KR101734571B1 - Self-generator using rubber spring of vehicle - Google Patents

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송원용
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 러버스프링을 이용한 자가 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상용차량의 리프스프링을 받쳐주는 러버스프링내에 압전소자 및 스페이서를 내설하여, 차량의 하중 및 도로조건에 의해 발생되는 진동 및 압력을 전기에너지로 변환시킬 수 있도록 한 차량용 러버스프링을 이용한 자가 발전장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 상용차량의 리프스프링을 받쳐주는 러버스프링내에 다수의 압전소자 및 스페이서를 등간격으로 내설하여, 차량의 하중 및 도로조건에 의해 발생되는 진동 및 압력을 전기에너지로 변환시키는 발전 효율을 크게 증가시킬 수 있고, 압전소자 등이 러버스프링에 의하여 감싸여짐에 따라 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 러버스프링을 이용한 자가 발전장치를 제공하고자 한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-generating device using a rubber spring for a vehicle, and more particularly, to a self-generating device using a rubber spring for a vehicle, To a self-generating device using a rubber spring for a vehicle that can convert pressure into electric energy.
That is, the present invention relates to a power steering apparatus for a vehicle, which comprises a plurality of piezoelectric elements and spacers arranged at regular intervals in a rubber spring for supporting a leaf spring of a commercial vehicle, And it is an object of the present invention to provide a self-generating device using a rubber spring for a vehicle, which can improve durability as a piezoelectric element or the like is wrapped around by a rubber spring.

Description

차량용 러버스프링을 이용한 자가 발전장치{Self-generator using rubber spring of vehicle}Technical Field [0001] The present invention relates to a self-generating device using a rubber spring for a vehicle,

본 발명은 차량용 러버스프링을 이용한 자가 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상용차량의 리프스프링을 받쳐주는 러버스프링내에 압전소자 및 스페이서를 내설하여, 차량의 하중 및 도로조건에 의해 발생되는 진동 및 압력을 전기에너지로 변환시킬 수 있도록 한 차량용 러버스프링을 이용한 자가 발전장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-generating device using a rubber spring for a vehicle, and more particularly, to a self-generating device using a rubber spring for a vehicle, To a self-generating device using a rubber spring for a vehicle that can convert pressure into electric energy.

최근에는 전기자동차 또는 하이브리드 차량 등 배기가스를 절감할 수 있는 친환경 차량이 출시되고 있으며, 승용차량을 비롯하여 버스와 같은 상용차량에도 엔진 및 모터를 포함하는 하이브리드 시스템이 탑재되고 있다.In recent years, eco-friendly vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles have been released, and hybrid systems including engines and motors are also installed in commercial vehicles such as passenger vehicles and buses.

이러한 전기자동차 및 하이브리드 차량은 고전압 배터리를 탑재하여 주전원으로 사용하고 있고, 회생제동을 통하여 얻어진 발전 전력 등을 충전하여 보조 전원으로 사용하고 있다.These electric vehicles and hybrid vehicles are equipped with a high voltage battery and are used as a main power source and are used as an auxiliary power source by charging generated power obtained through regenerative braking.

따라서, 전기자동차 및 하이브리드 차량은 어떠한 방법으로든지 자체적인 전기를 발전 생산하여 배터리에 충전하거나 각종 보기류 전장부품의 전원으로 사용할 수 있는 방법이 필요하다 하겠다.Therefore, there is a need for a method that electric vehicles and hybrid vehicles can generate electric power of their own by any method, and can be charged to a battery or used as a power source for various kinds of electrical components.

물론, 일반 가솔린 및 디젤 차량에서도 전장품의 과부하를 방지하기 위하여 메인배터리 전원 외에 보조 전원으로 사용할 수 있는 발전 전기가 필요하다 하겠다.Of course, in general gasoline and diesel vehicles, in order to prevent overloading of the electrical products, it is necessary to generate electricity that can be used as auxiliary power in addition to the main battery power.

