KR101192155B1

KR101192155B1 - 다이나믹 엠알유체댐퍼

Info

Publication number: KR101192155B1
Application number: KR1020100050315A
Authority: KR
Inventors: 선철곤
Original assignee: 주식회사 썬 프레인 코
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2012-10-18
Also published as: KR20100065261A

Abstract

본 발명은 자기장의 세기를 변화시켜 댐핑력을 조정하는 엠알유체댐퍼에 있어서, 상기 엠알유체댐퍼의 실린더(1)내에 로드(12)가 설치되되, 상기 실린더(1)와 로드(12)의 축반경 방향 사이에는 전기에 의해 온오프 되는 코일(8)이 설치되며, 상기 코일(8)에 의해 자성을 띄게 되는 엠알유체가 상기 코일(8)과 실린더(1)의 축반경 방향 사이에 내장되며, 상기 엠알유체를 밀봉하기 위해 로드(12)에는 너트(2), 와셔(3), 제1씰가이드(4), 제2씰가이드(5), 패킹(6), 어퍼요크(7), 패킹(6), 코일(8), 패킹(6), 로우어요크(7), 패킹(6), 제3씰가이드(9), 제4씰가이드(10), 와셔(3)가 축 방향으로 순차적으로 설치되며, 상기 와셔(3)와 이격되어 실린더(1) 단부에는 부시(11)가 설치되며, 또한 상기 제1씰가이드(4)와 실린더(1) 사이에는 펠트(13)가 설치되며, 상기 제2씰가이드(5)와 실린더(1) 사이에는 오일씰(14)이 설치되며, 상기 제3씰가이드(9)와 실린더(1) 사이에는 오일씰(14)이 설치되며, 상기 제4씰가이드(10)와 실린더(1) 사이에는 펠트(13)가 설치되며, 상기 부시(11)와 실린더(1) 사이에는 캡(15)이 설치되는 것을 특징으로 하는 것으로, 엠알유체댐퍼의 튜브와 로드의 축반경 방향 사이에 전기에 의해 온오프 되는 코일이 설치되며, 상기 코일에 의해 자성을 띄게 되는 엠알유체가 상기 코일과 튜브의 축반경 방향 사이에 내장되게 함으로써, 댐퍼의 조립이 용이하며, 조립시간이 종래에 비해 절약되며, 엠알유체의 주입이 간편하게 되며, 상황에 따라 댐핑력의 조정이 가능하여, 댐퍼를 장착하는 기기의 공진 및 소음을 저감하는 현저한 효과가 있다.

Description

다이나믹 엠알유체댐퍼{DYNAMIC MR FLUID DAMPER}

본 발명은 다이나믹 엠알유체댐퍼에 관한 것으로서, 세탁기의 작동 시 발생하는 세탁기 터브의 진동을 흡수하기 위해 터브에 연결된 댐퍼의 구조를 개선하여, 상황에 따라 댐핑력의 조정이 가능하여, 세탁기의 공진 및 소음을 저감토록 한 다이나믹 엠알유체댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로 댐퍼란 용수철이나 고무와 같은 탄성체를 이용하여 충격이나 진동을 약하게 하는 장치로서 자동차의 완충기, 제동 장치 및 세탁기 등의 다양한 기술분야에 적용되고 있다.

상기한 댐퍼가 적용된 일례로 종래의 드럼 세탁기에는 댐퍼가 회전하는 드럼을 3점 또는 2점 방식으로 지지하도록 구비되는 드럼 지지용 터브와 케이스 저부 사이에 설치되어 상기 드럼의 작동 중 진동과 충격을 흡수하도록 설치된다.

이와 같은 종래의 댐퍼(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 스프링(232)으로 탄성 지지된 로드(220)가 실린더(210) 내부에 고정 설치된 마찰패드(도시 생략)를 왕복운동시켜 로드(220)에 가해진 충격 내지는 진동을 감쇄시키도록 마찰식으로 구성되거나, 실린더(210) 내부에 주입된 오일(미도시)과 같은 댐핑수단에 의해 로드(220)에 대한 충격완화 작용이 이루어지도록 유압식으로 구성된다.

여기서, 상기 스프링(232)은 스프링 시트(231)와 스프링 와샤(233)로 그 양단이 지지되는 구조이다.

그러나 종래의 유압식 댐퍼는 댐핑수단으로 오일을 사용하여 환경오염과 더불어 로드와의 마찰로 인해 작동소음이 발생하는 문제점이 있으며, 마찰식 댐퍼 역시 로드가 실린더의 마찰패드 측에서 작동소음을 발생시키게 된다. 아울러, 유압식 댐퍼 및 마찰식 댐퍼는 공히 댐핑력의 조절이 불가한 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 개선한 것으로, 엠알(MR)유체를 사용하여 댐핑력을 효율적으로 조정하는 기술이 기재되어 있다.

