KR100445988B1 - Shock absorber using magnetorheological fluid - Google Patents

Shock absorber using magnetorheological fluid Download PDF

Info

Publication number
KR100445988B1
KR100445988B1 KR10-2000-0073860A KR20000073860A KR100445988B1 KR 100445988 B1 KR100445988 B1 KR 100445988B1 KR 20000073860 A KR20000073860 A KR 20000073860A KR 100445988 B1 KR100445988 B1 KR 100445988B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
piston
cylinder
shock absorber
magnetorheological fluid
fluid
Prior art date
Application number
KR10-2000-0073860A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20020044749A (en
Inventor
고유석
Original Assignee
주식회사 만도
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 만도 filed Critical 주식회사 만도
Priority to KR10-2000-0073860A priority Critical patent/KR100445988B1/en
Publication of KR20020044749A publication Critical patent/KR20020044749A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100445988B1 publication Critical patent/KR100445988B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/53Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically
    • F16F9/535Magnetorheological [MR] fluid dampers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/3207Constructional features
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2222/00Special physical effects, e.g. nature of damping effects
    • F16F2222/06Magnetic or electromagnetic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00Materials; Material properties
    • F16F2224/04Fluids
    • F16F2224/045Fluids magnetorheological

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 자기유변유체를 사용하여 감쇠력을 조절할 수 있는 쇽 업소버를 개시한다.The present invention discloses a shock absorber capable of adjusting the damping force using a magnetorheological fluid.

본 발명은 점도 특성이 고정된 유체가 저장되는 제 1 실린더와, 자기유변유체가 저장되며, 제 1 실린더 내부에 설치되는 설치되는 제 2 실린더와, 제 1 실린더와 제 2 실린더 사이의 제 1 공간부에서 왕복운동 가능하게 도우넛 형상으로 설치되는 제 1 피스톤과, 제 2 실린더 내부에서 왕복운동 가능하게 설치되며 자기유변유체의 점성을 변화시킬 수 있도록 내부에 자기장 자기장 조절 수단이 설치되는 제 2 피스톤과, 상기 제 1 공간부에 삽입되어 제 1 피스톤의 상부에 고정결합되는 제 1 피스톤 로드와, 상기 제 2 공간부에 삽입되어 제 2 피스톤에 고정결합되는 제 2 피스톤 로드로 이루어져 감쇠력을 조절할 수 있는 자기유변유체와 유체의 안정성이 우수한 일반 유체를 단일의 쇽 업소버에 적용함으로써 각각의 잇점을 동시에 활용할 수 있도록 하여 감쇠 성능 및 쇽 업소버의 기능성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.The present invention provides a first cylinder for storing a fluid having a fixed viscosity characteristic, a second cylinder provided with a magnetorheological fluid and installed inside the first cylinder, and a first space between the first cylinder and the second cylinder. A first piston installed in a donut shape so as to reciprocate in a portion, a second piston installed reciprocally in a second cylinder, and having a magnetic field magnetic field adjusting means installed therein so as to change the viscosity of the magnetorheological fluid; And a first piston rod inserted into the first space portion and fixedly coupled to the upper portion of the first piston, and a second piston rod inserted into the second space portion and fixed to the second piston to adjust the damping force. Attenuation by applying magneto-fluids and general fluids with excellent fluid stability to a single shock absorber so that each benefit can be used simultaneously It can significantly improve the performance and functionality of the shock absorber.

Description

자기유변유체를 이용한 쇽 업소버{SHOCK ABSORBER USING MAGNETORHEOLOGICAL FLUID}Shock absorber using magnetorheological fluid {SHOCK ABSORBER USING MAGNETORHEOLOGICAL FLUID}

본 발명은 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버에 관한 것으로, 감쇠력을 조절할 수 있는 자기유변유체와 유체의 안정성이 우수한 일반 유체를 단일의 쇽 업소버에 적용함으로써 각각의 잇점을 동시에 활용할 수 있도록 한 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버에 관한 것이다.The present invention relates to a shock absorber using a magnetorheological fluid, a magnetorheological fluid capable of controlling the damping force and a general fluid having excellent fluid stability to a single shock absorber so as to utilize each of the advantages simultaneously. It relates to a shock absorber using.

현가장치는 주로 차체와 차축 사이에 설치되어 주행 중 노면으로부터 전달되는 충격이나 진동을 완화시켜 바퀴와 노면의 점착성을 향상시키고 승차감을 양호하게 해주는 장치이다.Suspension device is mainly installed between the vehicle body and the axle to reduce the shock or vibration transmitted from the road surface while driving to improve the adhesion between the wheel and the road surface and to improve the riding comfort.

특히, 쇽 업소버(shock absorber)는 노면에서 발생한 스프링의 자유진동을 흡수하여 승차감을 향상시키는 것으로, 스프링이 압축될 때에는 급격히 압축되고 늘어날 때는 유체의 저항력을 크게 하며 서서히 작동함으로서 스프링의 상하운동 에너지를 열에너지로 변환시키는 일을 한다.In particular, the shock absorber absorbs the free vibration of the spring generated on the road surface and improves the riding comfort. When the spring is compressed, the shock absorber is rapidly compressed and increases the resistance of the fluid when it is increased, and gradually increases the up and down kinetic energy of the spring. It converts into heat energy.

