KR100347554B1 - 엠알유체를이용한반능동마운트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 MR유체(Magneto-rheological Fluid)와 같은 가제어성 유변유체를 이용하여 가진원으로부터 전달되는 진동을 효과적으로 제어 및 감쇠시킬 수 있는 MR유체를 이용한 반능동 마운트를 제공한다.

그 마운트는 MR유체가 충진되는 상부챔버(16)를 형성하는 상부하우징(12)및 상부챔버와 연통하며 MR유체가 충진되는 하부챔버(20)를 형성하는 하부하우징(14)을 구비하는 본체(10)와, 상부챔버(16)와 하부챔버(20)를 MR유체가 연통가능하게 구획하는 원형판(24)과, 본체(10)내의 MR유체에 자기장을 인가시키기 위한 환형코일(30)과, 본체(10)의 상단 및 하단의 변위 및 속도신호에 따라 환형코일에 인가되는 자기장의 세기를 조절할 수 있는 자기발생장치(38)와, 본체(10)의 상부와 가진원사이 및 본체(10)의 하부와 그 본체(10)가 장착되는 지지체사이에 삽설되고 자기발생장치(38)에 연결되며 그로부터 인가되는 자기장에 의해 변형되어 진동을 감쇠시킬 수 있는 능동소자(36)를 포함한다.

Description

엠알유체를 이용한 반능동 마운트

본 발명은 차량이나 기계구조물에 전달되는 진동을 감쇠시키기 위한 마운트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제한적이진 않지만 MR유체(Magneto-rheological Fluid)와 같은 가제어성 유변유체를 이용하여 가진원으로부터 전달되는 진동을 효과적으로 제어 및 감쇠시킬 수 있는 MR유체를 이용한 반능동 마운트에 관한 것이다.

일반적으로, 차량이나 기계구조물에 진동이 발생될 수 있는 물체 또는 가진원을 지지하기 위해 마운트가 사용되고 있다. 이 같은 마운트는 가진원으로부터 구조물로 전달되는 전달력을 최소화하여 소음 및 진동을 저감시킬 수 있어야 한다. 여기서, 가진원은 상기 마운트에 가해지는 동적인 힘의 근원(source)을 말하는 것으로, 차량의 경우를 예로 들면, 토크 변동에 따라 진동을 발생시키는 엔진 또는 회전변동에 따라 진동을 발생시키는 동력전달계통(power train) 또는 주행중 진동을 발생시키는 노면의 요철 등을 말하는 것이다.

이와 같이 전달력을 감쇠시키기 위해서는 이론적으로 마운트의 자체적인 강성은 작아야 하지만, 역으로 가진원을 안정적으로 지지하기 위해서는 정적인 지지강성이 적정하게 유지되어야 한다. 이에 따라, 마운트의 설계시 가장 중요하게 고려되는 사안은 상호 상반되는 동적강성 및 정적강성을 적절하게 만족시켜야 하는데 있다.

그런데, 이와 같은 요구조건의 실행을 위해 채용되고 있는 고무와 같은 고분자재료로 형성된 방진재는 진동이 거의 발생하지 않는 저주파수대역에서는 충분한 지지강성을 지니지만 진동이 발생되는 고주파수대역에서는 이 같은 진동을 충분히 감쇠 또는 차단할 수 있는 복합적인 특성 모두를 만족시키지 못하고 있는 실정에 있다. 이에따라, 최근 승차감 향상이나 정밀운전을 요구하는 자동차산업 또는 기타 일반적인 기계산업에서 요구되는 조건을 만족시킬 수 없는 문제점이 있었다.

한편, 최근에는 상술된 요구조건을 만족시키기 위해 자기장 또는 전기장에 따라 점성 또는 항복응력이 변하는 가제어성 유변 유체, 즉, MR유체(Magneto-rheological Fluid) 또는 ER유체(Electro-rheological Fluid)를 이용하는 마운트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 추세에 있다.

참고로, 가제어성 유변 유체 특히, 가제어성이라는 것은, 선형시 불변계의 상태 방정식이 다음과 같이 표현될 때, x(t)=Ax(t)+Bu(t), y(t)=Cx(t)+Du(t), 임의의 초기치가 x(0)=x₀인 경우, 시간 t=t₁에서의 시스템 상태를 0, 즉 x(t₁)=0로 하는 제어입력이 u(t)(0≤t≤t₁)존재하면, 시스템(A, B)를 제어할 수 있다는 것이다. 물론 이때, rank C = n C = [B AB A²B …A^n-1B]이 충족되어야 한다. 따라서, 가제어성 유변 유체는 상술한 바와 같은 이론적 근거에 의해 MR 유체 또는 ER 유체를 제어할 수 있다는 것이다.