엠알(MR)유체{자기유동성(Magneto-Rheological)}는 캐리어 유체속에 미크론 크기의 강자성 입자가 현탁한 것이다. 자동차용 윤활유와 유사한 성질을 가진 유동제어다. 하지만 자기장을 인가하는 것에 의해 유동적 성질은 바로 변화시켜 땅콩버터와 같은 상태로 변화한다.

특허공개번호 10-2008-0011952호에는 종래 차량에 사용되는 노면으로부터 전달되는 진동에 대해 보다 빠르게 응답하는 고기능성 자기유동성 유체를 이용한 연속감쇠력 가변식(Continuous Damping Control; 이하 간단히 'CDC'라고도 한다) 댐퍼에 대해 기재되어 있으며, 여기에서, 엠알유체는 부유성 자화입자를 포함하는 합성오일을 말하는바, 이러한 엠알 유체를 이용한 댐퍼는 엠알 유체가 자기장을 통과할 때 겉보기 점도가 증가하는 현상을 이용하는 것이다. 즉, 솔레노이드에 의해서 형성된 자기장 내로 엠알 유체가 유입하면, 엠알 유체에 분산되어 있는 자화입자들이 자기장의 영향을 받아 사슬구조로 배열되고 이로 인하여 유체의 항복 전단응력이 증가함에 따라서 감쇠가 커지게 되는 것이다. 따라서 엠알 유체를 이용한 댐퍼는 자기장의 세기를 임의로 변화시켜 유체의 겉보기점성과 감쇠를 자유롭게 제어할 수 있다. 그러므로 이러한 엠알 유체를 이용한 CDC 댐퍼는 전자제어식 현가시스템에 바람직하게 사용될 수가 있다.

그리고 본인의 선출원인 특허출원번호 10-2009-76100에도 엠알(MR)유체를 사용하여 세탁기에 설치되는 댐퍼의 댐핑력을 효율적으로 조정하는 기술이 기재되어 있다.

도 2는 종래의 엠알유체댐퍼의 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 엠알유체댐퍼를 구비한 일반적인 세탁기는 내부에 수용공간이 형성된 케이스(1')와, 상기 케이스(1')의 내부에 전후방향을 따라 배치되어 내부에 세탁수를 수용하도록 구비되는 터브(2')와, 상기 터브(2')의 내부에 배치되는 드럼(3') 및 상기 터브(2')에 대한 진동과 충격을 감쇄시키는 댐퍼(100)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 케이스(1')는 전면에 세탁물이 출입할 수 있도록 개구가 형성된 직육면체 형상을 가지며, 그 일측 연부에 상기 개구를 개폐할 수 있도록 도어(D)가 구비된다.

그리고, 상기 드럼(3')은 상기 케이스(1')의 전후방향을 따라 형성되는 회전축을 중심으로 축회전 가능하게 결합되며, 그 내부에는 세탁물을 상향 이동시켜 세탁물이 저부로 낙하할 수 있도록 반경방향을 따라 돌출되고 축선방향을 따라 연장된 복수의 리프트가 구비된다.

또한, 상기 터브(2')의 상측에는 세제를 공급할 수 있도록 세제공급부(S)가 구비되며, 그 일측으로 세탁수을 공급할 수 있도록 급수밸브를 구비한 급수관(P)이 연결된다. 아울러, 상기 터브(2')의 후방 영역에는 드럼(3')을 회전 구동시킬 수 있도록 드럼구동모터(M)가 설치되고, 상기 터브(2')의 저면에는 배수를 시키기 위한 배수유로(F) 및 배수펌프(DP)가 구비된다.

이 터브(2')의 상부 영역에는 터브(2')를 지지할 수 있도록 일단이 케이스(1')에 고정된 복수개의 지지스프링(도면부호 생략)이 구비되며, 그 하측에는 터브(2')의 상하방향을 따른 진동 또는 하중을 감쇄시킬 수 있도록 댐퍼(100)가 구비된다.

상기 댐퍼(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 일단이 상기 터브(2')에 고정되는 실린더(110)와, 일측이 상기 실린더(110)의 타단 내부로 관통 삽입되어 왕복운동가능하게 설치되며 타측 단부가 상기 케이스(1') 내측면에 고정되는 로드(120)와, 상기 로드(120)의 타측을 탄력지지하도록 상기 실린더(110)의 타단과 상기 로드(120)의 타측 단부 사이에 설치되는 탄성수단(130)과, 조합된 다양한 자기력으로 하중 또는 진동을 감쇄시키는 다수의 솔레노이드코일(140)을 포함하는 구조이다.

상기한 실린더(110)는 캡 볼트(111)에 의해 상기 터브(2')의 하측에 연결 고정되며, 상기 로드(120)는 앤드 볼트(121)에 의해 케이스(1')의 내측면 바닥에 고정설치가 된다.

