KR100254985B1 - 일렉트로 레올로지 댐퍼 - Google Patents

일렉트로 레올로지 댐퍼 Download PDF

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KR100254985B1
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장유진
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정몽규
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    • 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

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Abstract

본 발명은 일렉트로 레올로지 댐퍼에 관한 것으로, (-)전극 역할을 하는 외부 실린더(2)와 고전압이 인가되는 내부 실린더(4)사이에 일렉트로 에올로지 유체가 흐르는 유로가 형성되는 한편, 상기 내부 실린더(4)의 양쪽 선단부(42, 44)의 외경이 내부 실린더(4)의 중앙부의 외경보다 작도록 형성됨과 더불어 상기 양쪽 선단부(42,44)에는 동심원상으로 따라 다수개의 홀(46)이 형성되어, 내부 실린더에 고전압 인가시 발생되는 방전 현상을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 전극 사이에 일렉트로 레올로지 유체가 고르게 흐르도록 할 수 있는 것이다.

Description

일렉트로 레올로지 댐퍼
본 발명은 일렉트로 레올로지(electro rheology :ER)댐퍼에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 고전압을 인가받아 변형되는 일렉트로 레올로지 유체를 사용하여 진동 및 충격을 경감시키는 일렉트로 레올로지 댐퍼에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차에는 엔진의 진동을 차체와 절연하기 위한 엔진 마운트 및 주행중에 노면으로부터의 받는 충격이나 진동을 감쇠시켜 차체로 직접 전달되지 않도록 하는 현가장치에 사용되는 쇽 업소버가 있다.
상기와 같이 진동이나 충격을 감쇠시키는 장치는 그 성능이 좋지 않으므로, 현재에는 상기와 같은 장치를 대체하기 위해 일렉트로 레올로지 댐퍼가 개발되고 있다.
상기 일렉트로 레올로지 댐퍼는, 일렉트로 레올로지 유체에 고전압을 인가하여 일렉트로 레올로지 유체의 물성을 변환시킴으로써, 일렉트로 레올로지 유체의 저항값을 조절하여 진동이나 충격의 흡수 능력을 조절하도록 되어 있다.
그러나, 종래의 일렉트로 레올로지 댐퍼는, 일렉트로 레올로지 유체가 유입되는 전극 사이의 거리 즉, 고전압이 인가되는 내부 실린더와 (-)전극 역할을 하는 외부 실린더의 거리가 전체적으로 일정함에 따라 방전이 쉽게 발생되는 문제점이 있었다.
즉, 내부 실린더에 고전압이 인가되는 내부 실린더의 모서리 부분에서 방전이 쉽게 일어나는 문제점이 있는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 방전 현상을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 전극 사이에 일렉트로 레올로지 유체가 고르게 흐르도록 하는 일렉트로 레올로지 댐퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일렉트로 레올로지 댐퍼는, (-)전극 역할을 하는 외부 실린더와 고전압이 인가되는 내부 실린더 사이에 일렉트로 레올로지 유체가 흐르는 유로가 형성되는 일렉트로 레올로지 댐퍼에 있어서, 상기 내부 실린더는, 양쪽 선단부의 외경이 중앙부의 외경보다 작도록 형성됨과 더불어 상기 양쪽 선단부에는 동심원상으로 따라 다수개의 홀이 형성된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
따라서, 내부 실린더의 양단과 외부 실린더와 거리가 멀어 방전 현상을 방지할 수 있고, 내부 실린더 양단에 형성된 홀을 통해 흘러나온 일렉트로 레올로지 유체가 일단 넓은 공간에 채워졌다가 좁은 유로를 통해 흐르게 되므로 일렉트로 레올로지 유체가 외부 실린더와 내부 실린더 사이에 고르게 흐르게 되는 것이다.
제1도는 본 발명에 따른 일렉트로 레올로지 댐퍼의 구조도.
제2도는 제1도에 도시된 내부 실린더의 상세 확대도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 외부 실린더 4 : 내부 실린더
6 : 상부 지지부재 8 : 하부 지지부재
10 : 전기 콘넥터 12 : 피스톤 조립체
14 : 피스톤 로드 16 : 어큐뮬레이터
42 : 상측 선단부 44 : 하측 선단부
46 : 홀
