KR102061974B1

KR102061974B1 - Mr 댐퍼의 피스톤 구조

Info

Publication number: KR102061974B1
Application number: KR1020180076844A
Authority: KR
Inventors: 장정철; 이지민; 임효빈; 박판국
Original assignee: 뉴모텍(주)
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2018-07-03
Publication date: 2020-01-02
Anticipated expiration: 2038-07-03
Also published as: US11313429B2; WO2020009315A1; CN112105836A; CN112105836B; US20210239179A1

Abstract

본 발명에 따른 MR 댐퍼의 피스톤은 측면 개방부(113)를 갖는 상부 코어(11); 하부 코어 본체(121)와 상기 하부 코어 본체(121)의 상부로 돌출된 중앙 돌출부(122)를 갖는 하부 코어(12); 코일(132)이 권선된 본체(131A)와, 상기 본체(131A)의 상부에 반경 방향으로 연장된 링 형상의 상부 지지부(131B)와, 상기 본체(131A)의 하부에 반경 방향으로 연장된 링 형상의 하부 지지부(131C)로 이루어지고, 상기 중앙 돌출부(122)에 결합되는 자기장 발생부(13);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

MR 댐퍼의 피스톤 구조{Piston for Magneto-rheological Damper}

본 발명은 MR 댐퍼의 피스톤 구조에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 MR 댐퍼에서 자기장을 발생시키는 피스톤의 코어를 분리형으로 설계하여 피스톤의 조립이 용이하고, 코일과 리드 와이어의 전기적 접속 작업이 용이하도록 한 MR 댐퍼의 피스톤 구조에 관한 것이다.

일반적으로 진동을 흡수하기 위한 구조체인 댐퍼는 차량이나 철도 등의 현가장치에 사용되고 있으며, 세탁기 등의 진동이 발생하는 가전제품이나 건물이나 구조물 등에 적용되어 외부로부터 받는 진동을 감쇠시켜주는 역할을 한다. 이러한 댐퍼에는 다양한 종류가 있는데 최근에는 MR 유체(Magneto-rheological Fluid)를 이용한 MR 댐퍼가 사용되고 있다. MR 댐퍼는 MR 유체가 충진되어 있는 실린더와, 실린더 내부에 위치하는 피스톤을 포함하며, 피스톤은 제어 신호에 의하여 자기장을 발생시켜 MR 유체의 점성을 조절하여 진동을 감쇠하기 위한 자기회로를 가지고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0129580호에서는 강자성체 코어에 코일을 권선하여 자기장을 발생시키기 위한 자기회로의 구조에 대하여 개시하고 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-1686113호에서는 마그네틱 코어에 바이패스 홈을 형성한 구조의 MR 댐퍼에 대하여 개시하고 있다.

상기 두 선행기술에서는 자기회로를 이루는 자성체인 코어가 하나의 부재로 이루어져 있어 코어에 권선된 코일의 말단이 리드 와이어와 결선되는 공간이 제한적이기 때문에 작업이 어렵고, 그에 따른 피스톤의 조립성 및 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

이에 본 발명자는 상술한 문제점을 해결하기 위한 새로운 구조의 MR 댐퍼를 제안하고자 한다.

본 발명의 목적은 조립성이 향상된 MR 댐퍼의 피스톤 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자기회로의 전기적 접속 작업이 용이한 MR 댐퍼의 피스톤 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적 및 기타 내재되어 있는 목적은 아래 설명하는 본 발명에 의하여 모두 용이하게 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 MR 댐퍼의 피스톤은

측면 개방부(113)를 갖는 상부 코어(11);

하부 코어 본체(121)와 상기 하부 코어 본체(121)의 상부로 돌출된 중앙 돌출부(122)를 갖는 하부 코어(12);

코일(132)이 권선된 본체(131A)와, 상기 본체(131A)의 상부에 반경 방향으로 연장된 링 형상의 상부 지지부(131B)와, 상기 본체(131A)의 하부에 반경 방향으로 연장된 링 형상의 하부 지지부(131C)로 이루어지고, 상기 중앙 돌출부(122)에 결합되는 자기장 발생부(13);

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 인슐레이터(131)의 상부 지지부(131B)에 상기 코일(132)의 말단이 지나가도록 코일 도입부(1311)가 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 코일 도입부(1311)로부터 상기 상부 지지부(131B)의 상부로 돌출되어 형성된 코일 하부 가이드(1312);

상기 코일 하부 가이드(1312)의 일측에 형성된 제1 코일 측부 가이드(1313); 및

상기 코일 하부 가이드(1312)의 다른 일측에 형성된 제2 코일 측부 가이드(1314);

를 더 포함하는 것이 좋다.

