(57)【要約】【課題】可変剛性ブッシュにおいて、複数の方向の剛性を可変とする。【解決手段】可変剛性ブッシュ１であって、内筒部材１１と、内筒部材を外囲する外筒部材１２と、内筒部材及び外筒部材を連結する弾性部材１３とを有し、内筒部材は円筒状をなし、径方向外向きに延出する環状大径部２５を備えた内側ヨーク２０と、環状大径部の両側において内側ヨークの外周に同軸的に巻回されて互いに対向する向きに磁場を発生させる一対のコイル２１と、２つのコイルの互いに離反する側において内側ヨークに結合され、それぞれ環状大径部に対峙する一対の外側ヨーク２２とを含み、軸線を介して互いに対向する第１液室対４１と、内筒部材の軸線を介して互いに対向する第２液室対４２とに区画し、第１液室対は第１連通路４７によって接続され、第２液室対は第２連通路４９によって接続され、磁性流体５０が封入されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変剛性ブッシュであって、
筒状をなす内筒部材と、
前記内筒部材と同軸をなし、隙間を介して前記内筒部材を外囲する筒状の外筒部材と、
前記内筒部材及び前記外筒部材を連結する弾性部材とを有し、
前記内筒部材は円筒状をなし、径方向外向きに延出する環状大径部を備えた内側ヨークと、前記環状大径部の両側において前記内側ヨークの外周に同軸的に巻回されて互いに対向する向きに磁場を発生させる一対のコイルと、前記内側ヨークと同軸な筒状をなし、一端側において２つの前記コイルの互いに離反する側において前記内側ヨークに結合され、他端においてそれぞれ前記環状大径部に対峙する一対の外側ヨークとを含み、
前記弾性部材は前記内筒部材と前記外筒部材との間の隙間を前記内筒部材の軸線を介して互いに対向する第１液室対と、前記内筒部材の軸線を介して互いに対向する第２液室対とに区画し、
前記第１液室対は一方の前記外側ヨークと前記環状大径部との間を通過する第１連通路によって接続され、
前記第２液室対は他方の前記外側ヨークと前記環状大径部との間を通過する第２連通路によって接続され、
前記第１液室対、前記第２液室対、前記第１連通路、及び前記第２連通路には磁場によって粘性が変化する磁性流体が封入されていることを特徴とする可変剛性ブッシュ。
【請求項２】
前記第１液室対は前記内筒部材の軸線に直交する第１の方向に沿って並設され、
前記第２液室対は前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って並設されていることを特徴とする請求項１に記載の可変剛性ブッシュ。
【請求項３】
前記内筒部材は、前記外側ヨークのそれぞれと前記環状大径部との間の隙間を径外側から覆うとともに、非磁性体によって形成された筒状の中間筒を含み、
前記中間筒は前記環状大径部、前記外側ヨークと協働して、前記第１連通路及び前記第２連通路を画定していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可変剛性ブッシュ。
【請求項４】
前記中間筒は前記外側ヨークのそれぞれと前記環状大径部との間において、それぞれ径内側に突出して前記コイルの外周面に当接する一対の突出部を備えることを特徴とする請求項３に記載の可変剛性ブッシュ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、振動源、及び振動源を支持する支持部材の間に介装される弾性ブッシュであって、特に剛性を変化させることができる可変剛性ブッシュに関する。
【背景技術】
【０００２】
車体に固定された内筒と、内筒を外囲するとともにサスペンションのロアアームに固定された外筒と、内筒と外筒との間に設けられた弾性体とを有する弾性ブッシュが公知である（例えば、特許文献１）。車輪が路面の凹凸を乗り越える際にロアアームに車体後ろ向きの乗り越え荷重が加わると、弾性ブッシュに車体後方に向く荷重が加わる。車両が高速で旋回すると接地荷重が増加する旋回外輪において、サスペンションに車幅方向内向きの力が加わり、弾性ブッシュに車輪左右方向に向く荷重が加わる。
【０００３】
特許文献１の弾性ブッシュの内筒は、その軸線が車輪上下方向に沿うように車体に固定されている。弾性体には車体後方への荷重が作用したときに圧縮される部分に軸方向の孔であるすぐりが設けられ、旋回時に車輪左右方向に向く荷重が作用したときに圧縮される部分に中実部が設けられている。すぐり及び中実部を設けることで、弾性ブッシュの前後方向のばね定数が低下してサスペンションの前後方向の可動性が高められるとともに、車輪左右方向に向く荷重に対する剛性が増加し、操安性能を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４９０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるように車載用の弾性ブッシュでは方向に応じて異なる剛性を有するものが開発されている。