KR20120136454A - 선형발전기를 포함하는 자동차용 댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모든 차량에 적용되는 댐퍼에 선형발전기를 병렬로 연결하여 댐퍼에서 소모되는 에너지를 전기적 에너지로 변환하여 에너지 효율을 향상시키는 선형발전기를 포함하는 자동차용 댐퍼를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 원통형상의 제1몸통, 상기 제1몸통 끝단에 형성되는 제1연결부, 상기 제1몸통의 내부에 삽입되는 제2몸통, 상기 제2몸통의 끝단에 형성되는 제2연결부를 포함하며, 상기 제1연결부와 제2연결부의 상대적인 이동 속도에 따라 감쇠력을 발생하는 댐퍼; 및 제1외부케이스, 상기 제1외부케이스 끝단에 형성되는 제1고정부, 상기 제1외부케이스 내부에 삽입되는 제2외부케이스, 상기 제1고정부에 고정되며 다수의 자석이 고정되는 자석 구조체, 상기 제2고정부에 고정되며, 상기 자석 구조체를 내부에 수용하는 권선고정체, 상기 권선고정체 외부에 권선되는 전선을 포함하는 선형발전기를 포함하되, 상기 선형발전기는 상기 댐퍼에 병렬로 연결되어 댐퍼와 동일한 운동을 하는 선형발전기를 포함한다.

Description

선형발전기를 포함하는 자동차용 댐퍼{Shock absorber for vehicle including linear generator}

본 발명은 선형발전기를 포함하는 자동차용 댐퍼에 관한 것으로 더욱 상세하게는 자동차용 댐퍼에 선형발전기를 병렬로 연결하여 차량 운행 중 발생하는 수직 진동을 전기적 에너지로 변환하는 선형발전기를 포함하는 자동차용 댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 노면의 상태에 따라 차체에 진동이 전달되는데 이러한 진동을 최소화시키기 위하여 현가장치를 구비한다.

상기 현가장치는 타이어와 차체 사이를 연결하는 기구로 차량의 수직으로 이동할 수 있어 노면의 높낮이에 따라 상하로 이동하여 노면의 진동을 일부 흡수하는 구조로 되어있다.

또한 상기 현가장치는 다수의 종류로 나눌 수 있으나, 대부분의 장치는 타이어와 같이 이동하는 로우암을 포함하며, 상기 로우암과 차체 사이에 진동을 감쇄하기 위한 스프링과 댐퍼를 포함한다.

상기 스프링은 로우암이 노면에 따라 차체에 대하여 회전하는 경우 그 회전에 의하여 수축하여 차체에 전달되는 것을 일차적으로 방지하며, 압축된 스프링의 팽창에 의한 에너지는 댐퍼가 서서히 흡수하여 차체의 진동을 최소화하는 기능을 수행한다.

통상 스프링은 상기 로우암의 상하 이동에 의하여 스프링력이 발생하고, 상기 댐퍼는 로우암의 이동 속도에 따라 댐핑력이 발생한다.

따라서, 자동차는 주행 중에 상기 스프링과 댐퍼의 기능에 의하여 차체의 진동을 최대한 억제하나 그 한계에 의하여 항상 진동이 발생하며, 특히 상기 댐퍼는 지속적으로 에너지를 소모하는 역할을 한다.

물론, 상기 댐퍼의 에너지 소모에 의하여 차체의 진동을 억제시켜 차체의 안락성을 보장하는 역할을 하지만, 상기 댐퍼에서 소모되는 에너지는 별도로 저장하고 있지 않다.

특히 친환경 차량과 연비 경쟁이 치열한 현대의 차량에서 이러한 에너지도 일부 저장하여 사용하는 경우 차량의 연비 향상에 일부 도움을 줄 수 있으며, 향후 전기차나 하이브리드 차량의 경우에는 전기적 에너지의 사용량이 높으므로 상기와 같은 댐퍼에서 소모되는 에너지를 저장하여 재사용하는 경우 그 효율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로 모든 차량에 적용되는 댐퍼에 선형발전기를 병렬로 연결하여 댐퍼에서 소모되는 에너지를 전기적 에너지로 변환하여 에너지 효율을 향상시키는 선형발전기를 포함하는 자동차용 댐퍼를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 원통형상의 제1몸통, 상기 제1몸통 끝단에 형성되는 제1연결부, 상기 제1몸통의 내부에 삽입되는 제2몸통, 상기 제2몸통의 끝단에 형성되는 제2연결부를 포함하며, 상기 제1연결부와 제2연결부의 상대적인 이동 속도에 따라 감쇠력을 발생하는 댐퍼; 및 제1외부케이스, 상기 제1외부케이스 끝단에 형성되는 제1고정부, 상기 제1외부케이스 내부에 삽입되는 제2외부케이스, 상기 제1고정부에 고정되며 다수의 자석이 고정되는 자석 구조체, 상기 제2고정부에 고정되며, 상기 자석 구조체를 내부에 수용하는 권선고정체, 상기 권선고정체 외부에 권선되는 전선을 포함하는 선형발전기를 포함하되, 상기 선형발전기는 상기 댐퍼에 병렬로 연결되어 댐퍼와 동일한 운동을 하는 선형발전기를 포함한다.

