KR101797665B1

KR101797665B1 - 감쇠력을 조절 가능한 지팡이

Info

Publication number: KR101797665B1
Application number: KR1020160067679A
Authority: KR
Inventors: 강성복; 최현석
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2017-11-16

Abstract

본 발명은, 감쇠유체, 상기 감쇠유체가 장입 및 밀봉되는 실린더, 일끝단부에 외부로부터의 충격력이 입력되고, 타끝단부에 감쇠유체유동생생부가 구비되는 지지대, 상기 외부 충격력을 감쇠하기 위해, 상기 실린더에 대한 상기 지지대의 위치 변화에 따라 상기 감쇠유체의 유동을 발생시키는 감쇠유체유동생성부를 포함하고, 상기 감쇠유체는 점도가 가변제어가능한 것을 특징으로 하는 감쇠력을 조절 가능한 지팡이를 제공한다.

Description

감쇠력을 조절 가능한 지팡이{A Stick with a controllable damping unit}

본 발명은 충격을 흡수 소진가능한 지팡이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스프링 및 MR댐퍼를 구비하여 전류가 코일에 흘렀을 때 발생하는 자기장으로 MR유체의 점도를 조절하고 이에 따라 지팡이에 감쇠력(충격흡수율)을 조절할 수 있는 지팡이에 관한 것이다.

보행이 불편한 노약자 및 장시간 보행을 요구하는 등산객은 지팡이를 사용함으로써, 체중을 분산시켜 지팡이를 사용하지 않을 때보다 편히 보행한다. 이 외에도 하이킹 지팡이 등 다양한 지팡이가 있는데 이들 대 부분은 체중을 분산하여 목적하는 보행 및 운동을 편하게 할 수 있게 한다. 하지만, 지팡이로 체중을 지탱하며 걷다 보면, 지팡이가 지면에 부딪치는 순간 충격이 발생하고, 충격은 지팡이를 통해 손에 전달된다. 손에 전달된 충격은 손목관절에서 흡수되는데, 이와 같이 장시간 동안 손목관절에 충격 이 가해지다 보면, 부상을 입게 된다. 또한, 일반적으로 등산 등의 레저활동 등에 사용되는 지팡이는 상호 슬라이딩 가능하게 결합되는 복수의 파이프와 손 잡이를 포함하여 구성되며, 복수의 파이프는 인접한 파이프 간의 상대 위치를 조정하여 지팡이 전체의 길이를 조절할 수 있다.

대한민국 등록특허 제 10-1597674호(발명의 명칭 : 지팡이, 이하 종래기술1)에 다수개가 상호 슬라이딩 가능하게 결합되어 다단으로 접철되는 파이프, 파이프의 상측 끝단에 연결되는 손잡이, 손잡이 상측 내부에 설치되는 고정부재, 양단이 서로 결합되어 소정 크기의 고리부와 소정 길이의 결합부로 구성되며, 고리부는 손잡이의 후 방에 위치되고, 결합부는 손잡이의 후방에서 내부를 통해 전방으로 인출되며, 고정부재의 가압을 통해 손잡이 전방으로 인출된 결합부가 손잡이에 고정되면서 결합부의 인출되는 정도에 따라 고리부의 크기가 정해지는 끈 및 파이프의 하측 끝단에 형성되며, 외측둘레에는 수나사부가 형성되는 촉이 포함되어 구성되며, 손잡이는 상단에 형성되는 머리부가 손잡이로부터 연장되는 제1머리부와, 제1머리부에 마주하여 결합되는 제2머리부로 구성되고, 서로 결합된 제1머리부와 제2머리부의 후면에는 머리부의 내부와 연결되는 끼움부가 형성되며, 서로 결합 된 제1머리부와 제2머리부의 전면에는 머리부의 내부와 연결되어 끼움부와 연통되도록 배출부가 형성 된 것이며, 제1머리부와 제2머리부의 내측면에는 서로 마주하도록 고정홈 및 가동홈이 각각 형성되며, 고정부재는 서로 마주하여 결합되는 제1고정부재와 제2고정부재로 구성되고, 제1고정부재와 제2고정부재의 내부 중심에는 전후방향을 따라 설치홈이 형성되며, 제1고정부재와 제2고정부재의 대향된 바깥면에는 고정홈에 끼어져 고정되는 고정돌기와 관통공이 각각 형성되고, 제1고정부재와 제2고정부재의 저면에는 다 수의 가압돌기가 구비되며, 설치홈의 내부에는 전방의 대향된 양측으로 경사면을 가지는 작동부가 형성되고 전방의 끝단에는 탄성부재가 구비되는 작동부재 및 안쪽면에 상기 작동부의 경사면과 상응하는 경사면이 구비되며 바깥면에는 가동돌기가 돌출형성되면서 제1고정부재와 제2고정부재의 관통공을 통해 제1머리부와 제2머리부의 가동홈에 끼워져 이동가능하도록 설치되는 가동부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 지팡이가 개시되어 있다.