이와 같은 MR유체 또는 ER유체와 같은 가제어성 유변 유체를 이용하는 반능동 마운트는 다른 유체 또는 고체를 이용하는 일반적인 마운트 및 기계시스템에 비해 성능이 우수할뿐 아니라 많은 기계요소를 사용하지 않고 단지 자기장 또는 전기장만을 가하기 위한 솔레노이드 코일 또는 자극판만을 내설하면 되므로 마운트 전체의 단순화, 경량화, 소형화가 가능하며, 가격도 저렴하고 고장가능성이 현저히 감소하는 장점이 있다. 또한, 광범위하고 연속적인 감쇠력을 발생시킬 수 있으며, 소비전력이 수 와트수준으로 낮고 반응속도가 매우 신속하다. 더욱이, 가진원으로부터 전달되는 에너지를 상시적으로 소실(dissipation)시킬 수 있어 안정을 유지할 수 있는 장점도 있다.

이와 같은 가제어성 유변 유체를 이용하는 다양한 형태의 마운트 또는 기계적 장치의 일례로서 1994년 2월 7일자로 출원되어 로드 코포레이션의 명의로 허여된 미국 특허 제 5,398,917호에 MR유체 장치가 개시되어 있는 바, 이에 따르면, MR유체 장치는 MR유체가 충진된 하우징내에 솔레노이드 코일이 감겨져 있고, 또한 그 하우징의 내부를 상부격실과 하부격실로 구획하는 배플플레이트가 내재되는 엔진마운트 형태로 구성된다. 여기서 배플플레이트는 솔레노이드 코일과 더 친밀하게 접촉하여 유체의 특성에 영향을 주도록 유체의 유동을 절환하는 역할을 한다. 또한 그 엔진 마운트는 상부챔버인 제 1챔버와 어태치먼트칼라에 접합된 탄성요소를 포함한다. 또 엔진 마운트의 하부에는 탄성블레이드가 하우징의 저표면에 접합되어 하부챔버인 제 2챔버가 형성된다. 하우징내의 오리피스는 솔레노이드 코일과 함께 MR유체의 유동을 제어하기 위한 밸브를 형성하도록 구성되어 있다. 이같은 구성에 따라 솔레노이드 코일에 전류를 공급하면, 그 코일에 의해 자기장이 발생되어 MR유체에 인가됨으로써 MR유체의 감쇠력이 가변됨으로 인해 진동을 감쇠시키는 것이다.

그러나 이 같은 엔진마운트는 가진원의 실제적인 진동의 범위를 정확하게 감지하여 이에 대응하게 솔레노이드 코일에 가변적으로 전류를 공급하지 못함으로 인해 정확한 감쇠력의 제어를 달성할 수 없음은 물론, 만족스럽게 처리할 수 있는 진동의 주파수 대역이 제한적이라는 단점이 있다. 또한 이와 유사한 종래의 실시예들로서 미국특허 제 4,720,087호, 제 4,733,758호, 제 5,029,823호, 제 5,170,866호, 제 5,267,633호, 제 5,277,281호, 제 5,284,330호, 제 5,417,314호, 5,458,217호, 제 5,462,361호 및 5,601,164호에 다양하게 개시되어 있으나, 이들 또한 상술된 미국특허 제 5,398,917호와 공통적인 문제점을 갖고 있는 것으로 나타났다.

결국 종래의 MR유체 또는 ER유체를 이용하는 마운트는 비교적 작은 범위의 주파수 영역에서 제한적인 감쇠력의 제어만이 가능하며, 특히 진동감쇠에 따른 정확한 상대속도를 측정할 수 없어 정확하게 감쇠력을 제어할 수 없는 문제점이 있었던 것이다.

