KR102539318B1 - Hydraulic damper having energy harvestin - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼는 하부에 유체가 저장된 완충공간이 형성되고, 상부에 에너지전환공간이 형성된 댐퍼실린더와, 댐퍼실린더의 상하부를 관통하여 배치된 피스톤로드와, 피스톤로드에 결합되어, 댐퍼실린더의 완충공간과 에너지전환공간에 배치되는 피스톤과, 완충공간에 배치된 피스톤의 일측에 배치되는 블레이드와, 에너지전환공간에 배치된 피스톤의 일측에 배치되는 자성체와, 에너지전환공간에 배치되는 유도코일을 포함한다.
본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼는 댐퍼 내의 유동 저항을 회전 에너지로 전환하고, 회전 에너지를 이용하여 자성체를 회전시켜 전기를 발생시킬 수 있는 효과가 있다.
A hydraulic damper having an energy harvesting function according to the present invention includes a damper cylinder in which a buffer space for storing fluid is formed at the bottom and an energy conversion space is formed at the top, a piston rod disposed through upper and lower portions of the damper cylinder, and a piston rod coupled to, a piston disposed in the buffer space and the energy conversion space of the damper cylinder, a blade disposed on one side of the piston disposed in the buffer space, a magnetic body disposed on one side of the piston disposed in the energy conversion space, and energy conversion It includes an induction coil disposed in space.
The hydraulic damper having an energy harvesting function according to the present invention has an effect of converting flow resistance in the damper into rotational energy and generating electricity by rotating a magnetic body using the rotational energy.

Description

에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼{HYDRAULIC DAMPER HAVING ENERGY HARVESTIN}Hydraulic damper with energy harvesting function {HYDRAULIC DAMPER HAVING ENERGY HARVESTIN}

본 발명은 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 댐퍼에서 발생되는 유체의 유동을 이용하여 블레이드를 회전시키고, 회전된 블레이드의 회전 운동으로부터 에너지를 하베스팅 하는 유압 댐퍼에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic damper having an energy harvesting function, and more particularly, to a hydraulic damper that rotates a blade using the flow of fluid generated in the damper and harvests energy from the rotational motion of the rotated blade. will be.

차량의 현가장치는 차량 조향의 안정성 확보, 안락한 승차감 제공, 차량의 적정한 높이 유지, 충격 완화, 휠 얼라인먼트 유지, 차량 무게 지지, 타이어 접지 상태 유지 등 다양한 기능을 수행한다.The vehicle's suspension system performs various functions such as securing the stability of vehicle steering, providing a comfortable ride, maintaining the proper height of the vehicle, mitigating shock, maintaining wheel alignment, supporting the weight of the vehicle, and maintaining the ground condition of the tires.

현가장치 중 댐퍼를 포함하여 구성되는 스트럿 타입의 현가장치는, 공간을 적게 차지하며, 접지력이 양호하다. 또한 구조도 간단하기 때문에, 제조 비용이 저렴하여 승용 차량에 널리 사용되고 있다.Among suspension devices, a strut-type suspension device including a damper occupies a small space and has good grip. In addition, since the structure is simple, the manufacturing cost is low, and it is widely used in passenger vehicles.

댐퍼는, 밸브판이 결합된 피스톤로드가, 유체(오일 또는 공기)가 봉입된 실린더케이스 내에서 상하로 왕복운동하도록 구성된다. 피스톤이 실린더케이스 내에서 상대적으로 길이 방향으로 리니어 모션을 하는 동안 발생하는 유체의 유동 저항은 차량에 가해진 충격을 감쇠시킨다. 이러한 댐퍼는 노면의 상태와 차량의 주행 상황에 따라 지속적으로 작동하며, 이 때 발생하는 유체의 유동 저항은 대부분 열에너지로 소산된다.The damper is configured so that the piston rod to which the valve plate is coupled moves up and down in a cylinder case in which fluid (oil or air) is sealed. The flow resistance of the fluid generated while the piston makes a linear motion in a relatively longitudinal direction within the cylinder case damps the impact applied to the vehicle. These dampers continuously operate according to the condition of the road surface and driving conditions of the vehicle, and the flow resistance of the fluid generated at this time is mostly dissipated as thermal energy.