바람직하게는, 상기 선형발전기의 제1고정부는 상기 댐퍼의 제1고정부에 연결되고, 상기 제2고정부는 상기 댐퍼의 제2고정부에 연결되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 선형발전기의 제1고정부는 상기 댐퍼의 제1몸체에 연결되고, 상기 제2고정부는 상기 댐퍼의 제2몸체에 연결되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 선형발전기는 발생되는 전력을 직류로 변환하기 위한 변환장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선형발전기를 포함하는 자동차용 댐퍼는 종래 차량용 댐퍼에 병렬로 선형발전기를 부착하여 상기 댐퍼의 상대적인 운동에 따라 전기 에너지를 발생하므로 차량의 연비를 향상시키는 효과가 있으며, 또한 댐퍼의 기능을 상기 선형발전기가 일부 담당하므로 그 용량을 줄일 수 있어 다양한 형태의 댐퍼를 적용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 댐퍼의 외형을 나타내는 구성도이며,
도 2는 본 발명에 따른 선형발전기를 포함하는 자동차용 댐퍼의 구성도이며,
도 3은 도 2의 선형발전기의 구성을 설명하는 구성도이며,
도 4는 도 3의 단면도이며,
도 6은 도 2의 선형발전기의 전기적 연결을 나타내는 구성도이다.

이하 본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

차량용 댐퍼(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 원통형상의 제1몸체(11), 상기 제1몸체(11)의 끝단에 형성되는 제1연결부(12), 상기 제1몸체(11)의 내부에 상대적으로 이동하는 원통형상의 제2몸체(13), 상기 제2몸체(13)의 끝단에 형성되는 제2연결부(14)를 포함한다.

상기 제2몸체(13)는 상기 제1몸체(11)의 내부로 이동되며, 상기 제2몸체(13)이 상기 제1몸체(11)로 삽입되는 경우에는 내부의 유체에 의하여 감쇠 작용을 하며, 이러한 감쇠 방식은 다양한 방식이 있으며, 대표적으로 유체와 오리피스를 조합하여 감쇠력을 얻는 방식을 들 수 있다.

한편, 상기 제1연결부(12)는 차량의 차체에 고정되며, 제2연결부(14)는 전륜의 경우에는 너클암에 고정되며, 일체형 현가장치인 경우에는 휠과 같이 이동하는 현가장치의 구조체에 연결된다.

결국, 상기 댐퍼(10)는 일측은 차체에 연결되고 타측은 휠 구조물에 연결되어 휠의 이동 속도에 따라 감쇠력을 발생하여 차체의 진동을 줄여준다.

한편, 상기 제1연결부(12) 및 제2연결부(14)는 다양한 형태로 변경될 수 있으며, 특히 나사에 고무 부싱이 부착된 형태로도 구현될 수 있다.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 선형발전기를 포함하는 자동차용 댐퍼를 나타내는 것으로 차량용 댐퍼(10)에 선형발전기(30)를 연결한 구조를 갖는다.

상기 선형발전기(30)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1외부케이스(31), 제1고정부(32), 제2외부케이스(33), 제2고정부(34)를 포함하여 구성된다.

상기 제1외부케이스(31)와 제1고정부(32)는 서로 고정되고, 또한 제2외부케이스(33) 및 제2고정부(34) 역시 서로 고정된다.

상기 제2외부케이스(33)는 상기 제1외부케이스(31) 내부에서 상대적으로 이동하며, 상기 제1 및 제2외부케이스(31, 33)에 의하여 외부와 밀폐된다.

한편, 상기 제1고정부(32)에는 자석 구조체(40)가 연결된다. 상기 자석 구조체(40)는 상기 제1외부케이스(31) 내부에 위치하며, 상기 자석 구조체(40)에는 다수의 자석(42)이 동일한 자극 방향으로 고정된다.

