KR101811548B1 - 댐퍼 마운트 장치 - Google Patents

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KR101811548B1
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아츠시 오가와
게이지 사이토
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케이와이비 가부시키가이샤
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Abstract

댐퍼 마운트 장치는, 자성 입자를 내포하고, 댐퍼와 차체 사이에 설치되는 자성 고무 마운트와, 자성 입자에 자장을 부여하는 전자기 코일과, 전자기 코일에 여자 전류를 공급하는 컨트롤러를 구비한다.

Description

댐퍼 마운트 장치 {SHOCK ABSORBER MOUNTING DEVICE}
본 발명은 댐퍼를 차체에 연결하는 댐퍼 마운트 장치에 관한 것이다.
JP7-266821A에는, 댐퍼의 댐퍼 로드에 고정되는 스프링 시트와, 차체에 고정되는 외통과, 스프링 시트와 외통 사이에 개재 장착되는 고무제의 완충 부재를 구비하는 댐퍼 마운트 장치가 개시되어 있다.
상기의 댐퍼 마운트 장치에서는, 댐퍼 로드로부터 가해지는 하중에 따라서 완충 부재가 탄성 변형되고, 댐퍼 로드에 가해지는 충격이나 진동이 차체에 전해지는 것을 억제한다.
상기의 댐퍼 마운트 장치에서는, 완충 부재의 강성에 의해 그 감쇠 특성이 정해진다. 이 때문에, 예를 들어 차량이 주행하는 노면 상태가 변화하는 경우에는, 댐퍼 로드로부터 차체에 전해지는 충격이나 진동을 충분히 억제하는 것이 어렵다는 문제가 있었다.
본 발명은 감쇠 특성을 가변으로 하는 댐퍼 마운트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 어느 형태에 의하면, 차축과 차체 사이에 설치되는 댐퍼를 상기 차체에 연결하는 댐퍼 마운트 장치이며, 자성 입자를 내포하고, 상기 댐퍼와 상기 차체 사이에 설치되는 자성 고무 마운트와, 상기 자성 입자에 자장을 부여하는 전자기 코일과, 상기 전자기 코일에 여자 전류를 공급하는 컨트롤러를 구비하는 댐퍼 마운트 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 댐퍼 및 댐퍼 마운트 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 댐퍼 마운트 장치의 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
댐퍼(완충기)(10)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 차륜(15)의 차축(16)에 연결되는 실린더(13)와, 실린더(13)로부터 돌출되어 차체(12)에 연결되는 피스톤 로드(11)를 구비한다. 댐퍼(10)로서 신축식의 실린더 댐퍼가 사용된다.
차축(16)과 차체(12) 사이에는, 댐퍼(10)와 함께 현가 스프링(도시 생략)이 설치된다. 현가 스프링은, 차량의 주행 시에 차륜(15)이 노면으로부터 받는 충격을, 신축함으로써 흡수한다. 댐퍼(10)는 현가 스프링과 함께 신축 작동하고, 그 내부에 발생한 오일의 흐름에 의한 저항에 의해 현가 스프링의 진동을 감쇠한다.
상술한 구성에 한하지 않고, 댐퍼는, 리니어 모터 등에 의해 신축 작동하는 것이어도 된다. 이 경우에는, 현가 스프링이 불필요하게 된다.
차량에는, 댐퍼(10)의 피스톤 로드(11)를 차체(12)에 연결하는 댐퍼 마운트 장치(100)가 설치된다.
도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 댐퍼 마운트 장치(100)는 댐퍼(10)로부터 차체(12)에 전해지는 진동을 감쇠하는 자성 고무 마운트(완충 부재)(21)와, 자성 고무 마운트(21)를 차체(12)에 연결하는 차체측 연결 부재(23)와, 자성 고무 마운트(21)를 댐퍼(10)에 연결하는 댐퍼측 연결 부재(25)를 구비한다.
자성 고무 마운트(21)는 고무재, 수지재 등으로 이루어지는 탄성체에 자성 입자를 내포한다. 자성 입자는, 예를 들어 철분 등의 자성체의 입자가 사용된다. 자성 고무 마운트(21)에 자장이 인가되면, 자성 입자가 자기적으로 분극하여 자력선의 쌍방향으로 정렬하고, 분극한 입자 간의 자기적 결합이 증가한다. 이에 의해, 자성 고무 마운트(21)의 강성이 증가한다.