또한, 상기 로드(120)의 일측 단부에는 상기 실린더(110)의 내주면과 접촉되는 피스톤(122)이 O-링(122a)을 통해 작동성 향상되게 리벳팅하여 장착되며, 그 일측 다수개소를 베어링(B)으로 지지하여 가이드하는 이너가이드(123)가 일정 간격으로 이격되게 배치된다.

상기한 피스톤(122)은 그 이동방향으로 관통공(도면부호 생략)이 형성되어 실린더(110) 내부에 존재하는 공기압을 그 내, 외측으로 통과시키면서 상기 로드(120)에 작용되는 진동 또는 하중을 감쇄시킬 수 있다.

아울러, 상기 로드(120)의 중간에는 돌기부(124)가 구비되어 선택적으로 후술할 스프링 시트(131)의 일측면과 접촉됨으로써 상기 로드(120)의 이동을 상기 피스톤(122)과 함께 제한할 수 있게 된다.

상기한 탄성수단(130)은 상기 실린더(110)의 타단이 압입되는 스프링 시트(131)와, 일측이 상기 실린더(110)의 타단과 등지게 상기 스프링 시트(131)에 안착되어 탄성압축 가능한 코일스프링(132)과, 상기 스프링 시트(131)와 일정거리 이격되어 상기 코일스프링(132)의 타측을 지지하며 상기 로드(120)의 타측을 지지시키는 스프링 와샤(133)로 이루어진다.

상기 스프링 시트(131)와 상기 실린더(110)의 타단 사이에는 진동시 발생될 수 있는 소음을 차단할 수 있도록 부직포(non-woven fabric)(도시 생략)가 개재되는바, 상기 실린더(110)의 타단 원주면에 설치된 상태로 상기 스프링 시트(131)에 압입 결합된다.

특히, 상기 다수의 솔레노이드코일(140)은 상기 로드(120)와 대응되는 상기 실린더(110)의 외주면에 개재되되 상기 로드(120)에 작용되는 하중 또는 진동에 따라 선택적으로 외부 전원을 인입시키는 단자(T)와 단자소켓(TS)에 의해 각각 자기력을 발생시키게 되며, 그 표면은 자기력의 손실과 누전을 방지하도록 절연체(141)로 둘러싸이듯 설치된다.

이상에서 미설명된 도면부호인 '125'는 로드가이드이고, '126'은 로드가이드(125)와 이너가이드(123)의 사이에 설치되어 로드(120)의 작동유를 공급하기 위한 포켓이 구비된 오일씰이다.

이하, 상술한 자기식 댐퍼를 구비한 세탁기의 작용에 대해 살펴본다.

세탁 혹은 탈수를 위해 세탁기에 전원이 공급되면 본 발명의 댐퍼(100)에 부하 되는 진동 또는 하중을 감지하는 센서(미도시)가 이를 감지하게 되고, 이 감지결과에 따라 미도시된 제어부의 제어신호에 의해 다수의 솔레노이드코일(140)에 대한 전원 공급이 제어된다.

이를 위해 상기 제어부는 우선적으로 로드(120)에 작용되는 진동 또는 하중을 감쇄시킬 수 있는 저항치를 내부의 연산장치를 통하여 실시간으로 계산하게 된다. 이 연산값에 따라 상기 제어부는 다수의 솔레노이드코일(140)에 대한 전원공급을 선택적으로 제어하게 되는바, 단일의 솔레노이드코일(140) 또는 복수개의 솔레노이드코일(140)에 전원공급을 제어하게 된다.

즉, 도시된 3개의 솔레노이드코일(140)이 각각 0.15A, 0.5A, 2.0A의 전류의 세기를 발생시킬 수 있다고 가정하면 각각의 솔레이노이드코일(140)에 의한 댐핑력을 통해 댐퍼(100)에 부하되는 진동 또는 하중을 감쇄시킬 수 있음은 물론이며, 0.15A와 0.5A의 솔레노이드코일(140)에 전원이 공급되어 0.65A의 자기세기를 발생시킬 수 있게 되어 그 댐핑력은 더욱 커질 수 있다.

또, 0.15A와 2.0A을 갖는 솔레노이드코일(140)이 조합되면 2.15A의 댐핑력을 가질 수 있게 되고, 3개의 솔레노이드코일(140)의 조합으로 2.65A의 가장 큰 댐핑력을 가질 수 있도록 전원 공급이 이루어질 수도 있다.

따라서 본 댐퍼(100)는 코일스프링(132)에 의해 일차 댐핑이 이루어지고, 다수의 솔레노이드코일(140)에 의한 조합된 댐핑력 및 실린더(110) 내부의 잔류 공기압에 의해 다중으로 댐핑이 이루어져 세탁기의 가동 중 진동과 충격을 감쇄시키게 된다.

