KR101801129B1 - 영구자석을 이용한 ｍｒ 유압회로와 이를 구비한 차량용 유압 리프트 장치 - Google Patents

영구자석을 이용한 ｍｒ 유압회로와 이를 구비한 차량용 유압 리프트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 유압 리프트 장치에 관한 것으로, 차량을 탑재하기 위한 탑재대와 이를 지지하기 위한 프레임, 상기 탑재대를 승강시키기 위한 유압 실린더, 및 상기 유압 실린더와 연동하여 MR유체의 흐름을 제어하기 위한 MR 유압회로를 포함하고, 상기 MR 유압회로는 관로를 따라 일정한 압력으로 MR유체를 공급하는 유압펌프와, 자기장을 인가하여 MR유체의 흐름을 제어하는 MR밸브를 포함하며, 상기 탑재대는 상기 MR밸브를 통과하는 MR유체에 자기장을 가하여 압력강하를 이끌어내기 위해 일 끝단의 양측에 서로 이격된 상태로 상기 MR밸브의 양 측면과 마주하게 되는 영구자석을 각각 하나씩 형성한 구성을 갖되, 상기 MR밸브는 높이 조절이 가능하게 형성되고, 상기 영구자석은 사이즈나 MR밸브와의 이격거리 조정을 통한 자기장 조절이 가능하도록 구성된다.

Description

영구자석을 이용한 ＭＲ 유압회로와 이를 구비한 차량용 유압 리프트 장치{MR HYDRAULIC CIRCUIT USING PERMANENT MAGNET AND HYDRAULIC LIFTER HAVING THE SAME}
본 발명은 차량용 유압 리프트 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영구자석을 이용한 MR 유압회로와 이를 구비한 유압 리프트 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 리프트 장치는 타이어 파열 또는 차체 하부의 정비, 판금작업 등을 위하여 차체를 지면으로부터 들어올리는데 사용되는 장치로서, 차량을 탑재시키기 위한 탑재대와 이를 지지하기 위한 프레임, 그리고 상기 탑재대를 승강시키기 위한 유압 실린더를 포함하는 구성을 갖는다.
이러한 차량용 리프트 장치(100)는 도 1에 도시한 바와 같이 차체를 탑재 및 지지하는 지지부가 차체의 좌측과 우측을 나누어 지지하도록 좌우 한 쌍으로 구성되어 있으며, 일반적으로 하중에 대한 강인성, 안전성 등의 장점에도 불구하고 유압 제어의 난이성으로 인해 여러 문제들이 야기되고 있다. 예를 들면, 차량용 리프트 장치는 유압의 비선형적 특성으로 인해 작업의 종류 또는 작업자의 키에 따라 리프트의 높이를 조정하는 아주 기본적인 조작에도 고도의 복잡한 유압 제어 장비들이 요구되고 있다.
최근에는 이러한 문제점을 해결하기 위해 아래와 같은 MR유체를 이용한 밸브시스템(이하 'MR밸브시스템' 이라 함)에 의해 유압제어를 행함으로써 차량용 리프트의 높이 조정이 보다 원활하게 이루어질 수 있게 되었다.
도 2 내지 4는 이러한 MR유체를 이용한 차량용 유압 리프트 장치의 일 예를 도시한 것으로, 도 2는 차량용 유압 리프트 장치의 MR밸브시스템을 구성하는 유압회로와 MR밸브의 개략도이고, 도 3은 유압 리프트 상승시의 유압회로 및 MR밸브의 작동상태도, 도 4는 유압 리프트 하강시의 유압회로 및 MR밸브의 작동상태도이다.
