KR101222645B1 - 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치 및 이를 구비한 지능형 유체 댐퍼 - Google Patents

지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치 및 이를 구비한 지능형 유체 댐퍼 Download PDF

Info

Publication number
KR101222645B1
KR101222645B1 KR1020110038897A KR20110038897A KR101222645B1 KR 101222645 B1 KR101222645 B1 KR 101222645B1 KR 1020110038897 A KR1020110038897 A KR 1020110038897A KR 20110038897 A KR20110038897 A KR 20110038897A KR 101222645 B1 KR101222645 B1 KR 101222645B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
intelligent fluid
cylinder
damper
intelligent
controller
Prior art date
Application number
KR1020110038897A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120121117A (ko
Inventor
이은준
Original Assignee
현대로템 주식회사
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 현대로템 주식회사 filed Critical 현대로템 주식회사
Priority to KR1020110038897A priority Critical patent/KR101222645B1/ko
Publication of KR20120121117A publication Critical patent/KR20120121117A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101222645B1 publication Critical patent/KR101222645B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/53—Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/04—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
    • F16F13/26—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions
    • F16F13/30—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions comprising means for varying fluid viscosity, e.g. of magnetic or electrorheological fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2230/00—Purpose; Design features
    • F16F2230/18—Control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/53—Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically
    • F16F9/535—Magnetorheological [MR] fluid dampers
    • F16F9/537—Magnetorheological [MR] fluid dampers specially adapted valves therefor

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 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치 및 이를 구비한 지능형 유체 댐퍼에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치는, 지능형 유체가 내부에 충진된 실린더, 진동이나 충격 에너지가 인가되고 상기 지능형 유체가 통과할 수 있도록 복수의 통과홀이 형성되며 상기 실린더 내부에 왕복 이송되게 설치되는 피스톤, 및 상기 지능형 유체의 점도가 변화하도록 자기장이나 전기장을 발생시켜 감쇠력을 조절하는 감쇠력조절기를 포함하는 지능형 유체 댐퍼에 구비되어 상기 지능형 유체를 교반하는 장치로서, 일단과 타단이 상기 실린더의 하단부와 상기 실린더의 상단부에 각각 연통되어 상기 지능형 유체가 통과 이송될 수 있게 구비된 하나 이상의 연결관; 상기 하나 이상의 연결관에 각각 설치되어 상기 연결관을 개방 또는 폐쇄하는 하나 이상의 밸브; 및 상기 하나 이상의 밸브를 개방 또는 폐쇄하여 상기 지능형 유체의 이송을 제어하는 제어기;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 지능형 유체 댐퍼가 장시간 작동하지 않아 실린더의 하부에 반응 입자가 침전됨으로써 댐퍼의 감쇠 특성에 의도하지 않은 히스테리시스가 나타나더라도 댐퍼의 동작에 따라 이를 해소할 수 있도록, 지능형 유체를 순환시켜 교반하는 연결관이 구비되어 반응 입자의 침전 현상을 빠르게 해소할 수 있게 구현됨으로써, 신속하게 지능형 유체 댐퍼의 감쇠 특성을 정상으로 회복시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제어기가 지능형 유체 댐퍼의 작동 중지 시간의 장단에 따라 이러한 교반 작용이 선택적으로 이루어지거나 교반 작용이 이루어지는 교반 시간을 밸브로 조절할 수 있게 구현되어 교반 작용이 필요한 경우에만 교반 작용이 이루어지게 하거나 필요한 시간 동안만 교반 작용이 이루어지게 함으로써 이처럼 댐퍼의 감쇠 특성을 회복시키는 교반 작용이 댐퍼의 동작에 미치는 영향은 최소화할 수 있다.