이처럼 일 실시예에 따른 자기식 댐퍼를 구비한 세탁기는 자기력의 조합에 따라 서로 다른 댐핑력이 발생되도록 함으로써 종래의 유압식 혹은 마찰식 댐퍼에 의한 환경오염과 작동소음을 방지함과 아울러 진동 및 충격의 전달을 효과적으로 감쇄시킬 수 있게 된다.

그러나 상기 종래기술들은 엠알유체댐퍼의 실린더와 전기에 의해 온오프 되는 코일 과 상기 코일에 의해 자성을 띄게 되는 엠알유체가 축을 중심으로 동심원상으로 내장되지 않고 축방향으로 서로 이격되어 내장되어 있으므로, 댐퍼의 조립이 불편하며, 조립시간이 길며, 엠알유체의 주입이 복잡하고 불편하며, 상황에 따라 댐핑력을 조정하여 댐퍼를 장착하는 기기의 공진 및 소음을 저감하는 효과가 떨어지는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 엠알유체댐퍼의 튜브와 로드의 축반경 방향 사이에 전기에 의해 온오프 되는 코일이 설치되며, 상기 코일에 의해 자성을 띄게 되는 엠알유체가 상기 코일과 튜브의 축반경 방향 사이에 내장되게 함으로써, 댐퍼의 조립이 용이하며, 조립시간이 종래에 비해 절약되며, 엠알유체의 주입이 간편하게 되며, 상황에 따라 댐핑력의 조정이 가능하여, 댐퍼를 장착하는 기기의 공진 및 소음을 저감하는 다이나믹 형 엠알유체댐퍼를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바를 달성하기 위하여 본 발명은 자기장의 세기를 변화시켜 댐핑력을 조정하는 엠알유체댐퍼에 있어서,상기 엠알유체댐퍼의 실린더(1) 내에 로드(12)가 설치되되, 상기 실린더(1)와 로드(12)의 축반경 방향 사이에는 전기에 의해 온오프 되는 코일(8)이 설치되며, 상기 코일(8)에 의해 자성을 띄게 되는 엠알유체가 상기 코일(8)과 실린더(1)의 축반경 방향 사이에 내장되는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 엠알유체댐퍼의 튜브와 로드의 축반경 방향 사이에 전기에 의해 온오프 되는 코일이 설치되며, 상기 코일에 의해 자성을 띄게 되는 엠알유체가 상기 코일과 튜브의 축반경 방향 사이에 내장되게 함으로써, 댐퍼의 조립이 용이하며, 조립시간이 종래에 비해 절약되며, 엠알유체의 주입이 간편하게 되며, 상황에 따라 댐핑력의 조정이 가능하여, 댐퍼를 장착하는 기기의 공진 및 소음을 저감하는 현저한 효과가 있다.

도 1은 종래의 탄성체를 이용한 세탁기 댐퍼를 나타낸 사시도
도 2는 댐퍼가 설치되는 일반적인 세탁기의 단면도
도 3은 도 2의 댐퍼의 확대단면도
도 4는 본 발명 다이나믹 엠알유체댐퍼의 조립단면도
도 5는 본 발명 다이나믹 엠알유체댐퍼에서 외부에 코일스프링이 설치된 조립단면도
도 6은 본 발명 다이나믹 엠알유체댐퍼에서 내부에 코일스프링이 설치된 조립단면도
도 7은 본 발명 다이나믹 엠알유체댐퍼에서 웨이브씰과 오일씰의 설치 상태도
도 8은 본 발명 다이나믹 엠알유체댐퍼에서 펠트와 오일씰의 설치 상태도
도 9는 본 발명 다이나믹 엠알유체댐퍼에서 엠알유체의 작동상태도
도 10은 본 발명 다이나믹 엠알유체댐퍼에서 엠알유체의 작동설명도
도 11은 도 10의 갭(gap)에 따른 자기강도의 변화설명도

