KR102559653B1 - 차량의 주행 속도에 따라 감쇠력 조절이 가능한 차량용 완충기 - Google Patents

Abstract

본 개시의 실시예들은, 차량의 주행 속도에 따라 감쇠력 조절이 가능한 차량용 완충기에 있어서, 내부에 점성 유체가 봉입된 중공의 실린더부; 상기 실린더부의 내측면 사이에 상기 점성 유체가 통과 가능한 간격을 가지고 상기 실린더부 내에서 슬라이딩 가능하게 배치된 피스톤부; 및 상기 피스톤부에 연결되고, 상기 실린더부에 인입되거나 상기 실린더부로부터 인출되도록 구성된 피스톤로드부를 포함하고, 상기 피스톤부는 상기 실린더부의 내부 공간을 제1 구역 및 제2 구역으로 구획하고, 상기 피스톤부에는 상기 점성 유체가 유동되는 제1 유로가 형성되고, 상기 피스톤로드부는, 상기 피스톤부로부터 연장된 피스톤로드 몸체; 상기 피스톤로드 몸체 내부에서 상기 피스톤로드 몸체의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 형성된 세장형의 밸브로드; 상기 밸브로드의 길이 방향 일단에 형성되고, 상기 밸브로드가 슬라이딩됨에 따라 상기 제1 유로를 개폐하는 밸브부재; 및 상기 밸브로드의 길이 방향 타단에 형성되고, 전압이 적용됨에 따라 상기 밸브로드를 상기 제1 유로 측으로 슬라이딩 이동시키는 피에조 액추에이터를 포함하고, 상기 피스톤로드 몸체에는 가속도 센서부가 마련되고, 상기 가속도 센서부에 의해 검출된 가속도 값이 기 결정된 기준 값을 초과하는 경우, 상기 피에조 액추에이터에 적용되는 전압 인가가 제한되고, 상기 완충기는 차량에 설치 가능하고, 상기 완충기는 차량의 주행 속도 정보를 취득하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 취득된 상기 주행 속도 정보에 기초하여, 상기 피에조 액추에이터에 대한 전압 인가 여부 및 상기 피에조 액추에이터로 인가되는 전압 값의 크기 중 적어도 하나를 제어하는 것인, 완충기를 제공한다.

Description

차량의 주행 속도에 따라 감쇠력 조절이 가능한 차량용 완충기{DAMPING FORCE ADJUSTABLE SHOCK ABSORBER FOR VEHICLE ACCORDING TO VEHICLE SPEED}

본 개시의 실시예들은 차량의 주행 속도에 따라 감쇠력 조절이 가능한 차량용 완충기에 관한 것으로서, 특히 사용 환경에 따라 감쇠력을 큰 폭으로 조절 가능한 차량의 주행 속도에 따라 감쇠력 조절이 가능한 차량용 완충기에 대한 것이다.

일반적으로 차량의 현가장치에는 탑승자의 승차감을 향상시키기 위해 완충기가 장착된다. 이러한 완충기는 노면의 높이 차에 의해 발생되는 진동 또는 충격을 흡수하기 위해 상하로 압축 또는 신장하게 된다. 또한, 완충기는 오일을 작동유체로 사용하는 오일 완충기와, 가스를 작동유체로 사용하는 가스 완충기로 구분된다.

그러나, 종래의 경우 단순히 피스톤 밸브의 개도를 조절함으로써 완충기의 감쇠력이 조절되었기 때문에, 감쇠력 조절의 범위가 국소적으로 제한될 수밖에 없었다.

뿐만 아니라, 종래의 완충기의 경우 기 설계된 피스톤 밸브의 구조에 따라 감쇠력의 조절 성능 및 감쇠력의 조절 범위가 제한되는데, 이로 인해 차량의 주행 환경에 따른 최적의 감쇠력을 반영하지 못하게 되고, 따라서 사용자의 승차감 및 편의성에 불편함을 야기하는 문제가 존재하였다.

한국등록특허공보 제10-0745004호(2007.08.02)

본 개시의 실시예들은, 상술한 종래 완충기의 문제점을 해소한 감쇠력 조절 가능 완충기를 제공하기 위한 것으로서, 완충기의 감쇠력을 큰 폭으로 조절 가능하고 차량의 주행 환경 및 사용자의 의사에 따라 감쇠력을 조절할 수 있는 완충기를 제공하기 위한 것이다.

본 개시의 실시예들에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 다양한 실시예들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.

본 개시의 실시예들에 따르면, 내부에 점성 유체가 봉입된 중공의 실린더부; 상기 실린더부의 내측면 사이에 상기 점성 유체가 통과 가능한 간격을 가지고 상기 실린더부 내에서 슬라이딩 가능하게 배치된 피스톤부; 및 상기 피스톤부에 연결되고, 상기 실린더부에 인입되거나 상기 실린더부로부터 인출되도록 구성된 피스톤로드부를 포함하고, 상기 피스톤부는 상기 실린더부의 내부 공간을 제1 구역 및 제2 구역으로 구획하고, 상기 피스톤부에는 상기 점성 유체가 유동되는 제1 유로가 형성되고, 상기 피스톤로드부는, 상기 피스톤부로부터 연장된 피스톤로드 몸체; 상기 피스톤로드 몸체 내부에서 상기 피스톤로드 몸체의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 형성된 세장형의 밸브로드; 상기 밸브로드의 길이 방향 일단에 형성되고, 상기 밸브로드가 슬라이딩됨에 따라 상기 제1 유로를 개폐하는 밸브부재; 및 상기 밸브로드의 길이 방향 타단에 형성되고, 전압이 적용됨에 따라 상기 밸브로드를 상기 제1 유로 측으로 슬라이딩 이동시키는 피에조 액추에이터를 포함하며, 상기 피스톤로드 몸체에는 가속도 센서부가 마련되고, 상기 가속도 센서부에 의해 검출된 가속도 값이 기 결정된 기준 값을 초과하는 경우, 상기 피에조 액추에이터에 적용되는 전압 인가가 제한되는 것인, 감쇠력 조절 가능 완충기를 제공할 수 있다.

또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 소정 길이를 갖는 중공의 원통형으로 형성되고, 내부에 점성 유체가 봉입된 실린더부; 상기 실린더부 내에서 상기 실린더부의 길이 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 배치된 원통형의 피스톤부로서, 상기 피스톤부의 외주면 및 상기 실린더부의 내주면 사이에는 상기 점성 유체가 통과 가능한 간격이 형성되는 것인 피스톤부; 및 상기 피스톤부에 연결되고, 상기 실린더부에 인입되거나 상기 실린더부로부터 인출되도록 구성된 피스톤로드부를 포함하고, 상기 피스톤부는 상기 실린더부의 내부 공간을 제1 구역 및 제2 구역으로 구획하고, 상기 피스톤부에는 상기 점성 유체가 유동되는 제1 유로가 형성되고, 상기 피스톤로드부는, 상기 피스톤부로부터 연장된 피스톤로드 몸체; 상기 피스톤로드 몸체 내부에서 상기 피스톤로드 몸체의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 형성된 세장형의 밸브로드; 상기 밸브로드의 길이 방향 일단에 형성되고, 상기 밸브로드가 슬라이딩됨에 따라 상기 제1 유로를 개폐하는 밸브부재; 및 상기 밸브로드의 길이 방향 타단에 형성되고, 전압이 적용됨에 따라 상기 밸브로드를 상기 제1 유로 측으로 슬라이딩 이동시키는 피에조 액추에이터를 포함하며, 상기 피스톤로드 몸체에는 가속도 센서부가 마련되고, 상기 가속도 센서부에 의해 검출된 가속도 값이 기 결정된 기준 값을 초과하는 경우, 상기 피에조 액추에이터에 적용되는 전압 인가가 제한되는 것인, 감쇠력 조절 가능 완충기를 제공할 수 있다.

또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 내부에 점성 유체가 봉입된 중공의 실린더부; 상기 실린더부의 내측면 사이에 상기 점성 유체가 통과 가능한 간격을 가지고 상기 실린더부 내에서 슬라이딩 가능하게 배치된 피스톤부; 및 상기 피스톤부에 연결되고, 상기 실린더부에 인입되거나 상기 실린더부로부터 인출되도록 구성된 피스톤로드부를 포함하고, 상기 피스톤부는 상기 실린더부의 내부 공간을 제1 구역 및 제2 구역으로 구획하고, 상기 피스톤부에는 상기 제1 구역 및 상기 제2 구역을 연결하는 제1 유로가 형성되고, 상기 점성 유체는 상기 제1 유로를 통해 상기 제1 구역 및 상기 제2 구역 중 어느 하나의 구역으로부터 나머지 하나의 구역으로 유동 가능하고, 상기 피스톤로드부는, 상기 피스톤부로부터 연장된 피스톤로드 몸체; 상기 피스톤로드 몸체 내부에서 상기 피스톤로드 몸체의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 형성된 세장형의 밸브로드; 상기 밸브로드의 길이 방향 일단에 형성되고, 상기 밸브로드가 슬라이딩됨에 따라 상기 제1 유로를 개폐하는 밸브부재; 및 상기 밸브로드의 길이 방향 타단에 형성되고, 전압이 적용됨에 따라 상기 밸브로드를 상기 제1 유로 측으로 슬라이딩 이동시키는 피에조 액추에이터를 포함하며, 상기 피스톤로드 몸체에는 가속도 센서부가 마련되고, 상기 가속도 센서부에 의해 검출된 가속도 값이 기 결정된 기준 값을 초과하는 경우, 상기 피에조 액추에이터에 적용되는 전압 인가가 제한되는 것인, 감쇠력 조절 가능 완충기를 제공할 수 있다.

상기 가속도 센서부는 상기 피스톤로드 몸체의 외주면에서 상기 피스톤로드 몸체의 말단에 결합된 제3 플랜지에 접하여 위치되고, 상기 가속도 센서부는 초음파 송신부 및 초음파 수신부를 포함할 수 있다. 상기 초음파 송신부 및 상기 초음파 수신부는 상기 제2 플랜지와 대향하도록 배치될 수 있다.

