(57)【要約】【課題】  小型軽量な構造でゴムブッシュマウントのばね定数を応答性良く制御できるようにする。【解決手段】  ゴムブッシュマウント１３の外筒１４および内筒１６を接続するゴムブッシュ１７の内部に、導電性高分子材料を電解質に接触させた高分子アクチュエータ１８を埋設する。導電性高分子材料の電位を電解質の電位よりも高くして導電性高分子材料を伸長させ、また導電性高分子材料の電位を電解質の電位よりも低くして導電性高分子材料を収縮させることで、高分子アクチュエータ１８を伸縮駆動してゴムブッシュ１７のばね定数を変化させる。これにより、旋回時におけるサスペンション装置の剛性の確保、直進走行時における乗り心地性の向上、タイヤのサイドフォースによるトーコントロール、路面からの振動入力に合わせてたアクティブな防振機能等を簡単で低コストな構造で応答性良く実現することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サスペンションアーム（１０）に固定される外筒（１４）と車体またはナックルに固定される内筒（１６）とをゴムブッシュ（１７）で接続したゴムブッシュマウントにおいて、
導電性高分子材料（２７）を電解質（２８）に接触させた高分子アクチュエータ（１８）をゴムブッシュ（１７）の内部に埋設し、導電性高分子材料（２７）の電位を電解質（２８）の電位よりも高くして導電性高分子材料（２７）を伸長させ、また導電性高分子材料（２７）の電位を電解質（２８）の電位よりも低くして導電性高分子材料（２７）を収縮させることで、高分子アクチュエータ（１８）を伸縮駆動してゴムブッシュ（１７）のばね定数を変化させることを特徴とするゴムブッシュマウント。
【請求項２】
車両の走行状態を検出する走行状態検出手段（２９）と、走行状態検出手段（２９）で検出した車両の走行状態に応じて高分子アクチュエータ（１８）の作動を制御する制御手段（Ｕ）とを備えたことを特徴とする、請求項１に記載のゴムブッシュマウント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のサスペンションアームを車体あるいはナックルに弾性的に接続するゴムブッシュマウントに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のサスペンションアームを車体あるいはナックルに弾性的に接続するゴムブッシュマウントは、サスペンションアームの端部に圧入等で固定される外筒と、車体あるいはナックルにボルト等で固定される内筒と、外筒および内筒を接続するゴムブッシュとを備えており、このゴムブッシュのばね定数を調整すべく、その適宜の部位に「すぐり」と呼ばれる空間を形成することが行われている。
【０００３】
また下記特許文献１には、ゴムブッシュマウントのばね定数を可変とすべく、ゴムブッシュの内部に形成された油室に供給する油圧の大きさを制御することで、ゴムブッシュの固さを変化させるものが記載されている。
【特許文献１】特許第２９９８２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記特許文献１に記載されたものは、ゴムブッシュの内部に形成された油室に供給する油圧の大きさを制御するために、オイルポンプ、制御バルブ、油圧配管等が必要になり、装置が大型化して重量の増加やコストアップの要因となるだけでなく、油室へのオイルの供給・排出に時間が掛かるために充分な応答性が得られないという問題があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、小型軽量な構造でゴムブッシュマウントのばね定数を応答性良く制御できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、サスペンションアームに固定される外筒と車体またはナックルに固定される内筒とをゴムブッシュで接続したゴムブッシュマウントにおいて、導電性高分子材料を電解質に接触させた高分子アクチュエータをゴムブッシュの内部に埋設し、導電性高分子材料の電位を電解質の電位よりも高くして導電性高分子材料を伸長させ、また導電性高分子材料の電位を電解質の電位よりも低くして導電性高分子材料を収縮させることで、高分子アクチュエータを伸縮駆動してゴムブッシュのばね定数を変化させることを特徴とするゴムブッシュマウントが提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、走行状態検出手段で検出した車両の走行状態に応じて高分子アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするゴムブッシュマウントが提案される。
