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KR101339260B1 - Bellows assembly for vehicle - Google Patents

Bellows assembly for vehicle Download PDF

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KR101339260B1
KR101339260B1 KR1020120095677A KR20120095677A KR101339260B1 KR 101339260 B1 KR101339260 B1 KR 101339260B1 KR 1020120095677 A KR1020120095677 A KR 1020120095677A KR 20120095677 A KR20120095677 A KR 20120095677A KR 101339260 B1 KR101339260 B1 KR 101339260B1
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KR
South Korea
Prior art keywords
energy
vehicle
bellows
flange portion
piezoelectric elements
Prior art date
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Active
Application number
KR1020120095677A
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Korean (ko)
Inventor
황대길
Original Assignee
현대자동차 주식회사
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.)
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Publication date
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    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
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    • F03G7/081—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for recovering energy derived from swinging, rolling, pitching or like movements, e.g. from the vibrations of a machine recovering energy from moving road or rail vehicles, e.g. collecting vehicle vibrations in the vehicle tyres or shock absorbers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

차량용 벨로우즈 어셈블리가 개시된다. 개시된 차량용 벨로우즈 어셈블리는 ⅰ)외부 에너지에 의해 변형되며 그 외부 에너지를 운동 에너지로 변환하는 벨로우즈 바디와, ⅱ)벨로우즈 바디의 양단부 측에 각각 설치되며, 벨로우즈 바디의 운동 에너지를 흡수하는 플랜지부와, ⅲ)플랜지부에 연결되게 장착되며, 벨로우즈 바디의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 다수 개의 압전소자들을 포함할 수 있다.A vehicle bellows assembly is disclosed. The disclosed vehicle bellows assembly includes: i) a bellows body that is deformed by external energy and converts the external energy into kinetic energy, and ii) a flange part which is installed at both end sides of the bellows body and absorbs the kinetic energy of the bellows body, Iii) mounted to be connected to the flange, and may include a plurality of piezoelectric elements that convert the kinetic energy of the bellows body into electrical energy.

Description

차량용 벨로우즈 어셈블리 {BELLOWS ASSEMBLY FOR VEHICLE}Automotive Bellows Assemblies {BELLOWS ASSEMBLY FOR VEHICLE}

본 발명의 실시예는 차량용 벨로우즈 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주변에서 버려지는 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지 하베스팅(energy harvesting) 기술을 접목한 차량용 벨로우즈 어셈블리에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a vehicle bellows assembly, and more particularly, to a vehicle bellows assembly incorporating an energy harvesting technology for converting energy discarded from the surroundings into electrical energy.

일반적으로, 자동차에는 하중, 압력, 진동 등과 같은 입력 에너지를 기계적인 변형으로서 상쇄시키기 위한 벨로우즈 어셈블리를 구비하고 있다.In general, automobiles have a bellows assembly for canceling input energy such as load, pressure, vibration, etc. as a mechanical deformation.

예를 들면, 벨로우즈 어셈블리는 차량의 엔진 계통, 섀시 계통 등에 구성되며, 차량의 주행 기간 동안 엔진 및 노면으로부터의 지속적이고 다양한 변위의 진동을 절연할 수 있다.For example, the bellows assembly is configured in the engine system, chassis system, and the like of the vehicle, and can insulate vibrations of continuous and various displacements from the engine and the road surface during the driving of the vehicle.

또한, 벨로우즈 어셈블리는 엔진에서 발생하는 배기 가스를 배출하는 배기 계통에 구성되며, 엔진 측으로부터 전달되는 진동을 흡수하여 그 진동이 배기계의 후단으로 전달되는 것을 감쇄시킬 수 있다.In addition, the bellows assembly is configured in the exhaust system for discharging the exhaust gas generated in the engine, it is possible to absorb the vibration transmitted from the engine side to attenuate the transmission of the vibration to the rear end of the exhaust system.

이러한 벨로우즈 어셈블리는 하중, 압력, 진동 등과 같은 입력 에너지에 의해 변형되면서 그 입력 에너지를 기계적인 운동 에너지로 변환시키며 입력 에너지를 상쇄 및 감쇄시키게 되는 바, 크게 아웃터 파트, 인너 파트 및 벨로우즈로 구성될 수 있다.Such a bellows assembly is transformed by input energy such as load, pressure, vibration, etc., and converts the input energy into mechanical kinetic energy and cancels and attenuates the input energy. have.