이에 본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 광범위한 주파수 영역에서 정확한 감쇠력의 제어가 가능하고, 또한 진동물체와의 상대운동을 검출할 수 있는 MR유체를 이용한 반능동 마운트를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 진동발생물체인 가진원과의 상대운동을 검출하고 증폭비를 임의로 또는 진동상태에 따라 변화시킬 수 있는 MR유체를 이용한 반능동 마운트를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적들은 본 발명에 의해 달성되는 바, 본 발명의 일면에 따르면, MR유체가 충진되는 상부챔버를 형성하는 상부하우징및 상기 상부챔버와 연통하며 MR유체가 충진되는 하부챔버를 형성하는 하부하우징을 구비하는 본체와, 상기 상부챔버와 하부챔버를 MR유체가 연통가능하게 구획하는 원형판과, 상기 본체내의 MR유체에 자기장을 인가시키기 위한 환형코일과, 상기 본체의 상단 및 하단의 변위 및 속도신호에 따라 상기 환형코일에 인가되는 자기장의 세기를 조절할 수 있는 자기발생장치와, 상기 본체의 상부와 가진원사이 및 본체의 하부와 그 본체가 장착되는 지지체사이에 삽설되고 상기 자기발생장치에 연결되며 그로부터 인가되는 자기장에 의해 변형되어 진동을 감쇠시킬 수 있는 능동소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 MR유체를 이용한 반능동 마운트가 제공된다.

본 발명의 다른 면에 따르면, MR유체가 충진되는 상부챔버를 형성하는 상부하우징및 상기 상부챔버와 연통하며 MR유체가 충진되는 하부챔버를 형성하는 하부하우징을 구비하는 본체와, 상기 상부챔버와 하부챔버를 MR유체가 연통가능하게 구획하는 원형판과, 상기 본체내의 MR유체에 자기장을 인가시키기 위한 환형코일과, 상기 환형코일에 유도기전력을 직접 인가시킬 수 있도록 상기 본체의 상단에 돌출형성되는 자석 및 본체의 상단에 고정되는 가진원의 하부에 설치되며 상기 자석을 포위하는 유도코일을 구비하며 자석과 유도코일 상호간의 상대운동에 의해 유도기전력을 발생시키는 유도기전력발생장치로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 MR유체를 이용한 반능동 마운트가 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 MR유체를 이용한 반능동 마운트의 제 1실시예를 보여주는 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 MR유체를 이용한 반능동 마운트의 제 2실시예를 보여주는 구성도.

도 3은 도2의 유도기전력발생장치의 기전력발생 원리를 보여주는 개략도.

도 4는 본 발명에 따른 마운트의 제 3실시예를 보여주는 구성도.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 본체 12: 상부하우징

14: 하부하우징 16: 상부챔버

18: 탄성부재 20: 하부챔버

22: 벨로우즈 24: 원형판

26: 스페이서 28: 자기장 인가영역

30: 환형코일 32: 고정편

34: 지지부재 36: 능동소자

38: 자기발생장치 44: 유도기전력발생장치

46: 유도코일 50: 증폭장치

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 MR유체를 이용한 반능동 마운트의 제 1실시예를 보여주는 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마운트는 기본적으로 상부하우징(12)과 하부하우징(14)으로 이루어진 본체(10)를 포함한다. 그 본체(10)의 상부하우징(12)에는 MR유체가 충진되는 상부챔버(16)를 한정 또는 이를 형성하는 탄성부재(18)가 삽설되어 있으며, 하부하우징(14)에는 하부챔버(20)를 한정 또는 이를 형성하는 벨로우즈(22)가 내설되어 있다. 물론 상부하우징(12)의 탄성부재(18)는 가진원의 수직방향 정하중 및 수평방향 하중도 지지함은 물론 가진원의 동하중도 지지할 수 있도록 팽창강성을 지니며, 또한 하부하우징(14)의 벨로우즈(22)는 상부챔버(20)로부터 유입되는 MR유체를 가변적으로 저장할 수 있도록 다소의 팽창강성을 지니는 것이 바람직하다.

한편, 실제적으로 본체(10)의 내부를 상부챔버(16)와 하부챔버(20)로 구획하는 것은 상부하우징(12)과 하부하우징(14)사이에 설치되는 원형판(24)이며, 그 원형판(24)은 그것과 각각의 하우징(12,14)과의 사이에 설치된 스페이서(26)에 의해 상호 이격설치된다.

또한, 각각의 하우징(12,14)의 연접부에는 그 각각의 하우징내의 MR유체에 자기장이 인가되는 자기장 인가영역(28)이 제공되는 바, 이와 같이 해당 MR유체에 실제적인 자기장을 인가시키기 위해 각각의 하우징(12,14)사이 및 원형판(24)의 둘레의 공간에는 환형코일(30)이 솔레이드방식으로 설치된다.

