KR101308545B1

KR101308545B1 - A flow-type valve mechanism of base oil using ER and MR fluid

Info

Publication number: KR101308545B1
Application number: KR1020110113435A
Authority: KR
Inventors: 최승복; 한영민; 하성훈
Original assignee: 인하대학교 산학협력단
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2013-09-13
Also published as: KR20130048543A

Abstract

본 발명은 제어 가능형 ER 유체 및 MR 유체 응용장치에 적용 가능한 ER 유체 및 MR 유체 베이스오일의 유동형 밸브구조에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 무부하 시에는 뉴토니안 유체의 특성을 나타내지만 전기장을 인가하면 전기장 증가에 따라 항복응력과 가점성이 증가하여 유동을 제어할 수 있는 특성을 가지는 ER 유체의 특성과, 또는, 무부하 시에는 입자가 자유롭게 운동하는 뉴토니안 유체와 같은 거동을 보이지만 자기장을 인가하면 입자가 대전되어 체인 구조를 형성하여 항복응력을 가지는 MR 유체의 특성을 이용하는 각종 ER 유체 및 MR 유체 응용장치에 일정한 조성비로 충진되어 있는 입자들에 있어서, 유체가 출입하는 전극 및 자극에 유체 여과기를 설치함으로써 전극 및 자극 주위에서만 유체의 조성비를 향상시키도록 구성되는 ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스오일 유동형 밸브 메커니즘이 제공된다. The present invention relates to a flow valve structure of ER fluid and MR fluid base oils applicable to controllable ER fluid and MR fluid applications. However, the yield stress and the viscosity increase with the increase of the electric field, and the ER fluid has the characteristics of controlling the flow, or at no load, it exhibits the same behavior as the Newtonian fluid in which the particles move freely. For particles filled with a constant composition ratio in various ER fluids and MR fluid applications, in which particles are charged to form a chain structure and use properties of MR fluids having yield stress, the fluid filter is applied to electrodes and magnetic poles through which fluid flows in and out. ER fluid and MR configured to improve the compositional ratio of the fluid only around the electrode and the pole by installing A base oil flow valve mechanism using a fluid is provided.

Description

A flow-type valve mechanism of base oil using ER and MR fluid

본 발명은 제어 가능한 ER 유체 및 MR 유체 응용장치에 적용하기 위한 유동형 밸브 메커니즘에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 응용장치 내부에 작동 유체로써 충진되어 있는 ER 및 MR 유체의 조성비를 유체 여과기를 이용하여 변화시키고, 그것에 의해 전극 또는 자극 주위에서 ER 및 MR 유체로 인해 나타내는 항복응력을 향상시키는 ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스오일 유동형 밸브 메커니즘에 관한 것이다.
The present invention relates to a flowable valve mechanism for application in controllable ER fluid and MR fluid applications, and more particularly, using a fluid filter to determine the composition ratio of ER and MR fluids filled as working fluid inside the application. A base oil flow valve mechanism using ER fluid and MR fluid to change and thereby enhance the yield stress exhibited by the ER and MR fluid around the electrode or stimulus.

일반적으로, ER 유체 및 MR 유체의 응용장치는, 자동차, 항공기, 선박 등 다양한 수송기계를 비롯하여, 각종 진동, 충격 및 절연이 필요한 장치에 사용될 수 있으며, 진동 및 충격에 따라서 제어 가능하다는 장점이 있다.
In general, the application device of the ER fluid and MR fluid, including a variety of transportation machinery, such as automobiles, aircraft, ships, can be used in a device that requires a variety of vibration, shock and insulation, there is an advantage that can be controlled according to vibration and shock .

대표적인 ER 유체 및 MR 유체 응용장치에는, 예를 들면, ER 및 MR 댐퍼가 있으며, 이는, 댐퍼 내부에 작동 유체로써 ER 유체 및 MR 유체를 충진하고, 실린더 내부에 설치되는 피스톤 헤드에 전극 및 자극을 설치하여, 전자적으로 제어 가능하도록 구성된 댐퍼를 의미한다.
Representative ER fluid and MR fluid applications include, for example, ER and MR dampers, which fill the ER fluid and MR fluid with working fluid inside the damper and provide electrodes and magnetic poles to the piston head installed inside the cylinder. Installed means a damper configured to be electronically controllable.

상기한 바와 같은 ER 유체 및 MR 유체를 응용한 댐퍼에 대한 종래기술의 예로서는, 예를 들면, 본 발명의 출원인에 의해 출원된 등록특허 제10-0867367호(2008.10.31. 등록)에 개시된 "제어가능형 ER/MR 유체 댐퍼"와 같은 것이 있다.
As an example of the prior art for the damper applying the ER fluid and the MR fluid as described above, for example, the "control disclosed in Patent No. 10-0867367 (registered on October 31, 2008) filed by the applicant of the present invention. And possible ER / MR fluid dampers.

즉, 상기한 등록특허 제10-0867367호의 "제어가능형 ER/MR 유체 댐퍼"는, 기존의 실린더형 ER 댐퍼는 인가되는 전기장의 크기에 따라 감쇠력이 변화함으로써 수송기계 및 기타 기계장치의 승차감 및 안정성은 향상되나, 리바운드 및 자운스 운동 방향에 대하여 감쇠력의 크기가 대칭적인 한계가 있어, 자동차 분야의 댐퍼에서 요구되는 리바운드 운동의 높은 감쇠력을 충족시키기 위하여 대칭적인 자운스 운동에서도 높은 댐핑력이 발생되도록 비효율적 설계를 해야 하는 문제점이 있었고, 또한, 실린더형 ER 댐퍼에서 감쇠력을 추가적으로 증가시키기 위해서는 전극의 간격 및 길이를 조절하여야 하나, 수송기계 및 기타 기계장치에 적용되는 댐퍼의 길이가 현실적으로 제한적이기 때문에 높은 감쇠력을 얻기가 어렵다는 문제점이 있었던 문제를 해결하기 위한 것이다.
That is, the "controllable ER / MR fluid damper" of the above-mentioned Patent No. 10-0867367, the conventional cylindrical ER damper, the damping force is changed according to the magnitude of the electric field applied to the ride comfort of transportation machines and other mechanical devices and Stability is improved, but the magnitude of damping force is symmetrical with respect to the direction of rebound and the bouncing motion, and high damping force is generated even in the symmetrical bounce motion to meet the high damping force of the rebound motion required in the damper of the automotive field. In order to increase the damping force in the cylindrical ER damper, it is necessary to adjust the gap and length of the electrode. To solve the problem that it was difficult to obtain high damping force Will.

