KR20040049230A - 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치 - Google Patents

자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 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.

Description

자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치{PISTON VALVE DEVICE OF DAMPER USING MAGNETO-RHEOLOGICAL FLUID}
본 발명은 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
이와 같은 자기유동성 유체는 응답특성이 빠르고, 높은 항복응력을 가지며, 오염에 의한 성능저하가 발생하지 않는다는 특성이 있다.
또한, 자기유동성 유체는 단순하고 낮은 전압의 전자기 코일에 의해 쉽게 발생하는 자기장을 이용할 수 있고, 내마모성이 우수하며, 낮은 점소성을 갖는다.
또한, 자기유동성 유체는 -40℃~150℃에 이르는 넓은 작동온도 범위를 가지며, 재 혼합이 용이하다는 탁월한 특성을 갖는다.
이와 같이 자기유동성 유체를 댐퍼에 적용하는 경우에 전기유동성 유체에서 제기된 문제점들이 대부분 해결되기 때문에 자동차의 서스펜션은 물론, 각종 산업분야에서 널리 적용될 수 있는 것이다.
본 발명은 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.
도 1은 본 발명에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에 대한 일 실시예를 나타내는 전단면 사시도,
도 2는 도 1의 정단면도
도 3은 본 발명에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에 대한 다른 실시예를 나타내는 전단면 사시도,
도 4는 도 3의 정단면도,
도 5는 본 발명에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에 대한 일 실시예에서 자속흐름을 나타내는 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에 대한 다른 실시예에서 자속흐름을 나타내는 단면도.
도 7은 자기 유동성 유체에 솔레노이드에 의한 자기장이 인가되지 않은 경우를 나타내는 도식도,
도 8은 자기유동성 유체에 솔레노이드에 의한 자기장이 인가된 경우를 나타내는 도식도,
도 9는 수동형 쇽업소버와 스텝모터를 이용하는 경우의 감쇠성능 곡선을 나타내는 그래프,
도 10은 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼에서의 감쇠성능 곡선을 나타내는 그래프이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10 : 피스톤밸브장치 13 : 코어
14 : 솔레노이드 15 : 보빈
16 : 전선통로 17 : 피스톤로드
19 : 폴피스(Pole Piece) 20,20' : 상부플레이트
21 : 서포터 22,22' : 플럭스링.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 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: 상기 코어 상단의 플랜지부 상면에 끼워져 결합된 상태에서 로드와 피스톤밸브의 동심도를 유지시켜는 상부플레이트와; 상기 폴피스의 하부에 해당되는 코어의 하단부에 끼워져 결합된 상태에서 코어와 폴피스를 받쳐주는 역할을 하는 서포터(Supporter)와; 캡(Cap)형상( ∩)으로 이루어지고, 상면에는 다수의 오일통과공이 일정 간격으로 형성되며, 상기 로드의 상방으로부터 상부플레이트의 상부면에 밀착되도록 끼워져 결합된 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 플럭스링의 상부 외측 둘레면을 따라 끼워져 결합되는 피스톤밴드로 이루어진 특징을 갖는다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에서 상기 솔레노이드는 0.3~05φ굵기의 코일이 300~500회 감겨진 형태로 이루어진 특징을 갖는다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에서 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.
본 발명의 다른 실시예는 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 서포터와; 컵(Cup)형상(∪)으로 이루어지고, 하부면에는 다수의 오일통과공이 일정 간격으로 형성되며, 상기 코어의 하단으로부터 서포터의 하부면에 밀착되도록 끼워져 결합된 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 플럭스링의 상부 외측 둘레면을 따라 끼워져 결합되는 피스톤밴드로 이루어진 특징을 갖는다.
이와 같은 본 발명의 다른 실시예에서 상기 솔레노이드는 0.3~05φ굵기의 코일이 300~500회 감겨진 형태로 이루어진 특징을 갖는다.
이와 같은 본 발명의 다른 실시예에서 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.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에 대한 일 실시예를 나타내는 전단면 사시도이고, 도 2는 도 1의 정단면도이다.
또, 도 3은 본 발명에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에 대한 다른 실시예를 나타내는 전단면 사시도이고, 도 4는 도 3의 정단면도이다.
이를 참조하면, 본 발명에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치의 일 실시예 및 다른 실시예는 양자 공히 솔레노이드 제어방식으로 이루어진다.
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.
