およびワインドアップを引き起こすことが可能である。サスペンションシステムの構成部分の各々が反応して、これらの力の1つまたは複数を制御する。サスペンションシステムの複雑さと重量とを軽減するために、サスペンションシステムの構成部分は、複数の力を制御するように設計されている。 The vehicle suspension system provides a comfortable ride for the vehicle passengers and protects the cargo that the vehicle may be carrying from excessive vibrations. At the same time, if the vibration is not even greater, the suspension system also provides stability to the vehicle by controlling the various forces acting on the axle, or without this control, the position of the axle relative to the vehicle frame. May cause undesirable changes. Specifically, such forces act to change the vertical, lateral, and / or vertical position of the axle relative to the vehicle frame and can also cause roll, yaw, and windup. It is. Each component of the suspension system reacts to control one or more of these forces. To reduce the complexity and weight of the suspension system, the components of the suspension system are designed to control multiple forces.
トルクボックス組立体は1つのこのような多機能構成部分である。これは垂直ばね負荷に反応し、制動/加速度負荷に抵抗し、コアロール抵抗特性として作用し、コーナリング負荷または横負荷に抵抗し、フレームレールに対する車軸の位置を維持し、さらに過度の横揺れおよび車軸ワインドアップの防止を助ける。 The torque box assembly is one such multifunctional component. It reacts to vertical spring loads, resists braking / acceleration loads, acts as a core roll resistance characteristic, resists cornering or side loads, maintains the position of the axle relative to the frame rails, and excessive roll and axle Helps prevent windup.
一般に、トルクボックス組立体は通常、溶接された鋼製の長方形ボックス構造から成る。前端部および後端部は丸い鋼製管に溶接されている。組立てによって、接着されたゴムブッシュがこれらの管の中に挿入され、これらの丸い金属柱/棒はブッシングの中に置かれる。トルクボックスの一端部の上では、ロッドがクロスメンバーに連結され、クロスメンバーは車両フレームのフレームレールの間にわたっている。トルクボックスの他端部の上では、内部円筒形金属管の各端部が車軸タワーに取り付けられ、車軸タワーはトルクボックスを車軸に車軸ハウジングを通じて連接する。トルクボックス組立体のさらなる詳細は、米国特許第6527286号に開示されている。米国特許第6527286号の開示内容は参照によって本明細書に組み込まれている。 In general, torque box assemblies typically consist of a welded steel rectangular box structure. The front and rear ends are welded to a round steel pipe. By assembly, glued rubber bushings are inserted into these tubes and these round metal posts / rods are placed in the bushings. On one end of the torque box, a rod is connected to the cross member, which crosses between the frame rails of the vehicle frame. Above the other end of the torque box, each end of the inner cylindrical metal tube is attached to the axle tower, which connects the torque box to the axle through the axle housing. Further details of the torque box assembly are disclosed in US Pat. No. 6,527,286. The disclosure of US Pat. No. 6,527,286 is incorporated herein by reference.
車軸ハウジングとトルクボックスとの間の負荷経路が主として重要であることは明白である。取付け装置すなわち本明細書では車軸タワーと呼ばれるものが、これらの負荷を車軸ハウジングに伝達する手段を提供することが意図されている。これらの車軸タワーは、縦方向、横揺れ入力、横方向、および垂直方向の負荷を伝達する。好ましくは、車軸タワーはこの負荷の伝達を車軸ハウジングに過負荷をかけることなくおよび/または車軸ハウジングを壊すことなく行うことができる。 It is clear that the load path between the axle housing and the torque box is mainly important. The mounting device, or what is referred to herein as an axle tower, is intended to provide a means for transmitting these loads to the axle housing. These axle towers carry longitudinal, roll input, lateral and vertical loads. Preferably, the axle tower can transmit this load without overloading the axle housing and / or without breaking the axle housing.
北アメリカでは非対称車軸が標準型である。非対称とは、ディファレンシャルハウジングが車軸の中心線から片寄っていることを言う。非対称車軸は、車軸整列装置および/またはトルクボックスなどの負荷反応装置を車軸ハウジングに取り付けるアタッチメント装置の設計における難題を示す。トルクボックスまたは他の装置は通常、車両のフレームレールの間の中心にあり、したがって車軸の対向端部間の中心にある。トルクボックスまたは他の装置を中心に置くために、複数の車軸タワーなどの取付け装置が車軸の中心線から等間隔に離隔して配置される。この結果、ディファレンシャルハウジングは車軸上の中心にないので、車軸タワーは一般的に、ディファレンシャルハウジングの中心線のいずれの側からも異なる距離でディファレンシャルハウジングに取り付けられる。言い換えれば、車軸タワーはディファレンシャルハウジングの中心線の周りの非対称点に取り付けられ、この結果、取付け点を連結する翼弦は水平ではない。 In North America, asymmetric axles are standard. Asymmetric means that the differential housing is offset from the axle centerline. Asymmetric axles present challenges in the design of attachment devices that attach axle load alignment devices and / or load responsive devices such as torque boxes to the axle housing. The torque box or other device is typically centered between the vehicle's frame rails and thus centered between the opposite ends of the axle. To center the torque box or other device, a plurality of mounting devices such as axle towers are spaced equidistant from the axle centerline. As a result, since the differential housing is not centered on the axle, the axle tower is typically attached to the differential housing at different distances from either side of the differential housing centerline. In other words, the axle tower is mounted at an asymmetric point around the centerline of the differential housing, so that the chords connecting the mounting points are not horizontal.