도 2에 따르면, 차량용 유압 리프트 장치(100; 이하 '유압 리프트 장치'라 함)는 차량을 탑재하기 위한 탑재대(110)와 이를 지지하기 위한 프레임, 상기 탑재대(110)를 승강시키기 위한 유압 실린더(120), 및 상기 유압 실린더(120)와 연동하여 MR유체의 흐름을 제어하기 위한 MR밸브시스템을 포함하는 구성으로 이루어져 있다. MR밸브시스템은 관로를 따라 일정한 압력으로 MR유체를 공급하는 유압펌프(P;140)와, 자기장을 인가하여 MR유체의 흐름을 제어하는 MR밸브(130)를 포함한다. MR밸브시스템을 구성하는 관로들은 유압펌프(140)의 유출측과 MR밸브(130)의 유입측을 연결하는 제1관로(151)와, MR밸브(130)의 유출측과 유압펌프(140)의 유입측을 연결하는 제2관로(152)로 이루어지며, 제2관로(152)의 일측으로 유압실린더(120)가 연결된 구성을 갖는다.
MR밸브(130)는 전류 인가에 의해 형성되는 자기장으로 MR유체의 흐름을 조정하여 원하는 압력강하를 이끌어내는 형태로서, 내부에 MR유체가 통과하는 적어도 하나 이상의 유로(131,132)와, MR유체에 자기장을 가하여 압력강하를 이끌어내도록 각 유로 주변에 하나 이상의 코일회로부(133)가 형성된 구조를 갖는다.
도 3을 참조하면, 제1관로(151)를 따라 흐르는 MR유체는 유압펌프(140)에 의한 초기 압력(P1)으로 MR밸브(130)로 공급되고, MR밸브(130)의 각 유로들을 통과한 MR유체는 유압 실린더(120)로 유입되어 탑재대(110)를 원하는 높이까지 상승시키게 된다.
또한, 도 4에 따르면, 탑재대(110)를 하강시키고자 할 경우, 코일회로부(133)에 전류가 인가되고 인가된 전류에 의해 코일회로부(133)의 주위에 자기장(m)이 형성된다. 이 자기장(m)은 MR밸브(130) 내부의 유로(131,132)들을 따라 흐르는 MR유체를 고체화시키게 되는데, 이때 MR유체는 액체상태에서 고체화되면서 일정한 굳음 상태를 유지하게 된다. 이러한 MR유체의 굳는 정도는 자기장의 세기에 따라 다를 수 있고, 자기장의 세기는 코일회로부(133)에 인가되는 전류 세기에 따라 달라질 수 있다. 이와 같이 MR밸브(130) 내부의 유로(131,132)들을 따라 초기 압력(P1)으로 흐르던 MR유체가 전류 인가에 의해 고체화되면 유압실린더에 공급되는 MR유체의 압력이 떨어져 유압실린더의 내부 압력(P2)이 일정 수준 이하로 강하하고, 그에 따라 탑재대(110)가 아래로 하강하게 된다. 이때, 코일회로부(133)에 인가되는 전류의 세기를 조절하여 자기장 강도를 조절해줌으로써 유압 실린더(120)의 내부 압력(P2)을 정적 평형상태로 유지하여 탑재대(110)를 원하는 작업 높이에 고정할 수 있다.
그러나, 위와 같은 구성의 차량용 유압 리프트 장치는 MR유체에 작용하는 자기장을 형성하기 위해 별도의 전류 인가 장치가 필요하고, 또한 이를 제어하기 위한 소정의 제어시스템도 갖추어야 하는 관계로 전체적인 장치 구성이 복잡해지는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 개발된 것으로, 전류인가장치와 이를 제어하는 제어시스템이 필요없이 영구자석 만으로 MR유체의 유압을 제어할 수 있는 차량용 유압 리프트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 차량을 탑재하기 위한 탑재대와 이를 지지하기 위한 프레임, 상기 탑재대를 승강시키기 위한 유압 실린더, 및 상기 유압 실린더와 연동하여 MR유체의 흐름을 제어하기 위한 MR 유압회로를 포함하고, 상기 MR 유압회로는 관로를 따라 일정한 압력으로 MR유체를 공급하는 유압펌프와, 자기장을 인가하여 MR유체의 흐름을 제어하는 MR밸브를 포함하고, 상기 탑재대는 상기 MR밸브를 통과하는 MR유체에 자기장을 가하여 압력강하를 이끌어내기 위해 일 끝단의 양측에 서로 이격된 상태로 상기 MR밸브의 양 측면과 마주하게 되는 영구자석을 각각 하나씩 형성한 차량용 유압 리프트 장치이 제공된다. .
