KR101272753B1 - 감쇠력 가변 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 MR유체를 이용한 감쇠력 가변 장치에 관한 것으로서, 차체측과 차륜측 사이에 MR유체를 이용하는 클러치를 장착하고, 자기장의 세기를 통해 MR유체의 점성을 조절하여 클러치의 토크 전달력을 조절하며, 이를 통해 쇽업소버의 감쇠력을 가변시키도록 한 감쇠력 가변 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 감쇠력 가변 장치는 차체측과 연결되는 크로스 멤버와, 상기 크로스 멤버에 설치되며 차륜측을 지지하는 로어 아암과, 상기 크로스 멤버에 설치되며, 자기장에 따라 점성이 가변되는 MR유체를 갖는 클러치와, 상기 로어 아암과 상기 클러치 사이를 연결하며, 상기 로어 아암의 왕복운동을 회전운동으로 변환하여 상기 클러치로 전달하는 운동전환부를 포함한다.

쇽업소버, 감쇠력, 가변장치, MR유체, 자기장, 실린더, 로터, 캠

Description

감쇠력 가변 장치 {DAMPING FORCE VARIABLE APPARATUS}

본 발명은 MR유체를 이용한 감쇠력 가변 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 댐퍼의 외부에 MR유체를 이용하는 클러치를 장착하고, MR유체의 점성을 조절하여 감쇠력을 가변시키는 감쇠력 가변 장치에 관한 것이다.

일반적으로 쇽업소버는 자동차 등의 이동수단에 설치되며 주행시 노면으로부터 전달되는 진동이나 충격 등을 흡수/완충하여 승차감을 향상시킨다.

쇽업소버는 실린더와, 실린더에 압축되거나 신장가능하게 설치된 피스톤 로드를 포함한다. 그리고, 실린더와 피스톤 로드는 각각 차체측 또는 차륜측에 설치된다.

이러한 쇽업소버는 감쇠력이 낮게 설정될 경우, 노면으로부터 전달되는 진동을 잘 흡수하여 승차감을 향상시킨다. 반면에 쇽업소버의 감쇠력이 높게 설정될 경우 차체의 자세 변화가 억제되어 조종 안정성을 향상시킬 수 있다. 이와 같이 쇽업소버의 감쇠력은 승차감 또는 조종 안정성과 관련되며, 차량의 주행 또는 사용 목적에 따라 감쇠력 특성을 다르게 설정한다.

그러나, 종래의 쇽업소버는 감쇠력을 가변할 수 없으며, 이에 따라 승차감과 조종 안정성을 동시에 만족시킬 수 없는 한계가 있다. 더불어, 종래의 일반적인 쇽업소버에 감쇠력을 가변하기 위한 가변장치를 별도로 설치한 쇽업소버가 개발되었으나, 가변장치를 설치할 수 있는 공간이 제한되어 설계에 많은 제한이 있다.

본 발명은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차체측과 차륜측 사이에 MR유체를 이용하는 클러치를 장착하고, 자기장의 세기를 통해 MR유체의 점성을 조절하여 클러치의 토크 전달력을 조절하며, 이를 통해 쇽업소버의 감쇠력을 가변시키도록 한 감쇠력 가변 장치를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 감쇠력 가변 장치는 차체측과 연결되는 크로스 멤버와, 상기 크로스 멤버에 설치되며 차륜측을 지지하는 로어 아암과, 상기 크로스 멤버에 설치되며, 자기장에 따라 점성이 가변되는 MR유체를 갖는 클러치와, 상기 로어 아암과 상기 클러치 사이를 연결하며, 상기 로어 아암의 왕복운동을 회전운동으로 변환하여 상기 클러치로 전달하는 운동전환부를 포함한다.