쇽 업소버는 외부 입력에 관계없이 초기에 설정된 일정한 감쇠력만을 발생시키는 수동 쇽 업소버(passive shock absorber)와, 외부 입력의 변화에 따라 시스템의 감쇠력을 변화시킬 수 있는 반능동 쇽 업소버(semi-active shock absorber) 및 외부 입력에 대해 반작용력을 발생시켜 진동을 감소시키는 능동 쇽 업소버(active shock absorber)등이 있다.The shock absorber is a passive shock absorber that generates only a constant damping force initially set regardless of the external input, and a semi-active shock absorber that can change the damping force of the system according to the change of the external input. ) And an active shock absorber to reduce vibration by generating reaction forces to external inputs.

이들 중에서, 성능 대 에너지 소비면을 고려하여, 근래에는 능동 쇽 업소버에 비해 성능은 떨어지지만, 적은 에너지로 수동 쇽 업소버보다 상당히 향상된 성능을 갖는 반능동 쇽 업소버의 연구와 노력이 진행 중이다.Among them, in consideration of performance vs. energy consumption, research and efforts have recently been conducted for semi-active shock absorbers having a performance which is significantly lower than that of an active shock absorber in comparison with an active shock absorber.

이러한 연구와 노력의 일환으로 지능형 재료(smart material) 중에서 제어하기 쉬운 유체인 자기유변유체를 이용한 감쇠장치가 상당한 수준으로 개발되어 있다.As part of this research and effort, a significant amount of damping devices using magnetorheological fluids, which are fluids that can be easily controlled among smart materials, have been developed.

자기유변유체는 미소의 상자성 입자를 포함하는 비콜로이드 용액으로, 자기장을 인가하지 않을 경우 상온에서 0.20Pa-sec ∼ 0.30Pa-sec의 점성을 가지고 150㎄/m ∼ 250㎄/m(2kOe ∼ 3kOe)의 자기장이 가해지면 50㎪ ∼ 100㎪의 높은 항복 응력을 갖는다. 또한, 자기유변유체는 빠른 응답시간으로 자기 포화(magnetic saturation)에 의해 최대 항복 응력이 제한되며, 또한 -40℃ ∼ 150℃의 작동 범위와 유입되는 불순물에 대해서 상당히 둔감한 특성을 갖는다.A magnetorheological fluid is a non-colloidal solution containing micro paramagnetic particles. When the magnetic field is not applied, the magnetorheological fluid has a viscosity of 0.20 Pa-sec to 0.30 Pa-sec at room temperature and is 150 kPa / m to 250 kPa / m (2 kOe to 3 kOe). When a magnetic field of) is applied, it has a high yield stress of 50 kPa to 100 kPa. In addition, the magnetorheological fluid has a maximum response stress limited by magnetic saturation with a fast response time, and also has a characteristic insensitive to the operating range of -40 ° C to 150 ° C and impurities introduced.

이런 특성을 갖는 자기유변유체는 자기장이 가해질 경우에 액체 상태에서 젤 상태로 변하면서 유체에 포함된 입자가 체인을 형성하게 되어 유체의 전단 항복 응력이 변화하게 된다. 즉, 자기장이 인가되지 않았을 때에는 뉴토니안 유체(newtonian fluid)의 거동을 나타내지만, 자기장이 인가되면 유체 중에 분산된 입자가 체인을 형성하게 되어 전단 변형률이 발생하지 않은 상태에서도 항복 응력을 가지며, 각속도의 증가에 따라서 소산되는 토크가 증가하는 빙햄 유체(bingham fluid)의 거동을 나타낸다.The magnetorheological fluid having such a property changes from a liquid state to a gel state when a magnetic field is applied, and the particles contained in the fluid form a chain, thereby changing the shear yield stress of the fluid. In other words, when a magnetic field is not applied, the Newtonian fluid exhibits a behavior. However, when a magnetic field is applied, particles dispersed in the fluid form a chain and have a yield stress even in the absence of shear strain. This indicates the behavior of the Bingham fluid, in which the dissipated torque increases with increasing.

도 1 및 도 2 는 종래의 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버의 일예를 도시한 단면도들이다.1 and 2 are cross-sectional views showing an example of a shock absorber using a conventional magnetorheological fluid.

도 1에 도시된 바와 같이, 가늘고 긴 원통형의 실린더(1) 내부에 쇽 업소버의 감쇠력을 발생시키는 피스톤(2)이 설치되고, 피스톤(2)은 실린더(1) 상부를 관통하는 피스톤 로드(3)와 연결되어 있어 실린더(1)의 내벽을 따라 미끄러지면서 상하방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다. 한편, 실린더(1) 내부에는 자기유변유체가 채워진다.As shown in FIG. 1, a piston 2 for generating a damping force of a shock absorber is installed inside an elongated cylindrical cylinder 1, and the piston 2 has a piston rod 3 penetrating the upper portion of the cylinder 1. ), It slides along the inner wall of the cylinder 1 so as to be able to move up and down. On the other hand, the magnetorheological fluid is filled in the cylinder 1.

