KR20060127864A - 새시 부재 - Google Patents

Abstract

자석(2) 및 자석(2)에 의해 야기된 자계와 상호 작용을 하는 적어도 하나의 전기 코일(10)을 구비하고, 자석(2)과 코일(10)은 서로 상대적으로 이동할 수 있는 차량의 새시 부재가 개시되어 있다. 새시 부재(13)에 의해 적어도 하나의 고유진동수를 가진 진동들이 수행될 수 있고, 자석(2)은 스프링(8)에 고정되어 코일(10)에 대해 이동될 수 있고 그리고 자석(2)과 스프링(8)을 가진 발진기(14)의 고유진동수는 새시 부재(13)의 고유진동수에 일치한다.

Description

새시 부재{CHASSIS COMPONENT}

본 발명은 자석 및 자석에 의해 야기된 자계와 상호 작용을 하는 적어도 하나의 전기 코일을 구비하고, 자석과 코일은 서로 상대적으로 이동할 수 있는 차량의 새시 부재에 관한 것이다.

자동차의 새시에는, 축의 가동 부재에 센서 시스템을 또한 필요로 하는 전자 조절 시스템들이 점증적으로 채용되고 있다. 그러나 축의 가동 부재에 있는 센서는, 케이블 파단의 위험을 간직하고 있는, 센서에의 차체의 케이블 연결이 필요하다는 결점을 갖는다. 그렇기 때문에 센서에 의해 발생된 신호를 전송하기 위해 증가적으로 무선 시스템이 사용된다. 그러나 일체 통합된 신호 처리부를 가진 센서 시스템은 비교적 높은 전류 소모를 갖기 때문에 무선 연결을 통한 에너지 전송은 극히 중요한 문제로 판정될 수 있을 것이다. 그래서 그런 시스템을 위해 배터리를 통한 전류 공급이 제공될 수 있지만, 이것은 차량 수명의 경과 중 배터리를 교환해야할 필요가 있고 그와 함께 추가의 보수 작업이 필요하다는 결점을 갖는다.

이런 이유로 전기 에너지의 생성을 위해 차량의 주행을 이용하는 발전기가 창작되었다.

독일 특허 공개 DE 195 20 521 A1은 배터리, 배터리에 이어진 충전 회로, 및 충전 회로에 이어져 있고 정상적인 차량 전진에서의 우연적 진동 동작이 전기 에너지로 전환되게 하는 장치를 가진 위치 측정 장치를 구비하고 있는 차량 용 위치 측정 시스템을 공개하고 있다. 상기 장치의 하우징 내에 있어서는 두 나사선형 스프링들 사이에 탑재 구조물이 지지되어 있고, 그리하여 진동 운동에 대한 반작용으로서 하우징에 상대하여 탑재 구조물은 진동축의 방향으로 이리 저리 동작할 수 있다. 탑재 구조물의 측벽들에는 자석들이 설치되어 있고, 하우징의 측벽들에 배치된 코일들이 상기 자석들에 맞서 위치하고 있다.

독일 특허 공개 DE 196 47 031 A1로부터, 자동차 용 충격 완충기의 왕복 피스톤에, 비 자성 재료로 된 보호관의 외측에 배치된 다수의 코일들 내에서 전기 에너지 획득을 위해 동작할 수 있는 자석을 삽착하는 것이 알려져 있다. 충격 완충기는 스프링과 완충기의 조합을 구성하기 위해 스프링 내에 배치될 수 있다.

독일 특허 공개 DE 198 16 454 A1은 탐침으로 차량 타이어를 감시하는 장치를 공개하고 있는데, 그 탐침의 동작은 로드를 통해, 자석을 둘러싸는 코일에 전압을 유도하는 영구자석에 전달된다. 그 전압은 정류되고 평활화 되어 저장 콘덴서에 공급된다. 그 장치는 차량 타이어 내에 배치되고 감지기는 오직 타이어 압력이 너무 낮을 때에만 작동된다.

독일 특허 공개 DE 199 34 263 A1은 차량 용 부품을 공개하고 있는데, 그것은 센서, 평가 전자부, 무선 전송부 및 적당한 전류 공급부를 구비하고 있고, 그 전류 공급부는 자석과 코일 사이의 상대 운동을 이용하여 획득된 전기 에너지를 콘덴서에 저장한다. 그리고 그 부품은 축과 연결된 부재로 배치될 수 있다.

