KR100820204B1 - Variable damping apparatus of clutch disk using MR fluid - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자기유변유체를 이용한 클러치 디스크의 가변식 댐핑 장치에 관한 것으로, 하우징(22)과, 상기 하우징(22)의 내부에 이동 가능하도록 설치된 피스톤(24)과, 상기 피스톤(24)의 일측에 위치되도록 상기 하우징(22)의 내부에 충진되며 전류의 세기에 따라 점성이 변화하는 자기유변유체(28)와, 상기 피스톤(24)이 자기유변유체(28) 쪽으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 스프링(26)과, 상기 자기유변유체(28)에 자기장의 변화를 제공하도록 설치된 전자석(23)과, 전류의 공급에 의해 상기 전자석(23)에 자력을 형성시키도록 설치된 코일(21)로 이루어진 가변식 댐핑부(20)를 포함하여 구성되며, 이러한 구성에 의하면 전류의 세기에 따라 점성값이 변화하는 자기유변유체를 이용하여 엔진의 속도에 따라 댐핑값을 조절할 수 있다.The present invention relates to a variable damping device for a clutch disk using a magnetorheological fluid, comprising a housing (22), a piston (24) installed to be movable inside the housing (22), and one side of the piston (24). The magnetorheological fluid 28, which is filled in the housing 22 so as to be positioned in the housing 22 and whose viscosity changes according to the strength of the current, and a spring that provides an elastic force to move the piston 24 toward the magnetorheological fluid 28. (26), an electromagnet (23) provided to provide a change in the magnetic field to the magnetorheological fluid (28), and a variable coil (21) provided to form a magnetic force on the electromagnet (23) by supply of current. The damping unit 20 is configured to include a damping unit 20. According to this configuration, the damping value can be adjusted according to the speed of the engine by using a magnetorheological fluid whose viscosity value changes according to the strength of the current.

자기유변유체, 클러치, 전자석, 댐핑, 소음, 진동 Magnetorheological fluid, clutch, electromagnet, damping, noise, vibration

Description

자기유변유체를 이용한 클러치 디스크의 가변식 댐핑 장치{Variable damping apparatus of clutch disk using MR fluid}Variable damping apparatus of clutch disk using MR fluid

도1은 종래 기술의 클러치 디스크에 대한 실차 사용 영역에서의 히스테리시스 공진 대역을 나타낸 그래프도;1 is a graph showing the hysteresis resonance band in the actual vehicle use area for a clutch disk of the prior art;

도2는 본 발명에 따른 자기유변유체를 이용한 클러치 디스크의 가변식 댐핑 장치를 나타낸 개략 구성도이다.Figure 2 is a schematic block diagram showing a variable damping device of the clutch disk using a magnetorheological fluid in accordance with the present invention.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of symbols about main part of drawing ※

10 : 허브 12 : 디스크 플레이트10 hub 12 disc plate

14 : 디스크 페이싱 20 : 가변식 댐핑부14 disc facing 20 variable damping part

21 : 코일 22 : 하우징21 coil 22 housing

23 : 전자석 24 : 피스톤23: electromagnet 24: piston

25 : 연결로드 26 : 스프링25: connecting rod 26: spring

28 : 자기유변유체 29 : 마찰판28: magnetorheological fluid 29: friction plate

30 : 서브 플레이트30: subplate

본 발명은 자기유변유체를 이용한 클러치 디스크의 가변식 댐핑 장치에 관한 것으로서, 전류의 세기에 따라 점성값이 변화하는 자기유변유체를 이용하여 엔진의 속도에 따라 댐핑값을 조절할 수 있는 자기유변유체를 이용한 클러치 디스크의 가변식 댐핑 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a variable damping device for a clutch disk using a magnetorheological fluid. The present invention relates to a magnetorheological fluid capable of controlling a damping value according to an engine speed using a magnetorheological fluid whose viscosity is changed according to the strength of an electric current. A variable damping device for a used clutch disk.

일반적으로 차량의 클러치는 엔진과 수동변속기 사이에 설치되어 수동변속기로 전달되는 엔진의 구동력을 필요에 따라 단속하는 일을 수행하도록 구성된다.In general, the clutch of the vehicle is installed between the engine and the manual transmission, and configured to perform the work of controlling the driving force of the engine transmitted to the manual transmission as necessary.

