KR102251439B1 - 서스펜션용 발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서스펜션용 발전장치에 관한 것으로, 차체와 로어암 사이에 배치되고, 진동에 의한 충격을 흡수하는 완충부와, 완충부에 가압되고 압전소자에 의해 전류를 생성하는 발전부와, 발전부에서 생성되는 전류를 공급받는 저장부를 포함하여, 진동에너지를 전기에너지로 전환하여 연비를 절감할 수 있다.

Description

서스펜션용 발전장치{GENERATOR FOR SUSPENSION}
본 발명은 서스펜션용 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 진동을 완화하는 과정에서 발생되는 복원력을 이용하여 전류를 생성할 수 있는 서스펜션용 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 쇽업소버는 자동차 등의 이동수단에 설치되며 주행시 노면으로부터 전달되는 진동이나 충격 등을 흡수하여 승차감을 향상시킨다.
쇽업소버는 실린더와, 실린더에 압축 가능하게 설치된 피스톤 로드를 포함하며, 실린더와 피스톤 로드가 각각 차체 또는 바퀴나 차축에 설치된다.
이러한 쇽업소버는 진동이나 충격을 흡수하는 과정에서 피스톤 로드가 왕복 이동하게 되며, 최근에는 피스톤 로드의 왕복 운동시 발생되는 에너지를 이용하여 다시 에너지로 회생하고자 하는 시도가 진행되고 있다.
종래의 차량용 회생 감쇠 장치는 차체측에 발전기가 구비되고, 피스톤 로드의 왕복운동을 회전운동으로 변환하여 발전기로 전달한다. 이를 위해 차량용 회생 감쇠 장치는 왕복운동을 회전운동으로 변환하기 위한 운동변환장치를 갖는다.
운동변환장치는 볼 스크류장치가 사용될 수 있다. 볼 스크류장치는 피스톤 로드와 볼 스크류장치가 연결되며, 피스톤 로드의 왕복운동에 따라 볼 스크류가 회전하게 되며, 이 회전력을 발전기로 전달하여 전기를 발생할 수 있다.
그러나, 종래의 직선형 회생 댐퍼 장치는 왕복운동을 회전운동으로 변환하기 위해 사용되는 볼 스크류장치로 인해 기동 마찰력이 증가하게 되며, 이에 따라 소음이 발생되고, 승차감을 저하시키는 요인이 되고 있다. 또한, 이러한 직선형 회생 댐퍼 장치는 쇽업소버를 대체하여 설치되고 있으나, 쇽업소버에 비해 감쇠력 성능이 떨어지며, 이에 따라 전체적인 차량의 승차감 및 주행 성능을 저하시키고 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2010-0093803호(2010.08.26. 공개, 발명의 명칭 : 차량용 회생 감쇠 장치)에 게시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 차량 진동을 완화하는 과정에서 발생되는 복원력을 이용하여 전류를 생성할 수 있는 서스펜션용 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 서스펜션용 발전장치는: 차체와 로어암 사이에 배치되고, 진동에 의한 충격을 흡수하는 완충부; 상기 완충부에 가압되고 압전소자에 의해 전류를 생성하는 발전부; 및 상기 발전부에서 생성되는 전류를 공급받는 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 완충부는 상기 차체와 상기 로어암 사이에 배치되고 충격을 흡수하는 충격흡수부; 상기 차체에 장착되고, 상기 충격흡수부의 상부를 지지하는 상부지지부; 및 상기 로어암에 장착되고, 상기 충격흡수부의 하부를 지지하는 하부지지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하부지지부는 상기 로어암에 형성되고, 상기 발전부가 삽입되도록 상측이 개구되는 하부삽입부; 및 상기 하부삽입부를 커버하고, 상기 충격흡수부의 하부를 지지하며, 상기 발전부를 가압하는 하부가압부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하부가압부는 상기 발전부와 접촉되어 상기 발전부를 가압하는 가압판부; 및 상기 가압판부의 가장자리에서 하방으로 연장되어 상기 하부삽입부를 감싸는 가압커버부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 서스펜션용 발전장치는: 상기 완충부에 장착되고, 상기 완충부의 길이가 줄어들면 상기 발전부를 추가로 가압하는 보조완충부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보조완충부는 상기 완충부에 상단부가 장착되는 보조고정부; 상기 보조고정부에 삽입되는 보조삽입부; 및 상기 보조고정부에 내장되고 상기 보조삽입부를 탄성 지지하는 보조탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 서스펜션용 발전장치는: 상기 저장부의 충전 여부를 측정하는 감지부; 및 상기 감지부의 감지신호를 수신하여 사용자에게 알려주는 알림부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 서스펜션용 발전장치는 차량 주행환경에 의해 상하 진동이 발생하는 경우 복원부의 복원력에 의해 발전부에서 전류를 생성하여 전기자동차의 연비를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션용 발전장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 완충부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조완충부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부와 알림부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 서스펜션용 발전장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션용 발전장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 완충부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션용 발전장치(1)는 완충부(10)와, 발전부(20)와, 저장부(30)를 포함한다.