이와 같이, 자성 고무 마운트(21)는 자장의 변화에 따라서 자성 입자의 배향이 바뀜으로써, 그 강성이 변화된다. 자성 고무 마운트(21)로서는, 천연 고무, 합성 고무, 폴리우레탄 등의 고무 재료에, 자성 입자를 분산시킨 것이 사용된다. 자성 입자로서는, 네오디뮴이나 사마륨에 철이나 질소 등을 첨가한 희토류 자성분이나, 철분, 페라이트 등이 사용된다.
자성 고무 마운트(21)는 원통 형상으로 형성되고, 내측에 피스톤 로드(11)가 삽입 관통된다. 자성 고무 마운트(21)의 한쪽의 단부면(21B)에는, 차체측 연결 부재(23)가 결합된다. 자성 고무 마운트(21)의 다른 쪽의 단부면(21A)에는, 댐퍼측 연결 부재(25)가 결합된다.
차체측 연결 부재(23)는 금속으로 이루어지는 자성체에 의해 원반 형상으로 형성되고, 차체(12)에 대하여 볼트(도시 생략) 등을 개재하여 체결된다.
댐퍼측 연결 부재(25)는 금속으로 이루어지는 자성체에 의해 원반 형상으로 형성되고, 피스톤 로드(11)에 너트(17)로 체결된다.
이와 같이, 차체측 연결 부재(23) 및 댐퍼측 연결 부재(25)는 자성 고무 마운트(21)를 개재하여 체결된다. 또한, 상술한 구성에 한하지 않고, 자성 고무 마운트(21), 차체측 연결 부재(23) 및 댐퍼측 연결 부재(25)는 접착제에 의해 접착하여 결합하도록 해도 된다.
댐퍼 마운트 장치(100)는 자성 고무 마운트(21)에 자장을 부여하는 수단으로서, 자성 고무 마운트(21)의 외주를 포위하는 전자기 코일(31)을 구비한다.
전자기 코일(31)은 자성 고무 마운트(21)의 외주를 따라서 다수 회 감기는 선재(도시 생략)에 의해 구성된다. 선재는, 예를 들어 구리선이다. 또한, 상술한 구성에 한하지 않고, 플랜지부를 갖는 통 형상의 보빈에 전자기 코일(31)의 선재를 권회하고, 보빈의 내측에 자성 고무 마운트(21)를 배치하도록 해도 된다.
댐퍼 마운트 장치(100)는 전자기 코일(31)에 여자 전류를 공급하는 수단으로서, 컨트롤러(40)를 구비한다. 전자기 코일(31)의 선재 양단에는 리드선(41)이 접속되고, 이 리드선(41)이 컨트롤러(40)에 접속된다.
댐퍼 마운트 장치(100)는 전자기 코일(31)의 외주를 포위하는 요크 부재(27)를 구비한다. 요크 부재(27)는 금속으로 이루어지는 자성체에 의해 플랜지가 설치된 원통 형상으로 형성된다.
요크 부재(27)는 차체측 연결 부재(23)의 외주부(23A)에 결합되는 단부(27A)와, 댐퍼측 연결 부재(25)의 외주부(25A)에 간극(29)을 갖고서 대치하는 단부(27B)를 갖는다.
차체측 연결 부재(23)의 외주부(23A)와 요크 부재(27)의 단부(27A)에는, 서로 나사 결합하는 나사부가 형성된다. 이에 의해, 요크 부재(27)는 차체측 연결 부재(23)에 체결하여 결합된다. 또한, 상술한 구성에 한하지 않고, 요크 부재(27)는 차체측 연결 부재(23)에 접착이나 감합에 의해 결합되는 구성으로 해도 된다.
또한, 요크 부재(27)의 단부(27B)와 댐퍼측 연결 부재(25)의 외주부(25A) 사이에 간극(29)이 형성되지 않도록 하고, 전자기 코일(31)이 발생하는 자장이 요크 부재(27)의 외측으로 누출하는 것을 억제해도 된다. 또한, 요크 부재(27)는 차체측 연결 부재(23)와 일체로 형성해도 된다. 또한, 댐퍼측 연결 부재(25)와 차체측 연결 부재(23)의 외경은, 자성 고무 마운트(21)의 외경 이상이 되도록 설정하고, 댐퍼(10)로부터 차체에 전해지는 진동이 자성 고무 마운트(21)의 전체에 전해지도록 하는 것이 바람직하다.
