KR19990031113A - 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기 - Google Patents

자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기 Download PDF

Info

Publication number
KR19990031113A
KR19990031113A KR1019970051694A KR19970051694A KR19990031113A KR 19990031113 A KR19990031113 A KR 19990031113A KR 1019970051694 A KR1019970051694 A KR 1019970051694A KR 19970051694 A KR19970051694 A KR 19970051694A KR 19990031113 A KR19990031113 A KR 19990031113A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetorheological fluid
fluid
oil chamber
magnetorheological
attenuator
Prior art date
Application number
KR1019970051694A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100236919B1 (ko
Inventor
박영진
김상화
Original Assignee
윤덕용
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤덕용, 한국과학기술원 filed Critical 윤덕용
Priority to KR1019970051694A priority Critical patent/KR100236919B1/ko
Priority to US09/169,057 priority patent/US6095295A/en
Publication of KR19990031113A publication Critical patent/KR19990031113A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100236919B1 publication Critical patent/KR100236919B1/ko

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/53Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically
    • F16F9/535Magnetorheological [MR] fluid dampers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F6/00Magnetic springs; Fluid magnetic springs, i.e. magnetic spring combined with a fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/10Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using liquid only; using a fluid of which the nature is immaterial
    • F16F9/14Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect
    • F16F9/145Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only rotary movement of the effective parts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 외부에서 전달된 회전력을 감쇄시키기 위해 자기장의 인가시 점성이 변하는 성질을 갖는 상자성 입자를 갖는 자기유변유체(20 ; magnetorheological fluid)와 "T"자 단면(2b)의 회전자(2a)에 직접적인 전단력을 발생시키는 자기유변유체를 이용한 회전감쇠기에 있어서, 상기 자기유변유체(20)를 유동시키기 위한 유실구멍(44,44')이 형성되어 있고 토크축(70)의 날개판(72)과 칸막이(42)가 상기 자기유변유체(20)를 분리시킬 수 있게 결합된 유실(40)과, 상기 유실(40)의 상기 유실구멍(44,44')과 관통하여 상기 자기유변유체(20)를 원주방향(e)으로 유도할 수 있는 유체유동홈(50a)을 형성하게 결합된 유체가이드(51)와 결합부재(57)와 외부전원과 연결된 코일부(53)를 구비하여 자기 폐회로(d,d')를 형성하는 솔레노이드부(50)를 포함하며, 상기 유실(40)의 상기 자기유변유체(20)는 상기 토크축(70)의 날개판(72)에 인가된 상기 회전력에 의해서 상기 솔레노이드부(50)의 상기 유체유동홈(50a)을 따라 유동하며, 상기 솔레노이드부(50)의 상기 자기 폐회로(d,d')에 의해 점성변화하므로써, 상기 유실(40)의 내부에서 상기 토크축(70)의 회전력을 감소시키는 압력이 발생되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기가 제공된다.