상술한 감쇠력 조절 가능 완충기는, 상기 실린더부의 외면에 위치되고 전류가 인가됨에 따라 자성을 띄는 전자석부를 더 포함할 수 있다.

상술한 감쇠력 조절 가능 완충기에 있어서, 상기 피스톤부는, 상기 제1 구역 및 상기 제2 구역을 연결하도록, 상기 실린더부의 길이 방향 중심 축과 상기 실린더부의 내측면 사이에서 상기 실린더부의 길이 방향을 따라 형성된 제2 유로; 상기 제2 유로와 교차하도록 형성된 블록이동로; 및 상기 블록이동로 내에 배치되고, 상기 전자석부의 자성에 의해 상기 제2 유로를 개폐 가능한 자성체블록을 더 포함할 수 있다.

상술한 감쇠력 조절 가능 완충기에 있어서, 상기 피스톤부는, 상기 블록이동로 내에 위치되어 상기 자성체블록을 상기 피스톤부의 중심 측으로 가압하는 탄성부재를 더 포함하고, 상기 블록이동로 상에는 적어도 하나의 가이드부가 돌출 형성되고, 상기 자성체블록에는, 상기 블록이동로의 길이 방향을 따라 형성되고 상기 적어도 하나의 가이드부가 삽입 및 안내되는 가이드홈이 형성될 수 있다.

상술한 감쇠력 조절 가능 완충기에 있어서, 상기 전자석부는, 상기 실린더부의 길이 방향에 있어서, 상기 피스톤부에 대해 상기 피스톤로드부의 반대 측에 위치되고, 상기 전자석부는, 상기 실린더부의 중심 축에 대해 방사상으로 이격 배치된 복수 개의 전자석; 상기 실린더부의 외측면에 배치된 비자성체의 고정부재; 및 상기 복수 개의 전자석의 외측면에 배치되고, 상기 고정부재와의 사이에 상기 복수 개의 전자석을 고정하기 위한 자성체의 커버부재를 포함하고, 상기 점성 유체는 자기 점성 유체이며, 상기 전자석에 전류가 인가되는 경우, 상기 피스톤부와 상기 실린더부의 내측면 사이의 간극으로 유동되는 상기 자기 점성 유체의 점성이 증가될 수 있다.

상술한 감쇠력 조절 가능 완충기에 있어서, 상기 실린더부는 원통형의 실린더 몸체, 상기 실린더 몸체의 길이 방향 양단에 결합되는 제1 플랜지 및 제2 플랜지를 포함할 수 있다.

상기 실린더 몸체에는 외주면의 직경이 증가되어 형성된 걸림턱부가 마련되고, 상기 걸림턱부에 의해 상기 실린더 몸체의 외주면은 단차지게 형성되며, 상기 고정부재에는 상기 걸림턱부와 상보적인 형상을 갖는 안착턱부가 형성될 수 있다. 상기 안착턱부는 상기 고정부재의 내주면으로부터 실린더부의 중심 축 방향으로 돌출 형성되고, 상기 안착턱부는 횡단면이 링 형상을 갖도록 형성될 수 있다.

상기 고정부재의 외주면에는 상기 전자석을 수납하기 위한 제1 수납홈이 형성되고, 상기 커버부재의 내주면에는 전자석을 수납하기 위한 제2 수납홈이 형성될 수 있다. 상기 전자석은 상기 제1 수납홈 및 상기 제2 수납홈에 삽입되어 상기 고정부재 및 상기 커버부재 사이에 고정될 수 있다.

상기 고정부재의 외주면 일측에는 내측으로 함입되어 형성된 삽입홈이 형성되고, 상기 삽입홈은 횡단면이 링 형상을 갖도록 형성되며, 상기 커버부재의 내주면 일측에는 외측으로 돌출 형성되어 상기 삽입홈에 삽입되는 돌출부재가 형성될 수 있다.

상술한 감쇠력 조절 가능 완충기에 있어서, 상기 피스톤부는, 상기 제1 유로 상에 형성되고 상기 밸브부재와 계합되는 밸브시트를 더 포함하고, 상기 밸브시트는 수지재로 형성되며, 상기 감쇠력 조절 가능 완충기는, 상기 실린더부 내의 상기 점성 유체 온도를 검출하는 온도 센서부; 상기 결정된 온도 조건에서의 상기 밸브시트의 팽창량을 나타내는 팽창 정보가 저장된 데이터 저장부; 및 상기 온도 센서부에서 검출된 상기 점성 유체의 온도 및 상기 데이터 저장부에 저장된 상기 팽창 정보에 기초하여, 상기 피에조 액추에이터에 적용되는 전압 값의 크기를 조정하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상술한 감쇠력 조절 가능 완충기는 차량에 설치 가능하고, 상기 감쇠력 조절 가능 완충기는 차량의 주행 속도 정보를 취득하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 취득된 상기 주행 속도 정보에 기초하여, 상기 피에조 액추에이터에 대한 전압 인가 여부, 상기 전자석부에 대한 전류 인가 여부, 상기 피에조 액추에이터로 인가되는 전압 값의 크기, 및 상기 전자석부에 인가되는 전류 값의 크기 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

상술한 감쇠력 조절 가능 완충기에 있어서, 상기 제어부는, 취득된 상기 주행 속도 정보에 따라, 상기 피에조 액추에이터 및 상기 전자석부를 제1 속도 모드, 제2 속도 모드 및 제3 속도 모드로 구분하여 제어할 수 있고, 상기 제1 속도 모드에서, 상기 제어부는 상기 피에조 액추에이터로 인가되는 전압 및 상기 전자석부로 인가되는 전류를 차단하고, 상기 제2 속도 모드에서, 상기 제어부는 상기 피에조 액추에이터로 전압을 인가하되 상기 전자석부로 인가되는 전류를 차단하며, 상기 제3 속도 모드에서, 상기 제어부는 상기 피에조 액추에이터로 전압을 인가하고 상기 전자석부로 전류를 인가할 수 있다.

상기 제어부가 제3 속도 모드에서 상기 피에조 액추에이터 및 상기 전자석부를 제어중일 때, 상기 가속도 센서부에 의해 검출된 가속도 값이 기 결정된 기준 값을 초과하는 경우, 상기 제어부는 상기 피에조 액추에이터로 인가되는 전압 및 상기 전자석부로 인가되는 전류를 차단할 수 있다.

또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 상술한 감쇠력 조절 가능 완충기로서, 상기 감쇠력 조절 가능 완충기는 복수 개 마련되어 차량의 차체에 장착되는 것인, 감쇠력 조절 가능 완충기; 차량 내에 구비되어 사용자가 조작 가능한 컨트롤 모듈; 및 차량 내에 구비되어 사용자에게 상기 감쇠력 조절 가능 완충기의 감쇠력 정보를 제공하는 디스플레이부를 포함하는, 차량의 완충기 제어 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 상술한 감쇠력 조절 가능 완충기; 및 탑승자가 착석 가능한 좌석시트를 포함하고, 상기 감쇠력 조절 가능 완충기는 상기 좌석시트의 하부에 장착되는 것인, 차량을 제공할 수 있다.

본 개시의 실시예들에 의하면, 차량의 주행 간 외부 충격에 의해 완충기가 압축되는 경우, 완충기의 압축 동안 감쇠력을 점차 연속적으로 증가시켜 차량에 탑승한 사용자에게 안정감을 제공할 수 있다.

또한, 본 개시의 실시예들에 의하면, 차량의 고속 주행 간 차체에 갑작스러운 큰 충격이 발생한 경우에도, 완충기의 감쇠력을 순간적으로 감소시켜 충격량을 천천히 흡수함으로써 차량 탑승자에게 안정감을 제공할 수 있다.

또한, 본 개시의 실시예들에 의하면, 상이한 온도 환경에서 사용되는 경우에도 완충기의 감쇠력 제어 성능을 균일하게 유지할 수 있고 감쇠력 제어의 정확성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 개시의 실시예들에 의하면, 차량의 주행 속도에 따라 감쇠력을 자동으로 조절하여 차량 탑승자에게 안정적인 승차감을 제공함과 동시에 개선된 주행 안정성을 제공할 수 있다.

또한, 본 개시의 실시예들에 의하면, 개별 사용자에게 맞추어 최적화된 승차감과 주행감을 제공할 수 있다.

실시예들에 대한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함된, 첨부 도면은 다양한 실시예들을 제공하고, 상세한 설명과 함께 다양한 실시예들의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기의 종단면을 개략적으로 나타낸 도면
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기의 제1 유로가 개폐되는 동작을 나타낸 도면
도 3은 도 1에 도시된 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기의 피스톤부 부분확대도
도 4의 (a)는 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기의 자성체블록의 배면을 개략적으로 나타낸 도면
도 4의 (b)는 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기의 자성체블록의 측면을 개략적으로 나타낸 도면
도 5는 도 1의 I-I' 단면을 나타낸 도면
도 6은 도 5에 도시된 전자석부에 전류가 인가된 경우의 전자석 극성을 나타낸 도면
도 7은 도 1에 도시된 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기의 전자석부 부분확대도
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기의 압축 시, 전자석부 측으로의 피스톤부 이동을 나타낸 도면
도 9는 온도에 따라 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기의 밸브시트의 체적이 변화되는 모습을 나타낸 도면
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기의 제어부를 개략적으로 나타낸 도면
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기의 가속도 센서부를 개략적으로 나타낸 도면
도 12는 취득된 속도 정보에 따라 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기의 제어 형태를 개략적으로 나타낸 도면
도 13은 본 개시의 다른 실시예에 따른 완충기 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면

이하의 실시예들은 실시예들의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 다양한 실시예들을 구성할 수도 있다. 다양한 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

도면에 대한 설명에서, 다양한 실시예들의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 다양한 실시예들을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

이하, 다양한 실시예들에 따른 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 다양한 실시예들의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

또한, 다양한 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 다양한 실시예들의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 다양한 실시예들의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 종단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)는, 중공의 실린더부(10), 실린더부(10) 내에서 슬라이딩 가능하게 배치된 피스톤부(20), 및 피스톤부(20)에 연결된 피스톤로드부(30)를 포함할 수 있다.