여기에서, 상기 클러치는 원판형의 실린더가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내에 회전 가능하게 설치된 로터와, 상기 하우징의 외둘레에 설치되어 전자제어유닛(ECU)에 의해 제어되며 자기장을 형성하는 코일부를 포함하며, 상기 MR유체는 상기 코일부에 의해 형성되는 자기장에 의해 점성이 가변되며 상기 로터의 회전력을 가변할 수 있다. 또한, 상기 운동전환부는 로어 아암에 설치된 브래킷과, 상기 브래킷에 회전 가능하게 설치된 제1캠과, 상기 클러치의 로터에 설치된 제2캠과, 상기 제1캠과 상기 제2캠을 연결하는 연장로드를 포함할 수 있다. 더불어, 본 발명은 차체측과 차륜측 사이에 설치되는 쇽업소버를 포함할 수 있다.

전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 감쇠력 가변 장치는 MR유체를 이용하는 클러치를 쇽업소버와 별개로 설치하여 감쇠력을 가변시킬 수 있으며, 이에 따라 쇽업소버의 설치시 공간에 제약이 발생하지 않으며, 이에 따라 쇽업소버의 설계 및 장착을 용이하게 할 수 있다. 또한, 본 발명은 쇽업소버와 일체로 형성되지 않으므로, 용접 등에 쇽업소버의 내부에 이물질이 생기는 것을 차단할 수 있으며, 쇽업소버의 내부 유로 등이 막히는 고장 등을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 감쇠력의 가변범위를 크게 형성할 수 있으며, 차량의 승차감을 더욱 향상시키거나 조종 안정성을 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 본 발명은 일반적인 쇽업소버를 활용할 수 있으며, 이로 인해 쇽업소버의 구성이 간단해지고 제품관리가 용이해져 제조비용을 줄이는 것도 가능하다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 감쇠력 가변 장치가 장착된 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 감쇠력 가변 장치를 도시한 단면도이다.

본 발명의 감쇠력 가변 장치(60)는, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 쇽업 소버(80)와 별도로 이루어지며, 쇽업소버(80)와 함께 차륜측(52)으로부터 전달되는 진동의 감쇠를 가변할 수 있다.

쇽업소버(80)는 차체측(50)과 차륜측(52) 사이에 설치되어 노면으로부터 전달되는 진동이하 충격을 흡수한다. 이때, 감쇠력 가변 장치(60)는 쇽업소버(80)의 감쇠력이 가변되도록 하여 승차감을 향상시키거나 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

쇽업소버(80)는 실린더(82)와, 이 실린더(82)에 일단이 왕복 이동하며 신축되도록 이루어진 피스톤 로드(84)를 갖는다. 실린더(82)에는 가스 또는 오일 등의 작동유체가 채워지고, 피스톤 로드(84)의 단부에 설치된 피스톤 밸브에 의해 내부의 작동유체의 유동을 제어하여 감쇠력을 발생시킨다. 그리고, 피스톤은 상부가 차체측(50)에 연결되고, 실린더(82)의 하단부는 차륜측(52)과 연결된다.

또한, 쇽업소버(80)에는 노면으로부터 전달되는 진동이나 충격을 흡수하기 위한 코일 스프링(86)이 설치된다.

이를 위해 실린더(82)의 하단에는 너클 브래킷(83)이 설치된다. 너클 브래킷(83)은 쇽업소버(80)의 하단을 고정하며 일단이 바퀴(54)에 연결된 조향 너클(55)과 결합된다.

이 조향 너클(55)은 하단부에 로어 아암(56)이 연결되고, 이 로어 아암(56)은 차량의 크로스 멤버(58)에 설치된다.

크로스 멤버(58)에는 MR유체(Magnetorheologic Fluid)(66)가 채워진 클러치(62)가 설치된다. 즉, 클러치(62)는 판형 실린더를 갖는 하우징(63)과, 이 하우 징(63)에 회전 가능하게 설치된 로터(64)를 갖고, 하우징(63)의 내부와 로터(64) 사이에는 MR유체(66)가 충진된다. 또한, 하우징(63)의 외둘레에는 코일부(68)가 권취되어 있으며, 이 코일부(68)에 전류가 공급됨에 따라 자기장을 형성시킨다. 그리고, MR유체(66)는 자기장에 영향을 받는 물질을 포함한 유체로 이루어지며, 자기장의 세기에 따라 MR유체(66)의 점성이 증가한다.