차체측 연결 부재(23), 댐퍼측 연결 부재(25) 및 요크 부재(27)는 전자기 코일(31)의 전자기 유도 작용에 의한 자력선을 자성 고무 마운트(21)에 유도하는 자로를 구성한다. 또한, 피스톤 로드(11)는 비자성체로 형성되고, 자속이 피스톤 로드(11)가 아니라 자성 고무 마운트(21)에 집중하도록 하고 있다. 피스톤 로드(11)의 일부, 또는 댐퍼측 연결 부재(25)의 일부를 비자성체로 형성하여, 자로를 단락하지 않도록 해도 된다.
전자기 코일(31)이 만드는 자장은, 도 2에 자력선을 화살표로 나타낸 바와 같이, 차체측 연결 부재(23), 자성 고무 마운트(21), 댐퍼측 연결 부재(25) 및 요크 부재(27)를 통하여 루프 형상으로 유도된다.
차체측 연결 부재(23), 자성 고무 마운트(21), 댐퍼측 연결 부재(25), 요크 부재(27) 및 전자기 코일(31)은 댐퍼(10)의 중심축 O과 동축 상에 배치된다.
차체측 연결 부재(23)와 댐퍼측 연결 부재(25)는, 자성 고무 마운트(21)를 중심축 O 방향에 대하여 끼우도록 설치된다. 이에 의해, 전자기 코일(31)의 둘레에 발생하는 자력선은, 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이, 자성 고무 마운트(21)에 대하여 댐퍼(10)의 중심축 O 방향으로 유도된다. 즉, 댐퍼(10)와 차체(12) 사이에 진동 등에 의한 힘이 작용했을 때에 자성 고무 마운트(21)가 신축하는 방향으로 자력선이 유도된다.
전자기 코일(31)로부터의 자력선이, 자성 고무 마운트(21)에 대하여 댐퍼(10)의 중심축 O 방향으로 유도됨으로써, 자성 고무 마운트(21)에 내포되는 자성 입자가 중심축 O 방향으로 배향된다. 이에 의해, 자성 고무 마운트(21)의 강성이 중심축 O 방향에 대하여 높여진다. 즉, 자성 고무 마운트(21)가 신축하는 방향으로 자력선을 유도함으로써 댐퍼 마운트 장치(100)의 감쇠 특성을 효율적으로 가변할 수 있다.
댐퍼(10)의 실린더(13)에는, 댐퍼 가속도를 검지하는 댐퍼 가속도 센서(도시 생략)가 설치된다. 댐퍼 가속도 센서는, 실린더(13)와 함께 상하 이동하고, 댐퍼 가속도에 따른 신호를 컨트롤러(40)에 송신한다.
컨트롤러(40)는 댐퍼(10)의 댐퍼 가속도의 검지 신호와, 차량 주행 속도의 검지 신호를 수신하고, 이들 검지 신호에 따라서 전자기 코일(31)에 유도되는 여자 전류를 제어한다.
또한, 상술한 구성에 한하지 않고, 댐퍼 가속도 센서는, 차축(16)과 함께 동작하는 서스펜션 아암(도시 생략) 등에 설치해도 된다. 또한, 피스톤 로드(11)의 변위를 검출하는 변위 센서를 설치하고, 변위 센서의 출력을 2단 미분한 신호를 댐퍼 가속도로서 이용해도 된다. 또한, 댐퍼 가속도 센서는, 댐퍼(10)의 상하 가속도로서 실린더(13)와 피스톤 로드(11)의 상대 가속도를 검출해도 된다.
차량이 주행하는 노면의 요철이 작은 상태에서는, 차체에 전해지는 진동도 작고, 댐퍼 가속도의 검출 신호도 작아진다. 차량이 주행하는 노면의 요철이 큰 상태에서는, 차체에 전해지는 진동도 크고, 댐퍼 가속도의 검출 신호도 커진다.
컨트롤러(40)는 댐퍼 가속도의 검지 신호를 수신하고, 댐퍼 가속도가 높아짐에 따라, 전자기 코일(31)에 유도되는 여자 전류를 저감시키는 제어를 행한다. 또한, 컨트롤러(40)는 댐퍼 가속도가 감소되면, 그에 따라, 전자기 코일(31)에 유도되는 여자 전류를 증가시킨다.