한편, 최근에는 자연에서 버려지고 있는 진동에너지 예컨대, 기차의 진동, 진공 펌프의 진동, 기계모터의 진동, 사람의 동작에 의한 진동 등의 버려지는 기계적인 에너지를 전기 에너지로 변환하는 친환경적인 에너지 하베스팅(energy harvesting) 기술이 대두되고 있다.On the other hand, eco-friendly energy harvesting method that converts the discarded mechanical energy into electrical energy, such as vibration energy that has been thrown away in nature recently, for example, train vibration, vacuum pump vibration, machine motor vibration, human vibration. Energy harvesting technology is emerging.

에너지 하베스팅 기술은 여러 기기들의 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 궁극적으로는 추가적인 에너지의 공급없이 주변의 에너지를 이용하여 독립적으로 구동이 가능하도록 하는 기술을 의미한다.Energy harvesting technology not only significantly improves the energy efficiency of various devices, but also means a technology that can be driven independently using surrounding energy without supplying additional energy.

이와 같은 에너지 하베스팅 기술로는 태양광 발전 및 열전소자의 지백(zeeback) 효과를 이용하여 온도차로부터 전기 에너지를 얻는 열전 발전 외에, 트랜스듀서(transducer)의 일종인 압전 소자를 이용하여 주변의 진동이나 충격으로부터 전기 에너지를 얻는 압전 발전으로 분류할 수 있다.Such energy harvesting techniques include the use of photovoltaic power generation and the zeeback effect of thermoelectric elements, as well as thermoelectric power generation to obtain electrical energy from temperature differences. It can be classified into piezoelectric power generation that obtains electrical energy from impact.

여기서, 압전 소자를 이용한 에너지 하베스팅 기술은 압전 소자에 기계적 변형이 인가될 경우, 전기 에너지가 발생하는 효과를 이용하여 주위의 버려지는 힘, 압력, 진동 등의 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다.Here, in the energy harvesting technique using a piezoelectric element, when mechanical deformation is applied to the piezoelectric element, the energy, such as the force, pressure, vibration, or the like that is thrown away may be converted into electrical energy by using an effect of generating electrical energy. .

압전 소자를 이용한 에너지 하베스팅 기술은 다른 발전 방식 보다 작은 진동을 전기 에너지로 변환하는데 용이할 뿐만 아니라 에너지의 변환 효율 또한 높은 장점을 가지고 있다.Energy harvesting technology using piezoelectric elements is not only easy to convert small vibration into electrical energy than other power generation methods, but also has a high conversion efficiency of energy.

이에, 자동차 업계에서는 상기와 같은 친환경적인 에너지 하베스팅 기술을 접목하여 친환경적이며, 설치 환경에 제약을 받지 않고 연속적인 전원 공급을 가능케 하는 연구에 몰두하고 있는 실정이다.Accordingly, the automobile industry is focusing on researches that enable continuous power supply without being constrained by the environment and installation environment by combining the environment-friendly energy harvesting technology as described above.