이를 위해, 상기한 특허문헌은, 댐퍼 내부에 작동 유체로써 ER 유체를 충진하고, 실린더 내부에 설치되는 피스톤 헤드의 구조 및 구성을 달리함으로써 새로운 형태의 제어가능형 ER 댐퍼를 제공하며, 댐퍼의 변위가 증가하는 리바운드 방향의 운동인 리바운드 운동 및 변위가 감소하는 방향의 운동인 자운스 운동시 양방향 운동에 따른 감쇠력이 대칭적 또는 비대칭적으로 발생하도록 설계할 수 있을 뿐만 아니라, 추가적인 전기장의 인가 없이 감쇠력이 보다 크게 향상되도록 설계가 가능하여 수송기계 및 기타 기계장치 분야에서 요구하는 댐퍼의 감쇠력을 설계자의 의도 및 장치의 작동 상태에 따라 능동적으로 달성할 수 있으며, 이로 인해 수송기계 및 기타 기계장치의 진동 및 충격 에너지에 대한 승차감 및 안정성을 향상시킬 수 있는 제어 가능형 ER 유체 댐퍼를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
To this end, the above-mentioned patent document provides a new type of controllable ER damper by filling an ER fluid with a working fluid inside the damper and changing the structure and configuration of the piston head installed inside the cylinder, and the displacement of the damper. Can be designed to produce symmetrical or asymmetrical damping force in bidirectional motion during rebound motion, which is a motion in the direction of increasing rebound, and motion in a direction where the displacement is decreasing, as well as damping force without application of additional electric field. The design can be further improved to achieve the damping force of the damper required by the transport machinery and other machinery fields actively according to the intention of the designer and the operating state of the device, which causes vibration of the transport machinery and other machinery. Controllable ER to improve ride comfort and stability against shock and impact energy It is an object to provide a fluid damper.

또한, 상기한 바와 같은 종래기술의 다른 예로서, 예를 들면, 한국 등록특허 제10-0768702호(2007.10.15. 등록)에 개시된 바와 같은 "수동 및 반능동 동작이 가능한 현가장치용 자기유변유체댐퍼"가 있다.
In addition, as another example of the prior art as described above, for example, as described in Korean Patent No. 10-0768702 (registered on October 15, 2007), "magnetic rheology fluid for suspension device capable of manual and semi-active operation Damper ".

즉, 상기한 등록특허 제10-0768702호의 "수동 및 반능동 동작이 가능한 현가장치용 자기유변유체댐퍼"는, 로봇, 무인차량, 항공, 전투차량, 선박, 정밀기계요소 등에 사용되는 수동 및 반능동 동작이 가능한 현가장치용 자기유변유체 댐퍼에 관한 것으로, 종래에는 완충기용 댐퍼의 구성에 의해서는 수동 감쇠 기능과 능동 감쇠 기능을 동시에 수행하지 못하여 차량 등에 큰 감쇠력이 급격히 요구될 경우 현가장치의 감쇠력이 가변범위를 벗어날 위험이 있었던 문제를 해결하기 위해, 지상에서 주행가능한 모든 차량에 적용할 수 있도록 디스크형 스프링 및 전자석에 의해 제어 가능한 자기유변유체 등을 결합 형성한 댐퍼를 제공함으로써, 수동적 감쇠력과 능동적 감쇠력을 구현할 수 있도록 하여 큰 감쇠력이 급격히 요구될 경우에도 큰 감쇠력을 발휘할 수 있고, 오동작에 의한 위험성을 줄일 수 있도록 하는 것이다.
That is, the "magnetic rheological fluid damper for the suspension device capable of manual and semi-active operation" of the above-mentioned Patent No. 10-0768702, manual and semi used in robots, unmanned vehicles, aviation, combat vehicles, ships, precision machinery elements, etc. The present invention relates to a magnetorheological fluid damper for a suspension device capable of active operation. In the related art, a damper force of a suspension device is required when a large damping force is suddenly required due to a failure of a passive damping function and an active damping function by a buffer damper. In order to solve the problem of the danger of moving out of this variable range, a damper is formed by combining a disc-shaped spring and a magnetorheological fluid controlled by an electromagnet to be applied to all vehicles capable of driving on the ground. Active damping force can be realized so that a large damping force can be obtained even when a large damping force is suddenly required. It is to reduce the risk of malfunction.

또한, 종래기술의 또 다른 예로서는, 예를 들면, 한국 등록특허 제10-0961516호(2010.05.27. 등록)에 개시된 "유변 유체를 이용한 조향 샤프트"와 같은 것이 있다.
In addition, as another example of the prior art, there is, for example, a "steering shaft using a rheological fluid" disclosed in Korean Patent No. 10-0961516 (registered May 27, 2010).

상기한 등록특허 제10-0961516호의 "유변 유체를 이용한 조향 샤프트"는, 유변 유체를 사용하여 조향 샤프트의 가공을 용이하게 하고 마모에 따른 문제점을 해결할 수 있는 유변 유체를 이용한 조향 샤프트에 관한 것으로, 사용자의 조작에 따라 좌,우로 회전되면서 차량의 진행 방향을 결정하기 위한 조향 샤프트에 있어서, 상기 조향 샤프트는 일단이 개방되고 내측으로 ER유체가 충진되는 유체충진홈이 형성된 조향 컬럼과, 일측이 상기 유체충진홈의 내측으로 삽입되는 조향축으로 구성되고, 상기 ER유체에 전기장이 입력되면, 상기 조향 샤프트의 전체 길이가 고정되며, 상기 ER유체에 입력되는 전기장이 차단되면 상기 조향축이 상기 유체 충진홈의 내측으로 인입되는 것을 특징으로 하는 것이다.
The above-mentioned "steering shaft using a rheological fluid" of Patent No. 10-0961516 relates to a steering shaft using a rheological fluid that can facilitate the processing of the steering shaft using a rheological fluid and solve the problems caused by wear, In the steering shaft for rotating the left and right according to the user's operation to determine the direction of travel of the vehicle, the steering shaft is a steering column formed with a fluid filling groove which is open at one end and the ER fluid is filled inward, and one side is Comprising a steering shaft inserted into the fluid filling groove, when the electric field is input to the ER fluid, the entire length of the steering shaft is fixed, if the electric field input to the ER fluid is blocked the steering shaft is filled with the fluid It is characterized by being drawn into the groove.

즉, 상기한 등록특허 제10-0961516호의 "유변 유체를 이용한 조향 샤프트"는, 종래의 스플라인 방식은 금속끼리의 직접적인 결합구조로 인해 장시간 사용할 경우 보스와 같은 몰딩부가 마모되므로 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었던 것을 해결하기 위해, 유변 유체를 이용하여 조향 샤프트의 길이를 조절할 수 있도록 함으로써 제조가공이 용이하며, 마모에 의해 사용자 조작의 신뢰성이 떨어지지 않는 유변 유체를 이용한 조향 샤프트를 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.
In other words, the "steering shaft using a rheological fluid" of the above Patent No. 10-0961516, the conventional spline method has a problem that the reliability is poor because the molded part such as the boss wears when used for a long time due to the direct coupling structure of metals. In order to solve the problem, it is an object of the present invention to provide a steering shaft using a rheological fluid that can be easily manufactured and manufactured by allowing the steering shaft to be adjusted in length by using a rheological fluid. .

여기서, 상기한 바와 같은 종래기술들에 있어서, ER 및 MR 댐퍼에 필요한 감쇠력은 유체가 가지고 있는 기본적인 점성과 ER 유체 및 MR 유체에 전기장 및 자기장 인가 시 발생하는 항복응력에 의하여 결정된다.
Here, in the prior arts as described above, the damping force required for the ER and MR dampers is determined by the basic viscosity of the fluid and the yield stress generated when the electric and magnetic fields are applied to the ER fluid and the MR fluid.