실린더부(10)의 내부에는 점성 유체(F)가 봉입될 수 있다. 또한, 실린더부(10)는 소정 길이를 갖는 중공의 원통형으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 실린더부(10)는 길이 방향 양측이 개방된 원통형의 실린더 몸체(110), 실린더 몸체(110)의 길이 방향 양단에 각각 결합되어 실린더 몸체(110)를 밀봉하는 제1 플랜지(130) 및 제2 플랜지(140)를 포함할 수 있다. 상술한 제1 플랜지(130)는 실린더 몸체(110)의 길이 방향 일단에 결합될 수 있고, 제2 플랜지(140)는 실린더 몸체(110)의 길이 방향 타단에 결합될 수 있다.

피스톤부(20)는 실린더부(10)의 내측면(즉, 내주면)과의 사이에 점성 유체(F)가 통과 가능한 간격을 가지고 배치될 수 있다. 또한, 피스톤부(20)는 원통형으로 형성될 수 있고, 피스톤부(20)의 외주면은 실린더부(10)의 내주면과 상보적인 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 피스톤부(20)의 외주면 실린더부(10)의 내주면 사이의 간격은 원주 방향으로 동일하게 형성될 수 있다.

상술한 피스톤로드부(30)는 적어도 일부가 실린더부(10)의 외부로 돌출되도록 배치될 수 있다. 바람직하게, 피스톤로드부(30)의 일단은 피스톤부(20)와 연결되어 피스톤로드부(30) 및 피스톤부(20)는 실린더부(10) 내에서 일체로 슬라이딩 될 수 있다. 또한, 피스톤로드부(30)의 타단은 실린더부(10)의 제2 플랜지(140)로부터 외부로 돌출되어 실린더부(10)의 외부에 위치될 수 있다.

또한, 피스톤로드부(30)는 실린더부(10)에 인입되거나 실린더부(10)로부터 인출되도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 피스톤로드부(30)에 피스톤부(20)를 제1 플랜지(130) 측으로 이동시키는 외력이 작용하는 경우, 피스톤로드부(30)는 실린더부(10) 내로 인입될 수 있다. 또한, 피스톤로드부(30)에 피스톤부(20)를 제2 플랜지(140) 측으로 이동시키는 외력이 작용하는 경우, 피스톤로드부(30)는 실린더부(10) 외측으로 인출될 수 있다.

한편, 상술한 피스톤부(20)는 실린더부(10)의 내부 공간을 제1 구역(121) 및 제2 구역(122)으로 구획할 수 있다. 도면상, 제1 플랜지(130)에 인접한 실린더부(10)의 내부공간이 제1 구역(121)으로 구분될 수 있고, 제2 플랜지(140)에 인접한 실린더부(10)의 내부공간이 제2 구역(122)으로 구분될 수 있다.

또한, 피스톤부(20)에는 제1 구역(121) 및 제2 구역(122)을 연결하는 제1 유로(220)가 형성될 수 있다. 제1 유로(220)는 실린더부(10)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있고, 점성 유체(F)는 제1 유로(220)를 통해 제1 구역(121) 및 제2 구역(122) 중 어느 하나의 구역으로부터 나머지 하나의 구역으로 유동될 수 있다. 즉, 점성 유체(F)는, 제1 유로(220) 및 상술한 피스톤부(20)의 외주면과 실린더부(10)의 내주면 사이의 간극(C)을 통해, 제1 구역(121) 및 제2 구역(122)을 상호 이동할 수 있다.

상술한 피스톤로드부(30)는, 소정 길이를 갖는 중공의 피스톤로드 몸체(310), 피스톤로드 몸체(310)의 내부에서 피스톤로드 몸체(310)의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 형성된 밸브로드(320), 밸브로드(320)의 길이 방향 일단에 형성된 밸브부재(330), 및 밸브로드(320)의 길이 방향 타단에 형성된 피에조(piezo) 액추에이터를 포함할 수 있다.

구체적으로, 피스톤로드 몸체(310)는, 실린더부(10)와 동축을 갖도록 실린더부(10)의 길이 방향을 따라 형성된 제1 보어(311a), 및 제1 보어(311a)의 제1 유로(220) 측 말단에서 확장되어 제1 보어(311a)보다 더 큰 직경으로 형성된 제2 보어(311b)를 포함할 수 있다. 이 때, 밸브로드(320)는 제1 보어(311a)에 위치될 수 있고, 밸브부재(330)는 제2 보어(311b) 상에 위치될 수 있다.

피스톤로드 몸체(310)는 피스톤부(20)로부터 연장될 수 있고, 밸브부재(330)는 밸브로드(320)가 슬라이딩됨에 따라 제1 유로(220)를 개폐할 수 있다. 또한, 피에조 액추에이터(340)는 전압이 적용됨에 따라 상술한 밸브로드(320)를 제1 유로(220) 측으로 슬라이딩 이동시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 피스톤로드 몸체(310)의 일단에는 제2 구역(122)과 제2 보어(311b)를 연통하는 보어 유로(312)가 형성될 수 있다. 보어 유로(312)는 4개로 구성될 수 있고, 4개의 보어 유로(312)는 실린더부(10)의 중심 축에 대해 방사상으로 배치될 수 있다. 이를 통해, 제2 구역(122) 내의 점성 유체(F)는 4개의 보어 유로(312), 제2 보어(311b) 및 제1 유로(220)를 통해 제2 구역(122)으로 유동될 수 있다.

한편, 피스톤로드부(30)는 피스톤로드 몸체(310)의 길이 방향 타단에 결합된 제3 플랜지(350)를 더 포함할 수 있다. 제3 플랜지(350)는 피스톤로드 몸체(310)의 직경보다 큰 직경을 갖는 원판형으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 플랜지(140) 및 제3 플랜지(350)는 서로 대향하도록 배치될 수 있고, 제2 플랜지(140) 및 제3 플랜지(350) 사이에는 스프링부재(S)가 배치될 수 있다.

상술한 스프링부재(S)는 실린더부(10)에 대한 피스톤로드부(30)의 위치를 탄성 지지할 수 있다. 구체적으로, 피스톤로드부(30)에 외력이 작용하여 피스톤로드부(30)가 실린더부(10)의 내측으로 가압되어 인입된 경우, 외력 해제 시 스프링부재(S)는 피스톤로드를 다시 실린더부(10) 외측으로 인출시킬 수 있다. 마찬 가지로, 피스톤로드부(30)에 외력이 작용하여 피스톤로드부(30)가 실린더부(10)의 외측으로 가압되어 인출된 경우, 외력 해제 시 스프링부재(S)는 피스톤로드를 다시 실린더부(10) 내측으로 인입시킬 수 있다.

한편, 피스톤부(20)의 외주면과 실린더부(10)의 내주면 사이에 형성된 간극(C)에 있어서 실린더부(10)의 길이 방향 중심 축에 직교하는 평면의 단면적(즉, 횡단면적)은, 제1 유로(220)의 횡단면적 크기보다 작은 크기로 형성될 수 있다. 즉, 피스톤부(20)의 외주면과 실린더부(10)의 내주면 사이에 형성된 간극(C)으로 인해, 피스톤부(20)와 실린더부(10) 사이에는 링 형상의 간극(C)이 형성될 수 있고, 링 형상의 간극(C)에서 실린더부(10)의 길이 방향 중심 축에 직교하는 평면의 단면적인 횡단면적의 크기는 제1 유로(220)의 횡단면적의 크기보다 작은 크기로 형성될 수 있다.

바람직하게, 제1 유로(220)의 횡단면적 크기는 피스톤부(20)의 외주면과 실린더부(10)의 내주면 사이에 형성된 간극(C)의 횡단면적 크기의 5배 내지 20배일 수 있고, 더 바람직하게, 제1 유로(220)의 횡단면적 크기는 피스톤부(20)의 외주면과 실린더부(10)의 내주면 사이에 형성된 간극(C)의 횡단면적 크기의 10배 내지 15배일 수 있다. 이를 통해, 실린더부(10) 내에서 제1 구역(121)과 제2 구역(122) 상호간에 유동되는 점성 유체(F)의 유량은 제1 유로(220)의 개폐 여부에 따라 크게 상이할 수 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 제1 유로(220)가 개폐되는 동작을 나타낸 도면이다. 도 2의 (a)는 제1 유로(220)가 개방된 상태를 나타낸 도면이고, 도 2의 (b)는 제1 유로(220)가 폐쇄된 상태를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 피에조 액추에이터(340)는 피에조 소자가 피스톤로드 몸체(310)의 길이 방향으로 적층되어 형성될 수 있고, 피에조 액추에이터(340)는 전압이 인가되는 경우 그 체적이 적층 방향으로 증가하도록 형성될 수 있다. 즉, 전압이 인가되는 경우, 피스톤로드 몸체(310)의 길이 방향으로의 피에조 액추에이터(340)의 부피 또는 체적이 증가될 수 있고, 이를 통해 밸브로드(320)는 제1 유로(220) 측으로 슬라이딩 이동될 수 있다. 반대로, 피에조 액추에이터(340)로의 전압 인가가 해제되는 경우, 피스톤로드 몸체(310)의 길이 방향으로의 피에조 액추에이터(340)의 부피 또는 체적은 다시 감소될 수 있고, 피에조 액추에이터(340)가 압축됨에 따라 밸브로드(320)는 제1 유로(220)에서 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다.

한편, 피에조 액추에이터(340)로의 전압 인가로 인해, 밸브부재(330)에 의해 제1 유로(220)가 페쇄되는 경우, 실린더부(10) 내의 점성 유체(F)는 제1 구역(121) 및 제2 구역(122) 사이에서, 피스톤부(20)의 외주면과 실린더부(10)의 내주면 사이의 간극(C)을 통해서만 유동될 수 있다.

