KR102023268B1 - 차량용 준능동 와전류 댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 준능동 와전류 댐퍼에 관한 것으로서, 차량의 현가장치에 설치되어 와전류를 이용하여 댐핑을 준능동적으로 수행하기 위한 차량용 준능동 와전류 댐퍼에 있어서; 상기 댐퍼(100)는, 도전체관체의 댐퍼실린더바디(10)의 내벽면인 실린더라이너(12)에 삽입되어 상대적으로 미끄럼가동하는 리니어댐핑바아(60), 상기 댐퍼실린더바디(10)와 상대이동하도록 상기 리니어댐핑바아(60)의 작동단부인 장착축부(60-1)에 설치되는 댐핑피스톤부(50)를 가지고, 상기 도전체의 댐퍼실린더바디(10)와 협동하여 와전류를 생성하는 상기 댐핑피스톤부(50)는, 상기 댐핑피스톤부(50)의 장착축부(60-1)에 교호로 이격시켜 배설한 도우넛형상의 영구자석(PM1.PM2,PM3..)과,상기 다수의 영구자석(PM1.PM2,PM3..)과 작동축부(52) 상에서 축방향으로 교호로 배설되도록 장착되며, 상기 장착축부(60-1)에 규소강판성층코어(66)의 다수의 폴(66')에 코일(67)이 동일한 방향으로 권선됨으로써, 전류 인가시 방사상(전체 댐퍼(100)의 축중심에 대하여)으로 자계방향이 형성되도록 상기 영구자석(PM1.PM2,PM3..)과 협동하여 할바흐 배열을 구성하는 다수의 전자석(EM1,EM2,EM3..)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 준능동 와전류 댐퍼{Semi-active eddy current damper for automobile}

본 발명은 차량용 준능동 와전류 댐퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 현가장치에 채용되어 전자제어계의 컨트롤유닛과 협동하여 차륜의 상하운동으로 인한 진동의 진폭을 와전류의 감쇠특성을 이용하여 감폭시키는 댐퍼에 관한 것으로써, 차륜의 상하운동 방향과 속도에 따라 그 감쇠력을 신속하게 변화시켜 차체의 진동을 억제하여 주행안정성과 승차감을 향상시키는 준능동 댐퍼에 관한 것이다.

차량 현가장치의 댐퍼는 노면에서 발생한 충격으로 인한 차륜의 상하 진동을 감폭시킴으로서 차체의 진동을 억제하여 승차감을 향상시키고 더 나아가 차체의 자유진동이나 관성으로인한 차체의 축회전을 감소시켜 바퀴와 노면의 접촉시간을 증가시킴으로서 차량의 조향성과 제동, 발진 성능을 향상시킨다.

오늘날에는 차량에 장착된 센서로부터 차량의 속도와 조향각 그리고 댐퍼의 스트로크 속도 등의 정보를 측정하여 컨트롤유닛(CPU)에서 적절한 감쇠력을 결정하고 댐퍼의 감쇠력을 변화 하여 차체로 전가되는 진동을 더욱 효과적으로 감소시키고 차체의 축회전으로부터 차체를 지지하여 주행안정성을 향상시킬 수 있는 전자제어 현가장치 시스템이 널리 사용되고 있다.

이러한 전자제어형의 현가장치 시스템에 감쇠력 변화의 제어를 컨트롤유닛에서 최적화하여 제어가 가능한 형태의 댐퍼가 준능동 댐퍼로서 사용된다.

댐퍼에는 일반적으로 유체의 점성마찰을 이용한 댐퍼를 사용하는데, 감쇠력을 변화시키기 위한 댐퍼의 제어 파라미터는 대표적으로 유체의 점도, 오리피스의 면적이 있다.

유체의 점도를 가변시키는 댐퍼는 자계의 세기에 따라 점도와 유체 거동이 변화하는 자기유변유체를 이용하여 피스톤밸브에 전자석을 배치하여 전류의 변화에 따라 자계의 세기를 조절하여 유체의 점도를 변화시켜 오리피스를 통과하는 유체의 전단 응력을 변화시킴으서로 감쇠계수를 조절하나 자기유변유체의 가격이 고가이라는 문제점을 가지게 된다.