이러한 클러치는 엔진의 크랭크 샤프트와 일체로 움직이는 플라이 휘일의 측면에 밀착 또는 이격되고 수동변속기의 입력축의 단부와 스플라인 결합된 클러치 디스크와, 소정의 가압력으로 상기 클러치 디스크를 상기 플라이 휘일에 밀착시키는 압력판과, 상기 압력판에 가압력을 부여하는 다이어프램 스프링과, 클러치 페달이 밟아지면 상기 다이어프램 스프링이 상기 압력판을 끌어당겨 상기 압력판의 가압력이 해제되도록 하는 릴리이스 베어링을 포함하여 구성된다.Such a clutch includes a clutch disk that is in close contact with or is spaced apart from a side of a flywheel moving integrally with the crankshaft of the engine and is splined to an end of an input shaft of a manual transmission, and a pressure plate for closely contacting the clutch disk to the flywheel with a predetermined pressing force. And a diaphragm spring for applying a pressing force to the pressure plate, and a release bearing for pulling the pressure plate to release the pressing force of the pressure plate when the diaphragm spring is pressed down.

즉, 운전자가 클러치 페달을 밟으면 클러치 디스크가 플라이 휘일과 분리됨으로써 동력이 차단되며, 운전자가 클러치 페달을 놓게 되면 클러치 디스크가 스프링에 의해 플라이 휘일을 압박함으로써 동력이 전달된다.That is, when the driver presses the clutch pedal, power is cut off by separating the clutch disc from the flywheel, and when the driver releases the clutch pedal, power is transmitted by pressing the flywheel by the spring by the clutch disc.

그리고, 이러한 클러치 디스크는 스프링의 힘에 의한 마찰력으로 댐핑이 이루어지는데, 스프링의 힘에 의한 히스테리시스값이 고정되어 차량의 운전영역에서의 튜닝이 곤란하다.In addition, the clutch disk is damped by the frictional force of the spring force, the hysteresis value of the spring force is fixed, it is difficult to tune in the driving region of the vehicle.

즉, 도1에 도시된 것처럼, 댐핑값이 적으면 저속 영역에서 파워트레인의 공진에 의한 차체 떨림 현상이 발생하고, 저속에서의 차체 떨림을 저감시키기 위하여 댐핑값을 크게 하면 중/고속 영역에서의 NVH 성능이 악화된다.That is, as shown in FIG. 1, when the damping value is small, vehicle body vibration occurs due to resonance of the power train in the low speed region, and when the damping value is increased to reduce the body body vibration at low speed, NVH performance deteriorates.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전류의 세기에 따라 점성값이 변화하는 자기유변유체를 이용하여 엔진의 속도에 따라 댐핑값을 조절할 수 있는 자기유변유체를 이용한 클러치 디스크의 가변식 댐핑 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the above-mentioned problems, a clutch disk using a magnetorheological fluid that can adjust the damping value according to the engine speed by using a magnetorheological fluid whose viscosity value changes with the strength of the current. It is an object of the present invention to provide a variable damping device.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은 하우징과, 상기 하우징의 내부에 이동 가능하도록 설치된 피스톤과, 상기 피스톤의 일측에 위치되도록 상기 하우징의 내부에 충진되며 전류의 세기에 따라 점성이 변화하는 자기유변유체와, 상기 피스톤이 자기유변유체 쪽으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 스프링과, 상기 자기유변유체에 자기장의 변화를 제공하도록 설치된 전자석과, 전류의 공급에 의해 상기 전자석에 자력을 형성시키도록 설치된 코일로 이루어진 가변식 댐핑부를 포함하여 구성된 자기유변유체를 이용한 클러치 디스크의 가변식 댐핑 장치로서, 상기 가변식 댐핑부는, 상기 피스톤에 일체로 형성되어 상기 하우징을 관통하는 연결로드와, 상기 연결로드의 단부에 고정되어 서브 플레이트와 마찰에 의해 동력을 제공하도록 설치된 마찰판을 가짐을 특징으로 한다.As a technical configuration for achieving the above object, the present invention is a housing, a piston installed to be movable inside the housing, and filled in the interior of the housing to be located on one side of the piston and viscous according to the strength of the current This changing magnetorheological fluid, a spring providing an elastic force to move the piston toward the magnetorheological fluid, an electromagnet provided to provide a change in the magnetic field to the magnetorheological fluid, and a magnetic force formed by the supply of electric current A variable damping device for a clutch disk using a magnetorheological fluid configured to include a variable damping part formed of a coil installed to make the variable damping part, wherein the variable damping part is formed integrally with the piston and connects the rod through the housing; It is fixed to the end of the connecting rod and applied by friction with the subplate It characterized by having a friction plate provided so as to.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명에 따른 자기유변유체를 이용한 클러치 디스크의 가변식 댐핑 장치를 나타낸 개략 구성도이다.Figure 2 is a schematic block diagram showing a variable damping device of the clutch disk using a magnetorheological fluid in accordance with the present invention.

