KR20220104463A - 현가 시스템 - Google Patents

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KR20220104463A
KR20220104463A KR1020210006793A KR20210006793A KR20220104463A KR 20220104463 A KR20220104463 A KR 20220104463A KR 1020210006793 A KR1020210006793 A KR 1020210006793A KR 20210006793 A KR20210006793 A KR 20210006793A KR 20220104463 A KR20220104463 A KR 20220104463A
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심경훈
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주식회사 만도
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Abstract

현가 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 피스톤 밸브가 실린더 내부의 챔버 내에서 이동 가능하게 마련되는 댐퍼; 및 상기 실린더 내의 챔버와 연통하도록 상기 실린더의 측면에 결합되는 액츄에이터;를 포함하고, 상기 액츄에이터는, 중심에 회전구동축이 결합되고, 상기 피스톤 밸브의 행정 시 상기 챔버로부터 전달되는 작동유체에 의해 회전되도록 마련되는 회전체; 상기 회전체의 전방에서 상기 회전구동축에 결합되고, 상기 회전체와 함께 회전하며 상기 회전체의 회전속도에 따라 작동유체가 통과하는 유로홀의 면적을 가변시키는 원심밸브; 및 상기 회전체의 후방에서 상기 회전구동축이 회전 가능하게 배치되고, 상기 회전구동축의 회전을 통해 전기에너지를 발생시켜 충전시키는 발전기 겸용 모터;를 포함하는 현가 시스템이 제공될 수 있다.

Description

현가 시스템{Suspension system}
본 발명은 현가 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 감쇠력을 발생시키는 댐퍼 및 이 댐퍼의 감쇠력을 조절함은 물론, 전기를 생성할 수 있는 액츄에이터를 포함하는 현가 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 현가(suspension) 시스템은 차체 중량을 지지함과 동시에 노면으로부터 차체로 전해지는 진동을 억제 및 감쇠시키는 역할을 한다.
이러한 종래의 차량용 현가 시스템은, 바퀴가 결합되는 휠을 회전 가능하게 지지하는 캐리어와, 상기 캐리어의 상부를 차체에 연결시키기 위한 어퍼 암과, 상기 캐리어의 하부를 차체에 연결시키기 위한 로워 암과 어시스트 암 및 트레일링 암과, 캐리어의 상부와 차체를 연결시키는 댐퍼(완충기)와, 로워 암과 차체 사이에 배치되는 탄성 스프링과, 차에에 고정되는 스테빌라이저 바와, 상기 스테빌라이저 바와 로워 암을 연결시키는 연결링크 등으로 구성된다.
최근의 차량용 현가 시스템에는, 차량이 주행하는 과정에서 노면으로부터 전달되는 충격 등을 이용하여 전기에너지를 발생시켜 축전지에 충전시키기 위한 회생 시스템이 제안된 바 있다.
이러한 종래의 회생 시스템은 대한민국 공개특허 제10-2012-0064846호에 개시되어 있다. 개시된 문헌에 따르면, 회생장치는 차량의 서스펜션 링크 암에 설치되어 차량의 차축으로 전달되는 충격을 이용하는 방식으로, 리바운드시 발생하는 운동에너지를 전기에너지로 회수하는 방식을 사용한다.
그런데, 종래의 회생 시스템은 차량의 서스펜션 링크 암에 기구적으로 연결되는 구조가 복잡하고 장치의 사이즈가 커지므로 설치공간 확보의 어려움이 있었으었다. 그리고 기구적인 연결 방식으로 충격이 전달되는 구조이므로, 회생 시스템의 구동들로 반복적인 힘이 가해지는 경우 장치의 손상이 발생되는 문제점이 있다.
KR 공개특허 제10-2012-0064846호 (현대자동차 주식회사) 2012. 6. 20.