このような弾性ブッシュでは更に車両の状況に応じて、目的に適した方向の剛性を可変とすることが好ましい。このように所定の方向に剛性が可変な弾性ブッシュを用いることで、車両がサスペンションのロアアームの揺動を抑えるべき状態にあるときに、揺動の抑制に効果的な方向の弾性ブッシュの剛性を高め、振動を吸収して車室内への騒音を低減すべきときには、振動の伝達の防止に効果的な方向の弾性ブッシュの剛性を低下させて振動を吸収させることが可能となる。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑み、可変剛性ブッシュにおいて、複数の方向の剛性を可変とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決するために、可変剛性ブッシュ（１）であって、筒状をなす内筒部材（１１）と、前記内筒部材と同軸をなし、隙間を介して前記内筒部材を外囲する筒状の外筒部材（１２）と、前記内筒部材及び前記外筒部材を連結する弾性部材（１３）とを有し、前記内筒部材は円筒状をなし、径方向外向きに延出する環状大径部（２５）を備えた内側ヨーク（２０）と、前記環状大径部の両側において前記内側ヨークの外周に同軸的に巻回されて互いに対向する向きに磁場を発生させる一対のコイル（２１）と、前記内側ヨークと同軸な筒状をなし、一端側において２つの前記コイルの互いに離反する側において前記内側ヨークに結合され、他端においてそれぞれ前記環状大径部に対峙する一対の外側ヨーク（２２）とを含み、前記弾性部材は前記内筒部材と前記外筒部材との間の隙間を前記内筒部材の軸線を介して互いに対向する第１液室対（４１）と、前記内筒部材の軸線を介して互いに対向する第２液室対（４２）とに区画し、前記第１液室対は一方の前記外側ヨークと前記環状大径部との間を通過する第１連通路（４７）によって接続され、前記第２液室対は他方の前記外側ヨークと前記環状大径部との間を通過する第２連通路（４９）によって接続され、前記第１液室対、前記第２液室対、前記第１連通路、及び前記第２連通路には磁場によって粘性が変化する磁性流体（５０）が封入されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、一対の外側ヨーク及び内側ヨークによってコイルそれぞれに対応する磁気回路が形成される。これにより、コイルの一方に電流を流すと、一方の外側ヨーク及び環状大径部との間にその電流の大きさに対応する磁場が発生し、一方の連通路に封入された磁性流体の粘性がその電流に応じて変化する。これにより、第１液室対及び第２液室対のいずれか一方の液室間の磁性流体の移動が妨げられて、可変剛性ブッシュの一方の液室対の対向する方向の剛性を高めることができる。同様に、コイルの他方に電流を流すと、他方の連通路に封入された磁性流体の粘性がその電流に応じて変化し、剛性可変ブッシュの他方の液室対の対向する方向の剛性を高めることができる。よって、可変剛性ブッシュの剛性の２つの方向の剛性を独立に変化させることができる。
【０００９】
また、上記構成において、前記第１液室対は前記内筒部材の軸線に直交する第１の方向（Ｙ）に沿って並設され、前記第２液室対は前記第１の方向に直交する第２の方向（Ｚ）に沿って並設されているとよい。
【００１０】
この構成によれば、可変剛性ブッシュにおいて、軸線に直交する２つの方向において剛性を変化させることができる。
【００１１】
また、上記構成において、前記内筒部材は、前記外側ヨークのそれぞれと前記環状大径部との間の隙間を径外側から覆うとともに、非磁性体によって形成された筒状の中間筒（２３）を含み、前記中間筒は前記環状大径部、前記外側ヨークと協働して、前記第１連通路及び前記第２連通路を画定しているとよい。
【００１２】
この構成によれば、一対の外側ヨーク及び内側ヨークよる磁気回路が乱されることなく形成され、且つ第１連通路及び第２連通路を構成することができる。
【００１３】
また、上記構成において、前記中間筒は前記外側ヨークのそれぞれと前記環状大径部との間において、それぞれ径内側に突出して前記コイルの外周面に当接する一対の突出部（３１）を備えるとよい。
【００１４】
この構成によれば、内筒部材と中間筒との間の隙間が周方向に突出部によって封じられて連通路が円弧状となる。これにより、第１液室対及び第２液室対がそれぞれ円弧状をなす一本の連通路によって接続されるため、複数本の連通路によって接続されている場合に比べて、液室間の磁性流体の移動を磁場によって妨げることが容易になり、可変剛性ブッシュの剛性を変化させ易くなる。
【発明の効果】
【００１５】
