(57)【要約】【課題】実用性の高いコロイダルダンパを提供する【解決手段】車体３２と車輪保持部材２６との相対動作を、多孔質体８２の細孔に対して作動液８４が流入・流出することによって減衰させるとともに、シリンダ装置４０が有する連通路１２０，１２２における２つのチャンバ６０，６２の間の作動液８４の流通に対して抵抗を付与することによっても減衰させるように構成する。そのことにより、２種類の減衰特性により当該コロイダルダンパの減衰特性の適切化を図ることが可能であり、２つの物の相対動作に適応した減衰特性とすることで、それらの相対動作を効果的に減衰させることが可能となる。【選択図】図２
2012097853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)相対動作する２つの物の一方に連結されるハウジングと、(b)そのハウジング内を２つのチャンバに区画するとともにそのハウジング内を摺動可能なピストンと、(c)前記２つのチャンバのうちのいずれかを貫通して配設され、一端部が前記ピストンに連結されるとともに、他端部が前記ハウジングから延び出して前記２つの物の他方に連結されるピストンロッドとを備えたシリンダ装置と、
前記ハウジング内に収容された(A)多数の細孔を有する多孔質体および(B)作動液と
を含んで構成され、
前記２つの物の相対動作の際に、前記多孔質体の細孔に対して前記作動液が流入・流出することによって、それら２つの物の相対動作を減衰させるように構成されたコロイダルダンパであって、
前記シリンダ装置が、さらに、
前記２つのチャンバを連通させて前記ピストンの摺動に伴う前記２つのチャンバ間の前記作動液の流通を許容する連通路を有し、その連通路における前記作動液の流通に対して抵抗を付与する流通抵抗付与機構を備えたコロイダルダンパ。
【請求項２】
当該コロイダルダンパが、
可撓性を有し、自身のみによって若しくは自身と前記ハウジングとによって前記２つのチャンバの一方の内部に密封空間を形成するとともにその密封空間に前記多孔質体と前記作動液の一部とをそれらが混合した状態で密封し、自身が変形することによって、前記多孔質体の細孔に対する前記作動液の一部の流入・流出に伴う前記密封空間の容積の変化を許容する密封部材を含んで構成された請求項１に記載のコロイダルダンパ。
【請求項３】
前記密封部材が、前記２つのチャンバのうちの前記ピストンロッドが貫通していない方の内部に設けられた請求項２に記載のコロイダルダンパ。
【請求項４】
前記密封部材が、前記２つのチャンバのうちの前記ピストンロッドが貫通している方の内部に設けられた請求項２に記載のコロイダルダンパ。
【請求項５】
前記２つの物が、車体と、車輪を回転可能に保持する車輪保持部材であって、
前記ハウジングが、前記車体と前記車輪保持部材との一方に連結されるとともに、前記ピストンロッドの前記他端部が、前記車体と前記車輪保持部材との他方に連結され、
当該コロイダルダンパが、前記車体を懸架するための車両用サスペンション装置を構成するものとされた請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のコロイダルダンパ。
【請求項６】
前記流通抵抗付与機構によって前記作動液の流通に対して付与される抵抗に依存して当該コロイダルダンパが発生させる減衰力の大きさの基準を、流通抵抗依存減衰係数と定義した場合において、
前記流通抵抗付与機構が、
前記流通抵抗依存減衰係数が、前記車体と前記車輪保持部材との相対振動におけるばね下共振周波数域の成分の振動を減衰させるのに適した減衰係数となるように構成された請求項５に記載のコロイダルダンパ。
【請求項７】
前記流通抵抗付与機構によって前記作動液の流通に対して付与される抵抗に依存して当該コロイダルダンパが発生させる減衰力の大きさの基準を、流通抵抗依存減衰係数と定義した場合において、
前記流通抵抗付与機構が、
前記車体と前記車輪保持部材との接近動作における前記流通抵抗依存減衰係数の臨界減衰係数に対する比が、０．１以上かつ０．３以下となるように構成された請求項５または請求項６に記載のコロイダルダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細孔を有する多孔質体と液体とが混合されたコロイド溶液を含んで構成され、その多孔質体の細孔に対する液体の流出入による作用を利用して外部から加えられたエネルギを散逸させることが可能なコロイダルダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献に記載されているコロイダルダンパは、疎水化多孔質シリカゲル等の多孔質体と液体とが混合されたコロイド溶液を用いたものであり、そのコロイド溶液において、多孔質体が有する細孔に対し、液体が表面張力の作用下で繰り返し流入・流出することにより、外部から加えられたエネルギを散逸させるように構成されている。そのコロイダルダンパは、例えば、エネルギの散逸量が振幅に依存した大きさになることなど、従来の液圧式ダンパにはない特徴を有しており、種々の分野への応用が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／０２９５０１号パンフレット
【特許文献２】特開２００８−３０９２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献に記載のコロイダルダンパは、未だ開発途上であり、改良の余地を多分に残すものとなっている。そのため、種々の改良を施すことによって、そのコロイダルダンパの実用性が向上すると考えられる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いコロイダルダンパを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明のコロイダルダンパは、(a)相対動作する２つの物の一方に連結されるハウジングと、(b)そのハウジング内を２つのチャンバに区画するピストンと、(c)一端部がピストンに連結されるとともに、他端部がハウジングから延び出して相対動作する２つの物の他方に連結されるピストンロッドとを備えたシリンダ装置と、ハウジング内に収容された(A)多数の細孔を有する多孔質体および(B)作動液とを含み、相対動作する２つの物の相対動作の際に、多孔質体の細孔に対して作動液が流入・流出することによって、それらの相対動作を減衰させるように構成されたものであり、シリンダ装置が、さらに、２つのチャンバを連通させる連通路を有してその連通路における２つのチャンバ間の作動液の流通に対して抵抗を付与する機構を含んで構成される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のコロイダルダンパは、２つの物の相対動作を、多孔質体の細孔に対して作動液が流入・流出することによって減衰させることに加えて、２つのチャンバ間の作動液の流通に対して抵抗を付与することによっても減衰させるように構成されており、２種類の減衰特性を併せ持つものとなる。本発明のコロイダルダンパによれば、それら２種類の減衰特性によって当該コロイダルダンパの減衰特性の適切化を図ることが可能であり、２つの物の相対動作に適応した減衰特性とすることで、それらの相対動作を効果的に減衰させることが可能となる。そのような利点を有することで、本発明のコロイダルダンパは、実用性の高いものとなる。
【発明の態様】
【０００７】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００８】
なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、その請求項１に（２）項の技術的特徴を付加したものが請求項２に、請求項２に（３）項の技術的特徴を付加したものが請求項３に、請求項２に（４）項の技術的特徴を付加したものが請求項４に、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに（１１）項の技術的特徴を付加したものが請求項５に、請求項５に（１５）および（１７）項の技術的特徴を付加したものが請求項６に、請求項５または請求項６に（１５）項および（１８）項の技術的特徴を付加したものが請求項７に、それぞれ相当する。
【０００９】