상술한 바와 같이, 피스톤부(20)의 외주면과 실린더부(10)의 내주면 사이에 형성된 간극(C)의 횡단면적은 제1 유로(220)의 횡단면적에 비해 매우 작게 형성되는바, 제1 구역(121) 및 제2 구역(122) 상호간에 유동되는 점성 유체(F)의 유동량 역시 큰 폭을 감소된다. 따라서, 피스톤로드부(30)로의 외력 작용 시, 제1 유로(220)가 개방된 상태에 비해 피스톤부(20)의 이동이 제한될 수 있고, 완충기에 의한 감쇠력은 더욱 향상될 수 있다. 즉, 동일한 외력의 작용 시, 제1 유로(220)가 폐쇄된 경우 제1 유로(220)가 개방된 경우에 비해 감쇠력이 크게 발휘될 수 있고, 실린더부(10)에 대한 피스톤로드부(30)의 상대 변위 크기는 작아질 수 있다.

또한, 피스톤로드 몸체(310)의 외주면에는 가속도 센서부(50)가 마련될 수 있다. 나아가, 가속도 센서부(50)에 의해 검출된 가속도 값이 기 결정된 기준 값을 초과하는 경우, 피에조 액추에이터(340)에 적용되는 전압 인가가 제한될 수 있다.

상술한 가속도 센서부(50)에 의해 측정된 가속도 값이란, 실린더부(10)에 대한 피스톤로드부(30)의 상대 변위에 있어서 특정 시간 동안 발생하는 상대 변위 변화를 의미할 수 있다. 즉, 가속도 센서부(50)에 의해 측정된 가속도 값이 높은 경우, 실린더부(10)에 대한 피스톤로드부(30)의 상대 변위 크기가 급격하게 변화된 것을 의미할 수 있다.

한편, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)가 차량에 장착된 경우, 상술한 가속도 센서부(50)에 의해 측정된 가속도 값은, 차량의 주행 간 노면의 파손 부위 등을 지나갈 때 발생하는 충격에 의한 실린더부(10)에 대한 피스톤로드부(30)의 갑작스러운 상대 변위 변화를 의미할 수 있다.

이를 통해, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)는, 차량의 주행 간 차체에 갑작스러운 큰 충격이 발생한 경우에도, 피에조 액추에이터(340)에 대한 전압 인가가 해제되고 제1 유로(220)는 개방되어 완충기의 감쇠력을 감소시키는바, 충격량을 천천히 흡수하여 차량 탑승자에게 안정감을 제공할 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 피스톤부(20) 부분확대도이다. 여기서, 도 3의 (a)는 제2 유로(230)가 개방된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3의 (b)는 제2 유로(230)가 폐쇄된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)는, 실린더부(10)의 외면에 위치되고 전류가 인가됨에 따라 자성을 띄는 전자석부(40)를 더 포함할 수 있다. 전자석부(40)는 실린더부(10)의 외주면에 면상 접촉하여 설치될 수 있다. 또한, 실린더부(10)와 피스톤로드부(30)에 외력이 적용되지 않아 실린더부(10)와 피스톤로드부(30)의 상대 변위가 유지되는 노말(normal) 상태에 있을 때, 전자석부(40)는 실린더부(10)의 길이 방향에 있어서 제1 플랜지(130)와 피스톤부(20)의 사이에 위치될 수 있다.

또한, 상술한 피스톤부(20)는, 제1 구역(121) 및 제2 구역(122)을 연결하는 제2 유로(230), 제2 유로(230)와 교차하도록 형성된 블록이동로(240), 및 상기 블록이동로(240) 내에 배치된 자성체블록(250)을 포함할 수 있다.

제2 유로(230)는, 실린더부(10)의 길이 방향 중심 축과 실린더부(10)의 내측면 사이에서 실린더부(10)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있고, 바람직하게는, 제1 유로(220)와 평행하게 형성될 수 있다.

또한, 블록이동로(240)는 피스톤 몸체(210)의 외주면으로부터 내측으로 연장되어 실린더부(10)의 중심 축에 대해 반경 방향으로 형성될 수 있고, 블록이동로(240)는 제2 유로(230)와 교차하여 배치될 수 있다. 자성체블록(250)은 전자석부(40)에 전류가 인가되는 경우 전자석부(40)의 자성에 의해 블록이동로(240) 내에서 이동될 수 있고, 블록이동로(240) 내에서 이동됨에 따라 제2 유로(230)를 개폐할 수 있다.

또한, 피스톤부(20)는, 피스톤 몸체(210)의 외주면에 설치되어 피스톤부(20)의 외주면을 형성하는 측면커버부(260)를 더 포함할 수 있다. 블록이동로(240)는 측면커버부(260)에 의해 차폐될 수 있다. 또한, 피스톤부(20)는, 블록이동로(240) 내에 위치되어 자성체블록(250)을 피스톤부(20)의 중심 측으로 가압하는 탄성부재(270)를 더 포함할 수 있다. 탄성부재(270)의 일단은 측면커버부(260)의 내측면에 결합될 수 있고, 탄성부재(270)의 타단은 자성체블록(250)에 결합될 수 있다. 탄성부재(270)에 의해 자성체블록(250)은 실린더부(10)의 중심 축 방향으로 가압 지지될 수 있다.

따라서, 전자석부(40)에 전류가 인가되지 않는 상태에서, 자성체블록(250)은 탄성부재(270)에 의해 실린더부(10)의 중심 축에 인접한 블록이동로(240)의 일단 측으로 가압 배치될 수 있다. 이를 통해, 제2 유로(230)는 개방된 상태로 유지될 수 있고, 제1 구역(121) 및 제2 구역(122) 중 어느 하나의 구역의 점성 유체(F)는 제2 유로(230)를 통해 나머지 하나의 구역으로 유동될 수 있다. 즉, 제1 구역(121) 및 제2 구역(122) 사이의 점성 유체(F) 유동 면적이 증가되는바, 완충기의 감쇠력은 감소될 수 있다. 따라서, 외부 충격 등의 외력이 적용되는 경우 완충기의 압축 시 실린더부(10)에 대한 피스톤로드부(30)의 상대 변위는, 감쇠력이 높은 경우에 비해 상대적으로 빠른 속도로 감소될 수 있고, 완충기가 차량에 장착된 경우 실린더부(10) 일단으로부터 피스톤로드부(30)의 타단까지 이르는 전체 완충기의 길이 변화는 상대적으로 빠르게 이루어질 수 있다.

한편, 전자석부(40)에 전류가 인가되어 전자석부(40)가 자성을 띄는 경우, 자성체블록(250)은 전자석부(40)와의 인력에 의해 탄성부재(270)에 의한 탄성 지지력을 극복하며 실린더부(10)의 외주면에 위치된 전자석부(40) 측으로 이동될 수 있다. 이 경우, 제2 유로(230)는 자성체블록(250)에 의해 폐쇄될 수 있고, 제2 유로(230)를 통한 점성 유체(F)의 유동 경로는 차단될 수 있다. 즉, 제1 구역(121) 및 제2 구역(122) 사이의 점성 유체(F) 유동 면적이 감소되는바, 완충기의 감쇠력은 증가될 수 있다. 따라서, 외부 충격 등의 외력이 적용되는 경우 완충기의 압축 시 실린더부(10)에 대한 피스톤로드부(30)의 상대 변위는, 감쇠력이 낮은 경우에 비해 상대적으로 느린 속도로 감소될 수 있고, 완충기가 차량에 장착된 경우 실린더부(10) 일단으로부터 피스톤로드부(30)의 타단까지 이르는 전체 완충기의 길이 변화는 상대적으로 느리게 이루어질 수 있다.

한편, 상술한 제2 유로(230), 블록이동로(240), 자성체블록(250) 및 탄성부재(270)는 각각이 4개씩 마련될 수 있고, 각각의 제2 유로(230), 블록이동로(240), 자성체블록(250) 및 탄성부재(270)는 하나의 제2 유로(230) 개폐 구조체를 형성할 수 있다. 즉, 총 4개의 제2 유로(230) 개폐 구조체가 마련될 수 있다. 이 때, 4개의 제2 유로(230) 개폐 구조체는 실린더부(10)의 길이 방향 중심 축에 대해 방사상으로 배치될 수 있고, 4개의 제2 유로(230) 개폐 구조체는 피스톤부(20)의 원주 방향으로 서로 90도의 각도를 이루며 이격 배치될 수 있다.

한편, 4개의 모든 제2 유로(230)에 있어서, 실린더부(10)의 길이 방향 중심 축에 직교하는 평면의 단면적 총 합(즉, 모든 제2 유로(230)의 횡단면적의 합)은, 제1 유로(220)의 횡단면적 크기보다 작은 크기로 형성될 수 있다.

바람직하게, 제1 유로(220)의 횡단면적 크기는 모든 제2 유로(230)의 횡단면적 크기의 합의 2배 내지 5배일 수 있고, 더 바람직하게, 제1 유로(220)의 횡단면적 크기는 모든 제2 유로(230)의 횡단면적 크기의 합의 3배 내지 4배일 수 있다.

후술할 제어부(70)에 의해 제1 유로(220) 및 제2 유로(230)의 개폐 여부를 순차적으로 및/또는 선택적으로 결정할 수 있는바, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 감쇠력은 큰 폭의 범위에서 단계적으로 조절될 수 있다.

도 4의 (a)는 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 자성체블록(250)의 배면을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4의 (b)는 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 자성체블록(250)의 측면을 개략적으로 나타낸 도면이다. 상술한 자성체블록(250)의 배면이란, 블록이동로(240)에 배치된 자성체블록(250)에 있어서 실린더부(10)의 중심 축을 향하도록 배치된 자성체블록(250)의 외면을 의미할 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상술한 블록이동로(240)는 그 횡단면이 원형으로 형성될 수 있고, 자성체블록(250)은 블록이동로(240)의 내주면에 상보적인 외주면을 갖도록 소정 길이를 갖는 원통형으로 형성될 수 있다.

또한, 상술한 블록이동로(240) 상에는 적어도 하나의 가이드부(241)가 돌출 형성될 수 있고, 자성체블록(250)에는 적어도 하나의 가이드부(241)가 삽입 및 안내되는 가이드홈(251)이 형성될 수 있다.