미설명 부호 32는 가진원의 고정구멍에 삽설고정되는 고정편이며, 34는 실제적으로 탄성고무를 보강하기 위한 지지부재이다.

특히, 본 발명에 따른 마운트, 보다 상세하게는 자동차의 엔진과 같은 가진원에 고정되는 고정편(32)에는 능동소자(36)가 장착된다. 그 능동소자(36)는 본체(10)의 상부와 가진원사이 또는 그 본체(10)의 하부와 그 본체(10)가 장착되는 지지체사이, 또는 각각의 사이 모두에 삽설될 수 있다. 특히, 그 능동소자(36)는 자기 변형 재료(Magneto-strictive material)로 형성되는 것이 바람직한 바, 이는 그 자기 변형 재료가 주파수 대역이 광범위하고, 변위량이 크며, 압축력에도 강한 대항력을 지니고 있기 때문이다.

또한, 본원 발명에 따른 마운트에는 MR유체 및 능동소자(36)에 자기장을 인가시킴은 물론 그 자기장의 세기를 조절할 수 있는 자기발생장치(38)가 연계된다. 그 자기발생장치(38)는 자기장의 세기를 제어하기 위한 중앙처리장치(CPU)를 포함하는 제어유닛과 자기장을 소정의 크기로 증폭시킬 수 있는 증폭기(AMP)를 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 자기발생장치(38)에는 도면에서 점선으로 도시된 바와 같이, 가진원 또는 마운트에서의 진동의 여부 및 진동의 크기를 측정하여 그 신호를 송신할 수 있는 감지센서들이 연결되는 바, 그 감지센서들중 하나의 센서(40)는 상부하우징(12)과 도시되지 않은 가진원의 사이에 설치되어 가진원 과 마운트 상단의 상호간의 상대속도 및 변위를 감지하여 이를 자기발생장치(38)에 송신하며, 다른 하나의 센서(42)는 하부하우징(14)과 마운트가 고정되는 도시도지않은 프레임 사이에 설치되어 그들 상호간의 상대속도 및 변위를 감지하여 그 신호를 자기발생장치에 송신한다. 물론 각각의 센서(40,42)의 실제적인 설치위치는, 상술된 바와 같이 마운트의 상단 및 하단의 변위 및 속도를 정확하게 감지할 수 있으면 필요에 따라 적절하게 설정될 수 있다.

상술된 바와 같이 이루어진 본발명의 제 1실시예에 따른 마운트의 작동을 설명하면 다음과 같다.

기본적으로, 환형코일(30)에 전류가 인가됨에 따라 그 환형코일(30) 주변에 자기장이 유도되며, 이와 같이 전류에 의해 유도된 자기장은 상부하우징(12)과 하부하우징(14)사이의 MR유체, 즉, 점선으로 표시된 자기장 인가영역(28)내의 MR유체에 인가된다. 이때 환형코일(30)로부터의 자기장은 원형판(24)의 상부의 MR유체, 그 원형판(24) 및 그 원형판(24)의 하부의 MR유체를 지나 다시 환형코일(30)로 복귀되는 방식으로 폐자기력선을 형성하게된다. 이에 따라 폐자기력선은 원형판(24)의 주위를 따라 상하부로 유동하는 MR유체를 관통하여 흐르게되고, 또한 그 자기장이 MR유체에 적용됨에 따라 그 MR유체의 점성이 변하게 되어 진동 감쇠력이 가변되게 되는 것이다.

이때, 마운트의 상단 및 하단에 각각 배치된 감지센서(40,42)에 의해 마운트의 상단 및 하단의 변위 및 상대속도가 감지되어 그 각각의 신호가 자기발생장치(38)에 송신된다. 이후 자기발생장치(38)는 그 신호를 처리하여 소정의 전류를 발생시키거나 또는 그 전류를 증폭시켜 환형코일(30)에 공급함으로써,그 환형코일(30)에 인가되는 전류치가 가변된다. 이와 같이, 그 환형코일(30)에 유도되는 자기장의 세기가 가변되면, 이 자기장의 세기에 따라 MR유체의 점성 또한 가변됨으로써 가진원으로부터의 진동을 적절하게 감쇠시킬 수 있는 것이다.