피스톤(2)은 스풀형상을 가지며, 상부와 하부에 각각 더 큰 직경의 플랜지부가 형성되어 있어 플랜지부 사이에 감기는 코일(4)을 수용할 수 있는 구조를 이루고 있다. 피스톤(2)은 통상적으로 저탄소강 등의 자성재료로 이루어진다. 한편, 가이드 레일(5)이 피스톤(2)의 외주연에 일정간격으로 결합된다. 피스톤(2)의 최대 직경은 실린더(1)의 내경보다 작게 형성되며, 가이드 레일(5)의 바깥표면이 실린더(1)의 내경에 접한다. 가이드 레일(5)은 비자성재료로 형성되며, 가이드 레일(5)에 의해 피스톤(2)과 실린더(1) 사이에는 갭이 형성되며, 이 갭이 피스톤(2)을 통과하는 자기유변유체의 유량을 제어하는 밸브 기능을 수행한다.The piston 2 has a spool shape, and a flange portion having a larger diameter is formed at the upper and lower portions, respectively, to form a structure capable of accommodating the coil 4 wound between the flange portions. The piston 2 is usually made of a magnetic material such as low carbon steel. On the other hand, the guide rail 5 is coupled to the outer periphery of the piston 2 at regular intervals. The maximum diameter of the piston (2) is formed smaller than the inner diameter of the cylinder (1), the outer surface of the guide rail (5) abuts the inner diameter of the cylinder (1). The guide rail 5 is formed of a nonmagnetic material, and a gap is formed between the piston 2 and the cylinder 1 by the guide rail 5, and the gap of the magnetorheological fluid passing through the piston 2 is formed. It performs a valve function to control the flow rate.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 피스톤 로드 내부에는 중공부(6)가 형성되어 쇽 업소버 외부로부터 코일(4)에 전류를 인가하기 위한 전기적 연결수단들이 통과할 수 있도록 되어 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, a hollow part 6 is formed inside the piston rod so that electrical connection means for applying a current to the coil 4 from outside the shock absorber can pass therethrough.

이와 같이 구성된 종래의 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버는 노면에서 발생한 스프링의 자유진동에 의해 스프링이 압축될 때에는 급격히 압축되고 늘어날 때는 자기유변유체의 저항력을 크게 하며 서서히 작동함으로서 스프링의 상하운동 에너지를 열에너지로 변환시키는 통상적인 감쇠기능을 수행하는 것과 더불어 코일(4)에 인가되는 전류의 양을 조절하여 피스톤(2) 주변에 형성되는 자기장을 가변시킴으로써 앞서 언급한, 자기유변유체의 거동을 이용하여 감쇠특성을 가변시킬 수 있다.The shock absorber using the conventional magnetorheological fluid configured as described above is rapidly compressed when the spring is compressed by the free vibration of the spring generated on the road surface, and increases the resistance of the magnetorheological fluid when it is increased, and gradually operates it to heat up and down the kinetic energy of the spring. Attenuation using the behavior of the magnetorheological fluid mentioned above by varying the magnetic field formed around the piston 2 by adjusting the amount of current applied to the coil 4 in addition to performing a conventional damping function of The property can be varied.