（１）(a)相対動作する２つの物の一方に連結されるハウジングと、(b)そのハウジング内を２つのチャンバに区画するとともにそのハウジング内を摺動可能なピストンと、(c)前記２つのチャンバのうちのいずれかを貫通して配設され、一端部が前記ピストンに連結されるとともに、他端部が前記ハウジングから延び出して前記２つの物の他方に連結されるピストンロッドとを備えたシリンダ装置と、
前記ハウジング内に収容された(A)多数の細孔を有する多孔質体および(B)作動液と
を含んで構成され、
前記２つの物の相対動作の際に、前記多孔質体の細孔に対して前記作動液が流入・流出することによって、それら２つの物の相対動作を減衰させるように構成されたコロイダルダンパであって、
前記シリンダ装置が、さらに、
前記２つのチャンバを連通させて前記ピストンの摺動に伴う前記２つのチャンバ間の前記作動液の流通を許容する連通路を有し、その連通路における前記作動液の流通に対して抵抗を付与する流通抵抗付与機構を備えたコロイダルダンパ。
【００１０】
本項に記載のコロイダルダンパは、２つの物の相対動作を、多孔質体の細孔に対する作動液の流入・流出によって減衰させるだけでなく、２つのチャンバ間の作動液の流通に対して抵抗を付与することによっても減衰させるように構成される。そして、多孔質体の細孔に対する作動液の流入・流出による減衰特性は、エネルギ散逸量が２つの物の相対動作の振幅に依存する減衰特性であり、作動液の流通に対して抵抗を付与することによる減衰特性は、２つの物の相対動作の速度に依存する減衰特性であり、本項に記載のコロイダルダンパは、それら２種類の特性を併せ持つもの、換言すれば、それら２種類の減衰特性が組み合わさった特性を有するものとなっている。したがって、それら２種類の減衰特性によって、当該コロイダルダンパの減衰特性を種々に設定することが可能であり、本項の態様によれば、例えば、２つの物の相対振動の周波数帯や振幅など、２つの物の相対動作に適応するように、当該コロイダルダンパの減衰特性の適切化を図ることが可能となる。
【００１１】
なお、以下の説明において、多孔質体の細孔に対する作動液の流入・流出による減衰特性をコロイド溶液依存減衰特性と呼び、作動液の流通に対して抵抗を付与することによる減衰特性を流通抵抗依存減衰特性と呼ぶ場合がある。また、コロイダルダンパが発生させる減衰力のうちの多孔質体の細孔に対する作動液の流入・流出に起因して発生することになる減衰力を、コロイド溶液依存減衰力と呼び、コロイダルダンパが発生させる減衰力のうちの流通抵抗付与機構が付与する抵抗に起因して発生することになる減衰力を、流通抵抗依存減衰力と呼ぶ場合がある。
【００１２】
本項に記載のコロイダルダンパには、「多孔質体」および「作動液」が混合されたコロイド溶液が用いられる。それら「多孔質体」および「作動液」の種類は、特に限定されないが、互いに親和性が低く、容易に結合しにくいものどうしであること、平たく言えば、多孔質体が作動液に溶けにくいことが望ましい。その「多孔質体」には、ｎｍ（ナノメータ）オーダの細孔を有するμｍ（マイクロメータ）オーダの粒状物（マイクロ粒子）を採用可能であり、例えば、疎液性を有して作動液に容易に溶けないものや、疎液性の物質により被覆されたものを採用することが可能である。具体的には、例えば、その多孔質体には、シリカゲル，アエロゲル，セラミックス，ゼオライト，多孔質ガラス，多孔質ポリスチレン等を採用可能である。また、「作動液」には、例えば、水，水と不凍剤（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）との混合液，水銀，溶融金属等を採用可能である。なお、水は表面張力が比較的大きいため、作動液として水を採用した場合には、多孔質体の細孔に水が流入・流出する際に、その大きな表面張力によって、大きな力を発生させるコロイダルダンパが実現する。なお、作動液に水を用いる場合には、上述したように、多孔質体には、親水性の低いものや、疎水化処理したものを用いることが望ましい。
【００１３】
多孔質体の細孔に対する作動液の流入・流出による減衰特性を、単純な構成のコロイダルダンパを例に、具体的に言えば、シリンダ装置が、ハウジングとピストンとによって１つのチャンバが形成されてその１つのチャンバに上記「多孔質体」と「作動液」とが混合されたコロイド溶液が充填された構成のコロイダルダンパを例に、詳しく説明する。そのような構成のコロイダルダンパにおいて、ハウジングとピストンとに対してチャンバの容積を減少させるような力が加わると、まず、コロイド溶液においては、作動液の液圧が高められる。作動液の液圧がある大きさまで高まると、作動液は、その作動液の表面張力に抗して、多孔質体の細孔に流入するのである。そして、その作動液の細孔への流入によって、チャンバの容積が減少するように、ハウジングとピストンとが相対動作することになる。一方、ハウジングとピストンとに対して加わっている力が無くなれば、作動液の液圧が低下し、作動液の液圧が低下する。作動液の液圧が低下すると、作動液は、多孔質体の細孔から流出するのである。そして、その作動液の細孔からの流出によって、チャンバの容積が増大するように、ハウジングとピストンとが相対動作することになる。
【００１４】
上述したように、上記の構成のコロイダルダンパにおいては、ハウジングとピストンとの相対位置と、作動液の多孔質体への流入量とが、互いに関係する。また、作動液の多孔質体への流入量に応じて、チャンバ内の圧力が変化する。つまり、ハウジングとピストンとの相対位置と、チャンバ内の圧力とが、互いに関係することになる。そして、多孔質体と作動液との間の状態を、それらの間の接触角を用いて説明すれば、多孔質体へ作動液が流入する際に接触角が大きい状態となり、多孔質体から作動液が流出する際に接触角が小さい状態となる。そのため、作動液流入時（収縮時）のチャンバ内の圧力と、作動液流出時（伸張時）のチャンバ内の圧力とには、差が生じる。つまり、ハウジングとピストンとの相対動作位置の変化に対するチャンバ内の圧力の変化に、ヒステリシスが生じるのであり、そのことによって、コロイダルダンパは、例えば、相対動作する２つの物の運動エネルギを散逸して、相対動作する２つの物の相対動作を減衰させる構成とされている。
【００１５】
本項に記載の「流通抵抗付与装置」が有する「連通路」は、２つのチャンバを区画するピストンや、ハウジングに設けられてもよく、ピストンとハウジングとによって形成されてもよい。また、その連通路は、作動液の流通を許容するものであればよく、作動液とともに多孔質体をも通過させるものであってもよい。しかしながら、後に詳しく説明するが、チャンバ内にコロイド溶液が充填される構成のコロイダルダンパにおいては、多孔質体によって、シリンダ装置の内部が摩耗するという問題がある。つまり、連通路が形成されたものの摩耗を防止するという観点からすれば、本項に記載のコロイダルダンパは、後に詳しく説明するように、多孔質体が連通路を通過しないように構成されることが望ましい。なお、本項に記載の「流通抵抗付与装置」は、その構成が特に限定されるものではない。例えば、上記の連通路に設けられたオリフィス，絞り弁等によって構成することが可能である。
【００１６】
（２）当該コロイダルダンパが、
可撓性を有し、自身のみによって若しくは自身と前記ハウジングとによって前記２つのチャンバの一方の内部に密封空間を形成するとともにその密封空間に前記多孔質体と前記作動液の一部とをそれらが混合した状態で密封し、自身が変形することによって、前記多孔質体の細孔に対する前記作動液の一部の流入・流出に伴う前記密封空間の容積の変化を許容する密封部材を含んで構成された(1)項に記載のコロイダルダンパ。
【００１７】
上述したように、チャンバ内にコロイド溶液が充填される構成のコロイダルダンパにおいては、多孔質体によって、シリンダ装置の内部が摩耗するという問題がある。特に、ピストンのシール部材や、ハウジングのピストンが摺動する部分等の摩耗は、コロイド溶液の漏れに繋がるため、大きな問題となる。さらに、先にも述べたように、２つのチャンバが連通路によって連通される本コロイダルダンパにおいては、その連通路を構成する部材等が摩耗する虞がある。そのような問題に対応すべく、フィルタや容器によって、ハウジングのピストンが摺動する部分から多孔質体を隔離する構成のコロイダルダンパも存在する。しかしながら、多孔質体は、ストレス等によって、粉砕されて小さくなる場合がある。つまり、フィルタや容器によって多孔質体を隔離した構成のコロイダルダンパは、そのフィルタや容器が作動液を通過させるものであるために、粉砕されて小さくなった多孔質体が、そのフィルタや容器に目詰まりしたり、それを通過したりしてしまうという問題がある。
