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KR20010011034A - Energy converter for vehicle - Google Patents

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Publication number
KR20010011034A
KR20010011034A KR1019990030229A KR19990030229A KR20010011034A KR 20010011034 A KR20010011034 A KR 20010011034A KR 1019990030229 A KR1019990030229 A KR 1019990030229A KR 19990030229 A KR19990030229 A KR 19990030229A KR 20010011034 A KR20010011034 A KR 20010011034A
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KR
South Korea
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cylinder
damper
fluid
vehicle
power generation
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1019990030229A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최용원
박종국
Original Assignee
최용원
박종국
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 최용원, 박종국 filed Critical 최용원
Priority to KR1019990030229A priority Critical patent/KR20010011034A/en
Publication of KR20010011034A publication Critical patent/KR20010011034A/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G13/00Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers
    • B60G13/14Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers having dampers accumulating utilisable energy, e.g. compressing air
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2300/00Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60G2300/60Vehicles using regenerative power

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

PURPOSE: A device is provided to convert continuous kinetic energy to electric energy while traveling a vehicle. CONSTITUTION: While reciprocating a piston(17), the piston is inputted to a damper cylinder(15). The damper cylinder is inputted to an outer cylinder(23). Herein, inside of the outer cylinder is compressed for discharging fluid(39) through a fluid opening(22). The fluid is transferred along a connect pipe(18) for being inputted to a generate cylinder(25) through a fluid passing aperture(24) of the cylinder. A permanent magnet(27) of the generate cylinder is moved toward an air passing aperture(26) for inducing current to a coil(31). Herein, amount of current is varied by adjusting radius of the generate cylinder and wound number of the coil. The induced current is collected by a current collect control unit(41).

Description

차량용 에너지변환장치{ENERGY CONVERTER FOR VEHICLE}Automotive energy conversion device {ENERGY CONVERTER FOR VEHICLE}

본 발명은 에너지변환장치에 관한 것으로, 특히, 차량의 주행중에 지속적인 상하운동에너지를 전기에너지로 변환시킬 수 있도록 한 차량용 에너지변환장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an energy conversion device, and more particularly, to an energy conversion device for a vehicle capable of converting continuous up and down kinetic energy into electrical energy while driving a vehicle.

주행중에 있는 차량은 바퀴를 통하여 노면으로부터의 지속적인 진동이나 충격을 전달받는다. 따라서, 차량에는 통상적으로, 프레임과 차축사이에 완충장치를 설치하여, 바퀴에 전달되는 충격이나 진동을 감쇠시키도록 함으로써, 차체 및 차체 내부에 장착된 장치 및 부품의 손상을 방지하고 동시에 승차감을 향상시킨다.Vehicles on the road receive continuous vibrations or shocks from the road through the wheels. Therefore, the vehicle is typically provided with a shock absorber between the frame and the axle to attenuate the shock or vibration transmitted to the wheels, thereby preventing damage to the vehicle body and the devices and components mounted inside the vehicle body and at the same time improving the ride comfort. Let's do it.

완충장치는 실린더내에 수용된 피스톤을 가지고, 노면으로부터 전달되는 진동이나 충격에 의해 상하방향으로 유동하는 피스톤의 상하운동에너지를 실린더와의 마찰에 의한 열에너지로 발산시키는 장치이다. 이러한 완충장치는 고체마찰식과 유압식이 있으며, 이 중에서 경제성 및 완충력이 비교적 우수한 유압식 쇽업쇼버(Shoch Absorber)가 주로 사용된다. 유압식 쇽업쇼버는, 실린더내에 소정의 유체를 주입하여, 유체에 의한 저항을 이용하여 진동이나 충격을 감쇠시키는 기능을 추가한다.The shock absorber has a piston accommodated in the cylinder, and is a device for dissipating the vertical kinetic energy of the piston flowing in the vertical direction by the vibration or shock transmitted from the road surface as heat energy by friction with the cylinder. These shock absorbers are solid friction and hydraulic, of which hydraulic shock absorbers (Shoch Absorber), which is relatively economical and excellent in cushioning power, are mainly used. The hydraulic shock absorber adds a predetermined fluid to the cylinder, and adds a function of damping vibration or shock by using a resistance by the fluid.

그런데, 최근에는, 이러한 유압식 완충장치를 단순히 완충장치로서의 역할이외에도 에너지변환장치로서의 역할을 수행하도록 하는 기술이 제안되어 있다. 미국특허 4,032,829호에 개시된 차량용 배터리를 충전하기 위한 주행쇽에너지 컨버터(Road shock energy converter for charging vehicle batteries)에는, 차체의 유동에 연동하는 피스톤의 상하운동에너지를 전기적 에너지로 변환시켜 차량용 배터리에 충전시키도록 한 기술이 개시되어 있다.By the way, in recent years, the technique which makes such a hydraulic shock absorber perform a role as an energy conversion apparatus other than simply a shock absorber has been proposed. The road shock energy converter for charging vehicle batteries disclosed in U.S. Patent No. 4,032,829 converts the up and down kinetic energy of a piston linked to the flow of the vehicle into electrical energy to charge the vehicle battery. A technique is disclosed.