본 발명의 실시예들은 차량 운전 조건에서 진동 등의 외부 에너지를 기계적인 운동 에너지로 변환하고, 그 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지 하베스팅(energy harvesting) 기술을 접목하여 친환경적이며 설치 환경에 제약을 받지 않고 연속적인 전원 공급을 가능케 할 수 있도록 한 차량용 벨로우즈 어셈블리를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are environmentally friendly and constrained to the installation environment by incorporating energy harvesting technology that converts external energy such as vibration into mechanical kinetic energy and converts kinetic energy into electrical energy under vehicle driving conditions. It is intended to provide a vehicle bellows assembly that enables continuous power supply without the need for power supply.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 벨로우즈 어셈블리는, ⅰ)외부 에너지에 의해 변형되며 그 외부 에너지를 운동 에너지로 변환하는 벨로우즈 바디와, ⅱ)상기 벨로우즈 바디의 양단부 측에 각각 설치되며, 상기 벨로우즈 바디의 운동 에너지를 흡수하는 플랜지부와, ⅲ)상기 플랜지부에 연결되게 장착되며, 상기 벨로우즈 바디의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 다수 개의 압전소자들을 포함할 수 있다.The bellows assembly for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes: (i) a bellows body deformed by external energy and converting the external energy into kinetic energy; and ii) installed at both end sides of the bellows body, respectively. And a flange portion for absorbing kinetic energy, and iii) a plurality of piezoelectric elements mounted to be connected to the flange portion and converting the kinetic energy of the bellows body into electrical energy.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 벨로우즈 어셈블리에 있어서, 상기 플랜지부는 상기 압전소자들에서 발생되는 전기 에너지를 집전하는 집전판으로 이루어질 수 있다.In addition, in the vehicle bellows assembly according to the embodiment of the present invention, the flange portion may be made of a current collector plate for collecting electrical energy generated by the piezoelectric elements.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 벨로우즈 어셈블리에 있어서, 상기 압전소자들은 띠 형상으로 이루어지며, 이의 양단부가 상기 플랜지부의 외주연을 따라 고정되게 설치될 수 있다.In addition, in the vehicle bellows assembly according to the embodiment of the present invention, the piezoelectric elements are formed in a band shape, and both ends thereof may be fixedly fixed along the outer circumference of the flange portion.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 벨로우즈 어셈블리에 있어서, 상기 압전소자들은 스토퍼를 통해 상기 플랜지부의 외주연에 고정되게 설치될 수 있다.In addition, in the vehicle bellows assembly according to the embodiment of the present invention, the piezoelectric elements may be fixed to the outer periphery of the flange portion through a stopper.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 벨로우즈 어셈블리에 있어서, 일측의 플랜지부는 제1 장착부재를 통해 차체에 고정되는 고정단으로 이루어질 수 있다.In addition, in the vehicle bellows assembly according to an embodiment of the present invention, the flange portion of one side may be made of a fixed end fixed to the vehicle body through the first mounting member.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 벨로우즈 어셈블리에 있어서, 다른 일측의 플랜지부는 제2 장착부재를 통해 외부 에너지 발생원에 연결되는 연결단으로 이루어질 수 있다.In addition, in the vehicle bellows assembly according to an embodiment of the present invention, the flange portion of the other side may be made of a connection end connected to the external energy source through the second mounting member.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 벨로우즈 어셈블리는, ⅰ)차체에 장착되어 외부 에너지에 의해 변형되며 그 외부 에너지를 운동 에너지로 변환하는 벨로우즈 바디와, ⅱ)상기 벨로우즈 바디의 양단부 측에 각각 설치되며, 상기 벨로우즈 바디의 운동 에너지를 흡수하는 플랜지부와, ⅲ)상기 플랜지부에 연결되게 장착되며, 상기 벨로우즈 바디의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 다수 개의 압전소자들과, ⅳ)상기 플랜지부와 연결되고 소정의 발열 부위에 설치되며, 상기 압전소자들에서 발생된 전기 에너지를 상기 플랜지부를 통해 제공받아 상기 발열 부위의 열을 흡수하는 적어도 하나의 열전소자를 포함할 수 있다.And, the bellows assembly for a vehicle according to an embodiment of the present invention, iii) a bellows body mounted on the vehicle body and deformed by external energy and converts the external energy into kinetic energy, and ii) installed at both end sides of the bellows body, respectively. And a flange portion for absorbing the kinetic energy of the bellows body, iii) a plurality of piezoelectric elements mounted to be connected to the flange portion, and converting the kinetic energy of the bellows body to electrical energy, and iii) the flange portion. It is connected to and is installed in a predetermined heating portion, may include at least one thermoelectric element that receives the electrical energy generated by the piezoelectric elements through the flange portion to absorb the heat of the heating portion.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 벨로우즈 어셈블리에 있어서, 상기 열전소자는 상기 플랜지부와 연결부재를 통해 연결되며 그 연결부재를 통해 일정 방향의 전류를 인가받을 수 있다.In addition, in the vehicle bellows assembly according to an embodiment of the present invention, the thermoelectric element is connected to the flange portion through a connection member and may receive a current in a predetermined direction through the connection member.

본 발명의 실시예들은 차량의 엔진 계통, 섀시 계통 및 배기 계통 등에서 발생하는 진동과 같은 외부 에너지를 벨로우즈 바디를 통해 기계적인 운동 에너지로 변환시키며 상쇄 및 감쇄시키고, 압전소자들을 통해 벨로우즈 바디의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환시킬 수 있다.Embodiments of the present invention convert the external energy, such as vibration generated in the engine system, chassis system and exhaust system of the vehicle to mechanical kinetic energy through the bellows body, offset and attenuate, and the kinetic energy of the bellows body through the piezoelectric elements Can be converted into electrical energy.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 차량 운전 조건에서 발생하는 진동 등의 버려지는 기계적인 에너지를 전기 에너지로 변환하는 친환경적인 에너지 하베스팅(energy harvesting) 기술을 접목함으로써 추가적인 에너지의 공급 없이 주변의 외부 에너지를 이용하여 차량의 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있다. Therefore, in the embodiment of the present invention by incorporating environmentally friendly energy harvesting technology that converts the discarded mechanical energy such as vibration generated in the vehicle driving conditions into electrical energy, the external external energy of the surroundings without supply of additional energy. By using it can greatly improve the energy efficiency of the vehicle.