이런 통상적 기술 상태로부터 본 발명은 서두에 언급한 종류의 새시 부재를 이 부재에 의해 차량의 주행 중 계속적으로 전기 에너지가 생성될 수 있도록 더 개량 제조하는 것을 그 목적으로 한다.

이 목적은 본 발명에 따라 청구항 1에 의한 특징을 가진 새시 부재에 의해 달성된다. 바람직한 응용 구조들은 종속 청구항들에 기재되어 있다.

차량, 특히 자동차의 새시는 보통 차륜, 스프링-완충기-유닛 및 예로서 조향 연결 소자와 같은 연결 소자들을 갖고 있다. 이 새시 부재는 보통, 새시의 충격 자극시 마다 이 부재가 그 진동수로 진동하는 적어도 하나의 고유진동수를 갖고 있다. 충격형 자극은 자동차의 주행 작동 중 아주 자주 일어나기 때문에, 이 진동 가능 새시 부재는 주행 중 그 고유진동수로 준 연속적으로 진동한다. 그리고 이들 진동이 차체 내로 결합하는 것은 해당 완충 소자에 의해 방지된다.

본 발명에 따른 새시 부재는 이 진동을 이용하는 것이며,자석 및 자석에 의해 야기된 자계와 상호 작용을 하는 적어도 하나의 전기 코일을 구비하고, 자석과 코일은 서로 상대적으로 이동할 수 있다. 새시 부재는 적어도 하나의 고유진동수로 진동을 수행할 수 있고, 자석은 스프링에 고정되어 코일에 대해 이동될 수 있다. 그리고 자석과 스프링을 가진 발진기의 고유진동수는 새시 부재의 고유진동수에 일치한다.

충격 자극시 새시 부재는 그의 고유 주파수 또는 그의 고유 주파수들 중 하나로 진동을 수행하고, 이에 의해 스프링과 자석으로 구성된 발진기도 마찬가지로 여기 진동된다. 자석의 진동으로 인해 전류와 전압이 코일 내에 생성되고 따라서 본 발명에 따른 새시 부재에 의해 주행 중 준 연속적으로 전기 에너지가 준비되거나 공급될 수 있다.

발진기의 고유 주파수는 특히 자석의 질량 및 스프링의 스프링 상수에 의존하기 때문에, 자석 질량과 스프링 상수를 적당히 선정함에 의해 발진기의 고유 주파수는 새시 부재의 고유진동수에 일치될 수 있다. 그리고 발진기의 새시 부재의 진동 성질에 대한 반작용(역 영향)이 적도록, 발진기는 새시 부재의 치수에 비해 가급적 작고 새시 부재의 질량에 비해 가급적 작은 질량을 가져야 한다.

특히 발진기의 고유진동수가 새시 부재의 고유진동수에 일치하는 것은 일반적으로 인정되는 아이디어에 속하는 것으로 이해해야 할 것이다. 그리고 새시 부재는 예컨대 조종형 부재 또는 조인트(힌지) 부재로서 형성될 수 있다. 그러나 부재 군으로서 하나 또는 수 개의 고유진동수를 갖는 개별 부재들의 군으로 새시 부재가 구성되게 할 수도 있다. 차륜 또는 타이어도 그런 부재 군의 부재일 수 있다.

자석이 전적으로 슬리브의 종축의 방향으로 진동할 수 있도록, 자석은 특히 슬리브 내에서 직선 활주적으로 안내된다. 그리고 미끄럼 소자의 맨틀 면(외면)이 슬리브의 내벽에 미끄럼 접촉하도록, 자석은 바람직하게는 미끄럼 소자 내에 고정된다. 이렇게 하면 슬리브와 미끄럼 소자 사이의 마찰이 적당한 재료 선정 및 적당한 표면처리에 의해 대단히 작게 조절될 수 있다는 이점이 얻어진다. 그리고 자석의 자계가 가급적 적게 영향 받도록, 미끄럼 소자 및/또는 슬리브는 바람직하게는 비 자성 재료로 형성된다.

스프링은 특히 슬리브 주위 둘레로 동심적으로 배치되는 코일 스프링으로 형성될 수 있다. 바람직하게는 스프링은 슬리브의 양단에 배치된 외부 숄더들 사이에 고정되고 종방향으로 장력이 걸린다.