Description

지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치 및 이를 구비한 지능형 유체 댐퍼 {Particle agitating apparatus for smart fluid damper with the same}
본 발명은 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치 및 이를 구비한 지능형 유체 댐퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지능형 유체에 포함된 반응 입자의 침전 현상에 의해 발생하는 감쇠 특성의 히스테리시스를 댐퍼가 작동됨에 따라 빠르게 해소하여 댐퍼의 감쇠 특성을 신속하게 정상으로 회복시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이렇게 회복시키는 과정이 댐퍼의 동작에 미치는 영향은 최소화할 수 있는 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치 및 이를 구비한 지능형 유체 댐퍼에 관한 것이다.
일반적으로 댐퍼는 진동 에너지나 충격 에너지를 흡수하는 장치로서, 자동차, 철도차량 등의 다양한 기술분야에 적용되고 있다. 종래에 이러한 댐퍼는 용수철이나 고무와 같은 탄성체로 주로 구현되었는데, 이렇게 구현된 댐퍼의 경우 그 감쇠력이 일정하여 필요에 따라 감쇠력을 변경할 수 없는 한계가 있다.
한편, 최근 장치의 기계적 특성을 향상시키기 위해 필요에 따라 감쇠력을 변경할 수 있는 댐퍼에 대한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 차축을 통해 전달되는 진동 에너지나 충격 에너지를 흡수하도록 자동차에 구비되는 댐퍼의 경우, 탑승자에게 최적의 승차감을 제공하기 위해 자동차의 주행 환경 등에 따라 적절한 감쇠 특성을 갖도록 그 감쇠력이 실시간으로 변경 제어될 수 있게 구비하는 것이다.
이와 같이 감쇠력을 변경 제어할 수 있는 댐퍼로서 대표적인 것 중 하나가 지능형 유체 댐퍼이다. 이는 인가되는 자기장이나 전기장의 세기에 따라 점도가 변화하는 자기유변유체(Magneto-rheological fluid, MR fluid)나 전기유변유체(Electro-rheological flud, ER fluid)와 같은 지능형 유체를 이용하는 댐퍼이다.
도 1은 종래의 지능형 유체 댐퍼를 개략적으로 도시한 도면이다. 종래의 지능형 유체 댐퍼는 지능형 유체(SF)가 충진된 실린더(10), 복수의 통과홀(22)이 형성된 피스톤(20), 자기장이나 전기장을 발생시켜 지능형 유체(SF)의 점도를 변화시킴으로써 감쇠력을 조절하는 감쇠력조절기(30), 및 지능형 유체(SF)가 실린더(10) 내부로부터 유출되거나 실린더(10) 내부로 유입될 수 있게 보조피스톤(42)을 기준으로 지능형 유체(SF)와 질소 기체(NG)가 구분 수용되며 실린더(10)와 보조관(41)을 통해 연결된 보조실린더(40)로 이루어진다.
상기 피스톤(20)은 진동 에너지나 충격 에너지가 인가되는 로드(21)와 연결되어 실린더(10) 내부에 왕복 이송될 수 있게 설치되는데, 로드(21)를 통해 진동 에너지나 충격 에너지가 인가되면 이에 의해 피스톤(20)이 실린더(10) 내부에서 이송된다.
이때, 피스톤(20)이 실린더(10) 내부에서 이송되기 위해서는 피스톤(20)을 기준으로 실린더(10) 내부의 일측에 구분 수용된 지능형 유체(SF)가 복수의 통과홀(22)을 통해 타측으로 이동해야 한다.
여기서 상기 감쇠력조절기(30)가 자기장이나 전기장을 발생시켜 지능형 유체(SF)의 점도를 변화시키면 지능형 유체(SF)가 복수의 통과홀(22)을 통과할 때 발생하는 전단력의 크기가 변하면서 이에 의해 발생하는 감쇠력도 변경 제어된다.
한편, 상술한 지능형 유체(SF)는 소정의 점성을 갖는 액체에 자기장이나 전기장에 반응하여 서로 간의 결합도가 변경되는 반응 입자를 안정 분산시킨 다음, 반응 입자의 침전, 응집이 최소화될 수 있게 계면활성제 등을 첨가한 액체이다.
그러나 이렇게 만들어지는 지능형 유체(SF)도 중력 등에 장시간 방치되면 반응 입자가 침전되는 현상이 발생하는데, 지능형 유체 댐퍼에 있어서 이렇게 반응 입자가 침전되어 실린더(10) 내부의 지능형 유체(SF)가 그 상측과 하측 간에 반응 입자의 밀도 차이가 생기면, 지능형 유체(SF)의 상측과 하측이 감쇠력조절기(30)가 발생하는 자기장이나 전기장에 반응하는 정도가 달라져 댐퍼의 감쇠 특성을 원하는 대로 제어할 수 없게 된다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤(20)이 로드(21)를 통해 우측으로 이송되는 힘을 받으면 지능형 유체(SF)가 복수의 통과홀(22)을 통해 피스톤(20)의 우측에서 좌측으로 이송되어야 하고, 도 3에 도시된 바와 같이, 피스톤(20)이 좌측으로 이송되는 힘을 받으면 지능형 유체(SF)가 피스톤(20)의 좌측에서 우측으로 이송되어야 하는데, 반응 입자(RP)가 침전된 경우 동일한 자기장이나 전기장에 대해 실린더(10)의 상측보다 하측의 지능형 유체(SF)가 더 