본 발명은 이러한 유체의 유동 저항을 이용하여 전기를 생성하기 위한 것으로, 유체의 유동저항을 회전에너지로 변환하고, 변환된 회전에너지를 이용하여 전기를 생성하여 저장 가능한 에너지로 전환하는 것이다.The present invention is to generate electricity using the flow resistance of the fluid, converting the flow resistance of the fluid into rotational energy, and generating electricity using the converted rotational energy to convert it into storable energy.

대한민국 공개특허 제10-2007-0096398 (2007.10.02 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2007-0096398 (published on 2007.10.02)

본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼는 댐퍼 내의 유동 저항을 회전 에너지로 전환하고, 회전 에너지를 저장가능한 전기 에너지로 전환할 수 있도록 하고자 한다. The hydraulic damper having an energy harvesting function according to the present invention is intended to convert the flow resistance in the damper into rotational energy and convert the rotational energy into storable electrical energy.

또한, 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼는 유동 저항의 회전 에너지 전환시 피스톤 로드의 회전을 방지하여 피스톤 로드와 결합되는 다른 구성의 내구성을 높일 수 있도록 하고자 한다.In addition, the hydraulic damper having an energy harvesting function according to the present invention prevents the rotation of the piston rod when converting the rotational energy of the flow resistance to increase the durability of other components coupled with the piston rod.

또한, 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼는 유동 저항을 이용하여 전기 에너지 전환시 일 방향으로의 회전이 발생되는 경우에만 전기 에너지를 생성할 수 있도록 하여 전기 에너지의 안정적인 이용을 할 수 있도록 하고자 한다. In addition, the hydraulic damper having an energy harvesting function according to the present invention can generate electrical energy only when rotation in one direction occurs when electrical energy is converted using flow resistance, so that electrical energy can be used stably. want to make it

본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼는 하부에 유체가 저장된 완충공간이 형성되고, 상부에 에너지전환공간(120)이 형성된 댐퍼실린더와, 댐퍼실린더의 상하부를 관통하여 배치된 피스톤로드와, 피스톤로드에 결합되어, 댐퍼실린더의 완충공간과 에너지전환공간에 배치되는 피스톤과, 완충공간에 배치된 피스톤의 일측에 배치되는 블레이드와, 에너지전환공간에 배치된 피스톤의 일측에 배치되는 자성체와, 에너지전환공간에 배치되는 유도코일을 포함한다. A hydraulic damper having an energy harvesting function according to the present invention includes a damper cylinder in which a buffer space for storing fluid is formed at the bottom and an energy conversion space 120 is formed at the top, and a piston rod disposed through the top and bottom of the damper cylinder. , A piston coupled to the piston rod and disposed in the buffer space and the energy conversion space of the damper cylinder, a blade disposed on one side of the piston disposed in the buffer space, and a magnetic body disposed on one side of the piston disposed in the energy conversion space , and includes an induction coil disposed in the energy conversion space.

본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼의 블레이드는 유체와 접촉하여, 피스톤로드가 이동하는 경우 유체와 블레이드 사이의 유동저항에 의해 피스톤은 피스톤로드를 중심으로 회전하며, 유도코일은 피스톤에 결합된 자성체에 의해 전기 에너지를 발생시킨다.The blade of the hydraulic damper having an energy harvesting function according to the present invention is in contact with the fluid, and when the piston rod moves, the piston rotates around the piston rod by the flow resistance between the fluid and the blade, and the induction coil is attached to the piston Electrical energy is generated by the coupled magnetic material.

본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼의 피스톤은 하부에 블레이드가 외면에 배치되는 원통 형상의 피스톤허브와, 피스톤허브의 상단부에서 연장되고, 피스톤허브의 직경보다 작은 직경을 갖는 연장실린더로 구성되며, 연장실린더의 외면에는 자성체가 배치되며, 댐퍼실린더의 내부에는 연장실린더가 관통배치되는 관통공이 형성된 격벽이 배치되어 완충공간과 에너지전환공간를 구획한다.The piston of the hydraulic damper having an energy harvesting function according to the present invention is a cylindrical piston hub having blades disposed on the outer surface at the bottom and an extension cylinder extending from the upper end of the piston hub and having a diameter smaller than that of the piston hub. A magnetic material is disposed on the outer surface of the extension cylinder, and a partition wall having a through hole through which the extension cylinder is disposed is disposed inside the damper cylinder to partition a buffer space and an energy conversion space.