Description

자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기
본 발명은 회전 각도가 제한되어 있는 기계 장치의 회전력을 소산시키는 자기유변유체(magnetorheological fluid)를 이용한 각도제한 회전감쇠기에 관한 것이며, 특히, 자기장내에서 항복응력을 갖는 자기유변유체의 특성을 이용하여 자동차의 스테빌라이저바와 로봇의 힘 반작용형 원격 조정기와 공압 및 유압 요동 모터의 궤도 제어와 같은 회전 시스템에 사용되는 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기에 관한 것이다.
일반적으로 기계장치에는 에너지 발산을 위해 감쇠기를 사용한다. 이런 감쇠기에는 자동차의 현가 장치 및 엔진 마운트와 같은 선형 운동을 하는 시스템에 쓰이는 선형 감쇠기와 회전 운동을 하는 기계 장치에 사용하는 회전 감쇠기 등이 있다. 또한, 이런 회전 감쇠기에는 외부 입력에 관계없이 초기에 설정된 일정한 감쇠력만을 발생시키는 수동 감쇠기(passive damper)와 외부 입력의 변화에 따라 시스템의 감쇠력을 변화시킬 수 있는 반능동 감쇠기(semi-active damper) 및 외부 입력에 대해 반작용력을 발생시켜 진동을 감소시키는 능동 감쇠기(active damper)등이 있다. 이들 감쇠기의 성능과 에너지 소비면을 살펴보면 수동 감쇠기는 가격은 저렴하지만 설계 및 제작에서 고려하지 않은 외부 입력에 대하여 상당한 성능 저하를 일으키게 되고, 능동 감쇠기는 수동 감쇠기에 비하여 월등히 성능이 향상되지만 시스템에 에너지를 공급하는 장치가 필요하게 되어 고가가 된다. 여기에 비해 반능동 감쇠기는 능동 감쇠기에 비해 성능은 떨어지지만 적은 에너지로 수동 감쇠기보다 상당한 성능 향상을 이룰 수 있다.
따라서, 반능동 감쇠기에 대한 연구는 이미 상당 수준 이루어져 있으며, 이러한 장치를 개발, 적용하기 위해서 지능형 재료(smart material)중 가제어성 유체인 자기유변유체가 이용된다.
여기에서, 자기유변유체는 10-4∼10-3㎝크기의 상자성 입자를 포함하는 비콜로이드 용액으로 자기장을 인가하지 않을 경우 상온에서 0.20∼0.30Pa-sec의 점성을 가지고 150∼250㎄/m(2∼3kOe)의 자기장이 가해지면 50∼100㎪의 높은 항복응력을 갖는다. 또한, 자기유변유체는 빠른 응답시간[1∼2msec(msec ; 10-3sec)]으로 자기 포화(magnetic saturation)에 의해 최대 항복 응력이 제한되며, 또한 -40∼150℃의 작동 범위와 유입되는 불순물에 대해서 상당히 둔감한 특성을 갖는다.
이런 특성을 갖는 자기유변유체는 자기장이 가해질 경우에 유체에 포함된 입자가 체인을 형성하게 되어 유체의 전단 항복 응력이 변화하게 된다. 따라서, 자기장 비인가 시에 뉴토니안 유체(newtonian fluid)의 거동을 나타내지만 자기장 인가 시에는 유체중에 분산된 입자가 체인을 형성하게 되어 전단 변형률이 발생하지 않은 상태에서도 항복 응력을 가지며 각속도의 증가에 따라서 소산되는 토크가 증가하는 빙햄 유체(bingham fluid)의 거동을 나타낸다. 즉, 자기유변유체는 자기장 비인가시 액체 상태이던 것이 자기장 인가시 젤 상태로 변하게 된다.
따라서, 상기와 같은 높은 항복 응력과 낮은 점성과 넓은 온도 범위에서의 안정성 및 불순물에 대한 강인성을 갖는 자기유변유체의 특성을 이용한 기계시스템에 대한 관심이 모아지고 있다.
종래기술에 따른 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기의 원리를 설명하기 위해 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 자기장을 발생시킬 수 있는 자기극(5,6)과, 상기 자기극(5,6)의 사이에 상자성의 비콜로이드입자들로 이루어진 자기유변유체(20)가 배치되어 있다. 이런 자기유변유체(20)는 자기장이 소정방향(a)으로 가해질 경우 각각의 자기극(5',6')의 사이에서 자기장의 방향(a)으로 체인을 형성하여 젤 상태의 빙햄유체(20')로 변하게 된다. 따라서 이렇게 점성이 변한 빙햄유체의 특성을 갖는 자기유변유체(20')는 항복 응력이 증가하게 된다.
상기와 같은 원리를 이용한 종래의 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기는 직접 전단 모드(direct shear mode)를 사용한다. 이런 직접 전단 모드를 사용하기 위한 종래의 자기유변유체를 이용한 회전감쇠기는 외부케이싱을 형성하며 분리결합이 자유롭게 형성된 본체부(10)와, 이런 본체부(10)의 내부로 자기장을 발생시키는 코일(4)이 감겨진 박스형 단면을 갖는 링형상의 코일보빈(3)과, 이런 코일보빈(3)의 원주와 대응한 형상으로 본체부(10)의 내부에 자기유변유체(20)가 채워진 공간의 내원주(10a)에 배치된 고정자(9,9')와, 상기 코일보빈(3)의 자기장(c,c')을 수직하게 절단하는 방향으로 회전하는 "T"자 단면부위(2b)를 갖는 내부회전자(2a)와, 이런 내부회전자(2a)와 일체형으로 형성된 토크축(1)으로 구성되어 있다.