하지만, 이러한 종래의 기술들은 비교적 그 장치적 구성이 복잡하여 적용하기 까다로우며, 저렴한 가격으로 제공하기 곤란하다는 문제가 있다. 그리고, 주행중인 차량의 진동이나 충격이 소정 이하인 경우에는 피스톤의 상하 왕복운동이 미약하여, 전기적 에너지의 충전효율이 낮다.However, these conventional techniques have a problem that the device configuration is relatively difficult to apply due to the complexity, and difficult to provide at a low price. When the vibration or the impact of the running vehicle is less than or equal to the predetermined value, the vertical reciprocation of the piston is weak, and the charging efficiency of electrical energy is low.

한편, 국내에도 대한민국 실용신안등록출원 제 94-12429호 및 제 94-12430호에 개시된 자동차의 현가장치를 이용한 충전장치를 포함한 다양한 형태의 에너지 변환장치가 제안되어 있다. 하지만, 국내의 기술들은 상기한 미국특허 4,032,829호 등을 비롯한 공지기술들로부터 극히 용이하게 고안할 수 있는 기술이라는 이유로 거절되고 있다. 이러한 이유로, 주행시 발생하는 차량의 유동을 완충시킬 수 있는 동시에, 종래 단순히 열에너지로 발산되는 운동에너지를 전기적 에너지로서 변환시켜 활용할 수 있는 기술개발이 시급한 실정이다.On the other hand, various types of energy converters including a charging device using a suspension device of a vehicle disclosed in Korean Utility Model Registration Application Nos. 94-12429 and 94-12430 have been proposed in Korea. However, domestic technologies have been rejected for reasons that can be devised extremely easily from known technologies, including the above-mentioned US Patent 4,032,829. For this reason, there is an urgent need to develop a technology capable of buffering the flow of the vehicle generated during driving and at the same time converting the kinetic energy emitted by the thermal energy into electrical energy.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 이러한 문제점을 고려하여, 비교적 간단한 구성으로 저렴하게 제작하여, 차량의 주행시 연속적인 운동에너지를 전기적 에너지로 변환시킬 수 있도록 한 차량용 에너지변환장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an energy conversion device for a vehicle that can be manufactured inexpensively with a relatively simple configuration in order to convert continuous kinetic energy into electrical energy while driving the vehicle in view of such a conventional problem.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 에너지변환장치가 설치된 차량의 부분사시도,1 is a partial perspective view of a vehicle equipped with an energy conversion device for a vehicle according to the present invention;

도 2는 도 1의 종단면도로서, 본 발명에 따른 차량용 에너지변환장치의 개략적 구성도,FIG. 2 is a longitudinal sectional view of FIG. 1, which is a schematic configuration diagram of an energy conversion device for a vehicle according to the present invention; FIG.

도 3은 도 2의 작동상태도이다.3 is an operating state diagram of FIG. 2.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1 : 차량 3 : 프레임1: vehicle 3: frame

5 : 차축 11 : 에너지변환장치5 axle 11 energy converter

13 : 댐퍼 14 : 스프링13: damper 14: spring

15 : 댐퍼실린더 17 : 피스톤15 damper cylinder 17 piston

19, 39 : 유체 21 : 발전부19, 39: fluid 21: power generation unit

22 : 유체출입구 23 : 외부실린더22: fluid entrance 23: outer cylinder

24 : 유체통과공 25 : 발전실린더24: fluid passage 25: power generation cylinder

26 : 공기통과공 27 : 영구자석26: air passage 27: permanent magnet

28 : 연결관 31 : 코일28 connector 31 coil

41 : 전류집진콘트롤부41: current collecting control unit

상기 목적은, 본 발명에 따라, 댐퍼실린더 및 상기 댐퍼실린더내에 왕복이동가능하게 수용된 피스톤을 가지고 노면상태에 따라 신축하는 댐퍼에 부속되어, 차량의 운동에너지를 전기적에너지로 변환시키는 장치에 있어서, 상기 댐퍼실린더를 출입가능하게 수용하고, 상기 댐퍼실린더와의 사이에 상기 댐퍼의 신축에 따라 면적이 변동하는 유체수용실을 형성하는 외부실린더; 연결관을 통해 상기 외부실린더와 연통된 발전실린더; 상기 발전실린더내에 길이방향으로 왕복이동 가능하게 수용되어 상기 유체수용실로부터의 상기 유체에 의해 이동가능한 영구자석; 및 상기 발전실린더에 길이방향을 따라 감겨진 발전코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 에너지변환장치에 의하여 달성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a damper cylinder and a damper that is reciprocally accommodated in the damper cylinder, and is attached to a damper that expands and contracts according to a road surface state, wherein the kinetic energy of the vehicle is converted into electrical energy. An external cylinder accommodating a damper cylinder to be accessible and forming a fluid receiving chamber between the damper cylinder and an area varying in accordance with the expansion and contraction of the damper; A power generation cylinder in communication with the external cylinder through a connection pipe; A permanent magnet housed in the power generation cylinder in a longitudinal direction and movable by the fluid from the fluid chamber; And a power generation coil wound along a longitudinal direction of the power generation cylinder.