점도가 높아지므로 복수의 통과홀(22)마다 지능형 유체(SF)의 통과 유량이 달라져 정확한 감쇠 특성 제어가 불가능한 것이다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 댐퍼에 구비된 실린더 내부의 반응 입자의 침전 현상을 댐퍼가 작동됨에 따라 빠르게 해소할 수 있도록 지능형 유체를 신속하게 교반할 수 있고, 최소한의 필요 시간 동안만 지능형 유체의 교반이 이루어지도록 간편하게 제어할 수 있는 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치 및 이를 구비한 지능형 유체 댐퍼를 제공하고자 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치는, 지능형 유체가 내부에 충진된 실린더, 진동이나 충격 에너지가 인가되고 상기 지능형 유체가 통과할 수 있도록 복수의 통과홀이 형성되며 상기 실린더 내부에 왕복 이송되게 설치되는 피스톤, 및 상기 지능형 유체의 점도가 변화하도록 자기장이나 전기장을 발생시켜 감쇠력을 조절하는 감쇠력조절기를 포함하는 지능형 유체 댐퍼에 구비되어 상기 지능형 유체를 교반하는 장치로서, 일단과 타단이 상기 실린더의 하단부와 상기 실린더의 상단부에 각각 연통되어 상기 지능형 유체가 통과 이송될 수 있게 구비된 하나 이상의 연결관; 상기 하나 이상의 연결관에 각각 설치되어 상기 연결관을 개방 또는 폐쇄하는 하나 이상의 밸브; 및 상기 하나 이상의 밸브를 개방 또는 폐쇄하여 상기 지능형 유체의 이송을 제어하는 제어기;를 포함한다.
상기 하나 이상의 연결관은, 일단과 타단이 상기 실린더의 하단부 일측과 상기 실린더의 상단부 타측에 각각 연통되게 설치된 하나 이상의 제1연결관; 및 일단과 타단이 상기 실린더의 하단부 타측과 상기 실린더의 상단부 일측에 각각 연통되게 설치된 하나 이상의 제2연결관;을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치는, 상기 지능형 유체 댐퍼의 작동을 감지하는 작동감지기;를 더 포함하되, 상기 제어기는, 상기 작동감지기의 감지 결과를 확인하여 상기 지능형 유체 댐퍼의 작동 중지 시간이 소정의 기준 시간 이상인 경우, 상기 지능형 유체 댐퍼의 작동이 다시 시작되는 시점으로부터 소정의 교반 시간 동안 상기 하나 이상의 밸브를 개방하도록 구비될 수 있다.
상기 제어기는, 소정의 관계식에 따라 상기 지능형 유체 댐퍼의 작동 중지 시간에 비례하도록 상기 교반 시간을 결정하고, 상기 교반 시간 동안 상기 하나 이상의 밸브를 개방하도록 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 지능형 유체 댐퍼는, 지능형 유체가 내부에 충진된 실린더; 진동이나 충격 에너지가 인가되고 상기 지능형 유체가 통과할 수 있도록 복수의 통과홀이 형성되며 상기 실린더 내부에 왕복 이송되게 설치되는 피스톤; 상기 지능형 유체의 점도가 변화하도록 자기장이나 전기장을 발생시켜 감쇠력을 조절하는 감쇠력조절기; 상기 실린더에 보조관을 통해 연결되어 상기 실린더 내부의 체적 변화에 따라 상기 지능형 유체의 일부가 유출 및 유입되는 보조실린더; 및 일단과 타단이 상기 실린더의 하단부와 상기 실린더의 상단부에 각각 연통되어 상기 지능형 유체가 통과 이송될 수 있게 구비된 하나 이상의 연결관, 상기 하나 이상의 연결관에 각각 설치되어 상기 연결관을 개방 또는 폐쇄하는 하나 이상의 밸브, 및 상기 하나 이상의 밸브를 개방 또는 폐쇄하여 상기 지능형 유체의 이송을 제어하는 제어기를 포함하여 이루어지는 입자 교반장치;를 포함한다.
상기 입자 교반장치에 구비되는 상기 하나 이상의 연결관은, 일단과 타단이 상기 실린더의 하단부 일측과 상기 실린더의 상단부 타측에 각각 연통되게 설치된 하나 이상의 제1연결관; 및 일단과 타단이 상기 실린더의 하단부 타측과 상기 실린더의 상단부 일측에 각각 연통되게 설치된 하나 이상의 제2연결관;을 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치 및 이를 구비한 지능형 유체 댐퍼에 의하면, 필요에 따라 지능형 유체를 순환시켜 교반하는 연결관과 제어기가 구비됨으로써, 지능형 유체 댐퍼가 장시간 작동하지 않아 실린더의 하부에 지능형 유체의 반응 입자가 침전되더라도 댐퍼가 작동을 시작하면 이러한 연결관과 제어기를 통해 지능형 유체를 신속하게 순환시켜 교반할 수 있으므로, 반응 입자의 침전에 의해 댐퍼의 감쇠 특성에 의도하지 않은 히스테리시스가 나타나는 현상을 효과적으로 해소할 수 있으므로 지능형 유체 대퍼의 감쇠 특성을 신속하게 정상으로 회복시킬 수 있다.
그리고 이 같은 연결관은 상기 실린더의 하단부 일측과 상기 실린더의 상단부 타측, 및 상기 실린더의 하단부 타측과 상기 실린더의 상단부 일측에 각각 연통되게 설치된 하나 이상의 제1ㆍ제2연결관을 포함하여 이루어짐으로써, 지능형 유체가 순환함에 따른 교반 효과를 극대화시킬 수 있다.
