KR102530932B1

KR102530932B1 - 침전방지장치가 구비된 댐퍼

Info

Publication number: KR102530932B1
Application number: KR1020160046140A
Authority: KR
Inventors: 안창섭
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-04-15
Filing date: 2016-04-15
Publication date: 2023-05-10
Also published as: KR20170118407A

Abstract

전류가 공급되면 자기장이 발생되어 유체의 점도를 변화시켜 감쇠력을 조절하는 자기유변유체가 내측에 충진된 실린더; 상기 실린더의 하방에 충진된 질소가스와 상기 자기유변유체를 격리하고, 압력을 저장하는 어큐뮬레이터; 상기 실린더의 내측에 밀착되어 상기 자기유변유체의 이동량을 조절하는 피스톤밸브; 상기 피스톤밸브에 연결되고, 상기 실린더의 외부로 연장형성된 피스톤샤프트; 상기 자기유변유체에 전류를 제공하는 전원부; 및 상기 실린더의 내측에 마련되고, 실린더의 외주면과 소정의 각도를 형성하는 복수의 핀이 마련되어 상기 자기유변유체가 핀을 따라 이동되도록 함으로써, 스월이 발생되어 상기 자기유변유체의 침전을 방지하는 스월발생수단;을 포함하는 침전방지장치가 구비된 댐퍼가 소개된다.

Description

침전방지장치가 구비된 댐퍼 {DAMPER EQUIPPED WITH ANTI-SEDIMENTATION APPARATUS}

본 발명은 차량의 현가장치인 댐퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기유변유체를 이용하여 감쇠력을 제공하는 댐퍼에 있어서, 자기유변유체가 침전되어 고상화하는 것을 방지하기 위한 침전방지장치가 구비된 댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로 외부로부터 인가되는 진동이나 충격력을 감쇠시키는 장치인 댐퍼는 차량의 현가장치에서 차축과 차체를 연결하여 주행 중에 노면으로부터 차축으로 전달되는 진동이나 충격이 차체에 직접 전달되지 않도록 함으로써 차체는 물론, 차량에 적재된 화물의 손상을 방지하고 승객에게 안락한 승차감을 제공하는 등 차량을 구성하는 중요한 장치중의 하나이다.

이러한 현가장치에서 보다 안락한 승차감을 얻기 위해 댐퍼의 작용을 극대화할 필요가 있고 이에 따라, 전자제어식 현가장치에서는 댐퍼의 감쇠 성능을 외부 조건에 따라 변화시키는 즉, 댐퍼에 전류를 인가하여 유도자기장의 세기에 따라 자기유변유체(Magneto Rheological Fluid)의 점도를 순간적으로 변화시켜 감쇠성능을 조절하는 댐퍼인 MR댐퍼가 많이 사용되고 있다.

상기한 자기유변유체란 베이스 오일(실리콘 오일 또는 미네랄 오일) 등의 비전도성 용매 속에 미크론 크기의 자성을 가질 수 있는 입자들을 분산시킨 비콜로이드 용액으로서, 자기장이 부하되지 않은 경우는 분산 입자가 뉴튼 유체 성질을 띠지만 자기장이 부하되면 분산 입자가 분극화를 일으켜 부하된 자기장과 평행한 방향으로 섬유질이 형성되어 전단력 이나 유동에 대한 저항력을 가지는 유체이다.

그러나 상기 자기유변입자인 자성재료는 베이스 오일 대비 비중이 높아 도 1에 도시한 것처럼 침전되고, 더 나아가서는 고상화되는 문제가 있다. 이러한 침전 및 고상화를 방지하기 위해서는 베이스 오일의 비중을 상향하여 저감할 수는 있지만 근본적인 개선은 어려운 것이 현실이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-1199598

B1

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 자기유변입자의 자성재료가 침전되어 고상화되는 것을 방지하기 위한 침전방지장치가 구비된 댐퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 침전방지장치가 구비된 댐퍼는 전류가 공급되면 자기장이 발생되어 유체의 점도를 변화시켜 감쇠력을 조절하는 자기유변유체가 내측에 충진된 실린더; 상기 실린더의 하방에 충진된 질소가스와 상기 자기유변유체를 격리하고, 압력을 저장하는 어큐뮬레이터; 상기 실린더의 내측에 밀착되어 상기 자기유변유체의 이동량을 조절하는 피스톤밸브; 상기 피스톤밸브에 연결되고, 상기 실린더의 외부로 연장형성된 피스톤샤프트; 상기 자기유변유체에 전류를 제공하는 전원부; 및 상기 실린더의 내측에 마련되고, 실린더의 외주면과 소정의 각도를 형성하는 복수의 핀이 마련되어 상기 자기유변유체가 핀을 따라 이동되도록 함으로써, 스월이 발생되어 상기 자기유변유체의 침전을 방지하는 스월발생수단;을 포함한다.