이런 토크축(1)은 회전력을 전달하는 연결토크축(1a)과 축방향으로 결합되어 있다. 또한, 토크축(1)에는 내부에 채워진 자기유변유체(20)를 유출시키지 않고 토크축(1)이 회전할 수 있도록 실링부(1c)와 베어링(1b)이 본체부(10)의 중심에 형성된 회전축구멍(10b)에 결합되어 있다. 또한, 이런 토크축(1)에 일체형으로 형성된 내부회전자(2a)는 본체부(10)의 내부에 채워진 자기유변유체(20)에 의해 전단력이 발생될 수 있게 배치되어 있다. 이런 내부회전자(2a)의 "T"자 단면부위(2b)의 양 측면부위에는 링형상의 코일보빈(3,3')이 각각 결합되어 있다. 또한, 내부회전자(2a)의 "T"자 단면부위(2b)의 안쪽으로 상기 코일보빈(3,3')이 결합된 부위에는 고정자(9)가 고정핀(10a,10a')에 의해서 고정되어 있다.
이렇게 고정자(9)와 코일보빈(3,3') 및 내부회전자(2a,2b)가 형성된 토크축(1)이 결합된 본체부(10)는 다수의 조각으로 분해 결합이 용이하게 다수의 볼트(10c)들로 결합되어 있다.
상기와 같이 구성된 종래의 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기는 외부에서 회전력이 토크축(1)으로 전달될 경우에 내부회전자(2a,2b)가 고정자(9,9')와 코일보빈(3,3')이 형성된 본체부(10)의 내부공간에서 토크축(1)의 회전방향(g)으로 회전하게 된다. 이때, 내부회전자(2a)는 소정크기의 자기력을 갖는 자기장(c,c')에 의해서 젤 상태로 점성변화된 자기유변유체(20)를 통과하면서 회전하게 되므로 내부회전자(2a)의 "T"자 단면부위(2b)에 토크가 발생하게 되어 회전력을 감소시키게 된다.
그러나, 종래의 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기는 미국의 로드사(Lord co. ltd.)가 직접 전단 모드를 이용하여 1A의 전류를 인가시킬 경우 6.78Nm의 토크를 소산시킬 수 있다는 결과를 얻었지만, 이는 효율면에서 크게 떨어지는 단점이 있다.
또한, 종래의 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기는 낮은 토크를 발생시켜 주로 운동기구등에 국한되어 사용되기 때문에 응용 범위가 제한되는 단점이 있다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자기유변유체를 유도하는 유체가이드를 구비한 솔레노이드부와 날개판이 형성된 토크축을 구비한 유실로 밸브 모드(valve mode)를 적용하여 높은 토크를 소산시킬 수 있고 회전 시스템에서 사용되는 감쇠기의 모든 분야에 적용할 수 있는 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기를 제공하려는 것이다.
도 1a 및 도 1b는 통상적인 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기의 작동원리를 설명하기 위한 평면도.
도 2는 종래 기술에 따른 자기유변유체를 이용한 회전감쇠기를 설명하기 위한 단면도.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기의 배치관계를 설명하기 위해 소정부위를 절단한 사시도.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기의 주요부분을 설명하기 위해 A-A'선과 B-B'선을 따라 절취한 평면도.
도 6은 도 2에 도시된 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기의 작동방법을 설명하기 위해 소정부위를 절단한 사시도.
도 7은 도 2에 도시된 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기의 토크값을 도시한 그래프.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠
20 : 자기유변유체 30 : 유실덮게
40 : 유실 42 : 칸막이
50 : 솔레노이드부 51 : 유체가이드
52 : 판부재 53 : 코일부
60 : 솔레노이드덮게 70 : 토크축
72 : 날개판 73 : 오일링
d,d' : 자기폐회로