본발명은 다이나믹 엠알유체댐퍼에 관한 것으로, 자기장의 세기를 변화시켜 댐핑력을 조정하는 엠알유체댐퍼에 있어서, 상기 엠알유체댐퍼의 실린더(1) 내에 로드(12)가 설치되되, 상기 실린더(1)와 로드(12)의 축반경 방향 사이에는 전기에 의해 온오프 되는 코일(8)이 설치되며, 상기 코일(8)에 의해 자성을 띄게 되는 엠알유체가 상기 코일(8)과 실린더(1)의 축반경 방향 사이에 내장되되, 상기 엠알유체를 밀봉하기 위해 로드전방에 너트가 체결되고, 상기 너트 후방에는 와셔가 로드에 조립되며, 상기 와셔 후방에는 제1씰가이드가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 제1씰가이드 후방에는 제2씰가이드가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 제2씰가이드 후방에는 패킹이 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 어퍼요크가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 어퍼요크 후방에는 패킹이 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 코일이 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 코일 후방에는 패킹이 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 로우어요크가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 로우어요크 후방에는 패킹이 삽입되어 설치되며, 상기 패킹 후방에는 제3씰가이드가 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 제3씰가이드 후방에는 제4씰가이드가 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 제4씰가이드 후방에는 와셔가 삽입되어 설치되며, 상기 와셔(3)와 이격되어 실린더(1) 단부에는 부시(11)가 설치되며, 또한 상기 제1씰가이드(4)와 실린더(1) 사이에는 펠트(13)가 설치되며, 상기 제2씰가이드(5)와 실린더(1) 사이에는 오일씰(14)이 설치되며, 상기 제3씰가이드(9)와 실린더(1) 사이에는 오일씰(14)이 설치되며, 상기 제4씰가이드(10)와 실린더(1) 사이에는 펠트(13)가 설치되며, 상기 부시(11)와 실린더(1) 사이에는 캡(15)이 설치되며, 그리고 상기 캡(15)과 엔드볼트(16) 사이 로드외주에는 스프링시트(18), 코일스프링(17), 스프링시트(18) 및 엔드볼트(16)가 삽입설치되는 것으로, 캡(15)의 하부에 스프링시트(18)가 결합되고, 상기 스프링시트(18) 하부에 코일스프링(17)의 상단이 지지되고, 상기 코일스프링(17)의 하단은 스프링시트(18)에 지지되며, 상기 스프링시트(18) 하부는 엔드볼트(16)에 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 자기장의 세기를 변화시켜 댐핑력을 조정하는 엠알유체댐퍼에 있어서, 상기 엠알유체댐퍼의 실린더(1) 내에 로드(12)가 설치되되, 상기 실린더(1)와 로드(12)의 축반경 방향 사이에는 전기에 의해 온오프 되는 코일(8)이 설치되며, 상기 코일(8)에 의해 자성을 띄게 되는 엠알유체가 상기 코일(8)과 실린더(1)의 축반경 방향 사이에 내장되되, 상기 엠알유체를 밀봉하기 위해 로드전방에 너트가 체결되고, 상기 너트 후방에는 와셔가 로드에 조립되며, 상기 와셔 후방에는 제1씰가이드가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 제1씰가이드 후방에는 제2씰가이드가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 제2씰가이드 후방에는 패킹이 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 어퍼요크가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 어퍼요크 후방에는 패킹이 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 코일이 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 코일 후방에는 패킹이 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 로우어요크가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 로우어요크 후방에는 패킹이 삽입되어 설치되며, 상기 패킹 후방에는 제3씰가이드가 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 제3씰가이드 후방에는 제4씰가이드가 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 제4씰가이드 후방에는 와셔가 삽입되어 설치되며, 상기 와셔(3)와 이격되어 실린더(1) 단부에는 부시(11)가 설치되며, 또한 상기 제2씰가이드(5)와 실린더(1) 사이에는 웨이브씰(19), 와셔(3), 오일씰(14)이 설치되되, 상기 웨이브씰이 전방에 설치되고, 상기 웨이브씰에 밀접하게 와셔가 설치되며, 상기 와셔 후방에 오일씰이 설치되며, 그리고 상기 제3씰가이드(9)와 실린더(1) 사이에도 오일씰(14), 와셔(3), 웨이브씰(19)이 설치되되, 오일씰이 전방에 설치되고, 상기 오일씰에 밀접하게 와셔가 설치되며, 상기 와셔 후방에 웨이브씰이 설치되며, 상기 부시(11)와 실린더(1)사이에는 캡(15)이 설치되며, 그리고 상기 캡(15)과 엔드볼트(16) 사이 로드외주에는 스프링시트(18), 코일스프링(17), 스프링시트(18) 및 엔드볼트(16)가 삽입설치되는 것으로,캡(15)의 하부에 스프링시트(18)가 결합되고, 상기 스프링시트(18) 하부에 코일스프링(17)의 상단이 지지되고, 상기 코일스프링(17)의 하단은 스프링시트(18)에 지지되며, 상기 스프링시트(18) 하부는 엔드볼트(16)에 결합되는 것을 특징으로 한다.

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본 발명을 첨부도면에 의해 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래의 탄성체를 이용한 세탁기 댐퍼를 나타낸 사시도, 도 2는 댐퍼가 설치되는 일반적인 세탁기의 단면도, 도 3은 도 2의 댐퍼의 확대단면도, 도 4는 본 발명 다이나믹 엠알유체댐퍼의 조립단면도, 도 5는 본 발명 다이나믹 엠알유체댐퍼에서 외부에 코일스프링이 설치된 조립단면도, 도 6은 본 발명 다이나믹 엠알유체댐퍼에서 내부에 코일스프링이 설치된 조립단면도, 도 7은 본 발명 다이나믹 엠알유체댐퍼에서 웨이브씰과 오일씰의 설치 상태도, 도 8은 본 발명 다이나믹 엠알유체댐퍼에서 펠트와 오일씰의 설치 상태도, 도 9는 본 발명 다이나믹 엠알유체댐퍼에서 엠알유체의 작동상태도, 도 10은 본 발명 다이나믹 엠알유체댐퍼에서 엠알유체의 작동설명도, 도 11은 도 10의 갭(gap)에 따른 자기강도의 변화설명도이다.