종래기술의 일례로서, 공개특허(2010-0027479, 2010,03,11)에는 주행 중 차량의 바퀴에 인가되는 압력을 이용해 전기를 생산함으로써 전기자동차 또는 하이브리드 자동차와 같이 전기를 이용해 구동하는 차량의 동력원으로 제공하는 차량용 발전장치가 개시되어 있으나, 타이어가 1회전하는 동안 전압을 발생시키는 압전 소자의 비율이 전체 비율중에서 소량이 작동하기에 효율이 매우 안 좋은 단점이 있고, 또한 상용차 경우 타이어와 휠(드럼브레이크)부분에서 열이 발생되어 내구성에도 문제가 생길 가능성이 있다.As one example of the related art, in the open patent application (2010-0027479, 2010, 03, 11), electric power is generated by using the pressure applied to the wheels of the vehicle while driving, thereby generating power by using electric power such as an electric car or a hybrid electric vehicle However, there is a disadvantage in that a small amount of the piezoelectric element that generates a voltage during one rotation of the tire operates in a small proportion, which is very inefficient. In addition, in the case of a commercial vehicle, There is a possibility that heat may be generated in the drum brake portion, which may cause problems in durability.

종래기술의 다른 예로서, 공개특허(2007-0014328, 2007,02,01)에는 차량의 에어 서스펜션의 에어백 내부에 압전소자 어셈블리를 장착하여, 주행중 발생하는 바운싱 및 피칭 에너지에 의하여 압전 소자 어셈블리의 발전 작용이 이루어지도록 한 차량 진동을 이용한 발전장치가 개시되어 있는 바, 에어백 내부에 압전소자를 넣게 되면 이물질이나 파손에 대한 우려는 적은 장점은 있으나, 에어백을 통해 하중이 완화되어 작은 전압을 생성할 수 밖에 없고, 일정한 작은 단면적 안에서의 발전 동작이 이루어지기 때문에 발전 효율이 크게 떨어지는 단점이 있다.As another example of the related art, in the patent publication (2007-0014328, 2007, 02, 01), a piezoelectric element assembly is mounted inside an airbag of an air suspension of a vehicle, and the bending and pitching energy The present invention relates to a power generating device using vibration of a vehicle, and more particularly, it relates to a power generating device using a vibration of a vehicle, which is capable of generating a small voltage by reducing a load through an air bag, There is a disadvantage in that the power generation efficiency is largely deteriorated because the power generation operation is performed in a small small cross sectional area.

종래기술의 또 다른 예로서, 공개특허(2005-0041022, 2005,05,04)에는 엔진등과 같은 진동원을 지지하는 마운트에 가해지는 엔진 진동을 전기에너지로 변환시켜 차량내 발열 엘이디(LED)의 전원 공급을 위해 사용할 수 있는 에너지 변환을 통한 차량 진동 소거 장치가 개시되어 있는 바, 엔진과 차량의 구동으로 인한 진동으로 인해 매우 잦은 진동을 통해 많은 양의 전압을 얻을 수 있지만, 이물질 유입으로 인한 내구성에 큰 문제점이 있고, 엔진마운트의 작은 면적 활용으로는 좋은 발전 효율을 낼 수 없는 단점이 있다.As another example of the prior art, in the case of the prior art (2005-0041022, 2005, 05, 04), engine vibration applied to a mount supporting a vibration source such as an engine is converted into electric energy, A vehicle vibration canceling apparatus using energy conversion that can be used for power supply of an engine and a vehicle is disclosed, and a large amount of voltage can be obtained through very frequent vibration due to vibration caused by driving of an engine and a vehicle. However, There is a problem in durability, and there is a disadvantage that a good power generation efficiency can not be obtained by utilizing a small area of the engine mount.