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 외부에서 전달된 회전력을 감쇄시키기 위해 자기장의 인가시 점성이 변하는 성질을 갖는 상자성 입자를 갖는 자기유변유체(magnetorheological fluid)와 "T"자 단면의 회전자에 직접적인 전단력을 발생시키는 자기유변유체를 이용한 회전감쇠기에 있어서, 상기 자기유변유체를 유동시키기 위한 유실구멍이 형성되어 있고 토크축의 날개판과 칸막이가 상기 자기유변유체를 분리시킬 수 있게 결합된 유실과, 상기 유실의 상기 유실구멍과 관통하여 상기 자기유변유체를 원주방향으로 유도할 수 있는 유체유동홈을 형성하게 결합된 유체가이드와 결합부재와 외부전원과 연결된 코일부를 구비하여 자기 폐회로를 형성하는 솔레노이드부를 포함하며, 상기 유실의 상기 자기유변유체는 상기 토크축의 날개판에 인가된 상기 회전력에 의해서 상기 솔레노이드부의 상기 유체유동흠을 따라 유동하며, 상기 솔레노이드에서 인가된 상기 자기 폐회로에 의해 점성변화하므로써, 상기 유실의 내부에서 상기 토크축의 회전력을 감소시키는 압력이 발생되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 유체가이드에는 상기 유실의 상기 유실구멍에 대응한 밸브구멍이 형성되어 있고, 상기 밸브구멍과 상기 유체유동홈을 관통하여 상기 자기유변유체가 상기 솔레노이드부의 원주방향으로 회전될 수 있게 측면홈이 형성되어 있는 것이 바람직한다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 칸막이는 상기 유실에 형성된 상기 유실구멍을 각각 분리시킬 수 있게 상기 유실의 바닥면과 유실덮게에 결합되며, 상기 날개판에 의해서 가압되는 상기 자기유변유체가 상기 유실구멍에 유입될 수 있게 고정되어 있는 것이 바람직하다.
아래에서, 본 발명에 따른 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.
도면에서, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기의 배치관계를 설명하기 위해 소정부위를 절단한 사시도이고, 도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기의 주요부분을 설명하기 위해 A-A'선과 B-B'선을 따라 절취한 평면도이며, 도 6은 도 2에 도시된 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기의 작동방법을 설명하기 위해 소정부위를 절단한 사시도이다.
도 3 내지 도 5에 있어서, 본 발명의 한 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기의 본체부(100)에는 고정볼트(32)가 결합될 수 있도록 둘레에 다수의 구멍(도시안됨)이 형성된 유실덮게(30)의 하부방향으로 오일링(73)과 유실(40)과 자기 투자율이 높은 금속재질의 솔레노이드부(50) 및 솔레노이드덮게(60)가 일자형으로 배치되어 있다.
이렇게 배치된 유실(40)의 내부에는 유실(40)의 하면과 솔레노이드부(50) 및 솔레노이드덮게(60)를 관통한 날개판(72)을 갖는 헤드부(71)가 축회전이 가능하게 배치되어 있다. 또한, 이런 토크축(70)의 헤드부(71)가 배치된 유실(40)의 내부에는 자기유변유체(20)가 채워져 있고 이런 자기유변유체(20)를 축회전방향으로 압착하는 상기 날개판(72)의 회전작동을 제한하는 칸막이고정봉(41)들과 칸막이(42)가 배치되어 있다.
또한, 이런 솔레노이드부(50)의 내부에는 감쇠기의 밸브 모드를 위한 유체가이드(51)가 배치되어 있다. 이런 유체가이드(51)의 하부로 자기유변유체(20)가 코일부(53)에 유입되는 것을 막는 링형상의 판부재(52)가 배치되어 있다. 이런 링형상의 판부재(52)의 하부로 외부전원(도시안됨)과 연결된 외부코일선(90)과 연결된 코일부(53)가 배치되어 있다. 또한, 이런 유체가이드(51)와 판부재(52)와 코일부(53)의 내경에는 결합부재(57)가 배치되어 있다.
상기와 같이 배치된 유실덮게(30)의 중심에는 베어링(31)이 결합될 수 있는 홈이 형성되어 있다. 또한, 유실(40)의 하면으로 칸막이(42)가 배치된 부위에는 자기유변유체(20)가 솔레노이드부(50)로 유입될 수 있는 유실구멍(44,44')이 형성되어 있다. 이런 유실구멍(44,44')과 동일직선상의 유체가이드(51)에는 밸브구멍(54,54')이 형성되어 있고, 이런 밸브구멍(54,54')의 주위에는 솔레노이드부(50)와 볼트결합할 수 있는 볼트구멍(56)이 형성되어 있다. 또한 이런 유체가이드(51)의 측면에는 솔레노이드부(50)의 원주방향으로 자기유변유체(20)가 유동할 수 있게 상기 밸브구멍(54,54')와 관통하는 측면홈(59)이 형성되어 있다.
이렇게 형성된 유체가이드(51)를 고정하는 결합부재(57)는 솔레노이드부(50)의 내경보다 작은 크기로 상기 유체가이드(51)의 측면홈(59)의 대응한 유체유동홈(50a)이 형성될 수 있는 형상으로 형성되어 있다. 또한, 이런 결합부재(57)에는 유체가이드(51)가 접촉하는 쪽에 결합홈(54a)이 형성되어 상기 유체가이드(51)을 고정시킬 수 있으며, 상기 토크축(70)이 중심에 관통하여 결합될 수 있게 구멍(70a)이 형성되어 있다.
아래에서 앞서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 한 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기의 결합관계에 대하여 설명하겠다.
