KR200305766Y1 - Piston valve device of damper using magneto-rheological fluid - Google Patents
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Abstract
본 고안은 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에 관한 것으로, 인가되는 전류에 따라 솔레노이드에서 발생되는 자기장의 세기에 의해 밸브상의 간극을 통과하는 자기유동성 유체의 겉보기 점도가 매 순간 변화하는 현상을 이용하여 감쇠성능을 얻을 수 있도록 하므로써 자기유동성 유체가 갖는 여러 가지 특성, 즉 빠른 응답특성, 높은 항복응력, 우수한 내마모성, 낮은 점소성 등을 그대로 유지하면서 자동차가 접촉하는 노면의 여러 상황에 대하여 승차감과 조정 안정성에 이르기까지 넓은 범위의 다양한 감쇠성능을 발휘할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a piston valve device of a damper using a magnetofluidic fluid, and the apparent viscosity of the magnetofluidic fluid passing through the gap on the valve is changed every moment by the strength of the magnetic field generated by the solenoid according to the applied current. It is possible to obtain the damping performance by using this method, so that the riding comfort and the ride conditions of the road contacted by the vehicle can be maintained while maintaining the various characteristics of the magnetic fluid such as fast response, high yield stress, excellent wear resistance, and low viscosity. It is designed to provide a wide range of attenuation performances up to adjustment stability.
Description
본 고안은 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인가되는 전류에 따라 솔레노이드에서 발생되는 자기장의 세기에 의해 밸브상의 간극을 통과하는 자기유동성 유체의 겉보기 점도가 매 순간 변화하는 현상을 이용하여 감쇠성능을 얻을 수 있도록 하므로써 자기유동성 유체가 갖는 여러 가지 특성, 즉 빠른 응답특성, 높은 항복응력, 우수한 내마모성, 낮은 점소성 등을 그대로 유지하면서 자동차가 접촉하는 노면의 여러 상황에 대하여 승차감과 조정 안정성에 이르기까지 넓은 범위의 다양한 감쇠성능을 발휘할 수 있도록 한 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에 관한 것이다.The present invention relates to a piston valve device of a damper using magnetofluidic fluid. More specifically, the instantaneous viscosity of the magnetofluidic fluid passing through the gap on the valve by the strength of the magnetic field generated by the solenoid according to the applied current is instantaneous. By allowing the damping performance to be obtained by changing the phenomenon, various situations of the road surface where the car contacts while maintaining various characteristics of the magnetic fluid such as fast response, high yield stress, excellent wear resistance and low viscousity The present invention relates to a piston valve device for a damper using a magnetic fluid that enables a wide range of damping performances ranging from ride comfort to adjustment stability.
일반적으로, 자동차의 차체와 차륜사이에는 주행중 노면에서 받는 진동이나 충격을 흡수하여 차체 또는 화물의 손상을 방지함과 동시에 탑승자의 승차감을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 서스펜션(Suspension)이 설치된다.In general, a suspension is installed between the vehicle body and the wheels of the vehicle to absorb vibrations or shocks received from the road surface while driving to prevent damage to the vehicle body or cargo and to improve a passenger's riding comfort.
이와 같은 서스펜션은 크게 노면의 상태나 자동차의 주행여건에 따라서 구성부품의 기계적인 특성을 이용하여 차체의 상태를 적절하게 대응하도록 하여 차체에 전달되는 진동 및 충격을 흡수하는 수동형 서스펜션(Passive Suspension)과, 차량의 주행여건의 변동에 따른 차체의 상태를 센서를 이용하여 측정하고, 측정된 데이터를 기초로 제어장치에 의하여 차체의 상태를 적절하게 대응하도록 하는 능동형 서스펜션(Active Suspension)으로 분류된다.Such suspension is a passive suspension that absorbs vibrations and shocks transmitted to the vehicle body by appropriately responding to the state of the vehicle body by using the mechanical characteristics of the component according to the road surface or the driving conditions of the vehicle. The vehicle is classified into an active suspension that measures the state of the vehicle body according to the change in the driving conditions of the vehicle using a sensor, and appropriately corresponds to the state of the vehicle body by the controller based on the measured data.