본 발명의 실시 예에 따른 현가 시스템은 전기를 생성할 수 있는 액츄에이터를 댐퍼에 결합시켜 설치공간 확보의 용이성을 가지며, 저속, 중속, 고속의 댐핑 구간에서 요구되는 감쇠력이 발생되도록 댐퍼의 감쇠력을 조절할 수 있는 현가 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 피스톤 밸브가 실린더 내부의 챔버 내에서 이동 가능하게 마련되는 댐퍼; 및 상기 실린더 내의 챔버와 연통하도록 상기 실린더의 측면에 결합되는 액츄에이터;를 포함하고, 상기 액츄에이터는, 중심에 회전구동축이 결합되고, 상기 피스톤 밸브의 행정 시 상기 챔버로부터 전달되는 작동유체에 의해 회전되도록 마련되는 회전체; 상기 회전체의 전방에서 상기 회전구동축에 결합되고, 상기 회전체와 함께 회전하며 상기 회전체의 회전속도에 따라 작동유체가 통과하는 유로홀의 면적을 가변시키는 원심밸브; 및 상기 회전체의 후방에서 상기 회전구동축이 회전 가능하게 배치되고, 상기 회전구동축의 회전을 통해 전기에너지를 발생시켜 충전시키는 발전기 겸용 모터;를 포함하는 현가 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 발전기 겸용 모터와 회전체 및 원심밸브가 순차적으로 수용되도록 일측이 개방된 하우징; 및 상기 하우징의 개방된 일측을 폐쇄하도록 결합되며, 상기 실린더 내부의 챔버와 연통하는 연결포트가 마련되는 커버;를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 커버의 내측과 원심밸브 사이에는 상기 연결포트를 통해 유입되는 작동유체가 상기 회전체로 유입되도록 바이패스 유로가 마련될 수 있다.
또한, 상기 회전체는 상기 회전구동축의 원주방향을 따라 일정 간격으로 배치되는 복수의 날개로 구성된 프로펠러로 마련될 수 있다.
또한, 상기 원심밸브는, 중심에 회전구동축이 결합되며, 상기 회전구동축을 중심으로 반경 방향으로 적어도 하나의 유로홀이 관통 형성되는 밸브바디; 상기 밸브바디에 설치되어 상기 밸브바디의 회전에 따라 반경방향으로 이동하며 상기 유로홀을 개폐시키는 밸브커버; 및 상기 밸브커버에 결합되어 상기 밸브커버가 상기 유로홀을 개방시키는 방향으로 탄성지지하는 탄성부재;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 밸브바디는, 일측면에 상기 밸브커버가 슬라이딩 가능하도록 상기 밸브커버의 양측을 지지하도록 형성되는 한 쌍의 가이드로드와, 상기 탄성부재의 일단이 고정되도록 상기 한 쌍의 가이드로드 사이에 마련되는 고정부를 갖춘 베이스 플레이트; 및 상기 베이스 플레이트의 일측면에 결합되어 상기 베이스 플레이트 내에 마련되는 밸브커버 및 탄성부재의 이탈을 방지하는 커버 플레이트;를 구비하고, 상기 베이스 플레이트와 커버 플레이트에는 상기 밸브커버가 반경방향으로 이동되는 위치에 서로 대응되도록 연통홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 회전구동축은 상기 회전체와 원심밸브의 중심에 연결되는 제1 회전축과, 상기 회전체와 발전기 겸용 모터의 중심에 연결되는 제2 회전축으로 마련되고, 상기 제1 및 제2 회전축은 상기 회전체의 중심에 마련되는 커플링에 의해 동축상으로 연결되도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 발전기 겸용 모터에는 발생된 전기에너지를 변환하는 인버터와, 상기 인버터의 전류를 제어하는 컨트롤러 및 상기 인버터에 의해 변환된 전기에너지를 저장하는 축전지가 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 현가 시스템은 댐퍼의 행정에 따른 유압을 이용하여 전기를 생성할 수 있는 액츄에이터를 댐퍼에 직접 결합시킴으로써 설치공간 확보의 용이성을 확보할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 원심밸브를 이용하여 회전속도에 따라 작동유체가 통과되는 유로홀의 면적을 가변시킴으로써 저속, 중속, 고속의 댐핑 구간에서 요구되는 감쇠력을 조절하여 승차감을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 현가 시스템을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 현가 시스템을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 현가 시스템에 구비된 원심밸브를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 현가 시스템에 구비된 원심밸브의 동작 상태를 나타내는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 현가 시스템을 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 현가 시스템을 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 현가 시스템에 구비된 원심밸브를 나타내는 분해 사시도이며, 도 4 내지 도 6은 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 현가 시스템에 구비된 원심밸브의 동작 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 현가 시스템은 댐퍼(1) 및 액츄에이터(10)를 포함한다.