이에 따라, 지능형 유체의 교반 시간에 따른 반응 입자의 침전 현상의 해소 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 지능형 유체 댐퍼의 작동을 감지하는 작동감지기가 구비되고, 제어기가 지능형 유체 댐퍼의 작동 중지 시간의 장단에 따라 이러한 교반 작용이 선택적으로 이루어지거나 교반 작용이 이루어지는 교반 시간을 밸브로 조절할 수 있게 구현되어, 필요한 경우에만 교반 작용이 이루어지게 하거나 반응 입자의 침전 현상을 해소할 수 있는 최소한의 교반 시간 동안만 교반 작용이 이루어지게 함으로써, 이처럼 댐퍼의 감쇠 특성을 회복시키는 교반 작용이 댐퍼의 동작에 미치는 영향은 최소화할 수 있다.
도 1은 종래의 지능형 유체 댐퍼를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 종래의 지능형 유체 댐퍼에 있어서, 진동 또는 충격 에너지가 피스톤에 일방향으로 인가된 경우 지능형 유체의 유동을 도시한 도면,
도 3은 종래의 지능형 유체 댐퍼에 있어서, 진동 또는 충격 에너지가 피스톤에 타방향으로 인가된 경우 지능형 유체의 유동을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 유체 댐퍼를 개략적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 유체 댐퍼에 있어서, 진동 또는 충격 에너지가 피스톤에 일방향으로 인가된 경우 지능형 유체의 유동을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 유체 댐퍼에 있어서, 진동 또는 충격 에너지가 피스톤에 타방향으로 인가된 경우 지능형 유체의 유동을 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, '당업자'라 한다)가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치(500, 이하 줄여서 '입자 교반장치'라 한다)가 구비된 지능형 유체 댐퍼의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 유체 댐퍼는 실린더(100), 피스톤(200), 감쇠력조절기(300), 보조실린더(400) 및 입자 교반장치(500)를 포함하여 이루어진다.
상기 실린더(100)는 지능형 유체(SF)가 내부에 충진되고 그 내부에 피스톤(200)이 왕복 이송될 수 있게 구비된다. 다시 말해, 상기 실린더(100)의 내부는 피스톤(200)에 의해 일측과 타측으로 공간이 분리되고, 이 분리된 공간에 각각 지능형 유체(SF)가 충진된다.
상기 피스톤(200)은 그 외측면이 실린더(100)의 내주면에 밀착되도록 실린더(100)의 내부에 왕복 이송될 수 있게 설치되고, 진동 에너지나 충격 에너지가 인가되는 로드(210)와 연결된다. 이에 따라, 상기 피스톤(200)은 로드(210)를 통해 전달되는 힘에 의해 실린더(100) 내부에서 왕복 이송되며, 이 피스톤(200)에 의해 분리되는 실린더(100) 내부의 일측과 타측 공간을 연통시키는 복수의 통과홀(220)이 구비된다.
즉, 복수의 통과홀(220)을 통해 지능형 유체(SF)가 실린더(100) 내부의 일측에서 타측으로 이동함으로써, 피스톤(200)이 실린더(100) 내부에서 타측으로 이송될 수 있는 것이다.
상기 감쇠력조절기(300)는 피스톤(200)의 내부에 설치되며, 자기장을 발생시키는 전자석 등으로 구비되며, 자기장이나 전기장을 발생시켜 지능형 유체(SF)의 점도를 변화시킴으로써 댐퍼의 감쇠력을 조절한다.
즉, 상기 감쇠력조절기(300)는 지능형 유체(SF)가 자기장에 따라 반응하는 반응 입자(RP)를 포함한 자기유변유체인 경우에는 자기장을 발생시키는 구성요소로 구비되고, 지능형 유체(SF)가 전기장에 따라 반응하는 반응 입자(RP)를 포함한 전기유변유체인 경우에는 전기장을 발생시키는 구성요소로 구비된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 감쇠력조절기(300)는 피스톤(200)의 내부 설치되었으나, 그 설치 위치가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 감쇠력조절기(300)는 실린더(100)의 외주부에 설치될 수도 있다.
한편, 상기 피스톤(200)이 왕복 이송됨에 따라 실린더(100)의 내부로 인입되는 로드(210)의 길이 및 체적이 달라지는데, 실린더(100) 내부의 체적은 일정하므로 실린더(100) 내부로 인입되는 로드(210)의 체적에 따라 실린더(100) 내부에 충진된 지능형 유체(SF)의 양이 변경되어야 한다.
상기 보조실린더(400)는 이처럼 실린더(100) 내부에 충진된 지능형 유체(SF)의 양이 변경될 수 있도록, 지능형 유체(SF)가 보조관(410)을 통해 실린더(100) 내부로부터 유출되거나 실린더(100) 내부로 유입될 수 있게 보조피스톤(420)을 기준으로 지능형 유체(SF)와 질소 기체(NG)가 구분 수용되게 구비된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 피스톤(200)은 로드(210)를 통해 진동 에너지나 충격 에너지가 인가되게 구비됨으로써, 실린더(100) 내부로 인입되는 로드(210)의 체적 변화로 인해 보조실린더(400)가 구비되었으나, 본 발명에 따른 지능형 유체 댐퍼는 회전식 댐퍼와 같은 형태로 구현되어 실린더(100) 내부로 인입되는 구성요소가 구비되지 않을 수도 있으며, 이 경우 보조실린더(400)의 구성요소도 구비되지 않을 수 있다.