한편, ER 유체 및 MR 유체가 적용된 각각의 응용장치마다 큰 감쇠력을 나타내기 위해서는, 응용장치의 크기가 커야 할 뿐만 아니라, ER 및 MR 유체의 양도 증가해야 항복응력의 크기도 크게 조절할 수 있다.
On the other hand, in order to exhibit a large damping force for each application device to which the ER fluid and the MR fluid are applied, not only the size of the application device should be large, but also the amount of the ER and MR fluid must be increased so that the magnitude of the yield stress can be largely controlled.

그러나 이러한 이유로 인해, ER 유체 및 MR 유체의 증가에 의한 응용장치의 가격 상승을 초래하며, 나아가 심한 경우는 ER 유체 및 MR 유체에 의한 기계적 손실을 초래하고 있다.
For this reason, however, an increase in the price of the application is caused by an increase in the ER fluid and the MR fluid, and even worse, mechanical losses caused by the ER fluid and the MR fluid.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해서는, ER 유체 및 MR 유체의 양을 최소화하면서도 효과적으로 항복응력을 얻을 수 있도록 하는 ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스오일의 유동형 밸브 메커니즘을 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 밸브 메커니즘은 제공되지 못하고 있는 실정이다.
Therefore, in order to solve this problem, it is desirable to provide a flow valve mechanism of the base oil using the ER fluid and the MR fluid so as to effectively yield yield stress while minimizing the amount of the ER fluid and the MR fluid. The valve mechanism that satisfies all of the situation is not provided.

본 발명은, 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, ER 유체 및 MR 유체와 같이 혼합물을 작동유로서 이용하는 압력 제어부품에 적용 가능한 것으로, 혼합물이 유로를 진행할 때 발생하는 침전과 마모 문제를 해결할 수 있는 ER 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘을 제공하고자 하는 것이다.
The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and therefore the object of the present invention is applicable to a pressure control component using a mixture as a working oil, such as ER fluid and MR fluid, the mixture is to advance the flow path It is to provide a flow valve mechanism of base oil using ER and MR fluids that can solve the sedimentation and wear problems that occur when.

즉, 본 발명은, 특히, 전기장 또는 자기장에 의해 제어가 가능한 ER 및 MR 유체 응용장치에 있어서, 유체에 분산된 입자와 베이스 오일을 분리하여 적용할 수 있는 밸브 메커니즘을 도입함으로써, 적은 양의 유체로도 ER 및 MR 유체에 의한 효과를 최대한으로 증가시키는 것과, 유로 내부에 유체 입자의 퇴적을 방지하고 입자에 대한 유로의 마모를 최소화하는 것을 그 목적으로 하는 것이다.
That is, the present invention provides a small amount of fluid by introducing a valve mechanism for separating and applying particles and base oil dispersed in a fluid, particularly in ER and MR fluid applications that can be controlled by electric or magnetic fields. The purpose of the furnace is to maximize the effect of the ER and MR fluids as much as possible, and to prevent the deposition of fluid particles inside the flow path and to minimize the abrasion of the flow path to the particles.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 유체 여과기를 이용하여, 전기장 및 자기장에 의해 유변 현상을 일으키는 ER 및 MR 유체의 되도록 적은 양의 분산된 입자와 베이스 오일이 전극 및 자극 주위에서 만나도록 함으로써 ER 및 MR 유체에 의한 효과를 극대화시키는 장점을 가지는 ER 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘을 제공하고자 하는 것이다.
In addition, another object of the present invention is to use a fluid filter to allow ER and MR fluids to meet as little dispersed particles and base oils as possible around the electrodes and magnetic poles of the ER and MR fluids, which are caused by electric and magnetic fields. It is an object of the present invention to provide a flow valve mechanism of a base oil using ER and MR fluid which has an advantage of maximizing the effect by MR fluid.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 기존의 ER 및 MR 유체를 이용한 응용장치에 비해 장치에 들어가는 ER 및 MR 입자의 양을 저감시켜, ER 및 MR 유체를 적용한 응용장치의 가격적인 측면에서도 기여할 수 있는 ER 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘을 제공하고자 하는 것이다.
In addition, another object of the present invention, by reducing the amount of ER and MR particles entering the device compared to the conventional application using the ER and MR fluid, can contribute in terms of the cost of the application device applying the ER and MR fluid It is an object of the present invention to provide a flow valve mechanism of base oil using ER and MR fluids.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, ER 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘에 있어서, 베이스 오일이 첨가된 ER 가루 및 ER 입자가 내부에 충진되어 있는 ER 밸브; 상기 베이스 오일이 첨가된 ER 가루가 상기 ER 밸브 밖으로 새어 나가는 것을 방지하기 위한 유체 필터(fluid filter); 상기 베이스 오일이 유로를 따라 흐르도록 펌프 작용을 하는 펌프 시스템(pump system); 현가장치, 제진대, 엔진 마운트를 포함하는 제어가능한 가변 감쇠기구, 또는, 브레이크, 클러치, 밸브시스템을 포함하는 동력전달장치로 구성되는 기계부(mechanical system); 및 상기 베이스 오일이 순환하도록 상기 ER 밸브, 상기 유체 필터, 상기 펌프 시스템 및 상기 기계부를 각각 연결하는 베이스 오일 유로(base oil flow);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 ER 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘이 제공된다.
In order to achieve the object as described above, according to the present invention, the flow valve mechanism of the base oil using the ER fluid, the base oil is added ER powder and ER particles filled therein; A fluid filter to prevent the ER powder to which the base oil is added leaks out of the ER valve; A pump system pumping the base oil to flow along the flow path; A mechanical system comprising a controllable variable damping mechanism including a suspension device, a vibration damper, an engine mount, or a power transmission device including a brake, clutch, and valve system; And a base oil flow connecting each of the ER valve, the fluid filter, the pump system, and the mechanical part to circulate the base oil, wherein the base oil flows using the ER fluid. A valve mechanism is provided.

여기서, 상기 밸브 메커니즘은, 상기 ER 밸브의 상기 ER 유체에 전기장을 공급하기 위한 전원공급수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
Here, the valve mechanism is characterized in that it further comprises a power supply means for supplying an electric field to the ER fluid of the ER valve.

또한, 상기 ER 유체의 항복응력의 크기는, 상기 전원공급수단에 의해 인가되는 전기장의 세기와 상기 ER 유체의 조성비에 의하여 결정되며, 그것에 의해, 상기 전원공급수단에서 공급하는 전원을 적절히 조절하는 것만으로, 상기 ER 유체의 미리 정해진 조성비에 따라 상기 ER 유체에 인가하는 전기장의 강도를 적절히 조절함으로써 상기 밸브를 통과하는 상기 베이스 오일의 압력을 용이하게 제어할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the magnitude of the yield stress of the ER fluid is determined by the strength of the electric field applied by the power supply means and the composition ratio of the ER fluid, whereby only appropriately adjusting the power supplied from the power supply means. The pressure of the base oil passing through the valve may be easily controlled by appropriately adjusting the strength of the electric field applied to the ER fluid according to a predetermined composition ratio of the ER fluid.

아울러, 상기 ER 유체의 조성은, 1㎛~30㎛ 사이의 전분 입자와 30nm~70nm 사이의 베이스 오일로 구성되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the composition of the ER fluid is characterized by consisting of starch particles of 1㎛ ~ 30㎛ and base oil of 30nm ~ 70nm.