상기 제어에 의해, 차량이 주행하는 노면의 요철이 작은 상태에서는, 자성 고무 마운트(21)의 강성이 높게 유지된다. 그리고, 노면의 요철이 커지는 것에 수반하여, 자성 고무 마운트(21)의 강성이 낮아진다.
이에 의해, 노면 상태에 따른 댐퍼 마운트 장치(100)의 감쇠 특성이 얻어지고, 댐퍼(10)로부터 차체(12)에 전해지는 충격이나 진동이 유효하게 억제된다. 따라서, 차량의 승차감을 향상시킬 수 있다.
컨트롤러(40)는 차량의 주행 속도 검지 신호를 수신하고, 주행 속도가 높아짐에 따라, 전자기 코일(31)에 유도되는 여자 전류를 증가시키는 제어를 행한다. 또한, 컨트롤러(40)는 주행 속도가 감소하면, 그에 따라, 전자기 코일(31)에 유도되는 여자 전류를 감소시킨다.
주행 속도를 검출하는 차속 센서는, 컨트롤러(40)에 설치해도 되고, 미리 차량에 설치된 차속 센서의 출력 신호를 이용해도 된다.
상기 제어에 의해, 차량의 주행 속도가 낮은 상태에서는, 자성 고무 마운트(21)의 강성이 낮게 유지된다. 그리고, 차량의 주행 속도가 높아지는 것에 수반하여, 자성 고무 마운트(21)의 강성이 높여진다.
이에 의해, 차량의 주행 속도에 따른 댐퍼 마운트 장치(100)의 감쇠 특성이 얻어지고, 차륜(15)의 접지성을 높여 조종성, 안정성이 확보된다.
이상의 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 작용 효과를 발휘한다.
댐퍼 마운트 장치(100)는 자성 입자를 내포하고, 댐퍼(10)와 차체(12)의 사이에 설치되는 자성 고무 마운트(21)와, 자성 입자에 자장을 부여하는 전자기 코일(31)과, 차량의 운전 상태에 따라서 전자기 코일(31)에 여자 전류를 공급하는 컨트롤러(40)를 구비하는 것으로 했다.
이것에 의하면, 전자기 코일(31)이 자성 입자에 부여하는 자장의 변화에 따라서 자성 고무 마운트(21) 내에서의 자성 입자의 배향이 바뀜으로써, 자성 고무 마운트(21)의 강성이 변화한다. 컨트롤러(40)가 차량의 운전 상태에 따라서 전자기 코일(31)에 여자 전류를 공급함으로써, 전자기 코일(31)이 자성 입자에 부여하는 자장이 발생하여, 댐퍼 마운트 장치(100)의 감쇠 특성을 바꿀 수 있다.
또한, 댐퍼 마운트 장치(100)는 자성 고무 마운트(21)를 차체(12)에 연결하는 차체측 연결 부재(23)와, 자성 고무 마운트(21)를 댐퍼(10)에 연결하는 댐퍼측 연결 부재(25)와, 차체측 연결 부재(23)와 댐퍼측 연결 부재(25) 사이에서 전자기 코일(31)로부터 발생하는 자장을 유도하는 요크 부재(27)를 구비한다. 자성 고무 마운트(21)는 상기 전자기 코일의 내측에 배치된다. 또한, 차체측 연결 부재(23)와 댐퍼측 연결 부재(25)와 요크 부재(27)로 전자기 코일(31)을 덮도록 하였다.
이것에 의하면, 전자기 코일(31)의 둘레에 발생하는 자력선이, 차체측 연결 부재(23), 댐퍼측 연결 부재(25) 및 요크 부재(27)를 통하여 자성 고무 마운트(21)에 유도된다. 따라서, 전자기 코일(31)의 자장을, 자성 고무 마운트(21)의 자성 입자에 유효하게 부여할 수 있다.
또한, 댐퍼(10)는 신축식의 실린더 댐퍼이며, 전자기 코일(31)로부터 발생하는 자장이, 자성 고무 마운트(21)에 대하여 댐퍼(10)의 신축 방향으로 발생하는 것으로 했다.