상기 입자 교반장치(500)는 댐퍼가 장시간 작동하지 않아 지능형 유체(SF)에 포함된 반응 입자(RP)가 침전된 경우, 댐퍼가 다시 작동을 시작하면 지능형 유체(SF)를 효과적으로 교반시켜 이러한 침전 현상을 신속하게 해소하는 역할을 한다.
이를 위해, 상기 입자 교반장치(500)는 연결관(510), 밸브(520), 작동감지기(미도시) 및 제어기(530)를 포함하여 이루어진다.
상기 연결관(510)은 그 일단과 타단이 실린더(100)의 하단부와 상단부에 각각 연통되어 진동에너지나 충격에너지가 피스톤(200)에 전달됨에 따라 형성되는 압력으로써 지능형 유체(SF)가 통과 이송될 수 있게 구비된다.
이렇게 지능형 유체(SF)를 이송 순환시키는 연결관(510)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1연결관(511)과 제2연결관(512)으로 이루어질 수 있다.
상기 제1연결관(511)은 그 일단과 타단이 실린더(100)의 하단부 일측과 상단부 타측에 각각 연통되게 설치되고, 상기 제2연결관(512)은 그 일단과 타단이 실린더(100)의 하단부 타측과 상단부 일측에 각각 연통되게 설치된다.
이렇게 제1연결관(511)과 제2연결관(512)이 실린더(100)를 중심으로 서로 대칭적으로 교차되게 지능형 유체(SF)를 이송 순환시킴으로써, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 지능형 유체(SF)를 실린더(100) 내부의 하측과 상측 방향으로 교반할 뿐만 아니라, 피스톤(100)에 의해 구분된 실린더(100) 내부의 일측과 타측 방향으로도 서로 순환시킬 수 있으므로 그 교반 효율을 극대화시킬 수 있다.
상기 밸브(520)는 지능형 유체(SF)의 교반이 필요한 경우 연결관(510)을 선택적으로 개방하고 교반이 완료되면 폐쇄하도록 연결관(510)에 설치된다. 상기 밸브(520)는 상술한 바와 같이 연결관(510)이 제1연결관(511)과 제2연결관(512)으로 이루어지는 경우, 제1연결관(511)과 제2연결관(512)에 각각 설치되는 제1밸브(521)와 제2밸브(522)로 이루어질 수 있다.
상기 작동감지기는 댐퍼의 작동을 감지하여 그 감지신호를 제어기(530)에 전송한다. 상기 제어기(530)는 이러한 작동감지기의 감지신호를 통해 댐퍼의 작동 중지 시간이나 댐퍼 작동 이후 경과한 시간 등을 확인할 수 있다.
상기 제어기(530)는 제1밸브(521)와 제2밸브(522)를 선택적으로 개방 또는 폐쇄함으로써 제연결관(511)과 제2연결관(512)을 통한 지능형 유체(SF)의 이송, 즉 이에 따른 지능형 유체(SF)의 교반을 제어한다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 제어기(530)는 작동감지기의 감지신호를 수신하여 그 감지 결과를 확인함으로써 댐퍼의 작동 중지 시간이 소정의 기준 시간 이상인 경우, 댐퍼의 작동이 다시 시작되는 시점부터 소정의 교반 시간 동안 제1밸브(521)와 제2밸브(522)를 개방한다.
이때, 상기 제어기(530)는 소정의 관계식에 따라 댐퍼의 작동 중지 시간에 비례하도록 교반 시간을 결정하고, 이 교반 시간 동안 제1밸브(521)와 제2밸브(522)를 개방하여 지능형 유체(SF)의 교반이 이루어지게 하도록 구비될 수 있다.
여기서, 상기 제어기(530)가 교반 시간을 결정함에 있어서 댐퍼의 작동 중지 시간에 비례하게 결정한다는 것은 반드시 선형 비례의 경우만 해당하는 것은 아니며, 상기 제어기(530)는 교반 시간이 소정의 최대 시간을 넘지 않게 결정하도록 구현될 수도 있다.
이와 같이, 상기 제어기(530)가 댐퍼의 작동 중지 시간에 비례하는 교반 시간 동안 지능형 유체(SF)의 교반이 이루어지게 제어하면, 작동 중지 시간이 길어 반응 입자(RP)가 심하게 침전된 경우에는 이에 맞추어 충분히 지능형 유체(SF)의 교반이 이루어지고, 반면 작동 중지 시간이 짧은 반응 입자(RP)의 침전 현상이 심하지 않은 경우에는 이에 맞추어 불필요하게 길게 지능형 유체(SF)의 교반이 이루어지지 않게 할 수 있다.