본 발명은 자기장의 세기를 변화시켜 댐핑력을 조정하는 다이나믹 엠알유체댐퍼에 관한 것이다. 그 구성은 상기 엠알유체댐퍼의 실린더 내에 로드가 설치된다. 실린더는 로드를 수용할 수 있도록 내부가 빈 원통형상으로서, 볼트에 의해 실린더의 하측에 연결고정된다. 그리고 상기 튜브와 로드의 축반경 방향 사이에는 전기에 의해 온오프 되는 코일이 설치되며, 상기 코일에 의해 자성을 띄게 되는 엠알유체가 상기 튜브와 로드의 축반경 방향 사이에 내장된다.

그리고 상기 엠알유체를 긴밀히 밀봉하기 위한 방법으로, ‘펠트’와 ‘오일씰’을 설치하는 것으로, 곧, 로드에는 너트, 와셔, 제1씰가이드, 제2씰가이드, 패킹,어퍼요크, 패킹, 코일, 패킹, 로우어요크, 패킹, 제3씰가이드, 제4씰가이드, 와셔가 로드 방향으로 설치된다.
구체적으로 결합관계를 기재하면, 로드 전방에 너트가 체결되고, 상기 너트 후방에는 와셔가 로드에 조립되며, 상기 와셔 후방에는 제1씰가이드가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 제1씰가이드 후방에는 제2씰가이드가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 제2씰가이드 후방에는 패킹이 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 어퍼요크가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 어퍼요크 후방에는 패킹이 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 코일이 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 코일 후방에는 패킹이 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 로우어요크가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 로우어요크 후방에는 패킹이 삽입되어 설치되며, 상기 패킹 후방에는 제3씰가이드가 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 제3씰가이드 후방에는 제4씰가이드가 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 제4씰가이드 후방에는 와셔가 삽입되어 설치된다.
상기 와셔와 이격되어 실린더 단부에는 부시가 설치되며, 또한 상기 제1씰가이드와 실린더 사이에는 펠트가 설치되며, 상기 제2씰가이드와 실린더 사이에는 오일씰이 설치되며, 상기 제3씰가이드와 실린더 사이에는 오일씰이 설치되며, 상기 제4씰가이드와 실린더 사이에는 펠트가 설치되며, 상기 부시와 실린더 사이에는 캡이 설치된다(특히, 도 8에 ‘펠트’와 ‘오일씰’을 설치하는 것이 자세히 도시되어 있다).
상기 엠알유체는 도 9에 도시된 바와 같이, 축반경 방향으로는 코일(8)과 실린더(1)의 축반경 방향 사이에 위치하고, 축길이방향으로는 코일 전, 후방에 각각 설치되는 오일씰(14)사이에 누설되지 않게 밀봉된다. 자세히 기재하면, 오일씰(14), 어퍼요크(20), 패킹(6), 코일(8), 패킹(6), 로우어요크(7), 패킹(6), 오일씰(14)과 실린더(1) 사이의 내부공간에 엠알유체가 밀봉된다.

또한, 상기 제2씰가이드와 실린더 사이에는 오일씰외에도 별도의 와셔와 웨이브 씰(wave seal)을 추가하여 밀봉력을 향상하는 것으로, 웨이브씰이 전방에 설치되고, 상기 웨이브씰에 밀접하게 와셔가 설치되며, 상기 와셔 후방에 오일씰이 설치된다.
그리고 상기 제3씰가이드와 실린더 사이에도 오일씰외에도 별도의 와셔와 웨이브 씰(wave seal)을 추가하여 밀봉력을 향상하는 것으로, 오일씰이 전방에 설치되고, 상기 오일씰에 밀접하게 와셔가 설치되며, 상기 와셔 후방에 웨이브씰이 설치된다.