또한, 본 발명의 실시예에서는 차량에 필수적으로 구비되는 벨로우즈 바디에 에너지 하베스팅 기술을 적용하여 전기 에너지를 생산할 수 있으므로, 친환경적이며, 설치 환경에 제약을 받지 않고 연속적인 전원 공급을 가능케 할 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, since the energy harvesting technology can be applied to the bellows body, which is essentially provided in the vehicle, electrical energy can be produced, thereby being environmentally friendly and enabling continuous power supply without being restricted by the installation environment. .

아울러, 본 발명의 실시예에서는 차량 운전 조건에서 발생하는 진동 등의 버려지는 기계적인 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 전기 에너지를 열전소자에 인가하여 차량 승객의 발 안착부와 같은 발열 부위를 냉각시킬 수 있으므로, 에너지 하베스팅 기술에 의한 전원의 활용도를 높일 수 있다.In addition, the embodiment of the present invention converts the discarded mechanical energy such as vibration generated in the vehicle driving conditions into electrical energy, and applies the electrical energy to the thermoelectric element to cool the heat generating portion such as the foot seat of the vehicle passengers. As a result, the utilization of power by energy harvesting technology can be improved.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 벨로우즈 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 벨로우즈 어셈블리에 적용되는 압전 소자의 결합 구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 벨로우즈 어셈블리를 도시한 사시도이다.These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a perspective view showing a vehicle bellows assembly according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating a coupling structure of a piezoelectric element applied to a vehicle bellows assembly according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 3 is a perspective view of a vehicle bellows assembly according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the following detailed description, the names of components are categorized into the first, second, and so on in order to distinguish them from each other in the same relationship, and are not necessarily limited to the order in the following description.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.It should be noted that terms such as " ... unit ", "unit of means "," part of item ", "absence of member ", and the like denote a unit of a comprehensive constitution having at least one function or operation it means.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 벨로우즈 어셈블리를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a vehicle bellows assembly according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 벨로우즈 어셈블리(100)는 하중, 압력, 진동 등과 같은 입력 에너지를 기계적인 변형으로서 상쇄시키기 위한 것이다.Referring to FIG. 1, a vehicle bellows assembly 100 according to an embodiment of the present invention is to offset input energy such as load, pressure, vibration, etc. as a mechanical deformation.

예를 들면, 상기 벨로우즈 어셈블리(100)는 차량의 엔진 계통 및 섀시 계통 등에서 차량의 주행 기간 동안 엔진 및 노면으로부터의 지속적이고 다양한 변위의 진동을 절연하는데 적용될 수 있다.For example, the bellows assembly 100 may be applied to insulate vibrations of continuous and various displacements from the engine and the road surface during the driving of the vehicle in the engine system and the chassis system of the vehicle.

또한, 상기 벨로우즈 어셈블리(100)는 엔진에서 발생하는 배기 가스를 배출하는 배기 계통에 구성되며, 엔진 측으로부터 전달되는 진동을 흡수하여 그 진동이 배기계의 후단으로 전달되는 것을 감쇄시키는데 적용될 수 있다.In addition, the bellows assembly 100 is configured in an exhaust system for discharging the exhaust gas generated from the engine, it may be applied to absorb the vibration transmitted from the engine side to attenuate the transmission of the vibration to the rear end of the exhaust system.

여기서, 본 발명의 실시예에 의한 상기 차량용 벨로우즈 어셈블리(100)는 기본적으로 차량 운전 조건에서의 외부 에너지에 의해 변형되며 그 외부 에너지를 기계적인 운동 에너지 예컨대, 인장, 압축, 비틀림 및 회전에 따른 운동 에너지로 변환하는 벨로우즈 바디(10)를 포함하고 있다.Here, the vehicle bellows assembly 100 according to the embodiment of the present invention is basically deformed by the external energy in the vehicle driving conditions and the external energy is a mechanical kinetic energy, for example, movement according to tension, compression, torsion and rotation It includes a bellows body 10 that converts to energy.

상기 벨로우즈 바디(10)는 외부 에너지에 의해 다양한 방향으로 운동(신장 및 수축 변형, 길이 가변 및 굴곡 변형 등)하는 것으로, 도면에 도시되지 않은 아웃터 파트, 인너 파트 및 주름관 형태의 벨로우즈로 구성될 수 있다.The bellows body 10 is to move in various directions (extension and contraction deformation, variable length and bending deformation, etc.) by the external energy, it may be composed of the bellows in the form of the outer part, inner part and corrugated pipe not shown in the figure. have.