したがって、車軸タワーは一般的に互いに異なって設計され、ディファレンシャルハウジングの周りのこれらの非対称位置付けに順応する。ディファレンシャルハウジング上の取付け位置に順応することによって異なる基部構成を有する他に、各車軸タワーはまた、静止中の車軸に平行にトルクボックスの横断範囲を維持するために、異なる高さを有する。言い換えれば、ある車軸タワーが他の車軸タワーより高いディファレンシャルハウジング上の位置に置かれることもあるので、この高い方の車軸タワーは他の車軸タワーより短くなり、そうでなければトルクボックスは静止中の車軸に対してゆがむことになる。 Thus, axle towers are generally designed differently from each other and accommodate these asymmetric positioning around the differential housing. In addition to having a different base configuration by adapting to the mounting position on the differential housing, each axle tower also has a different height to maintain the cross-range of the torque box parallel to the stationary axle. In other words, one axle tower may be placed higher on the differential housing than the other axle tower, so this higher axle tower will be shorter than the other axle tower, otherwise the torque box will be stationary Will be distorted with respect to the axle.
車軸タワーは、トルクボックスまたは他のこのような装置によって行使される応力の力に耐え得るものでなければならず、応力タワーは、車軸および/またはディファレンシャルハウジングの起こり得る破損を防止するために、車軸ハウジングに沿って力を吸収および/分散させることができなければならない。 The axle tower must be able to withstand the force of stress exerted by the torque box or other such device, and the stress tower can prevent possible damage to the axle and / or differential housing. It must be possible to absorb and / or distribute forces along the axle housing.
当技術分野で知られている別の取付け装置はおそらく、ハイウェイサスペンションで最もよく見られる縦および横断トルクロッドタワー、または「Vロッド」を車軸ハウジングの頂部に連結するタワーである。しかし、これらの装置は、本発明の車軸タワーによる場合のように元来多機能性を意図するものではない。本発明の車軸タワーは、これらが多面的な多機能構造の構成部分、すなわち各装置がこれらの機能において一次元的である複数軸上の負荷に反応する構造、すなわち単一軸上の負荷に反応する構造であるという点で独特である。上に挙げた機能を提供するために、従来の技術の構造に勝る改善点であるいくつかの特長を、本発明の車軸タワーに含めることができる。 Another mounting device known in the art is probably the vertical and transverse torque rod tower most commonly found in highway suspensions, or the tower that connects the “V rod” to the top of the axle housing. However, these devices are not originally intended for multi-functionality as is the case with the axle tower of the present invention. The axle towers of the present invention are multi-faceted, multi-functional structural components, i.e., structures that react to loads on multiple axes where each device is one-dimensional in these functions, i.e., react to loads on a single axis. It is unique in that it is a structure that does. In order to provide the functions listed above, several features that are improvements over prior art structures can be included in the axle tower of the present invention.
後でさらに詳細に説明するように、トルクボックスは引張り状態にあり、空気ばねに垂直負荷が加えられると、車軸タワーを引くことによって反応する。車軸タワーへのこの片持ち梁式の負荷によって、車軸タワーの上には圧縮側(トルクボックスに最も近い)と引張り側(トルクボックスから最も遠い)が存在する。したがって、車軸タワーのこれらの2つの側を、負荷を運ぶことができる効率的な設計を提供するために、異なって設計することができる。 As will be explained in more detail later, the torque box is in tension and reacts by pulling the axle tower when a vertical load is applied to the air spring. Due to this cantilevered load on the axle tower, there is a compression side (closest to the torque box) and a pull side (farthest from the torque box) above the axle tower. Thus, these two sides of the axle tower can be designed differently to provide an efficient design that can carry the load.
本発明の車軸タワーの一実施形態では、車軸タワーはいくつかの特徴を含むことができる。これらの性質を後でさらに詳しく論述するが、これらの性質は次のように要約される。含めることができる1つの性質は、車軸タワーの圧縮側がタワー引張り側とは異なる形状を有することである。形状が異なることは、タワーの各側の剛性に影響し、応力分布を改善し、車軸ハウジングの上の応力負荷を低減させる。タワー側部の形状の1つの相違は、より高い圧縮力を経験する車軸タワーの側が、車軸タワーの他の側すなわち引張り側よりも大きな範囲で扇形にされ、すなわち輪郭付けられる。 In one embodiment of the axle tower of the present invention, the axle tower may include several features. These properties are discussed in more detail later, and these properties are summarized as follows. One property that can be included is that the compression side of the axle tower has a different shape than the tower pull side. The different shapes affect the stiffness on each side of the tower, improving the stress distribution and reducing the stress loading on the axle housing. One difference in the shape of the tower side is that the side of the axle tower that experiences higher compressive forces is fanned or contoured to a greater extent than the other side of the axle tower or the pull side.
含めることができる別の性質は、内部連結板のスロットが非対称に形状化されていることである。この非対称性は、材料の集中を通じてスロットの一方の側における応力の集中に対処し、より高い応力レベルを片寄らせる。言い換えれば、より大きな応力の力を受ける側により多くの材料が存在する。 Another property that can be included is that the slots in the inner connecting plate are asymmetrically shaped. This asymmetry addresses the stress concentration on one side of the slot through the material concentration and offsets higher stress levels. In other words, there is more material on the side that receives the force of greater stress.