【００１８】
上記のような構成のコロイダルダンパに対して、本項に記載のコロイダルダンパは、コロイド溶液が密封部材によって形成される空間に密封されており、多孔質および作動液がその密封空間外へは流出しないように構成されている。つまり、本項の態様は、多孔質体がピストンと擦れ合うことがなく、シリンダ装置内の摩耗を防止することが可能である。また、上述したように、多孔質体が粉砕されて小さくなったとしても、当然、密封空間外へ流出することもない。したがって、本項の態様によれば、耐久性に優れたコロイダルダンパが実現することになる。なお、本項の態様は、ハウジングとピストンとの相対動作の際、多孔質体に対して作動液が流入・流出してコロイド溶液密封体の体積が変化することで、シリンダ装置のチャンバの容積の変化、つまり、シリンダ装置のストローク動作が許容されるように構成することが可能である。
【００１９】
本項に記載の態様においては、密封部材によって密封空間内に隔離された作動液の一部を除いた作動液の残部は、２つのチャンバのうちの密封部材が設けられた方における密封空間の外部、および、２つのチャンバのうちの密封部材が設けられていない方の内部に存在することになる。つまり、本項の態様は、シリンダ装置に加わる力を、密封部材内のコロイド溶液に、作動液の残部である密封空間外作動液を介して伝達するように構成された態様である。本項に記載の「作動液の一部（以下、「密封空間内作動液」という場合がある。）」と、上記の「作動液の残部（密封空間外作動液）」とは、同一の液体であってもよく、性質において互いに異なる液体であってもよい。なお、シリンダ装置に加えられた力の伝え易さという観点からすれば、上記の密封空間外作動液には、粘度の高いものを採用することが望ましい。
【００２０】
本項に記載の「密封部材」は、コロイド溶液を密封した状態を保持しつつ、多孔質体への作動液の流入・流出に伴うコロイド溶液の体積の変化を許容するためのものである。その密封部材は、密封部材のみでコロイド溶液を密封する空間を形成するものであってもよく、ハウジングと協同してコロイド溶液を密封する空間を形成するようなものであってもよい。詳しく言えば、密封部材のみでコロイド溶液を密封する空間を形成する態様は、例えば、コロイド溶液を内部に充填させる容器状の密封部材とすることで実現可能である。また、密封部材がハウジングと協同してコロイド溶液を密封する空間を形成する態様は、例えば、ハウジング内面に可撓性のある部材の外周部を固着させることで実現可能である。また、密封部材は、自身の変形に対して復元する力を発生させるものであってもよく、その復元する力を発生させないものであってもよい。具体的には、例えば、袋状のもの，伸縮性を有するもの，弾性を有するものなど、種々のものを採用可能である。
【００２１】
（３）前記密封部材が、前記２つのチャンバのうちの前記ピストンロッドが貫通していない方の内部に設けられた(2)項に記載のコロイダルダンパ。
【００２２】
（４）前記密封部材が、前記２つのチャンバのうちの前記ピストンロッドが貫通している方の内部に設けられた(2)項に記載のコロイダルダンパ。
【００２３】
上記２つの項に記載の態様は、２つのチャンバのうちのいずれに、密封空間を形成するかを限定した態様である。それらのいずれの態様においても、２つの物が接近動作する場合、換言すれば、シリンダ装置が収縮する場合に、ハウジング内の圧力が増加し、多孔質体の細孔に対して作動液が流入し、２つの物が離間動作する場合、換言すれば、シリンダ装置が伸張する場合に、ハウジング内の圧力が減少し、多孔質体の細孔から作動液が流出するように構成される。
【００２４】
ただし、本コロイダルダンパは、ハウジングが２つのチャンバに区画されてシリンダ装置が流通抵抗付与機構を備えているため、シリンダ装置が伸縮している過程においては、２つのチャンバの間に差圧が生じることになる。具体的には、シリンダ装置が収縮している過程において、ピストンロッドが貫通していない方のチャンバ内の圧力が、ピストンロッドが貫通している方のチャンバ内の圧力より高くなり、シリンダ装置が伸張している過程において、ピストンロッドが貫通している方のチャンバ内の圧力が、ピストンロッドが貫通していない方のチャンバ内の圧力より高くなる。つまり、２つの項のうちの前者の態様によれば、先に述べた単純な構成のコロイダルダンパに比較して、密封部材が設けられた方のチャンバ内の圧力、つまり、密封空間に加わる力を、シリンダ装置の収縮時に増大させ、シリンダ装置の伸張時に減少させることができる。一方、２つの項のうちの後者の態様によれば、密封空間に加わる力を、シリンダ装置の収縮時に減少させ、シリンダ装置の伸張時に増大させることができる。ちなみに、前者の態様は、密封部材が設けられた方のチャンバ内の圧力における収縮時の大きさと伸張時の大きさとの差を、先に述べた単純な構成のコロイダルダンパに比較して大きくすることになるため、１サイクルで散逸可能なエネルギを大きくすることが可能である。
【００２５】
（５）前記密封部材が、
前記２つのチャンバのうちの自身が設けられた方の内部において、前記ピストンから離れた端に前記密封空間を形成するように設けられた(2)項ないし(4)項のいずれか１つに記載のコロイダルダンパ。
【００２６】
本項に記載の態様は、密封空間を形成する位置を限定した態様であり、本項の態様によれば、密封部材が、ピストンの動作に干渉しないようにすることが可能であり、ハウジング内におけるピストンの摺動の妨げとなることを確実に防止することが可能である。
【００２７】
（６）前記密封空間に密封された前記作動液の一部が、水である(2)項ないし(5)項のいずれか１つに記載のコロイダルダンパ。
【００２８】
（７）前記多孔質体が、疎水化処理された多孔質シリカゲルである(6)項に記載のコロイダルダンパ。
【００２９】
上記２つの項に記載の態様は、コロイド溶液の構成に限定を加えた態様である。先にも述べたように、水は表面張力が大きいため、コロイダルダンパの作動液として好適である。そして、作動液を水とした場合には、多孔質体は、疎水性を有するものであることが望ましく、後者の態様は、その望ましい態様である。
【００３０】
（８）前記密封空間に密封された前記作動液の一部を、第１作動液とした場合に、
前記作動液の残部が、第２作動液として、前記２つのチャンバのうちの前記密封部材が設けられた方の前記密封空間の外部および前記２つのチャンバのうちの前記密封部材が設けられていない方の内部に収容された(2)項ないし(7)項のいずれか１つに記載のコロイダルダンパ。
【００３１】
本項に記載の「第１作動液」は、密封空間の内部に収容された作動液であり、密封空間内作動液と言うこともでき、一方、「第２作動液」は、密封空間の外部に存在する作動液であり、密封空間外作動液と言うこともできる。それら「第１作動液」と「第２作動液」とは、先にも述べたように同一の液体であってもよく、例えば、性質，特性，種類等において互いに異なる液体であってもよい。
【００３２】
（９）前記第１作動液と前記第２作動液とが、性質において互いに異なる(8)項に記載のコロイダルダンパ。
【００３３】
先にも述べたように、コロイド溶液に混合される第１作動液は、大きな表面張力を有するものであることが望ましく、第２作動液は、シリンダ装置に加わる力を密封空間に効率的に伝達可能なものであることが望ましい。本項の態様は、そのような要望等に応じて、第１作動液と第２作動液とを、それぞれ適切な液体を採用した態様とすることが可能である。本項の態様において、第１作動液と第２作動液とは、例えば、水とオイルのように種類の異なる液体であってもよく、高粘度のオイルと低粘度のオイルのように、同じ種類の液体で性質，特性が異なるものであってもよい。
【００３４】
（１０）前記第２作動液が、オイルである(8)項または(9)項に記載のコロイダルダンパ。
【００３５】