본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼의 피스톤허브의 내면과 피스톤로드의 외면 사이, 연장실린더의 내면과 피스톤로드의 외면 사이에는 베어링이 배치되며, 피스톤허브의 하단부와 연장실린더의 상단부에 대응되는 피스톤로드에는 피스톤로드 상에서 피스톤의 상하 방향의 이동을 제한하는 고정구가 결합된다.Bearings are disposed between the inner surface of the piston hub and the outer surface of the piston rod of the hydraulic damper having an energy harvesting function according to the present invention, between the inner surface of the extension cylinder and the outer surface of the piston rod, and at the lower end of the piston hub and the upper end of the extension cylinder A fixture for limiting movement of the piston in the vertical direction on the piston rod is coupled to the corresponding piston rod.

본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼의 연장실린더에는 중앙측으로부터 상부 방향으로 직경이 감소하는 단턱부가 형성되고, 단턱부에는 외면에 자성체가 결합되는 자성체허브가 회전가능하게 결합되며, 자성체허브와 단턱부사이에는 단턱부가 일방향으로 회전하는 경우, 자성체허브를 회전시키는 라쳇기어부가 배치된다. The extension cylinder of the hydraulic damper having an energy harvesting function according to the present invention is formed with a stepped portion whose diameter decreases from the center to the top, and a magnetic hub coupled to the outer surface of the stepped portion is rotatably coupled to the magnetic body. Between the hub and the stepped portion, when the stepped portion rotates in one direction, a ratchet gear portion for rotating the magnetic hub is disposed.

본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼의 라쳇기어부는 단턱부에 결합되는 제1기어하우징과, 기어하우징에 일측이 회전가능하게 결합된 회전규제로드와, 자성체허브의 내측에 결합되고, 내면에 비대칭 경사를 갖는 내치기어가 형성된 제2 기어하우징을 포함한다. The ratchet gear part of the hydraulic damper having an energy harvesting function according to the present invention is coupled to a first gear housing coupled to the stepped portion, a rotation regulating rod having one side rotatably coupled to the gear housing, and an inner side of the magnetic hub, and a second gear housing having an internal gear having an asymmetrical inclination formed on an inner surface thereof.

본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼는 댐퍼 내의 유동 저항을 회전 에너지로 전환하고, 회전 에너지를 이용하여 자성체를 회전시켜 전기를 발생시킬 수 있는 효과가 있다. The hydraulic damper having an energy harvesting function according to the present invention has an effect of converting flow resistance in the damper into rotational energy and generating electricity by rotating a magnetic body using the rotational energy.

또한, 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼는 유동저항에 의해 회전 및 상하 이동하는 피스톤과 피스톤을 관통하여 피스톤과 동기화되어 이동하돼 상하로만 이동하는 피스톤 로드로 구성되어 피스톤 로드에 결합되는 다른 구성의 비틀림을 방지함으로써 전체 장치의 내구성을 높일 수 있는 효과가 있다. In addition, the hydraulic damper having an energy harvesting function according to the present invention is composed of a piston that rotates and moves up and down by flow resistance and a piston rod that moves in synchronization with the piston through the piston and moves only up and down, and is coupled to the piston rod There is an effect of increasing the durability of the entire device by preventing twisting of other components.

아울러 또한, 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼는 유동 저항을 이용하여 피스톤을 회전시키는 경우, 일 방향의 회전시에만 전기 에너지로의 전환을 발생시켜 전기 에너지를 안정적으로 이용할 수 있는 효과가 있다. In addition, when the hydraulic damper having an energy harvesting function according to the present invention rotates the piston using the flow resistance, the conversion to electrical energy occurs only when rotating in one direction, so that the electrical energy can be stably used. there is

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 피스톤로드 및 피스톤의 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼의 요부 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 자성체 및 라쳇기어부를 도시한 평단면도이다.
1 is a cross-sectional view of a hydraulic damper having an energy harvesting function according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of main parts of the piston rod and piston shown in Figure 1;
3 is a cross-sectional view of a main part of a hydraulic damper having an energy harvesting function according to another embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional plan view showing the magnetic body and the ratchet gear shown in FIG.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments are disclosed for illustrative purposes only, and may be modified and implemented in various forms. Therefore, the embodiments are not limited to the specific disclosed form, and the scope of the present specification includes changes, equivalents, or substitutes included in the technical spirit.

