KR20130128904A - 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치 - Google Patents
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Abstract
자기장의 방향으로 체적 변형이 발생되는 자기유변 탄성체를 베어링에 적용하여 축의 회전속도 및 하중 변화에 대응하여 베어링 클리어런스를 조절할 수 있는 베어링 장치에 관하여 개시한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 축과의 사이에 클리어런스를 두고 축을 둘러 감싸 배치되며, 자기장이 발생 시 체적 변형이 유발되는 자기유변 탄성중합체로 이루어진 베어링 몸체와, 베어링 몸체의 길이 방향으로 자기장을 발생시킴은 물론 발생된 자기장의 세기를 조절함에 따라 베어링 몸체의 체적을 변형시켜 클리어런스 크기를 조절하는 자기장 발생부를 포함하는 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 축과의 사이에 클리어런스를 두고 축을 둘러 감싸 배치되며, 자기장이 발생 시 체적 변형이 유발되는 자기유변 탄성중합체로 이루어진 베어링 몸체와, 베어링 몸체의 길이 방향으로 자기장을 발생시킴은 물론 발생된 자기장의 세기를 조절함에 따라 베어링 몸체의 체적을 변형시켜 클리어런스 크기를 조절하는 자기장 발생부를 포함하는 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자기장의 방향으로 체적 변형이 발생되는 자기유변 탄성체를 베어링에 적용하여 축의 회전속도 및 하중 변화에 대응하여 베어링 클리어런스를 조절할 수 있는 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치에 관한 것이다.
지능 물질(Smart material)은 외부 조건을 적절히 제어함으로써 다양한 응용 분야에 적합한 특성을 나타낼 수 있기 때문에 이들 외부 조건에 의해 유변학적 성질이 변화하는 지능물질에 대한 연구가 최근까지 활발히 수행되어 왔다. 특히, 자기장에 의해 유변학적 특성이 변화하는 물질을 자기유변 물질(Magnetorheological material)이라고 한다.
자기유변 물질은 주로 비자화 물질에 자화성이 강한 MR 입자를 혼합한 형태로 이루어지는데, 대표적인 예로서 자기유변 유체(Magnetorheological fluid, MRF)와 자기유변 탄성중합체(Magnetorheological elastomer, MRE)가 소개되어 있다.
자기유변 유체는 오일 및 물과 같은 유체에 MR 입자를 혼합한 것이다. 다만, 자기유변 유체는 유체 내에 충전된 MR 입자의 침전으로 인한 성능 저하 및 유체의 누출을 막기 위한 봉합 처리 등에 어려움이 있다. 이와 달리, 자기유변 탄성중합체는 고상의 물질(이를 '모재'라 함) 내에 MR 입자를 분포시켜 형성한 것으로, 자기장의 영향에 따라 강성이 가역적이며 즉각적으로 변화하는 재료이다. 특히, 자기유변 탄성중합체는 모재 내에 분포되어 있던 MR 입자가 자기장의 영향을 받아 사슬형상으로 클러스트를 형성하여 전단 또는 압력 흐름에 저항하는 특징을 갖는다.
한편, 대부분의 기계적인 구동 장치에는 베어링이 필수적으로 사용된다.
베어링(Bearing)이란, 통상적으로 널리 알려진 기계요소의 하나로서, 회전 운동 또는 왕복 운동을 하는 축에 접촉 지지되어 축이 마찰 없이 자유롭게 움직일 수 있도록 해준다. 특히, 이러한 베어링은 축에 수직한 방향의 하중이나 축 방향의 하중에 대하여 회전축을 지지하는 동시에 회전하는 축의 마찰을 저감시켜 주는 기능을 제공하는데, 이를 위해 베어링과 축 사이의 유격(이를 '베어링 클리어런스'라 함) 내에는 오일 또는 가스 등의 윤활 수단이 채워진다.
다만, 현재까지 알려진 베어링의 경우, 제품 제작 시 제품마다 고유한 설계 기준에 따라 베어링 클리어런스가 일정한 값으로 정해진 것이 대부분이었다. 그 결과, 축의 구동 상태가 고속ㅇ고하중 또는 저속ㅇ저하중인 경우에 따라 적절하게 필요한 범위로 베어링 클리어런스가 조절되지 못하였다.