그런데 이와 같은 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버는 감쇠력을 조절할 수 있는 잇점이 있으나, 자기유변유체의 기본 특성이 현재 통상적으로 사용되고 있는 일반 유체의 기본 점성보다 취약한 특성을 나타내는 단점이 있으며, 특히 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버는 감쇠성능 대비 경제성 측면에서 일반 쇽 업소버에 비해 떨어져 실용화하기에 어려운 단점이 있었다.However, the shock absorber using the magnetorheological fluid has an advantage in that the damping force can be controlled. However, the magnetorheological fluid has a disadvantage in that the basic property of the magnetorheological fluid is weaker than the basic viscosity of the general fluid currently used. The shock absorber using has a disadvantage in that it is difficult to be commercialized in comparison with the general shock absorber in terms of economical efficiency compared to damping performance.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 감쇠력을 조절할 수 있는 자기유변유체와 유체의 기본 점성이 높아 감쇠 성능이 우수한 통상적인 유체를 동시에 이용하여 감쇠 특성을 향상시킨 쇽 업소버를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve such a conventional problem, to provide a shock absorber that improves the damping characteristics by using a magnetorheological fluid that can adjust the damping force and a conventional fluid having high damping performance at the same time having a high basic viscosity. Its purpose is to.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 자기유변유체를 사용하여 감쇠력을 조절할 수 있는 쇽 업소버에 있어서, 점도 특성이 고정된 유체가 저장되는 제 1 실린더와, 자기유변유체가 저장되며, 제 1 실린더 내부에 설치되는 설치되는 제 2 실린더와, 제 1 실린더와 제 2 실린더 사이의 제 1 공간부에서 왕복운동 가능하게 도우넛 형상으로 설치되는 제 1 피스톤과, 제 2 실린더 내부에서 왕복운동 가능하게 설치되며 자기유변유체의 점성을 변화시킬 수 있도록 내부에 자기장 자기장 조절 수단이 설치되는 제 2 피스톤과, 상기 제 1 공간부에 삽입되어 제 1 피스톤의 상부에 고정결합되는 제 1 피스톤 로드와, 상기 제 2 공간부에 삽입되어 제 2 피스톤에 고정결합되는 제 2 피스톤 로드를 포함하는 자기가변 유체를 이용한 쇽 업소버를 제공한다.In the shock absorber that can adjust the damping force using the magnetorheological fluid, the present invention provides a first cylinder for storing a fluid having a fixed viscosity characteristic, and a magnetorheological fluid for storing the first cylinder. A second cylinder installed therein, a first piston installed in a donut shape so as to reciprocate in a first space between the first cylinder and the second cylinder, and reciprocally installed in the second cylinder, A second piston having a magnetic field magnetic field adjusting means installed therein so as to change the viscosity of the magnetorheological fluid, a first piston rod inserted into the first space and fixed to the upper portion of the first piston, and the second piston It provides a shock absorber using a magnetic variable fluid including a second piston rod inserted into the space portion and fixed to the second piston.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.

도 1은 종래의 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a shock absorber using a conventional magnetorheological fluid,

도 2는 종래의 피스톤 및 피스톤 로드의 결합구조를 도시한 단면도,Figure 2 is a cross-sectional view showing a coupling structure of a conventional piston and a piston rod,

도 3은 본 발명에 따른 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버를 도시한 단면도,3 is a cross-sectional view showing a shock absorber using a magnetorheological fluid according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 피스톤 및 피스톤 로드의 결합구조를 도시한 사시도,4 is a perspective view showing a coupling structure of a piston and a piston rod according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 제 2 피스톤의 내부구조를 도시한 단면도,5 is a cross-sectional view showing the internal structure of a second piston according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 실린더의 상부를 도시한 평면도.Figure 6 is a plan view of the top of the cylinder according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

20 ; 실린더 조립체 21 ; 제 1 실린더20; Cylinder assembly 21; First cylinder

22 ; 제 2 실린더 30 ; 피스톤 로드 조립체22; Second cylinder 30; Piston rod assembly

31 ; 제 1 피스톤 로드 32 ; 제 피스톤 로드31; First piston rod 32; Piston rod

33 ; 연결부재 40 ; 제 1 피스톤33; Connecting member 40; First piston

50 ; 제 2 피스톤 51 ; 코일50; Second piston 51; coil

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 피스톤 로드 조립체(30) 및 피스톤을 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 자기유변유체용 피스톤을 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a shock absorber using a magnetorheological fluid according to the present invention, Figure 4 is a perspective view showing a piston rod assembly 30 and a piston according to the present invention, Figure 5 is a magnetorheological fluid according to the present invention It is sectional drawing which shows the piston for fluids.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버는 실린더 조립체(20), 피스톤 조립체 및 피스톤 로드 조립체(30)로 구성된다.As shown, the shock absorber using magnetorheological fluid according to the present invention consists of a cylinder assembly 20, a piston assembly and a piston rod assembly 30.

본 발명에 따른 실린더 조립체(20)는 일반적인 유체 즉, 점도 특성이 고정된 유체가 저장되는 제 1 실린더(21)와, 자기유변유체 즉, 점도 특성을 운전자가 임의로 조절할 수 있는 유체가 저장되는 제 2 실린더(22)로 이루어진다. 이러한 제 2 실린더(22)는 제 1 실린더(21)의 내부에 별도로 설치되며, 제 1 실린더(21)와 제 2 실린더(22)는 서로 유체의 흐름이 차단될 수 있도록 설치된다.The cylinder assembly 20 according to the present invention comprises a first cylinder 21 in which a general fluid, that is, a fluid having fixed viscosity characteristics, is stored, and a magnetorheological fluid, that is, a fluid in which a driver can arbitrarily adjust the viscosity characteristic is stored. It consists of two cylinders 22. The second cylinder 22 is installed separately in the first cylinder 21, the first cylinder 21 and the second cylinder 22 is installed so that the flow of fluid to each other can be blocked.

실린더 조립체(20)의 하부에는 통상적으로 차축과 결합시킬 수 있도록 차축 결합부(23)가 설치된다.The lower part of the cylinder assembly 20 is typically provided with an axle coupling portion 23 to be coupled to the axle.