본 발명에서, 상기 제1 및 제2 코일 측부 가이드(1313, 1314)의 각각에는 제1 및 제2 단자 삽입홈(1313A, 1314A)이 형성되어도 좋다.

본 발명에서, 단자 삽입부(1341)와 리드 와이어 접속부(1342)로 이루어지는 코일 접속 단자(134)를 더 포함하고,

상기 단자 삽입부(1341)에는 상기 코일(132)의 말단이 삽입되는 코일 압입홈(1341A)이 형성되어 있고,

상기 단자 삽입부(1341)는 상기 제1 및 제2 단자 삽입홈(1313A, 1314A)에 삽입되는 것이 바람직하다.

본 발명은 조립성이 향상되고, 자기회로의 전기적 접속 작업이 용이한 MR 댐퍼의 피스톤 구조를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 MR 댐퍼의 피스톤을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 MR 댐퍼의 피스톤을 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 MR 댐퍼의 피스톤의 코어 어셈블리를 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 MR 댐퍼의 피스톤의 코어 어셈블리를 분해하여 하부 쪽에서 바라본 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 MR 댐퍼의 피스톤의 코어 어셈블리의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 MR 댐퍼의 피스톤의 코어 어셈블리에 사용되는 인슐레이터를 나타낸 사시도이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 MR 댐퍼의 피스톤을 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 MR 댐퍼의 피스톤을 분해하여 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 MR 댐퍼의 피스톤은 코어 어셈블리(1), 하우징(2), 상부 커버(3) 및 하부 커버(4)로 이루어진다.

코어 어셈블리(1)는 리드 와이어(52)로부터 인가된 전원 및 제어 신호에 의해 자기장을 발생시켜 MR 유체의 점성을 조절한다. 코어 어셈블리(1)는 상부 코어(11) 및 하부 코어(12)로 이루어진다. 상부 코어(11)는 하나의 자성체로 상부 코어(11)에는 피스톤 로드(5)가 결합되며, 결합면에서 유체의 유입을 방지하기 위해 오링 등에 의해 씰링처리가 되어 있다. 하부 코어(12)는 하부 코어 본체(121)와 중앙 돌출부(122)의 구조를 가지는 하나의 자성체이다. 중앙 돌출부(122)에는 상부로 돌출된 결합 돌기(123)가 형성되어 있다. 결합 돌기(123)는 상부 코어(11)의 하부에 형성된 결합홈(115)에 삽입된다.

하부 코어(12)의 중앙 돌출부(122)에는 코일(132)이 권선되어 있는 인슐레이터(131)가 결합된다. 코일(132)의 말단은 인슐레이터(131)의 상부에 결합되는 코일 접속 단자(134)에 전기적으로 연결된다. 피스톤 로드(5)의 중앙에 길이방향으로 형성된 중앙 통로(51)를 통해 리드 와이어(52)가 외부로부터 하부 코어(12) 내측으로 안내되어 리드 와이어(52)와 코일 접속 단자(134)가 전기적으로 연결된다. 권선되어 있는 코일(132)의 외주면은 커버링 몰드에 의해 둘러싸여져 있다.

코어 어셈블리(1)는 하우징(2)의 내부에 위치하며, 하우징(2)의 상부에는 상부 커버(3)가 결합되고, 하우징(2)의 하부에는 하부 커버(4)가 결합된다. 하우징(2)의 내측 벽과 코어 어셈블리(1)의 외주면 사이의 공간은 유체 통로(21)가 된다. 피스톤 로드(5)는 상부 커버(3)의 중앙홀(32)로 관통하여 상부 코어(11)의 상부 돌출부(112) 내측으로 결합된다. MR 유체가 충진된 실린더(도시되지 않음) 내부에 본 발명에 따른 MR 댐퍼의 피스톤이 위치하게 되면 피스톤은 외부 진동에 의하여 상하로 움직인다. MR 유체는 유체 통로(21, 31, 41)를 통해 이동한다. 이 때, 코어 어셈블리(1)에서 발생된 자기장에 의해 MR 유체의 점도가 높아지거나 다시 낮아지도록 제어하며 이를 통해 진동을 감쇠시킬 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 MR 댐퍼의 피스톤의 코어 어셈블리(1)를 분해하여 나타낸 사시도이고, 도 4는 코어 어셈블리(1)를 분해하여 하부 쪽에서 바라본 사시도이다. 도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 코어 어셈블리(1)는 상부 코어(11), 하부 코어(12), 자기장 발생부(13) 및 커버링 몰드(14)를 포함한다.