다시 말해서, 축의 구동 상태에 따라 베어링 클리어런스를 적절하게 조절하여, 오일이 견디는 압력 상태를 변화시켜 주거나 또는 축 진동을 포용하는 정도를 조절해 주기에는 어려움이 있었다.
본 발명은 베어링 몸체를 자기유변 탄성중합체로 형성하여 축의 회전 상태 변화에 따라 베어링 클리어런스를 가변적으로 조절할 수 있도록 한 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치를 제공한다.
본 발명은 자기장의 세기를 조절하여, 축이 고속 고하중으로 회전할 때에는 베어링 클리어런스를 감소시키고, 축이 저속 저하중으로 회전할 때에는 베어링 클리어런스를 증가시킬 수 있는 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 축과의 사이에 클리어런스를 두고 축을 둘러 감싸 배치되며, 자기장이 발생 시 체적 변형이 유발되는 자기유변 탄성중합체로 이루어진 베어링 몸체; 및 상기 베어링 몸체의 길이 방향으로 자기장을 발생시킴은 물론 발생된 자기장의 세기를 조절함에 따라 상기 베어링 몸체의 체적을 변형시켜 상기 클리어런스 크기를 조절하는 자기장 발생부;를 포함하는 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치를 제공한다.
상기 베어링 몸체는, 축의 외주를 둘러 감싸 배치되되 상기 클리어런스를 통해 윤활 물질을 축과의 사이에 수용하는 환형 단면 형상을 갖는 것이 바람직하다.
이때, 상기 베어링 몸체는, 축과 대향하는 내주를 통해 텍스쳐 서피스(textured surface)가 형성되되, 상기 텍스쳐 서피스는, 상기 베어링 몸체의 내주면 전 구간을 통해 설정된 높낮이로 형성된 요철 패턴을 구비할 수 있다.
또한, 상기 베어링 몸체는, 상기 자기장 발생부를 통해 발생된 자기장의 세기가 기준치보다 커질 경우, 길이 방향으로 신장되는 동시에 단면적이 감소되는 체적 변형이 유발되어, 상기 요철 패턴의 설정된 높낮이 차가 감소하여 상기 클리어런스 크기가 증가된다. 이와 반대로, 상기 베어링 몸체는, 상기 자기장 발생부를 통해 발생된 자기장의 세기가 기준치보다 약해질 경우, 길이 방향으로 축소되는 동시에 단면적이 증가되는 체적 변형이 유발되어, 상기 요철 패턴의 설정된 높낮이 차가 증가하여 상기 클리어런스 크기가 감소된다.
이러한 요철 패턴은, 정현파형, 삼각파형, 사각파형 중 어느 하나의 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 자기장 발생부는, 상기 베어링 몸체의 외주를 둘러 감싸 배치되며, 전원의 공급을 받아 상기 베어링 몸체의 길이 방향으로 자기장을 발생시키는 전자기 발생 부재; 상기 전자기 발생 부재에 전원을 공급하는 전원 공급부; 및 상기 전원 공급부로부터의 전원 공급을 제어하는 전원 공급 제어부;를 포함한다.
여기서, 상기 전자기 발생 부재는, 상기 베어링 몸체의 외주로부터 이격되어 둘러 감싸 배치되는 파이프 형상의 솔레노이드 코일일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치는 베어링 몸체를 자기유변 탄성중합체로 형성함으로써, 자기장의 세기 조절에 따라 베어링 클리어런스를 가변적으로 조절할 수 있다.
