KR20160116143A - Shock absorber - Google Patents

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KR20160116143A
KR20160116143A KR1020150042227A KR20150042227A KR20160116143A KR 20160116143 A KR20160116143 A KR 20160116143A KR 1020150042227 A KR1020150042227 A KR 1020150042227A KR 20150042227 A KR20150042227 A KR 20150042227A KR 20160116143 A KR20160116143 A KR 20160116143A
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turbine
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shock absorber
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case
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KR1020150042227A
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이옥석
박가람
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현대자동차주식회사
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Abstract

According to the present invention, a shock absorber in which a piston rod coupled to a valve plate to reduce a shock transmitted from the outside reciprocates within a case comprises: a turbine coupled to the piston rod in the case to be rotated by movement of a fluid which is filled in the case when the piston rod moves; and a power generation device generating electricity by the rotational force of the turbine. As stated above, the shock absorber generates electricity in accordance with the rotation of the turbine to prevent a battery from being discharged and to share the power generation function of a generator.

Description

쇼크업소버{Shock absorber}Shock absorber

본 발명은 차량의 현가장치로 사용되는 쇼크업소버에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 터빈과 발전장치를 포함하여 구성되어 피스톤로드의 활주에 따라 전기를 생산할 수 있도록 구성된 쇼크업소버에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shock absorber used as a suspension device of a vehicle, and more particularly, to a shock absorber configured to include a turbine and a power generator so as to produce electricity according to sliding of a piston rod.

차량의 현가장치는 차량 조향의 안정성 확보, 안락한 승차감 제공, 차량의 적정한 높이 유지, 충격 완화, 휠 얼라이먼트 유지, 차량 무게 지지, 타이어의 접지상태 유지 등등을 목적으로 다양한 종류가 개발되어 왔다.Various types of suspensions have been developed for the purpose of ensuring the stability of the vehicle steering, providing a comfortable ride, maintaining the proper height of the vehicle, alleviating the impact, maintaining the wheel alignment, supporting the weight of the vehicle,

이중, 쇼크업소버를 포함하여 구성되는 스트럿 타입의 현가장치는 공간을 적게 차지하며, 접지성이 양호하고 구조가 간단하여 제조비용이 비교적 저렴해 승용차량에 널리 사용되고 있다.A strut type suspension device including a shock absorber is widely used in a passenger vehicle because it takes up less space, has good grounding property, is simple in structure, and is relatively inexpensive to manufacture.

상기 쇼크업소버는 밸브판이 결합된 피스톤로드가 케이스 내에서 상하로 왕복운동하도록 구성되되, 케이스 내부에 봉입된 유체(오일 또는 공기 등)의 유동저항에 의해 차량 외부에서부터 충격을 감쇠시키도록 구성된다. The shock absorber is configured such that the piston rod coupled with the valve plate reciprocates vertically in the case, and is configured to damp impact from the outside of the vehicle by the flow resistance of the fluid (oil or air, etc.) sealed in the case.

즉, 노면의 상태 및 차량 선회에 따라 상기 쇼크업소버는 주행 중 거의 항시 작동을 하며, 쇼크업소버의 운동에너지는 열에너지 및/또는 소리에너지 등으로 소멸되었다.That is, according to the state of the road surface and the turning of the vehicle, the shock absorber is almost always operated during traveling, and the kinetic energy of the shock absorber is lost due to thermal energy and / or sound energy.

따라서, 차량에너지의 효율을 높이기 위한 방안으로써 소멸되는 쇼크업소버의 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 연비를 향상시킬 필요성이 있었다.
Accordingly, there has been a need to improve the fuel efficiency by converting the kinetic energy of the shock absorber, which is extinct as a means for increasing the efficiency of the vehicle energy, to electric energy.