【０００８】
尚、実施例の固体電解質２８は本発明の電解質に対応し、実施例の横加速度センサ２９は本発明の走行状態検出手段に対応し、実施例の電子制御ユニットＵは本発明の制御手段に対応する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の構成によれば、ゴムブッシュマウントの外筒および内筒を接続するゴムブッシュの内部に、導電性高分子材料を電解質に接触させた高分子アクチュエータを埋設したので、導電性高分子材料の電位を電解質の電位よりも高くして導電性高分子材料を伸長させ、また導電性高分子材料の電位を電解質の電位よりも低くして導電性高分子材料を収縮させることで、高分子アクチュエータを伸縮駆動してゴムブッシュのばね定数を変化させることができる。これにより、旋回時におけるサスペンション装置の剛性の確保、直進走行時における乗り心地性の向上、タイヤのサイドフォースによるトーコントロール、路面からの振動入力に合わせてたアクティブな防振機能等を簡単で低コストな構造で応答性良く実現することができる。
【００１０】
請求項２の構成によれば、走行状態検出手段で検出した車両の走行状態に応じて制御手段が高分子アクチュエータの作動を制御するので、ドライバーによる特別の操作を必要とせずに、ゴムブッシュマウントの特性を車両の走行状態に適した特性に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図５は本発明の第１実施例を示すもので、図１は自動車のサスペンションアームの正面図、図２は図１の２部拡大断面図、図３は図２の３部拡大断面図、図４は導電性高分子チューブの斜視図、図５は高分子アクチュエータの作動時の作用説明図である。
【００１３】
図１に示すように、自動車のサスペンションアーム１０はアーム本体１１と、その両端に一体に形成された円筒状の接続部１２，１２とを備えており、各々の接続部１２，１２に支持されたゴムブッシュマウント１３，１３は、その一方が車体に接続され、その他方がナックルに接続される。
【００１４】
図２から明らかなように、ゴムブッシュマウント１３はサスペンションアーム１０の接続部１２に圧入される外筒１４と、外筒１４の内部に配置されてボルト１５で車体あるいはナックルに固定される内筒１６と、外筒１４および内筒１６を接続するゴムブッシュ１７とを備えており、ゴムブッシュ１７の内部に２個の高分子アクチュエータ１８，１８が埋め込まれる。高分子アクチュエータ１８，１８は概略円筒状のもので、その軸線をアーム本体１１の軸線Ｌに一致させた状態で、内筒１６の両側に配置される。
【００１５】
図３から明らかなように、高分子アクチュエータ１８は、有底円筒状のシリンダ２１と、このシリンダ２１の内部に摺動自在に嵌合する有底円筒状のピストン２２と、シリンダ２１およびピストン２２により区画される円筒状の空間に螺旋状に巻かれて収納されたアクチュエータエレメント２３とを備える。アクチュエータエレメント２３は、図４に示す導電性高分子チューブ２４を約１００本程度束ね、その両端部を固定リング２５，２５でかしめて固定したものである。
【００１６】
図４に示すように、導電性高分子チューブ２４は細い金属線をコイル状に巻いたコイル部材２６を導電性高分子材料２７の薄い皮膜（例えば厚さ２０μｍ）で覆い、その内部に固体電解質２８を充填して構成される。導電性高分子チューブ２４の直径は約０．２５ｍｍであり、それを束ねたアクチュエータエレメント２３の直径は約４．５ｍｍである。
【００１７】
