(57)【要約】【課題】減衰特性を制御することが可能なアクティブ制御コロイダルダンパの提供。【解決手段】シリンダ２と、シリンダ２に往復動自在に案内支持され、シリンダ２と協働して密閉空間３を形成するピストン４と、多数の細孔を有し、密閉空間３に収容される多孔質体８と、多孔質体８とともに密閉空間３に収容され、加圧時に多孔質体８の細孔へ流入する一方、減圧時に多孔質体８の細孔から流出する作動液体７と、密閉空間３内の圧力を調整するサーボ弁６やポンプ装置１０などの圧力調整手段とを備える。【選択図】図７
2008309250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
このシリンダに往復動自在に案内支持され、シリンダと協働して密閉空間を形成するピストンと、
多数の細孔を有し、前記密閉空間に収容される多孔質体と、
前記多孔質体とともに前記密閉空間に収容され、加圧時に前記多孔質体の細孔へ流入する一方、減圧時に前記多孔質体の細孔から流出する作動液体と、
前記密閉空間内の圧力を調整する圧力調整手段と
を備えるアクティブ制御コロイダルダンパ。
【請求項２】
前記圧力調整手段は、前記密閉空間内の初期圧力を調整するものである請求項１記載のアクティブ制御コロイダルダンパ。
【請求項３】
前記圧力調整手段として、前記密閉空間に連通され、前記密閉空間内の作動液体を流出入させるポンプ装置を備えた請求項１または２に記載のアクティブ制御コロイダルダンパ。
【請求項４】
前記圧力調整手段として、前記多孔質体、作動液体またはシリンダに弾性波を加振する加振装置を備えた請求項１から３のいずれかに記載のアクティブ制御コロイダルダンパ。
【請求項５】
前記圧力調整手段として、前記多孔質体および作動液体のいずれかまたは両方の表面張力を制御する表面張力制御手段を備えた請求項１から４のいずれかに記載のアクティブ制御コロイダルダンパ。
【請求項６】
前記表面張力制御手段は、前記密閉空間内の電場を制御する電場制御装置である請求項５記載のアクティブ制御コロイダルダンパ。
【請求項７】
前記表面張力制御手段は、前記密閉空間内の磁場を制御する磁場制御装置である請求項５または６に記載のアクティブ制御コロイダルダンパ。
【請求項８】
前記表面張力制御手段は、前記密閉空間内の多孔質体および作動液体のいずれかまたは両方の温度を制御する温度制御装置である請求項５から７のいずれかに記載のアクティブ制御コロイダルダンパ。
【請求項９】
前記作動液体は、可逆酸化還元性を有する界面活性剤が混入されたものであり、
前記表面張力制御手段は、前記界面活性剤の可逆酸化還元性を制御する電気化学制御装置である請求項５から８のいずれかに記載のアクティブ制御コロイダルダンパ。
【請求項１０】
前記作動液体は、光または紫外線の照射により可逆光異性化性を示す界面活性剤が混入されたものであり、
前記表面張力制御手段は、前記界面活性剤の可逆光異性化を制御する光または紫外線の照射装置である請求項５から９のいずれかに記載のアクティブ制御コロイダルダンパ。
【請求項１１】
前記圧力調整手段として、前記多孔質体の細孔の内径を制御する細孔内径制御手段を備えた請求項１から１０のいずれかに記載のアクティブ制御コロイダルダンパ。
【請求項１２】
前記多孔質体は、疎水処理分子によって疎水処理が施されたものであり、
前記細孔内径制御手段は、前記疎水処理分子を回転または伸縮させるものである請求項１１記載のアクティブ制御コロイダルダンパ。
【請求項１３】
前記細孔内径制御手段は、光または紫外線の照射装置である請求項１２記載のアクティブ制御コロイダルダンパ。
【請求項１４】
前記圧力調整手段として、前記多孔質体および作動液体のいずれかまたは両方の質量を調整する質量調整手段を備えた請求項１から１３のいずれかに記載のアクティブ制御コロイダルダンパ。
【請求項１５】
前記多孔質体は、疎水化多孔質シリカゲルである請求項１から１４のいずれかに記載のアクティブ制御コロイダルダンパ。
【請求項１６】
前記作動液体が水であり、前記密閉空間内の初期圧力が１５〜３５ＭＰａである請求項１から１５のいずれかに記載のアクティブ制御コロイダルダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉空間にシリカゲル等の多孔質体と作動液体との混合物（コロイド溶液）を封入し、多孔質体の細孔へ作動液体を流出入させることにより、外部から作用する力学的エネルギを散逸させるコロイダルダンパに係り、より詳しくは、減衰特性を変化させることが可能なアクティブ制御コロイダルダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な自動車の懸架装置（サスペンション）は、コイルばねと油圧ダンパから構成される。この構成の懸架装置では、衝撃を受けたときにコイルばねが圧縮され、力学的エネルギが吸収される。その後、コイルばねが引っ張られる際、吸収されたエネルギが油圧ダンパに伝達され、油圧ダンパが、流体摩擦によって力学的エネルギを熱エネルギに変換しながら、衝撃や振動を散逸する。
【０００３】
また、ダンパの１つとして、密閉空間にシリカゲル等の多孔質体と作動液体との混合物を封入し、多孔質体の細孔へ作動液体を流出入させることにより、外部から作用する力学的エネルギを散逸させるコロイダルダンパが開発されている（例えば、特許文献１，２参照。）。また、本発明者は、コロイダルダンパを実用上十分な回数繰り返し使用しても性能を維持できるようにするため、例えば特許文献３〜５に記載のような改良を行っている。
【０００４】
【特許文献１】国際公開第９６／１８０４０号パンフレット
【特許文献２】国際公開第０１／５５６１６号パンフレット
【特許文献３】特開２００４−４４７３２号公報
【特許文献４】特開２００５−１２１０９２号公報
【特許文献５】特開２００６−１１８５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のコロイダルダンパは、いわゆるパッシブ（受動）制御ダンパであり、減衰特性（散逸エネルギや減衰係数等）は定値である。しかしながら、外励振（例えば、乗り物の懸架装置の場合の凹凸路面の変位励振や、耐震システムの場合の地震の加振力）による、振動や衝撃のエネルギを効果的に散逸するためには、ダンパの減衰特性を変化させて調整（制御）しなければならない。
【０００６】
そこで、本発明においては、減衰特性を制御することが可能なアクティブ（能動）制御コロイダルダンパを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のアクティブ制御コロイダルダンパは、シリンダと、このシリンダに往復動自在に案内支持され、シリンダと協働して密閉空間を形成するピストンと、多数の細孔を有し、密閉空間に収容される多孔質体と、多孔質体とともに密閉空間に収容され、加圧時に多孔質体の細孔へ流入する一方、減圧時に多孔質体の細孔から流出する作動液体と、密閉空間内の圧力を調整する圧力調整手段とを備えるものである。
【０００８】