대한민국 등록특허 제 10-1597674호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기의 압축 스프링 및 댐퍼를 사용한 지팡이들이 상황에 따라 유연하게 충격흡수율을 조절할 수 없다는 문제점을 해결하고자 하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 감쇠유체, 감쇠유체가 장입 및 밀봉되는 실린더, 일끝단부에 외부로부터의 충격력이 입력되고, 타끝단부에 감쇠유체유동생생부가 구비되는 지지대, 상기 외부 충격력을 감쇠하기 위해, 실린더에 대한 지지대의 위치 변화에 따라 감쇠유체의 유동을 발생시키는 감쇠유체유동생성부를 포함하고, 감쇠유체는 점도가 가변제어가능한 것을 특징으로 하는 감쇠력을 조절 가능한 지팡이를 제공한다.

또한, 본 발명의 감쇠유체는, 인가하는 자기장의 크기에 따라 점도가 변화하는 MR유체일 수 있다.

또한, 본 발명의 감쇠력을 조절 가능한 지팡이는, MR유체의 점도를 변화시키기 위하여 가변 자기장을 형성하기 위한 자기장발생부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 자기장발생부는, 코일부, 및 코일부에 공급되는 전류(구동전류)의 세기를 제어하는 전류제어부를 포함할 수 있다.

또한, 자기장발생부는, 사용자입력을 받고, 사용자입력에 대응하는 전류제어부에 대한 사용자제어신호를 발생시키는 사용자인터페이스부를 더 포함할 수 있다.

또한, 사용자입력은, 사용자가 복수의 사용모드 중 선택하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 복수의 사용모드는, 평지모드, 경사모드, 기립착석모드를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은, 복수의 사용모드 및 상기 복수의 사용모드에 각각 대응되는 복수의 사용자제어신호의 관계가 기록된 매핑정보기록부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은, 사용자입력을 표시하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 감쇠유체유동생성부는, 단동식 또는 복동식의 피스톤일 수 있다.

또한, 본 발명의 감쇠력을 조절 가능한 지팡이는 실린더를 내부에 포함하는 하우징 및 상기 하우징과 상기 지지대 간의 상대적 변위에 따라 압축 또는 이완되고, 상기 외부 충격력을 흡수하는 스프링구조를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 스프링구조는, 지지대의 소정의 위치에 형성되는 제1스프링고정부, 하우징의 소정의 위치에 형성되는 제2스프링고정부, 및 양단이 상기 제1스프링고정부 및 상기 제2스프링고정부에 각각 설치되는 스프링을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 사용자인터페이스부가 상기 사용자입력을 입력받고, 상기 전류제어부에 대한 사용자제어신호를 생성하는 단계, 상기 전류제어부가 상기 사용자제어신호를 입력받아 상기 구동전류를 생성하는 단계, 상기 구동전류가 상기 코일부에 흘러, 자기장이 발생하는 단계, 상기 자기장에 의해 상기 MR유체의 점도가 변화되는 단계, 상기 외부 충격력에 의해 상기 감쇠유체유동생성부가 상기 MR유체의 유동을 발생시키는 단계, 상기 외부 충격력이 상기 MR유체의 유동에 의해 감쇠하는 단계를 포함하는 감쇠력을 조절가능한 지팡이의 사용방법을 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 사용자인터페이스부가 상기 복수의 사용모드 중 하나를 입력받고, 상기 매핑정보기록부를 참조하여, 상기 입력된 복수의 사용모드 중 하나에 대응되는 사용자제어신호를 생성하는 단계, 전류제어부가 상기 사용자제어신호를 입력받아 상기 구동전류를 생성하는 단계, 상기 구동전류가 상기 코일부에 흘러, 자기장이 발생하는 단계, 상기 자기장에 의해 상기 MR유체의 점도가 변화되는 단계, 상기 외부 충격력에 의해 상기 감쇠유체유동생성부가 상기 MR유체의 유동을 발생시키는 단계, 상기 외부 충격력이 상기 MR유체의 유동에 의해 감쇠하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력을 조절 가능한 지팡이의 사용방법을 제공한다.