특히, 축이 고속 고하중으로 회전할 경우에는 베어링 몸체를 이루는 자기유변 탄성중합체로 인가되는 자기장의 세기를 약하게 조절하여 베어링 클리어런스를 감소시켜 줄 수 있다. 그 결과, 높은 Lifting Force를 발생시켜 오일이 견디는 압력을 높여줌으로써 베어링 장치의 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이와 반대의 경우로서, 축이 저속 저하중으로 회전할 경우에는 베어링 몸체를 이루는 자기유변 탄성중합체로 인가되는 자기장의 세기를 강하게 조절하여 베어링 클리어런스를 증가시켜 줄 수 있다. 그 결과, 축 상에서 발생된 진동을 포용하는 성능을 향상시켜 베어링 장치의 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치를 간략히 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치의 제1 작동상태를 설명하기 위하여 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 도시된 P 영역을 확대 도시한 부분확대도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치의 제2 작동상태를 설명하기 위하여 도시한 단면도,
도 5는 도 3에 도시된 Q 영역을 확대하여 나타낸 부분확대도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치의 제1 작동상태를 설명하기 위하여 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 도시된 P 영역을 확대 도시한 부분확대도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치의 제2 작동상태를 설명하기 위하여 도시한 단면도,
도 5는 도 3에 도시된 Q 영역을 확대하여 나타낸 부분확대도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치(이를 간략히 '베어링 장치'라 지칭하기로 함)에 관하여 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 여기에서 설명될 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 베어링 장치를 간략히 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 도시된 베어링 장치(100)는, 구동(특히, 회전)하는 축(S)을 둘러 감싸 배치되며 자기유변 탄성중합체로 이루어진 베어링 몸체(110)와, 이러한 베어링 몸체의 길이 방향으로 자기장을 발생시키는 자기장 발생부(130)를 포함한다.
베어링 몸체(110)는, 회전하는 축(S)을 둘러 감싸 접촉 지지해주는 윤활 베어링이다. 특히 본 실시예에 따른 베어링 장치(100)에서의 베어링 몸체(110)는 자기유변 탄성중합체로 이루어진 데 주요 특징이 있다.
이러한 베어링 몸체(110)는 축(S)과의 사이에 클리어런스(C)를 두고 축(S)을 둘러 감싸 배치되며, 자기장 발생부(130)로부터 발생된 자기장의 세기 조절에 영향을 받아 길이 방향(즉, X축 방향)으로 체적 변형이 일어난다. 이는 자기유변 탄성중합체로 이루어져 있기 때문이다.
베어링 몸체(110)의 소재로 적용된 자기유변 탄성중합체(Magnetorheological elastomer, MRF)는 임의 선택된 고상의 물질(이를 '모재'라 함) 내에 MR(Magnetorheological) 입자를 분포시킨 소재로서, 모재 내에 분포되어 있던 MR 입자가 자기장의 영향을 받아 체적 변형이 유발된다.
즉, 자기장(M)이 베어링 몸체(110)의 길이 방향(즉, X축 방향)으로 발생될 경우, 자기장의 세기를 기준치에 비해 강하게 또는 약하게 조절함에 따라 베어링 몸체(110)의 길이는 신장 또는 수축된다. 이러한 길이 방향의 변형은 Poisson's ratio 이론에 따라 단면적(B)의 크기 변형을 수반하게 된다.
더 구체적으로 설명하면, 베어링 몸체(110)의 길이 방향(즉, X축 방향)으로 발생된 자기장의 세기가 커질 경우, 베어링 몸체(110)의 길이는 증가하게 되며 이와 동시에 단면적(B)의 감소가 일어난다. 이는 클리어런스(C) 크기를 증가시킨다. 반대의 경우로서, 베어링 몸체(110)의 길이 방향(즉, X축 방향)으로 발생된 자기장의 세기가 약해질 경우, 베어링 몸체(110)의 길이는 감소하게 되며 이와 동시에 단면적(B)이 증가된다. 이는 클리어런스(C)의 크기를 감소시킨다. 이와 같이 자기장의 세기를 조절함에 따라 축(S)과 베어링 몸체(110) 사이의 유격, 즉 클리어런스(clearance)(C)의 크기를 사용자의 선택에 따라 변경할 수 있다.
본 실시예의 베어링 몸체(110)는 지능 물질(Smart material)의 하나로서 자기유변 탄성중합체를 이용하여 클리어런스를 축의 구동 조건에 따라 적절히 조절할 수 있는 것이다. 다시 말해 축의 구동 상태가 고속 고하중일 경우에는 클리어런스를 감소시킬 수 있으며, 저속 저하중인 경우에는 클리어런스를 증가시킬 수 있다. 이러한 이유는 클리어런스 내에 수용된 윤활 물질(예: 오일)이 견디는 압력 변화는 물론, 축 진동을 포용하는 성능 등과 관련이 있으며, 구체적인 설명은 본 발명의 작용 효과를 설명할 때 상세하게 살펴보기로 한다.