따라서, 보다 발전 효율이 우수한 자가 발전장치가 요구되고 있다.
Therefore, there is a demand for a self-generating device with higher power generation efficiency.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 상용차량의 리프스프링을 받쳐주는 러버스프링내에 다수의 압전소자 및 스페이서를 내설하여, 차량의 하중 및 도로조건에 의해 발생되는 진동 및 압력을 전기에너지로 변환시키는 발전 효율을 크게 증가시킬 수 있고, 압전소자 등이 러버스프링에 의하여 감싸여짐에 따라 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 러버스프링을 이용한 자가 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a vibration damping device capable of suppressing vibrations and pressure And the durability can be improved as the piezoelectric element or the like is enclosed by the rubber spring. The object of the present invention is to provide a self-generating device using a rubber spring for a vehicle.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 상용차량의 후륜 현가장치에 탑재된 러버스프링내에 상하방향으로 등간격으로 이루는 압전소자 어셈블리를 일체로 성형하여서 된 것을 특징으로 하는 차량용 러버스프링을 이용한 자가 발전장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a self-propelled power generating device using a rubber spring for a vehicle, which comprises a rubber spring mounted on a rear suspension of a commercial vehicle, and integrally molding a piezoelectric element assembly, Device.

본 발명의 일 구현예에 따른 상기 압전소자 어셈블리는: 스페이서와; 스페이서의 상하면에 밀착되는 제1 및 제2플레이트와; 제1 및 제2플레이트의 외면에 적층되는 제1 및 제2압전소자와; 제1 및 제2압전소자의 외면에 적층되는 제3 및 제4플레이트; 각 압전소자들을 도전 가능하게 연결하는 코일; 로 구성된 것을 특징으로 한다.The piezoelectric element assembly according to an embodiment of the present invention includes: a spacer; First and second plates attached to the upper and lower surfaces of the spacer; First and second piezoelectric elements stacked on an outer surface of the first and second plates; Third and fourth plates laminated on outer surfaces of the first and second piezoelectric elements; A coil conductively connecting each of the piezoelectric elements; .

바람직하게는, 상기 스페이서와 제1 내지 제4플레이트에는 각 압전소자들을 도전 가능하게 연결하는 코일이 지나가도록 안내홀이 관통 형성된 것을 특징으로 한다.Preferably, a guide hole is formed through the spacer and the first to fourth plates so that a coil that conductively connects the piezoelectric elements passes through the spacer.

본 발명의 다른 구현예에 따른 상기 압전소자 어셈블리는: 한 쌍의 스페이서 또는 단일판 스페이서와; 한 쌍의 스페이서 사이에 배치되거나, 단일판 스페이서의 일면에 배치되는 압전소자와; 상기 각 압전소자들을 도전 가능하게 연결하는 코일; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The piezoelectric element assembly according to another embodiment of the present invention includes: a pair of spacers or single plate spacers; A piezoelectric element disposed between the pair of spacers or disposed on one surface of the single plate spacer; A coil for electrically connecting each of the piezoelectric elements; And a control unit.

바람직하게는, 상기 스페이서에는 각 압전소자들을 도전 가능하게 연결하는 코일이 지나가도록 안내홀이 관통 형성된 것을 특징으로 한다.
Preferably, the spacer is formed with a guide hole through which a coil for electrically connecting each piezoelectric element passes.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above-mentioned means for solving the problems, the present invention provides the following effects.

본 발명에 따르면, 상용차량의 리프스프링을 받쳐주는 러버스프링내에 다수의 압전소자 및 스페이서를 내설하여, 차량의 하중 및 도로조건에 의해 발생되는 진동 및 압력을 기존에 타이어, 엔진 마운트, 서스펜션 에어백 등에 설치되던 압전소자에 비하여 더 많이 받을 수 있도록 함으로써, 전기에너지로 변환시키는 발전 효율을 크게 증가시킬 수 있다.According to the present invention, a large number of piezoelectric elements and spacers are provided in a rubber spring for supporting a leaf spring of a commercial vehicle, so that vibrations and pressures generated by the load and road conditions of the vehicle are conventionally applied to a tire, an engine mount, It is possible to greatly increase the power generation efficiency to be converted into electrical energy by allowing the piezoelectric element to receive more power than the piezoelectric element that is installed.

또한, 본 발명에 채택된 압전소자 어셈블리들이 러버스프링내에 일체로 성형되어 감싸여지는 구조를 가짐에 따라, 내구성을 향상시킬 수 있다.Further, since the piezoelectric element assemblies adopted in the present invention are integrally molded and wrapped in the rubber spring, durability can be improved.