導電性高分子材料２７は例えばポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェンおよびこれらの誘導体のうちの一種、あるいは複数種の混合物で構成される。また固体電解質２８は、非水電池電解質に使用されるリチウム塩と、このリチウム塩を溶解する溶媒と、溶媒を保持する高分子マトリクスとによって構成される。導電性高分子材料２７および固体電解質２８にそれぞれプラス電位およびマイナス電位を与えると、導電性高分子材料２７に固体電解質２８中のマイナスイオンが吸収されて膨張し、逆に導電性高分子材料２７および固体電解質２８にそれぞれマイナス電位およびプラス電位を与えると、導電性高分子材料２７から固体電解質２８中のマイナスイオンが放出されて収縮する。このとき、僅かに１Ｖ〜３Ｖの電圧を加えるだけで導電性高分子材料２７は１５％程度の伸縮率と２２ＭＰａ程度の出力を発生することができ、かつ０．２秒程度の応答時間で伸長状態および収縮状態を切り替えることができる。
【００１８】
図２に示すように、横加速度センサ２９で検出した車両の横加速度が入力される電子制御ユニットＵは、検出した横加速度に応じて高分子アクチュエータ１８，１８の作動を制御する。
【００１９】
しかして、アクチュエータエレメント２３の導電性高分子チューブ２４の導電性高分子材料２７にプラス電圧を印加して固体電解質２８にマイナス電圧を印加すると、アクチュエータエレメント２３がその長手方向に伸長する。このとき、シリンダ２１およびピストン２２により区画される円筒状の空間に螺旋状に巻かれて収納されたアクチュエータエレメント２３は、その螺旋の径が増加する方向に膨張できないため、その螺旋の巻回軸方向に旋回しながら伸長してシリンダ２１からピストン２２を押し出す方向に駆動し、高分子アクチュエータ１８が伸長する。
【００２０】
逆に、アクチュエータエレメント２３の導電性高分子チューブ２４の導電性高分子材料２７にマイナス電圧を印加して固体電解質２８にプラス電圧を印加すると、アクチュエータエレメント２３がその長手方向に収縮する。すると、ゴムブッシュ１７から受ける反力でピストン２２がシリンダ２１の内部に押し込まれて高分子アクチュエータ１８が収縮する。
【００２１】
次に、上記構成を備えた本発明の第１実施例について説明する。
【００２２】
車両の高速旋回時に横加速度センサ２９が所定値以上の横加速度を検出すると、電子制御ユニットＵがゴムブッシュマウント１３の２個の高分子アクチュエータ１８，１８を伸長方向に作動させる。すると図５（Ａ）に示すように、高分子アクチュエータ１８のシリンダ２１からピストン２２が押し出されてゴムブッシュ１７を圧縮するため、そのばね定数が大きくなる。つまりゴムブッシュ１７が固くなって外筒１４および内筒１６の相対位置が変化し難くなり、高速旋回時の横加速度によりタイヤに作用するサイドフォースに耐え得るようにサスペンション装置の剛性を高めることで、旋回性能を向上させることができる。
【００２３】
一方、車両の直進走行時に横加速度センサ２９が検出する横加速度が所定値以下になると、電子制御ユニットＵがゴムブッシュマウント１３の２個の高分子アクチュエータ１８，１８を収縮方向に作動させる。すると図２に示すように、高分子アクチュエータ１８のシリンダ２１内にピストン２２が引き込まれてゴムブッシュ１７の圧縮が解かれるため、そのばね定数が小さくなる。つまりゴムブッシュ１７が柔らかくなって外筒１４および内筒１６の相対位置が変化し易くなり、路面からの振動が車体に伝達され難くして乗り心地を向上させることができる。
【００２４】
また、車両の高速旋回時に横加速度センサ２９が所定値以上の横加速度を検出したとき、図５（Ｂ）に示すようにアーム本体１１側の高分子アクチュエータ１８だけを伸長方向に作動させると、内筒１６を外筒１４に対してアーム本体１１から遠ざかる方向に移動させ、サスペンションアーム１０の長さを実質的に長くすることができる。逆に、図５（Ｃ）に示すようにアーム本体１１と反対側の高分子アクチュエータ１８だけを伸長方向に作動させると、内筒１６を外筒１４に対してアーム本体１１に近づける方向に移動させ、サスペンションアーム１０の長さを実質的に短くすることができる。
【００２５】
このように、サスペンションアーム１０の実質的な長さを任意に調整することにより、例えば旋回時に後輪がトーインする方向に、あるいは前輪がトーアウトする方向にサスペンションアーム１０の実質的な長さを調整し、車両をアンダーステア傾向にして操安性能を高めることができる。
【００２６】