더욱이, 상기 밸브 메커니즘은, 상기 ER 밸브의 내부에 충진되어 있는 ER 유체의 농도가 통상적인 ER 유체 응용장치에 사용되는 유체의 농도보다 낮은 농도인 것을 이용하며, 상기 ER 유체가 상기 유체 필터를 통과할 때, 상기 유체 필터에서 입자 크기가 작은 베이스 오일만 통과시키므로 상기 ER 밸브의 내부에는 상대적으로 고농도의 ER 유체가 충진되고, 상기 베이스오일 유로에는 저농도의 ER 유체가 흐르게 됨으로써, 상기 ER 밸브의 내부에서는 통상적인 경우보다 고농도의 ER 유체로 제어력을 발생할 수 있고, 장치 전체의 비용을 절감할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
Moreover, the valve mechanism utilizes that the concentration of the ER fluid filled inside the ER valve is lower than the concentration of the fluid used in conventional ER fluid applications, wherein the ER fluid passes through the fluid filter. In this case, since only the base oil having a small particle size passes through the fluid filter, a relatively high concentration of ER fluid is filled in the ER valve, and a low concentration of ER fluid flows in the base oil flow path, thereby allowing the inside of the ER valve to flow. In the case that can generate a control force with a higher concentration of ER fluid than usual, it is characterized in that configured to reduce the overall cost of the device.

또한, 본 발명에 따르면, MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘에 있어서, 베이스 오일이 첨가된 MR 가루 및 MR 입자가 내부에 충진되어 있는 MR 밸브; 상기 베이스 오일이 첨가된 MR 가루가 상기 MR 밸브 밖으로 새어 나가는 것을 방지하는 유체 필터; 상기 베이스 오일이 유로를 따라 흐르도록 펌프 작용을 하는 펌프 시스템; 현가장치, 제진대, 엔진 마운트를 포함하는 제어가능한 가변 감쇠기구, 또는, 브레이크, 클러치, 밸브시스템을 포함하는 동력전달장치로 구성되는 기계부; 및 상기 베이스 오일이 순환하도록 상기 MR 밸브, 상기 유체 필터, 상기 펌프 시스템 및 상기 기계부를 각각 연결하는 베이스 오일 유로;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘이 제공된다.
According to the present invention, there is provided a flow valve mechanism of a base oil using MR fluid, comprising: an MR valve filled with MR powder and MR particles to which base oil is added; A fluid filter preventing MR powder added with the base oil from leaking out of the MR valve; A pump system for pumping the base oil along the flow path; A mechanical part comprising a controllable variable damping mechanism including a suspension device, a vibration damper, an engine mount, or a power transmission device including a brake, a clutch, and a valve system; And a base oil flow path connecting the MR valve, the fluid filter, the pump system, and the mechanical part to circulate the base oil, wherein the flow valve mechanism of the base oil using the MR fluid is provided. .

여기서, 상기 밸브 메커니즘은, 상기 MR 밸브의 상기 MR 유체에 자기장을 공급하기 위한 전원공급수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
Here, the valve mechanism is characterized in that it further comprises a power supply means for supplying a magnetic field to the MR fluid of the MR valve.

또한, 상기 MR 유체의 항복응력의 크기는, 상기 전원공급수단에 의해 인가되는 자기장의 세기와 상기 MR 유체의 조성비에 의하여 결정되며, 그것에 의해, 상기 전원공급수단에서 공급하는 전원을 적절히 조절하는 것만으로, 상기 MR 유체의 미리 정해진 조성비에 따라 상기 MR 유체에 인가하는 자기장의 강도를 적절히 조절함으로써 상기 밸브를 통과하는 상기 베이스 오일의 압력을 용이하게 제어할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the magnitude of the yield stress of the MR fluid is determined by the strength of the magnetic field applied by the power supply means and the composition ratio of the MR fluid, whereby only appropriately adjusting the power supplied from the power supply means. The pressure of the base oil passing through the valve may be easily controlled by appropriately adjusting the strength of the magnetic field applied to the MR fluid according to a predetermined composition ratio of the MR fluid.

아울러, 상기 MR 유체의 조성은, 1㎛~30㎛ 사이의 전분 입자와 30nm~70nm 사이의 베이스 오일로 구성되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the composition of the MR fluid, characterized in that composed of starch particles of 1㎛ ~ 30㎛ and base oil between 30nm ~ 70nm.

더욱이, 상기 밸브 메커니즘은, 상기 MR 밸브의 내부에 충진되어 있는 MR 유체의 농도가 통상적인 MR 유체 응용장치에 사용되는 유체의 농도 보다 낮은 농도인 것을 이용하며, 상기 MR 유체가 상기 유체 필터를 통과할 때, 상기 유체 필터에서 입자 크기가 작은 베이스 오일만 통과시키므로 상기 MR 밸브의 내부에는 상대적으로 고농도의 MR 유체가 충진되고, 상기 베이스오일 유로에는 저농도의 MR 유체가 흐르게 됨으로써, 상기 MR 밸브의 내부에서는 통상적인 경우보다 고농도의 MR 유체로 제어력을 발생할 수 있는 동시에, 장치 전체의 비용을 절감할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
Moreover, the valve mechanism utilizes that the concentration of the MR fluid filled inside the MR valve is lower than the concentration of the fluid used in conventional MR fluid applications, wherein the MR fluid passes through the fluid filter. In this case, since only the base oil having a small particle size passes through the fluid filter, a relatively high concentration of MR fluid is filled in the MR valve, and a low concentration of MR fluid flows in the base oil flow path, thereby allowing the inside of the MR valve to be filled. In the case that can generate the control force with a higher concentration of MR fluid than in the usual case, it is characterized in that configured to reduce the overall cost of the device.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전기장 또는 자기장에 의해 제어 가능한 ER 및 MR 유체 응용장치에 있어서, 유체에 분산된 입자와 베이스 오일을 분리하여 적용할 수 있는 밸브 메커니즘을 도입함으로써 적은 양의 유체로도 ER 및 MR 유체에 의한 효과를 최대한으로 증가시키는 동시에, 유로 내부에 유체 입자의 퇴적을 방지하고 입자에 대한 유로의 마모를 최소화할 수 있는 ER 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘을 제공할 수 있다.
As described above, according to the present invention, in ER and MR fluid applications that can be controlled by an electric or magnetic field, a small amount of fluid is introduced by introducing a valve mechanism capable of separating and applying particles and base oil dispersed in the fluid. The flow valve mechanism of the base oil with ER and MR fluids can be used to maximize the effect of the ER and MR fluids, while also preventing the deposition of fluid particles inside the flow path and minimizing wear of the flow path to the particles. Can provide.

또한, 본 발명에 따르면, 유체 여과기를 이용하여, 전기장 및 자기장에 의해 유변 현상을 일으키는 ER 및 MR 유체의 되도록 적은 양의 분산된 입자와 베이스 오일이 전극 및 자극 주위에서 만나도록 함으로써 ER 및 MR 유체에 의한 효과를 극대화시키는 장점을 가지는 ER 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘을 제공할 수 있다.
In addition, according to the present invention, ER and MR fluids, by using a fluid filter, ensure that as few dispersed particles of ER and MR fluids as possible due to electric and magnetic fields are met around the electrode and magnetic poles. It is possible to provide a flow valve mechanism of the base oil using the ER and MR fluid having the advantage of maximizing the effect by.