피스톤 조립체는 제 1 실린더(21)에 결합되는 제 1 피스톤(40)과 제 2 실린더(22)에 결합되는 제 2 피스톤(50)으로 구성된다. 제 1 실린더(21)의 중심에 제 2 실린더(22)가 삽입되어 있으므로 제 1 공간부(24)의 단면 형상은 마치 도우넛 형상을 갖게된다. 따라서, 제 1 피스톤(40)은 중심부가 뚫린 도우넛 형상을 이룬다. 중심부에 뚫린 중공부(41)의 직경은 최소한 제 2 실린더(22)의 외경보다 크게 형성된다. 제 1 피스톤(40)의 일단에는 길이방향으로 유체가 통과할 수 있는 밸브 구멍(42)이 통상적인 구조로 다수개 형성된다. 제 1 실린더(21)의 내주연과 제 2 실린더(22)의 외주연에 각각 섭동되는 제 1 피스톤(40)의 외주연과 내주연에는 각각 유체의 흐름을 차단하고 섭동면을 보호하기 위해 테프론 등의 재질로 된 통상적인 기밀 부재(43,44)가 결합된다.The piston assembly consists of a first piston 40 coupled to the first cylinder 21 and a second piston 50 coupled to the second cylinder 22. Since the second cylinder 22 is inserted in the center of the first cylinder 21, the cross-sectional shape of the first space 24 has a donut shape. Thus, the first piston 40 forms a donut shape with a central portion drilled therein. The diameter of the hollow portion 41 bored in the center is formed at least larger than the outer diameter of the second cylinder 22. At one end of the first piston 40, a plurality of valve holes 42 through which fluid can pass in the longitudinal direction are formed in a conventional structure. The outer and inner circumferences of the first piston 40 respectively perturbed at the inner circumference of the first cylinder 21 and the outer circumference of the second cylinder 22 are respectively teflon to block the flow of fluid and to protect the perturbation surface. Conventional hermetic members 43 and 44 made of the same material are joined.

한편, 제 2 피스톤(50)은 제 2 실린더(22) 내부에 삽입되어 상하방향으로 섭동될 수 있도록 설치된다. 제 2 피스톤(50)은 제 2 실린더(22) 내부에 저장된 자기유변유체의 점도 특성을 가변시킬 수 있도록 내부에 자기장 조절 수단이 설치된다.On the other hand, the second piston 50 is inserted into the second cylinder 22 is installed to be perturbed in the vertical direction. The second piston 50 is provided with a magnetic field adjusting means therein so that the viscosity characteristic of the magnetorheological fluid stored in the second cylinder 22 can be varied.

자기장 조절 수단은 통상적인 솔레노이드 구조를 통해 구현할 수 있다. 즉, 제 2 피스톤(50)의 재질을 자성재질로 형성하고, 그 외주연에 코일(51)을 감아 코일(51)에 인가되는 전류의 크기에 따라 자기장의 세기를 조절할 수 있다.Magnetic field regulating means can be implemented through conventional solenoid structures. That is, the material of the second piston 50 may be formed of a magnetic material, and the strength of the magnetic field may be adjusted according to the magnitude of the current applied to the coil 51 by winding the coil 51 around the outer circumference thereof.

이와 같은 제 2 피스톤(50)의 구조를 좀더 자세히 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 피스톤(50)은 저탄소강의 자성재료로 이루어지며 상부와 하부에 각각 더 큰 직경의 플랜지부(52,53)가 형성되어 마치 스풀 형상을 이루고 있으며 이러한 플랜지부(52,53) 사이에는 코일(51)이 감겨진다. 한편, 제 2 피스톤(50)의 상부와 하부를 관통하는 밸브 구멍(55)이 형성되어 자기유변유체의 일부가 밸브 구멍(55)을 통해 통과할 수 있도록 되어 있다. 제 2 피스톤(50)의 외주연은 제 1 피스톤(40)과 마찬가지로 유체의 흐름을 차단하고 섭동면을 보호하기 위해 테프론 등의 재질로 된 통상적인 기밀 부재(56)가 결합된다. 이와 같은 제 2 피스톤(50)은 코일(51)에 인가되는 전류의 양에 따라 자기장의 세기가 조절되어 밸브 구멍(55)을 통과하는 자기유변유체의 점도 특성에 영향을 미치게 된다.Referring to the structure of the second piston 50 in more detail, as shown in FIG. 5, the second piston 50 is made of a magnetic material of low carbon steel and has a larger diameter flange portion (top and bottom, respectively) 52 and 53 are formed to form a spool, and the coil 51 is wound between the flange portions 52 and 53. On the other hand, a valve hole 55 penetrating the upper and lower portions of the second piston 50 is formed so that a part of the magnetorheological fluid can pass through the valve hole 55. The outer circumference of the second piston 50, like the first piston 40, is combined with a conventional hermetic member 56 made of a material such as Teflon to block the flow of fluid and protect the perturbation surface. The second piston 50 has a magnetic field strength adjusted according to the amount of current applied to the coil 51 to affect the viscosity characteristics of the magnetorheological fluid passing through the valve hole 55.