미끄럼 소자에는 홀더가 형성될 수 있고 그 홀더는 슬리브의 벽을 관통 파지하고 스프링에 고정된다. 이를 위해 슬리브의 벽에는 슬릿들이 배치되고 그 슬릿들을 통해 홀더들이 뻗는다. 그러나 바람직하게는 슬리브를 상하 두 부재로 구성시켜 축 방향으로 양 슬리브 반부들 사이에 간격이 생기게 한다. 그 간격은 미끄럼 소자의 종방향 길이 보다 짧고 그 간격에는 홀더가 통과해 붙든다.

자석이 진동하면 자석과 전기 코일 사이의 거리가 거의 주기적으로 변하고, 그리하여 그 결과적인 전기 코일을 관통하는 자속의 시간적 변화율로 인해 전기 교류 및 전기 교번 전압이 전기 코일 내에 유도된다. 원리적으로는 이를 위해 한 전기 코일로 충분하다. 그러나 바람직하게는 제 2 전기 코일이 제공되며 자석은 특히 진동 방향으로 이 두 전기 코일들 사이에 배치되고 이들 코일은 적당한 방법으로 전기적으로 조립될 수 있다. 각 코일은 자성 재료로 된 코어(핵심)를 가질 수 있고 양 코어들은 자성 재료로 된 하우징을 통해 서로 연결될 수 있다. 이 배치는 자계 진행에 유리하고 자성 재료는 특히 상자성 재료이다. 그리고 자석, 스프링 및 양 코일 그리고 경우에 따라서는 미끄럼 부재 및 슬리브는 하우징 내에 배치될 수 있기 때문에, 발진기는 오물 및 습기의 침입으로부터 보호될 수 있다. 그리고 하우징의 정면은 바람직하게는 양 코일들 및 코일 코어들에 의해 폐쇄된다.

발진기와 코일들로 전기 발생기(발전기)가 구성되고 이것에 의해 생성된 전기 에너지는 콘덴서에 저장될 수 있다. 이를 위해서는 특히 수퍼-캡-콘덴서가 적합한데 그 이유는 이것은 대량의 전기 에너지를 저장할 수 있기 때문이다. 그리고 예로서 2.3 V의 작은 정격 전압을 갖는 수퍼-캡-콘덴서를 사용하는 것이 유리한 것으로 밝혀졌다. 이 발전기가 예컨대 센서의 전류 공급에 이용되면, 전압을 소망 수준까지 상승시키는 충전 펌프가 사용될 수 있기 때문에 충분히 안정된 전류 공급이 보장될 수 있다.

그러나 콘덴서 대신에 충전 가능한 배터리가 전기 에너지 저장기로 사용될 수도 있고 그 경우에는 충전 장치가 배터리의 전단에 설치된다.

도 1은 본 발명에 따른 새시 부재의 실시형의 단면도이고,

도 2는 도 1에 의한 실시형의 제 1 전기 블록 연결도이고,

도 3은 도 1에 의한 실시형의 제 2 전기 블록 연결도이다.

[부재 번호] 1 미끄럼 소자, 2 자석, 3 종축, 4 슬리브, 4a,4b 슬리브 부재, 5 슬리브 부재들 사이의 거리, 6 홀더, 7 스프링의 벽, 8 스프링, 9 외부 숄더, 10 전기 코일, 11 코일 코어, 12 하우징, 13 새시 부재, 14 발진기, 15 발전기, 16 전기 도체, 17 정류기, 18 콘덴서, 19 배터리, 20 배터리 충전 장치, N 자석의 북극, S 자석의 남극, I 전류

본 발명을 이하 도면을 참고로 바람직한 실시형에 따라 설명하겠다.

도 1로부터 본 발명에 따른 새시 부재의 실시형을 볼 수 있는데, 미끄럼 소자(1)에 고정된 자석(2)은 그 종축(3)의 방향으로 활주적으로 슬리브(4) 내에 수장되어 있 다. 영구자석으로 구성된 자석(2)의 합성 자화는 종축(3) 위 또는 종축에 평행으로 뻗고 자석(2)의 북극(N)과 남극(S)이 도 1에 표시되어 있다.

슬리브(4)는 두 부분으로 구성되는데, 축 방향으로 제 1 슬리브 부재(4a)와 제 2 슬리브 부재(4b) 사이에는 간격(5)이 있고 그 간격에는 미끄럼 소자(1)에 배치된 홀더(6)가 통과 파지하고 있다. 이 홀더는 코일 스프링으로 구성된 스프링(8)의 두 권선들(7) 사이에 고정되어 있고 그 스프링은 슬리브(4) 주위로 동심적으로 배치되어 있다. 슬리브의 양 단부에는 각각 하나의 외부 숄더(9)가 형성되어 있고, 스프링(8)은 이들 두 외부 숄더들(9) 사이에 축 방향으로 장력이 걸린 채 설치되어 있다.