한편, 본발명의 다른 실시례로서 상기 엠알유체를 밀봉하기 위해 ‘웨이브씰’과 ‘오일씰’을 설치하는 것으로, 곧, 로드에는 너트, 와셔, 제2씰가이드, 패킹,어퍼요크, 패킹, 코일, 패킹, 로우어요크, 패킹, 제3씰가이드, 와셔가 로드 방향으로 설치된다.
구체적으로 결합관계를 기재하면, 로드전방에 너트가 체결되고, 상기 너트 후방에는 와셔가 로드에 조립되며, 상기 와셔 후방에는 제2씰가이드가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 제2씰가이드 후방에는 패킹이 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 어퍼요크가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 어퍼요크 후방에는 패킹이 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 코일이 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 코일 후방에는 패킹이 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 로우어요크가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 로우어요크 후방에는 패킹이 삽입되어 설치되며, 상기 패킹 후방에는 제3씰가이드가 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 제3씰가이드 후방에는 와셔가 삽입되어 설치된다.
또한, 상기 제2씰가이드(5)와 실린더(1) 사이에는 웨이브씰(19), 와셔(3), 오일씰(14)이 설치되되, 상기 웨이브씰이 전방에 설치되고, 상기 웨이브씰에 밀접하게 와셔가 설치되며, 상기 와셔 후방에 오일씰이 설치된다.
그리고 상기 제3씰가이드(9)와 실린더(1) 사이에도 오일씰(14), 와셔(3), 웨이브씰(19)이 설치되되, 오일씰이 전방에 설치되고, 상기 오일씰에 밀접하게 와셔가 설치되며, 상기 와셔 후방에 웨이브씰이 설치된다(특히, 도 7에 ‘웨이브씰’과 ‘오일씰’을 설치하는 것이 자세히 도시되어 있다).

본 발명의 실시례에서는 상기와 같이 한 개의 코일을 설치하며, 개수는 댐핑력을 설계함에 따라 여러 개로 할 수도 있다. 오일씰은 튜브와 코일 사이에 위치한다. 펠트는 상기 엠알유체의 댐핑력을 보완하는 역할을 한다. 무통전시는 펠트가 감쇠력을 주도하고, 통전시는 펠트와 엠알유체가 합쳐서 감쇠력을 조정한다. 필요에 따라 상기 펠트는 제거하고 엠알유체만으로 댐핑력을 구현할 수 있도록 한다. 마찬가지로 본 발명에서 추가로 부착되는 코일스프링은 엠알유체와 함께 보조 댐핑 역할을 하며, 필요에 따라 상기 스프링은 제거하고 엠알유체만으로 댐핑력을 구현할 수 있도록 한다.

한편 본 발명의 로드는 코일의 리드와이어를 인출하기 위해 중공축으로 구성한다. 도 4, 5에 명확하게 도시된 바와 같이, 로드가 코일과 패킹 사이에 접촉하는 면에 드릴 등의 관용수단으로 천공하여 로드의 일면에 인입홀을 형성한다. 그리고 실린더 외부쪽, 즉 엔드볼트에 가까운 로드의 일면에는 인출홀을 형성하여, 코일의 리드와이어가 상기 로드에 천공된 인입홀로 인입된 후, 로드의 중공부분을 통과하여 상기 인출홀을 통해 외부로 용이하게 인출토록 한다.
그리고 상기 리드와이어는 도 4, 5에서 알 수 있는 바와 같이, 실린더내부에서 로드가 코일 및 패킹 같은 로드부품들과 함께 왕복운동할 시, 로드와 일체로 움직이게 되는 것을 알 수 있다. 물론 상기 리드와이어는 인출홀을 엔드볼트에 가까운쪽에 형성하므로, 상기 인출홀에서 인출된 리드와이어는 실린더나 로드와 간섭이 없게 되며, 비록 로드 하부에 코일스프링이 장착되더라도 코일스프링 사이 빈공간으로 리드와이어를 충분히 인출할 수 있고, 상기 코일스프링이 도면에서도 확인하는 바와 같이, 리드와이어가 로드가 움직임에 따라서 움직이는데 방해가 되지 않음을 알 수 있다.

따라서 엠알유체댐퍼의 튜브와 로드의 축반경 방향 사이에 전기에 의해 온오프 되는 코일이 설치되되, 상기 코일에 의해 자성을 띄게 되는 엠알유체가 상기 코일과 튜브의 축반경 방향 사이에 내장되어, 댐퍼의 조립이 용이하며, 조립시간이 종래에 비해 절약되며, 엠알유체의 주입이 간편하게 되며, 상황에 따라 댐핑력의 조정이 가능하여, 댐퍼를 장착하는 기기의 공진 및 소음을 저감하게 된다.

1 : 실린더(튜브) 2 : 너트 3 : 와셔 4 : 제1씰가이드
5 : 제2씰가이드 6 : 패킹 7 : 로우어요크 8 : 코일
9 : 제3씰가이드 10 : 제4씰가이드 11 : 부시 12 : 로드(축)
13 : 펠트 14 : 오일씰 15 : 캡 16 : 엔드볼트
17 : 코일스프링 18 : 스프링시트 19 : 웨이브씰
20 : 어퍼요크
41 : 인입홀 42 : 인출홀
43 : 리드와이어