상기 솔레노이드(14)는 0.3~05φ굵기의 코일이 300~500회 감겨진 형태로 이루어진다.
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.
상기 코어(13)의 하단으로부터는 원판형태의 폴피스(19)가 끼워져 결합되어 보빈(15)을 받쳐주고, 코어(13)의 상방으로부터는 상부플레이트(20)(20')가 끼워져 피스톤로드(17)의 동심도를 유지시켜 줄 수 있도록 구성된다.
상기 폴피스(19)의 하부에는 원판형태의 서포터(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)(22')이 결합된다.
이와 같은 본 발명에서 일 실시예와 다른 실시예의 커다란 차이점은 솔레노이드(14)에서 발생되는 자기장이 폐회로를 유지하도록 자로를 형성하는 플럭스링(22)(22')과, 상기 플럭스링(22)(22')의 구조에 종속되는 상부플레이트(20)(20')의 구조가 서로 전혀 다르다는 것이다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 본 발명의 일 실시예에서 상기 플럭스링(22)은 캡( ∩)형상으로 이루어지며, 상부플레이트(20)의 윗쪽으로부터 씌워져 피스톤로드(17)에 끼워져 결합된다.
이와 같이 플럭스링(22)이 캡형으로 이루어지는 경우 반드시 그 플럭스링(22)의 상면에는 다수의 오일통과공(23)이 일정 간격으로 형성되는 대신, 상부플레이트(20)는 코어(13)의 상단 플랜지부(12) 보다 작은 직경으로 형성된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 플럭스링(22')은 컵(∪)형상으로 이루어지며, 코어(13)의 아랫쪽으로부터 끼워져 결합되어 서포터(21)의 하부면에 밀착된다.
본 발명의 다른 실시예에서와 같이 상기 플럭스링(22')이 컵형으로 이루어지는 경우에 상부가 개방된 구조이기 때문에 상부플레이트(20')는 코어(13)의 상단 플랜지부(12)와 같은 직경을 갖는 원판형으로 이루어지며, 그 상면에는 다수의 오일통과공(23)이 일정 간격으로 형성된 구조를 갖게 된다.
상기 컵형의 플럭스링(22')의 경우 그 저면에 다수의 오일통과공(23)이 일정 간격으로 형성된다.
한편, 상기 코어(13)의 상단 플랜지부(12)의 가장자리와 폴피스(19)의 가장자리에 대응되는 각 플럭스링(22)(22')의 내측 둘레면에는 각각 플랜지부(12) 및 폴피스(19)의 두께와 동일한 두께의 환형턱(24)이 형성되며, 상기 상부 환형턱(24)과 플랜지부(12), 하부 환형턱(24)과 폴피스(19)의 가장자리 사이에 오일이 흐를 수 있는 간극(25)이 형성된다.
이와 같은 본 발명에서 상기 상부플레이트(20)(20')의 중심부 가장자리에는 상부실(26)이 끼워지는 실장착홈(27)이 형성된다.
상기 플럭스링(22)(22')의 외측 둘레면 소정 부위에는 댐퍼 또는 쇽업소버에 적용되어 작동될 때 실린더 내벽면과 기밀성을 유지하기 위한 피스톤밴드(28)가 끼워져 조립되며, 플럭스링(22)(22')의 조립이 완료된 후에는 코어(13)의 하단에 캡너트(29)가 나사결합되어 전체적인 체결이 완료된다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에 대한 일 실시예에서 자속흐름을 나타내는 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치에 대한 다른 실시예에서 자속흐름을 나타내는 단면도이다.
이를 참조하면, 본 발명에 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.
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.
이와 같이 솔레노이드(14) 주위에 형성된 자기장은 플럭스링(22)(22')에 의하여 형성되는 경로를 따라 흐르면서 폐회로를 유지한다.
이와 동시에 상기 피스톤밸브장치(10)는 댐퍼 또는 쇽업소버를 구성하는 실린더내벽을 따라 직선이동됨에 따라 실린더 내부의 압축실 또는 인장실에 채워진 자기유동성 유체가 플럭스링(22)(22')이나 상부플레이트(20)(20')면에 형성된 오일통과공(23)내로 유입된 후 플럭스링(22)(22')상의 환형턱(24)과 코어(13)의 플랜지부(12) 사이 및 환형턱(24)과 폴피스(19)사이에 형성된 간극(25)을 통하여 반대쪽으로 흐르게 된다.