含めることができるさらに別の性質は、車軸タワーを車軸ハウジングに取り付ける非対称フートプリントである。車軸タワーの圧縮側すなわちより大きな切欠き度または曲率度を有する側は、少なくとも1つの丸みを与えたまたは丸い隅部を有する。車軸タワーの圧縮側上の丸いまたは丸みを与えたフートプリントは、応力負荷を分布させることによって車軸ハウジングに対する鋭利な隅部の影響を減衰させる。さらに、フートプリントは車軸ハウジングに沿ってかなり大きい範囲を有する。これは、車軸およびディファレンシャルハウジングの大きな面積に沿った応力を分散させる助けになる。 Yet another property that can be included is the asymmetric footprint that attaches the axle tower to the axle housing. The compression side of the axle tower, i.e. the side with the greater notch or curvature, has at least one rounded or rounded corner. A rounded or rounded foot print on the compression side of the axle tower attenuates the effects of sharp corners on the axle housing by distributing the stress load. Furthermore, the footprint has a fairly large area along the axle housing. This helps distribute stress along the large area of the axle and differential housing.
含めることができるさらに別の性質は、車軸タワーの圧縮側における扇形化または輪郭付けによって、取付け溶接に過剰負荷をかけることなく負荷の下で車軸が変形するとたわみ、かつ従うことができることである。扇形化または輪郭付けのない構造はより剛性になり、車軸がゆがむときにたわまないことになり、これが溶接物に過負荷をかけることもある。 Yet another property that can be included is that the fanning or contouring on the compression side of the axle tower can flex and follow the axle as it deforms under load without overloading the mounting weld. Structures that are not fanned or contoured are more rigid and will not deflect when the axle is distorted, which may overload the weldment.
さらに別の性質は、車軸タワーの溶接物である。溶接部はより軽く、費用効果が高く、通常の鋳鋼物に勝ることが好ましい。そのうえ、溶接部は鋳造物のような次に続く機械加工を必要としない。しかし、車軸タワーを、本発明の範囲から逸脱することなく本明細書に記載の製作に対して、鋳造の形で製造することができよう。本発明の車軸タワーを、トルクロッドアタッチメントとして働くように変えることもできよう。 Yet another property is the axle tower weld. The weld is lighter, more cost effective, and preferably better than normal cast steel. In addition, the weld does not require subsequent machining such as casting. However, the axle tower could be manufactured in a cast form for the fabrication described herein without departing from the scope of the present invention. The axle tower of the present invention could be modified to act as a torque rod attachment.
本発明の一態様では、車軸タワーは、車両のサスペンション構成部分を、中心線を有する車両車軸に取り付けるために備えられる。車軸タワーは、引張りサイドプレートに概して平行に配置された圧縮サイドプレートを含み、圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの各々は上部分と下部分とを有する。圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの上部分と下部分とは各々、遠位縁部よりも中心線に近い近位縁部を有する。圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの下部分の遠位縁部から、それぞれ第1付加物および第2付加物が延在し、圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの下部分の近位縁部から、それぞれ第3付加物および第4付加物が延在している。圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの下部分の近位縁部および遠位縁部は、弧状部分を有する。内側プレートが圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートを接合し、これらに直角に位置付けられている。内側プレートは上部分と下部分とを有し、内側プレートの上部分は、車軸タワーを車両サスペンション構成部分に取り付けるためのスロットを有する。 In one aspect of the invention, an axle tower is provided for attaching a vehicle suspension component to a vehicle axle having a centerline. The axle tower includes a compression side plate disposed generally parallel to the tension side plate, each of the compression side plate and the tension side plate having an upper portion and a lower portion. The upper and lower portions of the compression side plate and tension side plate each have a proximal edge that is closer to the centerline than the distal edge. From the distal edge of the lower portion of the compression side plate and the tension side plate, the first and second adducts respectively extend from the proximal edge of the lower portion of the compression side plate and the tension side plate. The third adduct and the fourth adduct extend, respectively. The proximal and distal edges of the lower portion of the compression side plate and tension side plate have arcuate portions. An inner plate joins the compression side plate and the tension side plate and is positioned perpendicular to them. The inner plate has an upper portion and a lower portion, and the upper portion of the inner plate has a slot for attaching the axle tower to the vehicle suspension component.
本発明の別の態様では、サスペンション構成部分を、中心線を有するディファレンシャルハウジングを含む非対称車軸に取り付けるための、取付けアセンブリが備えられている。取付けアセンブリは、非対称車軸の中心線の対向する両側にそれぞれ取り付けられた第1車軸タワーと第2車軸タワーとを含む。第1車軸タワーと第2車軸タワーは各々、互いに平行に配置された圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとを含み、圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートの各々は、上部分と下部分とを有する。上部分と下部分の各々は、中心線に向って面する近位縁部と、中心線に反する方向に面する遠位縁部とを含む。第1付加物および第2付加物は、圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの下部分の遠位縁部からそれぞれ延在し、第3付加物および第4付加物は、圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの下部分の近位縁部からそれぞれ延在する。内側プレートが圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとに接合し、これらに直角に位置付けられている。各内側プレートは、第1車軸タワーと第2車軸タワーを車両サスペンション構成部分に取り付けるためのスロットを有し、各スロットは、車軸の中心から等間隔に離隔している。 In another aspect of the invention, a mounting assembly is provided for mounting the suspension component to an asymmetric axle that includes a differential housing having a centerline. The mounting assembly includes a first axle tower and a second axle tower each mounted on opposite sides of the asymmetric axle centerline. Each of the first axle tower and the second axle tower includes a compression side plate and a tension side plate arranged in parallel to each other, and each of the compression side plate and the tension side plate has an upper portion and a lower portion. Each of the upper and lower portions includes a proximal edge facing toward the centerline and a distal edge facing away from the centerline. The first and second adducts extend from the distal edges of the lower portions of the compression side plate and the tension side plate, respectively, and the third and fourth adducts are the compression side plate and the tension side plate, respectively. Each extends from the proximal edge of the lower portion of the plate. An inner plate joins the compression side plate and the tension side plate and is positioned perpendicular to them. Each inner plate has a slot for attaching the first axle tower and the second axle tower to the vehicle suspension component, and each slot is spaced equidistant from the center of the axle.