오리피스의 면적 변화를 이용하는 댐퍼는 엑튜에이터의 작동으로 밸브 구조물이 이동하여 오리피스의 면적을 조절한다. 그러나 이러한 댐퍼는 강체계의 운동을 필수적으로 요구하므로, 그 반응속도가 인덕터의 시정수에 의존하는 자기유변(MR)유체를 이용한 댐퍼의 전자석 자기 밸브에 비하여 상대적으로 느리다.

그리고 유체를 이용한 댐퍼의 경우 댐퍼의 급속 반복 수축에 의하여 댐퍼 실린더 내부 압력이 급상승하여 밸브구조물의 파단이나 피로파괴를 야기할 수 있다. 그리고 밸브구조를 통과하는 유체의 급격한 압력차이로 공동현상(Cavitation)을 유발하여 댐퍼 실린더 내벽 구조 손상의 위험이 상존한다.

또한 유체 누설을 방지하기 위해 댐퍼 실린더 내부의 기밀을 요구하므로 댐퍼 내부에 사용되는 실링과 댐퍼의 로드, 실린더 내벽과의 마찰이 야기하는 비균질한 부가적 마찰력에 의하여 요구되는 감쇠계수에 정확하게 도달, 유지 하는것에 한계가 있다.

그러므로 최근에는 상기 유체댐퍼의 문제를 해소할 수 있는, 전류에 의하여 전자석에 유도되는 자계와 상대 운동하는 전도체에 발생하는 와전류의 반발력을 이용한 와전류 브레이크가 제안되고도 있다.

대표적인 선행기술로서의 대한민국 특허등록번호 제 10-1640544호는 동일한 방향의 자극을 가진 수평하게 이격되어있는 전자석의 사이로 도체가 상하 회전운동을 하게 되며 도체 표면에 생성시킨 와전류에 의해 전도체의 상대속도에 비례하는 반발력을 생성하며,

전자석 코일에 인가되는 전류의 세기를 변화시킴으로서 감쇠력을 조절할 수 있는 능동형 와전류 댐퍼를 개시한다. 이러한 댐퍼를 사용하는 경우 종래의 기술에 의한 유체 점성마찰을 이용한 댐퍼구조에서 발생되었던 문제점을 해결할 수 있다.

그러나 상기 발명은 와전류 브레이크의 기본적 모델의 동일한 극방향으로 이격되어있는 영구자석을 전자석으로 단순 치환한 비효율적 이론 모델로 두 전자석 사이를 제외한 전자석의 외부 방향 자계 누출로 인하여 전력 손실이 심하고, 자성 구조물에 문제를 야기할 수 있다.

또한 그 감쇠력의 효율이 현저하게 낮기때문에 높은 감쇠력을 가지기위해 인가되는 고전력에 따라 도선에서 발생한 열로 인하여 인덕터 코일의 에나멜 피복용융으로 인한 합선 혹은 강자성체 코어의 큐리온도(Curie point) 도달로 인하여 전자석의 자성 상실등의 부가적인 문제점을 야기할수있어 실효성이 없다고 볼 수 있다.

이에 극대화된 전력 효율을 가기면서 차량의 현가장치에 적용이 가능한 차량용 준능동 와전류 댐퍼로서 더욱 진보된 형태의 댐퍼 구조물의 기술이 요청되고 있다.

대한민국 특허등록번호 제 10-1640544호

본 발명의 목적은 센서에 측정되는 차륜 혹은 차체의 진동에따라 다양한 제어 기법을 통하여 그 감쇠력을 가변하여 최적의 진동제어 거동으로 차체 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 준능동 댐퍼를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 와전류 댐퍼의 누설자류를 감소시켜 에너지 효율을 향상시키고, 댐퍼 외부의 구조물에 가해지는 자류의 영향을 저감시키는 자기 피스톤 헤드 구조를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 전자석의 도선에 인가되는 전류에 따라 발생하는 열로부터 자심을 효과적으로 보호할 수 있는 와전류 댐퍼의 전자석 열 방출 메커니즘을 제공하는 것이다.

나아가 자속의 밀폐를 가능한 구성을 제공하여 주위 전장계로의 영향을 극소화하는 데에 그 목적이 있다.