이렇게 자가발전된 전력은 전기자동차 또는 하이브리드 자동차의 보기류 전장품 전원으로 사용하거나, 일반 가솔린 및 디젤 차량의 에어컨 또는 히터 작동으로 차량 전력 시스템의 과부하가 발생할 경우 대체 전력으로 사용할 수 있다.
Such self-developed power can be used as a power source for electric vehicles or hybrid vehicles, or as an alternative power source when an overload of the vehicle power system occurs due to the operation of an air conditioner or a heater of a general gasoline or diesel vehicle.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 러버스프링을 이용한 자가 발전장치에 대한 일 실시예를 나타내는 개략적 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 러버스프링을 이용한 자가 발전장치에 대한 다른 실시예를 나타내는 개략적 단면도,
도 3 및 도 4는 차량의 후륜 현가장치에 러버스프링이 설치된 위치를 설명하는 개략도,
도 5는 차량의 후륜 현가장치에 설치된 러버스프링의 주행중 압축 변형율을 설명하는 도면,
도 6은 압전소자의 전기 생성 원리를 설명하는 그래프.
1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a self-generating device using a rubber spring for a vehicle according to the present invention,
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the self-generating device using the rubber spring for a vehicle according to the present invention,
FIGS. 3 and 4 are schematic views for explaining positions where the rubber springs are installed in the rear suspension of the vehicle,
5 is a view for explaining the compressive strain during running of a rubber spring installed in a rear suspension of a vehicle,
6 is a graph illustrating the principle of electricity generation of a piezoelectric element;

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 대형 트럭과 같은 상용차량의 후륜 현가장치에 대한 구성을 살펴보면 다음과 같다.First, in order to facilitate understanding of the present invention, the configuration of a rear suspension unit of a commercial vehicle such as a heavy truck will be described.

첨부한 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 3축 리어액슬(1)과 4축 리어액슬(2)을 구비하고 있고, 3축 리어액슬(1)과 4축 리어액슬(2)은 레디어스 로드(3)에 의해 차체의 전후 방향 움직임이 구속된다.3 and 4, the three-axis rear axle 1 and the four-axis rear axle 2 are provided. The three-axis rear axle 1 and the four- The backward movement of the vehicle body is restrained by the earth rod 3.

또한, 레디어스 로드(3)의 일단이 결합된 트러니언 베이스(4)에는 차체의 좌우 방향으로 트러니언 샤프트(미도시됨)가 관통하여 설치되고, 트러니언 샤프트의 양단의 바깥 둘레면에는 새들(6)이 설치되며, 특히 도 4에서 잘 볼 수 있듯이 새들(6) 위쪽에는 다수개의 겹판으로 이루어진 리프스프링(7)의 센터부가 위치하게 되는데, 새들(6)과 리프스프링(7)은 한 쌍의 유볼트(8)에 의해 서로 결합된다.A trunnion shaft (not shown) is installed in the trunnion base 4, to which the one end of the radial rod 3 is coupled, in the left and right direction of the vehicle body. The saddle 6 and the leaf spring 7 are located at the center portion of the leaf spring 7. The saddle 6 and the leaf spring 7 are disposed in the center of the saddle 6, Are coupled to each other by a pair of male bolts (8).

이때, 차체의 전후 방향으로 배치된 리프스프링(7)의 양단은 각각 러버스프링(9)을 매개로 3축 리어액슬(1) 및 상기 4축 리어액슬(2)과 결합되어 있다.At this time, both ends of the leaf spring 7 arranged in the front-rear direction of the vehicle body are engaged with the three-axis rear axle 1 and the four-axis rear axle 2 via the rubber springs 9, respectively.

본 발명은 상기와 같은 후륜 현가장치의 구성중, 러버스프링(9)내에 압전소자를 이용한 자가 발전장치를 일체로 성형하여 내장시킨 점에 주된 특징이 있다.The main feature of the present invention resides in that a self-generating device using a piezoelectric element is integrally molded and incorporated in the rubber spring 9 in the configuration of the rear suspension as described above.