本発明のアクティブ制御コロイダルダンパは、シリンダとピストンにより形成される密閉空間内の圧力を圧力調整手段により調整することで、能動的に減衰特性を制御する。図１（ａ）は本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの動作原理を示す説明図、同図（ｂ）は従来のパッシブ制御コロイダルダンパの動作原理を示す説明図である。
【０００９】
図１（ａ）において、密閉空間内の圧力の釣り合い方程式は、次のようになる。
【数１】
2008309250.tif 000003
ここで、Ｐ＝４Ｆ／（πＤ2）は外圧力、ｐは内圧力（コロイド溶液の影響）、ｐf＝４Ｆf／（πＤ2）は摩擦圧力（摩擦の影響）、Ｆは外力、Ｆfは摩擦力、Ｄはピストンの直径である。なお、摩擦圧力（摩擦力）はピストン速度ｖの逆方向に働く。つまり、加圧時の摩擦力の方向と減圧時の摩擦力の方向は反対である。
【００１０】
コロイダルダンパの全散逸エネルギＥtの計算式は、次のようになる。
【数２】
2008309250.tif 000004
ここで、
2008309250.tif 000005
は、コロイド溶液による散逸されたエネルギであり、
2008309250.tif 000006
は摩擦による散逸されたエネルギである。Ｓは変位励振（ストローク）である。摩擦力Ｆfは、ピストン・パッキン、ピストン・シリンダ、並びにピストン・パッキンカバの接触状況に依存する。
【００１１】
コロイダルダンパの全減衰係数Ｃtの計算式は、次のようになる。
【数３】
2008309250.tif 000007
ここで、
2008309250.tif 000008
はコロイド溶液による減衰係数であり、
2008309250.tif 000009
は摩擦による減衰係数である。ＳVは変位励振Ｓの振幅である。
【００１２】
摩擦の影響を無視すると、コロイド溶液による最大散逸エネルギＥmaxと最大減衰係数Ｃmaxの計算式は次のようになる。
【数４】
2008309250.tif 000010
ここで、ｐcは加圧時の内圧力、ｐrは減圧時の内圧力である。
【００１３】
図２（ａ）は本発明のアクティブ制御コロイダルダンパにより密閉空間内の初期圧力ｐ0を調整した場合の減衰特性を示す図、同図（ｂ）は従来のパッシブ制御コロイダルダンパの減衰特性を示す図である。
【００１４】
従来のパッシブ制御コロイダルダンパ（初期圧力ｐ0＝０，初期位置Ｓ0＝０，図２（ｂ））の場合、減衰特性の計算式は次のようになる。
【数５】
2008309250.tif 000011
【００１５】
一方、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパ（初期圧力ｐ0＞０，初期位置Ｓ0＞０，図２（ａ））の場合、減衰特性の計算式は次のようになる。
【数６】
2008309250.tif 000012
ここで、初期圧力ｐ0（初期位置Ｓ0）は、制御パラメータとなる。
【００１６】
変位励振の振幅ＳVは凹凸路面の振幅と車の懸架装置の機構に依存するので、一般的に不可制御パラメータとなる。また、円振動数
【数７】
2008309250.tif 000013
は車の走行速度Ｖと凹凸路面の波長λに関係しているので、一般的に不可制御パラメータとなる。したがって、パッシブ制御コロイダルダンパ（図２（ｂ），式（５））の場合、変位励振の振幅は最大ストロークＳmaxより小さければ（ＳV＜Ｓmax）、コロイダルダンパは十分な減衰能力があっても、効果的に振動や衝撃のエネルギを散逸していないといえる。これに対して、アクティブ制御コロイダルダンパ（図２（ａ），式（６））の場合、初期圧力ｐ0（初期位置Ｓ0）は制御パラメータとなるので、ｐ0の調整により変位励振の正弦波ＳVｓｉｎωｔをＳ0距離で移動して、減衰特性が最適となるように制御することができる。
【００１７】
つまり、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパでは、圧力調整手段が、密閉空間内の初期圧力を調整するものであれば、圧力調整手段により密閉空間内の初期圧力を調整することで、減衰特性を制御することが可能となる。なお、圧力調整手段として、例えば、密閉空間に連通され、密閉空間内の作動液体を流出入させるポンプ装置を備えた構成とすることができる。
【００１８】
あるいは、圧力調整手段として、多孔質体、作動液体またはシリンダに弾性波を加振する加振装置を備えた構成とすることができる。ここで、弾性波は、音波や超音波等であり、前述のポンプ装置に代えて、例えば、加振装置としての音波や超音波等の発生器を用いることができる。音波や超音波等の発生器を用いて、多孔質体の細孔の壁面の曲げ波を加振すると、作動液体に音響放射圧力ｐradが働き、次式に示す音響放射圧力ｐradにより初期圧力ｐ0を調整すると、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性を制御することができる。
【００１９】
【数８】
2008309250.tif 000014
ここで、ρは作動液体の密度、ｆVは音波や超音波の周波数、ｕ0は多孔質体の細孔の壁面の曲げ波を有する振幅、Γは多孔質体の細孔の形状的な無次元化パラメータである。
【００２０】
また、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパは、圧力調整手段として、多孔質体および作動液体のいずれかまたは両方の表面張力を制御する表面張力制御手段を備えた構成とすることができる。
【００２１】
本発明のアクティブ制御コロイダルダンパは、多孔質体と作動液体からなるコロイド溶液を用いている。多孔質体の多数の細孔は、迷路的な構造を形成しており、加圧時には作動液体が細孔に押し込まれる（図３（ａ）参照。）。このとき、シリンダの内圧力と毛管の圧力（ラプラス圧力）の釣り合い式（ラプラス−ウォッシュバーン（ＬＡＰＬＡＣＥ−ＷＡＳＨＢＵＲＮ）方程式）は、次のようになる。
【００２２】
【数９】
2008309250.tif 000015
ここで、γLは作動液体（例えば、水や不凍液など）の表面張力、θは接触角である。例えば、多孔質体として、シリカゲルの表面を疎水化した疎水化多孔質シリカゲルを用いた場合、接触角θは９０度より大きくなり、作動液体は固体表面を濡らさない（図３（ｂ）参照。）。疎水化多孔質シリカゲルは、例えば有機ケイ素化合物の直鎖分子などの疎水処理分子（図３（ａ）参照。）を用いて、シリカゲルのマイクロ粒子の外側の表面と細孔の内側の表面（壁面）を疎水化したものである。
【００２３】
このとき、ヤング（ＹＯＵＮＧ）方程式より、
【数１０】
2008309250.tif 000016
を式（９）に代入し、ニューマン（ＮＥＵＭＡＮＮ）方程式による多孔質体（固体）の表面張力γS、作動液体の表面張力γL、および固体・作動液体の表面張力γSLの関係
【数１１】
2008309250.tif 000017
から、シリンダの内圧力と表面張力との関係式は、
【数１２】
2008309250.tif 000018
となる。
【００２４】