이와 같은 서스펜션의 주요 구성부품은 댐퍼(Damper) 또는 쇽업소버(Shock Absober)인데, 지금까지 자동차의 서스펜션에 적용되는 댐퍼나 쇽업소버의 개념은 실린더내에 결합되는 베이스밸브장치와 실린더내에서 직선이동되는 피스톤밸브장치에 오일이나 가스가 빠져나갈 수 있는 오일통과공을 형성하고, 피스톤밸브장치가 작동될 때 헬리컬스프링, 코니컬스프링, 디스크스프링 등 여러 가지 종류의 스프링을 이용하여 속도에 따른 순간 단면적을 제어하는 방식이 적용되었다.The main components of such suspension are dampers or shock absorbers. Until now, the concept of dampers or shock absorbers applied to the suspension of automobiles is a linear movement in a cylinder and a base valve device coupled to a cylinder. The oil passage hole through which oil or gas can escape is formed in the piston valve device. When the piston valve device is operated, various types of springs such as helical spring, conical spring and disc spring are used to measure the instantaneous cross-sectional area according to the speed. A control method was applied.
그러나, 이와 같은 경우에는 수동형에서부터 솔레노이드밸브에 의해 제어되는 연속가변형 쇽업소버에 이르기까지 사용되는 부품의 조합에 따른 감쇠성능의 범위에 대하여 명확하게 알고 있어야 하거나 또는 데이터베이스화되어 있어야만 하기 때문에 해당 차량에 적합한 감쇠성능을 조율하는데 많은 시간이 소요된다는 문제가 있다.In this case, however, the range of damping performance for the combination of components used, from passive to continuous variable shock absorbers controlled by solenoid valves, must be clearly known or databased, so that it is suitable for the vehicle. There is a problem that it takes a long time to tune the damping performance.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 여러 가지 방안으로서, ① 수 ms이하의 빠른 응답특성을 보유하면서 연속적인 힘이 발생되며, ② 응용장치설계가 용이하고, ③ 전기장은 높지만 전류는 낮다는 등의 여러 가지 장점을 갖는 전기유동성 유체(Electro-Rheological Fluid)를 이용한 댐퍼가 제안되었다.In order to solve the above problems, ① a continuous force is generated while having a fast response characteristic of several ms or less, ② easy to design the application device, ③ a high electric field but low current, etc. A damper using Electro-Rheological Fluid with advantages has been proposed.
그러나, 전기유동성 유체는 상기한 여러 가지 특성을 보유하고 있음에도 불구하고 이용할 수 있는 유체가 상대적으로 낮은 항복강도를 갖기 때문에 감쇠력에 제한이 있으며, 오염물질에 쉽게 영향받고, 고전압의 강한 전기장을 필요로 하므로 콘트롤시스템이 매우 복잡해진다는 문제가 있다.However, electrofluidic fluids have limited damping forces because they have relatively low yield strengths, despite having many of the characteristics described above, and are easily affected by contaminants and require a high electric field of high voltage. As a result, the control system becomes very complicated.
이에 따라 최근에는 전기유동성 유체가 갖는 성능적인 제약과, 상기 전기유동성 유체를 이용하는 댐퍼를 제조하는 경우에 발생되는 제반 기술적인 문제점을 타개하기 위하여 자기유동성 유체에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.Accordingly, researches on magnetofluid fluids have been actively conducted in order to overcome the performance constraints of the electrofluidic fluids and the technical problems caused when manufacturing the dampers using the electrofluidic fluids.
자기유동성 유체는 합성오일에 마이크론(10-6) 크기로 된 자화될 수 있는 입자들의 부유물인데, 자기유동성 유체는 자기장(Magnetic Field)을 응용하므로써 정확하게 항복응력을 조절할 수 있도록 개발될 수 있다.Magnetofluidic fluids are suspensions of magnetizable particles of micron size (10 -6 ) size in synthetic oil. Magnetic fluids can be developed to precisely control yield stress by applying a magnetic field.
이와 같은 자기유동성 유체는 응답특성이 빠르고, 높은 항복응력을 가지며, 오염에 의한 성능저하가 발생하지 않는다는 특성이 있다.Such a magnetic fluid has a characteristic of fast response characteristics, high yield stress, and no degradation in performance due to contamination.
또한, 자기유동성 유체는 단순하고 낮은 전압의 전자기 코일에 의해 쉽게 발생하는 자기장을 이용할 수 있고, 내마모성이 우수하며, 낮은 점소성을 갖는다.In addition, the magnetofluid fluid can utilize a magnetic field easily generated by a simple, low voltage electromagnetic coil, has excellent wear resistance, and has low viscosity.
또한, 자기유동성 유체는 -40℃~150℃에 이르는 넓은 작동온도 범위를 가지며, 재 혼합이 용이하다는 탁월한 특성을 갖는다.In addition, the magnetofluid fluid has a wide operating temperature range of -40 ° C. to 150 ° C. and has excellent characteristics of easy remixing.