이와 같은 제 2 피스톤(50)의 최대 직경은 제 1 피스톤(40)의 중심부에 형성된 중공부(41)의 내경보다 작아야 하며, 또한, 제 2 실린더(22)의 내주면을 섭동할 수 있는 정도의 크기로 형성된다.The maximum diameter of the second piston 50 should be smaller than the inner diameter of the hollow part 41 formed at the center of the first piston 40, and the degree of perturbation of the inner circumferential surface of the second cylinder 22. It is formed in size.

피스톤 로드 조립체(30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 실린더(21)에 삽입되는 제 1 피스톤(40)과 제 2 실린더(22)에 삽입되는 제 2 피스톤(50)의 상하운동을 일체로 연동시킬 수 있는 구조를 이룬다. 즉, 제 1 공간부(23)에 삽입되어 제 1 피스톤(40)의 상부에 고정결합되는 제 1 피스톤 로드(31)와, 제 2 공간부(25)에 삽입되어 제 2 피스톤(50)에 고정결합되는 제 2 피스톤 로드(32)로 이루어진다.As shown in FIG. 4, the piston rod assembly 30 performs vertical movement of the first piston 40 inserted into the first cylinder 21 and the second piston 50 inserted into the second cylinder 22. It forms a structure that can be integrated. That is, the first piston rod 31 inserted into the first space portion 23 and fixedly coupled to the upper portion of the first piston 40, and inserted into the second space portion 25 to the second piston 50. It consists of a second piston rod (32) fixedly coupled.

예시도면에서, 제 1 피스톤 로드(31)는 120도 등간격으로 동일 반경 상에 3개가 한 조를 이루고 있으며, 제 2 피스톤 로드(32)는 3개의 제 1 피스톤 로드(31)가 이루는 동심원상의 중심에 단일 축을 이루고 있다. 이와 같은 3개의 제 1 피스톤 로드(31) 및 1 개의 제 2 피스톤 로드(32)는 제 2 피스톤 로드(32)의 축 상에 설치된 3방향 연결부재(33)를 통해 일체로 결합된다. 한편, 제 1 피스톤 로드(31)는 도우넛 형상을 갖는 제 1 피스톤(40)을 안정성 있게 고정시키기 위한 일 예를 나타낸 것에 불과하며, 그 형상 및 개수는 필요에 따라 변경되거나 조정될 수 있다.In the exemplary drawing, three sets of the first piston rod 31 are arranged on the same radius at equal intervals of 120 degrees, and the second piston rod 32 is formed in the concentric form of the three first piston rods 31. It has a single axis in the center. Such three first piston rods 31 and one second piston rod 32 are integrally coupled via a three-way connecting member 33 provided on the shaft of the second piston rod 32. Meanwhile, the first piston rod 31 is merely an example for stably fixing the first piston 40 having a donut shape, and the shape and number thereof may be changed or adjusted as necessary.

한편, 제 2 피스톤(50)에 설치된 코일에 전류를 인가하기 위한 전기적 연결수단은 본 발명에 따른 예시도면들에는 미도시 되어 있으나, 종래의 예시도면 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드 내부에 중공부를 형성하고 이 중공부를 통해 코일의 연장선을 쇽 업소버 외부로 인출시켜 외부로부터 전원을 공급할 수 있도록 통상적인 구조를 통해 구현할 수 있다.On the other hand, the electrical connection means for applying a current to the coil installed in the second piston 50 is not shown in the exemplary drawings according to the present invention, as shown in the conventional exemplary drawing 2, as shown in the piston rod By forming a hollow portion and extending the coil extension line through the hollow portion to the outside of the shock absorber can be implemented through a conventional structure to supply power from the outside.

한편, 도 6은 본 발명에 따른 실린더의 상부를 도시한 평면도로서, 중심부에는 제 2 피스톤 로드(32)가 삽입되는 구멍(25)이 형성되며, 이 구멍(25)을 중심으로 동일 반경상에 120도 등간격으로 제 1 피스톤 로드(31)가 삽입되는 구멍(27)이 형성된다. 통상적으로 구멍들(26,27)의 내주연에는 상하운동하는 피스톤 로드 조립체(30)를 안정적으로 지지하고 내부에 저장된 일반 유체 및 자기유변유체가 구멍을 통해 누출되지 않도록 기밀 수단들(28)이 설치된다.On the other hand, Figure 6 is a plan view showing the upper portion of the cylinder according to the present invention, the center portion is formed with a hole 25 into which the second piston rod 32 is inserted, the same radius around the hole 25 Holes 27 into which the first piston rod 31 is inserted are formed at equal intervals of 120 degrees. Typically, at the inner circumference of the holes 26 and 27, airtight means 28 are provided to stably support the up and down piston rod assembly 30 and to prevent the general fluid and the magnetorheological fluid stored therein from leaking through the holes. Is installed.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버는 노면에서 발생한 스프링의 스프링의 상하운동 에너지를 열에너지로 변환시킬 때 점도 특성이 고정된 유체의 감쇠특성을 이용하는 것과 함께, 코일(51)에 인가되는 전류의 양을 조절하여 제 2 피스톤(50) 주변에 형성되는 자기장을 가변시킴으로써 자기유변유체의 점도 특성을 조절하여 감쇠특성을 조절하는 것이 가능하다.The shock absorber using the magnetorheological fluid according to the present invention configured as described above uses a damping characteristic of a fluid having a fixed viscosity characteristic when converting the up and down kinetic energy of the spring of the spring generated on the road surface into thermal energy. It is possible to control the damping characteristic by adjusting the viscosity characteristic of the magnetorheological fluid by varying the magnetic field formed around the second piston 50 by adjusting the amount of current applied.