ここで、β＝１．２４１×１０-4［（ｍＮ／ｍ）-2］は定値であるので、不可制御パラメータとみなせる。したがって、式（１２）から、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパでは、表面張力制御手段によって多孔質体（固体）および作動液体のいずれかまたは両方の表面張力を制御することで、減衰特性を制御することが可能であることが分かる。
【００２５】
ここで、シリンダの内圧力の変動率と表面張力の変動率の関係式は次のようになる。
【数１３】
2008309250.tif 000019
【００２６】
式（１３）で負符号は、多孔質体（固体）の表面張力が減少すると、シリンダの内圧力が増加することを意味している。表面張力の関数ｆ1,2（γL，γS）は次のようになる。
【数１４】
2008309250.tif 000020
【数１５】
2008309250.tif 000021
【００２７】
また、表面張力制御手段は、密閉空間内の電場を制御する電場制御装置とすることが可能である。密閉空間内の電場を制御すると、密閉空間内の極性液体（例えば、水、アルコールやグリセリン等の作動液体）の液滴の形状が変化し、作動液体の見掛け表面張力が高くなる（図４参照。）。したがって、密閉空間内の電場を電場制御装置によって制御することにより、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性を制御することが可能となる。
【００２８】
あるいは、表面張力制御手段は、密閉空間内の磁場を制御する磁場制御装置とすることが可能である。なお、この場合、密閉空間内の作動液体は、磁性液体である必要がある。例えば、作動液体として水を使用する場合、水が磁性流体になるように、水に磁性体としての鉄の粒子を追加する。密閉空間内の磁場を制御すると、密閉空間内の磁性液体の液滴の形状が変化し、作動液体の見掛け表面張力が高くなる（図５参照。）。このとき、磁場による作動液体の表面張力の変動率は、次式により求められる。
【数１６】
2008309250.tif 000022
ここで、Ｈは磁界、μは透磁率、ＭSは作動液体に追加した磁性粒子の飽和磁化（saturation magnetization）、Ｖmは作動液体に追加した磁性粒子の体積、ｋはボルツマン定数、Ｔは温度である。したがって、密閉空間内の磁場を磁場制御装置によって制御することで、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性を制御することが可能となる。
【００２９】
また、表面張力制御手段は、密閉空間内の多孔質体および作動液体のいずれかまたは両方の温度を制御する温度制御装置とすることが可能である。例えば、作動液体の表面張力は、次式に示すように温度による線形関数となるので、この密閉空間内の作動液体の温度を制御することで、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性を制御することが可能となる。
【数１７】
2008309250.tif 000023
【００３０】
また、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパにおいて、作動液体が、可逆酸化還元性（可逆的に酸化還元する性質）を有する界面活性剤が混入されたものであり、表面張力制御手段が、界面活性剤の可逆酸化還元性を制御する電気化学制御装置である構成とすることが可能である。可逆酸化還元性を有する界面活性剤（例えば、フェロセニル（ｆｅｒｒｏｃｅｎｙｌ）基を含む分子、Ｆｅ（ＣＨ2）11Ｎ（ＣＨ3）3Ｂｒなど）を用いて、電気化学制御装置により可逆酸化還元させることによって、多孔質体および作動液体のいずれかまたは両方の表面張力を制御することが可能となり、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性を制御することが可能となる。
【００３１】
あるいは、作動液体が、光または紫外線の照射により可逆光異性化性を示す界面活性剤が混入されたものであり、表面張力制御手段が、界面活性剤の可逆光異性化を制御する光または紫外線の照射装置である構成とすることが可能である。光または紫外線の照射により可逆光異性化性を示す界面活性剤（例えば、アゾベンゼン（azobenzene）基を含む分子、ｐ−フェニルアゾアクリルアニリド（phenyl azoacrylanilide）基を含む分子、ＢＴＨＡ（水溶性アゾベンゼン基感光性ボラ型界面活性剤（water-soluble azobenzene-based photosensitive bolaform surfactant）（二臭化トリメチルアンモニウムヘキシルオキシアゾベンゼン（(trimethylammoniumhexyloxy)azobenzene dibromide））、ドデシル硫酸ナトリウム（sodium dodecyl sulfate）など）を用いて、光または紫外線の照射を行い、可逆光異性化を行うことによって、多孔質体および作動液体のいずれかまたは両方の表面張力を制御することが可能となり、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性を制御することが可能となる。
【００３２】
また、圧力調整手段として、多孔質体の細孔の内径を制御する細孔内径制御手段を備えた構成とすることも有効である。式（１２）から細孔の内径を調整することによって密閉空間内の圧力を調整し、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性を制御することが可能であることが分かる。
【００３３】
ここで、シリンダの内圧力ｐの変動率と細孔の半径ｒの変動率との関係式は、次のようになる。
【数１８】
2008309250.tif 000024
【００３４】
式（１８）における負符号は、細孔の半径ｒが減少すると、シリンダの内圧力ｐが増加することを意味している。なお、細孔の半径の制御は、例えば、疎水処理分子によって疎水処理が施された多孔質体に対し、疎水処理分子を回転または伸縮させる細孔内径制御手段により行うことが可能である。図６は疎水処理分子の回転または伸縮による細孔半径の変化の様子を示す説明図である。図６に示すように、疎水処理分子の回転または伸縮により、疎水処理膜の厚みを変動できるので、細孔の半径を調整することができる。その結果、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性を制御することが可能となる。
【００３５】
ここで、疎水処理分子を回転または伸縮させるための手段としては、光または紫外線の照射装置を用いることが可能である。疎水処理分子は、光または紫外線の照射によって回転および伸縮するため、それぞれの照射状態を変化させることで、疎水処理分子の回転または伸縮を調整し、細孔の半径を調整して、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性を制御することができる。
【００３６】