상부 코어(11)는 원통형의 상부 코어 본체(111)와, 상부 코어 본체(111)로부터 상부로 돌출된 링 형상의 상부 돌출부(112)와, 상부 코어 본체(111)의 하부 측면으로 개방된 형상의 측면 개방부(113)와, 상부 코어 본체(111)의 중심부에 형성되어 리드 와이어(52)가 통과하기 위한 중앙홀(114)로 이루어진 하나의 자성체이다. 측면 개방부(113)의 내측에는 스토퍼(113A)가 형성되어 있어 커버링 몰드(14)를 인서트 사출에 의해 성형할 때, 보호 부재(133)가 코어 어셈블리(1)의 내부 쪽으로 유입되는 것을 방지하도록 한다.

하부 코어(12)는 원통형의 하부 코어 본체(121)와, 하부 코어 본체(121)의 중앙으로부터 상부로 돌출되어 형성된 원통형의 중앙 돌출부(122)와, 중앙 돌출부(122)의 상부로부터 위로 돌출된 결합 돌기(123)로 이루어진 하나의 자성체이다. 결합 돌기(123)는 상부 코어(11)의 하부에 형성된 결합홈(115)에 삽입된다.

자기장 발생부(13)는 원주 방향으로 코일(132)이 권선되어 있는 인슐레이터(131)를 포함하며, 인슐레이터(131)는 절연재로 이루어진다. 코일(132)의 말단과 전기적으로 연결되는 코일 접속 단자(134)는 인슐레이터(131)의 상부에 결합된다. 인슐레이터(131)는 하부 코어(12)의 중앙 돌출부(122)에 설치된다. 보호 부재(133)는 코일 접속 단자(134)로부터 반경방향 외측에 위치하며, 측면 개방부(113)의 반경방향의 개방된 부분에 위치하여 코일 접속 단자(134) 쪽을 보호하는 역할을 한다. 특히, 보호 부재(133)는 커버링 몰드(14)를 인서트 사출에 의해 형성할 때, 사출용 몰드가, 또는 사출용 몰드의 압력에 의해 보호 부재(133)가 상부 및 하부 코어(11, 12)의 내부로 유입되는 것을 방지하여 준다.

커버링 몰드(14)는 자기장 발생부(13)의 외주면을 덮는 부분으로 바람직하게 상부 코어(11), 하부 코어(12) 및 자기장 발생부(13)를 결합시킨 상태에서 인서트 사출 금형에 위치시킨 다음, 플라스틱 몰드를 사출 성형하여 제조하는 인서트 사출 성형에 의해 제조하는 것이 좋다. 앞서 설명한 바와 같이, 보호 부재(133)를 측면 개방부(113)에 위치시킨 상태에서 인서트 사출을 하면 사출물이 상부 및 하부 코어(11, 12)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 보호 부재(133)는 상부 코어(11)의 상부 코어 본체(111)에 형성되어 있는 측면 개방부(113)의 입구를 덮도록 위치한다. 인서트 사출에 의해 커버링 몰드(14)를 성형하는 경우, 자기장 발생부(13)의 외주면을 덮는 측면 커버(141)와, 측면 개방부(113)의 보호 부재(133)의 반경 방향 외측면 쪽에 형성되는 개방부 커버(142)의 형상이 하나의 커버링 몰드(14)를 이루게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 MR 댐퍼의 피스톤의 코어 어셈블리(1)의 일부를 나타낸 사시도이고, 도 6은 코어 어셈블리(1)에 사용되는 인슐레이터(131)를 나타낸 사시도이다. 도 5 및 도 6을 함께 참조하여 본 발명의 자기장 발생부(13)의 전기적인 연결 구조를 인슐레이터(131)의 구조와 함께 설명하면 다음과 같다.

도 6을 먼저 참조하면, 본 발명의 자기장 발생부(13)에 사용되는 인슐레이터(131)는 원통 형상의 본체(131A)와, 본체(131A)의 상부에 반경 방향으로 연장된 링 형상의 상부 지지부(131B)와, 본체(131A)의 하부에 반경 방향으로 연장된 링 형상의 하부 지지부(131C)로 이루어진다. 본체(131A)는 코일(132)이 권선되는 부분이다. 권선된 코일의 말단(132A)은 상부 지지부(131B)에 형성된 코일 도입부(1311)를 지나, 코일 도입부(1311)로부터 상부 지지부(131B)의 상부에 돌출되어 형성된 코일 하부 가이드(1312) 위에 놓인다. 코일 하부 가이드(1312)의 일측에는 제1 코일 측부 가이드(1313)가 위치하며, 코일 하부 가이드(1312)의 다른 일측에는 제2 코일 측부 가이드(1314)가 위치한다. 제1 및 제2 코일 측부 가이드(1313, 1314)는 코일(132)의 말단(132A)이 코일 하부 가이드(1312) 상에 위치하도록 가이드하여 준다. 제1 및 제2 코일 측부 가이드(1313, 1314)에는 각각 제1 단자 삽입홈(1313A) 및 제2 단자 삽입홈(1314A)이 형성되어 있다.