이에 따라, 반응 입자(RP)의 침전 현상을 해소할 수 있는 최소한의 시간 동안만 교반 작용이 이루어지게 되므로, 댐퍼의 감쇠 특성을 회복시키는 지능형 유체(SF)에 대한 교반 작용을 구현하기 위해, 지능형 유체(SF)가 피스톤(200)의 통과홀(220)이 아닌 연결관(510)을 통해 이송됨에 따른 교반 작용이 댐퍼의 동작에 미치는 영향은 최소화할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제어기(530)는 댐퍼의 작동 중지 시간에 비례하는 교반 시간 동안 지능형 유체(SF)의 교반이 이루어지게 제어하도록 구현되었으나, 그 구현 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 제어기(530)는 소정의 시간 이상 작동 중지된 경우, 댐퍼가 다시 작동을 시작하면 단순하게 기설정된 일정 교반 시간 동안 지능형 유체(SF)의 교반이 이루어지게 밸브(520)를 개방하도록 구현될 수도 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 유체 댐퍼의 동작 및 사용 상태를 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 댐퍼가 장시간 동안 작동하지 않아 반응 입자(RP)가 침전된 상태에서 피스톤(200)이 우측으로 힘을 받아 댐퍼가 다시 작동되면, 제어기(530)는 댐퍼의 작동 중지 시간이 소정의 기준 시간 이상인 경우, 제1밸브(521)와 제2밸브(522)를 개방한다.
그러면, 피스톤(200)의 이송에 따라 형성되는 압력에 의해, 실린더(100) 내부 우측의 지능형 유체(SF)의 일부는 복수의 통과홀(220)을 통해 실린더(100)의 좌측으로 이동하고, 제1ㆍ제2밸브(521, 522)가 개방됨에 따라 실린더(100)의 우측 하단의 지능형 유체(SF)는 제1연결관(511)을 따라 실린더(100)의 좌측 상단으로 이송되고, 실린더(100)의 우측 상단의 지능형 유체(SF)는 제2연결관(512)을 따라 실린더(100)의 좌측 하단으로 이송 순환된다.
이때, 피스톤(200)에 연결된 로드(210)가 인가된 힘에 의해 실린더(100)의 내부로부터 인출됨에 따라 실린더(100) 내부에서 지능형 유체(SF)가 차지하는 체적은 점차 증가되므로, 보조실린더(400)의 지능형 유체(SF)는 보조관(410)을 따라 실린더(100) 내부로 유입된다.
이와 같이, 실린더(100) 내부의 지능형 유체(SF)가 활발하게 교반되면 반응 입자(RP)의 침전 현상은 신속하게 해소될 수 있다.
이후, 상기 제어기(530)는 소정의 관계식에 따라 결정된 교반 시간 동안 교반이 이루어지면, 제1밸브(521)와 제2밸브(522)를 폐쇄함으로써 교반 작용을 종료하여, 댐퍼가 안정적인 감쇠 성능을 발휘할 수 있도록 한다.
이와 비교하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 댐퍼가 장시간 동안 작동하지 않아 반응 입자(RP)가 침전된 상태에서 피스톤(200)이 좌측으로 힘을 받아 댐퍼가 다시 작동되면, 제어기(530)는 댐퍼의 작동 중지 시간이 소정의 기준 시간 이상인 경우, 제1밸브(521)와 제2밸브(522)를 개방한다.
그러면, 피스톤(200)의 이송에 따라 형성되는 압력에 의해, 실린더(100) 내부 좌측의 지능형 유체(SF)의 일부는 복수의 통과홀(220)을 통해 실린더(100)의 우측으로 이동하고, 제1ㆍ제2밸브(521, 522)가 개방됨에 따라 실린더(100)의 좌측 하단의 지능형 유체(SF)는 제1연결관(511)을 따라 실린더(100)의 우측 상단으로 이송되고, 실린더(100)의 좌측 상단의 지능형 유체(SF)는 제2연결관(512)을 따라 실린더(100)의 우측 하단으로 이송 순환된다.
이때, 피스톤(200)에 연결된 로드(210)가 인가된 힘에 의해 실린더(100)의 내부로 인입됨에 따라 실린더(100) 내부에서 지능형 유체(SF)가 차지하는 체적은 점차 감소되므로, 실린더(100) 내부의 지능형 유체(SF)는 보조관(410)을 따라 보조실린더(400)로 유출된다.
이러한 지능형 유체(SF)의 활발한 교반으로 인해, 반응 입자(RP)의 침전 현상은 신속하게 해소될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치(500) 및 이를 구비한 지능형 유체 댐퍼에 의하면, 지능형 유체 댐퍼가 장시간 작동하지 않아 실린더(100)의 하부에 반응 입자(RP)가 침전됨으로써 감쇠력에 의도하지 않은 히스테리시스가 나타나는 것을 방지할 수 있도록, 지능형 유체(SF)를 순환시켜 교반하는 연결관(510)이 구비되어 반응 입자(RP)의 침전 현상을 빠르게 해소할 수 있게 구현됨으로써, 신속하게 지능형 유체 댐퍼의 감쇠 특성을 정상적으로 회복시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제어기(530)가 지능형 유체 댐퍼의 작동 중지 시간의 장단에 따라 이러한 교반 작용이 선택적으로 이루어지거나 교반 작용이 이루어지는 교반 시간을 밸브(520)로 조절할 수 있게 구현되어 교반 작용이 필요한 경우에만 교반 작용이 이루어지게 하거나 필요한 시간 동안만 교반 작용이 이루어지게 함으로써 이처럼 댐퍼의 감쇠 특성을 회복시키는 교반 작용이 댐퍼의 동작에 미치는 영향은 최소화할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊
100 : 실린더 200 : 피스톤
210 : 로드 220 : 통과홀
300 : 감쇠력조절기 400 : 보조실린더
410 : 보조관 420 : 보조피스톤
500 : 입자 교반장치 510 : 연결관
511 : 제1연결관 512 : 제2연결관
520 : 밸브 521 : 제1밸브
522 : 제2밸브 530 : 제어기
SF : 지능형 유체 RP : 반응 입자
NG : 질소 기체