상기하는 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼에서는,

차량의 현가장치에 설치되어 와전류를 이용하여 댐핑을 준능동적으로 수행하기 위한 차량용 준능동 와전류 댐퍼에 있어서;

상기 댐퍼(100)는, 도전체관체의 댐퍼실린더바디(10)의 내벽면인 실린더라이너(12)에 삽입되어 상대적으로 미끄럼가동하는 리니어댐핑바아(60), 상기 댐퍼실린더바디(10)와 상대이동하도록 상기 리니어댐핑바아(60)의 작동단부인 장착축부(60-1)에 설치되는 댐핑피스톤부(50)를 가지고,

상기 도전체의 댐퍼실린더바디(10)와 협동하여 와전류를 생성하는 상기 댐핑피스톤부(50)는,

상기 댐핑피스톤부(50)의 장착축부(60-1)에 교호로 이격시켜 배설한 도우넛형상의 영구자석(PM1.PM2,PM3..)과,

상기 다수의 영구자석(PM1.PM2,PM3..)과 작동축부(52) 상에서 축방향으로 교호로 배설되도록 장착되며, 상기 장착축부(60-1)에 규소강판성층코어(66)의 다수의 폴(66')에 코일(67)이 동일한 방향으로 권선됨으로써,

전류 인가시 방사상(전체 댐퍼(100)의 축중심에 대하여)으로 자계방향이 형성되도록 상기 영구자석(PM1.PM2,PM3..)과 협동하여 할바흐 배열을 구성하는 다수의 전자석(EM1,EM2,EM3..)으로 구성되는 것을 기본적인 구성의 특징으로 하고,

상기 댐퍼실린더바디(10)의 내벽면인 실린더라이너(12)와 미끄럼접속하여 왕복동하도록 가이드하기 위한 축수베어링으로서 작용하는 고체폴리머베어링(62)과,

상기 고체폴리머베어링(62)과 연속하여 가이드 되면서 실린더라이너(12)와 일부 접촉하면서 댐퍼(100)의 횡방향 하중을 지지하고 내부 공간의 공기의 압력상승과 강하를 방지하기 위한 에어채널(63')을 방사상으로 원주면 상에 가지는 고체폴리머리드(63)가 리니어댐핑바아(60)의 장착축부(60-1)에 장착될 수 있는 것은 기구적인 가이드계의 특징이며,

상기 댐퍼실린더바디(10)의 작동단으로서 리니어댐핑바아(60)가 그 단부캡공(70')에 끼움결합되어 슬라이드가동하게 하면서 이물질의 인입을 방지하게 캡형상의 단부캡(70)을 가지고,

상기 단부캡(70)과 상기 리니어댐핑바아(60)의 자유단부의 두부인 바아헤드(61)사이에 원복스프링(80)이 탄발개재되는 것은 기계적인 하우징의 구성이고,

상기 도전체인 댐퍼실린더바디(10)는 알루미늄 또는 알루미늄합금체이고, 상기 영구자석(PM1.PM2,PM3..)은 네오디늄계 영구자석으로 할 수 있는 것은 시스템의 물성적인 특징이 된다.

이상에서 설명한 바와같이 진동하는 로드에 연결되어 전도체와 상대운동하는 자계로인하여 전도체에 발생하는 와전류가 열 에너지로 치환되어 운동에너지를 상쇄시키는 효과를 가진다.

또한, 영구자석의 할바흐 배열로 인하여 자성 배열체의 내부로의 자계 누출히 극히 드물어 효율이 증대된다.

나아가 상하운동하는 자성배열체에 포함되어있는 권선이 공기유동과 접촉하므로 열교환이 원활하여 방열에 용이하며 제안된 기술에 의하면 자성체가 금속재의 관체에 의하여 차폐 및 폐색(Tubing) 되므로 주위환경으로의 자속의 누설이 없어 차량의 기타 전장계에 끼치는 영향을 극소화할 수 있다.

도 1과 도 2는 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼에 적용되는 와전류의 작용을 설명하는 모식도.
도 3은 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼에 적용되는 기본원리인 할바흐 배열을 설명하기 위한 종래 기술에서의 모식도.
도 4는 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼에 적용하기 위한 영구자석 피스의 할바흐 배열구성을 도시하는 설명도.
도 5 는 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼의 실시예 구성의 외형도.
도 6 은 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼의 댐핑피스톤부를 도시하기 위한 투시도.
도 7 는 도 5의 후방사시도.
도 8은 도 5의 측면 및 일부투시도.
도 9는 조립된 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼의 댐핑피스톤부의 부분사시도.
도 10은 영구자석 피스를 조립하지 아니한 상태에서의 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼의 댐핑피스톤부의 부분사시도이다.