また、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパは、圧力調整手段として、多孔質体および作動液体のいずれかまたは両方の質量を調整する質量調整手段を備えた構成とすることもできる。
【００３７】
式（１２）を式（４）に代入すると、コロイダルダンパの最大散逸エネルギは次のようになる。
【数１９】
2008309250.tif 000025
【００３８】
ここで、γL,c・γS,cは加圧時の作動液体・固体の表面張力、γL,r・γS,rは減圧時の作動液体・固体の表面張力、ｒc・ｒrは加圧・減圧時の細孔の半径である。ピストンストロークＳ［ｍ］の代わりに細孔の比体積［ｍ3／ｋｇ］を使用すると、次のような座標変換ができ、
【数２０】
2008309250.tif 000026
コロイダルダンパの最大散逸エネルギは次のようになる。
【数２１】
2008309250.tif 000027
ここで、Ｍは多孔質体の質量である。
【００３９】
式（２１）より、コロイダルダンパの最大散逸エネルギは多孔質体の質量Ｍに比例することが分かる。したがって、コロイダルダンパの動作中に多孔質体の質量を調整することで、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性を制御することができる。また、作動液体の質量を調整することでも、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性を制御することができる。
【発明の効果】
【００４０】
シリンダと、このシリンダに往復動自在に案内支持され、シリンダと協働して密閉空間を形成するピストンと、多数の細孔を有し、密閉空間に収容される多孔質体と、多孔質体とともに密閉空間に収容され、加圧時に多孔質体の細孔へ流入する一方、減圧時に多孔質体の細孔から流出する作動液体と、密閉空間内の圧力を調整する圧力調整手段とを備えることにより、密閉空間内の圧力を調整して能動的に減衰特性を制御することが可能なアクティブ制御コロイダルダンパが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図７は本発明の実施の形態におけるアクティブ制御コロイダルダンパの模式図である。
図７において、本発明の実施の形態における自動車用のアクティブ制御コロイダルダンパ１は、シリンダ２と、このシリンダ２に往復動自在に案内支持され、シリンダ２と協働して密閉空間３を形成するピストン４と、密閉空間３を密閉空間３ａ，３ｂに二分するように設けられた隔壁としてのフィルタ５と、密閉空間３内の作動圧力を調整する圧力調整手段の一つとしてのサーボ弁６とを備える。密閉空間３内には作動液体７が収容されており、ピストン４と反対側の密閉空間３ｂ内には多数の細孔８ａを有する多孔質体８が収容されている。サーボ弁６は、密閉空間３ａ，３ｂの間で作動液体７の流出入量あるいは圧力を制御することにより、密閉空間３ｂ内の作動液体７の量を動的に制御する弁である。
【００４２】
また、このアクティブ制御コロイダルダンパ１は、密閉空間３内の初期圧力を調整する圧力調整手段としてのポンプ装置１０と、密閉空間３内の圧力を測定する圧力計１１と、シリンダ２の加速度を測定する加速度計１２と、ピストン４の加速度を測定する加速度計１３と、このアクティブ制御コロイダルダンパ１が装着される自動車の運転席に設けられる加速度計１４と、圧力計１１および加速度計１２，１３，１４の測定値が入力され、これらの入力された測定値に基づいて、サーボ弁６およびポンプ装置１０の動作を制御する制御装置１５とを備える。ポンプ装置１０は、電動ポンプ１０ａおよび電磁弁１０ｂにより構成されている。電動ポンプ１０ａと密閉空間３とは電磁弁１０ｂを介して連通されており、電動ポンプ１０ａにより密閉空間３内の作動液体７を流出入させる際のみ電磁弁１０ｂを開くようになっている。
【００４３】
図８は多孔質体８の断面図である。多孔質体８は、シリカゲル、アエロゲル、セラミックス、多孔質ガラス、ゼオライト、多孔質ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、多孔質蝋、多孔質ポリスチレン、アルミナやカーボン（黒鉛、木炭、フラーレンおよびカーボンナノチューブを含む。）等からなる１μｍ〜１００μｍ程度のマイクロオーダの略球形粒状物（マイクロ粒子）であり、複数の１ｎｍ〜１００ｎｍ程度のナノオーダの細孔（ナノ細孔）８ａと、略中央に形成された中空部８ｂとを有する。細孔８ａは、一端で中空部８ｂに開口し、他端で多孔質体８外に開口して、中空部８ｂから放射方向に伸びている。なお、図３（ａ）に示した多孔質体（疎水化多孔質シリカゲル）は、中空部８ｂがない多孔質体８の特殊な例である。
【００４４】
多孔質体８のそれぞれの外面８ｃ、細孔８ａの内面８ｄ、並びに中空部８ｂの内面８ｅは、作動液体７に対して親和性がなく分子鎖が線形である、例えば、−Ｓｉ−（ＢＡＳＥ）2−（ＢＯＤＹ）m−（ＨＥＡＤ）のような物質で被覆されている（図９参照。）。但し、ｍ＝０〜２３であり、胴部（ＢＯＤＹ）と頭部（ＨＥＡＤ）との組み合わせは、［（ＢＯＤＹ），（ＨＥＡＤ）］＝［ＣＨ2，ＣＨ3］、［ＣＦ2，ＣＦ3］、［ＯＳｉ（ＣＨ3）2，ＯＳｉ（ＣＨ3）3］、または［ＯＳｉ（ＣＦ3）2，ＯＳｉ（ＣＦ3）3］である。また、基部（ＢＡＳＥ）は、−（ＢＯＤＹ）m−（ＨＥＡＤ）よりも短い分子鎖長で、炭素数１〜３のアルキル基、またはフェニル基である。
【００４５】
作動液体７は、高い表面張力を有する液体が望まれており、代表的には水を挙げることができる。水以外の作動液体としては、水と不凍剤との混合液、例えばエタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等から選ばれた少なくとも一種以上を、多くとも６７容量％混入させた水を用いることができる。この場合、０℃以下の環境でもアクティブ制御コロイダルダンパ１を利用することができるようになる。また、水と、水よりも蒸発しにくい物質、例えばジメチルフォルムアミド、フォルムアミド等との混合液を使用することができる。この場合、１００℃以上の環境でもアクティブ制御コロイダルダンパ１を利用することができるようになる。さらに、水と消泡剤との混合液、例えばシリコン系の消泡剤、非シリコン系の消泡剤、オイル系の消泡剤等から選ばれた少なくとも一種以上を、多くとも５０ｐｐｍ混入させた水を用いることができる。この場合、シールから空気が密閉空間３に流入してもアクティブ制御コロイダルダンパ１を利用することができるようになる。細孔８ａの平均内径ｄ１は、作動液体分子の平均自由行程をＬpとしたときのクヌーセン数Ｋn＝Ｌp／（ｄ１・１／２）が０．０３４よりも大きく、０．１１９（好ましくは０．０９７）よりも小さい範囲で決定される。また、多孔質体８の平均外径ｄ２は、この細孔８ａの平均内径ｄ１の１０倍以上であって１０００００倍以下の範囲で決定される。
【００４６】