본 발명은, MR유체를 이용하여 지팡이의 감쇠력(충격흡수율)을 사용자의 사용 상황에 맞춰 조절하여 최적의 충격흡수 효과를 제공하고자 하는 제1효과, 사용자에게 사용모드를 선택하게 하는 방식으로, 간편하게 감쇠력을 제어하게 함으로써 사용자 편의성을 증진시킨다는 제2효과를 갖는다. 또한, 사용자가 자신의 상태에 적합하도록 사용모드를 세팅하는 기능을 구비하여, 사용자 맞춤형 기능을 구현할 수 있다는 제3효과를 갖는다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 감쇠력을 조절 가능한 지팡이의 내부 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 감쇠력을 조절 가능한 지팡이의 스프링구조를 확대한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 감쇠력을 조절 가능한 지팡이의 일부위를 확대한 모식도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 감쇠력을 조절 가능한 지팡이는, 감쇠유체, 감쇠유체가 장입 및 밀봉되는 실린더, 일끝단부에 외부로부터의 충격력이 입력되고, 타끝단부에 감쇠유체유동생생부가 구비되는 지지대, 외부 충격력을 감쇠하기 위해, 실린더에 대한 지지대의 위치 변화에 따라 감쇠유체의 유동을 발생시키는 감쇠유체유동생성부를 주요 구성요소로 갖는다.

이하 각 구성요소별로 설명하기로 한다.

감쇠유체의 점도가 크면, 감쇠의 효과가 크므로, 외부 충격력이 입력되었을 때, 딱딱한 느낌을 줄 것이고, 점도가 작으면, 감쇠의 효과가 작으므로, 외부 충격력이 입력되었을 때, 부드러운 느낌을 주게 된다.

본 발명의 감쇠유체는, 그 점도가 가변제어 가능한 것을 적용하며, 바람직하게는 MR유체(자기변성유체, Magnero-Rheological Fluid)를 사용할 수 있다. MR유체는, 자화 성분이 가라앉는 것을 방지하기 위해 마이크로 사이즈의 자화 성분 개별 입자에 대해 화학코팅을 한 것을 적용할 수 있다. MR유체는 공지의 것을 적용할 수 있음은 물론이다.

점도의 가변은, 점도(viscosity)의 변화를 통해 구현한다. MR유체의 점도(점도)의 변화는 MR유체에 작용하는 자기장의 세기에 관련이 있으며, 자기장의 세기가 세면, 점도가 높아져, 사용자에게 딱딱한 느낌을 주게 된다.

MR유체는, 평시에는 액체오일의 성질을 갖지만, 자기장이 가하여지면, 입자들이 배열하여 체인을 형성하게 되며, 이 때, 액체오일은 체인사이에 갇히게 되고, 전체적으로 고체처럼 작용한다. 구체적으로는, 후술하는 감쇠유체유동생성부의 오리피스 내부에서 MR유체의 점도가 높아지게 되면, 감쇠력이 증대한다는 것이다.

MR유체는, 빠른 응답특성을 갖고, 동적 항복 강도가 높으며, 오염에 의한 성능저하가 발생하지 않고, 내마모성이 우수할 뿐만 아니라, 작동 온도 범위가 넓다.

자기장발생부는, MR유체의 점도를 변화시키는 기능을 수행하며, 구체적으로는, 코일부(마그네틱코일부, 전자석부), 및 코일부에 공급되는 전류(구동전류)의 세기를 제어하는 전류제어부(미도시)를 포함하여 이루어진다. 전류제어부는, 전류의 세기를 제어가능한 구성(배터리로부터 에너지 공급)을 가지고, 생성되는 전류의 세기에 따라 코일부로부터 생성되는 자기장의 세기가 제어되도록 하는데, 이러한 기능을 하는 것이라며, 어떠한 공지의 구성이라도 채택할 수 있다. 전류제어부의 설치위치는 배터리의 인접부위가 될 수도 있고, 실린더의 내부가 될 수도 있지만, 이러한 예에 한정할 것은 아니다.