완충부(10)는 차체(100)와 로어암(200) 사이에 배치되고, 진동에 의한 충격을 흡수한다. 일예로, 완충부(10)는 차체 주행중 바퀴를 통해 전달되는 진동을 흡수하는 서스펜션이 될 수 있다.
발전부(20)는 완충부(10)에 가압되고 압전소자에 의해 전류를 생성한다. 일예로, 발전부(20)는 압전효과를 나타내는 물질을 이용하고, 외부로부터 기계적 변형을 가하면 전기 분극이 나타나 전류를 생성할 수 있다.
저장부(30)는 발전부(20)에서 생성되는 전류를 공급받는다. 일예로, 저장부(30)는 차체에 장착되는 배터리가 될 수 있다. 그 외, 저장부(30)는 바퀴에 제동력을 제공하는 전자브레이크용 배터리가 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 완충부(10)는 충격흡수부(70)와, 상부지지부(80)와, 하부지지부(90)를 포함한다.
충격흡수부(70)는 차체(100)와 로어암(200) 사이에 배치되고 충격을 흡수한다. 일예로, 충격흡수부(70)는 코일스프링 형상을 할 수 있다.
상부지지부(80)는 차체(100)에 장착되고, 충격흡수부(70)의 상부를 지지한다. 일예로, 상부지지부(80)는 차체(100)의 저면에 볼트 결합되고, 충격흡수부(70)의 이탈을 방지하도록 충격흡수부(70)의 상부를 감싸도록 형성될 수 있다. 또한, 충격흡수부(70)의 상단부를 상부지지부(80)에 결합하는 별도의 결합수단이 포함될 수 있다.
하부지지부(90)는 로어암(200)에 장착되고, 충격흡수부(70)의 하부를 지지한다. 보다 구체적으로, 하부지지부(90)는 하부삽입부(91)와 하부가압부(92)를 포함한다.
하부삽입부(91)는 로어암(200)에 형성되고, 발전부(20)가 삽입되도록 상측이 개구된다. 일예로, 하부삽입부(91)는 로어암(200)의 상측에 볼트 결합되는 제1하부삽입부(911)와, 제1하부삽입부(911)의 가장자리에서 상방으로 연장되는 제2하부삽입부(912)를 포함하고, 상측이 개구된 용기 형상을 할 수 있다. 이러한 하부삽입부(91)의 내부에는 발전부(20)가 삽입될 수 있다. 이때, 제2하부삽입부(912)의 고점보다 발전부(20)의 고점이 더 높게 배치될 수 있다.
하부가압부(92)는 하부삽입부(91)를 커버하고, 충격흡수부(70)의 하부를 지지하며, 발전부(20)를 가압한다. 보다 구체적으로, 하부가압부(92)는 상측이 충격흡수부(70)를 지지하고 하측이 발전부(20)와 접촉되어 발전부(20)를 가압할 수 있는 가압판부(921)와, 가압판부(921)의 가장자리에서 하방으로 연장되어 제2하부삽입부(912)를 감싸는 가압커버부(922)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조완충부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션용 발전장치(1)는 보조완충부(40)를 더 포함할 수 있다.
보조완충부(40)는 완충부(10)에 장착되고, 완충부(10)의 길이가 줄어들면 발전부(20)를 추가로 가압한다. 보다 구체적으로, 보조완충부(40)는 보조고정부(41)와, 보조삽입부(42)와, 보조탄성부(43)를 포함한다.
보조고정부(41)의 상단부는 완충부(10)에 장착된다. 일예로, 보조고정부(41)는 상부지지부(80)의 중앙부에 장착되고, 충격흡수부(70)를 관통하는 원통 형상을 할 수 있다.
보조삽입부(42)는 보조고정부(41)에 삽입된다. 일예로, 보조삽입부(42)는 보조고정부(41)에 삽입되고 보조고정부(41)의 하단부에 걸쳐져 이탈이 제한되는 제1보조삽입부(421)와, 제1보조삽입부(421)에서 하방으로 연장되고 평상시 발전부(20)와 이격되는 제2보조삽입부(421)를 포함할 수 있다. 이러한 보조삽입부(42)는 차체(100)와 로어암(200) 간의 거리가 줄어들면 발전부(20)를 덮는 하부가압부(92)를 타격하거나, 하부가압부(92)를 관통하여 발전부(20)를 직접 타격할 수 있다.