なお、前述のように、多孔質体８は、フィルタ５よりも図７の下側すなわちピストン４と反対側の密閉空間３ｂ内にのみ収容されている。フィルタ５は、多孔質体８の平均外径ｄ２よりも小さな径（０．１μｍ〜１０μｍ程度のオーダ）の細孔が多数形成されたものであり、多孔質体８を通過させず、作動液体７のみを通過させる。このフィルタ５の細孔によって、多孔質体８はシリンダ２とピストン４との摺動部から隔離され、作動液体７のみが密閉空間３ａ，３ｂ間を自由に移動することができるようになっている。
【００４７】
多孔質体８と作動液体７とは、多孔質体８の細孔８ａの全容積をＭＶP（多孔質体８の質量Ｍと多孔質体８の細孔８ａの比体積ＶPとの掛け算）とし、作動液体７の体積をＶLとすると、その比ＭＶP／ＶLが０．２以上であって２．５以下の範囲をもって収容されている。なお、本実施形態においては、比ＭＶP／ＶLが実質的に１となるように密閉空間３に収容されている。
【００４８】
この構成のアクティブ制御コロイダルダンパ１では、ピストン４に外力Ｆが加えられると、この外力Ｆがピストン４を介して部分的に摩擦力Ｆfとなり、摩擦による力学的エネルギとして散逸されるが、この外力Ｆの主部分０．２５πＤ2ｐがピストン４を介して作動液体７に加えられ、作動液体７が加圧される。この加圧により作動液体７は、密閉空間３ｂ内の多孔質体８の細孔８ａからその表面張力に抗して流入する。これにより、ピストン４は、密閉空間３の容積を減少するように移動する。また、摩擦による散逸されたエネルギＥfを無視すると、このアクティブ制御コロイダルダンパ１では、外力Ｆに関する振動や衝撃のエネルギが細孔８ａへの作動液体７の流入により消費されるために、ピストン４を移動させる外力Ｆを減衰させる。
【００４９】
一方、ピストン４へ付与された外力Ｆがなくなると、表面張力に抗して細孔８ａへ流入した作動液体７は、その表面張力により細孔８ａから多孔質体８の外へ流出する。これにより、ピストン４は逆に密閉空間３の容積を増大するように移動し、初期位置へと復帰する。このとき、多孔質体８はフィルタ５の細孔を通過せずに密閉空間３ｂ内に留め置かれ、作動液体７のみがフィルタ５の細孔を通過する。したがって、このアクティブ制御コロイダルダンパ１では、多孔質体８が密閉空間３ａ内へ流入しないので、シリンダ２とピストン４との摺動部への多孔質体８の流入が防止される。
【００５０】
次に、本実施形態におけるアクティブ制御コロイダルダンパ１の減衰特性のアクティブ制御について説明する。
【００５１】
まず、自動車の乗り心地を評価する乗り心地ファクタ（Ｋファクタ）について説明する。乗り心地ファクタとは、走行中の車両の乗員が感じる乗り心地を数値化したものである。複雑な自動車の構造を振動モデル化し、自動車の懸架装置（サスペンション）の伝達関数Ｈ（ｆ）、人間の受振感特性Ｇ（ｆ）、並びに凹凸路面のパワースペクトル密度Ｒ（ｆ）に関係している、乗り心地ファクタの計算式は次のようになる。
【数２２】
2008309250.tif 000028
ここで、
2008309250.tif 000029
は振動数（周波数）、
2008309250.tif 000030
は周波数範囲である。
【００５２】
図１０は自動車の乗り心地ファクタと走行時間との関係を示している。
従来の自動車用パッシブ制御コロイダルダンパの場合、一般道路や高速道路などの凹凸路面の変位励振による減衰係数を調整することができない。その結果、効果的に振動のエネルギを散逸できず、図１０に示すように、自動車の乗り心地ファクタが１〜１０の範囲内に変動してしまい、長時間走行した場合は乗客の気分に悪い影響を及ぼすことになる。そこで、本実施形態におけるアクティブ制御コロイダルダンパ１では、制御装置１５によってシリンダ２内の初期圧力を調節し、自動車の乗り心地ファクタが０．４〜１．６の快い範囲内で変動するように動的に減衰係数を調整する。
【００５３】
前述のように、本実施形態におけるアクティブ制御コロイダルダンパ１は、圧力計１１および加速度計１２，１３，１４の測定値に基づいて、サーボ弁６およびポンプ装置１０の動作を制御する制御装置１５を備えている。制御装置１５は、測定値の処理モジュール、減衰係数の計算モジュール、自動車の乗り心地ファクタの計算モジュールやフィードバック制御モジュールなどの制御プログラムが実行されるコンピュータである。
【００５４】
アクティブ制御コロイダルダンパ１は、圧力計１１によりシリンダ２内の圧力を測定して、得られた測定値を制御装置１５に入力する。また、アクティブ制御コロイダルダンパ１は、加速度計１２，１３，１４によりそれぞれ加速度を測定して、得られた測定値を制御装置１５に入力する。制御装置１５は、これらの入力された測定値に基づいて、リアルタイムに演算を行い、減衰係数Ｃおよび自動車の乗り心地ファクタＫを計算する。
【００５５】
そして、制御装置１５の制御プログラムは、乗り心地ファクタが０．４〜１．６の快い範囲内で変動するように必要な減衰係数
2008309250.tif 000031
を算出し、減衰係数と初期圧力との関係（式（６））より必要な初期圧力ｐ0を算出する。制御装置１５のフィードバック制御モジュールは、圧力計１１で測定された初期圧力と制御プログラムで算出された初期圧力の差を制御装置１５の出力信号とし、ポンプ装置１０の電動ポンプ１０ａおよび電磁弁１０ｂと、サーボ弁６とに入力する。これにより、電動ポンプ１０ａの出力および電磁弁１０ｂおよびサーボ弁６の開閉が自動的に調整され、初期圧力が必要な初期圧力ｐ0となるように調整される。
【００５６】
また、本実施形態におけるアクティブ制御コロイダルダンパ１は、フィルタ５により分離された密閉空間３ａ，３ｂの間で作動液体７の流出入量あるいは圧力を制御するサーボ弁６を備えるので、ポンプ装置１０と同様にサーボ弁６の開度を調整して、密閉空間３ｂ内の作動液体７の量を動的に制御し、必要な初期圧力ｐ0となるように調整することも可能である。なお、フィルタ５は、多孔質体８がシリンダ２とピストン４との摺動部へ流入するのを防止するために設けたものであるため、初期圧力ｐ0の動的な制御とは関係がなく、省略することも可能である。
【００５７】
また、図示しないが、本実施形態におけるアクティブ制御コロイダルダンパ１は、圧力調整手段としてポンプ装置１０に代えて、シリンダ２に弾性波としての超音波を加振する超音波発生器を備えたものとすることも可能である。シリンダ２に超音波を加振すると、シリンダ２を介して多孔質体８の細孔８ａの壁面の曲げ波が加振され、作動液体７に音響放射圧力ｐradが働く。したがって、制御装置１５により、所定の音響放射圧力ｐradが得られるように超音波発生器を制御することで、初期圧力ｐ0を調整し、アクティブ制御コロイダルダンパ１の減衰特性を制御することができる。
【００５８】
なお、シリンダ２に加える弾性波を音波とすることも可能である。また、シリンダ２を介して作動液体７および多孔質体８に加振するのではなく、直接これらに加振する構成とすることも可能である。要するに、多孔質体８または作動液体７を加振して、所定の音響放射圧力ｐradが得られるように制御することができれば良く、これにより初期圧力ｐ0を調整して、アクティブ制御コロイダルダンパ１の減衰特性を制御することができれば良い。
【００５９】