자동차의 엔진으로부터 발생하는 동력을 전달하는 크랭크 샤프트(미도시됨) 에 기어 물림으로 연결되어 회전하도록 구성된 원통형의 허브(10)가 도시된다.A cylindrical hub 10 is shown that is configured to rotate by gear bites connected to a crankshaft (not shown) that transmits power generated from the engine of an automobile.

상기 허브(10)의 외측면에는 클러치 디스크의 베이스 판을 제공하는 디스크 플레이트(12)와, 상기 디스크 플레이트(12)의 단부에 설치되어 플라이 휘일 또는 압력판에 밀착될 때 마찰력을 증가시키는 디스크 페이싱(14)이 구비된다.The outer surface of the hub 10 has a disk plate 12 that provides a base plate of the clutch disk, and a disk facing that is installed at the end of the disk plate 12 to increase friction when closely contacted to the flywheel or pressure plate ( 14).

그리고, 상기 허브(10)에는 자기유변유체(Magneto-rheological Fluid, MR Fluid)에 의한 가변식 댐핑부(20)가 설치된다.In addition, the hub 10 is provided with a variable damping unit 20 by a magneto-rheological fluid (MR fluid).

이러한 자기유변유체는 자기장의 변화에 따라 점성(항복응력)이 변하는 특성을 갖는다. 즉, 상기 자기유변유체는 전압에 의해 변하는 자기장의 세기에 따라 점성 및 탄성계수가 변화된다.The magnetorheological fluid has a characteristic that the viscosity (yield stress) changes with the change of the magnetic field. That is, the magnetorheological fluid changes its viscosity and elastic modulus according to the strength of the magnetic field that is changed by voltage.

상기 가변식 댐핑부(20)는 밀폐공간을 제공하는 하우징(22)과, 상기 하우징(22)의 내부에서 도면의 좌, 우 방향으로 이동 가능하도록 설치된 피스톤(24)을 포함한다.The variable damping unit 20 includes a housing 22 that provides a sealed space and a piston 24 installed to move in the left and right directions of the drawing inside the housing 22.

또한, 상기 가변식 댐핑부(20)의 하우징(22) 내부에는 상기 피스톤(24)을 도면의 좌측 방향으로 밀도록 탄성력을 가하는 스프링(26)이 구비되며, 그 하우징(22)의 내부에는 상기 피스톤(24)의 좌측 공간에 자기유변유체(28)가 충진된다.In addition, the housing 22 of the variable damping unit 20 is provided with a spring 26 for applying an elastic force to push the piston 24 in the left direction of the drawing, the interior of the housing 22 The magnetorheological fluid 28 is filled in the left space of the piston 24.

상기 하우징(22)의 내부에는 상기 자기유변유체(28)가 충진된 부위에 위치되도록 설치된 전자석(23)이 구비되며, 이 전자석(23)은 상기 하우징(22)의 외부에 감겨진 코일(21)에 전류를 제공하면 자화되도록 구성된다.Inside the housing 22 is provided with an electromagnet 23 is installed to be located in the region filled with the magnetorheological fluid 28, the electromagnet 23 is a coil 21 wound on the outside of the housing 22 Providing a current is configured to magnetize.