제 1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소는 제 1 구성요소로도 명명될 수 있다.Although terms such as first or second may be used to describe various components, such terms should only be construed for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.It should be understood that when an element is referred to as being “connected” to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, but one or more other features or numbers, It should be understood that the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this specification, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼에 관하여 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, a hydraulic damper having an energy harvesting function according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼의 단면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 피스톤로드 및 피스톤의 요부 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a hydraulic damper having an energy harvesting function according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of main parts of a piston rod and a piston shown in FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼는 댐퍼실린더(100), 피스톤로드(200) 및 피스톤(300)으로 구성되고, 피스톤(300)에는 피스톤로드(200)의 상하 이동시 회전 에너지를 발생시키는 블레이드(311)와, 회전 에너지를 전기 에너지로 전환시키는 자성체(322) 및 유도코일(122)로 구성된다. Referring to Figure 1, a hydraulic damper having an energy harvesting function according to an embodiment of the present invention is composed of a damper cylinder 100, a piston rod 200 and a piston 300, the piston 300 includes a piston rod It consists of a blade 311 generating rotational energy when the 200 moves up and down, a magnetic body 322 and an induction coil 122 converting the rotational energy into electrical energy.

댐퍼실린더(100)는 피스톤로드, 피스톤(300) 등이 수용되는 공간으로, 도 1에 도시된 바와 같이 하부에는 유체(112)가 저장된 완충공간(110)이 형성되고, 상부에는 에너지전환공간(120)이 형성된다. The damper cylinder 100 is a space in which a piston rod, a piston 300, etc. are accommodated, and as shown in FIG. 1, a buffer space 110 in which fluid 112 is stored is formed at the bottom, and an energy conversion space at the top ( 120) is formed.

이러한 댐퍼실린더(100)에는 상부와 하부가 완충을 요구하는 장치에 결합되는 피스톤로드(200)가 댐퍼실린더(100)의 상부와 하부를 관통하여 배치되며, 피스톤로드(200)에는 댐퍼실린더(100)의 완충공간(110)과 에너지전환공간(120)에 배치되는 피스톤(300)이 결합되어 피스톤로드(200)가 상하로 이동하는 경우 피스톤(300)은 피스톤로드(200)를 따라 상하로 이동된다. In such a damper cylinder 100, a piston rod 200, the upper and lower portions of which are coupled to a device requiring buffering, is disposed penetrating the upper and lower parts of the damper cylinder 100, and the damper cylinder 100 ) When the piston 300 disposed in the buffer space 110 and the energy conversion space 120 are combined to move the piston rod 200 up and down, the piston 300 moves up and down along the piston rod 200 do.

이때, 완충공간(110)에 배치된 피스톤(300)의 하부에는 블레이드(311)가 완충공간(110)에 저장된 유체(112)와 맞닿을 수 있도록 배치되며, 에너지전환공간(120)에 배치된 피스톤(300)의 상부에는 자성체(322)가 배치되며, 댐퍼실린더(100)의 내면 중 에너지전환공간(120)을 형성하는 내면에는 유도코일(122)이 배치된다. At this time, a blade 311 is disposed below the piston 300 disposed in the buffer space 110 so as to come into contact with the fluid 112 stored in the buffer space 110, and disposed in the energy conversion space 120. A magnetic material 322 is disposed on the top of the piston 300, and an induction coil 122 is disposed on the inner surface of the damper cylinder 100 forming the energy conversion space 120.