また、本実施形態におけるアクティブ制御コロイダルダンパ１は、圧力調整手段として、多孔質体８の細孔８ａの内径を制御する細孔内径制御手段としての光または紫外線の照射装置（図示せず。）を備える。前述のように、多孔質体８は、疎水処理分子によって疎水処理が施されており、この疎水処理分子に光または紫外線を照射することにより、図６に示すようにこの疎水処理分子を回転または伸縮させる。これにより、疎水処理膜の厚みを変動させることができるので、細孔８ａの半径を調整することができ、アクティブ制御コロイダルダンパ１の減衰特性を制御することができる。
【００６０】
また、本実施形態におけるアクティブ制御コロイダルダンパ１は、圧力調整手段として、多孔質体８および作動液体７の質量を調整する質量調整手段（図示せず。）を備える。質量調整手段は、ポンプ装置１０と同様の構成により、シリンダ２外から密閉空間３内に多孔質体８または作動液体７を流出入させる機構を有し、アクティブ制御コロイダルダンパ１の動作中に多孔質体８および作動液体７の質量を調整することで、アクティブ制御コロイダルダンパ１の減衰特性を制御するものである。
【００６１】
ところで、本実施形態におけるアクティブ制御コロイダルダンパ１は、圧力調整手段としてさらに作動液体７および多孔質体８の表面張力を制御する表面張力制御手段（図示せず。）をシリンダ２に備える。表面張力制御手段としては、密閉空間３内の電場を制御する電場制御装置、密閉空間３内の磁場を制御する磁場制御装置や、密閉空間３内の多孔質体８および作動液体７のいずれかまたは両方の温度を制御する温度制御装置などを用いることができる。また、作動液体７として、可逆酸化還元性を有する界面活性剤を混入したものを用い、この界面活性剤の可逆酸化還元性を制御する電気化学制御装置を表面張力制御手段とすることも可能である。あるいは、作動液体７として光または紫外線の照射により可逆光異性化性を示す界面活性剤を混入したものを用い、この界面活性剤の可逆光異性化性を制御する光または紫外線の照射装置を表面張力制御手段とすることも可能である。
【００６２】
本実施形態におけるアクティブ制御コロイダルダンパ１は、これらの表面張力制御手段によって作動液体７および多孔質体８の表面張力を制御することにより、式（１３）に示したように密閉空間３内の圧力を変化させることができるため、アクティブ制御コロイダルダンパ１の減衰特性を制御することが可能である。
【００６３】
また、本実施形態におけるアクティブ制御コロイダルダンパ１は、前述のようにシリンダ２の密閉空間３内の作動液体７の量を調整することができるので、この作動液体７の量を調整することにより、ピストン４の初期位置を制御することができ、自動車の車高調節を行うことも可能である。また、自動車の整備時に密閉空間３内の作動液体７が漏れた場合であっても、補充することが可能である。
【実施例】
【００６４】
初期圧力の調整によるアクティブ制御コロイダルダンパ１の減衰特性のアクティブ制御について確認した。図１１はアクティブ制御コロイダルダンパ１のヒステリシス（コロイド溶液の影響）を示す図であって、（ａ）は初期圧力２５ＭＰａの場合を示す図、（ｂ）は初期圧力３５ＭＰａの場合を示す図である。また、図１２はアクティブ制御コロイダルダンパ１の散逸エネルギと初期圧力との関係を示す図である。図１２より、初期圧力を変更すると、散逸エネルギが変動するので、初期圧力に関してアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性を制御できることが分かる。また、周波数毎に散逸エネルギが最高となる点が最適初期圧力ｐ0,optとなる。図１３は最適初期圧力と周波数との関係を示している。
【００６５】
次に、アクティブ制御コロイダルダンパ１の感度係数を考える。まず、第１の感度係数として、最大散逸エネルギに対する散逸エネルギの変動幅を定義すると、
【数２３】
2008309250.tif 000032
となる。また、第２の感度係数として、初期圧力の変更に関する散逸エネルギの変動幅を定義すると、
【数２４】
2008309250.tif 000033
となる。これらの定義をした感度係数と周波数との関係を図１４に示す。
【００６６】
また、アクティブ制御コロイダルダンパ１の減衰係数と周波数との関係を図１５（ａ）に、減衰係数と初期圧力との関係を図１５（ｂ）に示す。図１５（ｂ）より、初期圧力を変更すると、減衰係数が大幅に変動するので、初期圧力に関してアクティブ制御コロイダルダンパ１の減衰特性を制御できることが明らかとなる。
【００６７】
次に、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパ１の減衰特性と初期圧力との関係を現象的に説明する。振動実験では、変位励振としてＳ＝Ｓ0＋ＳVｓｉｎωｔのような正弦波を発生し（ｔは時間、Ｓは振幅（ストローク）、Ｓ0は初期位置、ω＝２πｆは円振動数である。）、実験条件として所定の最大圧力ｐmax（最大減衰力）を超えない（ｐ≦ｐmax）ようにストロークの正弦波をＳmax位置（打切りストローク）に制限する（Ｓ≦Ｓmax）。また、シリンダ２内に、決定された初期圧力ｐ0を得るために、シリンダ２内に作動液体７としての水が注入されており、この水の一部は多孔質体８の細孔８ａ内に吸着されている。初期圧力ｐ0と初期位置Ｓ0の関係は、多孔質体８の内部構造や細孔８ａの直径分布に依存する。なお、作動液体７が水の場合、密閉空間３内の初期圧力ｐ0は、１５〜３５ＭＰａである。
【００６８】
図１６ａから図１６ｆは本発明のアクティブ制御コロイダルダンパ１の減衰特性と初期圧力との関係を示している。図１６ａは初期圧力なし（ｐ0＝０，Ｓ0＝０）の場合、図１６ｂは低初期圧力（ｐ0＞０，Ｓ0＋ＳV＜Ｓmax）の場合、図１６ｃは中初期圧力（ｐ0＞０，Ｓ0＋ＳV＝Ｓmax）の場合、図１６ｄは中初期圧力（ｐ0＞０，Ｓ0＋ＳV＞Ｓmax，Ｓ0−ＳV≦０）の場合、図１６ｅは中初期圧力（ｐ0＞０，Ｓ0＋ＳV＞Ｓmax，Ｓ0−ＳV＞０）の場合、図１６ｆは高初期圧力（ｐ0＝ｐmax，Ｓ0＝Ｓmax）の場合を示している。また、図１６ａ〜図１６ｆに対して、周波数ｆ＝０．５Ｈｚの場合の各初期圧力値で得られた実験的ヒステリシスを図１７に示した。
【００６９】
このアクティブ制御コロイダルダンパ１の減衰特性、つまり散逸エネルギＥと減衰係数Ｃは次式で計算される。
【数２５】
2008309250.tif 000034
【００７０】
図１６ａ〜図１６ｆに示すように、初期圧力ｐ0（初期位置Ｓ0）の変化によってアクティブ制御コロイダルダンパ１の減衰特性は変動している。図１８はアクティブ制御コロイダルダンパ１の減衰特性と初期圧力の現象的関係を示している。結論として、現象的モデルで得られた結果（図１６ａ〜図１６ｆ，図１８参照。）と実験で得られた結果（図１７，図１２，図１５（ｂ）参照。）とは一致している。また、アクティブ制御コロイダルダンパ１のピストン速度はｖ＝２ＳVｆは試験機の最大速度ｖmaxで制限されるので、周波数ｆが高くなると、変位励振の振幅ＳVが減少し、ヒステリシスが小さくなる（図１１参照。）。