이러한 벨로우즈 바디(10)는 당 업계에서 널리 사용되는 공지 기술의 벨로우즈 구조로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.Since the bellows body 10 is made of a bellows structure of a known technique widely used in the art, a detailed description of the configuration will be omitted herein.

본 발명의 실시예에 의한 상기 차량용 벨로우즈 어셈블리(100)는 에너지 하베스팅(energy harvesting) 기술을 접목하여 외부 에너지에 의한 벨로우즈 바디(10)의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 구조로 이루어진다.The vehicle bellows assembly 100 according to an embodiment of the present invention has a structure capable of converting kinetic energy of the bellows body 10 by external energy into electrical energy by incorporating energy harvesting technology.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 벨로우즈 어셈블리(100)는 벨로우즈 바디(10)를 기본으로 하면서 플랜지부(30) 및 압전소자들(50)을 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.To this end, the vehicle bellows assembly 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a flange portion 30 and piezoelectric elements 50 based on the bellows body 10, which will be described below. .

본 발명의 실시예에서, 상기 플랜지부(30)는 벨로우즈 바디(10)의 운동 에너지를 지지 및 흡수하는 것으로, 벨로우즈 바디(10)의 양측 단부에 각각 설치될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the flange portion 30 is to support and absorb the kinetic energy of the bellows body 10, it may be installed at both ends of the bellows body 10, respectively.

여기서, 상기 플랜지부(30)는 뒤에서 더욱 설명될 압전소자들(50)에 의해 발생된 전기 에너지를 집전하는 집전판(31)으로서 이루어지는 바, 전기 집전이 가능한 도전체로 형성될 수 있다.Here, the flange portion 30 is formed as a current collector plate 31 for collecting electrical energy generated by the piezoelectric elements 50, which will be described later, and may be formed of a conductor capable of electrical current collection.

이 경우, 상기 벨로우즈 바디(10)의 일측에 구비되는 플랜지부(30)는 제1 장착부재(71)를 통해 차체(도면에 도시되지 않음)에 고정되는 고정단으로 이루어지는 바, 제1 장착부재(71)는 행어 마운팅부재(73)를 통해 차체에 고정될 수 있다.In this case, the flange portion 30 provided on one side of the bellows body 10 is composed of a fixed end fixed to the vehicle body (not shown) through the first mounting member 71, the first mounting member The 71 may be fixed to the vehicle body through the hanger mounting member 73.

그리고, 상기 벨로우즈 바디(10)의 다른 일측에 구비되는 플랜지부(30)는 제2 장착부재(72)를 통해 외부 에너지 발생원에 연결되는 연결단으로 이루어진다.In addition, the flange portion 30 provided on the other side of the bellows body 10 is formed of a connection end connected to an external energy source through the second mounting member 72.

즉, 상기 벨로우즈 바디(10)는 제1 및 제2 장착부재(71, 72)에 의해 고정단과 연결단을 지닌 캔틸레버로서 이루어질 수 있다.That is, the bellows body 10 may be formed as a cantilever having a fixed end and a connecting end by the first and second mounting members 71 and 72.

본 발명의 실시예에서, 상기 압전소자들(50)은 외부 에너지에 의한 벨로우즈 바디(10)의 기계적인 운동 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 것으로서, 플랜지부(30)에 연결되게 설치될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the piezoelectric elements 50 convert the mechanical kinetic energy of the bellows body 10 by external energy into electrical energy, and may be installed to be connected to the flange portion 30.

상기 압전소자(50)는 압력을 가하면 전압이 변화하고, 반대로 전압을 가하면 팽창되거나 수축되는 성질을 가진 소자로서, 수정이나 티탄산바륨을 소결한 세라믹, 티탄산지르콘산납 등으로 이루어질 수 있다.The piezoelectric element 50 is a device having a property that the voltage changes when the pressure is applied, and on the contrary, it expands or contracts when the voltage is applied. The piezoelectric device 50 may be made of ceramic, sintered barium titanate, lead zirconate titanate, or the like.

한편, 상기 압전소자들(50)은 띠 형상으로 이루어지며, 벨로우즈 바디(10)의 외주 방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 설치되며, 이들의 양단부가 플랜지부(30)의 외주연을 따라 고정되게 장착된다.On the other hand, the piezoelectric elements 50 are formed in a band shape, and are spaced apart at regular intervals along the outer circumferential direction of the bellows body 10, and both ends thereof are fixed along the outer circumference of the flange portion 30. Is mounted.