즉, 본 발명의 압전소자를 이용한 자가 발전장치는 넓은 단면적 확보와 잦은 변위를 통한 발전 효율을 증가시킬 수 있는 후륜 현가장치의 러버스프링내에 일체로 내장된 점에 특징이 있다.That is, the self-power generation apparatus using the piezoelectric element of the present invention is characterized by being integrated in a rubber spring of a rear suspension unit capable of securing a wide cross-sectional area and increasing power generation efficiency through frequent displacement.

본 발명의 압전소자를 이용한 자가 발전장치가 높은 발전 효율을 낼 수 있는 이유는 첨부한 도 4의 ①~⑥ 점에서의 진동에 의한 실제 변위량(실차)을 나타내는 파형도에서 보듯이, 러버스프링의 높이 150mm에서 최대 변위는 20mm를 나타내고 있고, 상용차의 특성상 1축에 최대하중 10ton이 작용하되, 양쪽 2개의 러버스프링 장착으로 최소 4ton이상의 하중으로 인하여, 높은 전압 발생이 가능하여 발전 효율성을 증가시킬 수 있다.The reason why the self-power generation apparatus using the piezoelectric element of the present invention can achieve high power generation efficiency is as shown in the waveform diagram showing the actual displacement amount (actual vehicle) due to the vibration at points 1 to 6 in Fig. At the height of 150mm, the maximum displacement is 20mm. Due to the characteristics of the commercial vehicle, a maximum load of 10ton acts on one shaft. However, due to the load of at least 4ton due to mounting of two rubber springs on both sides, high voltage can be generated, have.

이를 위해, 본 발명은 상용차량의 후륜 현가장치에 탑재된 러버스프링(9)내에 상하방향으로 등간격으로 이루는 압전소자 어셈블리(10)를 일체로 가류 성형하여서 된 것을 특징으로 한다.To this end, the present invention is characterized in that a piezoelectric element assembly (10) formed at equal intervals in the vertical direction is integrally vulcanized in a rubber spring (9) mounted on a rear wheel suspension of a commercial vehicle.

본 발명의 일 실시예에 따른 압전소자 어셈블리(10)는 압전소자의 수는 적지만 압전소자를 지지하는 스페이서 및 플레이트를 결부시켜서 보다 안정적인 구조로 제작된다.The piezoelectric element assembly 10 according to an embodiment of the present invention is manufactured with a more stable structure by bonding a spacer and a plate supporting the piezoelectric element although the number of the piezoelectric elements is small.

즉, 첨부한 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 압전소자 어셈블리(10)는 스페이서(13)의 상하면에 제1 및 제2플레이트(11,12)가 밀착되고, 제1 및 제2플레이트(11,12)의 외면에 각각 제1 및 제2압전소자(14,15)가 적층 배치되며, 또한 제1 및 제2압전소자(14,15)의 외면에 제3 및 제4플레이트(16,17)가 적층되어, 제1 및 제2압전소자(14,15)에 대한 내구 확보 및 안정성을 갖는 구조로 제작되고, 스페이서 위 아래에 적층되는 각 플레이트(11,12,16,17)들은 러버스프링의 형상유지를 위한 보완 구조물로서 적용된다.3, the first and second plates 11 and 12 are in close contact with the upper and lower surfaces of the spacer 13, and the first and second plates 11 and 12 are in close contact with each other. The first and second piezoelectric elements 14 and 15 are laminated on the outer surfaces of the first and second plates 11 and 12 and the third and fourth piezoelectric elements 14 and 15 are formed on the outer surfaces of the first and second piezoelectric elements 14 and 15. [ 4 plates 16 and 17 are stacked and made into a structure having durability and stability with respect to the first and second piezoelectric elements 14 and 15, and each plate 11, 12 and 16 , 17) are applied as a complementary structure for maintaining the shape of the rubber spring.

이때, 각 압전소자 어셈블리(10)의 각 압전소자(14,15)들은 코일(18)에 의하여 도전 가능하게 연결된다.At this time, each of the piezoelectric elements 14 and 15 of each piezoelectric element assembly 10 is conductively connected by a coil 18.