【００７１】
以上のことから、作動圧力（外圧力・内圧力・摩擦圧力）に関する制御条件を考えると、１割の圧力変動によってアクティブ制御コロイダルダンパ１の減衰特性を十分に制御できることが分かる。ここで、温度が２０℃の水（作動液体７）の表面張力は７２．６ｍＮ／ｍであり、有機ケイ素化合物の直鎖分子で疎水化したシリカゲル（多孔質体８）の表面張力は２１ｍＮ／ｍである。これらの数値を用い、式（１４），（１５）から表面張力の関数ｆ1,2（γL，γS）の数値計算を行うと、圧力の１割の変動率を得るためには、水の表面張力の変動率を１．７％、疎水化シリカゲルの表面張力の変動率を３．９％としなければならない。したがって、水の表面張力の調整に対してアクティブ制御コロイダルダンパ１の感度が一番高いことが分かる。
【００７２】
次に、作動液体７および多孔質体８の表面張力の調整メカニズムについて検証した結果を示す。表１は電場の変化（電圧Ｕ（図４参照。））による作動液体７としての水の表面張力の変動（Ｔ＝２４．５℃）を測定した結果である。
【表１】
2008309250.tif 000035
表１から制御条件（１割の圧力変動率）を満足するためには、作動液体７の表面張力の変動率を１．７％より大きくしなければならないので（ΔγL／γL≧１．７％）、必要な電圧はＵ≧４ｋＶとなっている。
【００７３】
同様に、磁場を変化（磁界Ｈ（図５参照。））させることによっても作動液体７としての水の表面張力を調整することが可能であるが、このときの作動条件として、水が磁性流体になるように、例えば水に対して磁性体である鉄の粒子を追加しなければならない。また、制御条件（１割の圧力変動率）を満足するためには、水の表面張力の変動率が１．７％より大きくなるように（ΔγL／γL≧１．７％）、必要な磁界と必要な磁性粒子の体積を式（１６）より決定する。
【００７４】
また、式（１７）を用いて、温度Ｔによる水の表面張力の変動率を表２に示した。制御条件（１割の圧力変動率）を満足するためには、水の表面張力の変動率を１．７％より大きくしなければならないので（ΔγL／γL≧１．７％）、表２から必要な温度変動はΔＴ＝±４℃となる。
【表２】
2008309250.tif 000036
【００７５】
この温度変動による作動液体７の表面張力の調整を行うことが可能なアクティブ制御コロイダルダンパを具体的に実施した。アクティブ制御コロイダルダンパの実験装置を温度制御装置（インキュベータ内）に入れ、作動液体７として水を用いた場合と不凍液（水と３０％グリセリンの溶液）を用いた場合とで、それぞれ−１０℃〜＋５０℃の範囲内で温度変動の実験を行った。その結果、水の場合と不凍液の場合とで得られたヒステリシスの変化をそれぞれ図１９（ａ），（ｂ）に示した。また、散逸エネルギと温度の関係を図２０に示した。
【００７６】
図１９（ａ），（ｂ）から、温度が高くなると、最大ストロークが増加すると共に減圧力ｐrが高くなっていることが分かる。したがって、温度変動に関してヒステリシスの形状が良く変化していることが明らかとなった。しかし、水の場合（図１９（ａ））は、ヒステリシスの形状変動があっても、散逸エネルギは温度調整に関してほとんど定値であることが分かった（図２０）。つまり、水の場合は、温度調整によるコロイダルダンパの減衰特性を、不凍液の場合ほどは制御できないことが分かった。例えば、図２０を参照すると、効果的な温度範囲は−５℃〜＋２５℃（グラフの線形部分）であり、温度変動ΔＴ＝±４℃に対して十分な散逸エネルギの変化が得られている。また、水は氷になったときにピストン４が動かなくなるので、減衰効果はゼロとなってしまう。そこで、不凍液を用いた場合は、散逸エネルギは減少するものの、作動温度範囲を−１０℃まで拡大できた。
【００７７】
次に、多孔質体８の細孔８ａの半径の調整によるアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性の変化について検証した。式（１８）より、圧力の１割の変動率を得るためには、細孔８ａの半径変動率を１０％としなければならない。したがって、制御パラメータとして、前述の表面張力と比べると、細孔８ａの半径変動による感度が一番低いことが分かる。
【００７８】
なお、多孔質体８および作動液体７の表面張力がストロークに、つまり細孔８ａの比体積に依存しない場合、式（２１）は次のように単純な式となる。
【数２６】
2008309250.tif 000037
【００７９】
式（２６）より、散逸エネルギは多孔質体８の製作パラメータ
2008309250.tif 000038
、つまり多孔質体８の比体積ＶPによる逆細孔分布を積分したものに関係している（図２１（ａ）参照。）。圧力の変動率と細孔の半径変動率の関係（式（１８））は簡単に表現できるが、図２１（ｂ）に示すように、細孔分布の変動に関して多孔質体８の最大比体積と共に、多孔質体８の製作パラメータ
2008309250.tif 000039
は変わってしまうので、散逸エネルギには複雑な影響を及ばすようになる。
【００８０】
そこで、多孔質体８の細孔８ａの半径の調整を行うことが可能なアクティブ制御コロイダルダンパを具体的に実施して検証した。具体的には、コロイダルダンパの実験装置を用いて、作動液体７が水、ピストン４の直径がＤ＝２０ｍｍ、温度がＴ＝２０℃、シリカゲルの質量がＭ＝４ｇの場合に、細孔８ａの半径を小さくした（ｒ→ｒ−Δｒ）。その結果、細孔８ａの半径の変動率Δｒ/ｒに関して、ヒステリシスの変化は図２２（ａ）、散逸エネルギと細孔の変動率の関係は図２２（ｂ）のようになった。これにより、細孔８ａの半径を小さく（ｒ→ｒ−Δｒ）すると、最大ストローク（図２２（ａ）参照。）と同様に最大比体積（図２１（ｂ）参照。）が小さくなり、加圧力ｐc・減圧力ｐr（図２２（ａ）参照。）と同様に逆細孔分布（図２１（ｂ）参照。）が高くなることが分かる。
【００８１】
図２２より、細孔８ａの半径調整によるアクティブ制御コロイダルダンパを提供できることが分かる。図２２（ｂ）によれば、細孔８ａの半径の変動率Δｒ/ｒ＝０．１７での散逸エネルギが最高となり、その後、線形的に減少している。
【００８２】
次に、シリカゲル、水およびコロイド溶液の質量変動による減衰特性の変化について検証した。検証には、前述のコロイダルダンパの実験装置を用いた。作動液体７が水、ピストン４の直径がＤ＝２０ｍｍ、温度がＴ＝２０℃の場合、多孔質体８としてのシリカゲルの質量は１〜６ｇの範囲で変動した。その結果、シリカゲルの質量変動に対するヒステリシスの変化は図２３（ａ）、散逸エネルギとシリカゲルの質量の関係は同図（ｂ）のようになった。
【００８３】
図２３より、シリカゲルの質量調整によるコロイダルダンパの減衰特性を制御できることが分かった。また、散逸エネルギＥはシリカゲルの質量Ｍに比例することが確認でき、アクティブ制御コロイダルダンパの感度係数はΔＥ／ΔＭ＝１５Ｊ／ｇであることが分かった。
【００８４】