이와 같이 자기유동성 유체를 댐퍼에 적용하는 경우에 전기유동성 유체에서제기된 문제점들이 대부분 해결되기 때문에 자동차의 서스펜션은 물론, 각종 산업분야에서 널리 적용될 수 있는 것이다.As such, when the magnetofluid fluid is applied to the damper, most of the problems posed by the electrofluid fluid are solved, and thus, the suspension of the automobile may be widely applied in various industrial fields.
본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 인가되는 전류에 따라 솔레노이드에서 발생되는 자기장의 세기에 의해 밸브상의 간극을 통과하는 자기유동성 유체의 겉보기 점도가 매 순간 변화하는 현상을 이용하여 감쇠성능을 얻을 수 있도록 하므로써 자기유동성 유체가 갖는 여러 가지 특성, 즉 빠른 응답특성, 높은 항복응력, 우수한 내마모성, 낮은 점소성 등을 그대로 유지하면서도 자동차가 접촉하는 노면의 여러 상황에 대하여 승차감과 조정 안정성에 이르기까지 넓은 범위의 다양한 감쇠성능을 발휘할 수 있도록 한 새로운 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치를 제공하는 것이다.The present invention solves such a conventional problem, and its purpose is to change the apparent viscosity of the magnetofluid fluid passing through the gap on the valve every moment by the strength of the magnetic field generated by the solenoid according to the applied current. It is possible to obtain a damping performance by using the magnetic fluid, so that it can be used for various situations on the road contacted by the vehicle while maintaining various characteristics of the magnetic fluid such as quick response, high yield stress, excellent wear resistance, and low viscosity. It is to provide a damper piston valve device using a new magneto-fluidic fluid that can exhibit a wide range of damping performance up to the adjustment stability.
도 1은 본 고안에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치를 나타내는 전단면 사시도,1 is a front end perspective view showing a piston valve device of a damper using a magnetic fluid according to the present invention,
도 2는 도 1의 정단면도,2 is a front cross-sectional view of FIG.
도 3은 본 고안에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에서 자속흐름을 나타내는 단면도,Figure 3 is a cross-sectional view showing the magnetic flux flow in the piston valve device of the damper using a magnetic fluid according to the present invention,
도 4는 자기 유동성 유체에 솔레노이드에 의한 자기장이 인가되지 않은 경우를 나타내는 도식도,4 is a schematic diagram showing a case where a magnetic field by a solenoid is not applied to a magnetic fluid;
도 5는 자기유동성 유체에 솔레노이드에 의한 자기장이 인가된 경우를 나타내는 도식도,5 is a schematic diagram showing a case where a magnetic field by a solenoid is applied to a magnetorheological fluid;
도 6은 본 고안에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에서 코어의 횡단면적을 고정시키고, 폴의 횡단면적을 변화시켰을 때 환형 간극(Annular Gap)에서의 자속밀도 변화를 나타내는 그래프,6 is a graph showing the magnetic flux density change in the annular gap when the cross-sectional area of the core is fixed in the piston valve device of the damper using the magneto-fluidic fluid according to the present invention,
도 7은 본 고안에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에서 폴의 횡단면적을 고정시키고, 코어의 횡단면적으로 변화시켰을 때의 환형 간극에서의 자속밀도 변화를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing a change in magnetic flux density in an annular gap when a cross section of a pole is fixed in a piston valve device of a damper using a magnetofluidic fluid according to the present invention and the cross section of a core is changed.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
10 : 피스톤밸브장치 13 : 코어10: piston valve device 13: core
14 : 솔레노이드 15 : 보빈14: solenoid 15: bobbin
16 : 전선통로 17 : 피스톤로드16: wire passage 17: piston rod
19 : 폴피스(Pole Piece) 20 : 상부플레이트19: Pole Piece 20: Upper plate
21 : 서포터 22 : 플럭스링21: supporter 22: flux ring