このように本発明によれば、可変剛性ブッシュにおいて、複数の方向の剛性が可変となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る可変剛性ブッシュが設けられたロアアームの斜視図
【図２】可変剛性ブッシュの分解斜視図
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図
【図４】図３の（Ａ）ＩＶＡ−ＩＶＡ、（Ｂ）ＩＶＢ−ＩＶＢ、及び（Ｃ）ＩＶＣ−ＩＶＣ断面図
【図５】本発明に係る可変剛性ブッシュのコイルに電流を流したときに発生する磁力線を示す可変剛性ブッシュの（Ａ）縦断面図、及び（Ｂ）図４（Ｂ）に対応する位置における横断面図
【図６】可変剛性ブッシュの剛性を高めた場合（実線）と剛性を低めた場合（破線）の車室内に伝わる騒音強度のエンジンの回転数依存性を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の可変剛性ブッシュを自動車のサスペンションに設けた実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
本発明の可変剛性ブッシュ１は、例えばダブルウィッシュボーン式のサスペンションにおいて、後輪を回転可能に支持するナックル（図示せず）を車体に連結するためのロアアーム２に設けられる。
【００１９】
ロアアーム２は車幅方向に延びる金属製の部材であり、車外側端部においてナックルに結合される。ロアアーム２の車内側端部には、図１に示すように、上下に貫通する貫通孔３が形成され、その貫通孔３に円筒状の可変剛性ブッシュ１が嵌め込まれている。可変剛性ブッシュ１は円筒状をなし、その軸線Ｘが上下方向となるようにロアアーム２に取付けられている。可変剛性ブッシュ１には軸線Ｘに沿って貫通するボルト孔５が設けられ、ボルト孔５に通されたボルトが車体に締結されることにより、ロアアーム２の車内側端部は車体に結合されている。以下では、可変剛性ブッシュ１について車体の前後左右上下方向に基づいて方向を記載して詳細に説明を行うが、この方向の記載によって可変剛性ブッシュ１の態様は限定されない。
【００２０】
可変剛性ブッシュ１は、上下方向に延びる軸線Ｘを中心とする円筒状の内筒部材１１と、内筒部材１１と同軸をなし、所定の間隔を介して内筒部材１１を外囲する外筒部材１２と、内筒部材１１と外筒部材１２との間に介装され、内筒部材１１と外筒部材１２とを連結する弾性部材１３とを有している。
【００２１】
内筒部材１１は上下に延びる軸線Ｘに沿って配置された円筒状をなしている。図２に示すように、内筒部材１１は軸線Ｘに沿って配置され、ボルト孔５を画定する略円筒状の内側ヨーク２０と、内側ヨーク２０の外周に同軸的に巻回された上下一対のコイル２１と、一端側において内側ヨーク２０の上端及び下端にそれぞれ結合され、他端側において互いに近接する方向に延びる一対の外側ヨーク２２と、外側ヨーク２２の他端それぞれに当接し、コイル２１を外囲する円筒状の中間筒２３とを含んでいる。
【００２２】
内側ヨーク２０は透磁率の高い金属によって構成された部材であり、より具体的には内側ヨーク２０は鉄、コバルト等の強磁性を示す金属を含んでいるとよい。本実施形態では内側ヨーク２０は鉄によって形成されている。
【００２３】
図３に示すように、内側ヨーク２０は軸線Ｘに沿う円筒状の内側ヨーク基体２４と、内側ヨーク基体２４の軸線方向略中央部（上下略中央部）の外周面において径方向外向きに延出する一つの環状大径部２５と、内側ヨーク基体２４の軸線方向両端部の外周面においてそれぞれ径外方向に径方向外向きに円環状（より詳細には、扇面状）に延出する鍔部２６とを備えている。本実施形態では環状大径部２５の外径は鍔部２６の外径よりも若干大きく、上下の鍔部２６の外径は互いに等しい。内筒部材１１は透磁率の高い金属製の部材であり、強磁性体によって形成されている。より具体的には内筒部材１１は鉄、コバルト等の金属を含んでいるとよい。本実施形態では内筒部材１１は鉄によって形成されている。
【００２４】
図２に示すように、コイル２１は環状大径部２５の上側及び下側それぞれにおいて、被覆銅線を内筒部材１１と略同軸に巻き回すことによって形成されている。本実施形態では、上側のコイル２１（以下、上コイル２１Ａ）と下側のコイル２１（以下、下コイル２１Ｂ）の上下方向の長さは等しく、巻き数が互いに等しい。また、上コイル２１Ａの巻線方向と下コイル２１Ｂの巻線方向とは逆向きとなるように設定されている。本実施形態では上コイル２１Ａ及び下コイル２１Ｂの外径は概ね等しく、上コイル２１Ａの外周面及び下コイル２１Ｂの外周面はそれぞれ、上下の鍔部２６の外周面に面一をなしている。上コイル２１Ａは下端において環状大径部２５の上面に当接し、上端において上側の鍔部２６の下面に当接している。下コイル２１Ｂは上端において環状大径部２５の下面に当接し、下端において下側の鍔部２６の上面に当接している。
【００２５】