즉, 현재까지 개발된 점도 특성이 고정된 우수한 유체를 이용해 쇽 업소버의 전반적인 감쇠특성을 높일 수 있으며, 자기유변유체는 차량의 주행조건 또는 운전자의 선택에 따라 감쇠특성을 조절할 수 있게 해준다.In other words, the damping characteristics of the shock absorber can be improved by using the excellent fluid with fixed viscosity characteristics so far, and the magnetorheological fluid can adjust the damping characteristics according to the driving conditions of the vehicle or the driver's choice.

이와 같은 본 발명에 따른 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버는 상대적으로작은 직경을 가진 제 2 실린더(22) 내부에만 자기유변유체가 채워지므로 사용되어지는 고가의 자기유변유체의 양을 대폭적으로 감소시킬 수 있어 비용절감의 효과를 얻을 수 있다.Such a shock absorber using the magnetorheological fluid according to the present invention can significantly reduce the amount of expensive magnetorheological fluid used because the magnetorheological fluid is filled only inside the second cylinder 22 having a relatively small diameter. Therefore, the cost can be reduced.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.In the above description, it should be understood that those skilled in the art can only make modifications and changes to the present invention without changing the gist of the present invention as it merely illustrates a preferred embodiment of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 감쇠력을 조절할 수 있는 자기유변유체와 유체의 안정성이 우수한 일반 유체를 단일의 쇽 업소버에 적용함으로써 각각의 잇점을 동시에 활용할 수 있도록 하여 감쇠 성능 및 쇽 업소버의 기능성을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, by applying a magnetorheological fluid capable of adjusting the damping force and a general fluid having excellent fluid stability to a single shock absorber, each of the advantages can be utilized at the same time, thereby improving the damping performance and the functionality of the shock absorber. The effect which can be improved significantly can be obtained.

Claims (7)

자기유변유체를 사용하여 감쇠력을 조절할 수 있는 쇽 업소버에 있어서,In shock absorber that can adjust damping force by using magnetorheological fluid, 점도 특성이 고정된 유체가 저장되는 제 1 실린더와,A first cylinder in which a fluid having a fixed viscosity characteristic is stored; 상기 자기유변유체가 저장되며, 상기 제 1 실린더 내부에 설치되는 설치되는 제 2 실린더와,A second cylinder in which the magnetorheological fluid is stored and installed in the first cylinder; 상기 제 1 실린더와 제 2 실린더 사이의 제 1 공간부에서 왕복운동 가능하게 도우넛 형상으로 설치되는 제 1 피스톤과,A first piston installed in a donut shape so as to reciprocate in a first space portion between the first cylinder and the second cylinder; 상기 제 2 실린더 내부에서 왕복운동 가능하게 설치되며 자기유변유체의 점성을 변화시킬 수 있도록 내부에 자기장 자기장 조절 수단이 설치되는 제 2 피스톤과,A second piston installed reciprocally in the second cylinder and having a magnetic field magnetic field adjusting means installed therein to change the viscosity of the magnetorheological fluid; 상기 제 1 공간부에 삽입되어 제 1 피스톤의 상부에 고정결합되는 제 1 피스톤 로드와,A first piston rod inserted into the first space and fixed to an upper portion of the first piston; 상기 제 2 공간부에 삽입되어 제 2 피스톤에 고정결합되는 제 2 피스톤 로드를 포함하는 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버.A shock absorber using a magnetorheological fluid including a second piston rod inserted into the second space and fixedly coupled to a second piston. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 실린더와 제 2 실린더는 서로 유체의 흐름이 차단될 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버.The shock absorber using magnetorheological fluid according to claim 1, wherein the first cylinder and the second cylinder are installed to block the flow of the fluid. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 피스톤의 중공부의 직경은 최소한 상기 제 2실린더(22)의 외경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버.The shock absorber using magnetorheological fluid according to claim 1, wherein the diameter of the hollow part of the first piston is at least larger than the outer diameter of the second cylinder (22). 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 피스톤의 외주연과 내주연에는 각각 유체의 흐름을 차단하고 섭동면을 보호하기 위한 기밀 부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버.2. The shock absorber using magnetorheological fluid according to claim 1, wherein an airtight member is coupled to an outer circumference and an inner circumference of the first piston to respectively block the flow of the fluid and to protect the perturbation surface. 제 1 항에 있어서, 상기 자기장 조절 수단은 제 2 피스톤의 구성 재질을 자성재질로 형성하고, 그 외주연에 코일을 감아 상기 코일에 인가되는 전류의 크기에 따라 자기장의 세기를 조절할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버.The method of claim 1, wherein the magnetic field adjusting means is formed so that the material of the second piston is formed of a magnetic material, and the coil is wound around its outer circumference to adjust the strength of the magnetic field according to the magnitude of the current applied to the coil. Shock absorber using a magnetorheological fluid, characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 피스톤의 최대 직경은 상기 제 1 피스톤의 중심부에 형성된 구멍의 내경보다 작으며, 상기 제 2 실린더의 내주면을 섭동할 수 있는 정도의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버.The method of claim 1, wherein the maximum diameter of the second piston is smaller than the inner diameter of the hole formed in the central portion of the first piston, characterized in that the size formed so as to perturb the inner peripheral surface of the second cylinder. Shock absorber using magnetorheological fluid. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤 로드 조립체는 제 2 피스톤 로드의 축 상에 설치된 3방향 연결부재를 통해 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버.The shock absorber according to claim 1, wherein the piston rod assembly is integrally coupled through a three-way connecting member installed on the shaft of the second piston rod.
KR10-2000-0073860A 2000-12-06 2000-12-06 Shock absorber using magnetorheological fluid KR100445988B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0073860A KR100445988B1 (en) 2000-12-06 2000-12-06 Shock absorber using magnetorheological fluid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0073860A KR100445988B1 (en) 2000-12-06 2000-12-06 Shock absorber using magnetorheological fluid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020044749A KR20020044749A (en) 2002-06-19
KR100445988B1 true KR100445988B1 (en) 2004-08-25