本発明のさらに別の態様では、車両シャシーを支持するためのサスペンションシステムが備えられ、このサスペンションシステムは、中心線を含む横断方向に延在する車軸の上に、横断方向に離隔して縦方向に延在する第1フレームレールと第2フレームレールとを含む。サスペンションシステムは、第1フレームレールと第2フレームレールとの間に横断方向に延在しかつこれらのフレームレールに連結されたクロスメンバーと、一端部においてクロスメンバーに連結され、他端部においては第1車軸タワーと第2車軸タワーとに連結された多機能サスペンション構成部分とを含む。第1車軸タワーおよび第2車軸タワーは、横断方向に離隔し、中心線の対向する両側で車軸に固定されている。第1車軸タワーと第2車軸タワーは各々、互いに縦方向に離隔して互いに平行な圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとを含む。圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートの各々は、上部分と下部分とを有し、上部分と下部分の各々は、中心線に向って面する近位縁部と、中心線に反する方向に面する遠位縁部とを含む。第1付加物および第2付加物は、圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの下部分の遠位縁部からそれぞれ延在し、第3付加物および第4付加物は、圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの下部分の近位縁部からそれぞれ延在する。内側プレートが圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとに接合し、これらに直角に位置付けられている。各内側プレートは、第1車軸タワーと第2車軸タワーを多機能車両サスペンション構成部分に取り付けるためのスロットを有し、各スロットは車軸の中心から等間隔に離隔している。 In yet another aspect of the present invention, a suspension system for supporting a vehicle chassis is provided, the suspension system being longitudinally spaced laterally on a transversely extending axle including a centerline. Including a first frame rail and a second frame rail. The suspension system extends in the transverse direction between the first frame rail and the second frame rail and is connected to these frame rails, and is connected to the cross member at one end and at the other end. And a multifunction suspension component connected to the first axle tower and the second axle tower. The first axle tower and the second axle tower are spaced apart in the transverse direction and are fixed to the axle on opposite sides of the center line. The first axle tower and the second axle tower each include a compression side plate and a tension side plate that are spaced apart from each other in the longitudinal direction and parallel to each other. Each of the compression side plate and the tension side plate has an upper portion and a lower portion, each of the upper portion and the lower portion facing in a direction opposite to the center line and a proximal edge facing toward the center line. And a distal edge. The first and second adducts extend from the distal edges of the lower portions of the compression side plate and the tension side plate, respectively, and the third and fourth adducts are the compression side plate and the tension side plate, respectively. Each extends from the proximal edge of the lower portion of the plate. An inner plate joins the compression side plate and the tension side plate and is positioned perpendicular to them. Each inner plate has slots for attaching the first axle tower and the second axle tower to the multifunction vehicle suspension component, and each slot is spaced equidistant from the axle center.
本発明の車軸タワーの実施形態を説明する前に、サスペンションシステム、車両車軸、および車両フレームを概略的に説明する。本発明の車軸タワーは、本発明の全体的概念に影響することなく、他のサスペンションシステム、車両車軸、および車両フレームとともに使用可能である。 Before describing an embodiment of an axle tower of the present invention, a suspension system, a vehicle axle, and a vehicle frame will be schematically described. The axle tower of the present invention can be used with other suspension systems, vehicle axles, and vehicle frames without affecting the overall concept of the present invention.
図1では、タンデム車軸、車両サスペンションシステム、および車両フレームを全体的に10で示す。各車軸は本発明の車軸タワーを組み込んでいる。車軸およびサスペンションシステム12は前アーム車軸形式であり、14は後アーム形式である。各車軸およびサスペンションシステム12、14は、縦方向に延在するフレームレール18、20を含むフレーム16の上に取り付けた状態で示されている。フレームレール18、20は、一対の縦方向に離隔して横断方向に延在する平行なクロスメンバー21、23によって剛性連結されている。クロスメンバー21、23はどのような適当な手段によっても、通常は取付けブラケットによって、各フレーム18、20に連結することができる。