본 발명에 따르면, MR밸브는 내부에 MR유체가 통과하는 하나 이상의 유로를 가지고, 상기 관로는 유압펌프의 유출측과 MR밸브의 유입측을 연결하는 제1관로와, MR밸브의 유출측과 유압펌프의 유입측을 연결하는 제2관로로 이루어져 상기 제2관로의 일측으로 상기 유압실린더가 연결되고, 상기 MR밸브는 높이 조절이 가능하게 형성되며, 상기 영구자석은 탑재대의 승강작용에 따라 함께 MR밸브의 양 측면과 마주하는 높이까지 상승할 수 있다. 또한, 영구자석에 의해 MR밸브에 인가되는 자기장의 세기는 자력의 크기에 따라 달라지고, 상기 자력의 크기는 영구자석의 사이즈나 MR밸브와의 이격거리 조정에 의해 조절되되, 상기 유압 실린더의 내부 압력을 정적 평형상태로 하여 탑재대를 원하는 작업 높이에 고정할 수 있도록 상기 영구자석은 사이즈나 MR밸브와의 이격거리 조정을 통한 자기장의 조절이 가능하도록 구성됨이 바람직하다.
상술된 특징들로부터 본 발명은 MR유체에 작용하는 자기장을 형성하기 위해 필요한 전류인가장치와 이를 제어하는 제어시스템 없이 영구자석 만으로 MR유체의 유압을 제어하여 리프트 높이를 조절할 수 있으며, 아울러 전체적인 장치 구성도 매우 간단한 장점이 있다.
도 1은 차량용 유압 리프트 장치의 일반적인 사용 상태를 도시한 도면;
도 2는 종래의 차량용 유압 리프트 장치의 일 예를 도시한 것으로, 도 2a는 유압 리프트 장치의 MR밸브시스템을 구성하는 유압회로와 MR밸브의 개략도, 도 2b는 도 2a의 유압회로를 구성하는 MR밸브의 개략도;
도 3은 도 2에 따른 유압 리프트 장치의 리프트 상승시의 유압회로 및 MR밸브로서, 도 3a는 유압회로의 작동상태를 도시한 개략도, 도 3b는 MR밸브 내 전류 인가에 따른 자기장 형성시의 작동상태를 도시한 개략도;
도 4는 도 2에 따른 유압 리프트 장치의 리프트 하강시의 유압회로 및 MR밸브로서, 도 4a는 유압회로의 작동상태를 도시한 개략도, 도 4b는 MR밸브 내 전류 차단에 따른 자기장 소멸시의 작동상태를 도시한 개략도;
도 5는 본 발명에 따른 차량용 유압 리프트 장치의 작동 구성과 리프트 상승시의 유압회로 및 MR밸브의 작동상태를 도시한 것으로, 도 5a는 유압회로의 작동상태를 도시한 개략도, 도 5b는 리프트와 자석 상승에 따른 MR밸브 내 자기장 형성시의 상태를 도시한 개략도;
도 6은 도 5에 따른 유압 리프트 장치의 리프트 하강시의 유압회로 및 MR밸브의 작동상태를 도시한 것으로, 도 6a는 유압회로의 작동상태를 도시한 개략도, 도 6b는 리프트와 자석 하강에 따른 MR밸브 내 자기장 소멸시의 상태를 도시한 개략도.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
아래의 실시예에서는 발명을 설명함에 있어서 필연적인 부분들을 제외하고 그 도시와 설명을 생략하였으며, 명세서 전체를 걸쳐 동일 유사한 요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하고 그에 대한 상세한 설명은 반복하지 않고 생략하기로 한다.