상기 스월발생수단은, 원통형상의 외측부와, 상기 외측부의 내측에 마련된 원통형상의 내측부 및 일단부는 상기 외측부에 연결되고 타단부는 상기 내측부에 연결되며, 하방이 소정의 각도로 휘어져 팬 형상을 이루는 복수의 핀으로 구성될 수 있다.

상기 외측부와 내측부 및 실린더는 동심원을 형성할 수 있다.

상기 외측부의 외경은 상기 실린더의 내경보다 작게 형성될 수 있다.

상기 복수의 핀은 모두 동일한 방향으로 휘어지고, 상기 실린더의 외주면에 대해 동일한 각도를 형성할 수 있다.

상기 핀의 두께는 균일할 수 있다.

상기 스월발생수단은 상기 피스톤밸브와 상기 어큐뮬레이터 사이에 위치될 수 있다.

상기 스월발생수단의 하방에는 진동발생수단이 마련될 수 있다.

상기 진동발생수단은 베이스와, 상기 베이스에 진동을 발생시키는 고주파발진기 및 고주파발진기에 전류를 공급하는 충전 캐패시터로 구성될 수 있다.

상기 베이스는 압전소자일 수 있다.

상기 충전캐패시터는 댐퍼 내부의 압력변화에 의해 발생되는 전류를 저장하였다가 압력변화가 없을 때 상기 진동발생수단을 동작시킬 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 침전방지장치가 구비된 댐퍼에 따르면 차량의 주행에 따른 댐퍼의 작동시에는 상기 스월발생수단에 의해 상기 자기유변유체의 흐름에 스월이 발생되어 상기 자기유변유체의 베이스 오일과 자기유변입자의 혼합성을 증대시켜 자기유변입자의 고상화를 방지하고, 차량의 정차시나 주차시에는 차량의 주행중에 발생된 전류를 통해 상기 베이스에 진동을 발생함으로써, 상기 자기유변입자가 실린더의 하방에 고착되는 것을 방지하는 이중 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 1은 자기유변유체의 상태변화를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 침전방지장치가 구비된 댐퍼를 도시한 도면.
도 3은 스월발생수단을 도시한 도면.
도 4는 도 3의 A-A선 단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 침전방지장치가 구비된 댐퍼를 도시한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 침전방지장치가 구비된 댐퍼에 대하여 살펴본다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체의 침전방지장치가 구비된 댐퍼를 도시한 도면이고, 도 3은 스월발생수단(100)을 도시한 도면이며, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 침전방지장치가 구비된 댐퍼는 전류가 공급되면 자기장이 발생되어 유체의 점도를 변화시켜 감쇠력을 조절하는 자기유변유체(300)가 내측에 충진된 실린더(400); 상기 실린더(400)의 하방에 충진된 질소가스(500)와 상기 자기유변유체(300)를 격리하고, 압력을 저장하는 어큐뮬레이터(600); 상기 실린더(400)의 내측에 밀착되어 상기 자기유변유체(300)의 이동량을 조절하는 피스톤밸브(700); 상기 피스톤밸브(700)에 연결되고, 상기 실린더(400)의 외부로 연장형성된 피스톤샤프트(800); 상기 자기유변유체(300)에 전류를 제공하는 전원부(900); 및 상기 실린더(400)의 내측에 마련되고, 실린더(400)의 외주면과 소정의 각도를 형성하는 복수의 핀(150)이 마련되어 상기 자기유변유체(300)가 핀(150)을 따라 이동되도록 함으로써, 스월(Swirl)이 발생되어 상기 자기유변유체(300)의 침전을 방지하는 스월발생수단(100);을 포함한다. 여기서, 상기 자기유변유체(300)는 베이스오일과 자기유변입자로 구성되며, 상기 자기유변입자가 침전되는 것이나, 별도로 구분하지 않고, 자기유변유체(300)로 통칭하여 설명하도록 한다.