이와 같이 플럭스링(22)(22') 안쪽의 간극(25)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.
도 7은 자기 유동성 유체에 솔레노이드에 의한 자기장이 인가되지 않은 경우를 나타내는 도식도이고, 도 8은 자기유동성 유체에 솔레노이드에 의한 자기장이 인가된 경우를 나타내는 도식도이다.
이를 참조하면, 도 7에서와 같이 자기유동성 유체에 자기장이 인가되지 않은 경우에는 자기유동성 유체의 입자들이 느슨하게 분포된 형태를 보인다.
그러나, 도 8에서 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.
이 경우 자기유동성 유체의 사슬구조가 끊어진다는 것은 유체의 항복 전단응력을 이겨야 한다는 것을 의미한다.
도 9는 수동형 쇽업소버와 스텝모터를 이용하는 경우의 감쇠성능 곡선을 나타내는 그래프이고, 도 10은 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼에서의 감쇠성능 곡선을 나타내는 그래프이다.
이를 참조하면, 종래의 수동형 쇽업소버, 스텝모터에 의한 이산 감쇠력 가변형 까지는 도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 감쇠성능곡선이 하나의 곡선(Curve) 혹은 다수의 곡선이었다.
그러나, 솔레노이드밸브에 의한 연속 감쇠력 가변형과 본 발명에 따른 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼는 도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 최대와 최소 감쇠력 사이의 모든 영역을 나타낼 수 있다.
본 발명에 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.
따라서 종래 솔레노이드 밸브타입의 쇽업소버를 이용한 ECS시스템에서 응답특성으로 인한 소비자들의 불만을 해소할 수 있게 된다.
종래의 경우 자동차용 쇽업소버나 댐퍼를 조율할 때 승차감을 좋게 하면 조정 안정성이 떨어지고, 반대로 조정 안정성을 좋게 하면 승차감이 나빠졌기 때문에 성능조절에 어려움 있으었으나, 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.
이와 같은 본 발명을 적용하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 종래 솔레노이드 밸브타입의 쇽업소버에 비하여 조립이 간단하므로 작업성 및 생산성이 현저히 향상된다.
둘째, 캡( ∩)형상 또는 컵(∪)형상의 플럭스링이 결합되므로 동심도가 보다 정확하게 유지되고, 환상의 간극이 항상 유지될 수 있어 제품의 성능이 향상된다.
셋째, 감쇠성능곡선이 최대와 최소 감쇠력 사이의 모든 영역을 나타내며, 응답시간이 5~10ms 정도로 빠르다.
넷째, 자동차용 쇽업소버나 댐퍼에 적용되는 경우 승차감이 좋으면서 조정 안정성도 우수한 운동성능을 얻을 수 있다.
다섯째, 캡너트를 이용하여 적정 토크(Torque)로 마무리 체결을 하므로 매우 간편하다.

Claims (6)

  1. 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;
    상기 코어 상단의 플랜지부 상면에 끼워져 결합된 상태에서 로드와 피스톤밸브의 동심도를 유지시켜는 상부플레이트와;
    상기 폴피스의 하부에 해당되는 코어의 하단부에 끼워져 결합된 상태에서 코어와 폴피스를 받쳐주는 역할을 하는 서포터(Supporter)와;
    캡(Cap)형상(∩)으로 이루어지고, 상면에는 다수의 오일통과공이 일정 간격으로 형성되며, 상기 로드의 상방으로부터 상부플레이트의 상부면에 밀착되도록 끼워져 결합된 상태에서 솔레노이드에서 발생된 자기장이 폐회로를 유지할 수 있도록 자로 역할을 하는 플럭스링(Flux Ring)과;
    상기 코어와 로드의 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 플럭스링의 상부 외측 둘레면을 따라 끼워져 결합되는 피스톤밴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 솔레노이드는 0.3~05φ굵기의 코일이 300~500회 감겨진 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    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 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치.