In FIG. 1, a tandem axle, a vehicle suspension system, and a vehicle frame are indicated generally at 10. Each axle incorporates the axle tower of the present invention. The axle and suspension system 12 is a front arm axle type, and 14 is a rear arm type. Each axle and
前アームサスペンションシステム22および後アームサスペンションシステム24は、フレーム16をそれぞれ車軸26、28の上に支持する。後アームサスペンションシステム24の主要構成部分のみを簡単に論述するが、これらは前アームサスペンションシステム22の場合と重複する。空気ばね30が、これらの頂端部においてフレームレール18、20に取り付けられ、これらの底端部において車軸シート34のパッド32に連結されている。車軸シート34は車軸26、28の各端部に取り付けられている。パッド32に対向する各車軸シート34の端部には、トルクロッド36がピンおよびブッシング装置を使用して枢動式に連結されている。トルクロッド36の他端部もまた、ピンおよびブッシング装置を使用して、フレームレール18、20に取り付けられたV形ハンガー38に枢動式に連結されている。
The
ショックアブソーバ40が、一端部においてブラケットを介してフレームレール18に取り付けられ、他端部においてトルクロッド36に枢動式に連結されている。トルクボックス42が、一端部においてフレームレール18、20に、クロスメンバー23まで横断方向に延在するロッド(図示せず)の両端における枢動連結部を介して取り付けられている。トルクボックス42の他端部では、横断方向に延在するロッド44の一端部が車軸タワー46に連結され、ロッド44の他端部では車軸タワー48に連結されている。ロッド44はクランプ端部50の間に挟まれ、ボルトによって適所に保持されている。ロッドを他の手段によって車軸タワーに連結してもよい。
A
図2Aおよび2Bに示す車軸26、28は、車軸が前アーム構成であるか後アーム構成であるかに応じて180°回転したほぼ同一の非対称車軸である。車軸は、各車軸26、28のディファレンシャルハウジング部分52が各車軸26、28の中心線Aから片寄っていることから、非対称と呼ばれる。ディファレンシャルハウジングが車軸の中心線から片寄っているので、また整列装置および/または負荷反応装置が一般的に車軸に対して中心にあるので、車軸タワー46、48は、ディファレンシャルハウジング52に沿った非対称位置で車軸ハウジング54に固定されている。言い換えれば、ディファレンシャルハウジングの中心線Dからさらに遠く離隔する車軸タワー46は、中心線Dにより近く離隔する車軸タワー48よりも、ディファレンシャルハウジング52と接触しているそのフートプリントが少なく、また車軸タワー48よりもディファレンシャルハウジング52上では低い位置にあり、車軸タワー48の、ディファレンシャルハウジング52と接触しているそのフートプリントはより多く、ディファレンシャルハウジング52上ではより高い位置にある。ディファレンシャルハウジング52に沿ったこの非対称位置付けによって、図4Aおよび4Bに示すような車軸タワー46、48は、トルクボックス取付け点を水平に整列して維持するために、(ハウジングと接触するフートプリントまたは面積の他に)異なる設計外形および高さを有してもよい。しかし、特に車軸タワーがディファレンシャルハウジングに接触することなく車軸ハウジングに固定される場合、または車軸タワーが対称位置でディファレンシャルハウジングに接触している場合には、車軸タワーが異なる外形を有する必要はない。実際、対称車軸については、互いに鏡像である2つの車軸タワーを利用することができ、特に車軸タワー46および車軸タワー46の鏡像を使用してトルクボックスを対称車軸に結合することができよう。
The
図3は、車軸26と車軸タワー46とに作用する力/負荷の一部を示す。矢印ALは、空気ばね(図示せず)によって加えられる負荷を表し、SLはスピンドル56によって加えられる負荷を表し、TRはトルクロッド(図示せず)によって加えられる負荷を表し、TBはトルクボックス(図示せず)によって加えられる負荷を表す。図3に示すように、トルクボックス(図示せず)は引張り状態にあり、矢印TBの方向に負荷を加える。したがって、この負荷は、トルクボックスに近い車軸タワー46のサイドプレート58を圧縮状態に置き、トルクボックスから遠い車軸タワーのサイドプレート60を引張り状態に置く。
FIG. 3 shows some of the forces / loads acting on the
図4A、4B、5A、および5Bに示すように、車軸タワー46は、圧縮サイドプレート58と引張りサイドプレート60とを含み、車軸タワー48は、圧縮サイドプレート62と引張りサイドプレート64とを含む。各サイドプレート58、60、62、64は、それぞれ2つの付加物66、68、70、72、74、76、78、80と、それぞれ上部分および下部分82、84、86、88、90、92、94、96を有することができる。代替案として、サイドプレート58、60と共に一体的に形成された2つの付加物66、70の代りに、66と70とを組み込んだ単一の付加物をサイドプレート58、60に溶接することができよう。この代替構造をまた付加物74、78、および76、80と、サイドプレート62、64とに適用することができる。
As shown in FIGS. 4A, 4B, 5A, and 5B, the
サイドプレート58、60は各々、それぞれ2つの開口部89、91、93、95を有する。開口部89、91はそれぞれ開口部93、95と同心であり、トルクボックス42のロッド44を車軸タワー46に取り付けるために使用される。サイドプレート62、64はまたそれぞれ一対の開口部97、99、101、103を有し、同じ目的のために同じ方式で配置されている。
Each of the
サイドプレート58、60、62、64を、それぞれ内側プレート98、100によって連結してもよい。内側プレート98,100はまたそれぞれ上部分と下部分102、104、106、108を有する。サイドプレート58、60、62、64と内側プレート98、100を鋼などの硬化された高強度材料で構築してもよく、共に溶接することができ、これは付加物66の付加物70への溶接および付加物74の付加物78への溶接を含む。代替案として、車軸タワー構造全体を鋳造物として形成することもできよう。
The
下部分84、88、92、96はそれぞれ、中心線Aに反する方向に面するかまたは最も近いスピンドルに向って面する縁部110、112、114、116を有する。上に論述したように、サイドプレート58、62は、トルクボックスまたは他の負荷反応/車軸整列装置によって加えられる圧縮力を受けるが、サイドプレート60、64は引張り力を受ける。この圧縮力を適切に吸収し分散させるために、縁部110および114を輪郭付け、または扇形化してもよい。縁部112、116もまた輪郭付けすることができ、または曲率を有することができる。縁部110、114がそれぞれ縁部112、116より大きな輪郭または扇形を有することもまた望ましい。言い換えれば、図8A、8B、9A、および9Bに示すように、縁部110、114はそれぞれ縁部138、146に対して、縁部112、116がそれぞれ縁部142、150に対するよりも近く離隔している。
The