특히, 이와 동시에 자기발생장치(38)로부터의 자기장이 본체(10)와 가진원사이 및 본체(10)와 지지체사이에 삽설된 능동소자(36)에 인가된다. 이와 같이 능동소자(36)에 자기장이 인가되면, 그 능동소자의 자체특성, 즉, 자기변형에 의해 팽창 또는 수축되면서 진동을 감쇠시킬 수 있는 것이다.

이에 따라, 가진원으로부터 발생되는 진동은 환형코일(30)에 의해 인가되는 자기장의 가변에 따른 MR유체의 점성의 가변작용 및 능동소자(36)의 자기변형에 의해 더욱 광범위한 영역의 주파수의 진동 모두를 효과적으로 감쇠시킬 수 있는 것이다. 특히, 상술된 방진제어시 능동소자(36)에 의해 고주파 대역의 제어력이 제공됨으로서, 더 광범위한 주파수 대역의 진동을 감쇠시킬 수 있는 것이다. 물론, 능동소자(36)가 본체(10)의 상,하부에 제공된 경우에는 더욱 효율적이고 복합적으로 진동을 감쇠시킬 수 있는 것이다.

도 2에는 본 발명에 따른 MR유체를 이용한 반능동 마운트의 제 2실시예가 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 마운트는 상술된 제 1실시예와 같이 기본적인 구성요소를 포함하는 바, 이후의 상세한 설명에서는 동일구성부품에는 제 1실시예에 따른 마운트에 사용된 도면부호를 동일하게 사용할 것이다.

제 2실시예에 따른 마운트에는 유도기전력발생장치(44)가 제공된다. 보다 상세히 설명하며, 그 유도기전력발생장치(44)는 마운트의 본체(10)의 상단에 돌출형성되는 자석(48)과, 그 마운트에 장착되는 물체인 가진원에 설치되는 유도코일(46)을 포함한다. 여기서 자석(48)은 봉(rod)형태로 형성되고, 또한 유도코일(46)은 권선형으로 감겨져 자석(48)을 포위하도록 형성된다. 따라서 도 3에 그 원리가 개시된 바와 같이 유도기전력발생장치(44)는 가진원에서 진동이 발생되면 자석(48)이 유도코일(46)내에서 왕복동하게되거나, 역으로 유도코일(46)이 자석(48)에 대해 왕복운동되어 이들의 상대운동에 비례하는 기전력을 발생시키는 방식으로 구성되는 것이다. 한편, 그 유도기전력발생장치(44)는 도시되지 않은 와이어와 같은 연결수단에 의해 환형코일(30)에 연결되어 그 유도기전력발생장치(44)에서 발생되는 기전력을 환형코일(30)에 직접 인가할 수 있다.

결국 본원의 제 2실시예에 따른 마운트는 제 1실시예와 같이 별도의 자기장발생장치를 필요로 함이 없이 진동발생시 동시에 기전력이 발생되는 유도기전력발생장치(44)를 이용하여 직접 환형코일(30)에 인가시키도록 구성되는 것이다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 제 2실시예에 따른 마운트의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.

마운트에 고정되는 가진원에서 진동이 발생하면, 그 가진원에 고정된 유도코일(46)에 대해 마운트에 고정된 자석(48)이 왕복운동되거나, 또는 그 자석(48)에 대해 유도코일(46)이 왕복운동되어 상호간에 상대운동이 발생하게된다. 이와 같이 유도코일(46)과 자석(48)간에 상대운동이 이루어지면, 유도 기전력(e)이 발생되며그 유도코일(46)에는 유도 전류(i)가 흐르게 된다.

이와 같이 발생되는 유도 기전력(e)은 직접 환형코일(30)에 공급되며, 그 환형코일에 공급된 유도기전력이 MR유체에 적용됨에 따라 그 MR유체의 점성이 변하게 되어 감쇠력을 제어할 수 있는 것이다. 물론 유도 기전력의 세기는 유도코일(46)과 자석(48)간의 상대운동에 비례함으로써, 가진원에서 발생되는 매순간의 진동의 크기에 비례하여 환형코일(30)에 인가되는 기전력의 크기가 가변됨과 동시에 MR유체에 인가되는 기전력 또한 가변되어 MR유체의 가변력이 제어됨으로써 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있는 것이다.