26 : 환형 간극.26: annular clearance.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 중심부에 일정한 깊이까지 나사부를 갖는 소정 직경의 관통공이 형성되고, 상단부와 하단부에는 플랜지부가 형성되며, 하단으로부터 윗쪽으로 일정 거리 이격된 위치에 해당되는 몸체 외측면에는 걸림턱이 형성된 소정 길이의 코어(Core)와; 상기 플랜지부의 외측단과 일치하는 선상에 해당되는 코어의 바깥쪽 둘레에 설치되는 원통형의 보빈(Bobbin)과; 상기 보빈의 내측면에 설치된 상태에서 외부로부터 전류가 인가되면 자기장을 형성시키는 솔레노이드와; 상기 코어의 하단으로부터 걸림턱위치까지 끼워져 결합된 상태에서 상기 보빈의 하단부를 받쳐줌과 동시에 솔레노이드에서 발생된 자기장이 흘러갈 수 있는 자로를 형성하면서 감쇠성능을 아랫부분에서 제어하는 원판형태의 폴피스(Pole Piece)와; 하단부가 상기 코어의 관통공에 형성된 나사부에 끼워져 결합되며, 중심에는 소정 직경의 전선통로가 형성된 피스톤로드와; 상기 피스톤로드 내부의 전선통로를 따라 인입된 후 코어의 관통공 내측을 통하여 솔레노이드와 전기적으로 연결되는 전선과: 상면에 다수의 오일통과공이 일정 간격으로 형성되고, 상기 코어 상단의 플랜지부 상면에 끼워져 결합된 상태에서 피스톤로드와 피스톤밸브의 동심도를 유지시켜는 상부플레이트와; 상기 폴피스의 하부에 해당되는 코어의 하단부에 끼워져 결합된 상태에서 코어와 폴피스를 받쳐주는 역할을 하는 내부서포터(Inner Supporter)와; 상면 가장자리에는 다수의 오일통과공이 일정 간격으로 형성되고, 상기 내부서포터 외측 둘레면에 끼워져 결합되는 외부서포터(Outer Supporter)와; 원통형으로 이루어지고, 상기 코어의 상방으로부터 씌워져 결합되어 외부서포터에 지지된 상태에서 솔레노이드에서 발생된 자기장이 폐회로를 유지할 수 있도록 자로 역할을 하는 플럭스링(Flux Ring)과; 상기 코어와 피스톤로드의 체결부 상단에 해당되는 상부플레이트의 중심부 가장자리에 끼워져 조립된 상태에서 자기유동성 유체가 유출되는 것을 방지하는 상부실(Upper Seal)과; 상기 코어의 하단부에 나사결합되어 피스톤밸브 전체를 체결하는 캡너트와; 상기 캡너트의 내측에 끼워져 조립된 상태에서 자기유동성 유체가 유출되는 것을 방지하는 하부실(Low Seal)과; 상기 캡너트의 하부에서 코어의 하단에 나사결합되어 플럭스링을 고정시켜주는 링너트(Ring Nut)와; 상기 플럭스링의 상부 외측 둘레면을 따라 끼워져 결합되는 피스톤밴드로 이루어진 특징을 갖는다.In order to achieve the above object, the present invention has a through hole of a predetermined diameter having a screw portion to a certain depth in the central portion, a flange portion is formed in the upper end and the lower end, and the body corresponding to the position spaced apart a certain distance upward from the lower end A core having a predetermined length having a locking jaw formed at a side thereof; A cylindrical bobbin installed around the outer periphery of the core corresponding to a line coinciding with the outer end of the flange portion; A solenoid which forms a magnetic field when a current is applied from the outside in a state in which it is installed on the inner side of the bobbin; A disk-shaped pole piece that supports the lower end of the bobbin while being inserted and engaged from the lower end of the core to the locking jaw position and controls the damping performance at the lower part while forming a magnetic path through which the magnetic field generated from the solenoid can flow. Pole Piece; A piston rod having a lower end fitted in a threaded portion formed in a through hole of the core, and having a wire passage formed at a center thereof with a wire passage of a predetermined diameter; The wire is drawn along the wire passage inside the piston rod and electrically connected to the solenoid through the inside of the through hole of the core. A plurality of oil through holes are formed on the upper surface at regular intervals, and are inserted into the upper surface of the flange of the upper end of the core. An upper plate for maintaining concentricity between the piston rod and the piston valve in a coupled state; An inner supporter (Inner Supporter) which serves to support the core and the pole piece in a state of being fitted into the lower end of the core corresponding to the lower portion of the pole piece; An outer supporter having a plurality of oil passing holes formed at regular intervals on an upper edge thereof and fitted to the outer circumferential surface of the inner supporter; A flux ring made of a cylindrical shape and having a magnetic ring generated from the solenoid in a state in which the magnetic field generated in the solenoid is maintained in a closed circuit while being covered by a cover from above the core; An upper seal preventing the flow of magnetic fluid in the assembled state by being fitted to the center edge of the upper plate corresponding to the upper end of the coupling portion of the core and the piston rod; A cap nut screwed to the lower end of the core to fasten the entire piston valve; A low seal preventing the flow of magnetofluidic fluid in the assembled state of the cap nut; A ring nut screwed to the lower end of the core at the bottom of the cap nut to fix the flux ring; It is characterized by consisting of a piston band which is fitted along the upper outer peripheral surface of the flux ring.
이와 같은 본 고안에서 상기 코어와 플럭스링은 강자성체로 이루어진 특징을 갖는다.In this invention, the core and the flux ring has a feature made of a ferromagnetic material.