여기서, 상기 영구자석의 왕복이동시 상기 코일에 유도되는 전기적 에너지를 충전하는 수단을 더 포함할 수 있다.Here, the permanent magnet may further include a means for charging the electrical energy induced in the coil during the reciprocating movement.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 에너지변환장치가 설치된 차량의 부분사시도이고, 도 2는 도 1의 종단면도로서, 본 발명에 따른 차량용 에너지변환장치의 개략적 구성도이다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이. 차량(1)의 프레임(3) 하부에 차량의 주행방향에 가로로 차축(5)이 설치되어 있다. 차축(5)의 양단에는 각각 바퀴(7)가 회전가능하게 장착된다. 프레임(3)과 차축(5) 사이에 본 발명의 실시예에 따른 에너지 변환장치(11)가 설치되어 있다.1 is a partial perspective view of a vehicle in which an energy conversion device for a vehicle according to the present invention is installed, and FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the vehicle energy conversion device according to the present invention. As can be seen in the drawing. The axle 5 is provided below the frame 3 of the vehicle 1 in the traveling direction of the vehicle. Wheels 7 are rotatably mounted at both ends of the axle 5, respectively. Between the frame 3 and the axle 5 is an energy converter 11 according to an embodiment of the invention.

본 에너지변환장치(11)는, 프레임(3)과 차축(5) 사이에 설치되어 프레임(3)의 유동을 감쇠시키는 댐퍼(13)와 댐퍼(13)로부터 전달되는 운동에너지를 전류로 변환시키는 발전부(21)를 구비한다. 여기에, 발전부(21)에서 발전된 전류를 집진하여, 차량용 각종 기기에 사용할 수 있는 전기적에너지로 변환시키는 전류집진콘트롤박스(41)를 포함한다.The energy converter 11 is provided between the frame 3 and the axle 5 to convert the kinetic energy transmitted from the damper 13 and the damper 13 into a current to attenuate the flow of the frame 3. The power generation unit 21 is provided. It includes a current collecting control box 41 for collecting the current generated by the power generation unit 21 to convert into electrical energy that can be used in various vehicles.

댐퍼(13)는 일반적으로, 쇽업소버(Shock absorber)라 불리우며, 크게 프레임(3)과 차축(5)중 어느 일측에 설치되는 피스톤(17)과 타측에 설치되는 댐퍼실린더(15), 그리고, 프레임(3)과 차축(5) 사이에 개재되어 상호 접근을 탄성부세하는 스프링(14)으로 구성되어 있다. 본 실시예에서는, 피스톤(17)의 커넥팅로드(18)가 차축(5)에 결합되어 있고, 댐퍼실린더(15)가 프레임(3)측에 결합되어 있다. 피스톤(17)과 댐퍼실린더(15)의 양측 단에는 각각 조인트부(8. 9)가 형성되어 있다.The damper 13 is generally called a shock absorber, and the damper cylinder 15 provided on the other side and the piston 17 provided on one side of the frame 3 and the axle 5 are large, and It is composed of a spring 14 interposed between the frame 3 and the axle 5 to elastically access each other. In this embodiment, the connecting rod 18 of the piston 17 is coupled to the axle 5, and the damper cylinder 15 is coupled to the frame 3 side. Joint portions 8.9 are formed at both ends of the piston 17 and the damper cylinder 15, respectively.

피스톤(17)은 댐퍼실린더(15)내에 왕복이동가능하게 수용되어 있다. 댐퍼실린더(15)는 관형상을 가지며, 외면에 주름관(6)이 설치되어 있다. 이러한 댐퍼실린더(15)내에는 소정의 유체(19)가 주입되어 있고, 피스톤(17)에는 유체가 통과하는 도시않은 오리피스가 형성되어 있다. 댐퍼실린더(15)의 커넥팅로드 출입구에는 기밀을 유지하는 실링부재(16)가 개재되어 있다. 외부로부터 충격이나 진동이 전달되면 피스톤(17)은 댐퍼실린더(15)내로 수용된다. 그리고, 댐퍼실린더(15)내로 수용된 피스톤(17)은 후술하는 스프링(14)에 의해 원상태로 복원된다. 이 때, 피스톤(17)과 댐퍼실린더(15)의 내벽면과의 마찰 및 피스톤(17)의 진행에 대한 유체(19)의 저항으로, 운동에너지가 감쇠된다.The piston 17 is housed in the damper cylinder 15 so as to be reciprocated. The damper cylinder 15 has a tubular shape, and a corrugated pipe 6 is provided on the outer surface. A predetermined fluid 19 is injected into the damper cylinder 15, and an orifice (not shown) through which the fluid passes is formed in the piston 17. A sealing member 16 for maintaining airtightness is interposed at the connecting rod entrance and exit of the damper cylinder 15. When shock or vibration is transmitted from the outside, the piston 17 is accommodated in the damper cylinder 15. And the piston 17 accommodated in the damper cylinder 15 is restored to the original state by the spring 14 mentioned later. At this time, the kinetic energy is attenuated by the resistance of the fluid 19 to the friction between the piston 17 and the inner wall surface of the damper cylinder 15 and the progress of the piston 17.