鍔部２６のそれぞれには径内方向に凹む引出部２７が設けられ、それぞれのコイル２１を構成する銅線の端部が引出部２７を介して内筒部材１１の外部に引き出されている。内筒部材１１はコイル２１に電流を流すことによって発生した磁力線を集める鉄心として機能する。
【００２６】
外側ヨーク２２はそれぞれ軸線Ｘに沿って延びる円筒状をなしている。図３に示すように、外側ヨーク２２はそれぞれ一端側において内側ヨーク２０の上端又は下端、すなわち上コイル２１Ａ及び下コイル２１Ｂの互いに離反する側の端部外方に位置する内側ヨーク２０の端部にそれぞれ結合し、他端側において互いに対向する方向に延びて、それぞれ環状大径部２５に上下に対峙している。これにより、環状大径部２５と外側ヨーク２２との間にはそれぞれ円環状の隙間ＳＡ及び隙間ＳＢが形成されている。以下では、内側ヨーク２０の上端に結合された外側ヨーク２２を上外側ヨーク２２Ａ、内側ヨーク２０の下端に結合された外側ヨーク２２を下外側ヨーク２２Ｂと記載する。
【００２７】
上外側ヨーク２２Ａは上側の鍔部２６及び上コイル２１Ａの外径と実質的に同一な内径を有し、内側ヨーク２０の上部及びコイル２１の上部が上外側ヨーク２２Ａの内孔に受容されている。上側の鍔部２６の外周面、及びコイル２１の上部外周面はそれぞれ上外側ヨーク２２Ａの内周面に当接している。
【００２８】
下外側ヨーク２２Ｂは下側の鍔部２６及びコイル２１の外径と実質的に同一な内径を有し、内側ヨーク２０の下部が下外側ヨーク２２Ｂの内孔に受容されている。下側の鍔部２６の外周面、及びコイル２１の下部外周面はそれぞれ下外側ヨーク２２Ｂの内周面に当接している。下外側ヨーク２２Ｂの外径は上外側ヨーク２２Ａの外径に実質的に等しい。
【００２９】
上外側ヨーク２２Ａ及び下外側ヨーク２２Ｂはそれぞれ内側ヨーク２０と同様に透磁率の高い金属によって構成された部材であり、より具体的には内側ヨーク２０は鉄、コバルト等の強磁性を示す金属を含んでいるとよい。本実施形態では上外側ヨーク２２Ａ及び下外側ヨーク２２Ｂはそれぞれ内側ヨーク２０と同様に鉄によって形成されている。
【００３０】
上外側ヨーク２２Ａの下端部及び下外側ヨーク２２Ｂの上端部にはそれぞれ内側ヨーク２０の軸線Ｘに沿って互いに対向する方向に突出し、他の部分よりも小径な円筒状の小径部２８が設けられている。小径部２８の基端側の周方向外方にはそれぞれ、略水平をなす円環状の円環面２９が形成されている。
【００３１】
中間筒２３は円筒形をなし、上外側ヨーク２２Ａ及び下外側ヨーク２２Ｂの間に配置されている。中間筒２３の内孔には内側ヨーク２０が上下のコイル２１とともに通過し、図４（Ｂ）に示すように、中間筒２３の内周面には環状大径部２５の外周面が当接している。中間筒２３は上外側ヨーク２２Ａと環状大径部２５の間の隙間ＳＡと、下外側ヨーク２２Ｂと環状大径部２５との間の隙間ＳＢとを外囲して径外側より覆っている。中間筒２３は内側ヨーク２０を構成する金属よりも透磁率の低い非磁性体の金属、より具体的にはアルミニウムによって形成されているとよい。
【００３２】
中間筒２３は下部を構成する略円筒形の中間筒下部材２３Ｂ、及び上部を構成する略円筒形の中間筒上部材２３Ａの上下一対の部材からなる。中間筒下部材２３Ｂは中間筒上部材２３Ａとは略同形をなしているため、以下では中間筒上部材２３Ａについて詳細に説明する。また、部材が中間筒上部材２３Ａ及び中間筒下部材２３Ｂと同様に上下に対をなす場合には、上側の部材には末尾にＡの符号を、下側の部材には末尾にＢの符号をそれぞれ付加して記載する。
【００３３】
図４（Ａ）に示すように、中間筒上部材２３Ａは円筒形をなす上部基体３０Ａと、上部基体３０Ａの内周面下端から径内に突出する突出部３１Ａとを備える。図３に示すように、上部基体３０Ａの内径は上外側ヨーク２２Ａの小径部２８の外径と実質的に等しい。上部基体３０Ａには上外側ヨーク２２Ａの小径部２８が嵌め込まれて、上部基体３０Ａの内周面には上外側ヨーク２２Ａの小径部２８の外周面が当接し、両者の径方向の隙間が封じられている。上部基体３０Ａは上縁において上外側ヨーク２２Ａの円環面２９に当接し、両者の間の隙間が封じられている。上部基体３０Ａの下端は環状大径部２５の上下方向略中央部に位置し、中間筒下部材２３Ｂの基体（下部基体３０Ｂ）の上縁に結合している。上部基体３０Ａの下端内周面は環状大径部２５の外周面に当接し、両者の間の隙間が封じられている。
【００３４】