댐퍼(1)는 차량의 운행시 충격 또는 진동 등을 감쇠시키기 위한 것으로서, 내부에 챔버(3)를 형성하는 원통 형상을 갖는 실린더(1 : 2 개 이상으로 구성될 수도 있음)와, 실린더(1)의 챔버(3) 내에서 왕복 이동 가능하게 마련되는 피스톤 밸브와, 피스톤 밸브에 연결된 피스톤 로드 등으로 구성될 수 있다. 실린더(2)의 챔버(3) 내에는 작동유체가 충전되고, 챔버(3)는 피스톤 밸브에 의해 하측의 압축챔버와 상측의 인장챔버로 분할된다. 이 피스톤 밸브는 피스톤 로드의 일단에 결합된 상태로 압축 및 인장 행정을 하며, 피스톤 로드의 일단이 실린더(2)의 외부로 연장되어 차량의 차축 등에 연결된다. 이러한 댐퍼(1)는 이미 널리 알려진 공지의 기술로서 상세한 설명은 생략하고, 도 1에서는 실린더(복수개인 경우 최외측 실린더)만을 도시한다.
액츄에이터(10)는 발전기 겸용 모터(200)와, 회전체(300) 및 원심밸브(300)를 포함한다. 또한, 액츄에이터(10)는 발전기 겸용 모터(200)와 회전체(300) 및 원심밸브(400)가 순차적으로 수용되도록 일측이 개방된 하우징(110)과, 하우징(110)의 개방된 일측을 폐쇄하도록 결합되어 실린더(2) 내부의 챔버(3)와 연통하는 연결포트(121, 122)가 마련되는 커버(120)를 더 구비할 수 있다. 이 액츄에이터(10)는 댐퍼(1)의 행정에 따른 작동유체의 유동량을 조절하여 댐퍼(1)의 감쇠력을 조절할 수 있다. 또한 작동유체의 유동을 이용하여 전기를 생성할 수 있다. 즉, 후술되는 바와 같이, 댐퍼(1)로부터 유입되는 작동유체의 압력을 이용하여 회전체(300)를 회전시키고, 회전체(300)의 회전에 따라 발전기 겸용 모터(200)와 연결되는 회전구동축(220)을 회전시키며, 이때 발전기 겸용 모터(200)는 발전기로서 작동될 수 있다.
발전기 겸용 모터(200)는 외부 전원으로부터 전기를 공급받아 회전될 수 있으며, 회전 방향이나 속도 등은 현가 시스템이 장착되는 차량의 전제저어유닛(ECU : Electronic Control Unit)에 의해 제어될 수 있다. 예컨대, 댐퍼(1)가 하드하게 유지되어야 하는 경우, 발전기 겸용 모터(200)는 후술되는 원심밸브(400)를 작동시켜 작동유체의 흐름을 제어하도록 작동될 수 있다. 또한, 발전기 겸용 모터(200)가 발전기로 사용되는 경우에는 발전기 겸용 모터(200)가 축전지에 전기 에너지를 저장할 수 있도록 전기 배선이 연결될 수 있다.
발전기 겸용 모터(200)는 하우징(110) 내측 표면에 배치되는 고정자(210)와, 하우징(110) 내에서 회전될 수 있도록 배치되는 회전구동축(220)을 포함하는 회전자를 구비할 수 있다. 회전구동축(220)은 하우징(110)의 개방된 방향을 향하여 일부가 돌출되며, 돌출된 회전구동축(220) 부분에 회전체(300) 및 원심밸브(400)가 고정적으로 연결된다. 이때, 하나의 회전구동축(220)을 통하여 회전체(300)와 원심밸브(400) 및 발전기 겸용 모터(200)가 연결되는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 동축으로 연결될 수 있다면 회전구동축(220)은 분할되어 각 구성요소와 결합될 수 있다. 예컨대, 회전구동축(220)은 회전체(300)와 원심밸브(400)의 중심에 연결되는 제1 회전축과, 회전체(300)와 발전기 겸용 모터(200)의 중심에 연결되는 제2 회전축으로 마련될 수 있다. 제1 및 제2 회전축은 회전체(300)의 중심에 마련되는 커플링에 의해 동축상으로 연결되도록 마련될 수 있다. 이에, 회전체(300)의 회전에 따라 제1 및 제2 회전축이 함께 회전하며, 제1 및 제2 회전축과 연결되는 원심밸브(400) 및 회전자가 회전되게 된다.