이하, 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼를 부수된 도면과 함께 그 기본적인 원리와 구체적인 구성을 설명한다.

도 1과 도 2는 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼에 적용되는 와전류의 작용을 설명하는 모식도, 도 3은 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼에 적용되는 기본원리인 할바흐 배열을 설명하기 위한 종래 기술에서의 모식도, 도 4는 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼에 적용하기 위한 영구자석피스의 할바흐 배열구성을 도시하는 설명도, 도 5 는 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼의 실시예 구성의 외형도, 도 6 은 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼의 댐핑피스톤부를 도시하기 위한 투시도, 도 7 는 도 5의 후방사시도, 도 8은 도 5의 측면 및 일부투시도, 도 9는 조립된 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼의 댐핑피스톤부의 부분사시도, 도 10은 영구자석 피스를 조립하지 아니한 상태에서의 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼의 댐핑피스톤부의 부분사시도로서 순차적으로 함께 설명하고자 한다.

본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼의 기본적인 원칙은 와전류에 의한 제동계의 구성에 있다.

도 1의 리니어형과 도 2의 서큘러형에서와 같이 자속(I) 내에서의 도전체(C)는 이동에 따른 와전류(Eddy current)의 열에너지가 일에너지로의 변환에 의한 제동력(B:Braking force)이 발생하며 이는 도전체의 이동속도(V)에 정비례하여 발생한다.

또한, 본 발명에서 채용되는 영구자석는 그 배열이 할바흐 배열(Halbach array)을 갖는 고리 형상으로 이루어진다. 할바흐 배열은 1979년 Klaus Halbach에 의하여 처음 제안된 것으로서, 복수 개의 영구자석 조각을 조합하여 모터 시스템에서 요구되는 자계분포를 최적화하여 발생시키는 구조를 일컫는다.

이를 선출원 등에서 개시된 바와 같은 일반적인 구성에서의 도 3의 구성의 영구자석 피스의 배열로서 설명하고자 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 영구자석인 영구자석모듈(140)은 복수 개의 영구자석 피스들을 포하며, 영구자석으로서의 영구자석 피스들의 자화방향은 상하방향으로 변하도록 배치된다. 영구자석모듈(140)은 자극영구자석피스(141, 142)와 자극 영구자석피스들(141, 142) 사이에 배치된 안내영구자석피스(143, 144, 145)를 포함한다. 자극영구자석피스(141, 142)와 안내영구자석피스(143, 144, 145)는 영구자석모듈(140)의 둘레방향으로 이어져 배치된다. 이에 따라 영구자석모듈(140)은 대략 원형 고리 형상을 이룬다.

제1 자극영구자석피스(141)는 하방(바닥판을 향하는 방향)을 향하는 자화방향을 갖고, 제2 자극영구자석피스(142)는 상방을 향하는 자화방향을 갖는다. 이에 따라 제1 자극영구자석피스(141)는 하방으로 자기력선을 방출하고 제2 자극영구자석피스(142)는 상방으로 자기력선을 방출한다.

안내영구자석피스들(143, 144, 145)은 자기력선을 안내하는 역할을 하며, 자화 방향이 제2 자극영구자석피스(142)에서 제1 자극영구자석피스(141) 방향으로 점진적으로 변하도록 배치된다. 안내영구자석피스들(143, 143, 144)이 제2 자극영구자석피스(142)에서 방출된 자기력선을 제1 자극영구자석피스(141)로 이동시키는바, 이에 따라 위쪽으로 나가는 자기력선은 밀집되지 못하고 퍼지게 되나, 바닥(저면)을 향하여 배출되는 자기력선은 밀집된다.

영구자석모듈(140)은 자화방향이 일정하게 형성된 영구자석을 여러 조각으로 나눈 후, 이들을 결합하여 형성될 수 있다.