本項に記載の態様は、第２作動液を限定した態様であり、例えば、鉱物油や、合成油であるシリコンオイル等を採用可能である。例えば、本項の態様と、先に述べた第１作動液を水とした態様とを合わせた構成のコロイダルダンパを考える。一般的に、オイルの粘度は水の粘度より高いため、シリンダ装置に加わる力を、密封空間内のコロイド溶液に効率的に伝達することが可能である。また、例えば、コロイダルダンパが、サスペンション装置を構成して車体を支持するような構成である場合、シリンダ装置のチャンバ内を高圧に保持するために、ハウジングに設けられるシールの密封性を確保する必要がある。粘度の高いオイルは、シールから漏れにくく、上記のようなチャンバ内を高圧に保持する必要のあるコロイダルダンパにおいて、特に有効である。また、一般的に、オイルは、潤滑性も良好であり、ハウジング内におけるピストンの摺動を円滑なものとすることが可能である。
【００３６】
また、一般的に、オイルの凝固温度は、水の凝固温度より低い。例えば、第２作動液が凝固し始めると、シリンダ装置に加わる力に対して、密封空間内のコロイド溶液に伝達される力が変動してしまう虞がある。しかしながら、本項の態様によれば、その凝固しにくいオイルによって、シリンダ装置に加わる力をコロイド溶液に確実に伝達することが可能である。
【００３７】
さらに、一般的に、オイルの熱伝導率は、水の熱伝導率より低い。コロイド溶液内の水は、外気温の低下によって凝固する虞があるが、密封空間をオイルで覆うように構成することによって、熱伝導率の低いオイルによってコロイド溶液内の水の温度が外部に逃げることを抑え、水が凝固することを防止することが可能である。
【００３８】
（１１）前記２つの物が、車体と、車輪を回転可能に保持する車輪保持部材であって、
前記ハウジングが、前記車体と前記車輪保持部材との一方に連結されるとともに、前記ピストンロッドの前記他端部が、前記車体と前記車輪保持部材との他方に連結され、
当該コロイダルダンパが、前記車体を懸架するための車両用サスペンション装置を構成するものとされた(1)項ないし(10)項のいずれか１つに記載のコロイダルダンパ。
【００３９】
本項に記載の態様は、コロイダルダンパを、車両用サスペンション装置の一構成要素とした態様である。詳しく言えば、少なくとも、車体と車輪保持部材との相対動作を減衰させるショックアブソーバとして機能させる態様である。
【００４０】
（１２）当該コロイダルダンパが、
前記多孔質体に前記作動液が流入した状態における前記ハウジング内の圧力によって、前記車体を支持するように構成された(11)項に記載のコロイダルダンパ。
【００４１】
（１３）当該コロイダルダンパが、
前記多孔質体に前記作動液が流入した状態における前記ハウジング内の圧力によって、自身に対応する車輪の分担荷重のすべてを受け持つように構成された(12)項に記載のコロイダルダンパ。
【００４２】
上記２つの項に記載の態様は、コロイダルダンパによって、自身に対応する車輪の分担荷重（いわゆる、１Ｗ）の少なくとも一部を受け持つ態様である。つまり、上記２つの項の態様は、コロイダルダンパを、ショックアブソーバとしてだけでなく、ばねとしても利用する態様である。なお、後者の態様は、その１Ｗのすべてを受け持つことが可能とされた態様であり、後者の態様によれば、別途、サスペンションスプリングを設ける必要がなく、コンパクトなサスペンション装置が実現することになる。
【００４３】
（１４）当該コロイダルダンパが、
前記車体と前記車輪保持部材が相対動作する範囲において、前記ハウジング内の圧力が、前記多孔質体へ流入した前記作動液の量に比例した大きさとなるように構成された(12)項または(13)項に記載のコロイダルダンパ。
【００４４】
従来の研究や実験によって、一般的なコロイダルダンパの特性として、チャンバ内の圧力と、作動液の多孔質体への流入量とが、ほぼリニアな関係にある範囲が存在することが解っている。本項の態様は、例えば、シリンダ装置のストローク範囲、あるい、相対動作する２つの物の相対動作する範囲が、そのチャンバ内の圧力と作動液の流入量とがリニアな関係にある範囲内となるように構成することができる。本項の態様は、コロイダルダンパによって、車体を常時支えること、換言すれば、コロイダルダンパを常時サスペンションスプリングとして機能させることが可能となる。
【００４５】
上述した態様である、シリンダ装置のストローク範囲がチャンバ内の圧力と作動液の流入量とがリニアな関係にある範囲内となるような態様は、例えば、以下のように構成することが可能である。まず、作動液の多孔質体への流入量は、２つのチャンバ内の圧力が等しいと仮定した場合において、ピストンロッドのハウジング内へ進入した体積分に略等しい。そのことを考慮して、まず、多孔質体の量を、シリンダ装置がフルリバウンド位置からフルバウンド位置までストロークした場合のピストンロッドのハウジング内へ進入した体積と同じ量の作動液を流入させることが可能な量に決定する。次に、作動液の量を、その多孔質体に流入する量（＝ピストンロッドのハウジング内へ進入した体積）より多い量に決定する。つまり、それらを混合させたコロイド溶液を備えさせることで、上記の態様のコロイダルダンパを構成することができる。
が望ましい。
【００４６】
（１５）前記流通抵抗付与機構によって前記作動液の流通に対して付与される抵抗に依存して当該コロイダルダンパが発生させる減衰力の大きさの基準が、流通抵抗依存減衰係数として定義された(11)項ないし(14)項のいずれか１つに記載のコロイダルダンパ。
【００４７】
（１６）前記流通抵抗付与機構が、
前記車体と前記車輪保持部材との離間動作における前記流通抵抗依存減衰係数が、前記車体と前記車輪保持部材との接近動作における前記流通抵抗依存減衰係数より大きくなるように構成された(15)項に記載のコロイダルダンパ。
【００４８】
本項の態様によれば、接近動作における減衰係数が離間動作における減衰係数より小さくされているため、路面の凸部を走行する際の衝撃を効果的に緩和することが可能である。
【００４９】
（１７）前記流通抵抗付与機構が、
前記流通抵抗依存減衰係数が、前記車体と前記車輪保持部材との相対振動におけるばね下共振周波数域の成分の振動を減衰させるのに適した減衰係数となるように構成された(15)項または(16)項のいずれか１つに記載のコロイダルダンパ。
【００５０】
多孔質体の細孔に対する作動液の流入・流出によって散逸できるエネルギは、車体と車輪保持部材との相対振動の振幅が小さくなるほど小さくなる。つまり、一般的なコロイダルダンパは、ばね上共振周波数域の振動であるばね上振動のように、比較的振幅が大きくなる振動は効果的に減衰可能である。しかしながら、ばね下共振周波数域の振動であるばね下振動のように、車体と車輪保持部材との相対動作の速度が速くても振幅が小さい振動に対しては、十分な減衰力が得られない虞がある。本項に記載のコロイダルダンパは、流通抵抗付与機構によってばね下振動を減衰させることができるため、車体と車輪保持部材との間の振動を効果的に減衰することが可能である。
【００５１】
（１８）前記流通抵抗付与機構が、
前記車体と前記車輪保持部材との接近動作における前記流通抵抗依存減衰係数の臨界減衰係数に対する比が、０．１以上かつ０．３以下となるように構成された(15)項ないし(17)項のいずれか１つに記載のコロイダルダンパ。
【００５２】
本項に記載の「流通抵抗依存減衰係数の臨界減衰係数に対する比」とは、流通抵抗付与機構によって車体と車輪保持部材との接近動作を減衰させる能力の基準となるものであり、いわゆる減衰比である。本項の態様は、その流通抵抗付与機構の減衰させる能力に限定を加えた態様であり、接近動作における減衰比が、比較的低めに設定された態様、つまり、接近動作における減衰係数が、比較的低めに設定された態様である。つまり、本項の態様は、比較的周波数の高い振動を効果的に減衰可能とされた態様であり、先に述べた態様である、流通抵抗依存減衰係数がばね下振動を減衰させるのに適した減衰係数に設定された態様の一態様と考えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】請求可能発明の実施例であるコロイダルダンパを一構成要素とした車両用サスペンション装置の正面図である。
【図２】請求可能発明の実施例であるコロイダルダンパの正面断面図である。
【図３】図２に示すコロイド溶液を構成する多孔質体を模式的に示す断面図である。
【図４】図２に示すコロイダルダンパを拡大して示す正面断面図であり、シリンダ装置が伸縮する場合の作動液の流れを示す図である。