그리고 이러한 베어링 몸체(110)는 축(S)의 외주를 둘러 감싸 배치되며, 클리어런스(C)를 통해 윤활 물질이 수용될 수 있도록 환형(즉, 고리 형상) 단면 형상을 갖는다. 또한, 축(S)과 대면하는 베어링 몸체(110)의 내주에는 텍스쳐 서피스(textured surface)(112)가 형성되어 있다. 텍스쳐 서피스(112)는 베어링 몸체(110)의 내주면 전 구간을 통해 설정된 높낮이로 형성된 요철 패턴을 구비하는데, 상기 요철 패턴은 요부(113)와 철부(114)로 형성된다. 도시된 요철 패턴의 단면으로는 삼각파형 형상이 나타나 있으나 본 발명은 이러한 특정 형상에 제한될 필요가 없으며, 정현파형, 사각파형은 물론 기타 다양한 형상을 가져도 무방하다. 이러한 베어링 몸체(110)로 자기장을 발생시키는 구성으로서 자기장 발생부(130)가 포함된다.
자기장 발생부(130)는 베어링 몸체(110)의 길이 방향으로 자기장(M)을 발생시킴은 물론 발생된 자기장(M)의 세기를 조절할 수 있는 구성이다. 즉, 자기장 발생부(130)에서 발생된 자기장(M)의 세기에 따라 베어링 몸체(110)의 체적 변형이 일어난다. 베어링 몸체(110)의 체적 변형에 따라 클리어런스(C) 크기가 변화되는 작용은 앞서 설명한 바와 같다.
이러한 자기장 발생부(130)는 베어링 몸체(110)의 외주를 둘러 감싸 배치되는 전자기 발생 부재(131)와, 전자기 발생 부재에 전원을 공급하는 전원 공급부(133)와, 전원 공급을 제어하는 전원 공급 제어부(135)를 포함하여 구성된다.
전자기 발생 부재(131)는 베어링 몸체(110)의 외주를 둘러 감싸 배치되며, 전원의 공급을 받아 베어링 몸체의 길이 방향으로 자기장을 발생시키는 전자석의 일 형태로 설명될 수 있다. 특히, 베어링 몸체(110)의 외주로부터 소정의 간격을 이격되어 베어링 몸체(110)를 둘러 감싸 배치되는 파이프 형상으로 이루어질 수 있는데, 이와 다른 형상으로 실시되어도 무방하다. 더 구체적으로는 전류 공급에 따라 자기장을 발생시키는 관용의 구성으로서 솔레노이드 코일이 이용될 수 있다.
전원 공급부(133)는 전자기 발생 부재에 전원을 공급한다. 그리고 전원 공급 제어부(136)는 전원 공급부로부터의 전원 공급을 제어한다. 만일 축의 구동 상태에 따라 축이 고속 고하중으로 회전할 경우에는, 베어링 몸체(110)의 길이 방향으로 발생된 자기장(M)의 세기를 약하게 조절해 줄 수 있으며, 축이 저속 저하중으로 회전할 경우에는 베어링 몸체(110)의 길이 방향으로 발생된 자기장(M)의 세기를 강하게 조절해 줄 수 있다. 이에 대한 설명은 도 2 내지 도 5를 참조하여 각각의 경우에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
축이 고속
고하중으로
회전하는 경우
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치의 제1 작동상태를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.
축(S)이 고속 고하중으로 회전할 경우에는 통상적으로 발생된 자기장(도 1의 도면부호 M)에 비해 세기가 약한 자기장(M1)을 발생시킨다. 즉, 축(S)이 고속 고하중으로 회전한다고 판단할 경우, 전원 공급 제어부(135)를 통해 출력된 제어 지령은 전원 공급부(133)로 전달된다. 이에 따라 전원 공급부(133)에서는 전자기 발생 부재(131)로 인가되는 전원 공급을 조절하여 상대적으로 세기가 약한 자기장(M1)을 발생시킨다.