발전기 겸용 모터(200)에는 발생된 전기 에너지를 변환하는 인버터와, 인버터의 전류를 제어하는 컨트롤러(C) 및 인버터에 의해 변환된 전기 에너지를 저장하는 축전지가 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 미설명된 참조부호 '112'는 하우징(110) 내에서 회전구동축(220)이 안정적으로 회전되도록 회전구동축(220)을 지지하는 베어링이다.
커버(120)는 하우징(110)의 개방된 일측을 폐쇄하도록 결합되며, 실린더(2)의 측부에 결합될 수 있다. 커버(120)에는 실린더(2) 내부의 챔버(3)와 유체 연통하도록 연결포트(121, 122)가 마련될 수 있다. 연결포트(121, 122)는 챔버(3)와 액츄에이터(10) 내부를 유체 연통시키는 제1 포트(121) 및 제2 포트(122)로 구분될 수 있다. 예컨대, 제1 포트(121)는 실린더(2)의 챔버(3) 중 인장챔버와 연통되고, 제2 포트(122)는 압축챔버와 연통될 수 있다. 이, 연결포트(121, 122)는 후술되는 원심밸브(400)에 형성되는 유로홀(402)과 연통된다.
한편, 커버(120)의 내측과 원심밸브(400) 사이에는 연결포트(121)를 통해 유입되는 작동유체가 회전체(300)로 유입되도록 바이패스 유로(130)가 마련될 수 있다. 바이패스 유로(130)는 커버(120)의 내측에서 홈 형태로 형성되거나, 원심밸브(400)와 이격된 간극에 의해 형성될 수 있다. 이 바이패스 유로(130)는 댐퍼(1)의 행정 시 발생되는 유압이 회전체(300)로 직접 전달되도록하여 회전체(300)를 회전시키는 역할을 수행한다.
즉, 피스톤 밸브가 행정을 하는 경우, 바이패스 유로(130)를 통해 작동유체가 유입되면서 회전체(130)가 회전하게 된다. 이 과정에서, 회전구동축(220)과 연결된 원심밸브(400)가 일방향으로 회전함은 물론, 발전기 겸용 모터(200)의 회전자가 함께 회전하게 된다. 이에, 발전기 겸용 모터(200)는 회전구동축(220)의 회전을 통해 발생된 전기 에너지를 축전지에 충전시킨다.
회전체(300)는 피스톤 밸브의 행정 시 챔버(3)로부터 전달되는 작동유체에 의해 회전되도록 마련된다. 또한, 회전체(300)는 중심에 회전구동축(220)이 관통 결합되고, 회전구동축(220)의 원주방향을 따라 일정 간격으로 배치되는 복수의 날개로 구성된 프로펠러로 마련될 수 있다. 이러한 회전체(300)는 바이패스 유로(130)를 따라 유입된 작동유체에 의해 회전되며, 회전구동축(220)을 회전시켜 원심밸브(400)를 회전시킴과 동시에 발전기 겸용 모터(200)로의 전기 에너지를 생성시키도록 한다. 한편, 회전체(300)는 피스톤 밸브의 행정에 따라 발생되는 유압력에 의해 회전 속도가 정해질 수 있다. 예컨대, 회전체(300)는 고속 댐핑 구간에서는 빠르게 회전되며 높은 회전력이 발생되고, 저속 댐핑 구간에서는 천천히 회전되며 낮은 회전력이 발생된다.