以上のようなパッシブ制御コロイダルダンパの技術と一般制御の技術を組み合わせたアクティブ制御コロイダルダンパは、アクティブ制御油圧ダンパに比較して、減衰効率が２〜３倍高い、ピストンの速度に依存せず・熱を発生せずに衝撃や振動のエネルギを散逸できる、さらに環境を汚染する油を使用していない、測定・調整パラメータの数が減っているので制御し易い、といった優位性を持っていると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明のアクティブ制御コロイダルダンパは、自動車、レーシングカー、トラック、ブルドーザ、飛行機、上陸用舟艇、モーターボートや飛行艇などの乗り物の懸架装置用ダンパ、耐震システム用ダンパ等として有用である。特に、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパは、従来のアクティブ制御油圧ダンパに代わるアクティブ制御コロイダルダンパとして好適である。さらに、本発明のアクティブ制御コロイダルダンパは、橋梁や超高層ビルなどの逸走防止装置、あるいは耐震システム用の制震装置などに使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】（ａ）は本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの動作原理を示す説明図、同図（ｂ）は従来のパッシブ制御コロイダルダンパの動作原理を示す説明図である。
【図２】（ａ）は本発明のアクティブ制御コロイダルダンパにより密閉空間内の初期圧力を調整した場合の減衰特性を示す図、同図（ｂ）は従来のパッシブ制御コロイダルダンパの減衰特性を示す図である。
【図３】（ａ）は本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの細孔内へ作動液体が押し込まれる様子を示す説明図、（ｂ）は疎水化多孔質シリカゲルのぬれ現象を示す説明図である。
【図４】電場による作動液体（極性液体）の液滴の形状変動を示す説明図である。
【図５】磁場による作動液体（磁性液体）の液滴の形状変動を示す説明図である。
【図６】疎水処理分子の回転または伸縮による細孔半径の変化の様子を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるアクティブ制御コロイダルダンパの模式図である。
【図８】多孔質体の断面図である。
【図９】多孔質体表面の拡大図である。
【図１０】自動車の乗り心地ファクタと走行時間との関係を示す図である。
【図１１】アクティブ制御コロイダルダンパのヒステリシス（コロイド溶液の影響）を示す図であって、（ａ）は初期圧力２５ＭＰａの場合を示す図、（ｂ）は初期圧力３５ＭＰａの場合を示す図である。
【図１２】アクティブ制御コロイダルダンパの散逸エネルギと初期圧力との関係を示す図である。
【図１３】最適初期圧力と周波数との関係を示す図である。
【図１４】感度係数と周波数との関係を示す図であって、（ａ）は最大散逸エネルギに対する散逸エネルギの変動幅を定義した感度係数の場合を示す図、（ｂ）は初期圧力の変更に関する散逸エネルギの変動幅を定義した感度係数の場合を示す図である。
【図１５】（ａ）はアクティブ制御コロイダルダンパの減衰係数と周波数との関係を示す図、（ｂ）は減衰係数と初期圧力との関係を示す図である。
【図１６ａ】本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性と初期圧力（初期圧力なし）との関係を示す図である。
【図１６ｂ】本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性と初期圧力（低初期圧力）との関係を示す図である。
【図１６ｃ】本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性と初期圧力（中初期圧力）との関係を示す図である。
【図１６ｄ】本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性と初期圧力（中初期圧力）との関係を示す図である。
【図１６ｅ】本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性と初期圧力（中初期圧力）との関係を示す図である。
【図１６ｆ】本発明のアクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性と初期圧力（高初期圧力）との関係を示す図である。
【図１７】周波数ｆ＝０．５Ｈｚの場合の各初期圧力値で得られた実験的ヒステリシスを示す図である。
【図１８】アクティブ制御コロイダルダンパの減衰特性と初期圧力の現象的関係を示す図であって、（ａ）は散逸エネルギと初期圧力との関係を示す図、（ｂ）は減衰係数と初期圧力との関係を示す図である。
【図１９】アクティブ制御コロイダルダンパの温度変更に関するヒステリシスの変化を示す図であって、（ａ）は作動液体が水の場合を示す図、（ｂ）は作動液体が不凍液の場合を示す図である。
【図２０】散逸エネルギと温度との関係を示す図である。
【図２１】シリカゲルの製作パラメータと細孔の半径との関係を示す図であって、（ａ）はシリカゲルの製作パラメータの定義を示す図、（ｂ）はシリカゲルの製作パラメータと細孔の半径変動との関係を示す図である。
【図２２】アクティブ制御コロイダルダンパを用いた多孔質体の細孔の半径変動と散逸能力の変化を示す図であって、（ａ）はヒステリシスと細孔半径の変動率との関係を示す図、（ｂ）は散逸エネルギと細孔半径の変動率との関係を示す図である。
【図２３】シリカゲルの質量調整によるアクティブ制御コロイダルダンパの散逸能力の変化を示す図であって、（ａ）はヒステリシスと質量変動との関係を示す図、（ｂ）は散逸エネルギとシリカゲルの質量との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  アクティブ制御コロイダルダンパ
２  シリンダ
３  密閉空間
３ａ，３ｂ  密閉空間
４  ピストン
５  フィルタ
６  サーボ弁
７  作動液体
８  多孔質体
８ａ  細孔
８ｂ  中空部
８ｃ  多孔質体の外面
８ｄ  多孔質体の細孔の内面
８ｅ  多孔質体の中空部の内面
１０  ポンプ装置
１０ａ  電動ポンプ
１０ｂ  電磁弁
１１  圧力計
１２，１３，１４  加速度計
１５  制御装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１６ｃ】
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【図１６ｄ】
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【図１６ｅ】
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【図１６ｆ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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