보다 상세하게는, 상기 스페이서(13)와 제1 내지 제4플레이트(11,12,16,17)에 관통 형성된 안내홀(19)을 통하여 코일(18)이 지나가게 하면서 각 압전소자(14,15)들이 코일(18)에 의하여 도전 가능하게 연결되도록 한다.More specifically, the coils 18 pass through the spacer 13 and the guide holes 19 formed through the first to fourth plates 11, 12, 16, 17, so that the piezoelectric elements 14, 15) are conductively connected by a coil (18).

본 발명의 다른 실시예에 따른 압전소자 어셈블리(10)는 압전소자의 수를 증가시키는 동시에 큰 크기를 갖는 압전소자를 적용하여 발전 효율을 보다 향상시킬 수 있는 구조로 제작된다.The piezoelectric element assembly 10 according to another embodiment of the present invention is manufactured in such a structure that the number of piezoelectric elements is increased and a piezoelectric element having a large size is applied to further improve the power generation efficiency.

즉, 첨부한 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전소자 어셈블리(10)는 한 쌍의 스페이서(13) 또는 단일판 스페이서(13)를 포함하고, 또한 한 쌍의 스페이서(13) 사이에 또는 단일판 스페이서(13)의 일면에 압전소자(20)가 적층 배치되며, 각 압전소자(20)들은 코일(18)에 의하여 도전 가능하게 연결된다.4, the piezoelectric element assembly 10 according to another embodiment of the present invention includes a pair of spacers 13 or a single plate spacer 13, and also includes a pair of spacers 13 13 or on one side of the single-plate spacers 13, and each piezoelectric element 20 is conductively connected by a coil 18. The piezoelectric elements 20 are arranged in a stacked manner.

마찬가지로, 상기 스페이서(13)에 형성된 안내홀(19)을 통하여 코일(18)이 지나가도록 하면서 각 압전소자(20)들이 코일(18)에 의하여 도전 가능하게 연결되도록 한다.Likewise, each of the piezoelectric elements 20 is conductively connected by the coil 18 while passing the coil 18 through the guide hole 19 formed in the spacer 13.

상기한 본 발명의 각 실시예에 따른 압전소자 어셈블리(10)는 러버스프링(9)내에 내장되는 식으로 가류 성형하여 제작된다.The piezoelectric element assembly 10 according to each of the embodiments of the present invention described above is manufactured by vulcanization molding such that it is embedded in the rubber spring 9.

즉, 본 발명의 러버스프링을 이용한 자가 발전장치 제작 방법을 보면, 러버스프링(9)의 제작시 금형에 스페이서를 장착한 상태에서 고무를 주입하여 가류시켜 제작하고 있는데, 금형에 스페이서를 장착할 때 압전소자 및 플레이트 등을 함께 배치하여 함께 가류 성형함으로써, 본 발명의 러버스프링을 이용한 자가 발전장치로 제작될 수 있고, 이렇게 압전소자가 가류 성형되는 러버스프링(9)의 고무재로 둘러싸이게 됨에 따라 이물질 유입 및 기타 변형 가능성을 배제할 수 있다.That is, in the method of manufacturing the self-powered device using the rubber spring of the present invention, rubber is injected into the rubber spring 9 while the spacer is attached to the rubber spring 9, and the rubber spring 9 is vulcanized. A piezoelectric element, a plate, and the like are disposed together and are vulcanized and molded together, so that they can be manufactured as an autogenerator using the rubber spring of the present invention. Thus, the piezoelectric element is surrounded by the rubber material of the rubber spring 9, Foreign matter inflow and other deformation possibilities can be excluded.

한편, 러버스프링(9)의 구성부품 절반 이상의 소재가 러버로 이루어 졌기 때문에 상하 운동뿐만 아니라, 앞뒤 좌우의 운동의 발생으로 인한 전압 생성이 가능하고, 이러한 운동에도 각 압전소자 상호간의 연결이 끊기지 않도록 적당한 권선의 스프링 형태의 코일(18)을 사용하는 것이다.On the other hand, since the material of more than half of the constituent parts of the rubber spring 9 is made of rubber, it is possible to generate not only the up-and-down movement but also the voltage generation due to the movement of the front and rear left and right movement. A coil 18 of a suitable winding type is used.