원심밸브(400)는 회전체(300)의 전방에서 회전구동축(200)에 결합되어 회전체(300)의 회전에 따라 회전구동축(220)과 함께 회전하도록 마련될 수 있다. 이 원심밸브(400)는 회전체(300)의 회전속도에 따라 작동유체가 통과하는 유로홀(402)의 면적을 가변시키도록 마련될 수 있다. 이때, 유로홀(402)은 챔버(3) 내의 작동유체가 액츄에이터(10) 내부로 유입되도록 연결포트(121, 122)와 연통된다. 이러한 원심밸브(400)는 밸브바디(410), 밸브커버(420) 및 탄성부재(430)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 밸브바디(410)는 중심에 회전구동축(220)이 결합되며, 회전구동축(220)을 중심으로 반경 방향으로 적어도 하나의 유로홀(402)이 관통 형성된다. 밸브바디(410)는 밸브커버(420) 및 탄성부재(430)를 지지하도록 마련되는 베이스 플레이트(411)와, 베이스 플레이트(411)에 결합되는 커버 플레이트(415)를 구비한다.
베이스 플레이트(411)의 일측면에는 밸브커버(420)가 슬라이딩 가능하도록 밸브커버(420)의 양측을 지지하는 한 쌍의 가이드로드(412)가 마련될 수 있다. 이 베이스 플레이트(411)에는 중심을 기준으로 서로 180도 위상차를 갖는 두 개의 유로홀(402)이 관통 형성된다. 이에, 한 쌍의 가이드로드(412)는 두 개의 유로홀(402)의 측면측에 위치되어 밸브커버(420)가 안정적으로 이동하도록 안내하는 역할을 수행한다.
또한, 베이스 플레이트(411)의 일측면에는 탄성부재(430)의 일단이 고정되도록 한 쌍의 가이드로드(412) 사이에 고정부(413)가 마련될 수 있다. 즉, 탄성부재(430)의 일단이 고정부(413)에 고정되고 타단이 밸브커버(420)에 결합된다.
베이스 플레이트(411)의 타측면의 중심에는 회전구동축(220)이 결합되어 회전구동축(220)의 회전에 따라 베이스 플레이트(411)가 함께 회전하게 된다.
커버 플레이트(415)는 베이스 플레이트(411)의 일측면에 결합되어 베이스 플레이트(411)와 함께 회전됨은 물론, 베이스 플레이트(411) 내에 마련되는 밸브커버(420) 및 탄성부재(430)의 이탈을 방지하는 역할을 수행한다. 이 커버 플레이트(415)에는 베이스 프레이트(411)에 형성된 연통홀(402)과 대응되는 위치에 연통홀(402)이 형성된다.
이러한 원심밸브(420)는 회전에 따라 원심력에 의해 밸브커버(420)가 원심밸브(400)의 중심을 기준으로 반경방향으로 이동하게 된다. 이때, 밸브커버(420)는 원심밸브(400)의 회전 속도에 따라 이동되는 거리가 변화될 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 원심밸브(400)가 저속으로 회전되는 경우 밸브커버(420)는 유로홀(402)의 일부분을 폐쇄하도록 슬라이딩 이동되고, 중속으로 회전되는 경우 유로홀(402)의 반정도 폐쇄하도록 슬라이딩 이동되고, 고속으로 회전되는 경우 유로홀(402)을 완전히 폐쇄하도록 슬라이딩 이동될 수 있다. 이러한 유로홀(402)의 개폐 정도에 따라 작동유체의 흐름량을 조절함으로써 감쇠력을 제어할 수 있게 된다. 반경방향으로 이동된 밸브커버(420)는 탄성부재(430)의 탄성복원력에 의해 원래의 위치로 복귀될 수 있다.
한편, 원심밸브(400)는 중심을 기준으로 서로 180도 위상차를 갖는 두 개의 유로홀(402)이 관통 형성됨에 따라 밸브커버(420) 및 탄성부재(430)가 각각 한 쌍으로 마련되어 유로홀(402)을 개폐시키는 것으로 도시되고 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 유로홀(402)과 밸브커버(420) 및 탄성부재(430)는 서로 대응되는 개수를 갖도록하여 선택적으로 증감될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 현가 시스템은 실린더(2)의 측부에 결합되는 것으로 도시되고 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 실린더(2)의 하부에 결합될 수도 있다.