【図５】従来から知られている簡便な構成のコロイダルダンパの正面断面図である。
【図６】図５に示すコロイダルダンパにおけるシリンダ装置のストロークとシリンダ装置の内圧との関係を示す図である。
【図７】請求可能発明の実施例であるコロイダルダンパにおけるシリンダ装置のストロークと、２つのチャンバの各々の内圧が等しいと仮定した場合のシリンダ装置の内圧との関係を示す図である。
【図８】シリンダ装置のストローク速度とコロイダルダンパが発生させる減衰力との関係を示す図である。
【図９】請求可能発明の実施例であるコロイダルダンパにおけるシリンダ装置のストローク動作の振幅と散逸エネルギとの関係を示すための図である。
【図１０】請求可能発明の実施例であるコロイダルダンパにおけるシリンダ装置のストロークとコロイド溶液密封体が収容された方のチャンバの内圧との関係を示す図である。
【図１１】変形例のコロイダルダンパの正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下、請求可能発明の代表的な実施形態を、実施例およびその変形例として、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【実施例】
【００５５】
＜サスペンション装置の構成＞
本実施例のコロイダルダンパ１０は、図１に示すように、車両用サスペンション装置の一構成要素とされている。その車両用サスペンション装置は、車両が有する車輪１２の各々に対応して設けられる独立懸架式のものであり、マルチリンクサスペンション装置とされている。サスペンション装置は、それぞれがサスペンションアームである第１アッパアーム２０，第２アッパアーム２２，第１ロアアーム２４，第２ロアアーム２６，トーコントロールアーム２８を備えている。５本のアーム２０，２２，２４，２６，２８のそれぞれの一端部は、車体に回動可能に連結され、他端部は、車輪１２を回転可能に保持する車輪保持部材としてのアクスルキャリア３０に回動可能に連結されている。それら５本のアーム２０，２２，２４，２６，２８により、アクスルキャリア３０は、車体に対して一定の軌跡に沿った上下動が許容されている。本コロイダルダンパ１０は、車体の一部であるタイヤハウジングに設けられたマウント部３２と、上記第２ロアアーム２６との間に配設されている。
【００５６】
図２に、コロイダルダンパ１０の正面断面図を示す。コロイダルダンパ１０は、シリンダ装置４０を主体とするものであり、そのシリンダ装置４０が、マウント部３２と第２ロアアーム２６との間に配設されている。シリンダ装置４０は、概して円筒状のハウジング４２と、そのハウジング４２に対して摺動可能に配設されたピストン４４と、そのピストン４４に下端部が連結されて上端部がハウジング４２の上部から延び出すピストンロッド４６とを含んで構成されている。そして、ピストンロッド４６が、上端部において防振ゴム５０を含んで構成されるアッパサポート５２を介してマウント部３２の下面側に連結され、ハウジング４２が、それの下端部において、ブシュ５４を介して第２ロアアーム２６に連結されている。つまり、ハウジング４２と、ピストンロッド４６およびそれに連結されたピストン４４とは、車体（マウント部３２）と車輪１２（アクスルキャリア３０）との接近・離間に応じて軸線方向に相対移動可能とされている。換言すれば、車体と車輪１２との接近・離間に応じて、シリンダ装置４０が伸縮可能とされているのである。
【００５７】
ピストン４４は、ハウジング４２の内部を、自身を挟んで２つのチャンバである上室６０と下室６２とに区画している。また、ピストン４４は、テフロンコーティングされたバンド６４が外周に装着されたものであり、ハウジング４２に対して円滑に摺動するようになっている。なお、シリンダ装置４０は、カバーチューブ７０を備えており、そのカバーチューブ７０は、上記ピストンロッド４６およびハウジング４２の上部を収容し、外部からの塵埃，泥等の侵入を防止するようにされている。
【００５８】
ハウジング４２内の下端部には、ゴム製のベローズ８０が固定されており、下室６２に収容されている。そのベローズ８０には、疎水化多孔質シリカゲル８２と、第１作動液としての水８４とが混合されたコロイド溶液９０が充填された状態で密封されている。つまり、そのベローズ８０は、自身のみによってコロイド溶液９０を密封する密封部材として機能するものとなっており、本コロイダルダンパ１０は、ベローズ８０とコロイド溶液９０とを含んで構成されたコロイド溶液密封体９２を備えたものとなっている。
【００５９】
図３に、疎水化多孔質シリカゲル８２の１つの粒子の断面図を模式的に示す。疎水化多孔質シリカゲル粒子１００は、外径Ｄが数μｍ〜数十μｍオーダで、かつ、細孔１０２の内径ｄが数ｎｍ〜数十ｎｍオーダの球形シリカゲル粒子を、それの表面（細孔内も含む）を疎水性物質で疎水化処理したものである。つまり、疎水化多孔質シリカゲル粒子１００の各々が、多孔質体として機能するものとなっている。
【００６０】
上室６０には、上記コロイド溶液密封体９２が収容された状態で、第２作動液としての鉱物油１１０が充填されている。また、下室６２にも、鉱物油１１０が充填されている。先にも述べたように、ハウジング４２の内部は、ピストン４４によって、上室６０と下室６２とによって区画されている。図４に示すように、そのピストン４４には、上室６０から下室６２に接続するための３本の連通路１２０と、下室６２から上室６０に接続するための３本の連通路１２２とが、軸線周りを６等配した位置に互い違いに設けられている（図４には、１本ずつが図示されている）。
【００６１】
ピストン４４の下面には、弾性材製の円形をなす３枚の弁板１２４が配設されている。通常時は、その弁板１２４によってピストン４４の連通路１２０がほぼ塞がれている。そして、上室６０の液圧が下室６２の液圧より高く、それら２つのチャンバ６０，６２の液圧差が小さい場合には、それら弁板１２４と連通路１２０との隙間がオリフィスとして機能し、上室６０から下室６２への鉱物油１１０の流れが許容される。また、上室６０の液圧が下室６２の液圧より高く、それら２つのチャンバ６０，６２の液圧差が大きい場合には、弁板１２４が撓められて上室６０から下室６２への鉱物油１１０のより大きな流れが許容されるようになっている。
【００６２】
また、ピストン４４の上面には、弾性材製の円形をなす１枚の弁板１２６が配設されている。通常時は、その弁板１２６によってピストン４４の連通路１２２がほぼ塞がれている。そして、下室６２の液圧が上室６０の液圧より高く、それら２つのチャンバ６０，６２の液圧差が小さい場合には、それら弁板１２６と連通路１２２との隙間がオリフィスとして機能し、下室６２から上室６０への鉱物油１１０の流れが許容される。また、下室６２の液圧が上室６０の液圧より高く、それら２つのチャンバ６０，６２の液圧差が大きい場合には、弁板１２６が撓められて下室６２から上室６０への鉱物油１１０のより大きな流れが許容されるようになっている。
【００６３】
ちなみに、後に詳しく説明するが、ハウジング４２の内部は高圧になるため、ハウジング４２の上方側の蓋部、および、下方側の蓋部には、鉱物油１１０の漏れを防止するために、複数の高圧シール１３０，１３２が設けられている。特に、ピストンロッド４６が摺動する上方側の蓋部には、そのピストンロッド４６の摺動面に接する２つのシール１３２が設けられている。それら２つのシール１３２の間には、グリースが密封されており、シール性が高められている。
【００６４】
コロイダルダンパ１０は、車体と車輪との接近離間動作を規制する機構、いわゆるバウンドストッパ、および、リバウンドストッパを有している。具体的には、バウンドストッパは、カバーチューブ７０の内側の上端に貼着された環状の緩衝ゴム１４０を含んで構成され、ハウジング４２の上端部が、緩衝ゴム１４０を介してカバーチューブ７０に当接するように構成されている。また、リバウンドストッパは、ハウジング４２の上方側の蓋部の下面に貼着された環状の緩衝ゴム１４２を含んで構成され、ピストン４４の上面とハウジング４２の上方側の蓋部とが、緩衝ゴム１４２を介して当接するように構成されている。
【００６５】
＜コロイダルダンパの特性＞
i）一般的なコロイダルダンパの特性