아울러, 본 발명에 따르면, 기존의 ER 및 MR 유체를 이용한 응용장치에 비하여 사용되는 ER 및 MR 입자의 양을 저감시켜 ER 및 MR 유체를 적용한 응용장치의 비용절감에도 기여할 수 있는 ER 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘을 제공할 수 있다.
In addition, according to the present invention, by reducing the amount of ER and MR particles used as compared to the conventional ER and MR fluid application device ER and MR fluid that can contribute to the cost savings of the application device applying the ER and MR fluid It is possible to provide a flow valve mechanism of the used base oil.

도 1은 본 발명에 따른 ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘의 작동예를 나타내는 도면이다. 1 is a view schematically showing the overall configuration of the flow valve mechanism of the base oil using the ER fluid and MR fluid according to the present invention.
2 is a view showing an example of the operation of the flow valve mechanism of the base oil using the ER fluid and MR fluid according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스오일 유동형 밸브 메커니즘의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a specific embodiment of the base oil flow valve mechanism using the ER fluid and MR fluid according to the present invention will be described.

여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.
참고로, 하기의 설명에서 ER 밸브 및 MR 밸브는 동일한 구조와 기능을 가지므로 ER/MR 밸브(11) 또는 통합밸브(11)로 통칭할 수 있다.Here, it should be noted that the contents described below are only examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the contents of the embodiments described below.
For reference, in the following description, since the ER valve and the MR valve have the same structure and function, they may be collectively referred to as an ER / MR valve 11 or an integrated valve 11.

즉, 본 발명에 따른 ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스오일 유동형 밸브 메커니즘은, 전기장의 부하에 따라 항복응력이 증가하는 ER 효과를 가진 ER 유체를 이용한 밸브 메커니즘으로서, 밸브 내부에는 ER 입자와 최소한의 베이스 오일이 첨가된 ER 가루가 충진되어 있고, 베이스 오일 유로를 따라 오일의 흐르도록 구성되어, 이와 같이 구성된 밸브 내부에 전기장을 인가하여 ER 유체에 인가되는 전기장을 적절히 조절함으로써, 밸브를 통과하는 베이스 오일의 압력을 용이하게 제어할 수 있다.
That is, the base oil flow valve mechanism using the ER fluid and the MR fluid according to the present invention is a valve mechanism using an ER fluid having an ER effect of increasing yield stress according to the load of an electric field. ER powder filled with the base oil is filled and configured to flow oil along the base oil flow path, and the base passes through the valve by applying an electric field inside the valve thus configured to appropriately adjust the electric field applied to the ER fluid. The pressure of the oil can be easily controlled.

또한, 본 발명에 따른 ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘은, 자기장의 부하에 따라 항복응력이 증가하는 MR 효과를 가진 MR 유체를 이용한 밸브 메커니즘으로서, 밸브 내부에는 MR 입자와 최소한의 베이스 오일이 첨가된 MR 가루가 충진되어 있고, 베이스 오일 유로를 따라 오일의 흐르도록 구성되며, 이와 같이 구성된 밸브 내부에 전기장을 인가하여 MR 유체에 인가되는 자기장을 적절히 조절함으로써, 밸브를 통과하는 베이스 오일의 압력을 용이하게 제어할 수 있다.
In addition, the flow valve mechanism of the base oil using the ER fluid and the MR fluid according to the present invention is a valve mechanism using an MR fluid having an MR effect of increasing the yield stress according to the load of the magnetic field, the MR particles and at least inside the valve It is filled with MR powder to which the base oil of is added, and is configured to flow oil along the base oil flow path, and by applying an electric field inside the valve configured as described above, the magnetic field applied to the MR fluid is appropriately adjusted to pass through the valve. The pressure of the base oil can be easily controlled.

여기서, 본 발명에 따른 ER 유체 또는 MR 유체를 이용한 반능동 선형 햅틱장치의 구체적인 실시예에 대하여 설명하기에 앞서, ER 유체 및 MR 유체의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.
Here, before describing a specific embodiment of the semi-active linear haptic device using the ER fluid or MR fluid according to the present invention, specific details of the ER fluid and MR fluid will be described.

진동 감쇠를 위한 기능성 유체에 대한 구체적인 연구결과는, 1950년 윈슬로우(Winslow)에 의해 처음 제안되었으며, 최근까지는 주로 ER 유체(Electro-Reological Fluid)를 이용한 개발이 대부분이었다.
Specific research on functional fluids for vibration damping was first proposed by Winslow in 1950. Until recently, most of the development was based on ER fluid (Electro-Reological Fluid).

ER 유체란, 비전도성 용매에 강한 전도성 입자를 분산시킨 콜로이드 용액으로서, 인가하는 전기장에 따라 그 역학적인 특성이 가역 변화하는 유체를 통틀어 의 일컫는 말이다.
ER fluid is a colloidal solution in which strong conductive particles are dispersed in a non-conductive solvent. The term ER fluid refers to a fluid in which its mechanical properties are reversibly changed depending on the applied electric field.

즉, ER 유체는, 전기장을 인가하지 않았을 때는 비전도성 용매 중에 분산된 입자가 자유로이 운동을 하는 뉴토니안(Newtonian) 유체의 거동을 나타내지만, 전기장을 인가하면 대전된 전도성의 입자가 전극에 수직으로 체인형 구조를 형성하여 유체의 흐름에 저항하는 항복응력을 가지는 빙햄(Bingham) 유체의 성질을 나타내게 된다.
In other words, ER fluid exhibits the behavior of Newtonian fluid in which particles dispersed in non-conductive solvent freely move when no electric field is applied, but charged electric particles are perpendicular to the electrode when electric field is applied. It forms a chain-like structure that exhibits the properties of a Bingham fluid with yield stress that resists the flow of the fluid.

이러한 ER 유체의 거동은 19세기말에 의해 최초로 관찰되었으며, 윈슬로우(Winslow) 유체라고도 불리고 있다.
This behavior of ER fluid was first observed by the end of the 19th century and is also called Winslow fluid.

또한, ER 유체는 전기장 무부하시 유체에 분산된 입자가 자유운동을 하여 등방성(isotropic)의 특성을 보이지만, 전기장을 ER 유체에 가하면 유체 중에 분산된 입자가 유도분극을 일으켜 전극을 향하는 다수의 섬유상 조직을 형성함으로써 이방성(anisotropic)의 거동을 가지게 되어 유체의 유동이나 외부에서 가해지는 전단력에 대하여 저항을 나타내며, 이때 발생하는 입자들의 결합력이 외부에서 가해지는 전단력에 대해 저항력을 가지게 되어 유체의 유동을 제한하게 된다.
In addition, the ER fluid exhibits isotropic properties due to free movement of the particles dispersed in the fluid under no electric field.However, when the electric field is applied to the ER fluid, the particles dispersed in the fluid generate induced polarization and are directed toward the electrode. By forming an anisotropic behavior, it exhibits resistance to fluid flow or shear force exerted from the outside.At this time, the binding force of particles generated is resistant to shear force exerted from the outside, thereby restricting the flow of the fluid. Done.