상기와 같은 현가 시스템은 댐퍼(1)의 행정 시 실린더(2)의 챔버(3)로부터 유입되는 작동유체에 의해 회전체(300)가 회전하며 원심밸브(400)의 작동 및 전기 에너지를 발생시키도록 한다. 즉, 회전체(300)의 회전속도에 따라 원심밸브(400)를 통한 작동유체의 통과량 제어함은 물론, 발전기 겸용 모터(200)와 연결된 회전구동축(220)을 회전시켜 전기 에너지를 얻을 수 있게 된다.
이러한 현가 시스템은 일반적인 노면 주행시에는 회생 모드로 작동될 수 있다. 이 경우, 댐퍼(1)의 작동유체가 피스톤 밸브의 운동에 의해 가압되어 유동되고, 이 작동유체가 회전체(300)를 회전시킴에 따라 회전구동축(220)이 회전되며, 이와 연결된 발전기 겸용 모터(200)로부터 전기를 생성할 수 있다. 이와 함께 원심밸브(400)가 함께 회전하고, 회전 속도에 따라 유로홀(402)의 개폐정도를 제어함으로써 요구되는 감쇠력을 제공할 수 있다.
또한, 차량이 험로를 주행하거나, 또는 핸들링 성능을 극대화시켜야 할 경우에, 현가 시스템은 능동 모드로 작동될 수 있다. 이 경우 발전기 겸용 모터(200)에 전기가 공급되어 회전구동축(220)을 회전시킴에 따라 원심밸브(400)를 통한 작동유체의 유동을 제어함으로써 댐퍼(1)의 감쇠력을 더욱 하드하게 하거나 더욱 소프트하게 할 수 있다.
결과적으로, 본 발명에 따른 현가 시스템은 차량의 주행 상태 등에 따라 댐퍼의 감쇠력을 능동적으로 조절하여, 롤, 피치, 히브 모션 등을 감소시킴으로써 조정 안정성 향상을 도모함은 물론, 전기 에너지를 생성할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1 : 댐퍼 2 : 실린더
10 : 액츄에이터 110 : 하우징
200 : 발전기 겸용 모터 220 : 회전구동축
300 : 회전체 400 : 원심밸브

Claims (8)

  1. 피스톤 밸브가 실린더 내부의 챔버 내에서 이동 가능하게 마련되는 댐퍼; 및
    상기 실린더 내의 챔버와 연통하도록 상기 실린더의 측면에 결합되는 액츄에이터;를 포함하고,
    상기 액츄에이터는,
    중심에 회전구동축이 결합되고, 상기 피스톤 밸브의 행정 시 상기 챔버로부터 전달되는 작동유체에 의해 회전되도록 마련되는 회전체;
    상기 회전체의 전방에서 상기 회전구동축에 결합되고, 상기 회전체와 함께 회전하며 상기 회전체의 회전속도에 따라 작동유체가 통과하는 유로홀의 면적을 가변시키는 원심밸브; 및
    상기 회전체의 후방에서 상기 회전구동축이 회전 가능하게 배치되고, 상기 회전구동축의 회전을 통해 전기에너지를 발생시켜 충전시키는 발전기 겸용 모터;를 포함하는 현가 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발전기 겸용 모터와 회전체 및 원심밸브가 순차적으로 수용되도록 일측이 개방된 하우징; 및
    상기 하우징의 개방된 일측을 폐쇄하도록 결합되며, 상기 실린더 내부의 챔버와 연통하는 연결포트가 마련되는 커버;를 더 구비하는 현가 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커버의 내측과 원심밸브 사이에는 상기 연결포트를 통해 유입되는 작동유체가 상기 회전체로 유입되도록 바이패스 유로가 마련되는 현가 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전체는 상기 회전구동축의 원주방향을 따라 일정 간격으로 배치되는 복수의 날개로 구성된 프로펠러로 마련되는 현가 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 원심밸브는,
    중심에 회전구동축이 결합되며, 상기 회전구동축을 중심으로 반경 방향으로 적어도 하나의 유로홀이 관통 형성되는 밸브바디;
    상기 밸브바디에 설치되어 상기 밸브바디의 회전에 따라 반경방향으로 이동하며 상기 유로홀을 개폐시키는 밸브커버; 및
    상기 밸브커버에 결합되어 상기 밸브커버가 상기 유로홀을 개방시키는 방향으로 탄성지지하는 탄성부재;를 포함하는 현가 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밸브바디는,
    일측면에 상기 밸브커버가 슬라이딩 가능하도록 상기 밸브커버의 양측을 지지하도록 형성되는 한 쌍의 가이드로드와, 상기 탄성부재의 일단이 고정되도록 상기 한 쌍의 가이드로드 사이에 마련되는 고정부를 갖춘 베이스 플레이트; 및
    상기 베이스 플레이트의 일측면에 결합되어 상기 베이스 플레이트 내에 마련되는 밸브커버 및 탄성부재의 이탈을 방지하는 커버 플레이트;를 구비하고,