영구자석모듈(140)은 고리형으로 이루어지더라도 둘레방향으로 자화방향이 변하는 것이 아니라 상하방향으로 자화방향이 상하방향으로 변하도록 배열되므로 영구자석모듈(140)은 상부에 형성되는 자기장의 세기를 최소화하면서 하부에 형성되는 자기장을 밀집시킬 수 있다. 따라서 영구자석모듈(140)의 자기장은 아래쪽 방향으로 집중되어 기존의 영구자석보다 더 큰 부상력을 얻을 수 있다.

즉 영구자석의 배열에 따라서 자속을 일측으로 집중시킬 수 있게 되는 것으로서 위의 예에서는 하방으로 자속이 집중되는 예를 도시한다.

본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼에서는 상기의 영구자석모듈(140)의 영구자석의 배열을 측방으로 반경방향 자속을 최대화하여 와류효과를 극대화하여야 하며 이러한 구성이 할바흐 배열(Halbach array)을 갖는 고리 형상으로서 도 4에서와 같은 축방향을 따라서 배설되는 영구자석의 배열을 구성하는 것이 적합할 것이다. 즉, 축방향에 직각으로 자속이 배설되는 자극 영구자석피스들 사이에 축방향으로 평행하게 자속이 배치되는 안내 영구자석피스를 배설하여 구성하며 본 발명에서는 이러한 영구자석피스의 배설을 기본적인 댐핑력의 발생원으로 하게 된다.

유도되는 와전류의 세기는 근처에 위치하는 도전체의 도전율, 영구자석모듈의 이동 속도 및 법선방향의 자속밀도의 크기에 비례하므로 상기하는 구성과 작용으로 자속(Magnet flux)은 측방으로 최대화하여 방출시킬 수 있게 되는 것이고 본발명에서는 이러한 원리를 댐퍼에 적용하고자 하는 것이다.

본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼에서는 차량용에 적합한 댐퍼로서 기능할 수 있는 구성과 최적의 댐퍼 모델을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에서 준능동(Semi Active)라는 의미는 상술한 바와 같이, 와전류를 극대화시켜 감쇠력을 증대하기 위하여서는 연속적인 영구자석의 배열이 필요하고 이는 영구자석 또는 전자석으로 구성할 수 있으므로 일정한 감쇠영역까지의 자력은 영구자석으로 보급하고 전정계의 컨트롤유닛에 의하여 논리적인 제어의 의미가 있는 영역에서의 제어는 전자석으로 수행하게 함으로서 극대화된 감쇠효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

이하의 부수된 도면과 함께 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼의 바람직한 실시예를 보며 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼는 동일한 기술사상으로서 형상과 구성의 변경이 가능함은 물론이다.

도 5 이하에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 차량용 준능동 와전류 댐퍼(100)는 와전류가 실제로 유발되는 영역으로서 도전체로 구성되는 관상의 댐퍼실린더바디(10)를 작동관체부로서 가진다.

댐퍼실린더바디(10)는 도전체 특히 도전율이 높은 금속, 예를 들면 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 구성한 파이프 형상의 관체로서 일정한 두께(T)의 실린더벽체(11)를 형성하고 있으며, 이 실린더벽체(11)의 두께(T)는 도전율과 감쇠력등을 고려하여 설계되어질 것이다.

댐퍼실린더바디(10) 내방에는 실린더라이너(12)가 내측벽면으로서 경면가공등으로 가공되어 슬라이딩이 원활하게 구성된다. 댐퍼실린더바디(10)의 일단 즉 현가를 위한 자동차 바디프레임에 고정되는 적의의 고정부(도시하지 아니함)를 가지는 자유단으로서 관체의 단부로서 개방되어 있어도 무방하다.

댐퍼실린더바디(10)의 타단은 작동단으로서 리니어댐핑바아(60)가 그 단부캡공(70')에 끼움결합되어 슬라이드가동하게 하면서 이물질의 인입을 방지하게 캡형상의 단부캡(70)을 가진다.

댐퍼실린더바디(10) 내방의 실린더라이너(12)에 가이드끼움되는 댐핑피스톤부(50)가 끼움되고 이 댐핑피스톤부(50)는 연장된 리니어댐핑바아(60)와 일체로 형성된다.

댐퍼실린더바디(10)의 단부캡(70)과 리니어댐핑바아(60)의 자유단부의 두부인 바아헤드(61)사이에는 차량의 진동에 의한 댐핑작동 시에 리니어댐핑바아(60)를 복귀시키기 위한 원복스프링(80)이 코일스프링으로서 탄발개재되어 있다.