突出部３１Ａは上下方向を向く主面を有する板状をなし、図４（Ａ）に示すように、上面視で円弧状をなしている。突出部３１Ａは外周縁において上部基体３０Ａの内周面上端に結合し、上外側ヨーク２２Ａと環状大径部２５との間の隙間ＳＡ、より詳細には、上外側ヨーク２２Ａの小径部２８の下端面と環状大径部２５の上面との間の隙間に突入している。突出部３１Ａは下面において環状大径部２５の上面に当接し、両者の間の隙間が封じられている。更に、突出部３１Ａは上面において上外側ヨーク２２Ａの小径部２８の下面に当接し、両者の間の隙間が封じられている。突出部３１Ａは内周面において上コイル２１Ａの外周面に当接し、両者の間の隙間が封じられている。中間筒上部材２３Ａ、環状大径部２５、上外側ヨーク２２Ａ、及び上コイル２１Ａが協働し、上コイル２１Ａの外周面と、上部基体３０Ａの内周面と、突出部３１Ａの周方向両端面とによって画定される円弧状の第１周方向通路３３が形成される。本実施形態では、第１周方向通路３３の周方向の長さは上外側ヨーク２２Ａの小径部２８の下端面と環状大径部２５の上面とによって画定される円環状の隙間ＳＡの周方向の長さの２分の１よりも長く、４分の３よりも短くなるように構成されている。
【００３５】
上部基体３０Ａには突出部３１Ａの周方向両端において径方向に貫通する２つの第１開口３２Ａが設けられている。これにより、第１周方向通路３３は第１開口３２Ａを介して中間筒２３の径外側に連通している。本実施形態では、上部基体３０Ａの下縁には上方に凹む２つの凹部３４Ａが設けられ、第１開口３２Ａの上縁は凹部３４Ａを画定する壁面によって、下縁は下部基体３０Ｂの上縁によって画定されている。
【００３６】
中間筒下部材２３Ｂは中間筒上部材２３Ａに対して上下反転され、上方から見て左回りに９０度回転されている。中間筒下部材２３Ｂは、中間筒上部材２３Ａと同様に下外側ヨーク２２Ｂの小径部２８が嵌め込まれている。
【００３７】
図４（Ｃ）に示すように、中間筒下部材２３Ｂには、中間筒上部材２３Ａと同様に下部基体３０Ｂの上縁から径内側に突出する突出部３１Ｂが設けられている。突出部３１Ｂは下外側ヨーク２２Ｂ及び環状大径部２５の間に突入し、下外側ヨーク２２Ｂ及び環状大径部２５の間の隙間ＳＢを周方向に封じている。これにより、中間筒下部材２３Ｂ、環状大径部２５、下外側ヨーク２２Ｂ、及び下コイル２１Ｂが協働し、下コイル２１Ｂの外周面、環状大径部２５の上面、下部基体３０Ｂの内周面、及び突出部３１Ｂの周方向両端面によって周方向に延在する円弧状の第２周方向通路３５が画定されている。下部基体３０Ｂには第２連通路４９の両端に近傍においてそれぞれ径方向に貫通する２つの第２開口３２Ｂが設けられている。これにより、第２周方向通路３５は第２開口３２Ｂを介して中間筒２３の径外側に連通している。本実施形態では、第２開口３２Ｂは第１開口３２Ａと同様に下部基体３０Ｂの下縁に設けられた凹部３４Ｂによって画定されている。
【００３８】
図３に示すように、第１周方向通路３３及び第２周方向通路３５は上下に離間している。第１周方向通路３３は上コイル２１Ａの上端径外側に配置され、第２周方向通路３５は下コイル２１Ｂの下端径外側にそれぞれ配置されている。第１周方向通路３３及び第２周方向通路３５はそれぞれ環状大径部２５と外側ヨーク２２との間を通過している。第１周方向通路３３及び第２周方向通路３５は互いに同形をなし、上面視で第２周方向通路３５は第１周方向通路３３を左回りに９０度回転した位置にある。
【００３９】
図２に示すように、外筒部材１２は上部を構成する上外筒部材１２Ａ、及び下部を構成する下外筒部材１２Ｂと、上外筒部材１２Ａ及び下外筒部材１２Ｂを外囲する収容部材１２Ｃとを含む。上外筒部材１２Ａ及び下外筒部材１２Ｂはそれぞれ略同形をなし、内筒部材１１の軸線Ｘを中心として配置され、内筒部材１１と同軸をなしている。上外筒部材１２Ａの下端及び下外筒部材１２Ｂの上端は互いに当接している。収容部材１２Ｃは軸線Ｘを中心として配置された円筒形をなし、内筒部材１１と同軸をなしている。収容部材１２Ｃは上下に貫通する内孔を備え、その内孔には上外筒部材１２Ａ及び下外筒部材１２Ｂが収容されている。上外筒部材１２Ａの外周面及び下外筒部材１２Ｂの外周面はそれぞれ、収容部材１２Ｃの内周面に密着し、上外筒部材１２Ａ及び下外筒部材１２Ｂは収容部材１２Ｃに結合して、一体となっている。外筒部材１２の内径、すなわち、上外筒部材１２Ａの内径及び下外筒部材１２Ｂの内径はそれぞれ内筒部材１１の外径、より詳細には外側ヨーク２２の外径よりも大きく、内筒部材１１と外筒部材１２との間には隙間が形成されている。
【００４０】
弾性部材１３はゴム等の弾性を有する材料によって形成された部材であり、内筒部材１１と外筒部材１２との間の隙間に嵌め込まれている。弾性部材１３は上部を構成する上弾性部材１３Ａ、及び下部を構成する下弾性部材１３Ｂを含む。上弾性部材１３Ａは円筒状をなす部材であり、その内周面全域において上外側ヨーク２２Ａ、及び中間筒上部材２３Ａの外周面に当接し、外周面全域において上外筒部材１２Ａの内周面に当接している。
【００４１】
図４（Ａ）に示すように、上弾性部材１３Ａの下面には軸線Ｘを中心に軸線Ｘに直交する水平面内の一つの方向（以下、第１の方向Ｙ）に沿って互いに対向する一対の第１上側凹部３７Ａ、３８Ａと、軸線Ｘを中心に軸線Ｘ及び第１の方向Ｙに直交する第２の方向Ｚに沿って互いに対向する一対の第２上側凹部３９Ａ、４０Ａとが形成されている。
