TWI544144B - Hydraulic energy conversion device - Google Patents

Description

液壓能轉換裝置

本發明係與能量轉換技術有關，特別係指一種可用於避震器或阻尼裝置能量回收之液壓能轉換裝置。

近年來因石油危機、空氣汙染等重大事件影響，交通運輸工具走向節能、環保化已是不可避免的趨勢。對使用內燃機動力之機動車輛而言，內燃機的功率輸出僅部分用在車輛的行進上，其他大多被各種阻力抵銷掉，克服路面起伏即為其中之一；以往皆透過避震阻尼吸震，將振動能轉化成熱能逸散掉，因此相關領域也開始有許多種將動能、熱能轉化為電能回收之構想，如煞車能量回收、避震阻尼能量回收等。其中避震阻尼能量回收係利用避震器之液壓能量，以液壓馬達將液壓能轉化為機械能，再做為回收發電機旋轉動力發電回充電瓶或其他用途使用，減少引擎帶動主發電機所需之負荷。

將液壓能轉換為機械能的裝置之液壓馬達，乃油壓系統中廣泛使用之組件，型式上也衍生出多種形式，有柱塞式、螺桿式、齒輪式及輪葉式等，各有不同的特性及適用的場合。液壓馬達之構型上除了輪葉式以外，螺桿及齒輪式之轉軸必須成對配置，輸出軸無法與殼體同心，柱塞式則環型配置多個柱塞泵，直徑更大，對於汽車避震器而言，屬於長筒式構造，內徑不大，若以液壓馬達取代內部的阻尼閥進行振動能回收，因內部空間有限，且需與筒身同軸輸出，以便串接發電機，選用輪葉式液壓馬達較合適。但典型的輪葉馬達為座塊型，以複雜的鑄造外殼包覆，露出心軸，側邊為徑向的入出油口及固定腳座，輸出軸與轉子必須分成兩件才能組裝，長度及外徑仍比要取代的阻尼閥大得多，無法插裝入避震器筒身內，必須外掛在避震器筒身外，增加裝置之佔用空間，且無法直接用於替換傳 統構型之避震器。

鑒於傳統技術之缺點，本發明係提供一種液壓能轉換裝置，該液壓能轉換裝置係設置於該液壓式避震器內部，在不影響避震器正常作動下提供液壓能量轉換輸出。

本發明係提供一種液壓能轉換裝置，係用於液壓式避震器，包括：一本體，係為一具有中心孔之環形件；一輸出軸，係設置於該中心孔內，其軸向係垂直於該中心孔；一固定板，係設置於該本體之一側，該固定板上係設置複數流道孔；一外蓋，係設置於該本體之另一側，其中心具有一開孔，可容許該輸出軸穿出該外蓋；以及複數輪葉，係環設於該輸出軸上，係位於該本體、該固定板與該外蓋組合形成之空間內；其中該液壓式避震器壓縮或伸長時，液壓油經該流道孔進入該本體、該固定板與該外蓋組合形成之空間內，推動該輪葉轉動，進而驅動該輸出軸轉動。

本發明之液壓能轉換裝置係可裝設於液壓式避震器之內部，不需占用車體空間，並可直接替換同樣大小之傳統避震器；本發明係將液壓式避震器之液壓振動能轉換為旋轉機械能，使用者可視需求將該旋轉機械能用於驅動發電機以輸出電力，可回充電瓶或作為其他用途。應用本發明之避震器不僅適用於電動車輛，裝設在一般內燃機動力車輛上同樣可獲得振動能回收之功效。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及圖示中加以闡述。

11‧‧‧本體

12‧‧‧輸出軸

13‧‧‧固定板

131‧‧‧流道孔

14‧‧‧外蓋

15‧‧‧輪葉

151‧‧‧彈性件

16‧‧‧軸承

161‧‧‧軸封

31‧‧‧液壓能轉換裝置

32‧‧‧避震器內筒

33‧‧‧避震器外筒

34‧‧‧發電機

圖1係為本發明之液壓能轉換裝置實施例縱剖圖。

圖2係為本發明之液壓能轉換裝置實施例橫剖圖。

圖3係為本發明實際應用於發電避震器之示意圖。

以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此 技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。