  4. 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 로드와 피스톤밸브의 동심도를 유지시켜는상부플레이트와;
    상기 폴피스의 하부에 해당되는 코어의 하단부에 끼워져 결합된 상태에서 코어와 폴피스를 받쳐주는 역할을 하는 서포터와;
    컵(Cup)형상(∪)으로 이루어지고, 하부면에는 다수의 오일통과공이 일정 간격으로 형성되며, 상기 코어의 하단으로부터 서포터의 하부면에 밀착되도록 끼워져 결합된 상태에서 솔레노이드에서 발생된 자기장이 폐회로를 유지할 수 있도록 자로 역할을 하는 플럭스링(Flux Ring)과;
    상기 코어와 로드의 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 플럭스링의 상부 외측 둘레면을 따라 끼워져 결합되는 피스톤밴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 솔레노이드는 0.3~05φ굵기의 코일이 300~500회 감겨진 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    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 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100511627B1 (ko) * 2002-12-05 2005-09-13 부경대학교 산학협력단 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치
KR100892999B1 (ko) * 2007-09-17 2009-04-10 에스앤티대우(주) 연속 감쇠력 가변형 댐퍼의 피스톤밸브 어셈블리
CN103899700A (zh) * 2014-04-21 2014-07-02 章新杰 一种紧凑型流量控制阀
CN104088955A (zh) * 2014-07-03 2014-10-08 重庆大学 基于混合模式的发动机磁流变液压悬置
KR20160062980A (ko) * 2014-11-26 2016-06-03 현대모비스 주식회사 오일 서스펜스 구조
CN108843720A (zh) * 2018-06-20 2018-11-20 安徽工程大学 旋转式磁流变阻尼器
CN112503131A (zh) * 2020-12-29 2021-03-16 福州大学 基于多级阀式磁流变阻尼器的抗冲击液压执行器
KR20210031071A (ko) * 2019-09-11 2021-03-19 주식회사 루브캠코리아 Mr 유체 댐퍼
CN115217896A (zh) * 2021-10-01 2022-10-21 北京京西重工有限公司 螺线管组件及悬架系统
EP4169750A3 (en) * 2021-10-01 2023-06-14 BeijingWest Industries Co. Ltd. Solenoid assembly of a piston assembly of an absorber of a suspension system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57173629A (en) * 1981-04-17 1982-10-26 Kayaba Ind Co Ltd Hydraulic buffer
JPS57173632A (en) * 1981-04-21 1982-10-26 Kayaba Ind Co Ltd Hydraulic buffer
JPS58106239A (ja) * 1981-08-24 1983-06-24 Kayaba Ind Co Ltd 油圧緩衝器
JPS5917039A (ja) * 1982-07-16 1984-01-28 Showa Mfg Co Ltd 緩衝器の減衰力調整装置
KR100511627B1 (ko) * 2002-12-05 2005-09-13 부경대학교 산학협력단 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100511627B1 (ko) * 2002-12-05 2005-09-13 부경대학교 산학협력단 자기유동성 유체를 이용한 댐퍼의 피스톤밸브장치
KR100892999B1 (ko) * 2007-09-17 2009-04-10 에스앤티대우(주) 연속 감쇠력 가변형 댐퍼의 피스톤밸브 어셈블리
CN103899700A (zh) * 2014-04-21 2014-07-02 章新杰 一种紧凑型流量控制阀
CN104088955A (zh) * 2014-07-03 2014-10-08 重庆大学 基于混合模式的发动机磁流变液压悬置
CN104088955B (zh) * 2014-07-03 2016-01-20 重庆大学 基于混合模式的发动机磁流变液压悬置
KR20160062980A (ko) * 2014-11-26 2016-06-03 현대모비스 주식회사 오일 서스펜스 구조
CN108843720A (zh) * 2018-06-20 2018-11-20 安徽工程大学 旋转式磁流变阻尼器
CN108843720B (zh) * 2018-06-20 2020-03-27 安徽工程大学 旋转式磁流变阻尼器
KR20210031071A (ko) * 2019-09-11 2021-03-19 주식회사 루브캠코리아 Mr 유체 댐퍼
CN112503131A (zh) * 2020-12-29 2021-03-16 福州大学 基于多级阀式磁流变阻尼器的抗冲击液压执行器
CN112503131B (zh) * 2020-12-29 2021-09-28 福州大学 基于多级阀式磁流变阻尼器的抗冲击液压执行器
CN115217896A (zh) * 2021-10-01 2022-10-21 北京京西重工有限公司 螺线管组件及悬架系统
EP4169750A3 (en) * 2021-10-01 2023-06-14 BeijingWest Industries Co. Ltd. Solenoid assembly of a piston assembly of an absorber of a suspension system
CN115217896B (zh) * 2021-10-01 2024-05-07 北京京西重工有限公司 螺线管组件及悬架系统

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