따라서, 피스톤로드(200)가 상하로 이동하면 유체(112)와 블레이드(312) 사이에는 유동저항이 발생하게 되며, 이러한 유동저항에 의해 피스톤(300)이 피스톤로드(200)를 중심으로 회전하며, 상하로 이동하게 된다. 피스톤(300)이 피스톤로드(200)를 중심으로 회전하면, 피스톤(300)에 결합된 자성체(322)는 이동을 하여 유도코일에 유도전기를 발생시키게 된다. Therefore, when the piston rod 200 moves up and down, flow resistance is generated between the fluid 112 and the blade 312, and the piston 300 rotates around the piston rod 200 due to this flow resistance, , it moves up and down. When the piston 300 rotates around the piston rod 200, the magnetic body 322 coupled to the piston 300 moves to generate induction electricity in the induction coil.

도 2를 참조하여 피스톤(300)을 보다 구체적으로 살펴보면 아래와 같다. Looking at the piston 300 in more detail with reference to FIG. 2 is as follows.

피스톤(300)은 하부에 블레이드(312)가 외면에 배치되는 원통 형상의 피스톤허브(310)와, 피스톤허브(310)의 상단부에서 연장되고, 피스톤허브(310)의 직경보다 작은 직경을 갖는 연장실린더(320)로 구성되며, 자성체(322)는 연장실린더(320)의 외면에 배치된다. The piston 300 includes a cylindrical piston hub 310 in which a blade 312 is disposed on an outer surface of the lower part, and an extension extending from an upper end of the piston hub 310 and having a diameter smaller than that of the piston hub 310. Consists of a cylinder 320, the magnetic body 322 is disposed on the outer surface of the extension cylinder (320).

댐퍼실린더(100)의 내부에는 연장실린더(320)가 관통배치될 수 있도록 관통공이 형성된 격벽(130)이 배치되어 완충공간(110)과 에너지전환공간(120)를 구획하여, 완충공간(110)에 저장된 유체(112)가 에너지전환공간(120)으로 유입되는 것을 방지한다. Inside the damper cylinder 100, a partition wall 130 having a through hole is disposed so that the extension cylinder 320 can be disposed therethrough, and divides the buffer space 110 and the energy conversion space 120 so that the buffer space 110 It prevents the fluid 112 stored in from flowing into the energy conversion space 120.

이때, 피스톤허브(310)의 내면과 피스톤로드(200)의 외면 사이, 연장실린더(320)의 내면과 피스톤로드(200)의 외면 사이에는 피스톤(300)이 보다 원활하게 회전할 수 있도록 피스톤로드(200)와 피스톤(300) 사이의 마찰을 감소시키는 베어링(210)이 배치된다. 본 실시예에서는 볼베어링이 사용되나, 이러한 베어링에 제한되지 않고, 다양한 베어링이 사용될 수 있다. At this time, between the inner surface of the piston hub 310 and the outer surface of the piston rod 200, between the inner surface of the extension cylinder 320 and the outer surface of the piston rod 200, the piston rod 300 can rotate more smoothly. A bearing 210 is disposed to reduce friction between the 200 and the piston 300. Although ball bearings are used in this embodiment, it is not limited to these bearings, and various bearings may be used.

아울러 피스톤(300)의 상단과 하단측의 피스톤로드(200), 즉 피스톤허브(310)의 하단부와 연장실린더(320)의 상단부에 대응되는 피스톤로드(200)에는 피스톤로드(200) 상에서 피스톤(300)의 상하 방향의 이동을 제한하는 고정구(220)가 결합된다. 따라서 피스톤(300)은 피스톤로드(200)를 따라 상하로 이동하며, 피스톤로드(200)를 중심으로 회전할 수 있게 된다. In addition, the piston rod 200 at the upper and lower ends of the piston 300, that is, the piston rod 200 corresponding to the lower end of the piston hub 310 and the upper end of the extension cylinder 320, the piston on the piston rod 200 ( The fixture 220 for limiting the vertical movement of the 300 is coupled. Accordingly, the piston 300 moves up and down along the piston rod 200 and can rotate around the piston rod 200 .

본 실시예에서 사용되는 고정구(220)는 스냅링이 사용되었으나, 스냅링은 하나의 고정구에 대한 실시예로 피스톤(300)과 피스톤로드(200)가 상하로 동시에 이동하며, 피스톤로드(200)를 중심으로 피스톤(300)이 회전할 수 있는 어떠한 고정구가 사용될 수 있다. The fixture 220 used in this embodiment is a snap ring, but the snap ring is an embodiment for one fixture, and the piston 300 and the piston rod 200 move up and down simultaneously, and the piston rod 200 is the center. As such, any fixture in which the piston 300 can rotate may be used.