    상기 베이스 플레이트와 커버 플레이트에는 상기 밸브커버가 반경방향으로 이동되는 위치에 서로 대응되도록 연통홀이 형성되는 현가 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 회전구동축은
    상기 회전체와 원심밸브의 중심에 연결되는 제1 회전축과, 상기 회전체와 발전기 겸용 모터의 중심에 연결되는 제2 회전축으로 마련되고,
    상기 제1 및 제2 회전축은 상기 회전체의 중심에 마련되는 커플링에 의해 동축상으로 연결되도록 마련되는 현가 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발전기 겸용 모터에는
    발생된 전기에너지를 변환하는 인버터와,
    상기 인버터의 전류를 제어하는 컨트롤러 및
    상기 인버터에 의해 변환된 전기에너지를 저장하는 축전지가 전기적으로 연결되는 현가 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102518343B1 (ko) * 2022-11-01 2023-04-05 주식회사 인게이지 디지털 제어형 쇽업소버 및 이를 위한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024046576A1 (en) * 2022-09-02 2024-03-07 Gkn Automotive Limited Electric machine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120064846A (ko) 2010-12-10 2012-06-20 현대자동차주식회사 자동차 현가장치의 에너지 회생장치

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3726926C1 (de) * 1987-08-13 1989-02-02 Ulrich Dr-Ing Rohs Vorrichtung zur AEnderung der zeitlichen Durchflussmenge eines fluessigen Daempfungsmittels bei einem Drehschwingungsdaempfer
KR100259255B1 (ko) 1998-03-05 2000-06-15 정몽규 감쇠력가변장치가부가된쇽업소버
CN201519388U (zh) * 2009-11-17 2010-07-07 东北大学 电磁阻尼型带保险往复式高楼缓降器
EP4289640A3 (en) * 2010-06-16 2024-02-28 ClearMotion, Inc. Integrated energy generating damper
US9702349B2 (en) * 2013-03-15 2017-07-11 ClearMotion, Inc. Active vehicle suspension system
DE102014225926A1 (de) * 2014-12-15 2016-06-16 Zf Friedrichshafen Ag Schwingungsdämpfer sowie Kraftfahrzeug
KR102344506B1 (ko) * 2015-08-03 2021-12-28 현대모비스 주식회사 자동차
KR20180008155A (ko) 2016-07-15 2018-01-24 주식회사 만도 회생 현가 시스템에서 모터를 이용한 댐퍼 특성 구현방법
FR3087058B1 (fr) * 2018-10-03 2020-10-23 Ge Energy Power Conversion Technology Ltd Rotor a arbre non traversant, assemblage de rotors, rotor a masses magnetiques multiples et machine electrique tournante associee

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120064846A (ko) 2010-12-10 2012-06-20 현대자동차주식회사 자동차 현가장치의 에너지 회생장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102518343B1 (ko) * 2022-11-01 2023-04-05 주식회사 인게이지 디지털 제어형 쇽업소버 및 이를 위한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체
WO2024096238A1 (ko) * 2022-11-01 2024-05-10 주식회사 인게이지 디지털 제어형 쇽업소버 및 이를 위한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체

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