여기서 유도기전력발생장치(44)에서의 기전력의 발생은 유도코일(46)을 지나는 자속의 변화에 의한 것으로, 그 유도 기전력의 크기는 단위 시간당 자속의 변화율에 정비례하고, 그 유도코일(46)의 권선 수에 정비례한다. 이에따라 마운트 내의 MR유체를 적절하게 구동시키는데 필요한 만큼 권선 수를 적절하게 설정하여 소정의 유도 기전력을 제공받을 수 있는 것이다.

그러나 이와 같은 제 2실시예에 따른 마운트는, 가진원에서 발생되는 진동이 비교적 약하거나 그 마운트에서 요구되는 감쇠력이 작은 경우에는 매우 효과적일 수 있으나, 가진원에서 발생되는 진동이 상대적으로 크거나 그 마운트가 큰 감쇠력을 요구하는 경우에는 적절하지 못한 경우가 초래될 수 있다. 물론 마운트의 감쇠력을 증가 시키기 위해 유도 코일의 권선 수를 증대시킬 수도 있으나, 그 범위는 마운트의 설계상 제한적이므로 바람직하지 못한 경우가 있다.

이에따라 유도기전력발생장치가 제공된 마운트에서 그로부터 발생되는 유도기전력이 제한적인 경우 환형코일에 인가되는 기전력의 세기를 크게하기 위한 수단을 필요로 하는 바, 이와 같은 실시예가 본 발명의 제 3실시예로서 도 4에 도시되어 있다.

도 4에 따르면, 유도기전력발생장치(44)에는 증폭장치(50)가 연결되어 있으며, 그 증폭장치(50)는 또한 환형코일(30)에 연결된다. 이에따라, 가진원의 진동에 의해 유도기전력발생장치(44)에서 발생되는 유도기전력이 증폭장치(50)에 전달되며, 그 증폭장치(50)는 그 유도 기전력을 소정의 크기로 증폭시켜 이를 환형코일(30)에 인가시키게 되는 것이다. 한편 그 증폭장치(50)는 간단하게 유도기전력발생장치(44)로부터 발생되는 유도 기전력을 증폭시키는 역할을 하는 파워 증폭기만을 포함할 수도 있다.

그러나, 그 증폭장치(50)에는 파워 증폭기 이외에 제 1실시예에서 설명된 제어유닛을 포함할 수 있어 유도기전력발생장치(44)로부터 수신되는 유도 기전력을 처리하여 파워 증폭기로 하여금 소정의 유도 기전력을 발생시키게 하여 그 기전력을 환형코일에 인가시킬 수 있다. 이 경우 유도기전력발생장치는 단지 가진원의 진동의 크기를 검출하는 센서의 역할만을 하게 되는 것이다. 이 경우에는, 결국 마운트의 감쇠력의 제어에 필요한 센서의 역할을 마운트에 결합된 유도기전력발생장치가 대신하게 됨으로써 그 마운트의 실용성이 크게 향상될 수 있는 것이다.

이에따라, 가진원에서 진동이 발생되면 유도기전력발생장치의 유도코일과 자석의 상대운동에 의해 기전력이 발생되어 그 유도 기전력이 증폭장치(50)로 공급된다. 증폭장치(50)에 공급된 기전력은 파워 증폭기에 의해 소정의 크기로 증폭되어그 증폭된 기전력이 환형코일(30)에 인가된다.

이후 환형코일에 인가된 기전력에 의해 MR유체의 점성이 변하게 되어 진동을 감쇠시킬 수 있는 것이다. 물론, 가진원에서 발생되는 매순간의 진동의 크기에 비례하여 증폭장치(50)가 비례적으로 그 유도 기전력을 증폭시켜 환형코일(30)에 인가되는 기전력의 크기가 가변됨과 동시에 MR유체에 인가되는 기전력 또한 가변되어 MR유체의 가변력이 제어됨으로써 진동을 감쇠시킬 수 있는 것이다. 물론 증폭장치(50)에 제어유닛이 포함된 경우에는 유도기전력발생장치로부터 수신되는 기전력 신호를 처리 및 해석하여 파워 증폭기로 하여금 소정의 기전력을 발생시킬 수 있어 효과적으로 감쇠력을 제어할 수 있는 것이다.