도 6에 보이듯이, 유실(40)의 내부에는 토크축(70)의 헤드부(71)와 밀접하게 접촉하는 칸막이 고정봉(41)들이 수직하게 결합되어 있고, 이런 칸막이 고정봉(41)의 사이에는 칸막이(42)가 끼워져 결합된다. 이렇게 결합된 유실(40)의 내부에는 토크축(70)이 하면의 중심을 관통하게 결합한다. 이런 토크축(70)의 헤드부(71)의 끝단부에는 베어링(31)이 결합된다. 이렇게 결합된 유실(40)의 상향에 유실덮게(30)가 결합된다.
또한, 이런 유실(40)이 결합하는 솔레노이드부(50)에는 자기유변유체(20)가 상기 유실(40)의 하면에 형성된 유실구멍(44,44')을 통하여 솔레노이드부(50)로 유입될 수 있게 밸브구멍(54,54')이 형성된 유체가이드(51)가 결합된다. 이런 유체가이드(51)의 하부에는 링형상의 판부재(52)와 코일부(53)가 솔레노이드부(50)의 내부에서 차례로 결합된다. 이렇게 결합된 링형상의 판부재(52)는 상기 유체가이드(51)에 유입된 자기유변유체(20)가 상기 코일부(53)로 유입되는 것을 막을 수 있게 된다. 또한, 상기와 같이 결합된 솔레노이드부(50)의 내부에는 상기 토크축(70)이 관통하게 결합될 수 있고 상기 유체가이드(51)와 측면홈(59)에 대응하여 상기 판부재(52)와 상기 코일부(53)를 고정시킬 수 있는 입체적인 형상의 결합부재(54)가 결합된다. 이렇게 결합된 결합부재(54)는 솔레노이드부(50)의 내부에서 원주방향으로 상기 유체가이드(51)의 측면홈(59)에 대응한 크기를 갖는 폭의 유체유동홈(50a)을 형성하게 된다. 또한, 이런 솔레노이드부(50)의 하면에는 솔레노이드덮게(60)가 결합된다. 이렇게 결합된 본체부(100)는 고정볼트(32)가 유실덮게(30)와 유실(40)과 솔레노이드부(50) 및 솔레노이드덮게(60)의 고정구멍(35,45,55,65)을 관통하여 축방향으로 밀착시킬 수 있게 결합된다.
아래에서 앞서 상세히 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기의 작동방법에 대해서 설명하겠다.
먼저, 외부의 소정회전방향(b)을 갖는 회전력이 토크축(70)에 전달될 경우에 토크축(70)의 헤드부(71)에 결합된 날개판(72)은 유실(40) 내부에 채워진 자기유변유체(20)를 칸막이(42)쪽으로 압축하게 된다. 이렇게 압축된 자기유변유체(20)는 유실(40)의 하면에 형성된 한 쪽 유실구멍(44)을 통하여 솔레노이드부(50)의 유체가이드(51)의 밸브구멍(54)으로 가압유동된다. 이런 자기유변유체(20)는 유체가이드(51)의 측면홈(59)에 관통된 링형상의 유체유동홈(50a)을 따라 토크축(70)의 회전방향(b)의 역방향(e)으로 유동하게 된다. 이렇게 유동하는 자기유변유체(20)는 다시 유체가이드(51)의 다른 쪽 구멍(54')과 유실(40)의 하면에 형성된 다른 쪽 구멍(44')를 통하여 반대쪽 유실(40)의 내부로 유동하게 된다.
이때, 외부의 전원공급원에서 소정크기의 전류를 외부코일선(90)에 흘려주게 되면 자기 투자율이 높은 재질의 솔레노이드부(50)와 유체가이드(51)와 결합부재(57) 및 솔레노이드덮게(60)에는 자기 폐회로(d,d')가 구성되어 자기장이 인가된다.
따라서 상기 유체유동홈(50a)을 따라서 유동하는 자기유변유체(20)는 인가된 자기장에 의해서 점성이 변하게 된다. 또한 이런 자기유변유체(20)의 점성변화로 인해 유실(40)내부에서 압력차이가 발생되며, 이런 압력차이는 토크축(70)의 날개판(72)의 회전력을 감쇠시키는 토크를 발생시키게 된다. 이렇게 발생된 본 발명의 한 실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기의 토크를 전류의 증가와 각속도에 따라 실험으로 구한 값들을 도 7에 도시하였다.
도 7에 도시된 그래프에서는 전류를 0A, 0.3A, 0.5A, 0.7A, 0.9A, 1.0A, 1.3A로 증가시키고 각속도를 -15∼15rad/sec로 변화시켰을 때에 전단 변형률이 없는 초기 상태에서 항복 응력을 가지며, 각속도가 증가됨에 따라 소산되는 토크값이 증가하는 빙햄 유동특성을 나타내고 있음을 알 수 있다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기는 자기유변유체가 채워진 유실과 자기장이 발생되는 솔레노이드부를 분리시킨 밸브 모드를 적용하였고, 또한, 상기 자기유변유체가 유체가이드와 관통하는 유체유동홈에서 유동하면서 솔레노이드부의 자기력에 의해 점성변화하기 때문에 종래의 직접 전단 모드를 적용한 종래의 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기보다 2∼3배의 항복 응력을 갖는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기는 높은 토크를 발생시켜 주로 자동차의 현가 장치와 유공압의 궤도 제어와 로봇 등 거의 모든 산업 분야에서 적용이 가능한 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (3)