그리고 상기 제2고정부(34)에는 내부에 중공이 형성된 절연물질로 이루어지는 원통형상의 권선고정체(50)가 연결되며, 상기 권선고정체(50) 외부에는 전선(52)이 권선되며, 상기 전선(52)의 끝단은 제2고정부(34)를 통하여 외부로 연결된다.

상기 권선고정체(50)의 내부 중공으로는 상기 자석 구조체(40)가 삽입되며, 상기 자석 구조체(40)의 왕복 운동에 의하여 상기 전선(52)에서는 기전력이 유도된다.

상기 제1고정부(32)는 댐퍼(10)의 제1연결부(12) 또는 제1몸체(11)에 연결되며, 상기 제2고정부(34)는 댐퍼(10)의 제2연결부(14) 또는 제2몸체(13)에 연결시킨다. 물론 상기 제1고정부(32)와 제2고정부(34)는 서로 교체되어 상기 댐퍼(10)와 연결될 수도 있다.

상기와 같이 선형발전기(30)가 상기 댐퍼(10)와 병렬로 연결되어 차량에 장착되면, 댐퍼(10)의 압축 또는 팽창 운동에 연계되어 상기 선형발전기(30)가 작동되어 기전력이 유도된다.

한편, 상기 선형발전기(30)에서 발생되는 전력은 교류이다. 특히 자석 구조체(40)의 왕복 운동에 의하여 운동 방향이 변경되는 경우에는 기전력 또한 반대로 유도되므로, 차량의 베터리에 충전을 위해서는 도 5에 도시된 바와 같이 변환장치(60)가 필요하다. 상기 변환장치(60)는 상기 선형발전기(30)에서 유도되는 교류를 직류로 변환하는 역할을 하며, 변환된 직류는 배터리(70)를 충전한다.

상기 변환장치(40)는 각 선형발전기(30)에 하나씩 장착되며, 통상 차량의 댐퍼(10)는 전륜 및 후륜에 각각 2개씩 설치되므로 전체 선형발전기(30)는 4개를 장착할 수 있으며, 필요한 경우 전륜 또는 후륜에 각각 2개씩 장착할 수도 있다.

상기 배터리(50)는 기존 차량의 장착된 것을 사용할 수도 있으나, 별도로 구비하여 다른 전력용으로 사용할 수도 있다.

또한, 상기 선형발전기(30)를 각 댐퍼(10)에 모두 장착하는 경우에는 상기 배터리(50)에 모든 선형발전기(30)를 병렬로 연결하여 지속적으로 배터리(50)를 충전할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

10: 댐퍼 11: 제1몸체
12: 제1연결부 13: 제2몸체
14: 제2연결부 30: 선형발전기
31: 제1외부케이스 32: 제1고정부
33: 제2외부케이스 34: 제2고정부
40: 자석 구조체 42: 자석
50: 권선고정체 53: 전선
60: 변환장치 70: 배터리

Claims (4)

1. 원통형상의 제1몸통, 상기 제1몸통 끝단에 형성되는 제1연결부, 상기 제1몸통의 내부에 삽입되는 제2몸통, 상기 제2몸통의 끝단에 형성되는 제2연결부를 포함하며, 상기 제1연결부와 제2연결부의 상대적인 이동 속도에 따라 감쇠력을 발생하는 댐퍼; 및
   제1외부케이스, 상기 제1외부케이스 끝단에 형성되는 제1고정부, 상기 제1외부케이스 내부에 삽입되는 제2외부케이스, 상기 제1고정부에 고정되며 다수의 자석이 고정되는 자석 구조체, 상기 제2고정부에 고정되며, 상기 자석 구조체를 내부에 수용하는 권선고정체, 상기 권선고정체 외부에 권선되는 전선을 포함하는 선형발전기를 포함하되, 상기 선형발전기는 상기 댐퍼에 병렬로 연결되어 댐퍼와 동일한 운동을 하는 선형발전기를 포함하는 자동차용 댐퍼.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 선형발전기의 제1고정부는 상기 댐퍼의 제1고정부에 연결되고, 상기 제2고정부는 상기 댐퍼의 제2고정부에 연결되는 것을 특징으로 선형발전기를 포함하는 자동차용 댐퍼.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 선형발전기의 제1고정부는 상기 댐퍼의 제1몸체에 연결되고, 상기 제2고정부는 상기 댐퍼의 제2몸체에 연결되는 것을 특징으로 하는 선형발전기를 포함하는 자동차용 댐퍼.
   
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선형발전기는 발생되는 전력을 직류로 변환하기 위한 변환장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형발전기를 포함하는 자동차용 댐퍼.
   

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