한편, 상술한 바와 같이 본원의 바람직한 실시예를 구현하기 위해 마운트에 포함되는 가제어성 유변 유체로 MR유체를 선택하였으나, 다른 가제어성 유변 유체인 ER유체를 동일한 방식으로 사용할 수도 있는 바, 이와 같이 ER유체가 마운트에 충진되는 경우에는 MR유체에 자기장을 인가하기 위한 환형스프링이 단지 ER유체에 전기장을 인가시키기 위한 전극판으로 대체되면 되는 것으로 이해된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 MR유체를 이용한 반능동마운트에 의하면, 저주파영역 또는 공진점에서는 MR유체의 감쇠력을 이용하여 진동을 감쇠시킬 수 있고, 고주파영역에서는 능동소자의 강성 및 감쇠를 낮추어 진동을 감쇠시킬 수 있어 저주파영역의 진동 및 고주파영역의 진동 모두를 제어할 수 있다.

또한, 전자기 유도현상을 이용하여 마운트와 가진원 사이의 상대운동에 의한 기전력을 발생시켜 그 기전력을 자기장 발생원으로 이용하여 MR유체의 감쇠력을 제어할 수 있어 별도의 자기장발생수단을 생략할 수 있으므로 실용성이 향상될 수있다.

또한, 전자기 유도현상을 이용하여 마운트와 가진원 사이의 상대운동을 검출하여 이를 증폭시켜 마운트의 감쇠력을 제어할 수 있으며, 더욱이 증폭기의 증폭비를 수동으로 또는 진동상태에 따라 변화시켜 감쇠력을 더욱 정확하게 제어할 수 있다.

Claims (6)

1. MR유체가 충진되는 상부챔버(16)를 형성하는 상부하우징(12)및 상기 상부챔버와 연통하며 MR유체가 충진되는 하부챔버(20)를 형성하는 하부하우징(14)을 구비하는 본체(10)와, 상기 상부챔버(16)와 하부챔버(20)를 MR유체가 연통가능하게 구획하는 원형판(24)과, 상기 본체(10)내의 MR유체에 자기장을 인가시키기 위한 환형코일(30)과, 상기 본체(10)의 상단 및 하단의 변위 및 속도신호에 따라 상기 환형코일에 인가되는 자기장의 세기를 조절할 수 있는 자기발생장치(38)와, 상기 본체(10)의 상부와 가진원사이 및 상기 본체(10)의 하부와 그 본체(10)가 장착되는 지지체사이에 삽설되고 상기 자기발생장치(38)에 연결되며 그로부터 인가되는 자기장에 의해 변형되어 진동을 감쇠시킬 수 있는 능동소자(36)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 MR유체를 이용한 반능동 마운트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 능동소자(36)는 자기 변형 재료(magnetostrictive material)로 형성되는 것을 특징으로하는 MR유체를 이용한 반능동 마운트.
3. MR유체가 충진되는 상부챔버(16)를 형성하는 상부하우징(12)및 상기 상부챔버와 연통하며 MR유체가 충진되는 하부챔버(20)를 형성하는 하부하우징(14)을 구비하는 본체(10)와, 상기 상부챔버(16)와 하부챔버(20)를 MR유체가 연통가능하게 구획하는 원형판(24)과, 상기 본체(10)내의 MR유체에 자기장을 인가시키기 위한 환형코일(30)과, 상기 환형코일에 유도기전력을 직접 인가시킬 수 있도록 상기 본체(10)의 상단에 돌출형성되는 자석(48) 및 본체의 상단에 고정되는 가진원의 하부에 설치되며 상기 자석(48)을 포위하는 유도코일(46)을 구비하며 자석과 유도코일 상호간의 상대운동에 의해 유도기전력을 발생시키는 유도기전력발생장치(44)로 이루어 지는 MR유체를 이용한 반능동 마운트.
4. 제 3항에 있어서, 상기 유도기전력발생장치(44)는 가진원과 마운트간의 상대속도를 검출할 수 있는 상대속도 검출센서인 것을 특징으로 하는 MR유체를 이용한 반능동 마운트.
5. 제 4항에 있어서, 상기 유도기전력발생장치(44)로부터 발생되는 유도기전력을 증폭시켜 상기 환형코일(30)에 인가시키는 증폭장치(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MR유체를 이용한 반능동 마운트.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 증폭장치(50)는 상기 유도기전력발생장치(44)로부터 발생되는 전류 또는 전압을 가진원의 진동상태에 따라 증폭비를 변화시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 MR유체를 이용한 반능동 마운트.