Claims (6)

  1. 지능형 유체가 내부에 충진된 실린더(100), 진동이나 충격 에너지가 인가되고 상기 지능형 유체가 통과할 수 있도록 복수의 통과홀이 형성되며 상기 실린더(100) 내부에 왕복 이송되게 설치되는 피스톤(200), 및 상기 지능형 유체의 점도가 변화하도록 자기장이나 전기장을 발생시켜 감쇠력을 조절하는 감쇠력조절기(300)를 포함하는 지능형 유체 댐퍼에 구비되어 상기 지능형 유체를 교반하는 장치로서,
    일단과 타단이 상기 실린더(100)의 하단부와 상기 실린더(100)의 상단부에 각각 연통되어 상기 지능형 유체가 통과 이송될 수 있게 구비된 하나 이상의 연결관(510);
    상기 하나 이상의 연결관에 각각 설치되어 상기 연결관을 개방 또는 폐쇄하는 하나 이상의 밸브(520); 및
    상기 하나 이상의 밸브를 개방 또는 폐쇄하여 상기 지능형 유체의 이송을 제어하는 제어기(530);
    를 포함하는 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 연결관(510)은,
    일단과 타단이 상기 실린더(100)의 하단부 일측과 상기 실린더(100)의 상단부 타측에 각각 연통되게 설치된 하나 이상의 제1연결관(511); 및
    일단과 타단이 상기 실린더(100)의 하단부 타측과 상기 실린더(100)의 상단부 일측에 각각 연통되게 설치된 하나 이상의 제2연결관(512);
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지능형 유체 댐퍼의 작동을 감지하는 작동감지기;를 더 포함하되,
    상기 제어기(530)는, 상기 작동감지기의 감지 결과를 확인하여 상기 지능형 유체 댐퍼의 작동 중지 시간이 소정의 기준 시간 이상인 경우, 상기 지능형 유체 댐퍼의 작동이 다시 시작되는 시점으로부터 소정의 교반 시간 동안 상기 하나 이상의 밸브(520)를 개방하도록 구비된 것을 특징으로 하는 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기(530)는,
    상기 지능형 유체 댐퍼의 작동 중지 시간에 비례하도록 상기 교반 시간을 결정하고, 상기 교반 시간 동안 상기 하나 이상의 밸브(520)를 개방하도록 구비된 것을 특징으로 하는 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치.
  5. 지능형 유체가 내부에 충진된 실린더(100);
    진동이나 충격 에너지가 인가되고 상기 지능형 유체가 통과할 수 있도록 복수의 통과홀이 형성되며 상기 실린더 내부에 왕복 이송되게 설치되는 피스톤(200);
    상기 지능형 유체의 점도가 변화하도록 자기장이나 전기장을 발생시켜 감쇠력을 조절하는 감쇠력조절기(300);
    상기 실린더(100)에 보조관(410)을 통해 연결되어 상기 실린더(100) 내부의 체적 변화에 따라 상기 지능형 유체의 일부가 유출 및 유입되는 보조실린더(400); 및
    일단과 타단이 상기 실린더(100)의 하단부와 상기 실린더(100)의 상단부에 각각 연통되어 상기 지능형 유체가 통과 이송될 수 있게 구비된 하나 이상의 연결관(510), 상기 하나 이상의 연결관(510)에 각각 설치되어 상기 연결관(510)을 개방 또는 폐쇄하는 하나 이상의 밸브(520), 및 상기 하나 이상의 밸브(520)를 개방 또는 폐쇄하여 상기 지능형 유체의 이송을 제어하는 제어기(530)를 포함하여 이루어지는 입자 교반장치;
    를 포함하는 지능형 유체 댐퍼.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 입자 교반장치에 구비되는 상기 하나 이상의 연결관(500)은,
    일단과 타단이 상기 실린더(100)의 하단부 일측과 상기 실린더(100)의 상단부 타측에 각각 연통되게 설치된 하나 이상의 제1연결관(511); 및
    일단과 타단이 상기 실린더(100)의 하단부 타측과 상기 실린더(100)의 상단부 일측에 각각 연통되게 설치된 하나 이상의 제2연결관(512);
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지능형 유체 댐퍼.
KR1020110038897A 2011-04-26 2011-04-26 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치 및 이를 구비한 지능형 유체 댐퍼 KR101222645B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110038897A KR101222645B1 (ko) 2011-04-26 2011-04-26 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치 및 이를 구비한 지능형 유체 댐퍼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110038897A KR101222645B1 (ko) 2011-04-26 2011-04-26 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치 및 이를 구비한 지능형 유체 댐퍼