한편, 발전부(21)는 크게, 댐퍼실린더(15)를 출입가능하게 수용하는 외부실린더(23) 및, 외부실린더(23)의 외측에 고정되는 관상의 발전실린더(27), 발전실린더(27)내에 왕복이동가능하게 수용되는 영구자석(27), 영구자석(27)의 왕복운동에 의한 유도전류를 발생시키는 코일(31)을 구비한다. 외부실린더(23)는 소정의 반경을 가지고 기립방향으로 설치되며, 피스톤(17)과 일체로 형성되어 있다. 이러한 외부실린더(23)의 상단에는 댐퍼실린더(15)를 출입가능하게 수용하는 상향 출입개구가 형성되어 있다. 출입개구에는 실링부재(16)가 개재되어 외부실린더(23)와 발전실린더(31) 사이의 기밀을 유지한다.On the other hand, the power generation unit 21 is large, the outer cylinder 23 for accommodating the damper cylinder 15 to the outside, the tubular power generation cylinder 27, the power generation cylinder 27 fixed to the outside of the outer cylinder 23 ) A permanent magnet 27 reciprocally accommodated therein, and a coil 31 for generating an induction current by the reciprocating motion of the permanent magnet 27. The outer cylinder 23 is installed in the standing direction with a predetermined radius and is integrally formed with the piston 17. An upper opening and closing opening is formed at an upper end of the outer cylinder 23 to receive the damper cylinder 15 in an accessible manner. Sealing member 16 is interposed in the entrance and exit opening to maintain the airtight between the outer cylinder 23 and the power generating cylinder 31.

외부실린더(23)내에 수용된 댐퍼실린더(15)의 하단연부에는 그 외주면을 따라 외향 돌출부(20)가 마련되어 있다. 이 돌출부(20)는 외부실린더(23)의 내벽면에 밀착되며, 이에 의해, 내부의 기밀이 유지되어 외부실린더(23)와 댐퍼실린더(15)사이에 소정의 공간 즉 유체수용실이 형성된다. 유체수용실에는 소정의 유체(39)가 주입된다. 이러한 돌출부(20)를 가지는 댐퍼실린더(15)는 외부실린더(23)내에서의 피스톤의 역할을 한다.At the lower edge of the damper cylinder 15 accommodated in the outer cylinder 23, an outward protrusion 20 is provided along its outer circumferential surface. The protrusion 20 is in close contact with the inner wall surface of the outer cylinder 23, whereby the inside airtight is maintained, a predetermined space, that is, a fluid receiving chamber is formed between the outer cylinder 23 and the damper cylinder 15. . A predetermined fluid 39 is injected into the fluid containing chamber. The damper cylinder 15 having such a protrusion 20 serves as a piston in the outer cylinder 23.

외부실린더(23)에는 또한, 그 하단 연부에 외향 개구된 유체출입구(22)가 형성되어 있다. 이 유체출입구(22)에는 자세히 후술하는 연결관(28)의 일측 단부가 결합된다. 외부실린더(23)내로 댐퍼실린더(15)가 유입되어 외부실린더(23)내의 공간이 줄어들면, 내부의 압력이 증가되며, 이에 의해, 그 내부에 수용돤 유체(39)가 유체출입구(22)를 통해 유출된다.The outer cylinder 23 is further provided with a fluid inlet 22 that is opened outward at its lower edge. One end of the connection pipe 28, which will be described later in detail, is coupled to the fluid inlet 22. When the damper cylinder 15 flows into the outer cylinder 23 and the space in the outer cylinder 23 decreases, the pressure inside increases, whereby the fluid 39 contained therein becomes the fluid inlet 22. Is spilled through.