적어도 하나의 가이드부(241)는 각 블록이동로(240)에 2개씩 마련될 수 있고, 2개의 가이드부(241)는 하나의 쌍을 이루어 블록이동로(240) 내에서 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 즉, 각각의 가이드부(241)는 블록이동로(240)의 내주면 상에서 실린더부(10)의 길이 방향으로 돌출 형성될 수 있다.

가이드홈(251)은 각각의 자성체블록(250)에 2개씩 마련될 수 있고, 2개의 가이드홈(251)은 하나의 쌍을 이루어 자성체블록(250)에서 서로 대향하도록 형성될 수 있다. 즉, 각각의 가이드홈(251)은 각 자성체블록(250)의 외주면이 자성체블록(250)의 길이 방향 중심 축을 향해 함입되어 형성될 수 있다.

또한, 가이드홈(251)은 자성체블록(250)의 길이 방향 일단에서부터 길이 방향 타측을 향해 연장되어 형성될 수 있다. 즉, 가이드홈(251)의 길이 방향 일단(251a)은 개방될 수 있고, 가이드홈(251)의 길이 방향 타단(251b)은 폐쇄될 수 있다. 한편, 가이드홈(251)의 개방된 일단(251a)은, 실린더부(10)의 중심 축에 인접한 블록이동로(240)의 일단 측에 위치될 수 있고, 가이드홈(251)의 폐쇄된 타단(251b)은, 실린더부(10)의 내측면에 인접한 블록이동로(240)의 타단을 향해 위치될 수 있다. 상술한 피스톤부(20)의 조립 시, 피스톤 몸체(210)에 측면커버부(260)가 결합되기 이전에 자성체블록(250)이 블록이동로(240)의 개방구를 통해 블록이동로(240) 내로 삽입될 수 있고, 가이드부(241)는 가이드홈(251)의 개방된 일단(251a)을 통해 가이드홈(251) 내로 삽입될 수 있다.

자성체블록(250)이 블록이동로(240) 상에 배치된 상태에서 한 쌍의 가이드부(241)는 한 쌍의 가이드홈(251) 내에 삽입 배치되는바, 자성체블록(250)은 블록이동로(240) 내에서 비틀림 없이 이동될 수 있고, 특히 자성체블록(250)이 블록이동로(240)가 제2 유로(230)와 교차하는 부분을 통과하는 경우에도 블록이동로(240)를 따라 비틀림이나 경로 이탈 없이 직선으로 이동될 수 있다.

도 5는 도 1의 I-I' 단면을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 전자석부(40)에 전류가 인가된 경우의 전자석(420) 극성을 나타낸 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상술한 전자석부(40)는, 실린더부(10)의 길이 방향에 있어서, 피스톤부(20)에 대해 피스톤로드부(30)의 반대 측에 위치될 수 있다. 즉, 전자석부(40)는 제1 플랜지(130)와 피스톤부(20) 사이에 배치될 수 있다.

또한, 전자석부(40)는, 실린더부(10)의 중심 축에 대해 방사상으로 이격 배치된 복수 개의 전자석(420), 실린더부(10)의 외측면에 배치된 비자성체의 고정부재(410), 및 복수 개의 전자석(420)의 외측면에 배치된 자성체의 커버부재(430)를 포함할 수 있다. 커버부재(430)는 고정부재(410)와의 사이에 복수 개의 전자석(420)을 고정할 수 있다. 커버부재(430)는 고정부재(410)와 결합되어 전자석(420)이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 전자석(420)은 4개로 마련될 수 있고, 4개의 전자석(420)은 실린더부(10)의 길이 방향 중심 축에 대해 방사상으로 배치될 수 있다. 또한, 각각의 전자석(420)은 실린더부(10)의 중심 축에 직교하는 평면 상의 횡단면이 원호 형상으로 형성될 수 있다.

상술한 고정부재(410)는 중공의 원통형으로 형성될 수 있고, 고정부재(410)의 외주면에는 전자석(420)을 수납하기 위한 제1 수납홈(411)이 형성될 수 있다. 제1 수납홈(411)은 4개의 전자석(420)에 대응하여 4개로 마련될 수 있고, 각각의 제1 수납홈(411)은 전자석(420)의 외면 형상, 바람직하게는 전자석(420)의 반경 방향 내측 외주면의 형상에 상보적인 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 각각의 제1 수납홈(411)은, 실린더부(10)의 중심 축에 직교하는 평면 상의 횡단면이 원호 형상으로 형성될 수 있다. 한편, 제1 수납홈(411)의 홈 깊이는 전자석(420)의 반경 방향 폭 크기보다 작게 형성될 수 있고, 고정부재(410)의 제1 수납홈(411)에 수납된 전자석(420)의 외주면은 고정부재(410)의 외주면으로부터 반경 방향 외측으로 돌출될 수 있다.

또한, 커버부재(430)는 중공의 원통형으로 형성될 수 있고, 커버부재(430)의 내주면에는 전자석(420)을 수납하기 위한 제2 수납홈(431)이 형성될 수 있다. 제2 수납홈(431)은 4개의 전자석(420)에 대응하여 4개로 마련될 수 있고, 각각의 제2 수납홈(431)은 전자석(420)의 외면 형상, 바람직하게는 전자석(420)의 반경 방향 외측 외주면의 형상에 상보적인 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 각각의 제2 수납홈(431)은, 실린더부(10)의 중심 축에 직교하는 평면 상의 횡단면이 원호 형상으로 형성될 수 있다. 한편, 제2 수납홈(431)의 홈 깊이는 전자석(420)의 반경 방향 폭 크기보다 작게 형성될 수 있고, 커버부재(430)의 제2 수납홈(431)에 수납된 전자석(420)의 외주면은 커버부재(430)의 내주면으로부터 반경 방향 외측으로 돌출될 수 있다.

또한, 각각의 제1 수납홈(411) 및 제2 수납홈(431)은, 전자석부(40)의 반경 방향에 있어서 서로 대향하도록 배치될 수 있다.

위와 같이, 전자석(420)은, 내주면 측에서 고정부재(410)에 수납되어 고정되고 외주면 측에서 커버부재(430)에 수납되어 고정되는바, 실린더부(10)에 대한 위치가 견고하게 유지될 수 있다.

한편, 상술한 전자석(420)에 전류가 인가되는 경우, 전자석(420)은 자성을 띄게 되고, 바람직하게는, 전자석(420)은 내주면 측이 N극 그리고 외주면 측이 S극을 띄도록 배치될 수 있다. 이 때, 4개의 전자석(420) 모두, 전류 인가 시 내주면 측이 N극 그리고 외주면 측이 S극을 띄도록 배치될 수 있다. 즉, 4개의 전자석(420)은 실린더부(10)의 중심 축에 대해 대칭되도록 배치될 수 있다. 이를 통해, 실린더부(10)의 내측에서 외측으로 반경 방향을 따르는 자계가 발생될 수 있다.

또한, 상술한 고정부재(410), 실린더 몸체(110), 및 피스톤 몸체(210)는 비장성체로 형성될 수 있다. 따라서, 고정부재(410) 및 실린더 몸체(110)는 전자석(420)에 전류 인가 시 자로로 형성되지 않고, 전자석(420)에 의해 발생된 자계가 상술한 자성체블록(250)에 효과적으로 적용될 수 있고, 전자석부(40)에 의한 자성체블록(250) 이동 제어가 용이하게 이루어질 수 있다.

상술한 커버부재(430)는 자성체로 형성되는바, 전자석(420)의 외주면 측을 향하는 자계는 발산하지 않고 커버부재(430)의 내부를 통과할 수 있다. 이에 의해, 전자석(420)에 의해 발생된 자계가 상술한 자성체블록(250)에 효과적으로 적용될 수 있다.

한편, 4개의 전자석(420)은 상술한 4개의 블록이동로(240) 및 4개의 자성체블록(250)에 각각 대향하도록 배치될 수 있다. 즉, 각각의 블록이동로(240), 자성체블록(250) 및 전자석(420)은, 실린더부(10)의 길이 방향 중심 축에 대해 반경 방향으로 정렬 위치될 수 있다.

도 7은 도 1에 도시된 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 전자석부(40) 부분확대도이다.

도 7을 참조하면, 실린더 몸체(110)에는 외주면의 직경이 증가되며 형성된 걸림턱부(111)가 마련될 수 있다. 걸림턱부(111)에 의해 실린더 몸체(110)의 외주면은 단차지게 형성될 수 있다.

또한, 상술한 고정부재(410)에는 상술한 걸림턱부(111)와 상보적인 형상을 갖는 안착턱부(412)가 형성될 수 있다. 안착턱부(412)는 고정부재(410)의 내주면으로부터 실린더부(10)의 중심 축 방향으로 돌출 형성될 수 있고, 안착턱부(412)는 횡단면이 링 형상을 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 고정부재(410)의 외주면 일측에는 내측으로 함입되어 형성된 삽입홈(413)이 형성될 수 있다. 삽입홈(413)은 횡단면이 링 형상을 갖도록 형성될 수 있고, 또한 삽입홈(413)은 실린더부(10)의 길이 방향 중심 축에 있어서 안착턱부(412)와 동일한 반경 방향 위치에 배치될 수 있다.

한편, 커버부재(430)의 내주면 일측에는 외측으로 돌출 형성되어 상술한 삽입홈(413)에 삽입되는 돌출부재(432)가 형성될 수 있다. 돌출부재(432)는 횡단면이 링 형상을 갖도록 형성될 수 있고, 돌출부재(432)는 삽입홈(413)과 마찬가지로 실린더부(10)의 길이 방향 중심 축에 있어서 안착턱부(412)와 동일한 반경 방향 위치에 배치될 수 있다.

커버부재(430)의 돌출부재(432)가 고정부재(410)의 삽입홈(413) 내에 실린더부(10)의 반경 방향으로 삽입됨에 따라 커버부재(430)와 고정부재(410) 사이에 실린더부(10)의 길이 방향으로 걸림 구조가 형성되는바, 실린더부(10)에 길이 방향으로의 외부 충격이 지속적으로 작용하는 경우에도 커버부재(430)와 돌출부재(432) 사이의 결합 구조는 견고하게 유지될 수 있다.