상기 스월발생수단(100)은, 도 3 내지 도 4에 도시한 것처럼, 원통형상의 외측부(110)와, 상기 외측부(110)의 내측에 마련된 원통형상의 내측부(130) 및 일단부는 상기 외측부(110)에 연결되고 타단부는 상기 내측부(130)에 연결되며, 하방이 소정의 각도로 휘어져 팬 형상을 이루는 복수의 핀(150)으로 구성된다.

상기 스월발생수단(100)의 상기 외측부(110)와 내측부(130) 및 실린더(400)는 동심원으로 형성될 수 있다. 단, 상기 내측부(130)는 상기 자기유변유체(300)의 이동에 방해되지 않되, 상기 핀(150)이 지지될 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직할 것이다. 따라서 상기 피스톤샤프트(800)의 상하방향의 동작에 따라 상기 피스톤밸브(700)의 상하이동시 상기 자기유변유체(300)가 고르게 분포되어 이동될 수 있으면서도, 상기 핀(150)의 경사면을 따라 이동되어 상기 자기유변유체(300)의 흐름에 일방향으로 회전유동이 발생되어 스월이 형성되어 상기 자기유변유체(300) 내의 베이스오일과 자기유변입자의 혼합력이 증대되어 자기유변입자의 침전을 방지하여 고상화되는 것을 방지하는 것이다.

또한, 상기 외측부(110)의 외경은 상기 실린더(400)의 내경보다 작게 형성됨으로써, 상기 실린더(400)의 내측에 상기 스월발생수단(100)이 억지끼움결합 등의 방법을 통해 고정하여 상기 자기유변유체(300)의 이동에 따라 함께 이동되지 않도록 하는 것이 바람직할 것이다. 상기 스월발생수단(100)의 상기 복수의 핀(150)은 모두 동일한 방향으로 동일한 각도를 이루면서 휘어져서 팬 형상일 수 있다. 또한, 상기 핀(150)의 두께 역시 균일하게 형성되는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 상기와 같은 동작을 수행하기 위하여는, 상기 스월발생수단(100)은 상기 피스톤밸브(700)와 상기 어큐뮬레이터(600) 사이에 위치되는 것이 바람직할 것이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 유체의 침전방지장치가 구비된 댐퍼를 도시한 도면이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의한 유체의 침전방지장치가 구비된 댐퍼는 전류가 공급되면 자기장이 발생되어 유체의 점도를 변화시켜 감쇠력을 조절하는 자기유변유체(300)가 내측에 충진된 실린더(400); 상기 실린더(400)의 하방에 충진된 질소가스(500)와 상기 자기유변유체(300)를 격리하고, 압력을 저장하는 어큐뮬레이터(600); 상기 실린더(400)의 내측에 밀착되어 상기 자기유변유체(300)의 이동량을 조절하는 피스톤밸브(700); 상기 피스톤밸브(700)에 연결되고, 상기 실린더(400)의 외부로 연장형성된 피스톤샤프트(800); 상기 자기유변유체(300)에 전류를 제공하는 전원부(900); 및 상기 실린더(400)의 내측에 마련되고, 실린더(400)의 외주면과 소정의 각도를 형성하는 복수의 핀(150)이 마련되어 상기 자기유변유체(300)가 핀(150)을 따라 이동되도록 함으로써, 스월이 발생되어 상기 자기유변유체(300)의 침전을 방지하는 스월발생수단(100);을 포함한다.

본 발명의 제2실시예에서는 상기 스월발생수단(100)의 하방에 진동발생수단(200)이 마련된다. 상기 진동발생수단(200)은 보다 정확하게는 상기 스월발생수단(100)과 상기 어큐뮬레이터(600) 사이에 마련되는 것이 바람직할 것이다.

도 5에 도시한 것처럼, 상기 진동발생수단(200)은, 베이스(210)와 상기 베이스(210)에 진동을 발생시키는 고주파발진기(230) 및 고주파발진기(230)에 전류를 공급하는 충전캐패시터(250)로 구성될 수 있다. 상기 베이스(210)와 상기 충전캐패시터(250) 사이에는 상기 베이스(210)에서 발생되는 전류를 정류하기 위한 정류기(270)가 마련될 수 있다.

특히, 상기 베이스(210)와는 압전소자로서, 상기 베이스(210)에 압력이 발생되면 전류를 발생시킨다. 따라서, 상기 충전캐패시터(250)가 댐퍼 내부의 압력변화에 의해 발생되는 전류를 저장하였다가 압력변화가 없는 차량의 정차나 주차시 상기 진동발생수단(200)을 동작시킴으로써, 상기 자기유변유체(300)의 혼합력을 증대시켜 상기 자기유변입자의 침전을 방지한다.