자기장발생부는, 발생된 자기장이 MR유체가 흐르는 유로상에 지나갈 수 있도록 위치하여야 하여, 더욱 바람직하게는, 오리피스나 밸브 근처에 있는 MR유체에 자기장이 지나갈 수 있도록 한다. 일실시예에서는, 자기장발생부는 감쇠유체유동생성부(피스톤)에 코일을 권취(코일부 형성)하여 구성할 수 있다. 이렇게 되면, 피스톤의 오리피스 또는 피스톤밸브 근처에 위치한 MR유체의 점도를 제어하는 것이 용이할 것이다. 구체적으로는, 피스톤의 측면에 코일을 권취하기 위한 홈을 설치하고, 이러한 홈에 코일을 권취하는 것을 고려하나 이러한 예에 한정할 건은 아님이 분명하다. 다만, 트윈 튜브 방식의 실린더를 적용하는 실시예에서는, 베이스밸브 근처에도 자기장발생부를 설치하는 것을 고려할 수도 있을 것이다.

또한, 자기장발생부는, 사용자입력을 받고, 사용자입력에 대응하는 전류제어부에 대한 사용자제어신호를 발생시키는 사용자인터페이스부를 더 포함할 수 있다. 사용자제어신호는 전류제어부에 대한 구동신호이다.

사용자입력의 일실시예는, 사용자가 선택할 수 있는 복수의 사용모드일 수 있다. 복수의 사용모드는, 평지모드, 경사모드, 기립착석모드를 포함할 수 있으나, 이에 한정할 것은 아니다.

평지모드는, 경사가 없거나 거의없는 지면을 이동할 때 선택할 수 있는 사용모드로서, 점도는 중간 정도로 설정할 수 있다.

경사모드는 하방경사모드와 상방경사모드를 포함할 수 있는데, 하방경사모드의 경우, 체중이 지팡이에 더 실리게 되므로, 점도가 큰 경우, 딱딱해져서 사용자의 관절 등에 악영향을 줄 수 있다는 것을 감안할 때, 점도가 작은 것이 바람직할 것이나, 이와 다른 설정을 하는 것을 배제하는 것은 아니다.

상방경사모드의 경우, 인위적으로 체중이 지팡이에 더 실리는 것이 사용자에게 이동의 용이성을 가져오게 하므로, 점도를 작게 하여, 부드럽게 하는 것이 바람직할 것이나, 이와 다른 설정을 하는 것을 배제하는 것은 아니다.

기립착석모드는, 사용자가 지팡이를 이용하여, 앉은상태에서 일어나거나, 서있는 상태에서 앉는 상태로 이행하는 경우에 적용하고자 하는 것인데, 두 경우 고정된 위치에서 자세만 변경하는 것이므로, 균형을 유지하게 하는 것이 더 중요할 수 있다. 즉, 너무 부드러운 경우, 지팡이의 길이가 급하게 변경되는 것이 되어 사용자가 넘어지는 등의 문제가 발생할 수 있음을 감안하여야 한다. 다만, 이러한 실시예에 한정할 것은 아니다.

기타, 계단보행, 등산 등의 다양한 사용모드를 고려할 수 있음은 물론이다.

사용자입력의 다른 실시예로는, 직접 점도의 값을 수치적으로 설정하게 하거나, 점도의 표시를 hard, middle, soft 등으로 하여 선택하게 하는 것을 고려할 수 있다.

본 발명의 감쇠력을 조절 가능한 지팡이는, 복수의 사용모드 및 복수의 사용모드에 각각 대응되는 복수의 사용자제어신호의 관계가 기록된 매핑정보기록부를 더 포함할 수 있다. 매핑정보기록부는, 사용자가 선택한 사용모드와 실제로 이러한 사용모드에 적합한 MR유체의 점도를 설정하기 위해 필요한 전류를 생성하기 위한 사용자제어신호의 관계를 기록하는 구성이다. 매핑정보기록부는, 사용자의 연령 등 속성에 대해 통계적으로 조사한 자료를 바탕으로 하여 제조사가 설정할 수 있다.

다만, 복수의 사용모드에 대해 사용자가 임의로 MR유체의 점도를 자신의 상태에 적합하도록 세팅하도록 하는 구성을 적용할 수 있다. 일례로, 맞춤형 세팅을 위해, SET 버튼을 누르고, 평지모드를 선택한 후, 원하는 MR유체의 점도를 직접 입력하고, 다시 SET버튼을 누르면 선택한 MR유체의 점도와 평지모드 간에 매핑이 성립되고, 이를 메모리에 기억하게 하는 방식을 적용할 수 있다는 것이다.