위에서 설명한 실시예의 경우, 피스톤로드(200)의 이동방향에 따라 피스톤(300)이 정방향 또는 역방향으로 회전할 수 있다. 이 경우 유도코일(122)에서는 피스톤(300)의 회전방향에 따라 위상이 다른 유도전기가 발생될 수 있으며, 이러한 유도전기는 피스톤로드(200)에 가해지는 힘의 방향에 따라 비주기적으로 발생될 수 있다. 따라서 이러한 유도전기를 안정적으로 사용하기 위해서는 별도의 복잡한 기기가 추가되어야 한다. 따라서 피스톤(300)이 한쪽 방향으로 회전하는 경우에만 유도전기가 발생될 수 있도록 하는 것이 보다 바람직하다. In the case of the embodiment described above, the piston 300 may rotate in a forward or reverse direction according to the moving direction of the piston rod 200 . In this case, induction coil 122 may generate induced electricity having a different phase according to the direction of rotation of piston 300, and such induced electricity may be generated aperiodically according to the direction of force applied to piston rod 200. can Therefore, in order to stably use such induction electricity, a separate and complicated device must be added. Therefore, it is more preferable to generate induced electricity only when the piston 300 rotates in one direction.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼의 요부 단면도이며, 도 4는 도 1에 도시된 자성체 및 라쳇기어부를 도시한 평단면도로, 피스톤(300)이 한쪽 방향으로 회전하는 경우에만 자성체(322)를 회전시켜 유도전기를 발생시키는 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼의 실시예이다. 3 is a cross-sectional view of a main part of a hydraulic damper having an energy harvesting function according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a planar cross-sectional view showing a magnetic body and a ratchet gear shown in FIG. 1, in which the piston 300 moves in one direction This is an embodiment of a hydraulic damper having an energy harvesting function that generates induction electricity by rotating the magnetic body 322 only when it rotates.

도 3 및 도 4를 참조하면 피스톤(300)이 한쪽 방향으로 회전하는 경우에만 자성체(322)를 회전시키기 위해 연장실린더(320)는 중앙측으로 부터 상부 방향으로 직경이 감소하는 단턱부(320a)를 형성하고, 단턱부(320a)에는 외면에 자성체(322)가 결합되는 자성체허브(330)를 회전가능하게 결합하며, 자성체허브(330)와 단턱부(320a)사이에는 단턱부(320a)가 한쪽 방향으로 회전하는 경우, 자성체허브(330)를 회전시키는 라쳇기어부(400)를 배치할 수 있다. 3 and 4, in order to rotate the magnetic body 322 only when the piston 300 rotates in one direction, the extension cylinder 320 has a stepped portion 320a whose diameter decreases from the center to the top. And, to the stepped portion 320a, a magnetic hub 330 to which a magnetic substance 322 is coupled to the outer surface is rotatably coupled, and between the magnetic hub 330 and the stepped portion 320a, the stepped portion 320a is on one side. When rotating in the direction, the ratchet gear unit 400 for rotating the magnetic hub 330 may be disposed.

즉 앞에서 설명한 실시예와 다르게, 연장실린더(320) 상에서 연장실린더(320)를 중심으로 회전하는 자성체허브(330)를 추가로 구성하고, 자성체허브(330)와 연장실린더(320) 사이에 한쪽 방향으로 회전을 하는 경우에만 회선을 하는 라쳇기어부(400)를 배치한다. That is, unlike the above-described embodiment, a magnetic hub 330 that rotates around the extension cylinder 320 is additionally configured on the extension cylinder 320, and the magnetic hub 330 and the extension cylinder 320 are interposed in one direction. Arrange the ratchet gear part 400 that rotates only when rotating as.

다만 자성체허브(330)를 추가로 구성하는 경우, 연장실린더(320)에 직경이 축소되는 단턱부(320a)를 구성하고, 단턱부(320a)에 자성체허브(330)가 삽입될 수 있도록 구성하여 자성체허브(330)로 인하여 전체적인 크기가 커지는 것을 방지하였다. However, when the magnetic hub 330 is additionally configured, a stepped portion 320a having a reduced diameter is formed in the extension cylinder 320, and the magnetic hub 330 is inserted into the stepped portion 320a. Due to the magnetic hub 330, the overall size is prevented from increasing.