그러나 ER 유체의 경우는, 상대적으로 낮은 항복강도를 가지므로 감쇠력에 제한이 있고, 오염물질에 의해 감쇠력이 심각하게 저하되며, 구동에 강한 전기장이 필요하므로, 고전압 전력 공급에 의한 위험성과 고비용의 단점을 가지고 있다.
However, the ER fluid has a relatively low yield strength, so the damping force is limited, the damping force is severely lowered by pollutants, and a strong electric field is required for driving. Have

따라서 이러한 문제들을 보완하기 위한 진동 감쇠용 기능성 유체로서, 근래, 자기 유변 유체, 즉, MR 유체(Magneto-Rheological fluid)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
Therefore, as a functional fluid for vibration damping to solve these problems, research on magnetic rheological fluids, that is, MR-Rheological fluids, is being actively conducted.

MR 유체란, 실리콘 오일 또는 미네랄 오일 등의 비전도성 용매 속에 마이크로미터 크기의 자성을 가질 수 있는 입자들을 분산시킨 비콜로이드 용액으로, 자기장이 부하되지 않은 경우 분산 입자는 뉴토니안 유체의 성질을 띠지만 자기장이 부하되면 분산 입자가 분극화를 일으켜 부하된 자기장과 평행한 방향으로 섬유질이 형성되어 전단력이나 유동에 대한 저항력을 가지는 유체를 의미한다.
MR fluid is a non-colloidal solution in which micrometer-sized particles are dispersed in a non-conductive solvent such as silicone oil or mineral oil. When the magnetic field is not loaded, the dispersed particles have the properties of Newtonian fluid. When the magnetic field is loaded, the dispersed particles are polarized to form a fiber in a direction parallel to the loaded magnetic field, which means a fluid having shear force or resistance to flow.

즉, MR 유체는, 자기장이 가해지지 않았을 때에는 전단 변형률에 비례하는 항복응력을 발생하는 뉴튼 유체의 성질을 가지나, 자기장이 형성되면 유체내의 작은 입자들이 체인을 형성하여 전단변형률이 없어도 일정한 항복응력을 발생시키는빙햄 유체(Bingham fluid)의 성질을 띠게 된다.
In other words, MR fluids have the properties of Newtonian fluids that generate yield stress proportional to shear strain when no magnetic field is applied.However, when a magnetic field is formed, small particles in the fluid form a chain and produce a constant yield stress even without shear strain. It is characterized by the nature of the Bingham fluid.

이러한 MR 유체는, 빠른 응답특성을 가지고, 동적 항복강도가 높으며, 오염에 의한 성능저하가 발생하지 않고, 내마모성이 우수하며, 작동 온도범위가 약 -40℃ ~ 150℃로 넓다는 등의 특징을 가진다.
These MR fluids have fast response characteristics, high dynamic yield strength, no degradation in performance due to contamination, excellent wear resistance, and a wide operating temperature range of about -40 ° C to 150 ° C. Have

즉, ER 유체는 빠른 응답성과 전기장 형성이 용이하다는 장점을 가진 반면, 낮은 강도와 좁은 사용온도 범위, 특히 고온에서의 급격한 성능 저하와 일반적으로 제조공정과 가용시 발생할 수 있는 물과 불순물에 의하여 치명적인 성능 저하를 가져오게 되며, 또한, ER 유체는 고전압을 필요로 하므로 순간적으로 수천 볼트의 전압을 낼 수 있는 고전압 장치가 반드시 필요하다는 단점도 있다.
In other words, ER fluids have the advantages of fast response and easy field formation, while low strength and narrow operating temperature ranges, especially at high temperatures, can lead to catastrophic degradation due to water and impurities that can occur during manufacturing and availability. In addition, the ER fluid requires a high voltage, and a high voltage device capable of instantaneously generating thousands of volts is required.

이에 비해, MR 유체는, ER 유체와 동일하게 분리 현상이 발생할 수 있고, 자기장 형성에 어려움이 상존하고 있으나, 적은 에너지 공급으로 높은 강도를 구현할 수 있으며, 넓은 온도에의 안정성이 보장되며, 또한, 불순물에 민감하지 않다는 장점을 가지고 있다.
In contrast, the MR fluid, like the ER fluid, may occur in a separation phenomenon, and difficulties in forming a magnetic field exist, but high strength can be achieved with low energy supply, and stability at a wide temperature is ensured. It has the advantage of being insensitive to impurities.

이러한 MR 유체와 관련된 기술은 화학, 기계, 항공, 우주뿐만 아니라 군수 산업에 이르기까지 그 적용 범위가 매우 광범위하고, 낮은 원가로도 고부가가치 창출이 가능해 경제적 영향도 상당히 크다.
These MR fluid-related technologies have a wide range of applications from the chemical, mechanical, aerospace and aerospace as well as the aerospace industry, and can generate high added value at low cost and have a significant economic impact.

따라서 이러한 산업 전반과 경제에 미치는 영향, 기술 자립의 필요성을 고려하여 MR유체에 대한 기초 기술을 확보하기 위한 연구가 현재도 활발히 진행되고 있다.
Therefore, studies are being actively conducted to secure basic technologies for MR fluids in consideration of the influence on the entire industry, the economy, and the need for technology independence.

즉, 더 상세하게는, ER 유체는, 전도성 입자인 전분을 비전도성 용매 중에 분산시켜 제작된 전기변성 유체로, 전기장 무 부하 시에는 뉴토니안 유체의 특성을 나타내지만, 전기장 부하시 전기장 증가에 따라 항복응력과 가점성이 증가하여 유동을 제어할 수 있는 특성을 가지는 물질을 지칭한다.
More specifically, the ER fluid is an electromodified fluid prepared by dispersing starch, which is a conductive particle, in a non-conductive solvent, and exhibits characteristics of Newtonian fluid at no electric field load, but increases with electric field load at electric field load. Yield refers to a material having properties that can control the flow due to increased stress and viscosity.

또한, MR 유체는, 낮은 투자율(permeability)의 용매에 상자성(paramagnetic) 입자를 분산시킨 유체로서, 자기장 무부하 시에는 입자가 자유롭게 운동하는 뉴토니안 유체와 같은 거동을 보이지만, 자기장 부하시에는 입자가 대전되어 체인 구조를 형성함으로써 항복응력을 가지는 물질을 의미한다.
In addition, MR fluid is a fluid in which paramagnetic particles are dispersed in a solvent having a low permeability, and exhibit a behavior similar to that of a Newtonian fluid in which the particles move freely when the magnetic field is unloaded. It means a material having a yield stress by forming a chain structure.

따라서 이러한 특성을 이용하여, ER 유체 및 MR 유체는, 현가장치, 제진대, 엔진 마운트 등의 제어가 가능한 가변 감쇠기구나, 브레이크, 클러치, 밸브시스템 등의 동력 전달장치에 응용이 가능하다.
Therefore, by utilizing these characteristics, the ER fluid and the MR fluid can be applied to a variable damping mechanism capable of controlling suspension devices, vibration dampers, engine mounts, and the like, and power transmission devices such as brakes, clutches, and valve systems.

또한, ER 유체 및 MR 유체의 항복응력은, 각각의 장치마다 설치되어 있는 전극 및 자극 주위에서 발생되며, 이때 항복응력의 크기는, 전기장, 자기장의 세기와 ER 유체, MR 유체의 조성비에 의하여 결정된다.
The yield stress of the ER fluid and the MR fluid is generated around the electrodes and magnetic poles provided for each device, and the magnitude of the yield stress is determined by the electric and magnetic field strengths and the composition ratio of the ER fluid and the MR fluid. do.