  1. 외부에서 전달된 회전력을 감쇄시키기 위해 자기장의 인가시 점성이 변하는 성질을 갖는 상자성 입자를 갖는 자기유변유체(20 ; magnetorheological fluid)와 "T"자 단면(2b)의 회전자(2a)에 직접적인 전단력을 발생시키는 자기유변유체를 이용한 회전감쇠기에 있어서,
    상기 자기유변유체(20)를 유동시키기 위한 유실구멍(44,44')이 형성되어 있고 토크축(70)의 날개판(72)과 칸막이(42)가 상기 자기유변유체(20)를 분리시킬 수 있게 결합된 유실(40)과, 상기 유실(40)의 상기 유실구멍(44,44')과 관통하여 상기 자기유변유체(20)를 원주방향(e)으로 유도할 수 있는 유체유동홈(50a)을 형성하게 결합된 유체가이드(51)와 결합부재(57)와 외부전원과 연결된 코일부(53)를 구비하여 자기 폐회로(d,d')를 형성하는 솔레노이드부(50)를 포함하며, 상기 유실(40)의 상기 자기유변유체(20)는 상기 토크축(70)의 날개판(72)에 인가된 상기 회전력에 의해서 상기 솔레노이드부(50)의 상기 유체유동홈(50a)을 따라 유동하며, 상기 솔레노이드부(50)의 상기 자기 폐회로(d,d')에 의해 점성변화하므로써, 상기 유실(40)의 내부에서 상기 토크축(70)의 회전력을 감소시키는 압력이 발생되는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유체가이드(51)에는 상기 유실(40)의 상기 유실구멍(44,44')에 대응한 밸브구멍(54,54')이 형성되어 있고, 상기 밸브구멍(54,54')과 상기 유체유동홈(50a)을 관통하여 상기 자기유변유체(20)가 상기 솔레노이드부(50)의 원주방향으로 회전될 수 있게 측면홈(52)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 칸막이(42)는 상기 유실(40)에 형성된 상기 유실구멍(44,44')을 각각 분리시킬 수 있게 상기 유실(40)의 바닥면과 유실덮게(30)에 결합되어 상기 날개판(72)에 의해서 가압되는 상기 자기유변유체(20)가 상기 유실구멍(44,44')에 유입될 수 있게 고정바(41)에 의해 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기.
KR1019970051694A 1997-10-09 1997-10-09 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기 KR100236919B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970051694A KR100236919B1 (ko) 1997-10-09 1997-10-09 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기
US09/169,057 US6095295A (en) 1997-10-09 1998-10-09 Rotary damper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970051694A KR100236919B1 (ko) 1997-10-09 1997-10-09 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990031113A true KR19990031113A (ko) 1999-05-06
KR100236919B1 KR100236919B1 (ko) 2000-01-15

