JPH023722A

JPH023722A - 可変特性ブッシュ

Info

Publication number: JPH023722A
Application number: JP5576988A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shibuya; 浩渋谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1987-10-12
Filing date: 1988-03-09
Publication date: 1990-01-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は重両のサスペンションなどに用いられて！！
衝や振動減衰を行なうプッシュに関するものである。

従来の技術例えば′自動中における！ｉ！ｉや振動減衰は主にサス
ペンションによって行なうが、そのバネ特性や減衰特性
は乗心地や操安性（操縦安定性）に大きく影響し、最近
では、車速や操舵状態などの走行状態や路面状況によっ
て、シミツクアブソーバや空気バネを電子制御し、乗心
地や操安性を常に良好にｎ持寸ることが行なわれるよう
になってきている。しかしながらショックアブソーバ−
や空気バネを制御したとしても、小さな突起や路面の継
目などを通過する際に生じるハーシユネスや、ゴツゴツ
感やプルプル感といった路面からの微振動は必ずしも完
全には解消できず、またサスペンション剛性の適正化に
よる操安性の向上には難点がある。これはサスペンショ
ンの構成部材であるストラットバーの特性やそれを車体
に連結しているプッシュの特性が不変であることにも起
因しており、したがって乗心地や操安性の改善のために
は、ストラットバープッシュを含めて各プッシュの特性
を適正化することが望まれる。

ところで自！ｌＪＳのサスペンションに組込まれるブツ
シュどしては、内筒と外筒との間にゴムなどの弾性体を
圧入した＃ｌｌ成のものが多用されているが、この種の
ブツシュでは、小荷重のときと大荷重のとさとでバネ特
性が異なるよう、インナーチューブを介装し、あるいは
切欠さ部（スグリ）を設けて非線形のバネ特性とダるこ
とが行なわれている。しかしそのような構成では、バネ
Ｈｆｆが非線形を示すものの、その特性自体は一定して
いるから、走行状態や路面状況に応じて乗心地や操安性
を向上させることには特には礪能しない。

他方、従来、特性を変えることのできるダンパーが、特
開昭５７−１２９９４４号や特開昭５８−１１３６４４
号によって提案されている。これらのダンパーは、エン
ジンマウント等に用いられるものであって、円筒状ゴム
の内部に部屋を形成するとともに、その部屋に磁性流体
を充填し、かつその部早の流出入口にオリフィスを接続
して設けるとともに、そのオリフィスの外周に電磁石を
配置し、電磁石で発生させた磁界の強度に応じて磁性流
体の流動抵抗を変え、それによりバネ特性を変える構成
である。

１１明が解決しようとダる問題点乗心地と操安性とを両立させるサスペンション７ツシコ
の特性については、葡場あるいは振動数によりバネ特性
あるいは減衰特性が適正化されることが好ましいことは
前述した通りであるが、その全体としての特性や各方向
ごとの特性が乗心地や操安性に与える影響は、中型やリ
ンケージによって異なるために、車両の設計に際し、ブ
ツシュ特性を設計計舜により最適値に予め定めること（
ま困難である。したがって従来では、ブツシュの特性が
一定しているために、→ノスペンションチューニング時
に特性の異なるブツシュを予め多数用意しておき、大中
評価しつつ試行錯誤的に適当なブツシュを選定している
のが実情であり、ブツシュ特性の決定に多大の工数と費
用を要し、しかもブツシュ特性は段隅的にしか設定でき
ないので、必ずしも充分満足できる特性に決定し得ない
問題があった。

これに対して前述した磁性流体を用いたダンパーでは、
そのオリフィスに＆３Ｃブる流動抵抗を連続的に変える
ことができるので、ダンパー特性を実質的に無段階に設
定でき、充分満足のできるダンパー特性を青ることがで
きるが、このダンパーは円筒状ゴムの軸線方向にかかる
荷重に対して作用するものであるために、一方向のみに
しか作用せず、サスペンションブツシュに１Ｊ３Ｇプる
ように荷Φの作用する方向が多様で、しかもそれぞれの
方向に異なるｖｆ性が要求される箇所には使用すること
ができない問題がある。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、上下方
向および前後方向のみならず所謂斜め方向での特性を無
段階かつ充分に変えることのできる可変特性ブツシュを
提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段この発明は、上記の目的を達成するために、内筒と外筒
とを、外筒の内周側に配貨した弾性体によって連結し、
その弾性体の内部に液密状態に密閉しかつ円周方向に配
列した複数の隔室を形成するとともに、それらの隔室に
該隔室に対して流出入づる流体の流動に抵抗を与えかつ
その抵抗を変えられる流動制御手段を接続して設け、そ
れらの流動制御ｊ１１手段を循環管路によって順次接続
することにより各隔室を互いに連通させ、かつ各隔室お
よび管路の内部に流体を充填したことをｖｔ′ｆｉとす
るものである。