여기서, ER 유체 및 MR 유체의 조성은 1㎛~30㎛ 사이의 전분 입자와, 30nm~70nm 사이의 베이스 오일로 구성되며, 이때, 각 유체마다 변성된 입자의 함유율이 향상되면 항복응력의 크기가 향상되지만, 유체 응용장치에 충진되는 ER 유체 및 MR 유체는 유체의 침전문제 및 유동효과를 최대화하기 위하여 각각의 유체와 베이스 오일이 일정한 비율로 조성된다.
Here, the composition of the ER fluid and the MR fluid is composed of starch particles between 1 μm and 30 μm and base oil between 30 nm and 70 nm, and at this time, if the content of denatured particles is improved for each fluid, the yield stress yields Although improved, the ER fluid and MR fluid filled in the fluid application are formulated with a constant proportion of each fluid and base oil to maximize fluid precipitation problems and flow effects.

계속해서, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘의 상세한 내용에 대하여 설명한다.
Subsequently, the details of the flow valve mechanism of the base oil using the ER fluid and the MR fluid according to the present invention will be described with reference to the drawings.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
First, with reference to FIG. 1, the specific structure of the flow valve mechanism of the base oil using the ER fluid and MR fluid which concerns on this invention is demonstrated.

도 1은 본 발명에 따른 ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘의 구성을 나타내고 있다.
Figure 1 shows the configuration of the flow valve mechanism of the base oil using the ER fluid and MR fluid according to the present invention.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘(10)은, ER 유체 또는 MR 유체 입자를 포함하는 ER/MR 밸브(11)와, 유체 필터(fluid filter)(12)와, 펌프 시스템(pump system)(13)과, 기계부(mechanical system)(14) 및 이들을 연결하는 베이스 오일 유로(base oil flow)(15)을 포함하여 구성된다.
As shown in FIG. 1, the flow valve mechanism 10 of the base oil using the ER fluid and the MR fluid according to the present invention includes an ER / MR valve 11 including an ER fluid or MR fluid particles, and a fluid filter ( a fluid filter 12, a pump system 13, a mechanical system 14 and a base oil flow 15 connecting them.

여기서, ER/MR 밸브(11)는, 내부에 ER 입자 또는 MR 입자와 최소한의 베이스 오일이 첨가된 ER/MR 가루가 충진되어 있고, 이러한 베이스 오일은 베이스 오일 유로(15)를 따라 흐르게 된다.
Here, the ER / MR valve 11 is filled with ER particles or MR powder and ER / MR powder to which a minimum base oil is added, and the base oil flows along the base oil flow path 15.

또한, 유체 필터(12)는 베이스 오일에 첨가된 ER/MR 가루가 밸브 밖으로 새나가지 않도록 걸러주는 역할을 하는 것이다.
In addition, the fluid filter 12 serves to filter the ER / MR powder added to the base oil from leaking out of the valve.

계속해서, 펌프 시스템(13)은 베이스 오일이 유로(15)를 따라 흐르도록 펌프 작용을 하는 것이며, 기계부(14)는 예를 들면, 현가장치, 제진대, 엔진 마운트 등의 제어가 가능한 가변 감쇠기구나, 브레이크, 클러치, 밸브시스템 등의 동력전달장치가 될 수 있다.
Subsequently, the pump system 13 pumps the base oil so that the oil flows along the flow path 15, and the mechanical part 14 is capable of controlling, for example, a suspension device, a vibration damper, an engine mount, and the like. It may be a damping mechanism, a power transmission device such as a brake, a clutch, a valve system, or the like.

또한, 상기한 밸브 메커니즘(10)은, 도시하지는 않았으나, ER 유체 또는 MR 유체 입자를 포함하는 ER/MR 밸브(11)의 ER 유체 또는 MR 유체에 전기장 또는 자기장을 공급하기 위한 전원공급수단을 더 포함하여 구성된다.
Further, although not shown, the valve mechanism 10 further includes a power supply means for supplying an electric or magnetic field to the ER fluid or the MR fluid of the ER / MR valve 11 including the ER fluid or the MR fluid particles. It is configured to include.

따라서 상기한 바와 같이 구성된 밸브 메커니즘(10)의 전원공급수단에 전원을 인가하여 ER/MR 밸브(11)의 ER 유체 또는 MR 유체에 전기장 또는 자기장을 공급하면 ER 유체 및 MR 유체에 항복응력이 발생하게 되며, 이때, 항복응력의 크기는 전기장 또는 자기장의 세기와 ER 유체 또는 MR 유체의 조성비에 의하여 결정된다.
Therefore, when the electric power or magnetic field is supplied to the ER fluid or MR fluid of the ER / MR valve 11 by applying power to the power supply means of the valve mechanism 10 configured as described above, yield stress occurs in the ER fluid and the MR fluid. In this case, the magnitude of the yield stress is determined by the strength of the electric or magnetic field and the composition ratio of the ER fluid or the MR fluid.

따라서 ER 유체 또는 MR 유체의 미리 정해진 조성비에 따라 인가하는 전기장 또는 자기장의 강도를 적절히 조절함으로써, 밸브를 통과하는 베이스 오일의 압력을 제어할 수 있게 된다.
Therefore, by appropriately adjusting the intensity of the electric or magnetic field applied according to the predetermined composition ratio of the ER fluid or the MR fluid, it is possible to control the pressure of the base oil passing through the valve.

즉, 전원공급수단에서 공급하는 전원을 적절히 조절하는 것만으로 밸브를 통과하는 베이스 오일의 압력을 용이하게 제어할 수 있게 된다.
In other words, it is possible to easily control the pressure of the base oil passing through the valve by simply adjusting the power supplied from the power supply means.

더 상세하게는, 도 2를 참조하면, 도 2는 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘(10)의 동작을 설명하기 위한 작동예를 나타내는 도면이다.
More specifically, referring to FIG. 2, FIG. 2 is a view showing an example of operation for explaining the operation of the flow valve mechanism 10 of the base oil using the ER fluid and MR fluid according to the present invention as described above. .

도 2에 있어서, 부호(21)는 펌프 시스템(13)에 의한 압력을 나타내며, 상기한 바와 같이, ER/MR 유체 응용장치는 장치의 성능(힘, 속도)에 따라 장치의 크기가 결정되고, 이와 같은 ER/MR 유체 응용장치는 유체의 움직임에 의한 힘을 나타내므로, 장치 내부에 유체가 가득 충진되고 충진된 유체는 전극 또는 자극에 반응하여 적절한 제어력을 나타낸다.
In Fig. 2, reference numeral 21 denotes the pressure by the pump system 13, and as described above, the ER / MR fluid application is sized according to the performance (force, speed) of the device, Since such ER / MR fluid applications exhibit force due to the movement of the fluid, the fluid filled inside the device and the filled fluid exhibits proper control in response to the electrode or stimulus.

즉, 도 2에 나타낸 바와 같이, ER/MR 밸브(11)의 내부에는 ER/MR 유체가 충진되어 있고, 여기서, 상기한 ER/MR 유체의 농도는 일반적으로 ER/MR 유체 응용장치에 사용되는 유체의 농도 보다 낮은 농도이다.
That is, as shown in FIG. 2, the ER / MR fluid is filled inside the ER / MR valve 11, where the concentration of the ER / MR fluid described above is generally used in ER / MR fluid applications. It is lower than the concentration of the fluid.