이때 자성체허브(330)와 단턱부(320a) 사이에는 마찰을 감소시키는 베어링이 도 3과 같이 배치될 수 있다. At this time, a bearing reducing friction may be disposed between the magnetic hub 330 and the stepped portion 320a as shown in FIG. 3 .

도 4를 참조하면 라쳇기어부(400)는 단턱부(320a)에 결합되는 제1기어하우징(410), 기어하우징(410)에 일측이 회전가능하게 결합된 회전규제로드(420), 자성체허브(330)의 내측에 결합되고 내면에 비대칭 경사를 갖는 내치기어(432)가 형성된 제2 기어하우징(430)으로 구성된다. Referring to FIG. 4, the ratchet gear unit 400 includes a first gear housing 410 coupled to the stepped portion 320a, a rotation regulating rod 420 having one side rotatably coupled to the gear housing 410, and a magnetic hub It is composed of a second gear housing 430 coupled to the inside of 330 and having an internal gear 432 having an asymmetrical inclination formed on the inner surface.

여기서 내치기어(432)는 도 4의 확대도에 도시된 바와 같이 경사가 급한 제1경사면(432a)과 경사가 완만한 제2경사면(432b)로 구성되어 단턱부(320a)가 반시계방향으로 회전하는 경우 회전규제로드(420)의 단부가 내치기어(432)의 제1경사면(432a)에 걸려 제1 기어하우징(430)을 단턱부(320a)와 같은 방향인 반시계 방향으로 회전시켜 유도전기를 발생시키고, 단턱부(320a)가 시계방향으로 회전하는 경우 회전규제로드(420)의 단부는 제2경사면(432b)를 따라 이동하게 되어 제2 기어하우징(430) 및 자성체허브(330)를 회전시키지 않게 된다. Here, the internal gear 432 is composed of a first inclined surface 432a with a steep slope and a second inclined surface 432b with a gentle slope, as shown in the enlarged view of FIG. In the case of rotation, the end of the rotation regulating rod 420 is hooked on the first inclined surface 432a of the internal gear 432 and rotates the first gear housing 430 counterclockwise in the same direction as the stepped portion 320a to induce induction. When electricity is generated and the stepped portion 320a rotates clockwise, the end of the rotation regulating rod 420 moves along the second inclined surface 432b, causing the second gear housing 430 and the magnetic hub 330 to move. will not rotate.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

100 : 댐퍼실린더 110 : 완충공간
112 : 유체 120 : 에너지 전환공간
122 : 유도코일 130 : 격벽
200 : 피스톤로드 210 : 베어링
220 : 고정구 300 : 피스톤
310 : 피스톤허브 312 : 블레이드
320 : 연장실린더 320a : 단턱부
322 : 자성체 330 : 자성체허브
400 : 래칫기어부 410 : 제1 기어하우징
420 : 회전규제로드 430 : 제2 기어하우징
432 : 내치기어
100: damper cylinder 110: buffer space
112: fluid 120: energy conversion space
122: induction coil 130: bulkhead
200: piston rod 210: bearing
220: fixture 300: piston
310: piston hub 312: blade
320: extension cylinder 320a: stepped portion
322: magnetic body 330: magnetic body hub
400: ratchet gear unit 410: first gear housing
420: rotation regulating rod 430: second gear housing
432: take off gear

Claims (5)