자기장 발생부(130)를 통해 발생된 자기장의 세기가 기준치보다 약해질 경우(M>M1), 베어링 몸체(110)의 길이는 기준치의 경우에 비해 수축되는 체적 변형이 일어난다. 이와 동시에 Poisson's ratio에 따라 단면적(B1)이 기준치에 비해 증가한다. 베어링 몸체(110)의 단면적(B1)의 증가는 텍스쳐 서피스(112)에 포함되는 요철 패턴의 크기 변화를 유도하는데, 이는 도 3을 참조하면 구체적으로 확인할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 P 영역을 확대 도시한 도면으로서, 자기장의 세기가 약해질 경우 베어링 몸체(110)의 길이 수축에 따라 기준치에 비해 단면적(B1)이 증가된 모습을 확인할 수 있다(즉, B1>B). 특히 요부(113)와 철부(114) 사이의 높이 차가 더 커진 모습을 확인할 수 있다. 이에 따라 기준치에 비해 클리어런스가 감소된다(즉, C1<C). 그 결과 high lifting force)를 발생시켜 클리어런스 내에 수용되는 오일이 견디는 압력을 높여줄 수 있어 베어링 장치의 성능이 우수해지며, 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
축이 저속 저하중으로 회전하는 경우
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치의 제2 작동상태를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.
축(S)이 저속 저하중으로 회전할 경우에는 통상적으로 발생된 자기장(도 1의 도면부호 M)에 비해 세기가 강한 자기장(M2)을 발생시킨다. 즉, 축(S)이 저속 저하중으로 회전한다고 판단할 경우, 전원 공급 제어부(135)를 통해 출력된 제어 지령은 전원 공급부(133)로 전달된다. 이에 따라 전원 공급부(133)에서는 전자기 발생 부재(131)로 인가되는 전원 공급을 조절하여 상대적으로 세기가 강한 자기장(M2)을 발생시킨다.
자기장 발생부(130)를 통해 발생된 자기장의 세기가 기준치보다 강해질 경우(M<M2), 베어링 몸체(110)의 길이는 기준치의 경우에 비해 신장되는 체적 변형이 일어난다. 이와 동시에 Poisson's ratio에 따라 단면적(B2)이 기준치에 비해 감소한다. 베어링 몸체(110)의 단면적(B2)의 감소는 텍스쳐 서피스(112)에 포함되는 요철 패턴의 크기 변화를 유도하는데, 이는 도 5를 참조하면 구체적으로 확인할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 Q 영역을 확대 도시한 도면으로서, 자기장의 세기가 강해질 경우 베어링 몸체(110)의 길이 신장에 따라 기준치에 비해 단면적(B2)이 감소된 모습을 확인할 수 있다(즉, B2<B). 특히 요부(113)와 철부(114) 사이의 높이 차가 더 적어진 모습을 확인할 수 있다. 이에 따라 기준치에 비해 클리어런스가 증가된다(즉, C2>C). 이러한 클리어런스의 조건은 회전하는 축의 진동을 포용할 수 있는 성능을 향상시켜 주어, 저속 저하중으로 회전하는 축이 안정적이고 정숙하게 구동될 수 있도록 해준다. 즉, 베어링 장치의 제품 신뢰성이 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치는 베어링 몸체를 자기유변 탄성중합체로 형성함으로써, 자기장의 세기를 달리해 줌으로써 베어링 클리어런스를 가변적으로 조절할 수 있다.