縁部110、114からそれぞれ延在している付加物66および76は、それぞれサイドプレート60、64に向って湾曲してもよく、丸みを付けた隅部を有してもよい。サイドプレート58、62が圧縮力を受けると、これらの丸みを付けた隅部は車軸とディファレンシャルハウジングの上の負荷を低減し散開させ、そうでなければ負荷は鋭利な隅部によって集中することになろう。その他、丸みを付けた隅部は、車軸タワーを車軸ハウジングに取り付ける溶接部への応力集中を軽減する。
図6および7にさらに明確に示すように、付加物66、76は約90°の角度で曲がっている。言い換えれば、第1区画118、120は、それぞれ第3区画122、124に対して約90°で方向付けられ、湾曲した第2区画126、128が第1区画118、120と第3区画122、124とをそれぞれ接合する。付加物66、76を、それぞれの付加物70、80に相接してこれらに溶接されるように十分に長くすることができる。さらに、第3区画122、124は付加物70、80に約90°の角度で相接し、第1区画118、120は付加物70、80に平行に延在する。実際、図8Bおよび9Bには、曲げまたは湾曲を加える前の付加物66、74、および76が示されている。
As shown more clearly in FIGS. 6 and 7, the
車軸タワー48がディファレンシャルハウジングにおいて高く位置付けられ、一般的に付加物74、78の区域においてより高い応力を受けるので、付加物74は付加物78に向って曲がり、これに相接して溶接されるように十分な長さを有することもできる。付加物74はまた、第1区画130が第3区画132に対して約90°になるように約90°に曲がり、湾曲した第2区画134が第1区画130と第3区画132とを接合する。第3区画132はまた約90°の角度で付加物78に相接してもよく、第1区画130は付加物78に平行に延在する。さらに、付加物68および72は図4Aに示すように互いに平行に延在してもよく、別の対の付加物によって説明したように、互いに連結されることが可能である。
Because the
上部分および下部分82、84、86、88はまた、図8Aおよび8Bに最もよく示されているように、中心線Aに向って面する縁部136、138、140、142を有する。同様に、上部分および下部分90、92、94、96は、中心線Aに向って面する縁部144、146、148、150を有する。縁部136、140、144、148は実質的に直線であってもよいが、縁部138、142、146、150はいくらか曲率を有する。縁部138の曲率または曲率半径は縁部142のそれと実質的に同じであってもよく、縁部146の曲率または曲率半径は縁部150のそれと実質的に同じであってもよい。
The upper and
図10Aおよび10Bに示す車軸タワー46の内側プレート98は、それぞれ上部分と下部分102、104を有する。車軸タワー48の内側プレート100は、図11に示すように、上部分と下部分106、108を有する。上部分と下部分102、104は互いに対して傾斜してもよく、約160°〜約170°の角度にあってもよい。図10Aおよび10Bに示す実施形態では、上部分と下部分は約165°の角度で相接している。これは、図5Aに示すように、内側プレート98の下部分104から付加物68、72の端部までのサイドプレート58、62の区域を剛性化する助けとなる。上部分と下部分106、108を、図5Bに示すように、特に内側プレート100の下部分174から付加物74、78の端部までのサイドプレート62、64の区域から、直線に配置することができる。
The
トルクボックス42を車軸タワー46、48に連結するために、内側プレート98、100は、図1および3に示すように、ロッド44を受け入れるためのスロット160、162(図10および11を参照)を含んでもよい。負荷反応装置/車軸整列装置を、本発明の範囲から逸脱することなく当技術分野で知られている他の方法で車軸タワーに連結してもよいことが理解されよう。
In order to couple the
上部分102、106の叉状外形は、スロット160、162を作り出し、これらのスロットはV形であり、開端部164、166と閉端部168、170とを有する。V形スロット160、162の閉端部168、170を片寄ってもよい。これは増加した材料の区域172、174を作り出す。内側プレート98、100はそれぞれサイドプレート58、60、62、64に連結され、この結果、増加した材料はサイドプレート60、64に最も近く、図3に示すように圧縮力の下にある内側プレートの側部の強度を増す。さらに、トルクボックス42を車軸タワー46、48に取り付けたときにトルクボックスの横断範囲が地面または静止中の車軸に平行に維持されるように、スロット160、162を同じサイズと形状にしてもよい。
The forked profile of the
内側プレート98の上部分102は、縁部136、140に隣接して上部分82、86に取り付けられ、内側プレート98は車軸タワー46の基部172まで延在している。同様に、図4A、4B、5A、および5Bに示すように、内側プレート100の上部分106は、縁部144、148に隣接して上部分90、94に取り付けられ、内側プレート100は基部174まで延在している。車軸タワー46はディファレンシャルハウジング52の上でより低く、車軸タワー48はディファレンシャルハウジング52の上でより高く位置しているために、内側プレート98は内側プレート100よりも長いかまたは高い。そのうえ、内側プレート98はまた、上部分102が下部分104に対して傾斜しているのでより長い。車軸の上で(およびフレームレールの間で)トルクボックスを心合わせするために、内側プレートの上部分、特にスロットを車軸の中心線から等間隔に置かなければならない。
The
車軸タワー46、48を、車軸26、28の各車軸ハウジングに溶接してもよい。溶接は各サイドプレート、付加物、および内側プレートの基部に沿って行われる。車軸タワー46、48を車軸ハウジングに溶接してもよく、付加物66、76を付加物70、80にそれぞれ溶接してもよいので、車軸ハウジングと車軸タワーは、水を集めることができる閉容積を形成する。したがって、余剰の水を排出する助けになるように、図4Aおよび4Bに示すように、付加物66、76の中にそれぞれ切欠き175、177を含んでもよい。そのうえ、図10Bおよび11に示すように、あらゆる過剰の水も排出する助けになるように、内側プレート104、108はそれぞれ孔179、181を含んでもよい。
Axle towers 46, 48 may be welded to the axle housings of
上述の実施形態を参照して本発明を詳細に説明したが、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、その他の変更および修正をさらに行ってもよい。本発明が本明細書に記載の実施形態によって制限されるものではないことは理解されよう。実際、本発明の範囲の真の尺度は、各請求項の各要素に与えられた等価物の全範囲を含む添付の特許請求の範囲によって定義される。 Although the invention has been described in detail with reference to the above-described embodiments, other changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It will be understood that the invention is not limited by the embodiments described herein. Indeed, the true measure of the scope of the invention is defined by the appended claims, including the full scope of equivalents given to each element of each claim.