또한, 각 압전소자들의 전기적으로 직렬 연결이 가능하도록 스프링 형태의 코일(18)을 사용하는 바, 스프링 형태의 코일(18)의 권수는 코일의 조건에 따라 조절 가능하고, 스프링 형태의 코일(18)을 통해 러버스프링(9)의 상하좌우 운동에 의한 전단변형이 발생하더라도 단선이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.In addition, a spring-shaped coil 18 is used so that each piezoelectric element can be electrically connected in series. The number of turns of the coil 18 is adjustable according to the condition of the coil, It is possible to prevent the occurrence of disconnection even if the shear deformation due to the up-and-down and left-right movement of the rubber spring 9 occurs.

한편, 첨부한 도 5는 주행시 러버스프링의 0.8mm 압축시와 0.8mm압축과 1.1도의 회전으로 통한 변형률을 나타낸 데이터로서, 내측과 외측에서의 상하 이외에 앞뒤 좌우로 인한 변형율이 크게 발생되는 부분이 있기 때문에 이러한 곳에 압전 소자를 장착하여 더 많은 전압이 생성할 수 있고, 물론 파손 가능성도 높아질 가능성이 있지만 충분한 시험으로 재질 선정 및 압전소자의 위치를 선정하는 것이 바람직하다.FIG. 5 is a graph showing strain due to 0.8 mm compression, 0.8 mm compression and 1.1 degree rotation of the rubber spring at the time of traveling, and there is a portion where the deformation rate due to the front and rear left and right portions occurs in addition to the upper and lower portions inside and outside Therefore, it is preferable to select the material and the position of the piezoelectric element by a sufficient test, although there is a possibility that the piezoelectric element can be installed in such a place to generate more voltage, and of course, the possibility of breakage.

여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 차량용 러버스프링을 이용한 자가 발전장치에 대한 발전 작용을 간략하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a power generating operation of the self-power generator using the rubber spring for a vehicle according to the present invention will be briefly described.

첨부한 도 6의 압전소자 특성 그래프에서 보는 바와 같이 가속도와 힘에 의한 변위 발생이나 압력차를 주면 기전력(전압)이 발생하고, 기계적으로 응력을 받으면 전하를 생성하는 특성이 있다.As shown in the attached graph of the piezoelectric device characteristic shown in FIG. 6, an electromotive force (voltage) is generated when a displacement or a pressure difference is generated by acceleration and force, and a charge is generated when mechanically stressed.

따라서, 차량의 주행시 차량의 하중 및 도로조건에 의해 발생되는 진동 및 압력이 러버스프링(9)에 작용하게 되면, 러버스프링(9)을 비롯한 그 내부의 압전소자에 주행 가속도 및 힘에 의한 변위 및 압력차가 작용하는 동시에 기계적인 응력이 작용하게 되므로, 압전소자의 발전이 이루어진다.Therefore, when the vibration and pressure generated by the load of the vehicle and the road condition are applied to the rubber spring 9 at the time of traveling of the vehicle, the displacement and the displacement due to the driving acceleration and the force, Mechanical stress acts on the piezoelectric element at the same time as the pressure difference acts, so that the piezoelectric element is generated.

상기 압전소자들에서 생성된 전압은 코일(18)과 연결된 정류기를 통하여 승압된 후, 배터리에 충전될 수 있고, 결국 충전된 전력은 자가발전된 전력은 전기자동차 또는 하이브리드 자동차의 보기류 전장품 전원으로 사용하거나, 일반 가솔린 및 디젤 차량의 에어컨 또는 히터 작동으로 차량 전력 시스템의 과부하가 발생할 경우 대체 전력으로 사용할 수 있게 된다.
The voltage generated in the piezoelectric elements can be boosted through a rectifier connected to the coil 18 and then charged in the battery. As a result, the self-generated electric power can be used as a power source for an electric vehicle or a hybrid electric vehicle Or as an alternative power source when an overload of the vehicle power system occurs due to the operation of an air conditioner or a heater of a conventional gasoline and diesel vehicle.