특히, 축의 구동 상태가 고속 고하중인 경우, 베어링 몸체(즉, 자기유변 탄성중합체)에 작용하는 자기장의 세기를 약하게 조절해 줄 수 있다. 이에 따라, 베어링 몸체는 자기장이 발생된 방향으로 길이가 신장되는 동시에 Poisson's ratio에 의해 단면적에 수축이 일어난다. 이는 베어링 클리어런스를 감소시키는 현상을 유도한다. 결과적으로, 축과 베어링 사이에 높은 Lifting Force를 발생시켜 오일이 견디는 압력을 높여줌으로써 장치의 신뢰성을 향상시켜 줄 수 있다. 이와 반대의 경우로서, 축의 구동 상태가 저속 저하중인 경우, 베어링 몸체에 작용하는 자기장의 세기를 강하게 조절해 줄 수 있다. 이에 따라, 베어링 몸체는 자기장이 발생된 방향으로 길이가 수축되는 동시에 Poisson's ratio에 의해 단면적이 증가된다. 이는 베어링 클리어런스를 증가시키는 현상을 유도한다. 결과적으로, 저속 저하중으로 회전하는 축의 진동을 베어링이 포용하는 정도가 향상되어 장치의 신뢰성을 향상시켜 줄 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치에 관한 바람직한 실시예에 대하여 살펴보았다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 이 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S: 축
C: 클리어런스
O: 윤활 물질
100: 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치
110: 베어링 몸체
112: 텍스쳐 서피스(texture surface)
113: 요부 114: 철부
130: 자기장 발생부
131: 전자기 발생 부재 133: 전원 공급부
135: 전원 공급 제어부
C: 클리어런스
O: 윤활 물질
100: 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치
110: 베어링 몸체
112: 텍스쳐 서피스(texture surface)
113: 요부 114: 철부
130: 자기장 발생부
131: 전자기 발생 부재 133: 전원 공급부
135: 전원 공급 제어부
Claims (8)
- 축과의 사이에 클리어런스를 두고 축을 둘러 감싸 배치되며, 자기장이 발생 시 체적 변형이 유발되는 자기유변 탄성중합체로 이루어진 베어링 몸체; 및
상기 베어링 몸체의 길이 방향으로 자기장을 발생시킴은 물론 발생된 자기장의 세기를 조절함에 따라 상기 베어링 몸체의 체적을 변형시켜 상기 클리어런스 크기를 조절하는 자기장 발생부;를 포함하는 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 베어링 몸체는,
축의 외주를 둘러 감싸 배치되되 상기 클리어런스를 통해 윤활 물질을 축과의 사이에 수용하는 환형 단면 형상을 갖는 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치.
- 청구항 2에 있어서,
상기 베어링 몸체는, 축과 대향하는 내주를 통해 텍스쳐 서피스(textured surface)가 형성되어 있는 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치.
- 청구항 3에 있어서,
상기 텍스쳐 서피스는,
상기 베어링 몸체의 내주면 전 구간을 통해 설정된 높낮이로 형성된 요철 패턴을 구비하는 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치.
- 청구항 4에 있어서,
상기 베어링 몸체는, 상기 자기장 발생부를 통해 발생된 자기장의 세기가 기준치보다 커질 경우, 길이 방향으로 신장되는 동시에 단면적이 감소되는 체적 변형이 유발되어, 상기 요철 패턴의 설정된 높낮이 차가 감소하여 상기 클리어런스 크기가 증가되며,
상기 자기장 발생부를 통해 발생된 자기장의 세기가 기준치보다 약해질 경우, 길이 방향으로 축소되는 동시에 단면적이 증가되는 체적 변형이 유발되어, 상기 요철 패턴의 설정된 높낮이 차가 증가하여 상기 클리어런스 크기가 감소되는 것을 특징으로 하는 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치.
- 청구항 4에 있어서,
상기 요철 패턴은, 정현파형, 삼각파형, 사각파형 중 어느 하나의 형상으로 이루어진 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 자기장 발생부는,
상기 베어링 몸체의 외주를 둘러 감싸 배치되며, 전원의 공급을 받아 상기 베어링 몸체의 길이 방향으로 자기장을 발생시키는 전자기 발생 부재;
상기 전자기 발생 부재에 전원을 공급하는 전원 공급부; 및
상기 전원 공급부로부터의 전원 공급을 제어하는 전원 공급 제어부;를 포함하는 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 전자기 발생 부재는,
상기 베어링 몸체의 외주로부터 이격되어 둘러 감싸 배치되는 파이프 형상의 솔레노이드 코일인 것을 특징으로 하는 자기유변 탄성중합체를 이용한 베어링 장치.
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