Claims

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자기장의 세기를 변화시켜 댐핑력을 조정하는 엠알유체댐퍼에 있어서, 상기 엠알유체댐퍼의 실린더(1) 내에 로드(12)가 설치되되, 상기 실린더(1)와 로드(12)의 축반경 방향 사이에는 전기에 의해 온오프 되는 코일(8)이 설치되며, 상기 코일(8)에 의해 자성을 띄게 되는 엠알유체가 상기 코일(8)과 실린더(1)의 축반경 방향 사이에 내장되되,
상기 엠알유체를 밀봉하기 위해 로드전방에 너트가 체결되고, 상기 너트 후방에는 와셔가 로드에 조립되며, 상기 와셔 후방에는 제1씰가이드가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 제1씰가이드 후방에는 제2씰가이드가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 제2씰가이드 후방에는 패킹이 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 어퍼요크가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 어퍼요크 후방에는 패킹이 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 코일이 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 코일 후방에는 패킹이 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 로우어요크가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 로우어요크 후방에는 패킹이 삽입되어 설치되며, 상기 패킹 후방에는 제3씰가이드가 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 제3씰가이드 후방에는 제4씰가이드가 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 제4씰가이드 후방에는 와셔가 삽입되어 설치되며,
상기 와셔와 이격되어 실린더(1) 단부에는 부시(11)가 설치되며, 또한 상기 제1씰가이드(4)와 실린더(1) 사이에는 펠트(13)가 설치되며, 상기 제2씰가이드(5)와 실린더(1) 사이에는 오일씰(14)이 설치되며, 상기 제3씰가이드(9)와 실린더(1) 사이에는 오일씰(14)이 설치되며, 상기 제4씰가이드(10)와 실린더(1) 사이에는 펠트(13)가 설치되며,
상기 부시(11)와 실린더(1) 사이에는 캡(15)이 설치되며,
그리고 상기 캡(15)과 엔드볼트(16) 사이 로드외주에는 스프링시트(18), 코일스프링(17), 스프링시트(18) 및 엔드볼트(16)가 삽입설치되는 것으로,
캡(15)의 하부에 스프링시트(18)가 결합되고, 상기 스프링시트(18) 하부에 코일스프링(17)의 상단이 지지되고, 상기 코일스프링(17)의 하단은 스프링시트(18)에 지지되며, 상기 스프링시트(18) 하부는 엔드볼트(16)에 결합되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 엠알유체댐퍼.
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자기장의 세기를 변화시켜 댐핑력을 조정하는 엠알유체댐퍼에 있어서, 상기 엠알유체댐퍼의 실린더(1) 내에 로드(12)가 설치되되, 상기 실린더(1)와 로드(12)의 축반경 방향 사이에는 전기에 의해 온오프 되는 코일(8)이 설치되며, 상기 코일(8)에 의해 자성을 띄게 되는 엠알유체가 상기 코일(8)과 실린더(1)의 축반경 방향 사이에 내장되되,
상기 엠알유체를 밀봉하기 위해 로드전방에 너트가 체결되고, 상기 너트 후방에는 와셔가 로드에 조립되며, 상기 와셔 후방에는 제1씰가이드가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 제1씰가이드 후방에는 제2씰가이드가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 제2씰가이드 후방에는 패킹이 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 어퍼요크가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 어퍼요크 후방에는 패킹이 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 코일이 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 코일 후방에는 패킹이 삽입되어 결합되며, 상기 패킹 후방에는 로우어요크가 로드에 삽입되어 결합되며, 상기 로우어요크 후방에는 패킹이 삽입되어 설치되며, 상기 패킹 후방에는 제3씰가이드가 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 제3씰가이드 후방에는 제4씰가이드가 로드에 삽입되어 설치되며, 상기 제4씰가이드 후방에는 와셔가 삽입되어 설치되며,
상기 와셔와 이격되어 실린더(1) 단부에는 부시(11)가 설치되며, 또한 상기 제2씰가이드(5)와 실린더(1) 사이에는 웨이브씰(19), 와셔(3), 오일씰(14)이 설치되되, 상기 웨이브씰이 전방에 설치되고, 상기 웨이브씰에 밀접하게 와셔가 설치되며, 상기 와셔 후방에 오일씰이 설치되며,
그리고 상기 제3씰가이드(9)와 실린더(1) 사이에도 오일씰(14), 와셔(3), 웨이브씰(19)이 설치되되, 오일씰이 전방에 설치되고, 상기 오일씰에 밀접하게 와셔가 설치되며, 상기 와셔 후방에 웨이브씰이 설치되며,
상기 부시(11)와 실린더(1)사이에는 캡(15)이 설치되며,
그리고 상기 캡(15)과 엔드볼트(16) 사이 로드외주에는 스프링시트(18), 코일스프링(17), 스프링시트(18) 및 엔드볼트(16)가 삽입설치되는 것으로,
캡(15)의 하부에 스프링시트(18)가 결합되고, 상기 스프링시트(18) 하부에 코일스프링(17)의 상단이 지지되고, 상기 코일스프링(17)의 하단은 스프링시트(18)에 지지되며, 상기 스프링시트(18) 하부는 엔드볼트(16)에 결합되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 엠알유체댐퍼.
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