사용자인터페이스부는, 상기 사용자입력을 받는 부분으로서는 버튼, 다이얼, 터치패드, 터치패널, 음성인식모듈, 필기인식모듈 등을 적용할 수 있으나, 이러한 것에 한정할 것은 아니다.

또한, 사용자인터페이스부는, 선택가능한 사용자입력이 무엇인지에 대한 정보 또는 이미 선택되어 적용되고 있는 사용자입력에 대하여 사용자에게 표시 또는 전달하기 위한 요소(디스플레이모듈)를 포함할 수 있다. 일례로, 스피커, LCD패널 등이 될 수 있으나, 이러한 것에 한정할 것은 아니다.

감쇠유체유동생성부는, 외부 충격력을 감쇠하기 위해, 실린더에 대한 지지대의 위치 변화에 따라 감쇠유체의 유동을 발생시키는 기능을 수행하며, 감쇠유체유동생성부는, 후술하는 지지대의 끝부분측에 형성되어, 실린더에 장입되어 있는 감쇠유체에 함입되도록 설치된다.

감쇠유체유동생성부는 복동식 또는 단동식의 피스톤일 수 있다. 단동식은, 한 방향으로만 감쇠력이 발생하는 것이고, 복동식은 양 방향 모두에 대해 감쇠력이 발생하는 것이다.

실린더는, 감쇠유체유동생성부(피스톤)가 내부에 위치하는 구성요소로서, 모노튜브 식 또는 트윈 튜브식 실린더일 수 있다.

모노튜브 식의 실린더를 적용하는 경우, 피스톤에는, 하나이상의 오리피스 및 밸브가 설치된다. 밸브는 감쇠력이 발생되는 구조이다. 피스톤이 지지부로부터 전달된 외부 충격력을 받아 실린더 내부에서 이동하는 경우, 힘이 작고 속도가 느린 때는, 오리피스를 통해서만 감쇠유체가 이동하지만, 힘이 크고, 속도가 빠른 때는, 밸브가 열려 밸브를 통해서도 감쇠유체가 실린더의 일측에서 타측으로 이동하면서 감쇠력을 발생시킨다.

트윈 튜브 방식의 실린더를 적용하는 경우, 2개의 통을 겹쳐 그 안에 피스톤이 설치된다. 2중으로 되어 있는 튜브의 바닥 부분에 오리피스 및 베이스밸브라 불리는 밸브가 설치되고, 피스톤에 오리피스 및 피스톤밸브라 불리는 밸브가 설치되는 실시예를 고려할 수 있다.

이러한 실시예에서는, 외부 충격력 발생(스프링 압축 포함) 시에는 베이스밸브가 오픈되며, 즉, 지팡이를 누르는 힘이 가해지면 감쇠액체는 튜브의 바닥 부분의 오리피스를 통해 이동하다가 베이스밸브를 통하여서도 외측 튜브로 나가면서 감쇠력이 발생되는 것이다. 이때 피스톤의 오리피스나 피스톤밸브는 규제되어 있지 않기 때문에 피스톤보다 아래 방향에 있는 오일은 자유롭게 로드 주변으로 들어갈 수 있게 되어 감쇠력에 영향을 주는 일은 없다.

반대로, 신장(스프링 이완)시에는 피스톤밸브가 오픈되어 감쇠력을 발생시킨다. 신장 시에는 외측 튜브에서 내측튜브로 유입되는 오일에 대한 저항은 없는데, 이는 신장 시에는 베이스밸브가 감쇠력에 영향을 주지는 않는다는 것이다.

요컨대, 오일이 흘러가는 통로가 2종이 있으며, 하나는 오리피스(Orifice)라고 불리는 구멍으로 이 구멍(Port)의 크기로 감쇠력을 조정한다. 다른 하나는 밸브라고 불리며, 열려있는 구멍을 몇 장의 얇은 원판으로 막도록 되어 있는 것으로 구멍이 있는 쪽의 오일 압력이 높아지면 원판의 수축으로 간극이 발생하여 오일이 흐를 수 있도록 되어 있다.

밸브에서의 감쇠력은 오일이 간극을 통과할 때 발생하고 원판을 딱딱하게 하거나 원판의 수를 증가시키면 감쇠력은 커진다. 즉 피스톤의 속도가 낮은 범위에서는 오리피스의 크기로 감쇠력을 제어하고, 속도가 높을 때에는 밸브로 감쇠력을 컨트롤하는 것이다.