하부에 유체가 저장된 완충공간이 형성되고, 상부에 에너지전환공간이 형성된 댐퍼실린더;
상기 댐퍼실린더의 상하부를 관통하여 배치된 피스톤로드;
상기 피스톤로드에 결합되어, 상기 댐퍼실린더의 완충공간과 에너지전환공간에 배치되는 피스톤;
상기 완충공간에 배치된 피스톤의 일측에 배치되는 블레이드;
상기 에너지전환공간에 배치된 피스톤의 일측에 배치되는 자성체; 및
상기 에너지전환공간에 배치되는 유도코일을 포함하고,
상기 블레이드는 상기 유체와 접촉하여, 상기 피스톤로드가 이동하는 경우 상기 유체와 상기 블레이드 사이의 유동저항에 의해 상기 피스톤은 상기 피스톤로드를 중심으로 회전하며, 상기 유도코일은 상기 피스톤에 결합된 상기 자성체에 의해 전기 에너지를 발생시키며,
상기 피스톤은
하부에 상기 블레이드가 외면에 배치되는 원통 형상의 피스톤허브와,
상기 피스톤허브의 상단부에서 연장되고, 상기 피스톤허브의 직경보다 작은 직경을 갖는 연장실린더로 구성되며,
상기 연장실린더의 외면에는 상기 자성체가 배치되며,
상기 댐퍼실린더의 내부에는 상기 연장실린더가 관통배치되는 관통공이 형성된 격벽이 배치되어 상기 완충공간과 에너지전환공간를 구획하고,
상기 피스톤허브의 내면과 상기 피스톤로드의 외면 사이와, 상기 연장실린더의 내면과 상기 피스톤로드의 외면 사이에는 베어링이 배치되며,
상기 피스톤허브의 하단부와 상기 연장실린더의 상단부에 대응되는 상기 피스톤로드에는 상기 피스톤로드 상에서 피스톤의 상하 방향의 이동을 제한하는 고정구가 결합되고,
상기 연장실린더에는 중앙측으로 부터 상부 방향으로 직경이 감소하는 단턱부가 형성되고,
상기 단턱부에는 외면에 상기 자성체가 결합되는 자성체허브가 회전가능하게 결합되며,
상기 자성체허브와 상기 단턱부 사이에는 상기 단턱부가 일방향으로 회전하는 경우, 상기 자성체허브를 회전시키는 라쳇기어부가 배치되는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼.
A damper cylinder in which a buffer space for storing fluid is formed at the bottom and an energy conversion space is formed at the top;
a piston rod disposed penetrating the upper and lower portions of the damper cylinder;
a piston coupled to the piston rod and disposed in a buffer space and an energy conversion space of the damper cylinder;
a blade disposed on one side of the piston disposed in the buffer space;
a magnetic material disposed on one side of the piston disposed in the energy conversion space; and
Including an induction coil disposed in the energy conversion space,
The blade is in contact with the fluid, and when the piston rod moves, the piston rotates around the piston rod by the flow resistance between the fluid and the blade, and the induction coil is the magnetic body coupled to the piston. generates electrical energy by
the piston
A cylindrical piston hub in which the blade is disposed on an outer surface at a lower portion;
It is composed of an extension cylinder extending from the upper end of the piston hub and having a diameter smaller than that of the piston hub,
The magnetic body is disposed on the outer surface of the extension cylinder,
Inside the damper cylinder, a partition wall having a through hole through which the extension cylinder is disposed is disposed to divide the buffer space and the energy conversion space,
Bearings are disposed between the inner surface of the piston hub and the outer surface of the piston rod, and between the inner surface of the extension cylinder and the outer surface of the piston rod,
A fixture for limiting the movement of the piston in the vertical direction on the piston rod is coupled to the piston rod corresponding to the lower end of the piston hub and the upper end of the extension cylinder,
The extension cylinder is formed with a stepped portion whose diameter decreases in an upward direction from the center side,
A magnetic body hub coupled to the magnetic body is rotatably coupled to the outer surface of the stepped portion,
A hydraulic damper having an energy harvesting function, characterized in that between the magnetic hub and the stepped portion is disposed a ratchet gear portion for rotating the magnetic hub when the stepped portion rotates in one direction.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 라쳇기어부는
상기 단턱부에 결합되는 제1기어하우징과,
상기 제1기어하우징에 일측이 회전가능하게 결합된 회전규제로드와,
상기 자성체허브의 내측에 결합되고, 내면에 비대칭 경사를 갖는 내치기어가 형성된 제2 기어하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅 기능을 갖는 유압 댐퍼.
According to claim 1,
The ratchet gear part
A first gear housing coupled to the stepped portion;
A rotation regulating rod having one side rotatably coupled to the first gear housing;
A hydraulic damper having an energy harvesting function, characterized in that it comprises a second gear housing coupled to the inner side of the magnetic hub and having an internal gear having an asymmetric inclination on the inner surface.
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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