作　　　　　用この発明のブツシュでは、内筒と外筒とのいずれか一方
が中休等の構造部祠に固定され、かつ他方が可動部材に
連結され、その可動部材からの荷重を受けて内筒と外筒
との間の弾性体が撓むことによりバネ作用を行ない、こ
れと同時に、圧縮された隔室から流体が流出しかつ拡張
された隔室に流体が流入覆ることに伴う流体の流動に抵
抗が作用して減衰作用を行なう。そしてこの発明では隔
室を円周上に配列して設けてあり、しかも各啼室に流出
入する流体の流動に対して流動制御手段が適宜に抵抗を
与えるので、流動制御手段によって設定された流動抵抗
の大きいいずれかの隔室に対する流体の流出入が困難に
なり、したがってその隔室を圧縮もしくは拡張する方向
の荷重に対する抵抗が大きくなり、これと責なる方向の
Ｍｌに対する抵抗が小さくなる。すなわち方向によって
剛性が責なるため、特性に方向性が生じる。また流動制
御手段が流体の流動に与える抵抗は、３！続的に変える
ことができるので、特性を照段隅に変化させることがで
きる。

実　　施　　例つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示１概略的な断面図であ
って、外筒１の内周側に内筒２が同心状に配置され、か
つこれら外筒１の内周面と内筒２の外周面との間にそれ
ぞれに接着した状態にゴムなどの弾性体３が圧入して配
置されている。ここで外筒１は非磁性体からなる大賀的
な剛体であって、図示しない車体に取付けられ、また内
因２は非磁性体からなる実質的な剛体であって、例えば
ストラットバーの端部にボルト（それぞれ図示せず）を
介して取付けられている。さらに弾性体３の内部には、
液密状態に密閉した４つの隔室３１゜３２．８３．３４
が円周方向に並んで形成されている。なお、この実施例
では、図示の姿勢が取付姿勢であって、その上ドおよび
ＩＩｔＩｊ＃Ｌの方向は第１図に矢印で示しである通り
である。

前記各隔室８１．８２．８３．８４には、外筒１の外周
側から差し込んだユニオンＵＩ　、　ｌＪ２　。

Ｕ３．ｔＪ４がそれぞれ連通させられている。これらの
ユニオンＩＪＩ　、　Ｕ２　、　Ｕ３　、　ＬＪ４の内
部にはオリフィス０１．０２．０３．０４がそれぞれ形
成され、またユニ４ンｔＪ１　、　Ｕ２　、　ＩＪ３　
、　ｌＪ４の外周側には電磁コイルＣ１，０２、Ｃ３、
Ｃ４が配置され、そして各電磁コイルＣＩ　、　Ｃ２、
Ｃ３。

Ｃ４は、直流型＃ＩＥ１　、Ｅ２　、Ｅ３　、Ｅ４およ
び可変抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４にそれぞれ接続さ
れており、電磁コイルＣＩ　、　Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４によ
りてオリフィスＱｌ　、Ｃ２，０３，０４の内部に磁界
を生じさせ、かつ電流の大小によって磁界の強度すなわ
ち後述する磁性流体に対づる流動抵抗を変えるようにな
っており、したがって電磁コイルＣ１，Ｃ２、Ｃ３、Ｃ
４およびオリフィスＱ１．Ｑ２．０３　、Ｃ４が流動制
御手段となっている。さらに各ユニオンｕｉ　、　Ｕ２
　、　ＬＪ３　、　Ｕ４は、それぞれに対応して設けた
３ウェイユニオンＵ１１．　Ｌ１１２．　Ｕ１３．　Ｕ
１４にそれぞれ連通され、その互いに隣接する３ウェイ
ユニオン１Ｊ１１．　Ｕ１２゜Ｌ１１３．ＩＪ１４の接
続口同士は、剛パイプｐ１　、　Ｃ２。

Ｃ３、Ｃ４によって接続されている。したがって各隔室
８１．８２．８３．３４は、ユニオンＵ１゜ＬＪ２　、
　Ｕ３　、　Ｕ４　ｔ’Ｌｌ；（／３つｘイ、にｔンＵ
ｌｌ。