한편, 외부실린더(23)와 댐퍼실린더(15) 사이에는 스프링(14)이 개재된다. 외부실린더(23)의 상측 외벽면에는 그 원주방향을 따라 플랜지(55)가 외향 돌출되어 있고, 댐퍼실린더(15)의 상부영역에는 댐퍼실린더(15)의 플랜지(55)에 대향하는 마운트(53)가 설치되어 있다. 이들 플랜지(55)와 마운트(53) 사이에 스프링(14)이 개재되며, 이에 의해 외부로부터의 힘이 작용하여 외부실린더(23)내로 댐퍼실린더(15)가 유입되는 경우, 스프링(14)의 탄성력으로 댐퍼실린더(15)가 원상태로 복귀될 수 있다.On the other hand, a spring 14 is interposed between the outer cylinder 23 and the damper cylinder 15. A flange 55 protrudes outwardly along the circumferential direction of the upper outer wall surface of the outer cylinder 23, and a mount 53 facing the flange 55 of the damper cylinder 15 in the upper region of the damper cylinder 15. ) Is installed. A spring 14 is interposed between these flanges 55 and the mount 53, whereby a force from the outside acts so that the damper cylinder 15 flows into the outer cylinder 23. The damper cylinder 15 may be returned to its original state by the elastic force.

발전실린더(25)는 외부실린더(23)의 외측에 별도로 설치된다. 본 실시예에서는 설명의 용이함을 위하여, 댐퍼실린더(15)의 외벽면에 고정플랜지(35)를 설치하고, 이 고정플랜지(35)에 발전실린더(25)를 고정시켰다. 발전실린더(25)는 관형상으로 소정의 길이를 가지며, 내부에 영구자석(27)을 유동가능하게 수용하고 있다. 이러한 발전실린더(25)의 양측 단부에는 각각 유체통과공(24)과 공기통과공(26)이 형성되어 있다. 유체통과공(24)은 연결관(28)을 통해 유체출입구(22)와 상호 연결된다. 그리고, 공기통과공(26)은 외부로부터의 공기를 발전실린더(25)내로 유입 또는 유출시킨다. 발전실린더(25)의 내벽면과 영구자석(27)의 외면은, 유체통과공(24)을 통해 발전실린더(25)내로 유입된 유체(39)가 공기통과공(26)측으로 흘러들어가지 않도록 기밀유지시키는 것이 바람직하다.The power generation cylinder 25 is separately installed outside the outer cylinder 23. In the present embodiment, for ease of explanation, the fixing flange 35 is provided on the outer wall surface of the damper cylinder 15, and the power generating cylinder 25 is fixed to the fixing flange 35. The power generating cylinder 25 has a tubular shape and has a predetermined length, and accommodates the permanent magnet 27 therein in a flowable manner. Both ends of the power generation cylinder 25 are formed with a fluid passage hole 24 and an air passage hole 26, respectively. The fluid passage hole 24 is interconnected with the fluid inlet 22 through a connection pipe 28. Then, the air passage hole 26 allows air from the outside to flow into or out of the power generating cylinder 25. The inner wall surface of the power generating cylinder 25 and the outer surface of the permanent magnet 27 prevent the fluid 39 introduced into the power generating cylinder 25 through the fluid passage hole 24 from flowing into the air passage hole 26. It is desirable to keep it airtight.

발전실린더(25)내에 수용된 영구자석(27)이 일측 방향 예를 들어, 공기통과공(26)측으로 이동하면, 유체통과공(24)을 통해 외부실린더(23)로부터 유체가 발전실린더(25)내로 유입되는 동시에 그 발전실린더(25)의 공기통과공(26)측의 공기가 공기통과공(26)을 통해 외부로 유출된다. 한편, 영구자석(27)이 유체통과공(24)측으로 이동하면, 발전실린더(25)내의 유체통과공(24)측의 유체가 유체통과공(24)을 통해 완충부로 유출되고, 동시에 발전실린더(25)내로 공기통과공(26)을 통해 외부의 공기가 유입된다.When the permanent magnet 27 accommodated in the power generation cylinder 25 moves in one direction, for example, toward the air passage hole 26, the fluid flows from the external cylinder 23 through the fluid passage hole 24 to the power generation cylinder 25. At the same time, the air on the air passage hole 26 side of the power generation cylinder 25 flows out through the air passage hole 26. On the other hand, when the permanent magnet 27 moves to the fluid passage hole 24 side, the fluid at the fluid passage hole 24 side in the power generation cylinder 25 flows out to the buffer portion through the fluid passage hole 24, and at the same time the cylinder Outside air is introduced into the air through the air through hole 26.