上述したように、本サスペンション装置は、コロイダルダンパ１０を主体として構成されるものである。そのコロイダルダンパ１０の機能について、以下に詳しく説明する。まず、本コロイダルダンパ１０について説明する前に、図５に示す簡便な構成のコロイダルダンパ１５０を例に、コロイダルダンパの一般的な特性について、図６をも参照しつつ詳しく説明する。コロイダルダンパ１５０は、ハウジング１５２と、そのハウジング１５２内を摺動するピストン１５４とを含んで構成されるシリンダ装置１５６を備えている。そして、コロイダルダンパ１５０は、それらハウジング１５２とピストン１５４とによって形成されるチャンバ１５８内に、多孔質体１６０と作動液１６２とが混合されたコロイド溶液１６４が充填されたものである。
【００６６】
図６は、ハウジング１５２とピストン１５４との相対動作量Ｓ（シリンダ装置１５６のストローク，）と、チャンバ１５８の内圧ｐとの関係を示す図である。コロイダルダンパ１５０において、シリンダ装置１５６を収縮させる力が外部から加わると、まず、チャンバ１５８内の作動液１６２の液圧が大きく（急な勾配で）上昇する（図６における(I)の範囲）。作動液１６２の液圧が、ある高さ付近まで上昇すると、作動液１６２は、その作動液１６２の表面張力に抗して多孔質体１６０の細孔に流入し始め、加わる力の大きさに比例した量だけ作動液１６２が流入することになる（図６における(II)の範囲）。その多孔質体１６０への作動液１６２の流入によって、コロイド溶液１６４の容積が減少し、シリンダ装置１５６が収縮するようにストロークすることになる。つまり、作動液１６２の流入量とチャンバ１５８の容積変化とは等しいのであり、作動液１６２の流入量とシリンダ装置１５６のストロークとは、リニアな関係にあると言える。また、作動液１６２の流入量が多くなれば、チャンバ１５８の内圧も大きくなる。つまり、図６における(II)の範囲に示すように、シリンダ装置１５６のストロークＳと、チャンバ１５８の内圧ｐとは、リニアな関係となっている。そして、作動液１６２が、流入できる限界付近まで多孔質体１６０内に流入すると、作動液の１６２の液圧が大きく上昇し始めるのである（図６における(III)の範囲）。
【００６７】
次に、シリンダ装置１５６に加えていた力を取り除くと、作動液１６２の液圧が大きく（急な勾配で）低下する（図６における(IV)の範囲）。その後、作動液１６２の液圧が低下すると、多孔質体１６０の細孔から作動液１６２が流出するのである（図６における(V)の範囲）。その多孔質体１６０からの作動液１６２の流出によって、コロイド溶液１６４の容積が増加し、シリンダ装置１５６が伸張するようにストローク動作することになる。なお、この図６における(V)の範囲に示す作動液１６２が流出する場合も、作動液１６２が流入するときと同様に、シリンダ装置１５６のストロークＳと、チャンバ１５８の内圧ｐとは、リニアな関係となっている。
【００６８】
多孔質体１６０と作動液１６２との間の状態を、それら多孔質体１６０と作動液１６２との間の接触角を用いて説明すれば、多孔質体１６０へ作動液１６２が流入する際に接触角が大きく、多孔質体１６０から作動液１６２が流出する際に接触角が小さくなる。そのため、図６に示したように、作動液流入時（収縮時）のチャンバ１５８の内圧と、作動液流出時（伸張時）のチャンバ１５８の内圧とには、差が生じる。つまり、図６に示すように、シリンダ装置１５６のストロークＳの変化に対するチャンバ１５８の内圧ｐの変化に、ヒステリシスが生じるのである。そして、そのことによって、コロイダルダンパ１５０は、エネルギを散逸して２つの相対動作する物の相対動作を減衰させる構成とされている。ちなみに、図６のヒステリシスによって囲まれた部分の面積が、散逸したエネルギに相当する。
【００６９】
ii）本コロイダルダンパの特性
本コロイダルダンパ１０は、コロイド溶液９０がベローズ８０内に密封されているが、シリンダ装置４０に加えられた力は、鉱物油１１０を介してコロイド溶液密封体９２に伝達される。そして、コロイド溶液密封体９２は、自身に力が加わると、ベローズ８０内に収容された水８４の液圧が上昇する。その水８４の液圧が、ある高さまで上昇すると、その水８４は、表面張力に抗して疎水化多孔質シリカゲル粒子１００の細孔１０２内に流入する。それに伴って、ベローズ８０は収縮しつつ、第１コロイド溶液密封体９２は、体積が減少することになるのである。一方、自身に加わる力がなくなると、水８４の液圧が低下し、疎水化多孔質シリカゲル粒子１００の細孔１０２から水８４が流出する。それに伴って、ベローズ８０は伸張しつつ、コロイド溶液密封体９２は、体積が増加することになる。つまり、本コロイダルダンパ１０も、上述したコロイダルダンパ１５０と同様の特性を有している。なお、図７に、本コロイダルダンパ１０におけるシリンダ装置４０のストロークＳと、下室６２の内圧ｐとの関係を示している。
【００７０】
ちなみに、シリンダ装置４０がストローク中の場合には、上室６０の内圧と下室６２の内圧との間には、差が生じることになるが、図７に実線で示した特性線は、シリンダ装置４０がそのストローク位置において停止していると仮定した場合のもの、換言すれば、そのストローク位置において上室６０の内圧と下室６２の内圧とが釣り合ったと仮定した場合のものである。なお、その上室６０の内圧と下室６２の内圧との差圧を考慮した場合については、後に詳しく説明する。
【００７１】
＜本コロイダルダンパの機能＞
i）サスペンションスプリングとしての機能
本コロイダルダンパ１０は、上述したように、サスペンション装置の構成要素の主体となるものである。まず、本コロイダルダンパ１０は、サスペンションスプリングとしての機能を有するものとなっている。コロイダルダンパ１０は、外部からシリンダ装置４０にある大きさの力が加わると、シリンダ装置４０の内圧は、その大きさの力に応じた大きさまで上昇し、シリンダ装置４０が発生させる力が外部から加えられている力と釣り合うことになる。したがって、本コロイダルダンパ１０は、自身が設けられた車輪１２の分担荷重（いわゆる、１Ｗである）を、疎水化多孔質シリカゲル１００の細孔１０２に水８４がある量だけ流入した状態において生じるシリンダ装置４０の内圧によって受け持つようになっている。
【００７２】
そして、図７に示すように、本コロイダルダンパ１０は、コロイド溶液密封体９２が収容された下室６２の容積が減少するようにシリンダ装置４０がストローク動作する場合、平たく言えば、シリンダ装置４０が収縮するようにストローク動作する場合に、シリンダ装置４０の内圧が、疎水化多孔質シリカゲル粒子１００の細孔１０２への水８４の流入量に比例した大きさとなるように構成されている。換言すれば、シリンダ装置４０の内圧が、シリンダ装置４０のストローク量に比例した大きさとなるように構成されている。さらに詳しく言えば、本コロイダルダンパ１０は、シリンダ装置４０がストローク動作する範囲において、疎水化多孔質シリカゲル粒子１００の細孔１０２からすべての水８４が流出しないように、かつ、疎水化多孔質シリカゲル粒子１００の細孔１０２への水８４の流入量が流入できる限界値には達しないように構成されている。つまり、本コロイダルダンパ１０は、リバウンドストッパおよびバウンドストッパによって定まるシリンダ装置４０の全ストローク範囲において、１Ｗを支える力を発生させていると考えることができるのである。
【００７３】
ちなみに、本コロイダルダンパ１０においては、シリンダ装置４０の内圧が疎水化多孔質シリカゲル粒子１００の細孔１０２への水８４の流入量に比例する範囲内で、シリンダ装置４０がストロークするように、コロイド溶液密封体９２の各々に収容する疎水化多孔質シリカゲル８６の量（体積）と水８４の量（体積）が定められている。まず、シリンダ装置４０において、標準状態（例えば、車両に一人も乗車しておらず、かつ、何も積載しておらず、さらに、水平面上において停車している状態）における中立位置である標準位置から、バウンド方向にストローク量Ｓb，リバウンド方向にストローク量Ｓrだけストロークできるようにすると、シリンダ装置４０の上室６０と下室６２とを合わせた容積変化ΔＶは、フルバウンド時とフルリバウンド時とで、次式のように求まる。
ΔＶ＝Ａ・（Ｓb＋Ｓr）
ここで、Ａは、ハウジング４２内の圧力がピストン４４に作用する面積である受圧面積であり、シリンダ装置４０においては、ピストンロッド４６の断面積が相当する。
【００７４】