이것에 의하면, 전자기 코일(31)로부터의 자력선이, 자성 고무 마운트(21)에 대하여 댐퍼(10)의 축방향으로 유도됨으로써, 자장의 강도에 따라서 자성 고무 마운트(21)의 강성이 댐퍼(10)의 축방향에 대하여 변화된다. 따라서, 댐퍼 마운트 장치(100)의 감쇠 특성을 유효하게 바꿀 수 있다.
또한, 컨트롤러(40)는 댐퍼(10)의 상하 가속도가 커지면, 전자기 코일(31)에 공급되는 여자 전류를 저감시키도록 제어하는 것으로 했다.
이것에 의하면, 컨트롤러(40)가 댐퍼 가속도에 따라서 전자기 코일(31)에 흐르는 여자 전류를 제어함으로써, 차량이 주행하는 노면 상태에 따라서 자성 고무 마운트(21)의 강성이 변화한다. 따라서, 노면 상태에 따른 댐퍼 마운트 장치(100)의 감쇠 특성이 얻어진다.
또한, 컨트롤러(40)는 차체의 주행 속도가 커지면, 전자기 코일(31)에 공급되는 여자 전류를 증가시키도록 제어하는 것으로 했다.
이것에 의하면, 컨트롤러(40)가 차체의 속도에 따라서 전자기 코일(31)에 흐르는 여자 전류를 제어함으로써, 차체의 속도에 따른 댐퍼 마운트 장치(100)의 감쇠 특성이 얻어진다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 지나지 않고, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성으로 한정하는 취지가 아니다.
예를 들어, 운전자의 기호에 따라 댐퍼 마운트 장치의 감쇠 특성을 바꾸도록 해도 된다. 일례로서, 컨트롤러(40)에, 전자기 코일(31)에 공급하는 전류를 전환하는 스위치를 설치하고, 운전자가 스위치를 전환하도록 함으로써 이것을 실현할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 댐퍼측 연결 부재(25)와 차체측 연결 부재(23)가 자성 고무 마운트(21)의 양 단부면(21A, 21B)에 결합되지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들어 자성 고무 마운트(21)의 내주, 외주에 결합되는 구성으로 해도 된다.
또한, 본 발명의 댐퍼 마운트 장치는, 차량에 한하지 않고, 다른 기계, 설비에도 이용할 수 있다.
본원은 2013년 7월 24일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2013-153506에 기초하는 우선권을 주장하고, 이 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (5)

  1. 차축(16)과 차체(12) 사이에 설치되는 댐퍼(10)를 상기 차체(12)에 연결하는 댐퍼 마운트 장치(100)이며,
    자성 입자를 내포하고, 상기 댐퍼(10)와 상기 차체(12) 사이에 설치되는 자성 고무 마운트(21)와,
    상기 자성 입자에 자장을 부여하는 전자기 코일(31)과,
    상기 전자기 코일(31)에 여자 전류를 공급하는 컨트롤러(40)와,
    상기 자성 고무 마운트(21)를 상기 차체(12)에 연결하는 차체측 연결 부재(23)와,
    상기 자성 고무 마운트(21)를 상기 댐퍼(10)에 연결하는 댐퍼측 연결 부재(25)와,
    상기 차체측 연결 부재(23)와 상기 댐퍼측 연결 부재(25) 사이에서 상기 전자기 코일(31)로부터 발생하는 자장을 유도하는 요크 부재(27)를 구비하고,
    상기 자성 고무 마운트(21)는, 상기 전자기 코일(31)의 내측에 배치되고,
    상기 차체측 연결 부재(23)와 상기 댐퍼측 연결 부재(25)와 상기 요크 부재(27)로 상기 전자기 코일(31)을 덮는, 댐퍼 마운트 장치(100).
  2. 제1항에 있어서, 상기 댐퍼(10)는, 신축식의 실린더 댐퍼이며,
    상기 전자기 코일(31)로부터 발생하는 자장이, 상기 자성 고무 마운트(21)에 대하여 상기 댐퍼(10)의 신축 방향으로 발생하는, 댐퍼 마운트 장치(100).
  3. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러(40)는, 상기 댐퍼(10)의 상하 가속도가 커지면, 상기 전자기 코일(31)에 공급되는 여자 전류를 저감시키도록 제어하는, 댐퍼 마운트 장치(100).
  4. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러(40)는, 상기 차체(12)의 주행 속도가 커지면, 상기 전자기 코일(31)에 공급되는 여자 전류를 증가시키도록 제어하는, 댐퍼 마운트 장치(100).
  5. 삭제
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