뿐만 아니라, 고정부재(410) 및 커버부재(430)는 실린더부(10)의 외측에서 반경 방향으로 삽입 및 체결되는 체결부재(440)에 의해 실린더 몸체(110)에 결합될 수 있다. 체결부재(440)는 고정부재(410), 커버부재(430) 및 실린더 몸체(110)를 동시에 관통하여 결합시킬 수 있다. 또한, 체결부재(440)는 실린더부(10)의 반경 방향에서 삽입되어 체결되는바, 실린더부(10)의 길이 방향으로 외부 충격이 가해지는 경우에도 체결부재(440)가 반경 방향으로 분리되어 이탈되는 문제를 방지할 수 있고, 고정부재(410) 및 커버부재(430)를 실린더 몸체(110)에 견고하게 결합할 수 있다.

나아가, 체결부재(440)는 복수 개 마련될 수 있고, 바람직하게는 8개로 마련되어 실린더부(10)의 중심 축에 대해 방사상으로 위치될 수 있다. 복수 개의 체결부재(440)는 실린더부(10)의 중심 축에 대해 등각도로 이격되어 고정부재(410) 및 체결부재(440)를 실린더 몸체(110)에 결합시킬 수 있다.

또한, 고정부재(410)의 삽입홈(413)의 반경 방향 내측에는 삽입홈(413)과 이격된 연결구(미도시 됨)가 형성될 수 있다. 연결구는 고정부재(410)를 실린더부(10)의 길이 방향으로 관통하여 형성될 수 있고, 연결구를 통해 제1 삽입홈(413)의 일측은 외부와 연통될 수 있다. 연결구는 전자석(420) 개수에 대응하여 형성될 수 있고, 전자석(420)에 전류를 인가하기 위한 와이어(미도시 됨)가 연결구를 통해 전자석(420)에 연결될 수 있다.

한편, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)가 지면에 수직하게 배치되는 경우, 걸림턱부(111)는 실린더 몸체(110)의 하부에 형성될 수 있다. 즉, 실린더부(10)가 지면에 수직하게 배치되었을 때, 실린더 몸체(110)의 외주면 직경 크기는 상부가 하부보다 작게 형성될 수 있다. 또한, 전자석부(40)는 상술한 안착턱부(412)를 통해 실린더 몸체(110)의 걸림턱부(111)에 안정적으로 안착될 수 있다.

또한, 실린더부(10)가 지면에 수직하게 배치되었을 때, 체결부재(440)는 전자석부(40)의 하부에 위치될 수 있고, 돌출부재(432) 및 삽입홈(413)은 체결부재(440)의 상측에 위치될 수 있다. 즉, 실린더부(10)가 지면에 수직하게 배치될 때, 실린더부(10)의 길이 방향에 있어서 전자석(420)은 체결부재(440) 및 돌출부재(432) 사이에 위치될 수 있고, 이를 통해 고정부재(410) 및 커버부재(430)에 의한 전자석(420) 고정은 견고하게 유지될 수 있다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 압축 시, 전자석부(40) 측으로의 피스톤부(20) 이동을 나타낸 도면이다. 도 8의 (a)는 피스톤로드부(30)가 가압되어 실린더부(10) 내로 인입되기 이전의 상태를 나타낸 도면이고, 도 8의 (b)는 피스톤로드부(30)가 가압되어 실린더부(10) 내로 인입된 상태를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 실린더부(10)에 봉입된 점성 유체(F)는 자기 점성 유체(F)일 수 있고, 상술한 전자석(420)에 전류가 인가되는 경우, 피스톤부(20)와 실린더부(10)의 내측면 사이에 위치한 자기 점성 유체(F)의 점성이 증가될 수 있다.

상술한 자기 점성 유체(F)는 작용되는 자계의 강도에 따라 점성이 변화될 수 있고, 예를 들어 자기 점성 유체(F)는 강자성을 갖는 미립자가 함유된 점성 유체(F)로 형성될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이, 4개의 전자석(420)이 실린더부(10)의 중심 축에 대해 방사상으로 배치됨으로써, 실린더부(10)의 중심 축으로부터 방사 방향의 자력이 발생될 수 있다. 상술한 전자석(420)에 전류가 인가되는 경우, 전자석(420)에서 발생된 자력이 피스톤부(20)의 외주면과 실린더부(10)의 내주면 사이의 간극(C)에서 유동되는 자기 점성 유체(F)에 균일하게 작용될 수 있고, 자기 점성 유체(F)의 점도가 증가되어 실린더부(10)와 피스톤부(20) 사이의 감쇠력이 증대될 수 있다.

한편, 상술한 전자석부(40)는, 피스톤로드부(30)가 실린더부(10) 내로 최대한 인입되었을 때, 피스톤부(20)와 반경 방향으로 정렬되도록 위치될 수 있다. 즉, 실린더부(10) 내의 자기 점성 유체(F)의 점도는 실린더부(10)의 길이 방향 위치에 따라 상이하게 형성될 수 있고, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 피스톤부(20)가 전자석부(40)에 인접하게 위치될수록 피스톤부(20)의 외주면과 실린더부(10)의 내주면 사이의 간극(C)에서 유동되는 자기 점성 유체(F)의 점도가 증가될 수 있다.

위와 같이, 전자석(420)에 전류가 인가된 경우, 피스톤로드부(30)의 인입 및 피스톤부(20)의 전자석부(40) 측으로의 이동에 따라 자기 점성 유체(F)의 점도는 선형으로 향상될 수 있고, 피스톤부(20)가 전자석부(40)에 가장 인접하게 위치되었을 때 자기 점성 유체(F)의 점도가 가장 높게 형성될 수 있다. 이를 통해, 전자석(420)에 전류가 인가되고 있는 동안 완충기에 외부 충격이 적용되는 경우, 실린더부(10)와 피스톤로드부(30) 사이의 감쇠력이 점차 연속적으로 증가될 수 있고, 이를 통해 외부 충격이 발생되어 완충기가 압축되는 경우에도 차량에 탑승한 사용자가 느끼는 안정감이 향상될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이, 상술한 고정부재(410) 및 실린더 몸체(110)는 비장성체로 형성되고 커버부재(430)는 자성체로 형성되는바, 고정부재(410) 및 실린더 몸체(110)는 전자석(420)에 전류 인가 시 자로로 형성되지 않는 반면, 전자석(420)의 외주면 측을 향하는 자계는 발산하지 않고 커버부재(430)의 내부를 통과할 수 있다. 이를 통해, 전자석(420)에 의해 발생된 자계가 실린더부(10)에 봉입된 자기 점성 유체(F)에 효과적으로 적용될 수 있고, 전자석부(40)와 자기 점성 유체(F)에 의한 감쇠력 조절이 효과적으로 이루어질 수 있다.

도 9는 온도에 따라 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 밸브시트(280)의 체적이 변화되는 모습을 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 9의 (a)는 밸브시트(280)의 주변온도가 대략 상온에 있을 때의 형상을 나타낸 도면이고, 도 9의 (b)는 밸브시트(280)의 주변온도가 고온에 있을 때의 형상을 나타낸 도면이다.

도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 제어부(70)를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 상술한 피스톤부(20)는, 제1 유로(220) 상에 형성되고 밸브부재(330)와 계합되는 밸브시트(280)를 더 포함할 수 있다. 밸브시트(280)는 제1 유로(220) 상에서 제1 유로(220)의 제2 구역(122) 측 단부에 위치되도록 피스톤 몸체(210)에 결합될 수 있다. 또한, 밸브시트(280)는 첨단부가 절삭되어 개방된 원추 형상으로 형성될 수 있고, 밸브시트(280)의 제1 유로(220) 측 일단의 내경은 제1 유로(220)의 직경과 동일하게 형성될 수 있다. 또한, 밸브시트(280)의 밸브부재(330) 측 타단의 내경은 제1 유로(220)의 직경보다 크게 형성될 수 있다.

뿐만 아니라, 밸브시트(280)의 내주면은 밸브부재(330)의 제1 유로(220) 측 외면과 상보적인 형상으로 형성될 수 있고, 밸브부재(330)가 실린더부(10)의 길이 방향을 따라 제1 유로(220) 측으로 이동되는 경우, 밸브부재(330)는 밸브시트(280)의 내주면에 계합되어 제1 유로(220)를 폐쇄할 수 있다.

상술한 밸브시트(280)는 수지재로 형성될 수 있다. 이를 통해, 밸브시트(280)는 소정 탄성을 갖도록 형성될 수 있고, 밸브부재(330)가 밸브시트(280)에 계합될 때 밸브부재(330)와 밸브시트(280) 사이의 기밀성이 향상될 수 있다.

한편, 밸브시트(280)가 수지재로 형성됨에 따라, 밸브시트(280)는 주변온도 변화에 의해 그 체적이 변화될 수 있다.

예를 들어, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 밸브시트(280)의 주변온도가 상온(대략 25℃)인 경우 밸브시트(280)의 체적에는 실질적인 변화가 발생하지 않지만, 주변 환경 온도 및 반복적인 완충기의 사용에 의한 주변 부품의 가열로 인해 밸브시트(280)의 주변온도가 대략 40 내지 60℃의 고온으로 상승되는 경우, 밸브시트(280)는 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 팽창되어 그 체적이 증가될수 있다.

고온의 주변온도로 인해 밸브시트(280)가 팽창되는 경우, 밸브시트(280)는 밸브부재(330) 측으로 팽창되고, 그에 따라 밸브시트(280)와 밸브부재(330) 사이의 이격 거리는 밸브시트(280)의 주변온도에 따라 상이하게 형성될 수 있다. 즉, 밸브부재(330)가 피스톤 몸체(210)에 대해 동일한 이격 거리를 두어 위치된 경우, 밸브시트(280)의 주변온도에 따라 제1 유로(220)를 통해 유동되는 점성 유체(F)의 유량이 변화될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)는 실린더부(10)에 봉입된 점성 유체(F)의 온도를 검출하는 온도 센서부(60), 기 결정된 온도 조건에서의 밸브시트(280)의 팽창량을 나타내는 팽창 정보가 저장된 데이터 저장부(80), 및 피에조 액추에이터(340)에 적용되는 전압 값의 크기를 조정하는 제어부(70)를 더 포함할 수 있다.

상술한 온도 센서부(60)는 실린더부(10)의 길이 방향에 있어서, 피스톤로드부(30)가 삽입되는 측부에 배치될 수 있고, 구체적으로, 전자석부(40)와 제2 플랜지(140) 사이에서 제2 플랜지(140)에 인접하게 위치될 수 있다. 또한, 온도 센서부(60)는 실린더 몸체(110)의 외주면에 결합되어 그 일부가 실린더부(10)의 내측으로 삽입되도록 설치될 수 있다.

또한, 제어부(70)는, 온도 센서부(60)에서 검출된 점성 유체(F)의 온도 및 데이터 저장부(80)에 저장된 팽창 정보에 기초하여, 피에조 액추에이터(340)에 적용되는 전압 값의 크기를 조정할 수 있다. 이 때, 데이터 저장부(80)에 저장된 팽창 정보란, 밸브시트(280)에 유동되는 점성 유체(F)의 온도에 따른 밸브시트(280)의 체적 정보를 의미할 수 있다.

즉, 밸브시트(280)의 주변온도가 -20 내지 0℃의 저온이 되거나, 대략 25℃의 상온이 되거나, 또는 대략 40 내지 60℃의 고온이 되는 경우, 각 온도 범위에 대응되는 밸브시트(280)의 체적 정보가 데이터 저장부(80)에 저장될 수 있다. 한편, 제이터 저장부에 저장되는 온도별 밸브시트(280)의 팽창 정보는 수지재 밸브시트(280)의 소재 정보와 함께 저장될 수 있고, 밸브시트(280)의 소재가 변경된다 하더라도 해당 밸브시트(280) 소재에 대응되는 온도별 팽창 정보가 제어부(70)에 의한 피에조 액추에이터(340)의 전압 값 조정에 이용될 수 있다.

한편, 밸브시트(280)의 주변온도는 상술한 온도 센서부(60)에 의해 검출된 점성 유체(F)의 온도로 대체될 수 있고, 데이터 저장부(80)에 저장된 온도 구간별 밸브시트(280)의 팽창 정도에 대한 정보는 상술한 온도 센서에 의해 검출된 점성 유체(F)의 온도를 기준으로 산출되어 저장될 수 있다.

즉, 제어부(70)는, 점성 유체(F)의 온도 검출을 통해 실제 밸브시트(280)의 주변온도에 따른 밸브시트(280)의 체적 변화에 기초하여, 피에조 액추에이터(340)에 적용되는 전압 값을 조정할 수 있다.

이를 통해, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)는, 제1 유로(220)를 개폐하기 위해 피에조 액추에이터(340)에 인가되는 전압 크기의 미리 설정된 제어 정보와 실제 제1 유로(220)를 개폐하기 위해 피에조 액추에이터(340)에 인가되어야 하는 전압 크기 사이에 오차가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)는, 온도 변화에 의한 밸브시트(280)의 열팽창에 따른 제1 유로(220)의 개도 변화나 유량 변동을 억제할 수 있다.

따라서, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)는 감쇠력 제어의 정확성을 향상시킬 수 있다.

상술한 제어부(70)는, 피에조 액추에이터(340)로의 전압 인가여부, 및/또는 피에조 액추에이터(340)에 인가되는 전압 값의 크기, 및/또는 복수 개의 전자석(420)으로의 전류 인가여부, 및/또는 복수 개의 전자석(420)으로 인가되는 전류 값의 크기를 결정하여 피에조 액추에이터(340) 및/또는 전자석(420)을 제어할 수 있다.

또한, 제어부(70)는 본 개시의 일 실시예에 따른 완충기가 장착된 차량 내에 마련된 차량 시스템 제어부(3a)로부터 차량의 속도 정보를 취득할 수 있고, 취득한 차량 속도 정보에 기초하여, 피에조 액추에이터(340) 및 전자석(420)의 작동 여부 및 작동 세기를 조절할 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 도 12에 대한 설명에서 서술한다. 차량 시스템 제어부(3a)란, 차량 내에 구비되어 차량 연료 정보, 차량 속도 정보, 및 차량 상태 정보 등을 검출하고 산출하기 위한 차량 통합 제어부(70)일 수 있고, 또는 VSM(Vehicle Stability Management)시스템일 수 있다.

또한, 제어부(70)는 상술한 온도 센서부(60)로부터 실린더부(10) 내의 점성 유체(F) 온도 정보를 취득할 수 있고, 제어부(70)는 데이터 저장부(80)로부터 온도 구간별 밸브시트(280)의 팽창 정도에 대한 정보를 취득할 수 있다. 이를 통해, 제어부(70)는, 온도 센서부(60)에서 검출된 점성 유체(F)의 온도 및 데이터 저장부(80)에 저장된 팽창 정보에 기초하여, 피에조 액추에이터(340)로의 전압 인가여부 및/또는 전압 세기를 제어할 수 있다.

나아가, 제어부(70)는 상술한 가속도 센서부(50)로부터 실린더부(10)에 대한 피스톤로드부(30)의 상대 변위의 가속도 정보를 취득할 수 있다. 가속도 센서부(50)에 의해 검출된 가속도 값이 기 결정된 기준 값을 초과하는 경우, 제어부(70)는, 피에조 액추에이터(340)에 적용되는 전압 인가 및 전자석(420)에 적용되는 전류 인가를 제한할 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 아래 도 12에 대한 설명에서 서술한다.

도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 가속도 센서부(50)를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 11을 참조하면, 상술한 가속도 센서부(50)는 피스톤로드 몸체(310)의 외주면에서 제3 플랜지(350)에 접하여 위치될 수 있고, 가속도 센서부(50)는 초음파 송신부(510) 및 초음파 수신부(520)를 포함할 수 있다.

초음파 송신부(510) 및 초음파 수신부(520)는 제2 플랜지(140)와 대향하도록 배치될 수 있다. 초음파 송신부(510)는 제3 플랜지(350) 측에서 제2 플랜지(140) 측으로 기 결정된 속도의 초음파를 발산할 수 있고, 발산된 초음파는 제2 플랜지(140)에서 반사되어 제3 플랜지(350) 측의 초음파 수신부(520)로 도입될 수 있다.

가속도 센서부(50)는, 상술한 초음파 송수신 정보로부터, 제2 플랜지(140) 및 제3 플랜지(350) 사이의 이격 거리 및 초음파 송신부(510)터 수신까지의 소요 시간을 검출할 수 있다. 또한 가속도 센서부(50)는, 상술한 이격 거리 및 소요 시간에 기초하여 제2 플랜지(140) 및 제3 플랜지(350) 사이의 변위 차이에 대한 가속도를 산출해 낼 수 있다.

이를 통해, 가속도 센서부(50)는 외력의 작용으로 피스톤로드부(30)와 실린더부(10) 상호간의 상대 변위에 변화가 발생되는 경우, 피스톤로드부(30)와 실린더부(10) 사이의 상대 변위 변화에 대한 가속도 정보를 검출할 수 있다. 또한, 가속도 센서부(50)는 검출된 가속도 정보를 제어부(70)로 송신할 수 있다.

도 12는 취득된 속도 정보에 따라 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 제어 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 12를 참조하면, 제어부(70)는 상술한 차량 시스템 제어부(3a)로부터 취득한 차량 주행 속도 정보에 기초하여, 피에조 액추에이터(340) 및 전자석부(40)를 세 가지 속도 모드로 구분하여 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(70)는 차량의 주행 속도에 따라 피에조 액추에이터(340) 및 전자석부(40)의 전자석(420)을 세 가지 속도 모드로 구분하여 제어할 수 있다.

예를 들어, 제어부(70)는, 취득한 차량 주행 속도가 대략 0 km/h 초과 40 km/h 이하인 경우 피에조 액추에이터(340) 및 전자석(420)을 제1 속도 모드(M1)로 제어할 수 있고, 취득한 차량 주행 속도가 대략 40 km/h 초과 그리고 80 km/h 이하인 경우 피에조 액추에이터(340) 및 전자석(420)을 제2 속도 모드(M2)로 제어할 수 있으며, 취득한 차량 주행 속도가 대략 80 km/h 초과인 경우 피에조 액추에이터(340) 및 전자석(420)을 제3 속도 모드(M3)로 제어할 수 있다.

차량이 상대적으로 저속 주행하는 제1 속도 모드(M1)에서, 제어부(70)는 피에조 액추에이터(340)로 인가되는 전압 및 전자석(420)으로 인가되는 전류를 차단할 수 있고, 이를 통해 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 감쇠력은 소프트(soft)하게 작용할 수 있다. 즉, 차량의 저속 주행 시 노면 상태에 따라 차량에 외부 충격이 적용된 경우 충격을 부드럽게 흡수하여 차량 탑승자에게 안정적인 승차감을 제공할 수 있다.

또한, 차량이 상대적으로 중속 주행하는 제2 속도 모드(M2)에서, 제어부(70)는 피에조 액추에이터(340)로 전압을 인가하되 전자석(420)으로 인가되는 전류는 차단할 수 있다. 이를 통해, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 감쇠력은 소프트한 것과 하드(hard)한 것의 사이인 중간 감쇠력으로 작용할 수 있다. 즉, 차량의 중속 주행 시 노면 상태에 따라 차량에 외부 충격이 적용된 경우 충격을 일부 부드럽게 흡수하여 차량 탑승자에게 안정적인 승차감을 제공할 수 있고, 또한 차량의 주행이나 커브 구간의 핸들링 간 완충기를 다소 단단하게 잡아주어 차량에 안정적인 주행 성능을 제공할 수 있다. 대안적으로, 제2 속도 모드(M2)에서, 제어부(70)는 피에조 액추에이터(340)로 인가되는 전압을 차단하되 전자석(420)으로 전류를 인가할 수도 있다.