본 발명은 MR유체에 자기장을 인가하는 수단으로 기존의 코일회로부 대신 영구자석으로 MR유체의 유압을 제어하여 차량용 유압 리프트의 높이를 조절하도록 함에 그 기본원리를 갖는 것으로, 도 5는 본 발명에 따른 차량용 유압 리프트 장치의 작동 구성과 리프트 상승시의 유압회로 및 MR밸브의 작동상태를 도시하고 있다.
도 5a에 따르면, 본 발명의 유압 리프트 장치(200)는 차량을 탑재하기 위한 탑재대(210)와 이를 지지하기 위한 프레임, 상기 탑재대(210)를 승강시키기 위한 유압 실린더(220), 및 상기 유압 실린더(220)와 연동하여 MR유체의 흐름을 제어하기 위한 MR 유압회로를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.
MR 유압회로는 관로를 따라 일정한 압력으로 MR유체를 공급하는 유압펌프(P;240)와, 자기장을 인가하여 MR유체의 흐름을 제어하는 MR밸브(230)를 포함한다. MR 유압회로를 구성하는 관로들은 도 2와 마찬가지로 유압펌프(240)의 유출측과 MR밸브(230)의 유입측을 연결하는 제1관로(251)와, MR밸브(230)의 유출측과 유압펌프(240)의 유입측을 연결하는 제2관로(252)로 이루어지며, 제2관로(252)의 일측으로 유압실린더(220)가 연결된 구성을 갖는다.
MR밸브(230)는 자석에 의해 형성되는 자기장으로 MR유체의 흐름을 조정하여 원하는 압력강하를 이끌어내는 형태로서, MR밸브(230)의 내부에 MR유체가 통과하는 하나 이상의 유로(231,232)를 형성하고, 탑재대(210)는 상기 유로(231,232)를 통과하는 MR유체에 자기장을 가하여 압력강하를 이끌어내기 위해 일 끝단의 양측에 서로 이격된 상태로 MR밸브(230)의 양 측면과 마주하게 되는 영구자석(212,212)을 각각 하나씩 형성한 구조를 갖는다.
이 경우, MR밸브(230)는 높이 조절이 가능한 구조로 제공됨이 바람직하며, 탑재대(210)의 일 끝단에 구비된 영구자석(212,212)은 탑재대(210)의 승강작용에 따라 함께 MR밸브(230)의 양 측면과 마주하는 높이까지 상승할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1관로(251)를 따라 흐르는 MR유체는 유압펌프(140)에 의한 초기 압력(P1)으로 MR밸브(230)로 공급되고, MR밸브(230)의 각 유로들을 통과한 MR유체는 유압 실린더(220)로 유입되어 탑재대(210)를 원하는 높이까지 상승시키게 된다. 탑재대(210)의 상승과 함께 영구자석(212,212)이 MR밸브(230)의 양 측면과 마주하게 되는 높이까지 상승하면, 영구자석(212,212)에 의해 MR밸브(230)에 자기장(m)이 인가되고 이 자기장(m)은 MR밸브(230) 내부의 유로(231,232)들을 따라 흐르는 MR유체를 고체화시키게 되는데, 이때 MR유체는 액체상태에서 고체화되면서 일정한 굳음 상태를 유지하게 된다. 이러한 MR유체의 굳는 정도는 자기장의 세기에 따라 다를 수 있으며, 자기장의 세기는 자력의 크기에 따라 달라질 수 있다. 또한, 자력의 크기는 영구자석(212)의 사이즈나 MR밸브(230)와의 이격거리에 의해 조절할 수 있다.