코일(31)은 발전실린더(25)의 외벽면에 그 길이방향을 따라 감겨져 있다. 발전실린더(25)의 외벽면에는 코일(31)을 보호하기 위한 코일보호층(33)을 마련할 수 있다. 따라서, 발전실린더(25)내에 수용된 영구자석(27)이 발전실린더(25)의 길이방향을 따라 이동하면, 자기장의 변화에 의하여 코일(31)에 전류가 유도된다. 이 때, 유도전류는 페러데이의 법칙에 따라 감긴 횟수 및 발전실린더(25)의 단면적에 비례하며, 다음의 [수학식 1]과 같이 표현된다.The coil 31 is wound along the longitudinal direction on the outer wall surface of the power generating cylinder 25. A coil protection layer 33 for protecting the coil 31 may be provided on the outer wall surface of the power generation cylinder 25. Therefore, when the permanent magnet 27 accommodated in the power generation cylinder 25 moves along the longitudinal direction of the power generation cylinder 25, current is induced in the coil 31 by the change of the magnetic field. At this time, the induced current is proportional to the number of turns and the cross-sectional area of the power generation cylinder 25 according to Faraday's law, and is expressed by Equation 1 below.

여기서, N은 감긴수, A는 발전실린더(25)의 단면적이다.Here, N is the number of turns, and A is the cross-sectional area of the power generating cylinder 25.

한편, 코일(31)은 별도의 전류집진콘트롤부(41)에 연결되어 있다. 이에 의해, 코일(31)에 유도된 전류는 이 전류집진콘트롤부(41)에 의해 집진되어, 밧데리(45)에 충전되거나 그 밖의 도시않은 차량용 전기기기에 사용된다. 이 때, 전류집진콘틀로부(41)에는 발전실린더(25)의 길이방향을 따라 감져진 코일(31)의 양단이 연결될 수 있고, 한편, 발전실린더(25)의 길이방향을 따라 소정의 간격을 두고 코일(31)로부터 분기된 복수의 코일을 연결시킬 수 있다. 여기서, 복수의 코일 분기선을 전류집진콘트롤부(41)에 연결시키는 것이 바람직하며, 이는 발전실린더(25)내에 수용된 영구자석(27)의 이동거리가 일정하지 아니하기 때문이다.On the other hand, the coil 31 is connected to a separate current collecting control unit 41. As a result, the electric current induced in the coil 31 is collected by the current collecting control part 41 and charged in the battery 45 or used in other vehicle electric equipment not shown. At this time, both ends of the coil 31 wound along the longitudinal direction of the power generating cylinder 25 may be connected to the current collecting control section 41, and, on the other hand, a predetermined interval along the longitudinal direction of the power generating cylinder 25 A plurality of coils branched from the coil 31 may be connected to each other. Here, it is preferable to connect the plurality of coil branch lines to the current collecting control part 41, because the moving distance of the permanent magnet 27 accommodated in the power generation cylinder 25 is not constant.

예를 들어, 코일(31)의 양측만이 전류집진콘트롤부(41)에 연결되어 있는 경우, 외부로부터의 진동이나 충격이 미약할 수 있다. 이러한 경우, 발전실린더(25)내에 수용된 영구자석(27)이, 발전실린더(25)내의 중앙영역이나 코일의(31) 전체 이동경로중 일부분구간에서 유동하게 된다. 그러면, 전류는 코일(31)의 일부영역에서 유도되며, 이에 의해 전류의 이동거리가 길어짐으로써, 전류의 손실이 발생할 수 있기 때문이다. 따라서, 코일(31)의 전체 길이구간에서 복수의 분기점을 전류집진콘트롤부(41)에 연결하는 것이 바람직한 것이다.For example, when only both sides of the coil 31 are connected to the current collecting control part 41, vibration or shock from the outside may be weak. In this case, the permanent magnet 27 accommodated in the power generating cylinder 25 flows in a central region of the power generating cylinder 25 or a part of the entire movement path of the coil 31. This is because current is induced in a partial region of the coil 31, and as a result, the movement distance of the current becomes long, and thus a loss of current may occur. Therefore, it is preferable to connect the plurality of branch points to the current collecting control part 41 in the entire length section of the coil 31.

이러한 구성에 의하여, 도 3은 본 발명에 따른 에너지 변환장치의 동작상태도이다. 차량(1)의 이동중에 노면으로부터의 진동이나 충격이 바퀴를 통해 차축(5)에 전달되면, 먼저, 차축(5)이 프레임(3)에 대하여 유동하게 된다. 이 때, 외부실린더(23)의 상승에 상대적으로 댐퍼실린더(15)가 스프링(14)의 탄성력을 이기고 외부실린더(23)내로 수용되고, 동시에 외부실린더(23)와 일체로 형성된 피스톤(17)이 댐퍼실린더(15)내의 유체의 저항을 이기고 상향 이동한다.3 is an operational state diagram of the energy converter according to the present invention. If vibrations or shocks from the road surface are transmitted to the axles 5 through the wheels during the movement of the vehicle 1, first, the axles 5 will flow with respect to the frame 3. At this time, the damper cylinder 15 is received into the outer cylinder 23 and overcomes the elastic force of the spring 14 relative to the rise of the outer cylinder 23, and at the same time the piston 17 formed integrally with the outer cylinder 23. The damper cylinder 15 moves upward to overcome the resistance of the fluid.