そして、本コロイダルダンパ１０においては、この容積変化ΔＶに等しい量の水８４を疎水化多孔質シリカゲル８６に流入できる必要がある。つまり、疎水化多孔質シリカゲル８６の容積に対する疎水化多孔質シリカゲル８６の水８４を流入できる限界値の比をηとすれば、疎水化多孔質シリカゲル８６の必要最低量（体積である）ＶSminが、次式によって定まる。
ＶSmin＝ΔＶ／η
なお、疎水化多孔質シリカゲル８６は、疎水化処理の際に、全てが疎水化されずに吸水性を有するシリカゲルが残ってしまう場合がある。例えば、疎水化処理を行った全量に対する、疎水化されなかったシリカゲルの量を除いた疎水化されたシリカゲルの量の割合を、疎水化率βと定義すれば、その疎水化率のばらつき等に対応するために、実際の疎水化多孔質シリカゲル８６の量（体積である）ＶSは、次式によって決められ、疎水化多孔質シリカゲル８６のその必要最低量ＶSminより多くされている。
ＶS＝ＶSmin／β
また、水８４の量ＶFは、ΔＶ／β以上であればよいため、本コロイダルダンパ１０においては、ＶF＝ＶSとされている。
【００７５】
ii）コロイド溶液密封体のショックアブソーバとしての機能
本コロイダルダンパ１０は、運転者が乗車して水平面上で停車している状態における位置である中立位置からの１サイクルの動作におけるシリンダ装置４０の内圧の変化を、シリンダ装置４０のストロークＳとの関係で示せば、図７に示す二点鎖線のようになる。コロイダルダンパ１０は、先に説明した一般的なコロイダルダンパ１５０と同様に、作動液流入時（収縮時）のシリンダ装置４０の内圧と、作動液流出時（伸張時）のシリンダ装置４０の内圧とに差が生じ、図７に示すように、シリンダ装置４０のストロークＳの変化に対するシリンダ装置４０の内圧の変化に、ヒステリシスが生じる。そして、その図７の二点鎖線によって囲まれた面積が、１サイクルの動作において散逸したエネルギに相当する。つまり、本コロイダルダンパ１０は、車体と車輪１２との相対動作を減衰させることになるのであり、ショックアブソーバとして機能することとなる。
【００７６】
なお、本コロイダルダンパ１０は、先に説明したように、疎水化多孔質シリカゲル粒子１００の細孔１０２に水８４が流入した状態におけるハウジング１５２内の圧力によって車体を支持するように構成され、サスペンションスプリングとして機能する。そして、シリンダ装置４０が収縮するようにストローク動作する場合に、シリンダ装置４０の内圧が、シリンダ装置４０のストローク量に比例した大きさになるように構成されている。つまり、サスペンションスプリングとしてコロイダルダンパ１０が発生させる力であるばね力Ｆrは、シリンダ装置４０の収縮時の内圧ｐCに比例した大きさとなる。
Ｆr＝Ａ・ｐC
一方、シリンダ装置４０が伸張する場合において、コロイダルダンパ１０が発生させる力ＦE（＝Ａ・ｐE）は、図７に示すように、そのリバウンド方向のばね力Ｆrと、バウンド方向の力Ｆbとを合成した力と考えることができる。
ＦE＝Ｆr−Ｆb
そして、そのバウンド方向の力Ｆbは、シリンダ装置４０の伸張するストローク動作に対する抵抗力、つまり、減衰力となるのである。つまり、コロイド溶液密封体９２による減衰力Ｆbは、次式で示すように、シリンダ装置４０の収縮時の内圧ｐCと、シリンダ装置４０の伸張時の内圧ｐEとの差分に比例した大きさとなるのである。
Ｆb＝Ｆr−ＦE
＝Ａ・（ｐC−ｐE）
したがって、コロイド溶液密封体９２による減衰力は、シリンダ装置４０が伸張する場合に発生すると考えられるのである。
【００７７】
iii)流通抵抗付与機構による減衰機能
ピストン４４が先に述べたような構造とされていることにより、例えば、ピストン４４がハウジング４２内を上方に移動させられる場合には、上室６０の液圧が下室６２の液圧より高くなるため、上室６０内の鉱物油１１０の一部が連通路１２０を通って下室６２へ流れることになる。その際、鉱物油１１０が連通路１２０と弁板１２４とによって形成されるオリフィスを通過すること、あるいは、鉱物油１１０が弁板１２４を撓ませて下室６２内へ流入することで、ピストン４４の上方への移動に抵抗力が付与され、その抵抗力によって、車体と車輪１２との離間動作に対する減衰力が発生させられる。
【００７８】
また、逆に、ピストン４４がハウジング４２内を下方に移動する場合には、下室６２の液圧が上室６０の液圧より高くなるため、下室６２内の鉱物油１１０の一部が、連通路１２２を通って下室６２から上室６０へ流れることになる。その際、鉱物油１１０が連通路１２２と弁板１２６とによって形成されるオリフィスを通過すること、あるいは、鉱物油１１０が弁板１２６を撓ませて上室６０内へ流入することで、ピストン４４の下方への移動に抵抗力が付与され、その抵抗力によって、車体と車輪１２との接近動作に対する減衰力が発生させられる。
【００７９】
つまり、連通路１２０，１２２、弁板１２４，１２６等を含んで、上室６０と下室６２との間の鉱物油１１０の流通に対して抵抗を付与する流通抵抗付与機構が構成されている。なお、その流通抵抗付与機構による減衰特性は、車体と車輪１２とが離間する場合と、接近する場合とで異なるものとされている。具体的には、車体と車輪１２との離間動作に対する減衰係数と、それらの接近動作に対する減衰係数が異なる大きさとなるように、流通抵抗付与機構が構成されている。図８に、流通抵抗付与機構の減衰特性を、シリンダ装置４０のストローク速度Ｖと減衰力Ｆとの関係で示す。その図８に示すように、流通抵抗付与機構の減衰特性は、接近動作に対する減衰係数が、比較的低めの１５００Ｎ・ｓｅｃ／ｍ（減衰比で言えば、０．１５程度）に設定さている。一方、離間動作に対する減衰係数は、その接近動作に対する減衰係数より大きな値に設定されている。具体的には、離間動作に対する減衰係数は、４０００Ｎ・ｓｅｃ／ｍ（減衰比で言えば、０．４程度）とされ、コンベンショナルなショックアブソーバに設定される程度の大きさに設定されている。
【００８０】
＜本コロイダルダンパの特徴＞
【００８１】
上述したように、本コロイダルダンパ１０は、ショックアブソーバとしての機能だけでなく、サスペンションスプリングとしての機能をも有することから、サスペンションスプリングを設ける必要がなく、本コロイダルダンパ１０を用いた車両用サスペンション装置は、簡便な構成のものとなっている。
【００８２】
本コロイダルダンパ１０は、多孔質体と作動液とからなるコロイド溶液が密封容器内に密封されており、作動液がその密封容器外へは流出しないように構成されている。つまり、本コロイダルダンパ１０は、比較的硬度の高い疎水化多孔質シリカゲル粒子１００がハウジング４２やピストン４４と擦れ合うことがなく、シリンダ装置４０内の摩耗を防止することが可能である。また、例えば、フィルタや容器によって、ハウジングのピストンが摺動する部分から多孔質体を隔離する構成のコロイダルダンパも存在する。しかしながら、そのフィルタや容器によって多孔質体を隔離した構成のコロイダルダンパは、ストレス等によって粉砕されて小さくなった多孔質体が、そのフィルタや容器に目詰まりしたり、それを通過したりしてしまうという問題がある。それに対して、本コロイダルダンパ１０は、コロイド溶液が密封容器に密封されているため、多孔質体が粉砕されて小さくなったとしても、当然に密封容器外へ流出することがない。したがって、本コロイダルダンパ１０は、耐久性に優れたコロイダルダンパとなっている。
【００８３】
また、本コロイダルダンパ１０は、疎水化多孔質シリカゲル粒子１００の細孔１０２に流出入させる第１作動液（容器内作動液）と、シリンダ装置４０に加えられる力をコロイド溶液密封体９２に伝達するためにチャンバ６０，６２内に充填された第２作動液（容器外作動液）とが、異なる液体とされて、互いに異なる性質，特性を有するものとなっている。具体的に言えば、容器外作動液である鉱物油１１０と、容器内作動液である水８４とは、動粘度が互いに異なり、容器外作動液の動粘度が、容器内作動液の動粘度より高いものとなっている。それによって、容器外作動液である鉱物油１１０は、シリンダ装置４０に加えられる力をコロイド溶液密封体９２に効率的に伝達することが可能である。また、本コロイダルダンパ１０は、１Ｗを受け持つために、シリンダ装置４０の内圧を高圧に保持することが必要となる。本コロイダルダンパ１０は、容器外作動液である鉱物油１１０が粘度の高いものとされているため、ハウジング４０に設けられるシール１３０，１３２の密封性が確保されたものとなっている。
【００８４】