상기와 같은 필요성에 따라 본 발명은 쇼크업소버에서 발생하는 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 차량의 에너지 효율성능을 더욱 향상시킬 수 있는 쇼크업소버를 제공하는 것에 주목적이 있다.
According to the needs as described above, it is a main object of the present invention to provide a shock absorber capable of further improving energy efficiency performance of a vehicle by converting kinetic energy generated in the shock absorber into electric energy.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부에서 전달된 충격을 감쇠시키도록 밸브판이 결합된 피스톤로드가 케이스 내에서 왕복운동을 하는 쇼크업소버에 있어서, 상기 케이스 내에서 피스톤로드에 결합되어 피스톤로드의 활주에 따라 회전하는 터빈; 및 상기 터빈의 회전축과 연결되어 전기를 발전시키는 발전장치;를 포함하고, 상기 터빈의 회전축은 피스톤로드의 길이방향과 평행하도록 배치된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a shock absorber in which a piston rod coupled with a valve plate to attenuate an impact transmitted from the outside reciprocates in a case, the shock absorber being coupled to the piston rod in the case A turbine rotating according to the slide of the piston rod; And a power generator connected to the rotary shaft of the turbine to generate electricity, wherein the rotary shaft of the turbine is disposed parallel to the longitudinal direction of the piston rod.

상기 밸브판에는 터빈을 회전시킨 유체가 밸브판을 통과하도록 관통홀이 타공된다.A through hole is formed in the valve plate so that fluid that rotates the turbine passes through the valve plate.

본 발명에서, 상기 터빈의 회전축은 피스톤로드의 끝단에서 상기 피스톤로드의 길이방향과 평행하게 배치된다.In the present invention, the rotary shaft of the turbine is disposed parallel to the longitudinal direction of the piston rod at an end of the piston rod.

그리고, 상기 발전장치는 터빈의 회전을 정지시킬 수 있는 제동장치, 터빈의 회전수를 계측하는 회전계, 터빈의 회전에 따라 회전축의 회전속도를 가변시키는 클러치와 증속장치, 영구자석이 내장되어 전기를 생산해내는 발전기를 포함하여 구성되며, 밸브판 또는 피스톤로드에 내장되도록 장착된다.
The power generation apparatus includes a braking device capable of stopping the rotation of the turbine, a rotation system for measuring the number of revolutions of the turbine, a clutch for varying the rotation speed of the rotation shaft in accordance with the rotation of the turbine and a speed increasing device, And is mounted so as to be embedded in the valve plate or the piston rod.

상기와 같은 구성의 쇼크업소버는 터빈의 회전에 따라 전기를 발전시키므로 배터리의 방전을 방지하고 제너레이터의 발전기능을 분담할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 배터리가 장착되는 하이브리드차량 또는 전기차량의 경우에는 충전효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.The shock absorber having the above-described configuration generates electricity according to the rotation of the turbine, thereby preventing the discharge of the battery and sharing the generating function of the generator. In addition, in the case of a hybrid vehicle or an electric vehicle in which a battery is mounted, the charging efficiency can be further improved.

본 발명에서 터빈은 회전축은 피스톤로드와 평행하게 배치되어 터빈은 유체의 유동방향과 수직으로 배치되므로 터빈의 회전효율을 극대화할 수 있으며, 밸브판에 형성된 관통홀의 갯수 및 형상에 따라 유체 흐름을 증대시켜 발전효율을 더욱 높일 수 있다.In the present invention, the rotation axis of the turbine is arranged in parallel with the piston rod, and the turbine is disposed perpendicular to the flow direction of the fluid, thereby maximizing the rotation efficiency of the turbine. The flow rate is increased according to the number and shape of the through- So that the power generation efficiency can be further increased.

아울러, 본 발명의 구조는 발전장치가 밸브판 또는 피스톤로드에 내장되는 구조를 가짐으로써 더욱 컴팩트화될 수 있고 터빈의 회전력 전달 경로가 단순하여 회전손실률을 경감시킬 수 있다.
In addition, the structure of the present invention can be made more compact by having the structure in which the power generation device is built in the valve plate or the piston rod, and the turning power transmission path of the turbine is simple, so that the rotation loss rate can be reduced.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쇼크업소버의 내부 모습이 나타나도록 도시한 도면,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쇼크업소버의 내부 모습을 확대하여 도시한 도면.FIG. 1 is a view showing an inner appearance of a shock absorber according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 2 is an enlarged view of an internal view of a shock absorber according to a preferred embodiment of the present invention. FIG.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쇼크업소버를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a shock absorber according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1 과 도 2 를 참조하면, 본 발명의 쇼크업소버는 외부에서 전달된 충격을 감쇠시키도록 밸브판(20)이 결합된 피스톤로드(30)가 케이스(40) 내에서 왕복운동을 하도록 구성되되 케이스(40) 내부에는 소정량의 유체가 봉입되어 밸브판(20)의 활주 시 유체저항에 의해 감쇠력을 얻도록 구성된다.1 and 2, the shock absorber of the present invention is configured such that the piston rod 30 to which the valve plate 20 is coupled to reciprocate within the case 40 to attenuate the impact transmitted from the outside, A predetermined amount of fluid is sealed in the case 40 so as to obtain a damping force by fluid resistance when the valve plate 20 is slid.