한편, 코일부(68)는 전자제어유닛(ECU : Electrical Control Unit)에 의해 전류의 공급이 제어되며, 이에 따라 자기장의 세기를 조절할 수 있다. 여기에서, 전자제어유닛은 휠속도 센서, 조향각 센서, 횡가속도 센서 등과 같은 각종 센서류로부터 차량의 운동상태를 파악하고, 차량의 운동상태에 따라 감쇠력을 가변하도록 코일부(68)의 작동을 제어한다.

또한, 감쇠력 가변 장치(60)에는 노면으로부터 상, 하방향으로 전달되는 진동을 회전운동으로 변환하기 위한 운동전환부(70)가 마련된다.

이 운동전환부(70)는 로어 아암(56)에 결합된 브래킷(72)에 회전가능하게 결합된 제1캠(74)을 포함한다. 제1캠(74)은 로어 아암(56)의 상하 방향 운동을 회전운동으로 변환한다. 그리고, 제1캠(74)에는 연장로드(76)의 일단이 설치되어 제1캠(74)의 회전운동을 다시 직선운동으로 변환한다. 한편, 로터(64)의 회전축에는 제2캠(78)이 설치되며, 제2캠(78)에는 연장로드(76)의 타단이 결합된다. 연장로드(76)는 제1캠(74)의 회전에 따라 왕복운동으로 변환되며, 이를 제2캠(78)으로 전달한다. 제2캠(78)은 연장로드(76)의 왕복운동을 다시 회전운동으로 전환하여 이를 로터(64)로 전달한다.

이와 같이 구성된 감쇠력 가변 장치(60)는, 클러치(62)의 코일부(68)로 전기가 공급됨에 따라 자기장이 발생되며, 이 자기장에 의해 MR유체(66)의 점성이 가변되며 로터(64)의 회전력을 가변시킨다.

즉, 코일부(68)로 공급되는 전기량이 증가하면 큰 자기장이 형성되면, MR유체(66)의 점성이 증가되어 로터(64)의 회전력을 감쇠시킨다. 반면에, 코일부(68)로 공급되는 전기량이 감소하면 자기장이 약해지며 MR유체(66)의 점성이 낮아지게 되고, 이에 따라 로터(64)의 회전력이 증가된다.

이와 같이 감쇠력 가변 장치(60)에 의한 감쇠력이 가변되면, 쇽업소버(80)와 함께 전체적인 감쇠력을 가변시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 감쇠력 가변 장치(60)를 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 감쇠력 가변 장치가 장착된 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 감쇠력 가변 장치를 도시한 단면도.

Claims (4)

1. 차체측(50)과 연결되는 크로스 멤버(58)와,

   상기 크로스 멤버(58)에 설치되며 차륜측(52)을 지지하는 로어 아암(56)과,

   상기 크로스 멤버(58)에 설치되며, 자기장에 따라 점성이 가변되는 MR유체를 갖는 클러치(62)와,

   상기 로어 아암(56)과 상기 클러치(62) 사이를 연결하며, 상기 로어 아암(56)의 왕복운동을 회전운동으로 변환하여 상기 클러치(62)로 전달하는 운동전환부(70)를 포함하되,

   상기 클러치(62)는 원판형의 실린더(82)가 형성된 하우징(63)과,

   상기 하우징(63) 내에 회전 가능하게 설치된 로터(64)와,

   상기 하우징(63)의 외둘레에 설치되어 전자제어유닛(ECU)에 의해 제어되며 자기장을 형성하는 코일부(68)를 포함하여,

   상기 MR유체(66)는 상기 코일부(68)에 의해 형성되는 자기장에 의해 점성이 가변되며 상기 로터(64)의 회전력을 가변하는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 운동전환부(70)는 로어 아암(56)에 설치된 브래킷(83)과,

   상기 브래킷(83)에 회전 가능하게 설치된 제1캠(74)과,

   상기 클러치(62)의 로터(64)에 설치된 제2캠(78)과,

   상기 제1캠(74)과 상기 제2캠(78)을 연결하는 연장로드(76)를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변 장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,

   차체측(50)과 차륜측(52) 사이에 설치되는 쇽업소버(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변 장치.

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