이와 같은 압전소자들(50)은 도 2에서와 같이, 스토퍼(81)를 통해 플랜지부(30)의 외주연에 고정되게 설치될 수 있다.The piezoelectric elements 50 as shown in FIG. 2 may be fixed to the outer circumference of the flange portion 30 through the stopper 81.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 벨로우즈 어셈블리(100)에 의하면, 차량 운전 조건에서 진동과 같은 외부 에너지가 벨로우즈 바디(10)에 입력되면, 그 벨로우즈 바디(10)는 입력 에너지를 인장, 압축, 비틀림 및 회전 운동 등과 같은 운동 에너지로 변환시키며 외부 에너지를 상쇄 및 감쇄시킬 수 있게 된다.Therefore, according to the bellows assembly 100 for a vehicle according to the exemplary embodiment of the present invention configured as described above, when external energy such as vibration is input to the bellows body 10 in a vehicle driving condition, the bellows body 10 is inputted. It converts energy into kinetic energy such as tension, compression, torsional and rotational motion, and can offset and attenuate external energy.

이에, 상기한 벨로우즈 바디(10)의 운동 에너지는 플랜지부(30)에 전달 및 흡수되는데, 압전소자들(50)은 그 운동 에너지를 제공받아 소정의 전기 에너지로 변환시킨다.Thus, the kinetic energy of the bellows body 10 is transmitted to and absorbed by the flange portion 30, the piezoelectric elements 50 is provided with the kinetic energy is converted into a predetermined electrical energy.

이렇게 압전소자들(50)에서 발생된 전기 에너지는 플랜지부(30)에 집전되면서 별도의 전력원으로 사용될 수 있으며, 축전지 등에 축전될 수도 있다.The electrical energy generated by the piezoelectric elements 50 may be used as a separate power source while being collected in the flange portion 30, or may be stored in a storage battery or the like.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 벨로우즈 어셈블리(100)에 의하면, 차량의 엔진 계통, 섀시 계통 및 배기 계통 등에서 발생하는 진동과 같은 외부 에너지를 벨로우즈 바디(10)를 통해 기계적인 운동 에너지로 변환시키며 상쇄 및 감쇄시키고, 압전소자들(50)을 통해 벨로우즈 바디(10)의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환시킬 수 있다.As described above, according to the bellows assembly 100 for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention, external energy such as vibration generated in an engine system, a chassis system, an exhaust system, and the like of a vehicle may be mechanically transferred through the bellows body 10. It can be converted into kinetic energy, canceled and attenuated, and the kinetic energy of the bellows body 10 can be converted into electrical energy through the piezoelectric elements 50.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 차량 운전 조건에서 발생하는 진동 등의 버려지는 기계적인 에너지를 전기 에너지로 변환하는 친환경적인 에너지 하베스팅(energy harvesting) 기술을 접목함으로써 추가적인 에너지의 공급 없이 주변의 외부 에너지를 이용하여 차량의 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있다. Therefore, in the embodiment of the present invention by incorporating environmentally friendly energy harvesting technology that converts the discarded mechanical energy such as vibration generated in the vehicle driving conditions into electrical energy, the external external energy of the surroundings without supply of additional energy. By using it can greatly improve the energy efficiency of the vehicle.

또한, 본 발명의 실시예에서는 차량에 필수적으로 구비되는 벨로우즈 바디(10)에 에너지 하베스팅 기술을 적용하여 전기 에너지를 생산할 수 있으므로, 친환경적이며, 설치 환경에 제약을 받지 않고 연속적인 전원 공급을 가능케 할 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, since the energy harvesting technology can be applied to the bellows body 10 which is essentially provided in the vehicle, electrical energy can be produced, which is environmentally friendly and enables continuous power supply without being restricted by the installation environment. can do.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 벨로우즈 어셈블리를 도시한 사시도이다.Figure 3 is a perspective view of a vehicle bellows assembly according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 벨로우즈 어셈블리(200)는 전기 실시예의 구조를 기본으로 하면서, 압전소자들(150)에서 발생된 전기 에너지를 제공받아 차체의 소정 부위로 전달된 열을 흡수하는 적어도 하나의 열전소자(190)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the vehicle bellows assembly 200 according to another embodiment of the present invention is based on the structure of the electrical embodiment, and receives electrical energy generated from the piezoelectric elements 150 to be delivered to a predetermined portion of the vehicle body. It may include at least one thermoelectric element 190 for absorbing the heat.

상기 발열 부위(1)로는 엔진 등의 열이 전달되는 승객의 발 안착부로서 대쉬 판넬을 예로 들 수 있다.As the heat generating part 1, a dash panel may be used as a foot seating part of a passenger to which heat such as an engine is transmitted.