도 5를 참조하면, 코일 접속 단자(134)는 단자 삽입부(1341)와 리드 와이어 접속부(1342)로 이루어진다. 단자 삽입부(1341)는 제1 단자 삽입홈(1313A) 및 제2 단자 삽입홈(1314A)에 삽입되는 부분으로, 이를 통해 코일(132)의 말단(132A)과 전기적인 접속을 이루는 부분이다. 이를 위해, 단자 삽입부(1341)의 하부 쪽에는 코일 압입홈(1341A)이 형성되어 있으며, 단자 삽입부(1341)의 측면에는 결합 후크(1341B)가 형성되어 있다. 따라서, 단자 삽입부(1341)가 제1 단자 삽입홈(1313A) 및 제2 단자 삽입홈(1314A)에 삽입될 때, 코일의 말단(132A)은 코일 압입홈(1341A)에 압입되어 전기적인 접속이 확실하게 이루어지며, 단자 삽입부(1341)의 결합 후크(1341B)에 의해 단자 삽입부(1341)가 제1 단자 삽입홈(1313A) 및 제2 단자 삽입홈(1314A)에 견고하게 결합된다. 리드 와이어 접속부(1342)에는 리드 와이어(52)의 말단의 커넥터(도시되지 않음) 등이 결합되어 전기적인 접속이 이루어진다. 보호 부재(133)는 코일 도입부(1311)의 상부 쪽에 코일의 말단(132A)에 위치시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 설명은 본 발명의 이해를 위하여 예를 들어 설명한 것에 불과할 뿐, 본 발명의 범위를 정하고자 하는 것이 아님을 유의하여야 한다. 본 발명의 범위는 아래 첨부된 청구범위에 의하여 정하여지며, 이 범위 내에서 본 발명의 단순한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

1: 코어 어셈블리 2: 하우징
3: 상부 커버 4: 하부 커버
5: 피스톤 로드 11: 상부 코어
12: 하부 코어 13: 자기장 발생부
14: 커버링 몰드 21, 31, 41: 유체 통로
32, 114: 중앙홀 51: 중앙 통로
52: 리드 와이어 111: 상부 코어 본체
112: 상부 돌출부 113: 측면 개방부
113A: 스토퍼 115: 결합홈
121: 하부 코어 본체 122: 중앙 돌출부
123: 결합 돌기 131: 인슐레이터
132: 코일 133: 보호 부재
134: 코일 접속 단자 141: 측면 커버
142: 개방부 커버

Claims

측면 개방부(113)를 갖는 상부 코어(11);
하부 코어 본체(121)와 상기 하부 코어 본체(121)의 상부로 돌출된 중앙 돌출부(122)를 갖는 하부 코어(12);
코일(132)이 권선된 본체(131A)와, 상기 본체(131A)의 상부에 반경 방향으로 연장된 링 형상의 상부 지지부(131B)와, 상기 본체(131A)의 하부에 반경 방향으로 연장된 링 형상의 하부 지지부(131C)로 이루어지는 인슐레이터(131)를 포함하고, 상기 중앙 돌출부(122)에 결합되는 자기장 발생부(13); 및
상기 자기장 발생부(13)의 외주면을 덮는 부분인 커버링 몰드(14);
를 포함하여 이루어지고, 상기 자기장 발생부(13)에는 상기 측면 개방부(113)의 입구를 덮는 보호 부재(133)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MR 댐퍼의 피스톤.
제1항에 있어서, 상기 인슐레이터(131)의 상부 지지부(131B)에 상기 코일(132)의 말단이 지나가도록 코일 도입부(1311)가 형성되는 것을 특징으로 하는 MR 댐퍼의 피스톤.
제2항에 있어서, 상기 코일 도입부(1311)로부터 상기 상부 지지부(131B)의 상부로 돌출되어 형성된 코일 하부 가이드(1312);
상기 코일 하부 가이드(1312)의 일측에 형성된 제1 코일 측부 가이드(1313); 및
상기 코일 하부 가이드(1312)의 다른 일측에 형성된 제2 코일 측부 가이드(1314);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MR 댐퍼의 피스톤.
제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 코일 측부 가이드(1313, 1314)의 각각에는 제1 및 제2 단자 삽입홈(1313A, 1314A)이 형성된 것을 특징으로 하는 MR 댐퍼의 피스톤.
제4항에 있어서, 단자 삽입부(1341)와 리드 와이어 접속부(1342)로 이루어지는 코일 접속 단자(134)를 더 포함하고,
상기 단자 삽입부(1341)에는 상기 코일(132)의 말단이 삽입되는 코일 압입홈(1341A)이 형성되어 있고,
상기 단자 삽입부(1341)는 상기 제1 및 제2 단자 삽입홈(1313A, 1314A)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 MR 댐퍼의 피스톤.