Family

ID=27679993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-0073860A KR100445988B1 (en) 2000-12-06 2000-12-06 Shock absorber using magnetorheological fluid

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100445988B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100461387B1 (en) * 2002-06-28 2004-12-13 현대자동차주식회사 posture control system of vehicle
KR101365750B1 (en) * 2012-08-28 2014-02-21 남형모 Power control apparatus
CN108397503B (en) * 2017-02-06 2020-04-14 株式会社万都 Improved shock absorber
CN114857200B (en) * 2022-03-10 2023-08-25 嘉兴学院 Spiral groove type magneto-rheological damper

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05178047A (en) * 1991-12-27 1993-07-20 Bridgestone Corp Method and apparatus for damping control of vibration damping equipment
JPH06101737A (en) * 1992-06-15 1994-04-12 Kayaba Ind Co Ltd Buffer device
JPH07133840A (en) * 1993-11-11 1995-05-23 Bridgestone Corp Device using electroviscous fluid

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05178047A (en) * 1991-12-27 1993-07-20 Bridgestone Corp Method and apparatus for damping control of vibration damping equipment
JPH06101737A (en) * 1992-06-15 1994-04-12 Kayaba Ind Co Ltd Buffer device
JPH07133840A (en) * 1993-11-11 1995-05-23 Bridgestone Corp Device using electroviscous fluid

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020044749A (en) 2002-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6279701B1 (en) Magnetorheological fluid damper with multiple annular flow gaps
US5259487A (en) Adjustable dampers using electrorheological fluids
US6336535B1 (en) Magneto-rheological damper with dual flux ring spacer
US5161653A (en) Electro-rheological shock absorber
US5690195A (en) Alternating state pressure regulation valved damper
US9163694B2 (en) Bi-stable shock absorber assembly
EP2710277B1 (en) Magneto-rheological damping assembly
CN112283281B (en) Damping adjusting valve and method for vibration absorber
US20020053764A1 (en) Fluid-filled active vibration damping device and method of producing the same
US6637557B2 (en) Magnetorheological strut piston with compression bypass
KR20060121586A (en) A damper using magneto-rheological fluid for controlling damping performance non-symmetrically
EP2037149B1 (en) Piston valve assembly of continuous damping control damper
JP6731047B2 (en) Damping force adjustable shock absorber and solenoid
KR100445987B1 (en) Shock absorber using magnetorheological fluid
EP1270989B1 (en) Magnetorheological fluid damper with multiple annular flow gaps
KR100445988B1 (en) Shock absorber using magnetorheological fluid
CN105805217B (en) A kind of magneto-rheological vibration damper of toroid
KR100867367B1 (en) Controllable electro-reholigical/magneto reholigical fluid Damper
CN213870886U (en) Controllable hydraulic damper based on magnetorheological rubber
KR20190049104A (en) Langing gear having magneto rheological fluid damper for aircraft
CN114838082B (en) Multistage variable damping variable stiffness shock absorber based on magnetorheological material
EP2143971B1 (en) Piston valve assembly and damper including the same
US11585404B1 (en) Vibration damping actuator
KR20040049230A (en) Piston valve device of damper using magneto-rheological fluid
CN112178108A (en) Controllable hydraulic damper based on magnetorheological rubber

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130624

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140618

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150630

Year of fee payment: 12

LAPS Lapse due to unpaid annual fee