Family

ID=19522416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970051694A KR100236919B1 (ko) 1997-10-09 1997-10-09 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6095295A (ko)
KR (1) KR100236919B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100622075B1 (ko) * 2004-10-15 2006-09-19 한국과학기술연구원 유변유체를 이용한 제동장치
KR100696934B1 (ko) * 2000-03-28 2007-03-21 주식회사 만도 자기유변유체를 이용한 쇼크업소버
KR100844683B1 (ko) * 2006-12-13 2008-07-07 현대자동차주식회사 반능동형 스테빌라이져
CN114857200A (zh) * 2022-03-10 2022-08-05 嘉兴学院 一种螺旋槽式磁流变阻尼器

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3893214B2 (ja) * 1998-03-31 2007-03-14 株式会社日本触媒 機械の制御方法及び機械の制御装置
DE19910782C2 (de) * 1999-03-11 2001-01-25 Stabilus Gmbh Türscharnier mit einer Blockierung aufgrund einer Feldkraft
US6679508B2 (en) * 2001-10-01 2004-01-20 Delphi Technologies, Inc. Flexible no-lash drive plate
US6752425B2 (en) * 2002-10-30 2004-06-22 Ford Global Technologies, Llc Semi-active control of automotive steering system vibration with magneto-rheological damping
US6736758B1 (en) * 2002-11-14 2004-05-18 Christopher V Reddy Variable torsion converter
US20050023052A1 (en) * 2003-02-21 2005-02-03 Beck Michael S. Vehicle having an articulated suspension and method of using same
US8839891B2 (en) 2003-02-21 2014-09-23 Lockheed Martin Corporation Multi-mode skid steering
US20040232632A1 (en) * 2003-02-21 2004-11-25 Beck Michael S. System and method for dynamically controlling the stability of an articulated vehicle
US7261176B2 (en) * 2003-02-21 2007-08-28 Lockheed Martin Corporation Articulated vehicle suspension system shoulder joint
US7150340B2 (en) * 2003-02-21 2006-12-19 Lockheed Martin Corporation Hub drive and method of using same
US7464775B2 (en) * 2003-02-21 2008-12-16 Lockheed Martin Corporation Payload module for mobility assist
WO2004102298A1 (en) * 2003-05-13 2004-11-25 National University Of Singapore Damper system
US7416062B1 (en) * 2003-10-23 2008-08-26 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Torsional magnetorheological device
DE102004041650B4 (de) * 2004-08-27 2006-10-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Magnetorheologische Materialien mit hohem Schaltfaktor und deren Verwendung
US7823708B2 (en) * 2005-11-02 2010-11-02 Ford Global Technologies, Llc Magnetorheological damping device for reduction or elimination of vibration in steering systems
US20070125609A1 (en) * 2005-12-07 2007-06-07 O'leary Michael F Transmission damping apparatus and method
FR2895046B1 (fr) * 2005-12-21 2009-05-29 Thales Sa Dispositif d'amortissement
GB0605346D0 (en) * 2006-03-16 2006-04-26 Airbus Uk Ltd Feedback control system
DE102007017589B3 (de) * 2007-04-13 2008-10-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Dämpfungsvorrichtung mit feldsteuerbarer Flüssigkeit
GB0805829D0 (en) * 2008-04-01 2008-04-30 Goodrich Actuation Systems Ltd Damping arrangement
KR100980857B1 (ko) 2008-07-21 2010-09-10 한국과학기술원 유변유체의 유량제어밸브, 밸브 제어방법, 이를 이용한유량제어댐퍼 및 댐퍼 제어방법
EP2681463B1 (en) * 2011-03-04 2015-05-06 Moog Inc. Structural damping system and method
CN102562923A (zh) * 2012-02-08 2012-07-11 谢宁 磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器
US9109654B2 (en) * 2012-06-12 2015-08-18 Inno Vital Systems, Inc. Failsafe magnetorheological (MR) energy absorber
ITFI20120151A1 (it) * 2012-07-18 2014-01-19 Univ Firenze Serie sterzo per motocicli integrante mezzi ammorzatori di sterzo
US9362812B2 (en) 2012-09-18 2016-06-07 Honeywell International Inc. Shaft coupling apparatus, rotary fluid damper, and deployable device with magnetic coupling mechanism
CN104500641B (zh) * 2015-01-14 2016-08-24 青岛理工大学 一种基于磁流变弹性体的双转子自供电减震器
CN107614297B (zh) 2015-05-26 2021-05-07 埃索欧耐迪克超动力 使用磁流变流体离合器装置的动态运动控制系统
CN104864033B (zh) * 2015-06-04 2017-04-26 北京理工大学 一种刚度可调式半主动控制型车用扭转减振器
CN105179543B (zh) * 2015-10-08 2017-07-28 厦门艾美森新材料科技股份有限公司 迷你型磁性阻尼控制装置及缓冲气垫机
CN107781338B (zh) * 2016-08-25 2020-06-09 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 一种励磁式电涡流阻尼器及阻尼系数连续可调的方法
CN106286665B (zh) * 2016-10-08 2018-03-16 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 可调式非线性双层隔振装置
CN106337893B (zh) * 2016-10-08 2018-04-10 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 磁阻式电磁主动隔振器
CN106286666B (zh) * 2016-10-08 2019-06-04 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 磁阻式电磁主动吸振器
US10239556B2 (en) * 2017-05-05 2019-03-26 Ford Global Technologies, Llc Magnetorheological-damper-based steering apparatus and methods for reducing steering wheel jerk resulting from off-road wheel impact
CN109654162B (zh) * 2019-02-01 2024-04-12 青岛理工大学 主动复合变阻尼转动控制装置
CN112696451B (zh) 2020-01-09 2022-09-06 北京京西重工有限公司 旋转阻尼器组件

