KR102262498B1

KR102262498B1 - 오일 서스펜스 구조

Info

Publication number: KR102262498B1
Application number: KR1020140166383A
Authority: KR
Inventors: 윤승희
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2021-06-08
Also published as: KR20160062980A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 오일 서스펜스 구조는, 내부에 오일이 채워지는 실린더; 상기 실린더 내부에서 직선왕복운동을 하는 피스톤; 상기 피스톤에 구비되는 오리피스; 및 상기 오리피스의 상, 하부를 막아 오리피스 내부의 자성유체가 오리피스 밖으로 이동하지 못하도록 하는 박막; 을 포함한다.

Description

오일 서스펜스 구조{OIL SUSPENSION STRUCTURE}

본 발명은 오리피스 상, 하부를 오일이 통과 가능한 박막으로 막아 오리피스 내부에 자성유체를 가두고, 자성유체에 자기장을 걸어 실링을 할 수 있도록 한 오일 서스펜스 구조에 관한 것이다.

일반적으로 서스펜션 또는 현가장치는 노면의 충격이 차체나 탑승자에게 전달되지 않게 충격을 흡수하는 장치이다. 서스펜션은 쇼크업소버, 스프링, 서스펜션 암 등을 포함한다. 서스펜션은 노면에서 발생하는 충격이 차체나 탑승자에게 직접적으로 전해지지 않게 충격을 흡수하는 기능과 타이어를 노면에 확실하게 접지시키는 기능을 한다.

서스펜션 중 MR 유체를 이용한 오일 서스펜션이 있다. 현재 MR 유체를 이용한 오일 서스펜션은 실린더 내부에 오일과 MR 콜로이드 파티클(Magneto-Rheological colloid particles)의 혼합물이 채워진다. 댐퍼의 역할이 필요한 특정 시점에서 자기장을 걸어주게 되면 혼합물의 점성이 매우 강해져 작은 구경의 오리피스는 완전히 실링(sealing)된다. 그리고 걸어준 자기장을 제거하면 굳어진 혼합물은 다시 유체가 되어 피스톤의 움직임을 허용한다.

실리더 내부의 MR 콜로이드 파티클(Magneto-Rheological colloid particle)은 고체로서 시간이 지나면 가라앉게 된다. 이를 해결하기 위해 각 파티클에 특수 코팅을 입혀 파티클의 비중을 사용하는 오일(oil)에 맞춰 파티클의 침강을 보완하는 기술이 제안된바 있다.

그러나 MR 유체의 파티클에 특수 코팅(Coating)을 하는 데는 많은 비용이 들고 공정 과정이 까다로운 문제점이 있다.

일례로서, 대한민국 특허등록 제10-1222912호는 "자기 유변 유체 스프링 구조체 및 이를 이용한 서스펜션 구조체"를 개시한다.

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예는 오리피스 상, 하부를 오일이 통과 가능한 박막으로 막아 오리피스 내부에 자성유체를 가두고 자성유체에 자기장을 걸어 실링을 할 수 있도록 한 오일 서스펜스 구조를 제공하고자 한다.

전술한 목적을 이루기 위해 본 발명의 실시예에 따른 오일 서스펜스 구조는 내부에 오일이 채워지는 실린더; 상기 실린더 내부에서 직선왕복운동을 하는 피스톤; 상기 피스톤에 구비되는 오리피스; 및 상기 오리피스의 상, 하부를 막아 오리피스 내부의 자성유체가 오리피스 밖으로 이동하지 못하도록 하는 박막; 을 포함할 수 있다.

또한, 상기 박막은 몰레큘러 시브일 수 있다.

또한, 상기 박막은 셀룰로오스 박막일 수 있다.

또한, 상기 자성유체의 분자 크기는 3~10 ㎛ 일 수 있다.

또한, 상기 박막은 동공을 가지며, 이 동공의 크기는 자성유체는 통과하지 못하고 오일은 통과할 수 있는 크기일 수 있다.

또한, 상기 오일의 분자 크기는 자성유체 보다 작은 분자 크기일 수 있다.

또한, 상기 자성유체는 MR 콜로이드 파티클일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 오일 서스펜스 구조에 의하면, 오리피스 상, 하부를 오일이 통과 가능한 박막으로 막아 오리피스 내부에 자성유체를 가둘 수 있다.

또한, 오리피스 내부의 자성유체에 자기장을 걸어 실링을 할 수 있다.

또한, MR 콜로이드 파티클의 침강 방지를 위해 특수 코팅을 할 필요가 없다.

또한, 오리피스 안에만 MR 콜로이드 파티클이 존재하면 되므로 원가절감의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 오일 서스펜스 구조의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 오리피스의 확대도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 오일 서스펜스 구조의 전체 구성도이다. 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 박막의 확대도이다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 오일 서스펜스 구조의 구성을 설명한다.

도 1, 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 오일 서스펜스 구조는 실린더(10), 실린더(10) 내부에서 직선왕복운동을 하는 피스톤(20), 피스톤(20)에 구비되는 오리피스(21) 및 오리피스 상, 하부를 막는 상, 하부 박막(30)을 포함한다.