9 : 러버스프링
10 : 압전소자 어셈블리
11 : 제1플레이트
12 : 제2플레이트
13 : 스페이서
14 : 제1압전소자
15 : 제2압전소자
16 : 제3플레이트
17 : 제4플레이트
18 : 코일
19 : 안내홀
20 : 압전소자
9: Rubber spring
10: Piezoelectric device assembly
11: first plate
12: second plate
13: Spacer
14: first piezoelectric element
15: second piezoelectric element
16: third plate
17: fourth plate
18: Coil
19: Information Hall
20: piezoelectric element

Claims (5)

삭제delete 상용차량의 후륜 현가장치에 탑재된 러버스프링(9)내에 상하방향으로 등간격으로 이루는 압전소자 어셈블리(10)를 일체로 성형하되,
상기 압전소자 어셈블리(10)는:
스페이서(13)와;
스페이서(13)의 상하면에 밀착되는 제1 및 제2플레이트(11,12)와;
제1 및 제2플레이트(11,12)의 외면에 적층되는 제1 및 제2압전소자(14,15)와;
제1 및 제2압전소자(14,15)의 외면에 적층되는 제3 및 제4플레이트(16,17)와;
각 압전소자(14,15)들을 도전 가능하게 연결하는 코일(18);
로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 러버스프링을 이용한 자가 발전장치.
A piezoelectric device assembly (10) is integrally formed in a rubber spring (9) mounted on a rear wheel suspension of a commercial vehicle, the piezoelectric device assembly (10)
The piezoelectric element assembly 10 includes:
A spacer 13;
First and second plates (11, 12) adhered to the upper and lower surfaces of the spacer (13);
First and second piezoelectric elements (14, 15) laminated on outer surfaces of the first and second plates (11, 12);
Third and fourth plates (16, 17) stacked on the outer surfaces of the first and second piezoelectric elements (14, 15);
A coil (18) for conductively connecting each of the piezoelectric elements (14, 15);
Wherein the rubber spring is a spring.
청구항 2에 있어서,
상기 스페이서(13)와 제1 내지 제4플레이트(11,12,16,17)에는 각 압전소자(14,15)들을 도전 가능하게 연결하는 코일(18)이 지나가도록 안내홀(19)이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 러버스프링을 이용한 자가 발전장치.
The method of claim 2,
A guide hole 19 is formed in the spacer 13 and the first to fourth plates 11, 12, 16 and 17 so that the coil 18 for electrically connecting the piezoelectric elements 14 and 15 can pass therethrough. Wherein the rubber spring is formed of a rubber material.
상용차량의 후륜 현가장치에 탑재된 러버스프링(9)내에 상하방향으로 등간격으로 이루는 압전소자 어셈블리(10)를 일체로 성형하되,
상기 압전소자 어셈블리(10)는:
한 쌍의 스페이서(13) 또는 단일판 스페이서(13)와;
한 쌍의 스페이서(13) 사이에 배치되거나, 단일판 스페이서(13)의 일면에 배치되는 압전소자(20)들과;
상기 각 압전소자(20)들을 도전 가능하게 연결하는 코일(18);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 러버스프링을 이용한 자가 발전장치.
A piezoelectric device assembly (10) is integrally formed in a rubber spring (9) mounted on a rear wheel suspension of a commercial vehicle, the piezoelectric device assembly (10)
The piezoelectric element assembly 10 includes:
A pair of spacers 13 or single plate spacers 13;
Piezoelectric elements 20 disposed between the pair of spacers 13 or disposed on one surface of the single plate spacer 13;
A coil (18) for conductively connecting the piezoelectric elements (20);
Wherein the rubber spring comprises a rubber spring.
청구항 4에 있어서,
상기 스페이서(13)에는 각 압전소자(20)들을 도전 가능하게 연결하는 코일(18)이 지나가도록 안내홀(19)이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 러버스프링을 이용한 자가 발전장치.
The method of claim 4,
Wherein a guide hole (19) is formed in the spacer (13) so that a coil (18) for electrically connecting the piezoelectric elements (20) can pass therethrough.
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