여기서, 상기 차량용 벨로우즈 어셈블리(200)를 구성하는 벨로우즈 바디(110), 플랜지부(130), 및 압전소자들(150)의 구성은 전기 실시예에서와 같으므로, 본 발명의 다른 실시예에서 이들의 더욱 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Here, the configuration of the bellows body 110, the flange portion 130, and the piezoelectric elements 150 constituting the vehicle bellows assembly 200 is the same as in the previous embodiment, so in other embodiments of the present invention A more detailed description will be omitted.

본 발명의 실시예에서, 상기 열전소자(190)는 차체의 발열 부위(1)에 설치되는 바, 전도성 재질의 연결부재(195)(전기 도선을 포함할 수 있음)를 통하여 플랜지부(130)와 연결되며, 차체의 발열 부위(1)에 고정되게 설치될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the thermoelectric element 190 is installed on the heat generating portion 1 of the vehicle body, the flange portion 130 through the connection member 195 (which may include an electric conductor) of a conductive material It is connected to, and may be fixed to the heat generating portion (1) of the vehicle body.

이러한 열전소자(190)는 펠티어 효과를 이용하여 전원으로부터 인가되는 전류의 방향에 따라 흡열 또는 발열하는 소자로서, 전기 실시예에서와 같이 압전소자들(150)에서 발생되는 전기 에너지를 플랜지부(130)와 연결부재(195)를 통해 제공받아 발열 부위(1)의 열을 흡수할 수 있다.The thermoelectric element 190 is an element that absorbs or generates heat according to the direction of the current applied from the power source using the Peltier effect. The thermoelectric element 190, as in the electric embodiment, receives the electric energy generated from the piezoelectric elements 150 by the flange portion 130. ) And may be provided through the connection member 195 to absorb the heat of the heat generating portion (1).

이 경우, 상기 열전소자(190)는 플랜지부(130)와 연결부재(195)를 통해 압전소자들(190)로부터 일정 방향의 전류를 인가 받을 수 있다.In this case, the thermoelectric element 190 may receive a current in a predetermined direction from the piezoelectric elements 190 through the flange 130 and the connection member 195.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 벨로우즈 어셈블리(200)에 의하면, 전기 실시예에서와 같이 외부 에너지에 의한 벨로우즈 바디(110)의 운동 에너지를 압전소자들(150)을 통해 전기 에너지로 변환시키고, 그 전기 에너지를 플랜지부(130)와 연결부재(195)를 통해 일정 방향의 전류로서 열전소자(190)에 인가함으로써 발열 부위(1)의 열을 흡수할 수 있게 된다.Therefore, according to the vehicle bellows assembly 200 according to another embodiment of the present invention configured as described above, the kinetic energy of the bellows body 110 by external energy as in the embodiment of the piezoelectric element 150 By converting the electrical energy into the electrical energy through the flange portion 130 and the connecting member 195 to the thermoelectric element 190 as a current in a predetermined direction it is possible to absorb the heat of the heat generating portion (1). .

이로써, 본 발명의 실시예에서는 차량 운전 조건에서 발생하는 진동 등의 버려지는 기계적인 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 전기 에너지를 열전소자(190)에 인가하여 차량 승객의 발 안착부와 같은 발열 부위(1)를 냉각시킬 수 있으므로, 에너지 하베스팅 기술에 의한 전원의 활용도를 높일 수 있다.Thus, in the embodiment of the present invention, the mechanical energy, such as vibration generated in the vehicle driving conditions, is converted into electrical energy, and the electrical energy is applied to the thermoelectric element 190 to generate heat such as a foot seating part of the vehicle passenger. Since (1) can be cooled, the utilization of the power supply by an energy harvesting technique can be improved.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Other embodiments may easily be suggested by adding, changing, deleting, adding, or the like of elements, but this also falls within the scope of the present invention.