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120121117A KR20120121117A (ko) 2012-11-05
KR101222645B1 true KR101222645B1 (ko) 2013-01-21

Family

ID=47507625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110038897A KR101222645B1 (ko) 2011-04-26 2011-04-26 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치 및 이를 구비한 지능형 유체 댐퍼

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101222645B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104895992B (zh) * 2015-04-28 2017-01-04 江苏大学 一种基于压电陶瓷的馈能减震器系统
CN112984031B (zh) * 2021-03-03 2022-04-19 重庆大学 基于旋转磁场的磁流变液阻尼器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005069396A (ja) 2003-08-26 2005-03-17 Nishimatsu Constr Co Ltd 磁気粘性流体ダンパー
JP2006077788A (ja) 2004-09-07 2006-03-23 Honda Motor Co Ltd 可変減衰力ダンパー
KR100696952B1 (ko) 2005-05-24 2007-03-20 부경대학교 산학협력단 자기유동성 유체를 이용한 비대칭 감쇠성능 제어식 댐퍼
JP2008282929A (ja) 2007-05-09 2008-11-20 Seiko Epson Corp 磁性流体およびダンパー

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005069396A (ja) 2003-08-26 2005-03-17 Nishimatsu Constr Co Ltd 磁気粘性流体ダンパー
JP2006077788A (ja) 2004-09-07 2006-03-23 Honda Motor Co Ltd 可変減衰力ダンパー
KR100696952B1 (ko) 2005-05-24 2007-03-20 부경대학교 산학협력단 자기유동성 유체를 이용한 비대칭 감쇠성능 제어식 댐퍼
JP2008282929A (ja) 2007-05-09 2008-11-20 Seiko Epson Corp 磁性流体およびダンパー

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120121117A (ko) 2012-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kumar et al. A review of challenges and solutions in the preparation and use of magnetorheological fluids
Wu et al. A semi-active control policy to reduce the occurrence and severity of end-stop impacts in a suspension seat with an electrorheological fluid damper
US5492312A (en) Multi-degree of freedom magnetorheological devices and system for using same
CN105593039B (zh) 具有带调节阀的力控制减震器的车辆
CN100364792C (zh) 车辆半主动悬挂用阻尼主动可调的液压减振器
US9625000B2 (en) Spring-damper system for use in bearings or as a damper
CN108081890B (zh) 车辆的悬架装置
CN111971485B (zh) 具有内部液压止动件的阻尼器
US10605323B2 (en) Elastomer bearing
KR101222645B1 (ko) 지능형 유체 댐퍼용 입자 교반장치 및 이를 구비한 지능형 유체 댐퍼
CN108386476B (zh) 一种汽车磁流变减震器
JPS61253208A (ja) 車両用のショック・アブソーバの減衰強度を制御するための装置
US20160001685A1 (en) Suspension system for vehicles and method for fitting vehicle parts with suspension
CN108839529A (zh) 一种主动式可变容积空气悬架及其控制方法
CN104061265A (zh) 防振装置
Aydar et al. A low force magneto-rheological (MR) fluid damper: design, fabrication and characterization
RU2386063C1 (ru) Система демпфирования вертикальных колебаний кузова железнодорожного пассажирского вагона
JP2007153173A (ja) ハイドロニューマチックサスペンション
CN111712390A (zh) 主动阻尼器系统致动器布置
JP2006125529A (ja) 防振支持装置
KR102311171B1 (ko) 차량용 엠알 댐퍼
KR102302543B1 (ko) 유압식 댐퍼용 밸브
JP2020142553A (ja) 車両用サスペンション装置
KR20090107355A (ko) 차량의 현가 시스템
RU124753U1 (ru) Система демпфирования подвижного состава

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151224

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161228

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171227

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181227

Year of fee payment: 7