以上説明したように、車両の運動状態に応じてサスペンションアーム１０のゴムブッシュマウント１３，１３のばね定数を変化させることができるので、高速旋回時に作用するタイヤのサイドフォースに対抗するサスペンション装置の剛性と、直進走行時における乗り心地とを両立させることができる。しかも、横加速度センサ２９で検出した車両の横加速度に応じて電子制御ユニットＵ高分子アクチュエータ１８，１８の作動を制御するので、ドライバーによる特別の操作を必要とせずに、ゴムブッシュマウント１３の特性を車両の走行状態に適した特性に変更することができる。
【００２７】
しかも、固体電解質２８の周囲に導電性高分子材料２７の皮膜を形成した導電性高分子チューブ２４を多数束ねたものを螺旋状に巻回したアクチュエータエレメント２３をシリンダ２１およびピストン２２の内部に収納して高分子アクチュエータ１８を構成したので、従来の油圧シリンダを用いたものに比べて、簡単な構造で低コストでありながら高出力で応答性の高い高分子アクチュエータ１８を得ることができる。
【００２８】
次に、図６に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００２９】
第１実施例のゴムブッシュマウント１３のゴムブッシュ１７は、サスペンションアーム１０の軸線Ｌ上に内筒１６を挟むように２個の高分子アクチュエータ１８，１８を備えているが、第２実施例のゴムブッシュマウント１３のゴムブッシュ１７は、サスペンションアーム１０の軸線Ｌ上に内筒１６を挟むように、アーム本体１１側に１個の高分子アクチュエータ１８を備え、アーム本体１１と反対側に１個の空間部１７ａを備えている。
【００３０】
しかして、高分子アクチュエータ１８を伸長駆動すると、図６（Ａ）に示すように、それまで外筒１４の中央にあった内筒１６がアーム本体１１から遠ざかる方向に移動し、サスペンションアーム１０の実質的な長さを増加させることができる。このとき、内筒１６を挟んで高分子アクチュエータ１８の反対側に空間部１７ａが形成されているため、ゴムブッシュ１７を変形し易くして外筒１４に対する内筒１６の移動量を充分に確保することができる。
【００３１】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３２】
例えば、実施例では車両の運動状態を横加速度に基づいて検出しているが、ヨーレート、車速、操舵角等に基づいて検出することができる。
【００３３】
また路面からサスペンションアーム１０に入力される振動の波形を検出し、その振動を打ち消す方向に高分子アクチュエータ１８，１８の作動を制御することで、路面から車体に伝達される振動を吸収して乗り心地を高めることができる。
【００３４】
また第２実施例ではアーム本体１１側に高分子アクチュエータ１８を設け、アーム本体１１と反対側に空間部１７ａを設けているが、高分子アクチュエータ１８および空間部１７ａの位置関係を入れ替えれば、高分子アクチュエータ１８を伸長駆動することで、外筒１４の中央にあった内筒１６をアーム本体１１に近づく方向に移動させ、サスペンションアーム１０の実質的な長さを減少させることができる。
【００３５】
また高分子アクチュエータ１８の構造は実施例に限定されず、適宜の構造のものを採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】自動車のサスペンションアームの正面図
【図２】図１の２部拡大断面図
【図３】図２の３部拡大断面図
【図４】導電性高分子チューブの斜視図
【図５】高分子アクチュエータの作動時の作用説明図
【図６】第２実施例に係る、前記図２に対応する図
【符号の説明】
【００３７】
１０        サスペンションアーム
１４        外筒
１６        内筒
１７        ゴムブッシュ
１８        高分子アクチュエータ
２７        導電性高分子材料
２８        固体電解質（電解質）
２９        横加速度センサ（走行状態検出手段）
Ｕ          電子制御ユニット（制御手段）
【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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