그리고, 상기 피스톤(24)에는 대략의 중앙부로부터 우측 방향으로 길게 뻗은 모양의 연결로드(25)가 형성되며, 이 연결로드(25)는 하우징(22)을 관통하여 외부 로 더 연장된다.In addition, the piston 24 is formed with a connecting rod 25 extending in the right direction from the center approximately, the connecting rod 25 extends further through the housing 22 to the outside.

또한, 상기 연결로드(25)의 단부에는 마찰판(29)이 고정 설치되며, 이 마찰판(29)이 서브 플레이트(30)와 마찰되거나 또는 그렇지 않을 때 동력 전달 또는 동력 차단 기능이 수행되는 구성을 갖는다.In addition, a friction plate 29 is fixedly installed at the end of the connecting rod 25, and the friction plate 29 is configured to perform a power transmission or a power interruption function when the friction plate 29 is rubbed or not. .

본 발명의 장치는 상기 코일(21)에 전류를 인가하고 또한 그 전류값을 조절하기 위한 제어부(미도시됨)를 가지며, 이 제어부는 ECU(미도시됨)인 것이 바람직하다.The apparatus of the present invention has a controller (not shown) for applying a current to the coil 21 and for adjusting the current value, which is preferably an ECU (not shown).

이러한 제어부는 엔진의 속도 정보를 제공받아 상기 코일(21)에 인가되는 전류의 값을 조절하도록 미리 프로그래밍된다.The controller is pre-programmed to adjust the value of the current applied to the coil 21 by receiving the engine speed information.

즉, 제어부는 엔진의 속도를 미리 설정된 속도와 비교하여 고속/저속의 여부를 판단한다.That is, the controller compares the engine speed with a preset speed and determines whether the engine is at high speed or low speed.

상기 판단 결과, 엔진의 속도가 저속이면 코일(21)에 인가되는 전류값을 증가시키며, 이러한 전류값의 증가는 자기유변유체(28)의 댐핑이 증가되게 한다. 즉, 저속구간에서는 스프링(26)에 의한 탄성력보다 자기유변유체(28)의 점성력을 더 크게 하기 위하여 코일에 인가되는 전류값을 증가시키며, 이는 피스톤(24)이 도면의 오른쪽 방향으로 이동되게 하여 마찰판(29)과 서브 플레이트(30) 사이의 마찰력을 증가시킨다. 따라서 클러치 댐핑값이 증가됨으로써 저속시 소음 진동의 저감 효과를 발생시킨다.As a result of the determination, if the engine speed is low, the current value applied to the coil 21 is increased, and this increase in current value causes the damping of the magnetorheological fluid 28 to be increased. That is, in the low speed section, the current value applied to the coil is increased to make the viscous force of the magnetorheological fluid 28 larger than the elastic force by the spring 26, which causes the piston 24 to move in the right direction of the drawing. The friction force between the friction plate 29 and the sub plate 30 is increased. Therefore, the clutch damping value is increased, thereby reducing the noise vibration at low speed.

또한, 상기 판단 결과, 엔진의 속도가 고속이면 코일(21)에 인가되는 전류값을 감소시키며, 이러한 전류값의 감소는 자기유변유체(28)의 댐핑이 감소되게 한 다. 즉, 고속구간에서는 스프링(26)에 의한 탄성력보다 자기유변유체(28)의 점성력을 더 작게 하기 위하여 코일에 인가되는 전류값을 감소시키며, 이는 피스톤(24)이 도면의 왼쪽 방향으로 이동되게 하여 마찰판(29)과 서브 플레이트(30) 사이의 마찰력을 감소시킨다. 따라서 클러치 댐핑값이 감소됨으로써 고속시 소음 진동의 저감 효과를 발생시킨다.In addition, as a result of the determination, if the engine speed is high, the current value applied to the coil 21 is reduced, and such a decrease in current value causes the damping of the magnetorheological fluid 28 to be reduced. That is, in the high speed section, in order to make the viscous force of the magnetorheological fluid 28 smaller than the elastic force of the spring 26, the current value applied to the coil is reduced, which causes the piston 24 to move in the left direction of the drawing. The frictional force between the friction plate 29 and the sub plate 30 is reduced. Therefore, the clutch damping value is reduced, thereby generating a noise reduction effect at high speed.