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4350913A (en) * 1980-08-13 1982-09-21 W. J. Industries, Incorporated Magnetic particle devices
US5257681A (en) * 1992-09-28 1993-11-02 Trw Inc. Apparatus for damping movement
US5816372A (en) * 1994-09-09 1998-10-06 Lord Corporation Magnetorheological fluid devices and process of controlling force in exercise equipment utilizing same
US5542507A (en) * 1994-11-22 1996-08-06 Vibratech, Inc. Position dependent variable output torque viscous damper
US5598908A (en) * 1995-06-05 1997-02-04 Gse, Inc. Magnetorheological fluid coupling device and torque load simulator system
US5921357A (en) * 1997-04-14 1999-07-13 Trw Inc. Spacecraft deployment mechanism damper
DE19735897A1 (de) * 1997-08-19 1999-02-25 Bayer Ag Kupplung

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100696934B1 (ko) * 2000-03-28 2007-03-21 주식회사 만도 자기유변유체를 이용한 쇼크업소버
KR100622075B1 (ko) * 2004-10-15 2006-09-19 한국과학기술연구원 유변유체를 이용한 제동장치
KR100844683B1 (ko) * 2006-12-13 2008-07-07 현대자동차주식회사 반능동형 스테빌라이져
CN114857200A (zh) * 2022-03-10 2022-08-05 嘉兴学院 一种螺旋槽式磁流变阻尼器
CN114857200B (zh) * 2022-03-10 2023-08-25 嘉兴学院 一种螺旋槽式磁流变阻尼器

Also Published As

Publication number Publication date
US6095295A (en) 2000-08-01
KR100236919B1 (ko) 2000-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100236919B1 (ko) 자기유변유체를 이용한 각도제한 회전감쇠기
US8016087B2 (en) Fluid damper
US20060016649A1 (en) Controllable magneto-rheological fluid devices for motion-damping
US4946009A (en) Electromagnetic valve utilizing a permanent magnet
JP4728861B2 (ja) 磁気粘性流体ダンパ
US6481546B2 (en) Magneto-rheological damping valve using laminated construction
JP2014517225A (ja) 磁気粘性流体減衰アセンブリ
JPH10288238A (ja) 宇宙航行機の配備機構用ダンパ
JP4682086B2 (ja) Mr流体バルブ
KR100236917B1 (ko) 자기유변유체와 영구자석을 이용한 감쇠장치
KR100696934B1 (ko) 자기유변유체를 이용한 쇼크업소버
JP4728862B2 (ja) 磁気粘性流体ダンパ
US10180194B2 (en) Closed center pressure flow control valve
KR19990047271A (ko) 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치
US11585404B1 (en) Vibration damping actuator
US6281772B1 (en) Dynamic dampening in a frictionless solenoid valve
US10344888B2 (en) Two-stage closed center electro-hydraulic valve
CN209875831U (zh) 可定位磁流变柔性加载装置
KR100445988B1 (ko) 자기유변유체를 이용한 쇽 업소버
KR100341824B1 (ko) 자기유변유체를 이용한 반력장치
KR100236920B1 (ko) 자기유변유체를 이용한 문 감쇠기
KR101464887B1 (ko) 원통형 리니어 모터의 가동자 및 이를 이용한 원통형 리니어 모터
SU1753092A1 (ru) Магнитожидкостный демпфер
JP4094793B2 (ja) 磁気粘性流体流動型制振装置
RU1803638C (ru) Активное виброгас щее устройство

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20050930

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee