KR20070014328A - A generator using vibration - Google Patents

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Abstract

A power generator using vehicle vibration is provided to generate electricity through a piezoelectric device assembly by using bouncing and pitching energy generated when a vehicle is driven. A piezoelectric support frame(10) is mounted in an air bag constituting an air spring of a vehicle, and is moved up and down by bouncing of the vehicle. A piezoelectric device assembly(20) is fixed to the piezoelectric support frame. A piezoelectric core(30) is fixed to an axle(31) of the vehicle at one end thereof, and contacts the piezoelectric device assembly at the other end. A rectifier(40) is mounted on the piezoelectric device assembly. A condenser(50) stores the electricity rectified by the rectifier.

Description

차량 진동을 이용한 발전장치{A GENERATOR USING VIBRATION}Generator using vehicle vibration {A GENERATOR USING VIBRATION}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 진동을 이용한 발전장치를 도시한 도면.1 is a view showing a power generation apparatus using a vehicle vibration according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 압전 소자 어셈블리의 장착을 도시한 요부도면.2 is an essential part view of the mounting of the piezoelectric element assembly of FIG.

도 3은 도 1의 압전 소자 어셈블리의 변형 상태를 도시한 도면.3 illustrates a modified state of the piezoelectric element assembly of FIG. 1.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10...압전 지지대 20...압전 소자 어셈블리10 ... piezo support 20 ... piezoelectric element assembly

30...압전 코어 31...액슬30 ... piezoelectric core 31 ... axle

40...정류기 50...축전기40 ... rectifier 50 ... capacitor

본 발명은 차량 진동을 이용한 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 히터 또는 에어컨의 작동 등에 의한 차량 전력 시스템의 과부하시 대체 전력을 발생하도록 하는 차량 진동을 이용한 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a generator using vehicle vibration, and more particularly, to a generator using vehicle vibration to generate alternative power when the vehicle power system is overloaded by the operation of the heater or air conditioner of the vehicle.

일반적으로 차량의 운행 중, 여름에는 에어컨의 작동이 이루어지며, 겨울에는 히터의 작동이 이루어진다.In general, during operation of the vehicle, the operation of the air conditioner is made in the summer, the operation of the heater is performed in winter.

이러한 여름 또는 겨울에는 에어컨 및 히터의 작동이 이루어져, 차량 전력 시스템의 과부하가 발생되어, 차량 연료비의 상승이 발생되며, 밧데리의 수명이 저하되는 문제점이 있다.In such a summer or winter, the air conditioner and the heater are operated to generate an overload of the vehicle power system, thereby increasing the fuel cost of the vehicle, and reducing the life of the battery.

본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 차량의 에어컨 또는 히터 작동으로 차량 전력 시스템의 과부하가 발생할 경우, 대체 전력을 생성하도록 하는 차량 진동을 이용한 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, to provide a power generation apparatus using a vehicle vibration to generate alternative power when the vehicle power system is overloaded due to the air conditioner or heater operation of the vehicle. There is this.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량 진동을 이용한 발전장치는, 차량의 에어 스프링을 구성하는 에어백 내부에 장착되어, 상기 차량의 바운싱에 따라 승강되는 압전 지지대; 상기 압전 지지대에 고정 장착되는 압전 소자 어셈블리; 상기 차량의 액슬에 일단이 고정되며, 타단은 상기 압전 소자 어셈블리에 접촉되는 압전 코어; 상기 압전 소자 어셈블리에 전력 송출선으로 장착되는 정류기; 및 상기 정류기로 정류된 전기를 축전하는 축전기;를 구비하는 것을 특징으로 한다.The power generation apparatus using the vehicle vibration of the present invention for achieving the above object, the piezoelectric support is mounted inside the airbag constituting the air spring of the vehicle, the elevating according to the bouncing of the vehicle; A piezoelectric element assembly fixedly mounted to the piezoelectric support; A piezoelectric core having one end fixed to the axle of the vehicle and the other end contacting the piezoelectric element assembly; A rectifier mounted to the piezoelectric element assembly as a power transmission line; And a capacitor for storing electricity rectified by the rectifier.

본 발명에 있어서, 상기 압전 소자 어셈블리는, 상기 압전 지지대의 길이 방향으로 장착되는 다수개의 압전 소자 플레이트;로 구비되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the piezoelectric element assembly is characterized in that it is provided with a plurality of piezoelectric element plates mounted in the longitudinal direction of the piezoelectric support.

본 발명에 있어서, 상기 다수개의 압전 소자 플레이트는 상기 압전 지지대의 길이 방향으로 등간격으로 구비되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the plurality of piezoelectric element plates are provided at equal intervals in the longitudinal direction of the piezoelectric support.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 진동을 이용한 발전장치를 첨 부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, a power generation apparatus using a vehicle vibration according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 진동을 이용한 발전장치를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 압전 소자 어셈블리의 장착을 도시한 요부도면이며, 도 3은 도 1의 압전 소자 어셈블리의 변형 상태를 도시한 도면이다.1 is a view showing a power generation apparatus using a vehicle vibration according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a main view showing the mounting of the piezoelectric element assembly of Figure 1, Figure 3 is a piezoelectric element assembly of Figure 1 It is a figure which shows the deformation state of.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 진동을 이용한 발전장치(100)는, 차량의 에어 스프링을 구성하는 에어백 내부에 장착되어 차량의 바운싱에 따라 승강되는 압전 지지대(10)와, 압전 지지대(10)에 고정 장착되는 압전 소자 어셈블리(20)와, 차량의 액슬(31)에 일단이 고정되며, 타단은 상기 압전 소자 어셈블리(20)에 접촉되는 압전 코어(30)와, 압전 소자 어셈블리(20)에 전력 송출선(33)으로 장착되는 정류기(40)와, 정류기(40)로 정류된 전기를 축전하는 축전기(50)를 구비한다. 참조번호 32는 피스톤을 말한다.As shown in Figures 1 to 3, the generator 100 using the vehicle vibration according to the present invention, the piezoelectric support 10 which is mounted inside the air bag constituting the air spring of the vehicle is elevated according to the bouncing of the vehicle (10) And a piezoelectric element assembly 20 fixedly mounted to the piezoelectric support 10, one end fixed to the axle 31 of the vehicle, and the other end of the piezoelectric core 30 contacting the piezoelectric element assembly 20. The piezoelectric element assembly 20 includes a rectifier 40 mounted as a power transmission line 33 and a capacitor 50 for storing electricity rectified by the rectifier 40. Reference numeral 32 denotes a piston.

상기 압전 지지대(10)는 차량의 에어 스프링을 구성하는 에어백(11)의 내부에 장착된다. 상기 압전 지지대(10)는 에어백(11)의 내부 상측의 차체(13)에 고정 장착된다. 이러한 압전 지지대(10)는 한 쌍으로 구비됨이 압전 소자 어셈블리(20)의 지지를 위해 바람직하며, 이에 한정되지 않음은 물론이다. 상기 압전 지지대(10)는 차량의 진동 발생에 의한 바운싱 및 피칭 에너지의 발생의 경우 상하 진동하는 차체(13)에 고정됨으로, 차량 진동에 따라 상하 이동된다. 상기 한 쌍의 압전 지지대(10) 간에는 압전 소자 어셈블리(20)가 장착된다.The piezoelectric support 10 is mounted inside the airbag 11 constituting the air spring of the vehicle. The piezoelectric support 10 is fixedly mounted to the vehicle body 13 above the inside of the airbag 11. The piezoelectric support 10 is preferably provided in a pair for the support of the piezoelectric element assembly 20, but is not limited thereto. The piezoelectric support 10 is fixed to the vehicle body 13 that vibrates up and down in the case of bouncing and pitching energy due to the vibration of the vehicle, and moves up and down according to the vehicle vibration. The piezoelectric element assembly 20 is mounted between the pair of piezoelectric supports 10.

상기 압전 소자 어셈블리(20)는 도 1 및 도 2 도시된 바와 같이, 압전 지지대(10)의 길이 방향으로 장착된다. 상기 압전 소자 어셈블리(20)는 압전 지지대(10)의 길이 방향으로 따라 장착되는 압전 소자 플레이트(21)로 구비된다. 상기 압전 소자 플레이트(21)는 압전 지지대(10)에 등간격으로 다수개의 적층으로 구비됨이 바람직하다. 상기 압전 소자 어셈블리(20)에는 압전코어(30)가 접촉되도록 장착된다.1 and 2, the piezoelectric element assembly 20 is mounted in the longitudinal direction of the piezoelectric support 10. The piezoelectric element assembly 20 is provided with a piezoelectric element plate 21 mounted along the longitudinal direction of the piezoelectric support 10. The piezoelectric element plate 21 is preferably provided in a plurality of laminated on the piezoelectric support 10 at equal intervals. The piezoelectric core 30 is mounted in contact with the piezoelectric element assembly 20.

상기 압전코어(30)는 압전 소자 어셈블리(20)에 접촉되도록 장착된다. 상기 압전코어(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 액슬(31) 상측으로 장착되는 것으로서, 차량 진동 발생시에 압전 지지대(10)와 상대운동이 이루어진다. 이에따라, 차량 진동이 발생되면, 압전코어(30)와 압전 소자 어셈블리(20)의 접촉 이동에 따라 도 3에 도시된 바와 같이, 일 측으로의 변형이 발생된다. 이러한 압전 소자 어셈블리(30)의 변형이 발생되면, 피에조 효과에 의한 전력발생이 이루어진다. 이러한 발생 전력은 전력 송출선(33)으로 연결된 정류기(40)로 전달된다.The piezoelectric core 30 is mounted to contact the piezoelectric element assembly 20. As shown in FIG. 1, the piezoelectric core 30 is mounted above the axle 31 of the vehicle, and the relative movement is made with the piezoelectric support 10 when the vehicle vibrates. Accordingly, when the vehicle vibration occurs, as shown in FIG. 3, deformation to one side occurs according to the contact movement of the piezoelectric core 30 and the piezoelectric element assembly 20. When the deformation of the piezoelectric element assembly 30 is generated, power generation is performed by the piezoelectric effect. This generated power is delivered to the rectifier 40 connected to the power transmission line 33.

상기 정류기(40)는 압전 소자 어셈블리(20)의 발생전력을 전력 송출선(33)을 통해 전달받아 정류되도록 한다. 상기 정류기(40)는 축전기(50)와 연결되어 정류된 전기의 축전 작용이 이루어지도록 한다. The rectifier 40 receives the generated power of the piezoelectric element assembly 20 through the power transmission line 33 to be rectified. The rectifier 40 is connected to the capacitor 50 so as to effect the storage of the rectified electricity.

상기의 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량 진동을 이용한 발전장치의 작용을 설명한다.The operation of the power generator using the vehicle vibration according to the present invention having the above configuration will be described.

차량의 에어 스프링의 에어백(11) 내부에 압전 소자 어셈블리(20)를 장착한 다. 여기서 압전 소자 어셈블리(20)는 차체(13)에 압전 지지대(10)를 통해 고정 장착된다.The piezoelectric element assembly 20 is mounted inside the airbag 11 of the vehicle air spring. The piezoelectric element assembly 20 is fixedly mounted to the vehicle body 13 through the piezoelectric support 10.

그리고, 액슬(31)에는 피스톤(32)의 개재로 압전코어(30)를 장착한다. 이러한 압전코어(30)는 그 일 측이 압전 소자 어셈블리(20)에 접촉되도록 한다. 여기서, 차량의 진동이 발생되면 압전 지지대(10)와 압전 코어(30)는 상대운동이 발생되며, 이러한 압전 지지대(10)와 압전 코어(30)의 상대운동을 통해, 도 3에 도시된 바와 같이, 압전 소자 어셈블리(20)의 변형이 발생되어 발전 작용이 이루어져 축전기(50)에 축전 되도록 한다.And the piezoelectric core 30 is attached to the axle 31 through the piston 32. The piezoelectric core 30 has one side thereof in contact with the piezoelectric element assembly 20. Here, when the vibration of the vehicle is generated, the piezoelectric support 10 and the piezoelectric core 30 have a relative movement, and through the relative movement of the piezoelectric support 10 and the piezoelectric core 30, as shown in FIG. 3. In the same manner, deformation of the piezoelectric element assembly 20 is generated to generate power to be stored in the capacitor 50.

상기와 같은 본 발명에 따른 차량 진동을 이용한 발전장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.The generator using the vehicle vibration according to the present invention as described above has the following effects.

차량 주행중 발생하는 바운싱 및 피칭 에너지를 압전 소자 어셈블리를 통한 발전 작용이 이루어지도록 함으로써, 에어컨 또는 히터 등의 작동으로 차량 부하가 많이 걸릴 경우 보조 전원으로 사용 가능하도록 한다. By generating the bounce and pitching energy generated while driving the vehicle through the piezoelectric element assembly, the vehicle can be used as an auxiliary power source when a lot of vehicle load is applied by an operation such as an air conditioner or a heater.

또한, 압전 소자 어셈블리를 통해 발전되는 해당 전력량 만큼 차량 밧데리의 수명연장이 가능하다.In addition, the life of the vehicle battery can be extended by the corresponding amount of power generated through the piezoelectric element assembly.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져 야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications or other embodiments falling within the scope equivalent to the present invention are possible by those skilled in the art. Therefore, the true scope of the invention should be defined by the claims that follow.

Claims (3)

차량의 에어 스프링을 구성하는 에어백 내부에 장착되어, 상기 차량의 바운싱에 따라 승강되는 압전 지지대;A piezoelectric support mounted inside an airbag constituting an air spring of the vehicle, the piezoelectric support being elevated according to the bouncing of the vehicle; 상기 압전 지지대에 고정 장착되는 압전 소자 어셈블리;A piezoelectric element assembly fixedly mounted to the piezoelectric support; 상기 차량의 액슬에 일단이 고정되며, 타단은 상기 압전 소자 어셈블리에 접촉되는 압전 코어;A piezoelectric core having one end fixed to the axle of the vehicle and the other end contacting the piezoelectric element assembly; 상기 압전 소자 어셈블리에 전력 송출선으로 장착되는 정류기; 및A rectifier mounted to the piezoelectric element assembly as a power transmission line; And 상기 정류기로 정류된 전기를 축전하는 축전기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 진동을 이용한 발전장치.And a capacitor configured to accumulate electricity rectified by the rectifier. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 압전 소자 어셈블리는,The piezoelectric element assembly, 상기 압전 지지대의 길이 방향으로 장착되는 다수개의 압전 소자 플레이트;로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량 진동을 이용한 발전장치.And a plurality of piezoelectric element plates mounted in the longitudinal direction of the piezoelectric support. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 다수개의 압전 소자 플레이트는 상기 압전 지지대의 길이 방향으로 등간격으로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량 진동을 이용한 발전장치.The plurality of piezoelectric element plates are generators using a vehicle vibration, characterized in that provided at equal intervals in the longitudinal direction of the piezoelectric support.
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