도 7에서 바아헤드(61)에는 후술하는 댐핑피스톤부(50)로부터의 전선이 인출되는 아웃렛부(61')가 형성된다.

본 발명의 요부구성이 되는 도 9의 영구자석를 장착한 상태의 사시도와 도 10의 영구자석를 해체한 상태를 도시하는 도면으로서 댐핑피스톤부(50)의 구성을 설명한다.

댐핑피스톤부(50)를 구성함에 있어, 중공체의 파이프형상체인 금속재의 리니어댐핑바아(60)의 단부에는 기계가공된 축소직경부로서의 장착축부(60-1)가 자속을 제공하기 위한 장착부분으로 제공되고 이 부분에 영구자석부재가 순차적으로 부재가 장착된다.

댐퍼실린더바디(10)의 내벽면인 실린더라이너(12)와 미끄럼접속하여 왕복동하도록 가이드하고 후술하는 댐핑피스톤부(50)와의 작동간극(G)을 제공하기 위한 축수베어링으로서 작용하는 고체폴리머베어링(62)과 이 고체폴리머베어링(62)과 연속하여 가이드 되면서,

역시 실린더라이너(12)와 일부 접촉하면서 댐퍼(100)의 횡방향하중을 지지하고 내부 공간의 공기의 압력상승과 강하를 방지하기 위한 에어채널(63')을 방사상으로 원주면상에 가지는 고체폴리머리드(63)가 리니어댐핑바아(60)의 장착축부(60-1)에 장착된다.

이들 부분이 댐퍼실린더바디(10)와 협동하여 댐핑작동을 기계적으로 가이드하여 주게 되는 부분이다.

도전체의 댐퍼실린더바디(10)와 협동하여 와전류를 유발시키기 위한 구성으로서 자극영구자석로서 영구자석인 영구자석를 사용하고, 안내자석으로서 전자석을 구성하여 상기 각각의 영구자석과 전자석을 교호로 배열시켜 할바흐 배열을 형성하였다. 이는 도 4에서와 같은 자극의 배열구성을 가지고 되고 이러한 구성이 댐핑피스톤부(50)의 주된 구성이다.

도 9와 도 10에 상세히 도시되는 바와 같이,

장착축부(60-1) 상에 끼움고정되는 영구자석(PM1.PM2,PM3..)은 자극영구자석로서 작용하여 링형상(도우넛형상)의 다수의 영구자석을 이격하여 삽입하고,

이에 대하여 안내자석의 역할을 수행하는 전자석을 상기의 영구자석(PM1.PM2,PM3..)과 교호로 배설한다.

영구자석(PM1.PM2,PM3..)은 희토류의 네오디뮴 영구자석가 바람직할 것이며 이들 희토류자석은 철계자석에 비하여 충격에 취약한 단점이 있어 장착축부(60-1)와 영구자석(PM1.PM2,PM3..) 사이에는 충격방지를 위한 탄성의 우레탄재 등의 마운팅부싱(65)을 각각 개재한다.

상기의 영구자석(PM1.PM2,PM3..)과 교호로 배설되고 차량전장계의 컨트롤유닛의 센서에 기초하여 판단한 값으로서 일부 능동제어하는 준능동 작용을 하기 위한 전자석(EM1,EM2,EM3..)은 도시하는 바와 같이,

통상적인 코어인 규소강판성층 등의 코어(66)의 다수의 폴(66')에 코일(67)이 권취된 전자석으로 하여 안내자석으로서 작용하여 할바흐 배열을 구성하게 되며 폴극수와 코일용량 및 크기 등은 모두 설계데이터와 실험에 의하여 결정됨은 물론이다.

전자석(EM1,EM2,EM3..)은 규소강판성층 등의 코어(66)에 동일한 방향으로 감겨있는 권선들로 구성되어 자극은 도 4와 같이 축방향에 대하여 서로 반대방향으로 자극이 형성되어 전류 인가시 방사상측방(전체 댐퍼(100)의 축중심에 대하여)으로 자계방향이 형성되는 전자석이 된다.