이와 같은 본 고안에서 상기 솔레노이드는 0.3~05φ굵기의 코일이 300~500회 감겨진 형태로 이루어진 특징을 갖는다.In the present invention, the solenoid has a feature in which a coil having a thickness of 0.3 to 05φ is wound 300 to 500 times.
이와 같은 본 고안에서 상기 코어의 상단 플랜지부와 폴피스의 조립위치에 해당되는 플럭스링의 내측면에는 상기 플랜지부 및 폴피스의 두께와 동일한 두께의 환형턱이 일체로 형성되어 플랜지부와 상부 환형턱, 폴피스와 하부 환형턱 사이에 자기유동성 유체가 흐를 수 있는 간극이 형성된 특징을 갖는다.In the present invention, an annular jaw of the same thickness as the thickness of the flange portion and the pole piece is integrally formed on the inner side of the flux ring corresponding to the assembly position of the upper flange portion and the pole piece of the core, thereby forming the flange portion and the upper annular shape. A gap is formed between the jaw, the pole piece, and the lower annular jaw, through which a magnetic fluid can flow.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 고안에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치를 나타내는 전단면 사시도이고, 도 2는 도 1의 정단면도이다.1 is a front sectional perspective view showing a piston valve device of a damper using a magnetic fluid according to the present invention, Figure 2 is a front sectional view of FIG.
이를 참조하면, 본 고안에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치는 솔레노이드 제어방식으로 이루어진다.Referring to this, the piston valve device of the damper using the magnetic fluid according to the present invention is made of a solenoid control method.
이를 위하여 피스톤밸브장치(10)의 중심에는 상단과 하단에 원형의 플랜지부(11)가 형성되고, 중심주에 관통공(12)이 형성된 일정한 길이의 코어(13)가 배치되고, 상기 각 플랜지부(11) 사이에 해당되는 코어(13)의 둘레면에는 솔레노이드(14)가 내장된 보빈(15)이 설치된다.To this end, a circular flange portion 11 is formed at the top and the bottom of the piston valve device 10, and a core 13 having a predetermined length having a through hole 12 formed at the center circumference is disposed, and each plan The bobbin 15 in which the solenoid 14 is built is installed on the circumferential surface of the core 13 corresponding to the branches 11.
상기 솔레노이드(14)는 0.3~05φ굵기의 코일이 300~500회 감겨진 형태로 이루어진다.The solenoid 14 has a form in which a coil of 0.3 to 05φ thickness is wound 300 to 500 times.
상기 코어(13)의 관통공(12) 상부에는 내부에 전선통로(16)가 형성된 구조의 피스톤로드(17)가 나사결합방식으로 끼워져 결합되며, 상기 피스톤로드(17)상의 전선통로(16)를 통하여 인입된 전선(18)은 코어의 관통공(12) 내측을 통하여 솔레노이드(14)와 전기적으로 연결되도록 구성된다.The piston rod 17 of the structure in which the wire passage 16 is formed in the upper part of the through hole 12 of the core 13 is fitted by screwing, and the wire passage 16 on the piston rod 17 is coupled. The wire 18 drawn through is configured to be electrically connected to the solenoid 14 through the inside of the through hole 12 of the core.
상기 코어(13)의 하단으로부터는 원판형태의 폴피스(19)가 끼워져 결합되어 보빈(15)을 받쳐주고, 코어(13)의 상방으로부터는 상부플레이트(20)가 끼워져 피스톤로드(17)의 동심도를 유지시켜 줄 수 있도록 구성된다.The lower end of the core 13 is inserted into the pole piece 19 in the form of a disc to be coupled to support the bobbin 15, the upper plate 20 is inserted from above the core 13 to the piston rod 17 It is configured to maintain concentricity.
상기 폴피스(19)의 하부에는 원판형태의 내부서포터(21)가 끼워져 결합되어 코어(13)와 폴피스(19)를 받쳐주도록 구성되며, 이와 같은 조립체의 둘레에는 솔레노이드(14)에서 발생되는 자기장이 폐회로를 유지할 수 있도록 자로를 형성하는 플럭스링(22)이 결합된다.An inner supporter 21 of a disc shape is fitted to the lower portion of the pole piece 19 to support the core 13 and the pole piece 19, and the circumference of the assembly is generated from the solenoid 14. A flux ring 22 is formed to form a magnetic path so that the magnetic field can maintain a closed circuit.