따라서, 상기와 같은 유체의 침전방지장치가 구비된 댐퍼에 의하면, 차량의 주행에 따른 댐퍼의 작동시에는 상기 스월발생수단(100)에 의해 상기 자기유변유체(300)의 흐름에 스월이 발생되어 상기 자기유변유체(300)의 베이스오일과 자기유변입자의 혼합성을 증대시켜 자기유변입자의 고상화를 방지하고, 차량의 정차시나 주차시에는 차량의 주행중에 발생된 전류를 통해 상기 베이스(210)에 진동을 발생함으로써, 상기 자기유변입자가 실린더(400)의 하방에 고착되는 것을 방지하는 이중 효과를 얻을 수 있게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 스월발생수단
110 : 외측부
130 : 내측부
150 : 핀
200 : 진동발생수단
210 : 베이스
230 : 고주파발진기
250 : 충전캐패시터
270 : 정류기
300 : 자기유변유체
400 : 실린더
500 : 질소가스
600 : 어큐뮬레이터
700 : 피스톤밸브
800 : 피스톤샤프트
900 : 전원부

Claims

전류가 공급되면 자기장이 발생되어 유체의 점도를 변화시켜 감쇠력을 조절하는 자기유변유체가 내측에 충진된 실린더;
상기 실린더의 하방에 충진된 질소가스와 상기 자기유변유체를 격리하고, 압력을 저장하는 어큐뮬레이터;
상기 실린더의 내측에 밀착되어 상기 자기유변유체의 이동량을 조절하는 피스톤밸브;
상기 피스톤밸브에 연결되고, 상기 실린더의 외부로 연장형성된 피스톤샤프트;
상기 자기유변유체에 전류를 제공하는 전원부; 및
상기 실린더의 내측에 마련되고, 실린더의 외주면과 소정의 각도를 형성하는 복수의 핀이 마련되어 상기 자기유변유체가 핀을 따라 이동되도록 함으로써, 스월이 발생되어 상기 자기유변유체의 침전을 방지하는 스월발생수단;을 포함하고,
상기 스월발생수단은,
원통형상의 외측부와,
상기 외측부의 내측에 마련된 원통형상의 내측부 및
일단부는 상기 외측부에 연결되고 타단부는 상기 내측부에 연결되는 복수의 핀으로 구성된 것을 특징으로 하는 침전방지장치가 구비된 댐퍼.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 핀은 하방이 소정의 각도로 휘어져 팬 형상을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 침전방지장치가 구비된 댐퍼.
청구항 1에 있어서,
상기 외측부와 내측부 및 실린더는 동심원을 형성하는 것을 특징으로 하는 침전방지장치가 구비된 댐퍼.
청구항 1에 있어서,
상기 외측부의 외경은 상기 실린더의 내경보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 침전방지장치가 구비된 댐퍼.
청구항 2에 있어서,
상기 복수의 핀은 모두 동일한 방향으로 휘어지고, 상기 실린더의 외주면에 대해 동일한 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 침전방지장치가 구비된 댐퍼.
청구항 1에 있어서,
상기 핀의 두께는 균일한 것을 특징으로 하는 침전방지장치가 구비된 댐퍼.
청구항 1에 있어서,
상기 스월발생수단은 상기 피스톤밸브와 상기 어큐뮬레이터 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 침전방지장치가 구비된 댐퍼.
청구항 1에 있어서,
상기 스월발생수단의 하방에는 진동발생수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 침전방지장치가 구비된 댐퍼.
청구항 8에 있어서,
상기 진동발생수단은,
베이스와,
상기 베이스에 진동을 발생시키는 고주파발진기 및
고주파발진기에 전류를 공급하는 충전 캐패시터로 구성된 것을 특징으로 하는 침전방지장치가 구비된 댐퍼.
청구항 9에 있어서,
상기 베이스는 압전소자인 것을 특징으로 하는 침전방지장치가 구비된 댐퍼.
청구항 9에 있어서,
상기 충전캐패시터는 댐퍼 내부의 압력변화에 의해 발생되는 전류를 저장하였다가 압력변화가 없을 때 상기 진동발생수단을 동작시키는 것을 특징으로 하는 침전방지장치가 구비된 댐퍼.