【００４２】
図４（Ｃ）に示すように、下弾性部材１３Ｂは上弾性部材１３Ａと同様に円筒状をなす部材であり、その内周面全域において下外側ヨーク２２Ｂの外周面及び中間筒下部材２３Ｂの外周面に当接し、外周面全域において下外筒部材１２Ｂの内周面に当接している。下弾性部材１３Ｂの上面には第１上側凹部３７Ａ、３８Ａそれぞれに整合する位置において下方に凹む一対の第１下側凹部３７Ｂ、３８Ｂが、第２上側凹部３９Ａ、４０Ａそれぞれに整合する位置において下方に凹む一対の第２下側凹部３９Ｂ、４０Ｂがそれぞれ形成されている。
【００４３】
上弾性部材１３Ａの下面と下弾性部材１３Ｂの上面とは互いに接合されている。これより、第１上側凹部３７Ａ、３８Ａ及び第１下側凹部３７Ｂ、３８Ｂによって、第１の方向Ｙに沿って並設され、且つ軸線Ｘを介して第１の方向Ｙに互いに対向する２つの液室４１Ｐ、４１Ｑ（以下、第１液室対４１）が画定される。更に、第２上側凹部３９Ａ、４０Ａ及び第２下側凹部３９Ｂ、４０Ｂによって、第２の方向Ｚに沿って並設され、且つ軸線Ｘを介して第２の方向Ｚに互いに対向する２つの液室４２Ｐ、４２Ｑ（以下、第２液室対４２）が画定されている。換言すれば、弾性部材１３が設けられることで、内筒部材１１と外筒部材１２との間の隙間が第１液室対４１及び第２液室対４２の４つの液室に区画されている。
【００４４】
図４（Ａ）に示すように、第１液室対４１の液室はそれぞれ対応する第１開口３２Ａの径外側に位置している。すなわち、第１連通路４７の周方向における端部はそれぞれ対応する第１液室対４１の液室の径方向内側に位置している。図４（Ｃ）に示すように、第２液室対４２の液室はそれぞれ対応する第２開口３２Ｂの径外側に位置している。すなわち、第２液室対４２の周方向における端部はそれぞれ対応する第２液室対４２の液室の径方向内側に位置している。弾性部材１３には液室それぞれと対応する開口を繋ぐ接続路４４が設けられている。これにより、図４（Ａ）に示すように、第１液室対４１は第１周方向通路３３、２つの第１開口３２Ａ、及び接続路４４を含む第１連通路４７を介して互いに連通している。また、図４（Ｂ）に示すように、第２液室対４２は、第２周方向通路３５、２つの第２開口３２Ｂ、及び接続路４４を含む第２連通路４９を介して互いに連通している。
【００４５】
本実施形態では、可変剛性ブッシュ１は第１の方向Ｙが概ね車両前後方向となり、且つ第２の方向Ｚが概ね車輪左右方向、より詳細には舵角が零であるときの車幅方向となるようにロアアーム２に設けられている。
【００４６】
図４（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、第１液室対４１、第２液室対４２、第１連通路４７、及び第２連通路４９にはそれぞれ磁性流体５０が封入されている。磁性流体５０は油などの溶媒中に分散した鉄粒子を含む非圧縮性の流体であって、印加磁場に応じて粘弾性、特に粘性が変化する磁気粘弾性流体（Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｆｌｕｉｄ、ＭＲＦ）や磁気粘弾性コンパウンド（Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＭＲＣ）であるとよい。本実施形態では、磁性流体５０としてＭＲＣが用いられている。磁性流体５０に磁場が印加されると、鉄微粒子が磁場の方向に沿って鎖状に配列し、鎖状のクラスタを形成する。これにより、溶媒の磁場に垂直な方向の流動が鎖状のクラスタによって妨げられ、磁性流体５０の粘性が高まり、磁性流体５０が半固体化する。
【００４７】
図１に示すように、上コイル２１Ａ及び下コイル２１Ｂはそれぞれ異なる電圧源６０Ａ、６０Ｂに接続され、各電圧源６０Ａ、６０Ｂは信号線を介して制御装置６５に接続されている。制御装置６５は、舵角センサや加速度センサ等の車載センサ８０に接続され、車載センサ８０からの出力に応じて、各電圧源６０Ａ、６０Ｂが出力する電圧を制御する。但し、本実施形態では、制御装置６５は、各電圧源６０Ａ、６０Ｂが出力する電圧を上コイル２１Ａにおいて発生する磁場の向きと下コイル２１Ｂにおいて発生する磁場の向きとが互いに逆向きとなるように設定する。
【００４８】
次に、本実施形態に係る可変剛性ブッシュ１の動作について説明する。可変剛性ブッシュ１に第１の方向Ｙに平行な荷重が加わると弾性部材１３が変形し、第１液室対４１の一方側の容積が増加し、第１液室対４１の他方側の液室の容積が減少する。この弾性部材１３の変形によって、磁性流体５０が第１連通路４７を介して第１液室対４１の一方側の液室から第１液室対４１の他方側の液室に向かって流動する。磁性流体５０は第１連通路４７の内部を流動するときに抵抗を受けることによって、可変剛性ブッシュ１に加わる荷重が吸収される。