상기 내부포터의 외측면에는 상면 가장자리에 다수의 오일통과공(23)이 일정 간격으로 형성된 원판형태의 외부서포터(24)가 끼워지며, 상기 플럭스링(22)의 하단이 상기 외부서포트의 가장자리에 의하여 지지된다.The outer surface of the inner porter is fitted with a disc-shaped outer supporter 24 having a plurality of oil passing holes 23 at regular intervals on the upper surface edge, the lower end of the flux ring 22 to the edge of the outer support Is supported.
이와 같은 본 고안에서 상기 플럭스링(22)은 강자성체 재질의 원통형으로 이루어진다.In the present invention, the flux ring 22 is made of a ferromagnetic material cylindrical.
상기 코어(13)의 상단 플랜지부(12)의 가장자리와 폴피스(19)의 가장자리에 대응되는 플럭스링(22)의 내측 둘레면에는 각각 플랜지부(12) 및 폴피스(19)의 두께와 동일한 두께의 환형턱(25)이 형성되며, 상기 상부 환형턱(25)과 플랜지부(12), 하부 환형턱(25)과 폴피스(19)의 가장자리 사이에 오일이 흐를 수있는 환형의 간극(Annular Gap:26)이 형성된다.On the inner circumferential surface of the flux ring 22 corresponding to the edge of the upper flange portion 12 and the edge of the pole piece 19 of the core 13 and the thickness of the flange portion 12 and the pole piece 19, An annular jaw 25 having the same thickness is formed, and an annular gap through which oil can flow between the upper annular jaw 25 and the flange portion 12, the lower annular jaw 25, and the edge of the pole piece 19. (Annular Gap: 26) is formed.
이와 같은 본 고안에서 상기 상부플레이트(20)의 중심부 가장자리에는 상부실(27)이 끼워지는 실장착홈(28)이 형성된다.In the present invention as described above, at the center edge of the upper plate 20, a threaded mounting groove 28 into which the upper chamber 27 is fitted is formed.
상기 플럭스링(22)의 외측 둘레면 소정 부위에는 댐퍼 또는 쇽업소버에 적용되어 작동될 때 실린더 내벽면과 기밀성을 유지하기 위한 피스톤밴드(29)가 끼워져 조립되며, 플럭스링(22)의 조립이 완료된 후에는 코어(13)의 하단에 캡너트(30)가 나사결합되고, 캡너트(30)의 하부에는 플럭스링(22)을 고정하기 위한 링너트(31)가 결합된다.A predetermined portion of the outer circumferential surface of the flux ring 22 is fitted with a piston band 29 for assembling the damper or shock absorber to maintain airtightness with the inner wall of the cylinder, and the assembly of the flux ring 22 is performed. After completion, the cap nut 30 is screwed to the lower end of the core 13, and the ring nut 31 for fixing the flux ring 22 is coupled to the lower portion of the cap nut 30.
그리고, 상기 캡너트의 내측 중심부 가장자리에는 자기유동성 유체가 유출되지 않도록 하기 위한 하부실(32)이 끼워져 조립된다.The lower chamber 32 is fitted to the inner central edge of the cap nut to prevent the magnetic fluid from flowing out.
이와 같이 이루어지는 본 고안의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operating state of the present invention made as described above are as follows.
도 3은 본 고안에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에서 자속흐름을 나타내는 단면도이다.Figure 3 is a cross-sectional view showing the magnetic flux flow in the piston valve device of the damper using a magnetic fluid according to the present invention.
이를 참조하면, 본 고안에 따른 피스톤밸브장치(10)를 구비한 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼가 자동차의 서스펜션에 적용된 상태에서 차량의 주행시 노면으로부터 진동이나 충격이 전달되면, 그 충격력 감지신호가 제어장치로 인가되고, 제어장치는 충격력의 세기에 따라 설정된 적정 전류를 인가하도록 제어한다.Referring to this, when a damper using a magnetic fluid having a piston valve device 10 according to the present invention is applied to the suspension of the vehicle, if vibration or shock is transmitted from the road surface when the vehicle is driven, the impact force detection signal is controlled. The controller controls to apply a proper current set according to the strength of the impact force.
이 때 적정 전류는 상기 피스톤로드(17)상의 전선통로(16)를 통하여 인입되는 전선을 통하여 솔레노이드(14)를 구성하는 코일로 흐르게 되어 솔레노이드(14) 주위에 자기장이 형성된다.At this time, the proper current flows through the wire drawn through the wire passage 16 on the piston rod 17 to the coil constituting the solenoid 14 to form a magnetic field around the solenoid 14.
이와 같이 솔레노이드(14) 주위에 형성된 자기장은 코어(13)와 플럭스링(22)에 의하여 형성되는 경로를 따라 흐르면서 폐회로를 유지한다.As such, the magnetic field formed around the solenoid 14 flows along a path formed by the core 13 and the flux ring 22 to maintain a closed circuit.