Ｕ１２．　Ｌ１１３．　Ｕ１４ならびに剛パイプＰｉ　
、　Ｒ２。

Ｒ３，Ｒ４が形成する環状管路によって互いに連通させ
られている。そして各隔室８１　、８２　、　Ｓ３、Ｓ
４および管路の内部には、磁性を有する固体粉を油等の
流体に混合させた磁性流体が充填されている。

上記のブツシュは、弾性体３の変形に伴う抵抗力および
各隅ｖｓ１，８２．８３．８４　に対して磁性流体が流
出入する際の磁性流体の流動抵抗が、内筒２を介して作
用する荷重に対ダる緩衝および減資力として作用するが
、各隔室８１　、８２　、　Ｓ３、Ｓ４に対して流出入
する磁性流体の流動抵抗は、各オリフィスＱｌ　、０２
．０３．０４に＆ｊける磁界の強度によって異なり、そ
の結果、特性に方向性が生じ、またその特性が電磁コイ
ルＣＩ。

Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に流す７Ｆｉ流拳によって変えられる
。

づなわち第２図（Ａ）、＜８＞、（Ｃ）、（Ｄ）・よ上
下方向および１１０後方向ならびに斜め方向の特性を異
ならせた場合の各方向の剛性を示す説明図であって、先
ず？！４２図（Ａ＞に示すように上下方向で映く、かつ
前後方向で柔らかくするには、上側に配置しである′１
ｓ磁コイルＣＩ　、Ｃ４に流す電流を、下側にＭｉ！置
しである電磁コイルＣ２，Ｃ３に流す？１流より大きく
する。なお、第２図にはこのような電流の大小を’ＯＮ
”　　”ＯＦＦ”で示しである。その結果、ｗ４１オリ
フィス０１と第４オリフイス０４とにおける磁界が強く
なってここでの流動抵抗が大きくなるため、磁性流体は
第１室Ｓ１および第４室Ｓ４に対して出入し難くなり、
したがってこれらの隔室８１．８４の圧縮および拡づｈ
が抑制され、同時に下側の隔￥８２．８３の汀線および
拡張も抑制されるので、内筒２が上下方向に変位し難く
なる。ダなわら上下方向に対しては４室の全てが作用す
るので、その方向での剛性が高くなる。これに対して内
筒２が前後方向に変位しようとした場合、ｗ４１至８１
および第４室Ｓ４の圧縮ｄ３よび拡張が抑制されるが、
それら２至の周囲の壁は弾性壁であり、また第２￥８２
および第３ｙｓ３とは相互の間で磁性流体が流出入して
その圧縮および拡張が容易に生じ、したがってこの場合
は２至のみが作用するため、内筒２が上下方向に比べ前
後方向に変位し易くなる。すなわち前後方向での剛性が
上下方向より低くなる。

したがってブツシュ特性としては、上下方向で硬く、前
後方向で柔かくなる。なお、この場合、下側の隔室８２
．８３に対して磁性流体が出入し難くても同様に作用さ
せることができ、したがって第２および第３の電磁コイ
ルＣ２、Ｃ３での電流を他の電磁コイルＣＩ　、Ｃ４で
の電流より大きくしてもよい。

第２図（Ｂ）は上記の例とは反対に、上下方向で柔かく
、前後方向で硬い特性とした例である。

この場合は、前側に位置ダる電磁コイルＣＩ、Ｃ２での
′ｔ＠流を後側に位置プる電磁コイルＣ３，Ｃ４での電
流より大きくする。その結果、前側のオリフィス０１．
０２で磁性流体が流れ難くなって第１室８１および第２
室８２に対して磁性流体が出入しガくなり、これは上述
した状態を反問お方向に９０度回転させた状態と同様で
あり、したがって上述した状況と同様な状況が生じて内
筒２が１ｌｔＪ後方向に動き難く、かつ上下方向に動き
易くなる。すなわちブツシュ特性としては約後方向に硬
く、上下方向に柔らかくなる。なお、この場合も、前側
に位置する電磁コイルＣＩ　、Ｃ２での電流を大きくす
る替わりに、後側に位置する電磁コイルＣ３、Ｃ４での
電流を大きくしても同様な特性を得ることができる。

第２図（Ｃ）は前上方向あるいは後下方向で硬くした例
である。この場合は、第１の電磁コイルＣ１および第３
の電磁コイルＣ３での電流を、他の電磁コイルＣ２、Ｃ
４での電流より大きくプる。

その結果、第１オリフイス０１および第３オリフイス０
３での流動抵抗が大きくなって第１至Ｓ１６よひ第３室
Ｓ３に対する磁性流体の流出入が生じ難くなるので、こ
れらの隔￥８１．３３を圧縮もしくは拡張ダる方向の内
筒２の変位が抑制される。ブなわら内筒２は前下方向あ
るいは後下方向に初き難くなりこの方向の剛性が高くな
る。これに対して第２至８２および第４室８４は相互の
間で磁性流体が流出入プるのでその圧縮拡張が生じ易く
、したがってこの方向での内筒２の変位が容易になる。

プなわちブツシュ特性としては、約上方向もしくは後下
方向で硬く、これと直交する斜め方向で柔かくなる。

さらに第２図（Ｄ）は後上方向もしくは前下方向で硬く
した例である。この場合は、第２図（Ｃ）に示す場合と
は反対に、第２および第４の電磁コイルＣ２、Ｃ４での
電流を他の電磁コイルＣＩ。

Ｃ３よりも大きくする。その結果、第２オリフイス０２
およびｗ４４４リフイス０４での流動抵抗が大きくなっ
て第２￥Ｓ２　Ｉ３よび第４’ｌＳ４に対して磁性流体
が流出入し難くなるので、これらの隔室３２．３４を圧
縮もしくは拡張させる方向寸なわら後上方向もしくは前
下方向の剛性が高くなる。

これに対して第１至８１および第３室８３を圧縮もしく
は拡張する方向の剛性は低くなる。寸なりもブツシュ特
性としては、前下方向もしくは後上方向で硬く、これと
直交する斜め方向で柔かくなる。

ところで上記のブツシュでは、特性に方向性を生じさせ
ないこともできるのであり、そのような状態は、全ての
電磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４における７４流を等
しくして全てのオリフィス０１．０２．０３．０４にお
ける流動抵抗を等しくすればよい。その場合、電流値を
無段階に変えることができるので、無段階のブツシュ特
性を得ることができる。またこのようなブツシュ特性の
無段階の設定は上述した方向性を生じさせる場合にも行
ない青ることは勿論である。

つぎにこの１１明の他の実施例を第３図を参照して説明
プる。なＪｊ、第３図に示づ゛構成のうち上記の実施例
と同一の部分には第３図に第１図と同一の符号を付して
その説明を省略する。

第３図に示す実施例は、上記の実施例における１１性流
体に替えて電気流動（ＥＲ）流体を使用し、かつ流動制
御手段として電磁コイルに替えて電極を使用したもので
ある。プなわち各隔室８１　、　Ｓ２．３３　、　Ｓ４
および環状管詫の内部には、電気流初流体が充填されて
いる。この電気流動流体は、油を主成分とし、これに直
径１０顯程厄の多孔賀ポリマ粒子を懸濁させたものであ
って、電圧をか（ブることによりポリマの浸透圧が変化
し、その結果、ポリマの外側を水が覆って粘性が高くな
るものである。また各隔室８１．８２．８３．８４と３
ウェイユニオンＬＪＩＩ、　Ｕ１２．　Ｕ１３．　Ｕ１
４とを連通させている’［１の途中、例えばユニオンＵ
ｌ。

ｌＪ２　、　ｌＪ３　、　ｊ１４の内部には、同心状の
電極Ｄ１゜Ｄ２　、Ｄ３　、Ｄ４がそれぞれ内蔵され、
各々の対をなす電極は直流Ｔｉ源Ｅ１．Ｅ２．Ｅ３．Ｅ
４および可変抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４にそれぞれ
接続８れている。なお、各電極Ｄ１．Ｄ２．Ｄ３、Ｄ４
を液密状態に収容している外筒部分は、安定したホ斤を
青るためにアースされている。

したがって第３図に示ダプッシュにおいても、弾性体３
の変形に伴う抵抗力および各隔室３１゜３２．８３．８
４に対して電気流初流体が流出入する際の流動抵抗が、
内筒２を介して作用する荷重に対する緩轡および減衰力
として作用する。でして各隔室８１．８２．８３．８４
に対して流出入ダる電気流ｖＪ流体の流動抵抗は、各電
極０１゜［）２　、　［）３　、　［）４にかける電圧
によって強弱に変化し、その結果、各電極ＤＩ　、　Ｄ
２　、０３　、　Ｄ４での電圧を適宜に異ならせること
により、ブツシュとしての特性に方向性が生じる。すな
わち高い電圧をかけた電４ｆｉｔＤ１　、　Ｄ２　、　
Ｄ３　、　Ｄ４の箇所での流動抵抗が大きくなるので、
第３図に示づブツシュによっても第２図に示′ｔｊｖｆ
性を得ることができる。また、特に、第３図に示す構成
の７ツシユでは、第１図に示す構成のものとは異なり、
外部磁力の彰ｗ４！−受けないために、磁気シールドが
不要であり、その結果、小型化や低コスト化を図ること
ができ、さらに電４ｆｌ！ＤＩ　、　Ｄ２　、　Ｄ３　
、　Ｄ４相互の干渉が生じないので、名主ｆｉＤ１　、
　Ｄ２　。

［）３．０４を接近させることができ、この点ても小型
化を図ることができる。

なお、上記の各実施例では４方向でブツシュ特性を異な
らせる場合を説明したが、この光間は上記の実施例に限
定きれるものではなく、各オリフィス０１．０２．０３
．０４もしくは電極ＤＩ。

Ｄ２　、Ｄ３　、Ｄ４における流動抵抗の大小の多様な
組合わせおよびその抵抗の度合の多様なＲＱ定によって
、さまざまな方向性を生じさせることができる。またこ
の発明では、弾性体に形−成する隔室を４室以上もしく
は４室以下としてもよい。さらにこの発明のブツシュは
サスペンションにおけるブツシュに通用する以外にエン
ジンなどを保持するブツシュにも適用することができる
。

弁明の効果以、Ｆの説明から明らかなようにこの光間のブツシュに
よれば、菰肴状態にＪｊいてバネ定数もしくは減貴特性
などのブツシュ特性の方向性を適宜に変更することがで
さ、さらに剛性の大小などの強度特性をも無段階に変更
することかできるので、中ヤヤリンクージにＩＴｆＥに
適合する特性に設定でさ、その結末、１ノスペンシヨン
プツシユとして用いた場合には乗心地や操安性を向上さ
せることができる。特にこの光間では隔室を４Ｔとし、
かつそれらの隔室を上下前後方向に対して斜め方向に配
′ａづれは°、斜め方向での特性の相違をより顕著に生
じさせることができる。またその設定作業はブツシュ自
体を交換せずにＲｊ体に芸者したままの状態での無段ｌ
＠調整によって行なうことができるので、工数や費用を
従来になく大幅に低減できる。

また狭斬状態での特性の無段階調整が可能であるから、
路面状況に対する最適特性のデータを得ることができる
。さらに電磁コイルなどの電気的に制御できる流動制御
手段を採用することにより、ブツシュ特性をコンピュー
タ制Ｓ−することもでき、そのようにすれば、路面状況
や走行状態に応じてブツシュ特性を逐時最適化できるた
め、乗心地や操安性を更に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示１１ｔ略的な断面図、
第２図（Ａ＞、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はブツシュ特性
に方向性を与えた場合の各方向での剛性の大小を説明す
るための説明図、第３図はこの発明の他の実施例を示す
概略的な断面図である。１・・・外筒、　２・・・内筒、　３・・・弾性体、　
ＣＩ。Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４・・・電磁コイル、　［）１　、　［
）２　。［）３．［）４・・・電極、　０１．０２．０３．０４
・・・オリフィス、　Ｐｉ　、Ｐ２　、Ｐ３　、Ｐ４・
・・剛パイプ、　、５１．８２．８３．．８４・・・隔
至、　Ｌｌｌ。ＩＪ２　、　ｌＪ３　、　ｊ１４・・・ユニオン、　Ｌ
ｌｌｌ、　ｔＪ１２．　Ｌｌｌ３．１Ｊ１４・・・３ウ
エイユニオン。出願人　　トヨタ自動車株式会社代理人　　弁理士　豊　１）酸欠（ほか１名）＠２図（Ｃ）ＦＦ ”ＯＦＦ” （Ｄ） ”ＯＮ第１第３図

Claims

【特許請求の範囲】

内筒と外筒とを、外筒の内周側に配置した弾性体によつ
て連結し、その弾性体の内部に液密状態に密閉しかつ円
周方向に配列した複数の隔室を形成するとともに、それ
らの隔室に該隔室に対して流出入する流体の流動に抵抗
を与えかつその抵抗を変えられる流動制御手段を接続し
て設け、それらの流動制御手段を循環管路によつて順次
接続することにより各隔室を互いに連通させ、かつ各隔
室および管路の内部に流体を充填したことを特徴とする
可変特性ブッシュ。