Claims (20)
引張りサイドプレートに概して平行に配置された圧縮サイドプレートであって、前記引張りサイドプレート及び圧縮サイドプレートは、前記車軸の長手方向と平行に配置され、前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートの各々は上部分と下部分とを有し、前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの前記上部分と下部分の各々は、遠位縁部よりも前記車軸の対向端部間の中心線に近くに位置付けられた近位縁部を有する、圧縮サイドプレートと、
前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの下部分の遠位縁部からそれぞれ延在する第1付加物および第2付加物と、
前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの下部分の近位縁部からそれぞれ延在する第3付加物および第4付加物と
を含み、
前記圧縮サイドプレートと前記引張りサイドプレートの下部分の前記近位縁部と遠位縁部は、弧状部分を有し、
さらに、前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートを接合し、前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとに直角に位置付けられ、上部分と下部分とを有し、前記上部分は、前記車軸タワーを前記負荷反応装置に取り付けるためのスロットを有する内側プレートを含む車軸タワー。An axle tower for attaching a load reaction device to a vehicle axle having a center line between opposite ends of the axle,
A compression side plate disposed generally parallel to the tension side plate, wherein the tension side plate and the compression side plate are disposed parallel to a longitudinal direction of the axle, and each of the compression side plate and the tension side plate Each of the upper and lower portions of the compression side plate and tension side plate is positioned closer to the centerline between the opposite ends of the axle than the distal edge. A compressed side plate having a proximal edge;
A first appendage and a second appendage respectively extending from a distal edge of a lower portion of the compression side plate and the tension side plate;
A third addend and a fourth addend extending respectively from the proximal edge of the lower portion of the compression side plate and the tension side plate;
The proximal and distal edges of the lower portion of the compression side plate and the tension side plate have arcuate portions;
Further, the compression side plate and the tension side plate are joined, and positioned at right angles to the compression side plate and the tension side plate, and having an upper portion and a lower portion, and the upper portion is configured to load the axle tower with the load. Axle tower including an inner plate with a slot for attachment to the reactor.
a)前記車軸の対向端部間の中心線の対向する両側で前記非対称車軸に取り付けられた第1車軸タワーおよび第2車軸タワーであって、前記第1車軸タワーおよび第2車軸タワーの各々は、
i)互いに平行に配置されて、各々が上部分と下部分とを有し、前記上部分と下部分の各々は、前記車軸の対向端部間の中心線に向って面する近位縁部と前記車軸の対向端部間の中心線に反する方向に面する遠位縁部とを含む、圧縮サイドプレートおよび引張りサイドプレートであって、前記車軸の長手方向と平行に配置された圧縮サイドプレートおよび引張りサイドプレートと、
ii)前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの下部分の遠位縁部からそれぞれ延在する第1付加物および第2付加物と、
iii)前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの下部分の近位縁部からそれぞれ延在する第3付加物および第4付加物と、
iv)前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとを接合し、前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとに直角に位置付けられた内側プレートであって、内側プレートは各々、前記第1車軸タワーと第2車軸タワーとを前記負荷反応装置に取り付けるためのスロットを有し、各スロットは車軸の対向端部間の中心線から等間隔で離隔している、内側プレートと
を含む第1車軸タワーおよび第2車軸タワー
を備える取付けアセンブリ。A mounting assembly for mounting a load reactor on an asymmetrical axle including a differential housing having a centerline between opposite ends of the axle,
a) a first axle tower and a second axle tower attached to the asymmetric axle on opposite sides of a center line between opposite ends of the axle, wherein each of the first axle tower and the second axle tower is ,
i) Proximal edges disposed parallel to each other, each having an upper portion and a lower portion, each of the upper and lower portions facing toward a centerline between opposite ends of the axle and a distal edge facing in a direction against the center line between opposite ends of the axle, a compression side plate and pulling the side plates, the longitudinal compression side plate arranged parallel to the axle And a tension side plate,
ii) a first adduct and a second adduct respectively extending from the distal edge of the lower portion of the compression side plate and the tension side plate;
iii) a third addend and a fourth addend respectively extending from the proximal edge of the lower portion of the compression side plate and the tension side plate;
iv) an inner plate that joins the compression side plate and the tension side plate and is positioned at right angles to the compression side plate and the tension side plate, wherein the inner plates are respectively the first axle tower and the second axle. A first axle tower and a second axle including slots for attaching a tower to the load reactor, each slot being spaced equidistantly from a center line between opposite ends of the axle. A mounting assembly comprising a tower.
b)前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの下部分の各遠位縁部は弧状部分を有し、
c)前記第1車軸タワーと第2車軸タワーとの圧縮サイドプレートの各弧状部分が、それぞれ前記第1車軸タワーと第2車軸タワーとの圧縮サイドプレートの近位縁部から、第1距離だけ離隔し、
d)前記第1車軸タワーと第2車軸タワーとの引張りサイドプレートの遠位縁部の各弧状部分が、それぞれ前記第1車軸タワーと第2車軸タワーとの引張りサイドプレートの近位縁部から、第2距離だけ離隔し、
e)前記第1距離は前記第2距離より小さい、
請求項8に記載の取付けアセンブリ。a) Each of the proximal edges of the lower portion of the compression side plate and tension side plate of the second axle tower has an arcuate portion, and the arcuate portion of the compression side plate of the second axle tower comprises the first Having the same radius of curvature as the radius of curvature of the arcuate portion of the tensioning side plate of the two axle tower
b) each distal edge of the lower portion of the compression side plate and tension side plate has an arcuate portion;
c) each arcuate portion of the compression side plate of the first axle tower and the second axle tower is a first distance from the proximal edge of the compression side plate of the first axle tower and the second axle tower, respectively. Apart,
d) each arcuate portion of the distal edge of the tension side plate of the first axle tower and the second axle tower from the proximal edge of the tension side plate of the first axle tower and the second axle tower, respectively. , Separated by a second distance,
e) the first distance is less than the second distance;
The mounting assembly according to claim 8.