이와 동시에 상기 피스톤밸브장치(10)는 댐퍼 또는 쇽업소버를 구성하는 실린더내벽을 따라 직선이동됨에 따라 실린더 내부의 압축실 또는 인장실에 채워진 자기유동성 유체가 상부플레이트(20)과 외부서포터(24)에 형성된 오일통과공(23)내로 유입된 후 플럭스링(22)상의 환형턱(25)과 코어(13)의 플랜지부(12) 사이 및 환형턱(25)과 폴피스(19)사이에 형성된 환형의 간극(26)을 통하여 반대쪽으로 흐르게 된다.At the same time, the piston valve device 10 is linearly moved along the inner wall of the cylinder constituting the damper or shock absorber, the magnetic fluid is filled in the compression chamber or the tension chamber inside the cylinder upper plate 20 and the outer supporter 24 After flowing into the oil through hole 23 formed in the annular jaw 25 on the flux ring 22 and the flange portion 12 of the core 13 and formed between the annular jaw 25 and the pole piece 19 It flows in the opposite direction through the annular gap 26.
이와 같이 플럭스링(22) 안쪽에 형성된 환형의 간극(26)을 통하여 흐르는 자기유동성 유체는 필연적으로 폐회로를 유지한 상태에서 이동하는 자기장을 통과하게 되며, 이 때 자기장의 세기에 의하여 자기유동성 유체의 겉보기 점도가 순간 순간 변화됨에 따라 원하는 감쇠성능을 얻게 되는 것이다.As such, the magnetofluid fluid flowing through the annular gap 26 formed inside the flux ring 22 inevitably passes through the moving magnetic field while maintaining the closed circuit, and at this time, the magnetic fluid fluid As the apparent viscosity changes instantaneously, the desired damping performance is obtained.
도 4는 자기 유동성 유체에 솔레노이드에 의한 자기장이 인가되지 않은 경우를 나타내는 도식도이고, 도 5는 자기유동성 유체에 솔레노이드에 의한 자기장이 인가된 경우를 나타내는 도식도이다.4 is a schematic diagram showing a case where a magnetic field due to a solenoid is not applied to the magnetic fluid, and FIG. 5 is a schematic diagram showing a case where a magnetic field due to the solenoid is applied to the magnetic fluid.
이를 참조하면, 도 4에서와 같이 자기유동성 유체에 자기장이 인가되지 않은 경우에는 자기유동성 유체의 입자들이 느슨하게 분포된 형태를 보인다.Referring to FIG. 4, when the magnetic field is not applied to the magnetofluid fluid, particles of the magnetofluid fluid are loosely distributed.
그러나, 도 5에서 처럼 자기유동성 유체가 자기장사이를 통과하는 경우에는 유체입자들이 순간적으로 배열하여 사슬구조를 형성하며, 그 사슬구조가 끊어져야 만 유동이 일어나게 되는 것으로 매 순간 점도가 변화한다는 것을 알 수 있다.However, as shown in FIG. 5, when the magnetofluidic fluid passes between magnetic fields, the fluid particles are instantaneously arranged to form a chain structure, and when the chain structure is broken, the flow occurs only when the viscosity changes every moment. Can be.
이 경우 자기유동성 유체의 사슬구조가 끊어진다는 것은 유체의 항복 전단응력을 이겨야 한다는 것을 의미한다.In this case, breaking the chain structure of the magnetofluidic fluid means that the yield shear stress of the fluid must be overcome.
도 6은 본 고안에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에서 코어의 횡단면적을 고정시키고, 폴의 횡단면적을 변화시켰을 때 환형 간극(Annular Gap)에서의 자속밀도 변화를 나타내는 그래프이고, 도 7은 본 고안에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에서 폴의 횡단면적을 고정시키고, 코어의 횡단면적으로 변화시켰을 때의 환형 간극에서의 자속밀도 변화를 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing a change in magnetic flux density in an annular gap when the cross sectional area of the core is fixed in the piston valve device of the damper using the magneto-fluidic fluid according to the present invention, 7 is a graph showing a change in magnetic flux density in an annular gap when a cross section of a pole is fixed in a piston valve device of a damper using a magnetofluidic fluid according to the present invention and the cross section of a core is changed.