【００４９】
同様に、可変剛性ブッシュ１に第２の方向Ｚに平行な荷重が加わると、第２液室対４２の間で磁性流体５０が第２連通路４９を介して流動する。磁性流体５０が第２連通路４９を流動するときに抵抗を受けることによって、可変剛性ブッシュ１に加わる荷重が吸収される。
【００５０】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）には上コイル２１Ａ及び下コイル２１Ｂに電圧を印加してそれぞれ等しい電流を流し、逆向きの磁場を発生させたときの磁力線が実線で図示されている。図５（Ａ）に示すように、上コイル２１Ａに及び下コイル２１Ｂにはそれぞれ対応する磁気回路７０Ａ、７０Ｂが形成される。より詳細には、上コイル２１Ａに対応する磁気回路７０Ａは、環状大径部２５、内側ヨーク基体２４の上部、上側の鍔部２６、及び上外側ヨーク２２Ａを通過するループ状の磁束を形成する。このとき、上コイル２１Ａによって発生した磁場による磁束は概ね上外側ヨーク２２Ａ及び環状大径部２５の間の隙間を通過する。よって、上コイル２１Ａの磁気回路７０Ａは上コイル２１Ａにおいて発生した磁場を上外側ヨーク２２Ａ及び環状大径部２５の間の隙間に集中させる役割を果たし、上コイル２１Ａに対応する磁場が第１連通路４７に印加される。これにより、第１連通路４７の内部に封入された磁性流体５０の粘性が変化する。これにより第１液室対４１の液室の間の磁性流体５０の移動が妨げられて、第１の方向Ｙに沿う荷重が加わったときの可変剛性ブッシュ１の変形が阻害され、可変剛性ブッシュ１の第１の方向Ｙの剛性が増大する。
【００５１】
下コイル２１Ｂに対応する磁気回路７０Ｂは、環状大径部２５、内側ヨーク基体２４の下部、下側の鍔部２６、及び下外側ヨーク２２Ｂを通過するループ状の磁束を形成する。このとき、下コイル２１Ｂによって発生した磁場による磁束は概ね下外側ヨーク２２Ｂ及び環状大径部２５の間の隙間を通過する。よって、下コイル２１Ｂの磁気回路７０Ｂは下コイル２１Ｂにおいて発生した磁場を下外側ヨーク２２Ｂ及び環状大径部２５の間の隙間に集中させる役割を果たし、下コイル２１Ｂに対応する磁場が第２連通路４９に印加される。これにより、第２連通路４９の内部に封入された磁性流体５０の粘性が変化する。これにより第２液室対４２の液室の間の磁性流体５０の移動が妨げられて、第２の方向Ｚに沿う荷重が加わったときの可変剛性ブッシュ１の変形が阻害され、可変剛性ブッシュ１の第２の方向Ｚの剛性が増大する。
【００５２】
次に、可変剛性ブッシュ１の効果について説明する。各電圧源６０Ａ、６０Ｂの出力電圧を制御することにより上コイル２１Ａを流れる電流を下コイル２１Ｂに流れる電流に比べて大きくすると、第１連通路４７に加わる磁場が第２連通路４９に加わる磁場よりも大きくなる。これにより、可変剛性ブッシュ１の第１の方向Ｙについての剛性を第２の方向Ｚの剛性に比べて増加させることができる。同様に、下コイル２１Ｂを流れる電流を増加させると、第２連通路４９に加わる磁場が第１連通路４７に加わる磁場よりも大きくなり、可変剛性ブッシュ１の第２の方向Ｚについての剛性を第１の方向Ｙの剛性に比べて増加させることができる。このように、上コイル２１Ａに流れる電流の大きさと、下コイル２１Ｂに流れる電流の大きさとを制御することで、可変剛性ブッシュ１の２つの軸直方向（第１の方向Ｙ及び第２の方向Ｚ）の剛性を独立に変化させることができる。
【００５３】
路面の凹凸が大きい場合や車輪に加わる制動力が大きい場合には、車輪に後方に向く荷重が加わり、可変剛性ブッシュ１に車体後方に向く荷重が加わることがある。このような場合には、制御装置６５は上コイル２１Ａに流れる電流を増加させるべく、電圧源６０Ａが出力する電圧を制御して第１の方向Ｙである前後方向の剛性を高める。
【００５４】
車両が高速で旋回すると、旋回による遠心力で車体が旋回方向外側に傾くことがある。これにより、旋回方向外側に位置する車輪の接地面積が増加し、旋回方向外側の車輪に路面から車幅方向内側に向く横力が作用する。このような場合には、制御装置６５は下コイル２１Ｂに流れる電流を増加させるべく、電圧源６０Ｂが出力する電圧を制御して第２の方向Ｚである左右方向の剛性を高める。このように構成することで、操舵されるときや路面から外乱となる荷重が加わったときに、車輪が車体に対して変位し難くなり、ハンドリング性能が向上する。
【００５５】
一方、路面の凹凸が小さい場合や車輪に加わる制動力が小さい場合には、制御装置６５は各電圧源６０Ａ及び６０Ｂが出力する電圧を減少させる。これにより、上コイル２１Ａ及び下コイル２１Ｂに流れる電流が低下して可変剛性ブッシュ１の剛性が低下する。図６には、剛性を高めた場合（実線）と剛性を低めた場合（破線）の車室内に伝わる騒音強度（デシベル単位）のエンジンの回転数依存性が示されている。図６に示すように、可変剛性ブッシュ１の剛性を低下させることによって、振動が可変剛性ブッシュ１によって吸収させて、車室内の騒音強度を低下させることができる。