물론, 상기 엔진의 속도와 미리 설정된 속도의 차이에 비례하여 상기 코일(21)에 인가되는 전류값을 변화시키면 보다 정확하게 마찰력의 제어가 가능하다.Of course, if the current value applied to the coil 21 is changed in proportion to the difference between the speed of the engine and the preset speed, the friction force can be more accurately controlled.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자기유변유체를 이용한 클러치 디스크의 가변식 댐핑 장치에 의하면, 전류의 세기에 따라 점성값이 변화하는 자기유변유체를 이용하여 엔진의 속도에 따라 댐핑값을 조절할 수 있으며, 이러한 댐핑값의 조절은 엔진 속도에 적합한 가변 댐핑에 의해 구동계의 소음과 진동을 회피할 수 있는 효과를 갖는다.According to the variable damping device of the clutch disk using the magnetorheological fluid as described above, the damping value can be adjusted according to the speed of the engine by using the magnetorheological fluid whose viscosity is changed according to the strength of the current. In addition, the adjustment of the damping value has the effect of avoiding the noise and vibration of the drive system by the variable damping suitable for the engine speed.

Claims (4)

하우징(22)과, 상기 하우징(22)의 내부에 이동 가능하도록 설치된 피스톤(24)과, 상기 피스톤(24)의 일측에 위치되도록 상기 하우징(22)의 내부에 충진되며 전류의 세기에 따라 점성이 변화하는 자기유변유체(28)와, 상기 피스톤(24)이 자기유변유체(28) 쪽으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 스프링(26)과, 상기 자기유변유체(28)에 자기장의 변화를 제공하도록 설치된 전자석(23)과, 전류의 공급에 의해 상기 전자석(23)에 자력을 형성시키도록 설치된 코일(21)로 이루어진 가변식 댐핑부(20)를 포함하여 구성된 자기유변유체를 이용한 클러치 디스크의 가변식 댐핑 장치로서,The housing 22, the piston 24 installed to be movable in the housing 22, and the inside of the housing 22 to be located on one side of the piston 24 is filled with viscosity according to the strength of the current The changing magnetorheological fluid 28, a spring 26 providing an elastic force to move the piston 24 toward the magnetorheological fluid 28, and a change in the magnetic field to the magnetorheological fluid 28. Variable of the clutch disk using the magnetorheological fluid including a variable damping portion 20 formed of an electromagnet 23 provided, and a coil 21 provided to form a magnetic force on the electromagnet 23 by supply of current. As a damping device, 상기 가변식 댐핑부(20)는, 상기 피스톤(24)에 일체로 형성되어 상기 하우징(22)을 관통하는 연결로드(25)와, 상기 연결로드(25)의 단부에 고정되어 서브 플레이트(30)와 마찰에 의해 동력을 제공하도록 설치된 마찰판(29)을 가짐을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 클러치 디스크의 가변식 댐핑 장치.The variable damping part 20 is formed integrally with the piston 24 and is connected to the connecting rod 25 passing through the housing 22, and fixed to an end of the connecting rod 25 and the subplate 30. And a friction plate (29) installed to provide power by friction with the magnetorheological fluid. 제1항에 있어서, 엔진 속도를 제공받아 그 엔진 속도에 대응되는 전류를 상기 코일(21)에 제공하는 제어부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 클러치 디스크의 가변식 댐핑 장치.The variable damping device of claim 1, further comprising a controller configured to receive an engine speed and provide a current corresponding to the engine speed to the coil 21. 제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 엔진 속도가 미리 설정된 속도보다 크면 상기 코일에 공급되는 전류를 감소시키며 미리 설정된 속도보다 작으면 상기 코일에 공급되는 전류를 증가시키도록 구성됨을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 클러치 디스크의 가변식 댐핑 장치.The magnetic control device of claim 2, wherein the controller is configured to reduce the current supplied to the coil when the engine speed is greater than a preset speed, and increase the current supplied to the coil when less than a preset speed. Variable damping device of clutch disc using rheological fluid. 삭제delete
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