한편, 유체(19)의 저항 및 스프링(14)의 탄성력에 의해 댐퍼실린더(15)의 이동은 소정 위치에서 저지되며, 이 후, 스프링(14)이 원래 상태가 될 때까지 댐퍼실린더(15)는 외부실린더(23)내에서 상하방향으로 유동하게 된다. 이 때, 외부실린더(23)와 일체로 형성된 피스톤(17)도 상하유동하는 댐퍼실린더(15)내에서 왕복이동한다. 이하에서는, 용이한 설명 및 이해를 돕기 위하여, 피스톤(17)의 일회 왕복시 이루어지는 본 에너지 변환장치의 작동상태를 예로 들어 설명한다.On the other hand, the movement of the damper cylinder 15 is prevented at a predetermined position by the resistance of the fluid 19 and the elastic force of the spring 14, after which the damper cylinder 15 until the spring 14 is in its original state. The up and down flow in the outer cylinder (23). At this time, the piston 17 formed integrally with the outer cylinder 23 also reciprocates in the damper cylinder 15 which flows up and down. Hereinafter, in order to facilitate easy explanation and understanding, the operating state of the present energy conversion device made at the time of reciprocating the piston 17 will be described as an example.

도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 외부로부터의 진동이나 충격에 의해 피스톤(17)이 댐퍼실린더(15)내로 유입되면, 상대적으로 댐퍼실린더(15)는 외부실린더(23)내로 유입된다. 이 때, 외부실린더(23)의 내부 즉, 댐퍼실린더(15)에 의해 기밀이 유지되는 외부실린더(23)의 내부는 점차적으로 압축되면서 그 내부의 유체(39)가 유체출입구(22)를 통해 유출된다. 유출되는 유체(39)는 연결관(18)을 따라 이동하여 발전실린더(25)의 유체통과공(24)을 통해 발전실린더(25)내로 유입된다. 그러면, 발전실린더(25)내의 영구자석(27)은, 외부실린더(23)의 내부로부터 발전실린더(25)내로 유입되는 유체(39)의 압력에 의해 공기통과공(26)측으로 이동하게 된다. 이 때, 발전실린더(25)내에 수용된 영구자석(27)의 이동으로, 코일(31)에 전류가 유도된다. 유도되는 전류의 양은, 상기한 [수학식 1]에서 볼 수 있는 바와 같이, 발전실린더(25)의 반경 및 코일(31)의 감긴수를 적절하게 조절함으로써, 변화가능하다. 유도된 전류는 전류집진콘트롤부(41)에 의해 집진된다.As can be seen in the figure, when the piston 17 is introduced into the damper cylinder 15 by vibration or shock from the outside, the damper cylinder 15 is relatively introduced into the outer cylinder 23. At this time, the inside of the outer cylinder 23, that is, the inside of the outer cylinder 23 whose airtight is maintained by the damper cylinder 15 is gradually compressed while the fluid 39 therein passes through the fluid inlet 22. Spills. The outflowing fluid 39 moves along the connecting pipe 18 and flows into the power generating cylinder 25 through the fluid passage hole 24 of the power generating cylinder 25. Then, the permanent magnet 27 in the power generation cylinder 25 is moved toward the air passage hole 26 by the pressure of the fluid 39 flowing into the power generation cylinder 25 from the inside of the outer cylinder 23. At this time, a current is induced in the coil 31 by the movement of the permanent magnet 27 accommodated in the power generating cylinder 25. The amount of induced current can be changed by appropriately adjusting the radius of the power generating cylinder 25 and the number of turns of the coil 31 as can be seen in Equation 1 above. The induced current is collected by the current collecting controller 41.

한편, 스프링의 복원력에 의해 외부실린더(23)내로 수용된 댐퍼실린더(15)가 외향 이동하면, 발전실린더(25)내의 유체가 유체통과공(24)을 통해 유출되어 외부실린더(23)내로 유입된다. 그러면, 공기통과공(26)을 통해 유출되는 유체(39)의 흡인력에 의해 발전실린더(25)내의 영구자석(27)은 공기통과공(26)측으로 이동하고 동시에, 공기통과공(26)측의 외부 공기는 공기통과공(26)을 통해 발전실린더(25)내로 유입된다. 이 때, 발전실린더(25)내의 영구자석(27)의 이동으로 역시 코일(31)에는 전류가 유도되며, 이러한 전류는 상술한 바와 마찬가지로, 전류집진콘트롤부(41)에 집진된다.On the other hand, when the damper cylinder 15 accommodated in the outer cylinder 23 is moved outward by the restoring force of the spring, the fluid in the power generating cylinder 25 flows out through the fluid passage hole 24 and flows into the outer cylinder 23. . Then, the permanent magnet 27 in the power generating cylinder 25 moves to the air passing hole 26 side by the suction force of the fluid 39 flowing out through the air passing hole 26 and at the same time, the air passing hole 26 side The outside air is introduced into the power generation cylinder 25 through the air passage hole (26). At this time, the current is also induced in the coil 31 by the movement of the permanent magnet 27 in the power generation cylinder 25, and this current is collected in the current collecting control section 41, as described above.