【００５６】
このように、可変剛性ブッシュ１をサスペンションに設けることで、ハンドリング性能を向上させるべきときに、荷重が加わる方向に沿って可変剛性ブッシュ１の剛性を高めることができ、振動騒音を低減すべきときに可変剛性ブッシュ１の剛性を低下させることができる。これにより、ハンドリング性能を向上させつつ、振動騒音を低減することが可能となる。
【００５７】
ソレノイドコイル等のコイル２１は一般に、コイル２１に流れる電流によって、その内孔内部に強い磁場を発生する。そのため、磁性流体５０を用いて剛性を可変とする可変剛性ブッシュ１では、強い磁場が発生するコイル２１の内孔に磁性流体５０の流路を設けることが好ましい。しかし、磁性流体５０の流路をコイル２１の内孔に設けることは容易ではない。
【００５８】
本実施形態では、図５（Ａ）に示すように、上コイル２１Ａにおいて発生する磁場の向きと下コイル２１Ｂにおいて発生する磁場の向きとが互いに逆向きとなるように構成されている。これにより、上コイル２１Ａからの磁力線と、下コイル２１Ｂからの磁力線とが、上コイル２１Ａと下コイル２１Ｂとの間で互いに離反して径外側に延びて、図５（Ｂ）に示すように、上コイル２１Ａ及び下コイル２１Ｂの間の隙間の径外側に延び、互いに反発する方向（すなわち上下方向）に延びるように形成される。これにより、上面視で上コイル２１Ａ及び下コイル２１Ｂの内孔の径外側を通過する第１連通路４７及び第２連通路４９に磁性流体５０の粘性が有意に変わる十分な強さ磁場を印加することが可能となる。
【００５９】
可変剛性ブッシュ１の剛性を変化し易くするためには、磁性流体５０の流路の断面積を減らし、磁性流体５０の流路の長さを増やすとよい。本実施形態では、第１液室対４１及び第２液室対４２を構成する２つの液室がそれぞれ周方向に離間した位置に設けられるため、それらを接続する第１連通路４７及び第２連通路４９をそれぞれ周方向に長くすることができる。これにより、第１液室対４１及び第２液室対４２において、対をなす２つの液室間の流体の移動が妨げられ易くなり（すなわち、コンダクタンスが変化し易くなり）、可変剛性ブッシュ１の剛性が変化し易くなる。
【００６０】
環状大径部２５と外側ヨーク２２及びコイル２１との間の隙間ＳＡ、ＳＢが突出部３１によってそれぞれ封じられることで、第１周方向通路３３及び第２周方向通路３５が円弧状をなすように形成されている。一方、突出部３１が設けられていない場合では、環状大径部２５と外側ヨーク２２及びコイル２１との間の隙間は円環状となり、第１液室対４１及び第２液室対４２を構成する２つの液室が並列に接続された２つの円弧状の流路によって接続されることとなる。この２つの円弧状の流路に不均一に磁場が印加されると、磁性流体５０は主に通過し易い方の流路を介して２つの液室間を流動することとなり、２つの液室間の磁性流体５０の移動を妨げることが難しくなる。本実施形態では、突出部３１を設けて、１つの円弧状の第１連通路４７及び第２連通路４９によって対応する２つの液室間を接続されているため、液室間の磁性流体５０の移動を磁場によって妨げることが容易であり、可変剛性ブッシュ１の剛性が変化し易い。
【００６１】
中間筒２３によって２つの外側ヨーク２２の間に配置され、中間筒２３によって隙間ＳＡ及び隙間ＳＢがそれぞれ径外側から封じられて、第１連通路４７及び第２連通路４８が形成されている。このとき、中間筒２３は透磁率の低い材料によって形成されているため、中間筒２３が外側ヨーク２２の間に配置されることによって磁気回路７０Ａ、及び７０Ｂが乱されることがなく、図５に示すように、第１連通路４７及び第２連通路４８に磁場を印加することができる。
【００６２】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、材料など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１      ：可変剛性ブッシュ
１１    ：内筒部材
１２    ：外筒部材
１３    ：弾性部材
２０    ：内側ヨーク
２１    ：コイル
２２    ：外側ヨーク
２３    ：中間筒
２５    ：環状大径部
３１    ：突出部
４１    ：第１液室対
４２    ：第２液室対
４７    ：第１連通路
４９    ：第２連通路
５０    ：磁性流体
Ｙ      ：第１の方向
Ｚ      ：第２の方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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