도 6의 경우, 폴의 횡단면적이 작을수록 자속밀도는 커지는 것을 알 수 있다. 따라서 플럭스링(22) 내부의 환형의 간극(26)이 자동차용 댐퍼에서 감쇠성능이 안정적으로 발휘되는 한계내에서 폴의 횡단면적은 작을수록 좋다.In the case of Figure 6, the smaller the cross-sectional area of the pole can be seen that the magnetic flux density is larger. Therefore, the smaller the cross-sectional area of the pole within the limit that the damping performance of the annular gap 26 inside the flux ring 22 is stable in the automobile damper, the better.
이와는 반대로 도 7의 경우 폴의 횡단면적은 고정시킨채 코어의 횡단면적을 변화시켰을 때 환형의 간극에서의 자속밀도는 코어의 횡단면적이 클수록 커지는 것을 알 수 있다.On the contrary, in the case of FIG. 7, the magnetic flux density in the annular gap increases as the cross-sectional area of the core increases while the cross-sectional area of the pole is fixed while the cross-sectional area of the pole is fixed.
따라서 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼에서 자로역할을 하는 코어 및 폴피스의 설계는 최소전력을 공급했을 때 최대의 자속밀도가 얻어지도록 해야 함을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the design of the core and the pole piece, which acts as a magnet in the damper using the magneto-fluidic fluid, should achieve the maximum magnetic flux density when the minimum power is supplied.
코어는 피스톤밸브장치가 피스톤로드와 체결되는 것을 감안하여 횡단면적이 클수록 좋고, 폴피스는 자동차용 댐퍼로서 감쇠성능이 안정적으로 발휘되는 한계를 감안하고 횡단면적이 작을수록 높은 자속밀도를 발휘하는 것이다.The larger the cross-sectional area is, the better the core is in consideration of the piston valve device being engaged with the piston rod, and the pole piece is a damper for automobiles, considering the limitation of stable damping performance. .
본 고안에 따른 피스톤밸브장치(10)가 적용되는 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 경우 종래 솔레노이드 밸브형태의 쇽업소버에 비해 구조가 매우 간단하고, 제어방법이 쉬우며, 가장 중요한 응답시간이 5~10ms 정도로 빠르다.In the case of the damper using the magnetofluidic fluid to which the piston valve device 10 according to the present invention is applied, the structure is very simple, the control method is easy, and the most important response time is 5 to 10ms compared with the conventional solenoid valve type shock absorber. Fast enough
따라서 종래 솔레노이드 밸브타입의 쇽업소버를 이용한 ECS시스템에서 응답특성으로 인한 소비자들의 불만을 해소할 수 있게 된다.Therefore, in the ECS system using the solenoid valve type shock absorber, it is possible to solve the complaints of consumers due to the response characteristics.
종래의 경우 자동차용 쇽업소버나 댐퍼를 조율할 때 승차감을 좋게 하면 조정 안정성이 떨어지고, 반대로 조정 안정성을 좋게 하면 승차감이 나빠졌기 때문에 성능조절에 어려움이 있었으나, 본 발명에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼를 적용하면 기존의 상반되는 성능의 한계를 극복할 수 있으며, 따라서 승차감도 좋으면서 조정 안정성을 확보할 수 있어 차량의 우수한 운동성능을 얻을 수 있게 된다.In the prior art, when tuning the shock absorber or damper for automobiles, it is difficult to adjust the performance because the ride stability is poor, whereas the ride stability is poor when the adjustment stability is improved, but the damper using the magnetic fluid fluid according to the present invention has been difficult. By applying this, it is possible to overcome the limitations of the existing contradictory performance, and thus it is possible to secure the adjustment stability while ensuring a good ride comfort, thereby obtaining excellent motor performance of the vehicle.
이와 같은 본 고안을 적용하면, 다음과 같은 효과가 있다.Applying the present invention as described above has the following effects.
첫째, 원통형 플럭스링을 적용함에 따라 자속이 폐루프를 잘 형성하여 자속손실이 거의 발생하지 않기 때문에 제품의 성능이 매우 우수하다.First, as the cylindrical flux ring is applied, the magnetic flux forms a closed loop so that the magnetic flux loss hardly occurs, so the performance of the product is excellent.
둘째, 환형의 간극과 동심도를 항상 일정하게 유지할 수 있고, 조립성이 매우 우수하다.Second, the annular gap and concentricity can be kept constant at all times, and the assembly is very excellent.
셋째, 코어의 횡단면적을 크게 하고, 감쇠성능이 안정적으로 발휘되는 한계내에서 폴피스의 횡단면적을 작게하면 동일 전력 공급으로 최대의 자속밀도를 얻을 수 있다.Third, when the cross sectional area of the core is increased and the cross sectional area of the pole piece is reduced within the limit in which the damping performance is stably exhibited, the maximum magnetic flux density can be obtained by the same power supply.
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