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 따른 일렉트로 레올로지 댐퍼의 구조도이고, 제2도는 제1도에 도시된 내부 실린더의 상세 확대도로서, 본 발명에 따른 일렉트로 레올로지 댐퍼는, (-)전극 역할을 하는 외부 실린더(2)와 고전압이 인가되는 내부 실린더(4)사이에 일렉트로 레올로지 유체가 흐르는 유로가 형성되도록, 내부 실린더(4)가 외부 실린더(2)의 내측에 상부 지지부재(6)와 하부 지지부재(8)에 의해 지지되어 설치되어 있다.
그리고, 상기 내부 실린더(4)에 고전압을 인가하기 위한 전기 콘넥터(10)가 설치되고, 상기 내부 실린더(4)의 내부에는 피스톤 조립체가(12)가 구비되며, 상기 피스톤 조립체(12)에 피스톤 로드(14)가 체결되어 있다.
또, 상기 피스톤 조립체(12)가 하측으로 전진하였을 때 일렉트로 레올로지 유체를 축적하였다가 상기 피스톤 조립체(12)가 상측으로 이동하면 방출하는 어큐뮬레이터(16)가 구비되어 있다.
한편, 상기 내부 실린더(4)는 제2도에 도시된 바와 같이, 상측 선단부(42)와 하측 선단부(44)의 외경이 중앙부의 외경보다 작도록 형성됨과 더불어 상기 상측 선단부(42) 및 하측 선단부(44)에는 동심원상으로 따라 다수개의 홀(46)이 각각 형성된 구조로 되어 있다.
참고로, 상기 일렉트로 레올로지 유체란, 전기장 무부하시에는 유체중 분산된 입자가 자유 운동을 하여 등방향성(isotropic)의 특성을 보이지만, 전기장을 일렉트로 레올로지 유체에 가하면 유체중에 분산된 입자가 유도분극을 일으켜 전극을 향하는 다수의 섬유상의 조직을 형성함으로써 이방향성(anisotropic)의 거동을 갖게 되어 유체의 유동이나 외부에서 가해지는 하중의 의한 힘에 대하여 저항을 나타내게 되는 특성을 지닌 유체입니다.
따라서, 상기 일렉트로 레올로지 유체에 인가되는 전기장의 세기를 변화시키게 되면, 일렉트로 레올로지 유체의 저향력이 가변적으로 조절되므로, 이와 같은 일렉트로 레올로지 유체의 특성을 이용하여 댐퍼에서는 댑펴의 충격흡수성능 내지 진동감쇠특성을 인위적으로 변화시킬 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 일렉트로 레올로지 댐퍼의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
(-)전극 역할을 하는 외부 실린더(2)와 고전압이 인가되는 내부 실린더(4)사이에 일렉트로 레올로지 유체가 흐르는 유로가 형성되는데, 이때 전기 콘넥터(10) 및 내부 실린더(4)를 통해 일렉트로 레올로지 유체에 고전압을 인가하여 일렉트로 레올로지 유체의 물성을 변환시킴으로써, 피스톤 로드(14)를 통해 입력되는 진동이나 충격을 흡수한다.
즉, 일렉트로 레올로지 유체의 물성을 변환시킴으로써 일렉트로 레올로지 유체의 저항값을 조절하여 진동이나 충격의 흡수 능력을 조절하는 것이다.
이때, 상기 내부 실린더(4)의 상측 선단부(42)와 하측 선단부(44)의 외경이 중앙부의 외경보다 작도록 형성됨에 따라 방전 현상을 방지할 수 있다.
즉, 내부 실린더(4)에 고전압이 인가된 상태에서 내부 실린더(4)의 양쪽 끝 즉, 모서리 부분이 외부 실린더(2)와 가깝게 되면 방전 현상이 발생되는데, 본 발명에서는 내부 실린더(4)의 양쪽 끝 부분과 외부 실린더(2)의 거리가 상대적으로 멀기 때문에 방전 현상을 방지할 수 있는 것이다.
또한, 내부 실린더(4)의 상측 선단부(42) 및 하측 선단부(44)에는 동심원상으로 따라 다수개의 홀(46)이 형성됨에 따라, 상기 홀(46)을 통해 흘러나온 일렉트로 레올로지 유체가 일단 큰 공간에 채워졌다가 좁은 유로를 통해 흐르게 되므로 일렉트로 레올로지 유체가 전극 사이 즉, 외부 실린더(2)와 내부 실린더(4)사이에 고르게 흐르게 된다.
그리고, 상기와 같이 내부 실린더(4)의 상측 선단부(42) 및 하부 선단부(44)에 홀(46)을 형성하여 유로를 형성하므로 절연체로 이루어진 상부 지지부재(6)와 하부 지지부재(8)를 설계하기가 용이해지는 것이다.
즉, 종래에는 지지부재에 유로를 형성하여야 한다는 전제하에 지지부재를 설계하여야 하므로 설계가 어려웠으나, 본 발명에서는 그럴 필요가 없는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 내부 실린더에 고전압 인가시 발생되는 방전 현상을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 전극 사이에 일렉트로 레올로지 유체가 고르게 흐르도록 할 수 있는 것이다.

Claims (1)

  1. (-)전극 역할을 하는 외부 실린더와 고전압이 인가되는 내부 실린더 사이에 일렉트로 레올로지 유체가 흐르는 유로를 형성하고 있는 일렉트로 레올로지 댐퍼에 있어서, 상기 내부 실린더는, 양쪽 선단부의 외경이 중앙부의 외경보다 작도록 형성됨과 더불어 상기 양쪽 선단부에는 동심원상으로 따라 다수개의 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 일렉트로 레올로지 댐퍼.
KR1019960080540A 1996-12-31 1996-12-31 일렉트로 레올로지 댐퍼 KR100254985B1 (ko)

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