이와 같이 MR밸브(230) 내부의 유로(231,232)들을 따라 초기 압력(P1)으로 흐르던 MR유체가 자기장 인가에 의해 고체화되면 유압실린더(220)에 공급되는 MR유체의 압력이 떨어져 유압실린더(220)의 내부 압력(P2)이 일정 수준 이하로 강하하고, 그에 따라 도 6과 같이 탑재대(210)는 아래로 하강하게 된다. 이때, 영구자석(212)의 사이즈나 MR밸브(230)와의 이격거리 조정을 통해 자기장 강도를 조절해줌으로써 유압 실린더(220)의 내부 압력(P2)을 정적 평형상태로 유지하여 탑재대(210)를 원하는 작업 높이에 고정할 수 있다.
위와 같은 구성을 통해 본 발명은 기존의 전류인가장치나 제어장치 없이 영구자석 만을 이용한 간단한 구성으로 MR유체의 유압을 제어하여 리프트의 높이를 조절할 수 있게 된다.
이상 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였으나, 지금까지 설명한 내용들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 그 일부를 예시한 정도에 불과하다. 따라서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 범위내에서 발명의 요지를 변경시키지 않고 본 발명에 대하여 다양한 변형을 가할 수 있음은 물론이다.
200 : 유압 리프트 장치
210 : 탑재대
220 : 유압 실린더
230 : MR밸브
240 : 유압펌프
251 : 제1관로
252 : 제2관로
231,232 : 유로
212 : 영구자석

Claims (4)

  1. 차량을 탑재하기 위한 탑재대와 이를 지지하기 위한 프레임, 상기 탑재대를 승강시키기 위한 유압 실린더, 및 상기 유압 실린더와 연동하여 MR유체의 흐름을 제어하기 위한 MR 유압회로를 포함하고,
    상기 MR 유압회로는 관로를 따라 일정한 압력으로 MR유체를 공급하는 유압펌프와, 자기장을 인가하여 MR유체의 흐름을 제어하는 MR밸브를 포함하며,
    상기 탑재대는 상기 MR밸브를 통과하는 MR유체에 자기장을 가하여 압력강하를 이끌어내기 위해 일 끝단의 양측에 서로 이격된 상태로 상기 MR밸브의 양 측면과 마주하게 되는 영구자석을 각각 하나씩 형성한 것을 특징으로 하는 차량용 유압 리프트 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 MR밸브는 내부에 MR유체가 통과하는 하나 이상의 유로를 가지고, 상기 관로는 유압펌프의 유출측과 MR밸브의 유입측을 연결하는 제1관로와, MR밸브의 유출측과 유압펌프의 유입측을 연결하는 제2관로로 이루어져 상기 제2관로의 일측으로 상기 유압실린더가 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 유압 리프트 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 MR밸브는 높이 조절이 가능하게 형성되고, 상기 영구자석은 탑재대의 승강작용에 따라 함께 MR밸브의 양 측면과 마주하는 높이까지 상승할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 유압 리프트 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 영구자석에 의해 MR밸브에 인가되는 자기장의 세기는 자력의 크기에 따라 달라지고, 상기 자력의 크기는 영구자석의 사이즈나 MR밸브와의 이격거리 조정에 의해 조절되되, 상기 유압 실린더의 내부 압력을 정적 평형상태로 하여 탑재대를 원하는 작업 높이에 고정할 수 있도록 상기 영구자석은 사이즈나 MR밸브와의 이격거리 조정을 통한 자기장 조절이 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 유압 리프트 장치.
KR1020160173474A 2016-12-19 2016-12-19 영구자석을 이용한 ｍｒ 유압회로와 이를 구비한 차량용 유압 리프트 장치 KR101801129B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102041527B1 (ko) * 2018-05-02 2019-11-06 인하대학교 산학협력단 차량용 mr 유압 리프트 장치

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101382208B1 (ko) 2012-04-04 2014-04-07 남성기 다중 링크식 자동차 리프트
KR101452734B1 (ko) 2014-05-27 2014-10-22 (주)메카스 엠알댐퍼를 이용하여 블랭크 홀딩 포스를 제어하는 드로잉 프레스

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