지지부가 실린더(튜브)에 들어가고 나오는 부분은 오일이 누출되지 않도록 패킹(Packing)으로 실링될 수 있다. 또한, 피스톤과 실린더 사이에는 가공공차를 조절하고, 나아가 피스톤링을 적용하여, 피스톤과 실린더 사이에는 가능한 한 오일이 통과되지 않게 하는 것이 바람직하다.

지지대는, 직접 지면 등에 접촉하는 부분으로서 사용자의 체중 또는 지면으로부터의 충격력이 입력되는 부재이다. 즉, 일끝단부에 외부로부터의 충격력이 입력되고, 타끝단부에 감쇠유체유동생성부가 구비된다. 따라서, 감쇠유체유동생성부가 피스톤인 경우, 지지대는 일종의 피스톤로드의 기능을 하게 되는 것이다.

또한, 본 발명의 감쇠력을 조절 가능한 지팡이는, 실린더를 내부에 포함하는 하우징을 더 포함할 수 있다. 하우징은, 단일형으로 구성될 수 있으나 필요에 따라서 다수개의 파이프를 상호 슬라이딩하여 연결하여 다단으로 접철되는 구성될 수도 있다.

도 2를 참조하면, 하우징과 지지대 간의 상대적 변위에 따라 압축 또는 이완되고, 외부 충격력을 흡수하는 스프링구조를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 스프링구조는, 지지대의 소정의 위치에 형성되는 제1스프링고정부, 하우징의 소정의 위치에 형성되는 제2스프링고정부 및 양단이 제1스프링고정부 및 제2스프링고정부에 각각 설치되는 스프링을 포함할 수 있다.

스프링은, MR유체와 피스톤 등으로 이루어진 일종의 댐퍼와 함께 지지부로부터 입력되는 외부 충격력을 시간에 따라 상쇄시키는 2차 진동감쇠시스템을 구성하는 요소가 된다. 스프링의 탄성계수가 너무 크면, 외부 충격력을 감쇠하기 어렵고, 스프링의 탄성계수가 너무 작으면, 스프링이 무용해질 수 있음을 감안한다.

또한, 하우징, 지지대, 실린더 및 스프링은 비자성체로 구성되어 MR유체의 점도를 조절하는데 있어서 다른 외부변수의 영향을 차단할 수 있다.

또한, 본 발명은, 코일부로 전류를 인가하는 배터리를 구비할 수 있으며, 이러한 배터리는, 충전기를 구비하는 충전방식의 배터리 또는, 건전지 방식의 배터리 등 다양한 방식을 적용할 수 있다. 배터리의 설치위치의 일실시예로서 실린더 상측에 위치시킬 수 있으나, 배터리의 위치는 사용상, 요구상 또는 제조상 요건에 따라 변경될 수 있으며, 실린더 상측으로 위치를 한정하는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 감쇠력을 조절 가능한 지팡이를 사용하는 방법에 대해 설명한다.

첫째, 사용자인터페이스부가 사용자입력을 입력받고, 전류제어부에 대한 사용자제어신호를 생성한다.

둘째, 전류제어부가 사용자제어신호를 입력받아 구동전류를 생성한다.

셋째, 구동전류가 코일부에 흘러, 자기장이 발생한다.

넷째, 자기장에 의해 상기 MR유체의 점도가 변화된다

다섯째, 외부 충격력에 의해 감쇠유체유동생성부가 상기 MR유체의 유동을 발생시킨다. 이 과정에서 MR유체가 오리피스 또는 밸브를 통과하면서, 감쇠력을 발생하게 된다.

여섯째, 그 결과 외부 충격력이 상기 MR유체의 유동에 의해 감쇠한다.