また、容器外作動液である鉱物油１１０と、容器内作動液である水８４とは、熱伝導率が互いに異なり、容器外作動液の熱伝導率が、容器内作動液の熱伝導率より低いものとなっている。本コロイダルダンパ１０は、コロイド溶液密封体９２が鉱物油１１０によって覆われるような構成とされている。つまり、本コロイダルダンパ１０は、容器内作動液である水８４は、外気温が低下すると凝固する虞があるが、熱伝導率の低い鉱物油１１０によって水８４の温度が外部に逃げることを抑え、水８４の温度低下を抑制することが可能とされているのである。
【００８５】
さらに、容器外作動液である鉱物油１１０と、容器内作動液である水８４とは、凝固温度が互いに異なり、容器外作動液の凝固温度が、容器内作動液の凝固温度より低いものとなっている。例えば、容器外作動液が凝固し始めると、シリンダ装置４０に加わる力に対して、コロイド溶液密封体９２に伝達される力が変動してしまう虞がある。しかしながら、本コロイダルダンパ１０は、その凝固しにくい鉱物油１１０によって、シリンダ装置４０に加わる力をコロイド溶液密封体９２に確実に伝達することが可能とされている。
【００８６】
本コロイダルダンパ１０は、車体と車輪保持部材との相対動作を、疎水化多孔質シリカゲル粒子１００の細孔１０２に対する水８４の流入・流出によって減衰させるだけでなく、２つのチャンバ６０，６２の間の鉱物油１１０の流通に対して抵抗を付与することによっても減衰させるように構成される。つまり、本コロイダルダンパ１０の減衰特性は、疎水化多孔質シリカゲル粒子１００の細孔１０２に対する水８４の流入・流出による減衰特性（コロイド溶液依存減衰特性）と、２つのチャンバ６０，６２の間の鉱物油１１０の流通に対して抵抗を付与することによる減衰特性（流通抵抗依存減衰特性）とが組み合わわれたものとなっている。そのコロイド溶液依存減衰特性は、先にも述べたように、シリンダ装置４０が伸張する場合に減衰力を発生させるものである。それに対して、本コロイダルダンパ１０は、コロイド溶液密封体９２によっては、ほとんど減衰されることがないシリンダ装置４０の収縮する動作を、流通抵抗付与機構によって減衰させることが可能とされている。
【００８７】
また、コロイド溶液密封体９２によって散逸できるエネルギは、図９からも解るように、車体と車輪１２との相対振動の振幅に依存し、振幅が小さくなるほど小さくなる。つまり、コロイド溶液依存減衰特性は、ばね上共振周波数域の振動であるばね上振動や、車両の旋回による車体のロール，車両の加減速による車体のピッチ等のように、比較的振幅が大きくなる振動や動作は、効果的に減衰可能である。しかしながら、ばね下共振周波数域の振動であるばね下振動のように、速度が速くても振幅が小さい振動に対しては、十分な減衰力が得られない虞がある。それに対して、本コロイダルダンパ１０は、流通抵抗付与機構の接近動作における減衰係数が、ばね下振動を減衰可能な比較的低めの値に設定されているため、そのコロイド溶液密封体９２によっては十分に減衰できない虞があるばね下振動を、流通抵抗付与機構によって効果的に減衰させることが可能である。以上のことから、本コロイダルダンパ１０は、コロイド溶液密封体９２による減衰、および、流通抵抗付与機構による減衰によって、車体と車輪保持部材との間の振動を効果的に減衰することが可能とされている。
【００８８】
さらに、本コロイダルダンパ１０は、シリンダ装置４０がストロークしている場合、上室６０と下室６２との間に差圧が生じることになる。具体的には、シリンダ装置４０が収縮している場合、下室６２の圧力が上室６０の圧力より高くなり、シリンダ装置４０が伸張している場合に、下室６２の圧力は上室６０の圧力より低くなる。つまり、下室６２の圧力は、図７に示したシリンダ装置４０の内圧に比較して、シリンダ装置４０が収縮している場合に高くなり、伸張している場合に低くなるため、１サイクル動作した場合において、図１０に示すように変化することになる。したがって、その図１０からも解るように、１サイクル動作した場合に散逸できるエネルギが大きくなり、車体と車輪１２との相対動作を効率的に減衰することが可能となる。また、図１０から解るように、シリンダ装置４０が伸張動作から接近動作に切り換わる場合、および、接近動作から伸張動作に切り換わる場合に、より詳しく言えば、疎水化多孔質シリカゲル１００の細孔１０２に対して水８４が流入する状態と流出する状態との間で切り換わる場合に、内圧の変化勾配が急になっている。つまり、本コロイダルダンパ１０においては、疎水化多孔質シリカゲル１００の細孔１０２に対して水８４が流入する状態と流出する状態との間での切り換わりを、比較的早くすることが可能となる。
【００８９】
＜変形例＞
図１１に、変形例のコロイダルダンパ２００の正面断面図を示す。上記実施例のコロイダルダンパ１０が、２つのチャンバ６０，６２のうちのピストンロッド４６が貫通していない方のチャンバである下室６２に、コロイド溶液が密封されていたが、本変形例のコロイダルダンパ２００は、２つのチャンバ６０，６２のうちのピストンロッド４６が貫通している方のチャンバである上室６２に、コロイド溶液が密封されている。以下に、その変形例のコロイダルダンパ２００について詳しく説明する。シリンダ装置２０２は、ハウジング４２の上部において接続された球状のケース２０４を備えている。そのケース２０４は、内部にゴム製のダイヤフラム２０６が設けられ、そのダイヤフラム２０６によって２つの容積変化室に区画されたものである。それら２つの容積変化室のうちの左側の容積変化室２０８が、ハウジング４２内の上室６０に連通され、第２作動液である鉱物油１１０が充填されている。一方、右側の容積変化室２１０は、密封空間とされており、疎水化多孔質シリカゲル８２と、第１作動液としての水８４とが混合されたコロイド溶液９０が充填されている。つまり、ダイヤフラム２０６が、コロイド溶液９０を密封するための密封部材として機能する。
【００９０】
本変形例のコロイダルダンパ２００は、上記実施例のコロイダルダンパ１０と同様に、車体と車輪１２とが接近動作する場合、換言すれば、シリンダ装置２０２が収縮する場合に、そのシリンダ装置２０２内の圧力が増加して疎水化多孔質シリカゲル粒子１００の細孔１０２に対して水８４が流入し、車体と車輪１２とが離間動作する場合、換言すれば、シリンダ装置２０２が伸張する場合に、シリンダ装置２０２内の圧力が減少して疎水化多孔質シリカゲル粒子１００の細孔１０２から水８４流出するように構成される。つまり、本変形例のコロイダルダンパ２００において、コロイド溶液９０による減衰特性は、上記実施例のコロイダルダンパ１０と同様に、図７に示した特性となる。
【００９１】
本変形例のコロイダルダンパ２００においても、流通抵抗付与機構によって、シリンダ装置２０２がストロークしている場合、上室６０および容積変化室２０８，２１０からなる第１チャンバと、第２チャンバである下室６２との間には、差圧が生じることになる。しかし、本変形例のコロイダルダンパ２００は、コロイド溶液９０が、ピストンロッド４６が貫通している方の第１チャンバに収容されているため、その第１チャンバの圧力は、先に述べた仮想内圧に比較して、シリンダ装置４０が収縮している場合に低くなり、伸張している場合に高くなるように構成されているのである。
【符号の説明】
【００９２】
１０：コロイダルダンパ    １２：車輪    ２６：第２ロアアーム    ３０：アクスルキャリア（車輪保持部材）    ３２：マウント部（車体の一部）    ４０：シリンダ装置    ４２：ハウジング    ４４：ピストン    ６０：ピストン本体    ６２：上室（チャンバ）    ６４：下室    ６８：ピストンロッド    ８０：ベローズ（密封部材）    ８２：疎水化多孔質シリカゲル    ８４：水（第１作動液）    ９０：コロイド溶液    ９２：コロイド溶液密封体    １００：疎水化多孔質シリカゲル粒子（多孔質体）    １０２：細孔    １１０：鉱物油（第２作動液）    １２０，１２２：連通路    １２４，１２６：弁板    ２００：コロイダルダンパ    ２０２：シリンダ装置    ２０４：ケース    ２０６：ダイヤフラム（密封部材）
【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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