a)前記第1フレームレールと第2フレームレールとの間を横断方向に延在して、これらに連結されたクロスメンバーと、
b)一端部においてクロスメンバーに連結され、他端部において第1車軸タワーと第2車軸タワーとに連結された負荷反応装置と
を含み、
c)前記第1車軸タワーと第2車軸タワーは、前記車軸の対向端部間の中心線の対向する両側において横断方向に互いに離隔し、車軸に固定され、前記第1車軸タワーと第2車軸タワーは各々、
i)互いに縦方向に平行に離隔しており、各々が上部分と下部分とを有し、前記上部分と下部分の各々は、前記車軸の対向端部間の中心線に向って面する近位縁部と前記車軸の対向端部間の中心線に反する方向に面する遠位縁部とを含む、圧縮サイドプレートおよび引張りサイドプレートであって、前記車軸の長手方向と平行に配置された圧縮サイドプレートおよび引張りサイドプレートと、
ii)前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの下部分の遠位縁部からそれぞれ延在する第1付加物および第2付加物と、
iii)前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとの下部分の近位縁部からそれぞれ延在する第3付加物および第4付加物と、
iv)前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとを接合し、前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとに直角に位置付けられた内側プレートであって、内側プレートは各々、前記第1車軸タワーと第2車軸タワーとを前記負荷反応装置に取り付けるためのスロットを有し、前記第1および第2の車軸タワーのスロットは車軸の対向端部間の中心線から等間隔で離隔している、内側プレートと
を含む第1車軸タワーおよび第2車軸タワー
を備えるサスペンションシステム。To support a vehicle chassis including a first frame rail and a second frame rail that are spaced apart in a transverse direction and extend in a longitudinal direction on a transversely extending axle that includes a centerline between opposite ends of the axle. Suspension system of
a) a cross member extending in a transverse direction between the first frame rail and the second frame rail and coupled thereto;
b) a load reactor connected to the cross member at one end and connected to the first axle tower and the second axle tower at the other end;
c) The first axle tower and the second axle tower are transversely separated from each other on opposite sides of the center line between the opposite ends of the axle and fixed to the axle, and the first axle tower and the second axle tower Each tower is
i) spaced apart parallel to each other in the longitudinal direction, each having an upper portion and a lower portion, each of the upper portion and the lower portion facing toward a centerline between opposite ends of the axle A compression side plate and a tension side plate, including a proximal edge and a distal edge facing away from a center line between opposite ends of the axle, wherein the compression side plate and the tension side plate are arranged parallel to the longitudinal direction of the axle. Compressed side plate and tension side plate,
ii) a first adduct and a second adduct respectively extending from the distal edge of the lower portion of the compression side plate and the tension side plate;
iii) a third addend and a fourth addend respectively extending from the proximal edge of the lower portion of the compression side plate and the tension side plate;
iv) an inner plate that joins the compression side plate and the tension side plate and is positioned at right angles to the compression side plate and the tension side plate, wherein the inner plates are respectively the first axle tower and the second axle. A slot for attaching a tower to the load reactor, the slots of the first and second axle towers being spaced equidistantly from a centerline between opposite ends of the axle ; A suspension system comprising a first axle tower and a second axle tower.
b)前記第1車軸タワーと第2車軸タワーとの圧縮サイドプレートの各弧状部分が、それぞれ前記第1車軸タワーと第2車軸タワーとの圧縮サイドプレートの近位縁部から、第1距離だけ離隔し、
c)前記第1車軸タワーと第2車軸タワーとの引張りサイドプレートの遠位縁部の各弧状部分が、それぞれ前記第1車軸タワーと第2車軸タワーとの引張りサイドプレートの近位縁部から、第2距離だけ離隔し、
d)前記第1距離は前記第2距離より小さい、
請求項16に記載のサスペンションシステム。a) Each distal edge of the lower portion of the compression side plate and tension side plate has an arcuate portion;
b) each arcuate portion of the compression side plate of the first axle tower and the second axle tower is a first distance from the proximal edge of the compression side plate of the first axle tower and the second axle tower, respectively. Apart,
c) each arcuate portion of the distal edge of the tension side plate of the first axle tower and the second axle tower from the proximal edge of the tension side plate of the first axle tower and the second axle tower, respectively. , Separated by a second distance,
d) the first distance is less than the second distance;
The suspension system according to claim 16.
b)前記第1車軸タワーと第2車軸タワーとの内側プレートの上部分の各々が、前記第1車軸タワーと第2車軸タワーとの圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートとに、前記圧縮サイドプレートと引張りサイドプレートの上部分の近位縁部に隣接して取り付けられている、
請求項19に記載のサスペンションシステム。a) each inner plate having an upper portion and a lower portion, each upper portion including a forked end defining a slot, each slot having an open end and a closed end; Is positioned closer to each tensioning side plate than its respective compression sideplate,
b) each of the upper portions of the inner plates of the first axle tower and the second axle tower is connected to the compression side plate and the tension side plate of the first axle tower and the second axle tower; Attached adjacent to the proximal edge of the upper portion of the pull side plate,
The suspension system according to claim 19.
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