보조탄성부(43)는 보조고정부(41)에 내장되고 보조삽입부(42)를 탄성 지지한다. 일예로, 보조탄성부(43)는 차체(100)와 로어암(200) 간의 거리가 줄어들 때 보조삽입부(42)가 발전부(20)를 가압할 수 있도록 충격흡수부(70) 보다 스프링 강성이 크게 설계될 수 있다. 이러한 보조탄성부(43)는 충격흡수부(70)와 함께 이중으로 충격을 흡수할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부와 알림부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션용 발전장치(1)는 감지부(50)와 알림부(60)를 더 포함할 수 있다.
감지부(50)는 저장부(30)의 충전 여부를 측정하고, 알림부(60)는 감지부(50)의 감지신호를 수신하여 사용자에게 알려준다. 일예로, 감지부(50)는 저장부(30)에 장착되어 전류 공급 여부를 측정할 수 있거나, 발전부(20)에 구비되어 발전부(20)의 전류 생성 여부를 측정할 수 있다. 그 외, 감지부(50)는 발전부(20)가 정상적으로 전류를 생성하는지 여부를 다양한 측정수단을 통해 획득할 수 있다. 한편, 알림부(60)는 차량 내부 클러스트에서 점등되어 운전자에게 이상 유무를 알려주거나, 경고음을 생성할 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션용 발전장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
차체(100)와 로어암(200) 사이에 완충부(10)가 배치되고, 발전부(20)는 완충부(10)의 하부에 의해 가압 가능하도록 설치된다.
상기한 상태에서 차량 주행 환경으로 인해 차체(100)와 로어암(200) 간의 간격이 줄어들면, 완충부(10)의 복원력에 의해 발전부(20)가 가압되어 발전부(20)에서 전류가 생성된다.
발전부(20)에서 생성된 전류는 저장부(30)에 저장되어 차량 주행이나 제동시 동력원이 되므로, 전기차의 연비를 향상시킬 수 있다.
한편, 보조완충부(40)는 완충부(10)에 장착되고 평상시 발전부(20)와 이격된 상태를 유지한다. 그리고, 차량 주행 환경으로 인해 차체(100)와 로어암(200) 간의 간격이 줄어들면, 보조완충부(40)가 발전부(20)를 추가로 가압한다. 또한, 보조완충부(40)에는 보조탄성부(43)가 구비되어 충격흡수부와(70)와 함께 이중으로 충격을 완화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션용 발전장치(1)는 차량 주행환경에 의해 상하 진동이 발생하는 경우 복원부(10)의 복원력에 의해 가압되는 발전부(20)에서 전류를 생성하여 전기자동차의 연비를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 완충부 20 : 발전부
30 : 저장부 40 : 보조완충부
41 : 보조고정부 42 : 보조삽입부
43 : 보조탄성부 50 : 감지부
60 : 알림부 70 : 충격흡수부
80 : 상부지지부 90 : 하부지지부

Claims (7)

  1. 차체와 로어암 사이에 배치되고, 진동에 의한 충격을 흡수하는 완충부;
    상기 완충부에 가압되고 압전소자에 의해 전류를 생성하는 발전부;
    상기 발전부에서 생성되는 전류를 공급받는 저장부; 및
    상기 완충부에 장착되고, 상기 완충부의 길이가 줄어들면 상기 발전부를 추가로 가압하는 보조완충부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션용 발전장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 완충부는
    상기 차체와 상기 로어암 사이에 배치되고 충격을 흡수하는 충격흡수부;
    상기 차체에 장착되고, 상기 충격흡수부의 상부를 지지하는 상부지지부; 및
    상기 로어암에 장착되고, 상기 충격흡수부의 하부를 지지하는 하부지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션용 발전장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 하부지지부는
    상기 로어암에 형성되고, 상기 발전부가 삽입되도록 상측이 개구되는 하부삽입부; 및
    상기 하부삽입부를 커버하고, 상기 충격흡수부의 하부를 지지하며, 상기 발전부를 가압하는 하부가압부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션용 발전장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 하부가압부는
    상기 발전부와 접촉되어 상기 발전부를 가압하는 가압판부; 및
    상기 가압판부의 가장자리에서 하방으로 연장되어 상기 하부삽입부를 감싸는 가압커버부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션용 발전장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 보조완충부는
    상기 완충부에 상단부가 장착되는 보조고정부;
    상기 보조고정부에 삽입되는 보조삽입부; 및
    상기 보조고정부에 내장되고 상기 보조삽입부를 탄성 지지하는 보조탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션용 발전장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 저장부의 충전 여부를 측정하는 감지부; 및
    상기 감지부의 감지신호를 수신하여 사용자에게 알려주는 알림부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서스펜션용 발전장치.
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