또한, ER/MR 유체가 유체 필터(12)를 통과할 때, 유체 필터(12)에서 입자 크기가 작은 베이스 오일만 통과시키므로, ER/MR 밸브(11)의 내부에는 상대적으로 고농도의 ER/MR 유체가 충진되어 있고, 베이스오일 유로(15)에는 저농도의 ER/MR 유체가 흐르게 된다.
In addition, when the ER / MR fluid passes through the fluid filter 12, only the base oil having a small particle size passes through the fluid filter 12, so that a relatively high concentration of ER / MR is inside the ER / MR valve 11. The fluid is filled, and a low concentration of ER / MR fluid flows through the base oil flow path 15.

따라서 일반적인 ER/MR 유체 응용장치에 사용되는 유체의 농도 보다 낮은 농도의 ER/MR 유체를 이용하여도, ER/MR 밸브(11)의 내부에서는 통상적인 경우보다 고농도의 ER/MR 유체로 제어력을 발생할 수 있고, 그것에 의해, ER/MR 입자의 함유율이 작아지면 유체의 가격이 낮아지므로, 장치 전체의 비용을 절감할 수 있다.
Therefore, even if ER / MR fluids of lower concentration than the fluids used in general ER / MR fluid applications are used, the ER / MR fluid 11 controls the control force with a higher concentration of ER / MR fluid than usual. It is possible to reduce the cost of the fluid by reducing the content of ER / MR particles, thereby reducing the overall cost of the apparatus.

다음으로, 상기한 바와 같이 하여 구성된 본 발명에 따른 ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘의 구체적인 작동을 각각의 예를 통하여 설명한다.
Next, a specific operation of the flow valve mechanism of the base oil using the ER fluid and the MR fluid according to the present invention configured as described above will be described with each example.

[제 1 실시예] : ER 유체를 적용한 ER 밸브의 작동
[First Embodiment]: Operation of ER Valve Applying ER Fluid

ER 유체를 적용한 ER 밸브는, 전기장의 부하에 따라 항복응력이 증가하는 ER 효과를 가지는 ER 유체를 이용한 밸브 메커니즘으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 밸브 내부에는 ER 입자와 최소한의 베이스 오일이 첨가된 ER 가루가 충진되어 있고, 베이스 오일 유로를 따라 오일이 흐르게 된다.
The ER valve to which the ER fluid is applied is a valve mechanism using an ER fluid having an ER effect in which yield stress increases with an electric field load. As shown in FIG. 1, ER particles and a minimum base oil are added to the inside of the valve. ER powder is filled and oil flows along the base oil flow path.

이때, 밸브 내부에 전기장을 인가하면, 상기한 바와 같이 하여 전원공급수단에서 공급하는 전원을 적절히 조절하는 것만으로 밸브를 통과하는 베이스 오일의 압력을 용이하게 제어할 수 있다.
At this time, when an electric field is applied to the inside of the valve, the pressure of the base oil passing through the valve can be easily controlled by simply adjusting the power supplied from the power supply means as described above.

[제 2 실시예] : MR 유체를 적용한 MR 밸브의 작동
[Second embodiment]: operation of MR valve to which MR fluid is applied

MR 유체를 적용한 MR 밸브는, 자기장의 부하에 따라 항복응력이 증가하는 MR 효과를 가지는 MR 유체를 이용한 밸브 메커니즘으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 밸브 내부에는 MR 입자와 최소한의 베이스 오일이 첨가된 MR 가루가 충진되어 있고, 베이스 오일 유로를 따라 오일의 흐르게 된다.
MR valve to which the MR fluid is applied is a valve mechanism using an MR fluid having an MR effect of increasing yield stress according to a load of a magnetic field. As shown in FIG. 1, MR particles and a minimum base oil are added to the inside of the valve. MR powder is filled and oil flows along the base oil flow path.

이때, 밸브 내부에 전기장을 인가하면, 전원공급수단에서 공급하는 전원을 적절히 조절하는 것만으로 밸브를 통과하는 베이스 오일의 압력을 용이하게 제어할 수 있다.
At this time, when the electric field is applied to the inside of the valve, it is possible to easily control the pressure of the base oil passing through the valve simply by properly adjusting the power supplied from the power supply means.

이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
As described above, the details of the flow valve mechanism of the base oil using the ER fluid and the MR fluid according to the present invention have been described through the embodiments of the present invention as described above, but the present invention is only described in the above embodiments. The present invention is not limited, and therefore, it is obvious that various modifications, changes, combinations, and substitutions may be made by those skilled in the art according to design needs and various other factors. I will say.

10. ER 유체 및 MR 유체를 이용한 베이스 오일의 유동형 밸브 메커니즘
11. ER/MR 밸브 12. 유체 필터
13. 펌프 시스템 14. 기계부
15. 베이스 오일 유로 21. 펌프 시스템에 의한 압력 10. Flow valve mechanism of base oil using ER fluid and MR fluid
11.ER/MR valve 12. Fluid filter
13. Pump system 14. Mechanical part
15. Base oil flow path 21. Pressure by pump system

Claims

In the flow valve mechanism of the base oil using ER-MR fluid,
An integrated valve 11 in which ER-MR powder and ER-MR particles to which base oil is added are filled;
It is formed in two places on both sides of the integrated valve 11 and partitioned into the inside and the outside of both sides to pass the base oil sequentially in one direction, and the ER-MR powder to which the base oil is added is out of the integrated valve 11. A fluid filter 12 which maintains the ER-MR fluid filled in the integrating valve 11 at a high concentration and prevents the leaking through and passes the base oil filtered at a low concentration;
A mechanical system 14 comprising a controllable variable damping mechanism including a suspension device, a vibration damper, an engine mount, or a power transmission device including a brake, clutch, and valve system;
A pump system located between the mechanical part and the integrated valve and pumping the base oil to circulate in the one direction;
A base oil flow (15) connecting the integrated valve (11), the fluid filter (12), the pump system and the mechanical part (14) to circulate the base oil; And
Power supply means for supplying any one of an electric field and a magnetic field to the ER-MR fluid of the integrated valve 11;
The flow-type valve mechanism of the base oil using the Er fluid and the MR fluid, characterized in that further comprises a.

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The method of claim 1,
The magnitude of the yield stress of the ER-MR fluid is determined by the strength of either the electric or magnetic field applied by the power supply means and the composition ratio of the ER-MR fluid,
The integration is only performed by appropriately adjusting the power supplied from the power supply means by appropriately adjusting the intensity of either an electric field or a magnetic field applied to the ER-MR fluid according to a predetermined composition ratio of the ER-MR fluid. The flow valve mechanism of the base oil using the ER fluid and the MR fluid, characterized in that configured to be able to easily control the pressure of the base oil passing through the valve (11).

The method of claim 1,
The ER-MR fluid is composed of starch particles between 1 μm and 30 μm and base oil between 30 nm and 70 nm.

The method of claim 1,
The concentration of the ER-MR fluid filled in the integrated valve 11 is lower than the concentration of the fluid used in the conventional ER-MR fluid application,
Inside the integrated valve 11 can generate a control force with a higher concentration of the ER-MR fluid than usual, and the base oil using the Er fluid and the MR fluid, characterized in that configured to reduce the overall cost of the device Flow valve mechanism.

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