그리고, 상기 피스톤로드(30)의 끝단에는 다수 개의 블레이드들이 형성된 터빈(10)이 회전가능하게 장착된다. 상기 터빈(10)은 밸브판(20)을 사이에 두고 피스톤로드(30)의 반대편에 배치되되, 그 회전축이 피스톤로드(30)의 길이방향과 평행하도록(더 상세하게는 피스톤로드의 끝단에서 길이방향을 따라 나란하게 연장되도록) 장착되며, 밸브판(20)과 이격 배치되어 피스톤로드(30)의 활주에 의해 유체가 유동하는 동안 회전한다.A turbine 10 having a plurality of blades is rotatably mounted on an end of the piston rod 30. The turbine 10 is disposed on the opposite side of the piston rod 30 with the valve plate 20 therebetween so that its rotational axis is parallel to the longitudinal direction of the piston rod 30 And is spaced apart from the valve plate 20 and rotates while the fluid flows due to sliding of the piston rod 30. [

그리고, 본 발명의 쇼크업소버에는 터빈(10)의 회전축과 연결되어 상기 회전축의 회전력을 통해 전기를 발전시키는 발전장치(50)가 내장된다. The shock absorber of the present invention includes a power generator 50 connected to the rotary shaft of the turbine 10 to generate electricity through the rotational force of the rotary shaft.

상기 발전장치(50)는 밸브판(20) 또는 피스톤로드(30)에 결합되거나 내부에 내장되도록 장착되며, 터빈(10)의 회전을 정지시킬 수 있는 제동장치(51), 터빈(10)의 회전수를 계측하는 회전계(52), 터빈(10)의 회전에 따라 회전축의 회전속도를 가변시키는 클러치(53)와 증속장치(54), 영구자석 및 로터가 내장되어 전기를 생산해내는 발전기(55)를 포함하여 구성된다. 상기 발전기)55_에서 생산된 전기는 전선을 통해 외부의 배터리로 충전되거나 차량의 전기장치를 구동시키도록 구성된다.The power generation device 50 includes a braking device 51 that is coupled to the valve plate 20 or the piston rod 30 so as to be embedded therein and can stop the rotation of the turbine 10, A clutch 53 for varying the rotational speed of the rotary shaft in accordance with the rotation of the turbine 10; a speed increasing device 54; a generator 55 for generating electricity by incorporating a permanent magnet and a rotor; ). The electricity generated by the generator 55_ is configured to be charged with an external battery through an electric wire or to drive an electric device of the vehicle.

한편, 상기 밸브판(20)에는 터빈(10)을 회전시킨 유체가 밸브판(20)을 통과하도록 다수 개의 관통홀(21)이 타공된다. 상기 관통홀(21)의 타공에 의해 유체의 유동을 더 신속하게 이뤄지되 관통홀(21)의 크기와 갯수 및 형태에 따라 유체의 흐름이 터빈에 집중될 수 있으므로 발전량을 더 증가시킬 수 있다.A plurality of through holes 21 are formed in the valve plate 20 so that the fluid that rotates the turbine 10 passes through the valve plate 20. The flow of the fluid can be accelerated by the puncture of the through hole 21 and the flow amount of the fluid can be concentrated on the turbine depending on the size, number and type of the through hole 21, so that the power generation amount can be further increased.

상기와 같은 구성의 쇼크업소버는 터빈(10)의 회전에 따라 전기를 발전시키므로 배터리의 방전을 방지하고 제너레이터의 발전기능을 분담할 수 있으며, 대용량 배터리가 장착되는 하이브리드차량 또는 전기차량의 경우에는 충전효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.Since the shock absorber having the above-described configuration generates electricity according to the rotation of the turbine 10, it is possible to prevent the discharge of the battery and to share the generating function of the generator. In the case of a hybrid vehicle or an electric vehicle equipped with a large capacity battery, The efficiency can be further improved.