상기와 같이 영구자석(PM1.PM2,PM3..)과 전자석(EM1,EM2,EM3..)이 장착축부(60-1)에 교호로 배설되고 너트(90)로서 단부가 고정마감처리되게 된다.

전자석(EM1,EM2,EM3..)으로부터의 인출리드선(도시하지 아니함)은 장착축부(60-1)에 축의 길이방향을 따라서 원주면 상에 길계 형성된 채널 형상의 1개 이상의 리드채널(62')을 경유하여 중공체인 리니어댐핑바아(60)의 내방으로 인출되고 리니어댐핑바아(60)의 단부의 바아헤드(61)의 아웃렛부(61')로 인출되어 제어전장계로 전기적으로 연결된다.

상기에서 영구자석(PM1.PM2,PM3..)과 전자석(EM1,EM2,EM3..)의 자속밀도 및 개수, 배열상태는 설계되는 댐퍼에 따라서 가변적일 수 있음은 물론이다.

100: (차량용 준능동 와전류) 댐퍼
10: 댐퍼실린더바디
12: 실린더라이너
50: 댐핑피스톤부
60: 리니어댐핑바아
PM1.PM2,PM3..: 영구자석
EM1,EM2,EM3..:전자석

Claims (4)

1. 차량의 현가장치에 설치되어 와전류를 이용하여 댐핑을 준능동적으로 수행하기 위한 차량용 준능동 와전류 댐퍼에 있어서;
   상기 댐퍼(100)는, 도전체관체의 댐퍼실린더바디(10)의 내벽면인 실린더라이너(12)에 삽입되어 상대적으로 미끄럼가동하는 리니어댐핑바아(60), 상기 댐퍼실린더바디(10)와 상대이동하도록 상기 리니어댐핑바아(60)의 작동단부인 장착축부(60-1)에 설치되는 댐핑피스톤부(50)를 가지고,
   상기 도전체의 댐퍼실린더바디(10)와 협동하여 와전류를 생성하는 상기 댐핑피스톤부(50)는,
   상기 댐핑피스톤부(50)의 장착축부(60-1)에 교호로 이격시켜 배설한 도우넛형상의 영구자석(PM1.PM2,PM3..)과, 상기 다수의 영구자석(PM1.PM2,PM3..)과 작동축부(52) 상에서 축방향으로 교호로 배설되도록 장착되며, 상기 장착축부(60-1)에 규소강판성층코어(66)의 다수의 폴(66')에 코일(67)이 동일한 방향으로 권선됨으로써 전류 인가시 방사상(전체 댐퍼(100)의 축중심에 대하여)으로 자계방향이 형성되도록 상기 영구자석(PM1.PM2,PM3..)과 협동하여 할바흐 배열을 형성하는 다수의 전자석(EM1,EM2,EM3..)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 준능동 와전류 댐퍼.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 댐퍼실린더바디(10)의 내벽면인 실린더라이너(12)와 미끄럼접속하여 왕복동하도록 가이드하기 위한 축수베어링으로서 작용하는 고체폴리머베어링(62)과,
   상기 고체폴리머베어링(62)과 연속하여 가이드 되면서 실린더라이너(12)와 일부 접촉하면서 댐퍼(100)의 횡방향하중을 지지하고 내부 공간의 공기의 압력상승과 강하를 방지하기 위한 에어채널(63')을 방사상으로 원주면 상에 가지는 고체폴리머리드(63)가 리니어댐핑바아(60)의 장착축부(60-1)에 장착될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 준능동 와전류 댐퍼.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 댐퍼실린더바디(10)의 작동단에서 이물질의 인입을 방지하는 캡형상의 단부캡(70)을 가지고, 상기 단부캡(70)의 단부캡공(70')에 리니어댐핑바아(60)가 끼움결합되어 슬라이드가동하고,
   상기 단부캡(70)과 상기 리니어댐핑바아(60)의 자유단부의 두부인 바아헤드(61)사이에 원복스프링(80)이 탄발개재되는 것을 특징으로 하는 차량용 준능동 와전류 댐퍼.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 도전체인 댐퍼실린더바디(10)는 알루미늄 또는 알루미늄합금체이고, 상기 영구자석(PM1.PM2,PM3..)는 네오디늄계 영구자석으로 할 수 있는 것을 특징하는 차량용 준능동 와전류 댐퍼.

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