구체적으로 실린더(10)는 원통형으로 이루어지며 내부에 오일(50)이 채워진다. 실린더(10) 내부에는 직선왕복운동을 하는 피스톤(20)이 설치된다.

피스톤(20)은 실린더(10) 내부에 설치되어 직선왕복운동을 한다. 피스톤(20)에는 복수의 오리피스(21)가 천공된다. 오리피스(21) 내부에는 자성유체(40)가 채워진다. 자성유체(40)는 MR 유체인 MR 콜로이드 파티클(Magneto-Rheological colloid particles)일 수 있다.

MR 유체(Electro-rheological Fluid)는 평상시에는 액체인 오일(oil)의 성질을 가기고 있다. 그러나 자기장을 가하게 되면 입자들이 배열하여 체인을 형성하게 된다. 액체인 오일은 체인 사이에 갇히게 되고 배열된 입자의 힘으로 인해 고체와 같이 변하게 되어 유체의 점성이 증가한다. 그래서 힘을 주어도 그 힘에 저항을 할 수 있다.

상, 하부 박막(30)은 오리피스(21)의 상, 하부를 막아 내부의 자성유체(40)가 오리피스(21) 밖으로 이동하지 못하도록 하는 역할을 한다. 즉, 상, 하부 2장의 박막(30)으로 오리피스(21) 상, 하부를 막아 오리피스(21) 내부의 자성유체(40)를 오리피스(21) 안에 가둔다.

상, 하부 박막(30)은 수많은 동공(hole)을 가진다. 상, 하부 박막(30)의 동공(31)은 자성유체(40)는 통과하지 못하고 실린더(10) 내부의 오일(50)은 통과할 수 있다.

예컨대, 자성유체(40)의 분자 크기가 3 ~ 10 ㎛ 라면 동공(31)의 크기는 자성유체(40)가 통과하지 못하도록 3 ~ 10 ㎛ 보다 작은 크기여야 한다. 그리고 오일(50)은 동공(31)을 통과할 수 있도록 동공(31) 보다 작은 크기여야 한다.

한편, 박막(30)은 몰레큘러 시브(molecular sieve)일 수 있다. 또한 박막(30)은 셀룰로오스 박막(Cellulose thin film)일 수 있다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 오일 서스펜스 구조의 작용을 설명한다.

도 1, 2에 도시된 바와 같이 오리피스(21)의 상, 하부를 상, 하부 박막(30)으로 막으면 오리피스(21) 내부의 자성유체(40)를 오리피스(21) 밖으로 이동하지 못하도록 가둘 수 있다. 그러나 실린더(10) 내부의 오일(50)은 동공(31)를 통과할 수 있는 분자 크기로서 동공(31)을 자유로이 통과할 수 있다.

이 상태에서 댐퍼의 역할이 필요한 특정 시점에 오리피스(21) 내부의 자성유체(40)에 자기장을 걸어주면 자성유체(40)의 점성이 매우 강해져 작은 구경의 오리피스(21)가 완전히 실링되어 피스톤(20)이 움직일 수 없는 상태가 된다. 반대로 자기장을 제거하면 오리피스(21) 내부의 굳어진 자성유체(40)는 다시 유체가 되어 피스톤(20)의 움직임을 허용한다.

살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 오일 서스펜스 구조는, 자성유체를 오리피스에 가둔 상태에서 오리피스 내부의 자성유체에 자기장을 걸어 실링을 하면 되므로 오리피스 밖에는 자성유체가 없어도 되는 장점이 있다. 이로 인해 종래의 MR 유체를 이용한 오일 서스펜션과 같이 MR 콜로이드 파티클이 시간이 지나면서 가라앉는 것을 방지하기 위해 MR 콜로이드 파티클에 특수 코팅을 입혀 MR 콜로이드 파티클의 비중을 사용하는 오일에 맞춰 파티클의 침강을 보완하는 등의 복잡한 과정이 필요 없다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10:실린더 20:피스톤
21:오리피스 30:박막
31:동공 40:자성유체
50:오일

Claims

내부에 오일이 채워지는 실린더;
상기 실린더 내부에서 직선왕복운동을 하는 피스톤;
상기 피스톤에 구비되는 오리피스; 및
상기 오리피스의 상, 하부를 막아 상기 오리피스 내부의 자성유체가 상기 오리피스 밖으로 이동하지 못하도록 하는 박막;을 포함하고,
상기 오일의 분자 크기는 상기 자성유체보다 작은 분자 크기이고,
상기 박막은 동공을 가지며, 상기 동공의 크기는 상기 자성유체는 통과하지 못하고 상기 오일은 통과할 수 있는 크기이고,
상기 박막은 상기 오리피스 내부에 상기 자성유체를 가두어 상기 자성유체의 침강을 방지하는 것을 특징으로 하는 오일 서스펜스 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 박막은,
몰레큘러 시브인 것을 특징으로 하는 오일 서스펜스 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 박막은,
셀룰로오스 박막인 것을 특징으로 하는 오일 서스펜스 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 자성유체의 분자 크기는,
3~10 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 오일 서스펜스 구조.
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청구항 1에 있어서,
상기 자성유체는,
MR 콜로이드 파티클인 것을 특징으로 하는 오일 서스펜스 구조.