이렇듯, 발전실린더(25)내의 영구자석(27)의 이동으로 코일(31)에 유도되어 전류집진콘트롤부(41)에 집진된 전류는 전기적 에너지를 필요로 하는 차량의 다양한 기기에 에너지원 또는 보조전류로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 라디오 및, 오디오, 실내전등을 작동시키기 위한 전기적 에너지로 사용할 수 있는 것이다.As such, the electric current induced in the coil 31 by the movement of the permanent magnet 27 in the power generation cylinder 25 and collected in the current collecting control unit 41 is an energy source or auxiliary device for various devices of the vehicle requiring electrical energy. Can be used as a current. For example, it can be used as electrical energy to operate radios, audio and indoor lighting.

한편, 운동에너지로부터 변환된 상기의 전기적 에너지는 차량의 제너레이터 또는 에어콘 콤프레셔등을 작동시키는 에너지원으로 이용할 수도 있다. 이러한 경우, 엔진에 부하가 적게 걸려 연료를 절감시킬 수 있는 효과도 제공한다.On the other hand, the electrical energy converted from the kinetic energy may be used as an energy source for operating the generator of the vehicle or the air conditioner compressor. In this case, the engine is lightly loaded, which also saves fuel.

한편, 상술 및 도시한 실시예에서는, 프레임(3)에 댐퍼실린더(15)가 결합되고, 차축(5)에 피스톤(17)의 커넥팅로드(18)가 결합된 쇽압소버에 대하여 설명하였지만, 차종에 따라서 상기의 구성은 반대로 결합될 수 있으며, 이에 의해, 상기와 동일 효과를 제공할 수 있음은 물론이다.Meanwhile, in the above-described and illustrated embodiments, the damping cylinder 15 is coupled to the frame 3 and the shock absorber in which the connecting rod 18 of the piston 17 is coupled to the axle 5 has been described. Depending on the vehicle model, the above configuration may be combined in reverse, thereby providing the same effects as above.

상술 및 도시한 실시예에서는 또한, 설명의 용이함을 위해 발전실린더(25)를 기립방향으로 설치한 것에 대하여 설명하였지만, 수평방향으로 설치하면 공기통과공(26)측으로 유체(39)가 흘러들어 가는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.In the above-described and illustrated embodiments, the installation of the power generating cylinder 25 in the standing direction has also been described for ease of explanation. However, when the power generating cylinder 25 is installed in the horizontal direction, the fluid 39 flows toward the air passage hole 26. Can be prevented more effectively.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 비교적 간단한 구성으로 저렴하게 제작하여, 차량의 주행시 연속적인 운동에너지를 전기적 에너지로 변환시킬 수 있는 차량용 에너지변환장치가 제공된다.As described above, according to the present invention, there is provided a vehicle energy conversion device that can be manufactured inexpensively with a relatively simple configuration, and can convert continuous kinetic energy into electrical energy during driving of the vehicle.

Claims (2)

댐퍼실린더 및 상기 댐퍼실린더내에 왕복이동가능하게 수용된 피스톤을 가지고 노면상태에 따라 신축하는 댐퍼에 부속되어, 차량의 운동에너지를 전기적에너지로 변환시키는 장치에 있어서,An apparatus for converting a vehicle's kinetic energy into electrical energy, which is attached to a damper cylinder and a damper that expands and contracts according to a road surface condition with a piston reciprocally housed in the damper cylinder. 상기 댐퍼실린더를 출입가능하게 수용하고, 상기 댐퍼실린더와의 사이에 상기 댐퍼의 신축에 따라 면적이 변동하는 유체수용실을 형성하는 외부실린더;An external cylinder accommodating the damper cylinder to be accessible and forming a fluid receiving chamber having an area varying between the damper cylinder and the damper cylinder according to expansion and contraction of the damper; 연결관을 통해 상기 외부실린더와 연통된 발전실린더;A power generation cylinder in communication with the external cylinder through a connection pipe; 상기 발전실린더내에 길이방향으로 왕복이동 가능하게 수용되어 상기 유체수용실로부터의 상기 유체에 의해 이동가능한 영구자석; 및A permanent magnet housed in the power generation cylinder in a longitudinal direction and movable by the fluid from the fluid chamber; And 상기 발전실린더에 길이방향을 따라 감겨진 발전코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 에너지변환장치.An energy conversion device for a vehicle, comprising: a power generation coil wound along a longitudinal direction of the power generation cylinder. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 영구자석의 왕복이동시 상기 코일에 유도되는 전기적 에너지를 충전하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 에너지변환장치.And a means for charging electrical energy induced in the coil during the reciprocating movement of the permanent magnet.
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