한편, 차량이 상대적으로 고속 주행하는 제3 속도 모드(M3)에서, 제어부(70)는 피에조 액추에이터(340)로 전압을 인가하고 전자석(420)으로 전류를 인가할 수 있다. 이를 통해, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 감쇠력은 하드한 감쇠력으로 작용할 수 있다. 즉, 차량의 고속 주행 시, 차량의 주행이나 커브 구간의 핸들링 간 완충기를 단단하게 잡아주어 차량에 안정적인 주행 성능을 제공할 수 있다.

한편, 제어부(70)가 제3 속도 모드(M3)를 기준으로 피에조 액추에이터(340) 및 전자석(420)을 제어중일 때, 노면 상태에 의한 갑작스런 외부 충격으로 인해 가속도 센서부(50)에 의해 검출된 가속도 값이 기 결정된 기준 값을 초과하는 경우, 제어부(70)는 즉시 피에조 액추에이터(340) 및 제어부(70)의 작동을 중지시킬 수 있다.

이를 통해, 외부 충격으로 인해 실린더부(10) 내로 피스톤로드부(30)가 인입되어 완충기가 압축될 때, 와충기의 감쇠력이 감소될 수 있고, 고속 주행 중 갑작스런 충격이 적용된 경우에도 완충기를 통해 외부 충격을 보다 부드럽게 흡수하여 차량 탑승자에게 안정적인 승차감을 제공할 수 있다.

이 경우, 제1 유로(220) 및 제2 유로(230)가 폐쇄되어 순간적으로 완충기의 감쇠력이 큰 폭으로 증가됨과 동시에, 피스톤부(20)가 전자석부(40) 측으로 가압되어 이동됨에 따라, 전자석(420)에 의해 피스톤부(20)의 외주면 및 실린더부(10)의 내주면 사이의 간극(C)에서 유동하는 자기 점성 유체(F)의 점도가 점차 연속적으로 증가될 수 있다. 이를 통해 완충기에 의한 충격 흡수 과정에서 차량에 탑승한 사용자가 느끼는 안정감이 향상될 수 있다.

위와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)는, 감쇠력이 연속적으로 증가되거나 감소될 수 있을 뿐만 아니라, 피에조 액추에이터(340) 및/또는 전자석(420)의 작동 여부가 제어됨으로써 완충기의 감쇠력 크기가 계단식으로 빠르게 조절될 수 있다.

도 13은 본 개시의 다른 실시예에 따른 완충기 제어 시스템(2)을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 13을 참조하면, 본 개시의 다른 실시예에 따른 완충기 제어 시스템(2)은 상술한 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1), 및 차량 내에 구비되어 사용자가 조작 가능한 컨트롤 모듈(3b)을 포함할 수 있다. 이 때, 상술한 감쇠력 조절 가능 완충기(1)는 복수 개 마련되어 차량의 차체에 장착될 수 있고, 감쇠력 조절 가능 완충기(1)는 차량의 주행 간 노면 상태에 따른 차체 높이 변화량 및 외부 충격을 흡수하도록 구성될 수 있다.

상술한 컨트롤 모듈(3b)이란, 사용자가 직접 조작하여 명령 신호를 입력할 수 있는 것으로서 콘솔 모듈 또는 터치 가능한 디스플레이로 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 이에 제한되지 않고, 컨트롤 모듈(3b)은 버튼형 조작부 및 회전형 조작부 등 사용자가 직접 조작 가능한 조작 모듈로 형성될 수 있다.

사용자는 차량에 내장된 컨트롤 모듈(3b)을 통해 제어부(70)를 반(half) 수동으로 조작할 수 있고, 제어부(70)가 피에조 액추에이터(340) 및 전자석부(40)를 상술한 제1 내지 제3 속도 모드(M1, M2, M3)로 제어하는 경우, 사용자는 컨트롤 모듈(3b)을 통해 피에조 액추에이터(340)로 인가되는 전압의 세기 및/또는 전자석부(40)로 인가되는 전류의 세기를 조절함으로써 완충기의 감쇠력을 미세하게 수동 조작할 수 있다.

뿐만 아니라, 사용자는 컨트롤 모듈(3b)을 통해, 제어부(70)를 완전 수동으로 조작할 수 있고, 이 경우 제1 내지 제3 속도 모드(M1, M2, M3)와 상관없이, 사용자는 피에조 액추에이터(340)의 작동여부 및 전자석부(40)의 작동 여부를 직접 결정하여 조작할 수 있다. 위와 같이, 감쇠력의 크기를 사용자가 직접 조작할 수 있게 함으로써, 개별 사용자에게 맞추어 최적화된 승차감과 주행감을 제공할 수 있다.

또한, 본 개시의 다른 실시예에 따른 완충기 제어 시스템(2)은, 차량 내에 구비되어 사용자에게 감쇠력 정보를 제공하는 디스플레이부(3c)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이부(3c)는, 현재의 제어부(70)가 작동되는 속도 모드 정보를 출력할 수 있다. 나아가, 디스플레이부(3c)는, 상술한 피에조 액추에이터(340) 및 전자석(420)의 작동 여부 및/또는 작동 세기 정보를 출력할 수 있다.

뿐만 아니라, 디스플레이부(3c)는 차량에 장착된 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)의 현재 감쇠력 강도 정보를 제공할 수 있다. 예를 들면, 감쇠력 정보는 1 내지 100으로 구분되어 제공될 수 있고, 감쇠력이 소프트할수록 1에 인접하고 감쇠력이 하드할수록 100에 인접한 수치로 출력될 수 있다.

이를 통해, 사용자는 현재 차량에 적용되는 완충기의 감쇠력 정보를 직관적으로 인식할 수 있고, 필요에 따라 컨트롤 모듈(3b)을 조작함으로써 완충기의 감쇠력 세기를 원하는 정도로 용이하게 제어할 수 있다.

한편, 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)를 포함하는 차량이 제공될 수 있다. 이 때, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)는 차량의 차체에 장착될 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)는, 차량의 휠(wheel)에 연결되어 차량 주행 간 노면으로부터 전달되는 진동 및 충격을 감쇠할 수 있다. 이 경우, 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 차량에 적용된 완충기는 상술한 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)와 실질적으로 동일한바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)를 포함하는 차량이 제공될 수 있다. 이 때, 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)는 탑승자가 착석 가능한 차량의 좌석시트의 하부에 장착될 수 있다. 이를 통해, 차량 주행 간 차량의 좌석시트로 전달되는 진동이 감쇠될 수 있고, 차량 탑승자에게 안정적인 승차감을 제공할 수 있다. 이 경우, 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 차량에 적용된 완충기는 상술한 본 개시의 일 실시예에 따른 감쇠력 조절 가능 완충기(1)와 실질적으로 동일한바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상술한 다양한 실시예들은 그 기술적 아이디어 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 다양한 실시예들의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 다양한 실시예들의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 다양한 실시예들의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

1: 감쇠력 조절 가능 완충기
10: 실린더부
110: 실린더 몸체
111: 걸림턱부
121: 제1 구역
122: 제2 구역
130: 제1 플랜지
140: 제2 플랜지
20: 피스톤부
210: 피스톤 몸체
220: 제1 유로
230: 제2 유로
240: 블록이동로
241: 가이드부
250: 자성체블록
251: 가이드홈
260: 측면커버부
270: 탄성부재
280: 밸브시트
30: 피스톤로드부
310: 피스톤로드 몸체
311a: 제1 보어
311b: 제2 보어
312: 보어 유로
320: 밸브로드
330: 밸브부재
340: 피에조 액추에이터
350: 제3 플랜지
40: 전자석부
410: 고정부재
411: 제1 수납홈
412: 안착턱부
413: 삽입홈
420: 전자석
430: 커버부재
431: 제2 수납홈
432: 돌출부재
440: 체결부재
50: 가속도 센서부
510: 초음파 송신부
520: 초음파 수신부
60: 온도 센서부
70: 제어부
80: 데이터 저장부
2: 완충기 제어 시스템
3a: 차량 시스템 제어부
3b: 컨트롤 모듈
3c: 디스플레이부
S: 스프링부재
F: 점성 유체
C: 간극

Claims (1)

1. 차량의 주행 속도에 따라 감쇠력 조절이 가능한 차량용 완충기에 있어서,
   내부에 점성 유체가 봉입된 중공의 실린더부;
   상기 실린더부의 내측면 사이에 상기 점성 유체가 통과 가능한 간격을 가지고 상기 실린더부 내에서 슬라이딩 가능하게 배치된 피스톤부; 및
   상기 피스톤부에 연결되고, 상기 실린더부에 인입되거나 상기 실린더부로부터 인출되도록 구성된 피스톤로드부
   를 포함하고,
   상기 피스톤부는 상기 실린더부의 내부 공간을 제1 구역 및 제2 구역으로 구획하고,
   상기 피스톤부에는 상기 점성 유체가 유동되는 제1 유로가 형성되고,
   상기 피스톤로드부는,
   상기 피스톤부로부터 연장된 피스톤로드 몸체;
   상기 피스톤로드 몸체 내부에서 상기 피스톤로드 몸체의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 형성된 세장형의 밸브로드;
   상기 밸브로드의 길이 방향 일단에 형성되고, 상기 밸브로드가 슬라이딩됨에 따라 상기 제1 유로를 개폐하는 밸브부재; 및
   상기 밸브로드의 길이 방향 타단에 형성되고, 전압이 적용됨에 따라 상기 밸브로드를 상기 제1 유로 측으로 슬라이딩 이동시키는 피에조 액추에이터
   를 포함하고,
   상기 피스톤로드 몸체에는 가속도 센서부가 마련되고,
   상기 가속도 센서부에 의해 검출된 가속도 값이 기 결정된 기준 값을 초과하는 경우, 상기 피에조 액추에이터에 적용되는 전압 인가가 제한되고,
   상기 완충기는 차량에 설치 가능하고,
   상기 완충기는 차량의 주행 속도 정보를 취득하는 제어부를 더 포함하고,
   상기 제어부는, 취득된 상기 주행 속도 정보에 기초하여, 상기 피에조 액추에이터에 대한 전압 인가 여부 및 상기 피에조 액추에이터로 인가되는 전압 값의 크기 중 적어도 하나를 제어하는 것인, 완충기.

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