10, 110... 벨로우즈 바디
30, 130... 플랜지부
31... 집전판
50, 150... 압전소자
71... 제1 장착부재
72... 제2 장착부재
73... 행어 마운팅부재
81... 스토퍼
190... 열전소자
195... 연결부재10, 110 ... bellows body
30, 130 ... flange
31 ... Current board
50, 150 ... Piezoelectric element
71 ... First mounting member
72 ... 2nd mounting member
73 ... hanger mounting member
81 ... stopper
190 ... Thermoelectric element
195 ... Connecting member

Claims (7)

차량용 벨로우즈 어셈블리로서,
외부 에너지에 의해 변형되며 그 외부 에너지를 운동 에너지로 변환하는 벨로우즈 바디;
상기 벨로우즈 바디의 양단부 측에 각각 설치되며, 상기 벨로우즈 바디의 운동 에너지를 흡수하는 플랜지부; 및
상기 플랜지부에 연결되게 장착되며, 상기 벨로우즈 바디의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 다수 개의 압전소자들을 포함하며,
상기 플랜지부는 상기 압전소자들에서 발생되는 전기 에너지를 집전하는 집전판으로 이루어지고,
상기 압전소자들은 띠 형상으로 이루어지며, 이의 양단부가 상기 플랜지부의 외주연을 따라 고정되게 설치되고, 상기 벨로우즈 바디의 외주 방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 벨로우즈 어셈블리.Automotive bellows assembly,
A bellows body deformed by external energy and converting the external energy into kinetic energy;
Flanges respectively provided at both end sides of the bellows body and absorbing kinetic energy of the bellows body; And
It is mounted to be connected to the flange portion, comprising a plurality of piezoelectric elements for converting the kinetic energy of the bellows body into electrical energy,
The flange portion is made of a collector plate for collecting electrical energy generated in the piezoelectric elements,
The piezoelectric elements are formed in a band shape, both ends thereof are fixedly installed along the outer circumference of the flange portion, and the bellows assembly for a vehicle, characterized in that spaced apart at regular intervals along the outer circumferential direction of the bellows body. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 압전소자들은 스토퍼를 통해 상기 플랜지부의 외주연에 고정되게 설치되는 차량용 벨로우즈 어셈블리.The method according to claim 1,
The piezoelectric element is a bellows assembly for a vehicle is fixed to the outer periphery of the flange portion through a stopper. 제1 항에 있어서,
일측의 플랜지부는 제1 장착부재를 통해 차체에 고정되는 고정단으로 이루어지며,
다른 일측의 플랜지부는 제2 장착부재를 통해 외부 에너지 발생원에 연결되는 연결단으로 이루어지는 차량용 벨로우즈 어셈블리.The method according to claim 1,
The flange portion of one side is formed of a fixed end fixed to the vehicle body through the first mounting member,
The flange portion of the other side of the vehicle bellows assembly consisting of a connecting end connected to the external energy source through the second mounting member. 차체에 장착되어 외부 에너지에 의해 변형되며 그 외부 에너지를 운동 에너지로 변환하는 벨로우즈 바디;
상기 벨로우즈 바디의 양단부 측에 각각 설치되며, 상기 벨로우즈 바디의 운동 에너지를 흡수하는 플랜지부;
상기 플랜지부에 연결되게 장착되며, 상기 벨로우즈 바디의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 다수 개의 압전소자들; 및
상기 플랜지부와 연결되고 소정의 발열 부위에 설치되며, 상기 압전소자들에서 발생된 전기 에너지를 상기 플랜지부를 통해 제공받아 상기 발열 부위의 열을 흡수하는 적어도 하나의 열전소자를 포함하며,
상기 플랜지부는 상기 압전소자들에서 발생되는 전기 에너지를 집전하는 집전판으로 이루어지고,
상기 압전소자들은 띠 형상으로 이루어지며, 이의 양단부가 상기 플랜지부의 외주연을 따라 고정되게 설치되고, 상기 벨로우즈 바디의 외주 방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 벨로우즈 어셈블리.A bellows body mounted on the vehicle body and deformed by external energy and converting the external energy into kinetic energy;
Flanges respectively provided at both end sides of the bellows body and absorbing kinetic energy of the bellows body;
A plurality of piezoelectric elements mounted to be connected to the flange and converting kinetic energy of the bellows body into electrical energy; And
And at least one thermoelectric element connected to the flange portion and installed at a predetermined heating portion, and receiving electrical energy generated from the piezoelectric elements through the flange portion to absorb heat from the heating portion.
The flange portion is made of a collector plate for collecting electrical energy generated in the piezoelectric elements,
The piezoelectric elements are formed in a band shape, both ends thereof are fixedly installed along the outer circumference of the flange portion, and the bellows assembly for a vehicle, characterized in that spaced apart at regular intervals along the outer circumferential direction of the bellows body. 제6 항에 있어서,
상기 열전소자는,
상기 플랜지부와 연결부재를 통해 연결되며 그 연결부재를 통해 일정 방향의 전류를 인가받는 차량용 벨로우즈 어셈블리.
The method of claim 6,
The thermoelectric element includes:
A vehicle bellows assembly connected to the flange portion through a connecting member and receiving a current in a predetermined direction through the connecting member.
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