圖1係為本發明之液壓能轉換裝置實施例縱剖圖，如圖所示，包括：一本體11，係為一具有中心孔之環形件；一輸出軸12，係設置於該中心孔內，其軸向係垂直於該中心孔；一固定板13，係設置於該本體之一側，該固定板上係設置複數流道孔131；一外蓋14，係設置於該本體之另一側，其中心具有一開孔，可容許該輸出軸穿出該外蓋；以及複數輪葉15，係環設於該輸出軸上，係位於該本體、該固定板與該外蓋組合形成之空間內，該輪葉與該輸出軸間係以一彈性件151相連接；該外蓋與該輸出軸間係設置一軸承16，該軸承之一側係設置一軸封161；該輸出軸係連接至一發電機。

圖2係為本發明之液壓能轉換裝置實施例橫剖圖，如圖所示，避震器之液壓油自左上與右下之流道孔131流入，其液壓作用在該輪葉15上，對該輸出軸12形成一轉動扭矩，驅動該輸出軸順時針旋轉後，液壓油再從右上與左下之流道孔131流回避震器；該輪葉與該輸出軸間係以一彈性件151相連接，該彈性件將該輪葉外推至抵住該本體11，確保液壓油流動路徑順暢，不因洩漏造成輪葉與輸出軸旋轉作用不良。

圖3係為本發明實際應用於發電避震器之示意圖，如圖所示，本發明之液壓能轉換裝置31係裝設於避震器內筒32之一端，其外徑不超過避震器外筒33之內徑，該輸出軸係連接至一發電機34以產生電能輸出。

本發明之液壓能轉換裝置係為單主軸構造，該本體並無任何油道通過，其外徑可儘量減小；固定板開有供液壓油流通之流道孔口，以便讓液壓油進出推動該輸出軸轉動，軸向流道適合同軸配置，入出油孔不僅開口大、可降低流道阻力外，且仍保持與本體相同外徑；該輸出軸採輪轂與轉軸一體設計，省下內外環結合所需之徑向空間，外徑才夠小到裝入該本體內孔中；透過以上的設計，使本發明之外徑足以裝入避震器內筒中，長度又能極短化，不致於影響避震器之伸縮行程。應用本發明之避震器不僅適用於電動車輛，裝設在一般內燃機動力車輛上同樣可獲得振動能回收 之功效。

上述之實施例僅為例示性說明本發明之特點及其功效，而非用於限制本發明之實質技術內容的範圍。任何熟習此技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

11‧‧‧本體

12‧‧‧輸出軸

13‧‧‧固定板

131‧‧‧流道孔

14‧‧‧外蓋

15‧‧‧輪葉

151‧‧‧彈性件

16‧‧‧軸承

161‧‧‧軸封

Claims (5)

1. 一種液壓能轉換裝置，係用於液壓式避震器，包括：一本體，係為一具有中心孔之環形件；一輸出軸，係設置於該中心孔內，其軸向係垂直於該中心孔；一固定板，係設置於該本體之一側，該固定板上係設置複數流道孔；一外蓋，係設置於該本體之另一側，其中心具有一開孔，可容許該輸出軸穿出該外蓋；以及複數輪葉，係環設於該輸出軸上，係位於該本體、該固定板與該外蓋組合形成之空間內，該輪葉與該輸出軸間係以一彈性件相連接；其中該液壓式避震器壓縮或伸長時，液壓油經該流道孔進入該本體、該固定板與該外蓋組合形成之空間內，推動該輪葉轉動，進而驅動該輸出軸轉動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液壓能轉換裝置，其中該液壓能轉換裝置係設置於該液壓式避震器內部。
3. 如申請專利範圍第1項所述之液壓能轉換裝置，其中該輸出軸係連接至一發電機。
4. 如申請專利範圍第1項所述之液壓能轉換裝置，其中該外蓋與該輸出軸間係設置一軸承。
5. 如申請專利範圍第4項所述之液壓能轉換裝置，其中該軸承之一側係設置一軸封。