또한, 본 발명에서 터빈(10)은 회전축이 피스톤로드(30)와 평행을 이루도록 배치되어 터빈(10)이 유체의 유동방향과 수직을 이루므로 터빈(10)의 회전효율을 극대화할 수 있다(즉, 터빈의 직경은 케이스의 내경 크기 보다 작은 범위 내에 최대한 크게 제작될 수 있고, 상기 터빈은 유체의 흐름 방향과 직각을 이루도록 배치되어 유체의 운동에너지가 효율적으로 터빈의 회전에너지로 변환될 수 있다). In the present invention, since the turbine 10 is arranged so as to be parallel to the piston rod 30, the rotation efficiency of the turbine 10 can be maximized because the turbine 10 is perpendicular to the flow direction of the fluid In other words, the diameter of the turbine can be made as large as possible within a range smaller than the inner diameter of the case, and the turbine is arranged to be perpendicular to the flow direction of the fluid, so that the kinetic energy of the fluid can be efficiently converted into the rotational energy of the turbine ).

아울러, 본 발명의 구조는 발전장치(50)가 밸브판(20) 또는 피스톤로드(30)에 내장되는 구조를 가짐으로써 더욱 컴팩트화될 수 있고 터빈(10)의 회전력 전달 경로가 단순하여 회전손실률을 경감시킬 수 있다. In addition, the structure of the present invention can be made more compact by having the structure in which the power generator 50 is built in the valve plate 20 or the piston rod 30, and the rotational power transmission path of the turbine 10 is simple, Can be reduced.

이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
As described above, the embodiments disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples in order to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 터빈
20 : 밸브판
21 : 관통홀
30 : 피스톤로드
40 : 케이스10: Turbine
20: Valve plate
21: Through hole
30: Piston rod
40: Case

Claims (5)

외부에서 전달된 충격을 감쇠시키도록 밸브판이 결합된 피스톤로드가 케이스 내에서 왕복운동을 하는 쇼크업소버에 있어서,
상기 케이스 내에서 피스톤로드에 결합되어 피스톤로드의 활주에 따라 케이스 내부에 체워진 유체의 유동에 의해 회전하는 터빈; 및
상기 터빈의 회전력으로 전기를 발전시키는 발전장치;를 포함하고,
상기 터빈의 회전축은 피스톤로드의 길이방향과 평행하도록 배치된 것을 특징으로 하는 쇼크업소버.
A shock absorber in which a piston rod coupled to a valve plate reciprocates in a case to attenuate an impact transmitted from the outside,
A turbine coupled to the piston rod in the case and rotated by a flow of the fluid taken in the case according to the sliding of the piston rod; And
And a power generator for generating electric power by the rotational force of the turbine,
And the rotary shaft of the turbine is disposed parallel to the longitudinal direction of the piston rod.
제 1 항에 있어서, 상기 터빈은 밸브판을 사이에 두고 피스톤로드의 반대편에 배치된 것을 특징으로 하는 쇼크업소버.
The shock absorber according to claim 1, wherein the turbine is disposed on the opposite side of the piston rod with the valve plate interposed therebetween.
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브판에는 터빈을 회전시킨 유체가 밸브판을 통과하도록 관통홀이 타공된 것을 특징으로 하는 쇼크업소버.
The shock absorber according to any one of claims 1 to 3, wherein a through hole is formed in the valve plate so that fluid that rotates the turbine passes through the valve plate.
제 3 항에 있어서, 상기 발전장치는,
터빈의 회전을 정지시킬 수 있는 제동장치;
터빈의 회전수를 계측하는 회전계;
터빈의 회전에 따라 회전축의 회전속도를 가변시키는 클러치와 증속장치;
영구자석이 내장되어 전기를 생산해내는 발전기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼크업소버.
The power generation system according to claim 3,
A braking device capable of stopping the rotation of the turbine;
A rotating system for measuring the number of revolutions of the turbine;
A clutch and a speed increasing device for varying the rotational speed of the rotating shaft in accordance with the rotation of the turbine;
And a generator for generating electric power by incorporating a permanent magnet therein.
제 4 항에 있어서, 상기 발전장치는 밸브판 또는 피스톤로드에 내장되도록 장착된 것을 특징으로 하는 쇼크업소버.5. The shock absorber according to claim 4, wherein the generator is mounted to be embedded in a valve plate or a piston rod.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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