또한, 사용자가 선택할 수 있는 복수의 사용모드를 적용하는 경우,

첫째 단계는, 사용자인터페이스부가 복수의 사용모드 중 하나를 입력받고, 매핑정보기록부를 참조하여, 입력된 복수의 사용모드 중 하나에 대응되는 사용자제어신호를 생성하는 단계가 될 것이다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 하우징
200 : 지지대
300 : 피스톤
301 : 코일부
400 : 스프링구조
401 : 제1스프링고정부
402 : 제2스프링고정부
403 : 스프링
500 : 실린더
600 : 감쇠유체(MR유체)
700 : 배터리

Claims

외부 충격력을 흡수가능한 지팡이에 있어서,
인가하는 자기장의 크기에 따라 점도가 변화하는 MR유체를 이용한 감쇠유체;
상기 감쇠유체가 장입 및 밀봉되는 실린더;
일끝단부에 외부로부터의 충격력이 입력되고, 타끝단부에 감쇠유체유동생생부가 구비되는 지지대;
상기 외부 충격력을 감쇠하기 위해, 상기 실린더에 대한 상기 지지대의 위치 변화에 따라 상기 감쇠유체의 유동을 발생시키는 감쇠유체유동생성부;
상기 감쇠유체의 점도를 변화시키기 위하여 가변 자기장을 형성하도록 코일부, 상기 코일부에 공급되는 구동전류의 세기를 제어하는 전류제어부 및 사용자입력을 받아 상기 사용자입력에 대응하는 상기 전류제어부에 대한 사용자제어신호를 발생시키는 사용자인터페이스부를 포함하는 자기장발생부; 를 포함하고,
상기 사용자입력은, 사용자가 복수의 사용모드 중 선택하도록 이루어지되, 상기 복수의 사용모드 및 상기 복수의 사용모드에 각각 대응되는 복수의 사용자제어신호의 관계가 기록된 매핑정보기록부; 를 더 포함하며,
상기 감쇠유체는 점도가 가변제어가능한 것을 특징으로 하는 감쇠력을 조절 가능한 지팡이.
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청구항 1에 있어서,
상기 복수의 사용모드는, 평지모드, 경사모드, 기립착석모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력을 조절 가능한 지팡이.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 사용자입력을 표시하는 디스플레이부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력을 조절 가능한 지팡이
청구항 1에 있어서,
상기 감쇠유체유동생성부는, 단동식 또는 복동식의 피스톤인 것을 특징으로 하는 감쇠력을 조절 가능한 지팡이.
청구항 1에 있어서,
상기 실린더를 내부에 포함하는 하우징; 및
상기 하우징과 상기 지지대 간의 상대적 변위에 따라 압축 또는 이완되고, 상기 외부 충격력을 흡수하는 스프링구조;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력을 조절 가능한 지팡이.
청구항 11에 있어서,
상기 스프링구조는,
상기 지지대의 소정의 위치에 형성되는 제1스프링고정부,
상기 하우징의 소정의 위치에 형성되는 제2스프링고정부, 및
양단이 상기 제1스프링고정부 및 상기 제2스프링고정부에 각각 설치되는 스프링,
을 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력을 조절 가능한 지팡이.
청구항 1의 감쇠력을 조절 가능한 지팡이의 사용방법에 있어서,
i) 상기 사용자인터페이스부가 상기 사용자입력을 입력받고, 상기 전류제어부에 대한 사용자제어신호를 생성하는 단계;
ii) 상기 전류제어부가 상기 사용자제어신호를 입력받아 상기 구동전류를 생성하는 단계;
iii) 상기 구동전류가 상기 코일부에 흘러, 자기장이 발생하는 단계;
iv) 상기 자기장에 의해 상기 MR유체의 점도가 변화되는 단계;
v) 상기 외부 충격력에 의해 상기 감쇠유체유동생성부가 상기 MR유체의 유동을 발생시키는 단계;
vi) 상기 외부 충격력이 상기 MR유체의 유동에 의해 감쇠하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력을 조절 가능한 지팡이의 사용방법.
청구항 1의 감쇠력을 조절 가능한 지팡이의 사용방법에 있어서,
i) 상기 사용자인터페이스부가 상기 복수의 사용모드 중 하나를 입력받고, 상기 매핑정보기록부를 참조하여, 상기 입력된 복수의 사용모드 중 하나에 대응되는 사용자제어신호를 생성하는 단계;
ii) 상기 전류제어부가 상기 사용자제어신호를 입력받아 상기 구동전류를 생성하는 단계;
iii) 상기 구동전류가 상기 코일부에 흘러, 자기장이 발생하는 단계;
iv) 상기 자기장에 의해 상기 MR유체의 점도가 변화되는 단계;
v) 상기 외부 충격력에 의해 상기 감쇠유체유동생성부가 상기 MR유체의 유동을 발생시키는 단계;
vi) 상기 외부 충격력이 상기 MR유체의 유동에 의해 감쇠하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력을 조절 가능한 지팡이의 사용방법.