슬리브(4)는 두 전기 코일(10) 사이에 배치되고, 그 코일들은 각각 한 코어(11)를 가져 그 코어에 고정되어 있고, 각 코어(11) 자체는 각 코일(10)의 내부 안으로 삽입 연장되어 있고 자석(2)에서 먼 쪽(장치의 양단측)에서 코일을 부분적으로 둘러싼다. 양 코어들(11)은 하우징(12)을 통해 서로 연결되어 있고, 그 하우징은 정면 쪽이 코어들(11)에 의해 폐쇄되어 있다. 그리고 코어들(11) 및 슬리브(4)는 하우징(12)에 고정되어 있다.

하우징(12) 또는 코어(11) 중의 하나는 개략적으로 표시되고 적어도 한 고유진동수로 진동할 수 있는 새시 부재(13)에 고정되어 있고, 그리하여 새시 부재(13)의 기계적 진동들은 하우징(12) 또는 코어(11)에 전달될 수 있다. 따라서 점선으로 표시되어 있고 스프링(8), 자석(2) 및 미끄럼 소자(1)를 가진 발진기(14)는 전류 및 또는 전압을 코일(10) 내에 유도시키기 위해 진동하도록 자극될 수 있다. 그리고 스 프링(8)의 스프링 상수 및 자석(2)과 미끄럼 소자(1)의 질량은, 발진기(14)의 고유진동수가 새시 부재의 고유진동수들 중의 하나와 일치되도록 선택된다.

전기 코일들(10)과 발진기(14) 사이의 자기적 결합은 진동계의 감쇠를 야기할 수 있는데 이것은 발진기(14)의 설계시 고려될 수 있다. 그러나 많은 이용 경우들에서는 이 반동(반작용)은 무시할 수 있을 만큼 적다.

미끄럼 부재(1)와 슬리브(4)는 바람직하게는 비 자성 재료로 제조되는 한편 코어(11)와 하우징(12)은 자성 재료, 특히 상자성 재료로 구성될 수 있고, 이것은 자속을 집중키는 데에 기여한다.

도 2로부터 도 1에 의한 실시형을 위한 전기 블록 회로도를 볼 수 있는데, 발진기(14)와 코일들(11)로 구성된 발전기(15)가 약시되어 있다. 코일(10)에 유도된 전류(I)는 전기 도선들(16)에 온전히 포집되어 정류기(17)를 통해 콘덴서(18)에 공급되고 그 콘덴서는 발전기에 의해 발생된 전기 에너지를 위한 저장기로서의 역할을 한다.

도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 콘덴서 대신 충전형 배터리(19)가 전기 에너지 저장기로 사용될 수 있고, 그 경우 배터리(19) 전단에는 충전 장치(20)가 배치 연결된다.

Claims (8)

1. 자석(2) 및 자석(2)에 의해 야기된 자계와 상호 작용을 하는 적어도 하나의 전기 코일(10)을 구비하고, 자석(2)과 코일(10)은 서로 상대적으로 이동할 수 있는 차량의 새시 부재에 있어서,

   - 새시 부재(13)에 의해 적어도 하나의 고유진동수를 가진 진동들이 수행될 수 있고,

   - 자석(2)은 스프링(8)에 고정되어 코일(10)에 대해 이동될 수 있고 그리고

   - 자석(2)과 스프링(8)을 가진 발진기(14)의 고유진동수는 새시 부재(13)의 고유진동수에 일치하는 것을 특징으로 하는 차량의 새시 부재.
2. 제 1 항에 있어서, 자석(2)은 비 자성 재료로 된 슬리브(4) 내에서 직선 가동적으로 안내되는 것을 특징으로 하는 차량의 새시 부재.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 자석(2)은 비 자성 재료로 된 미끄럼 부재(1)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 새시 부재.
4. 상기 각 항 중의 어느 한 항에 있어서, 스프링(8)은 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 새시 부재.
5. 상기 각 항 중의 어느 한 항에 있어서, 자석(2)은 스프링(8) 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 새시 부재.
6. 상기 각 항 중의 어느 한 항에 있어서, 제 2 전기 코일(10)이 제공되어 있고 자석(2)은 양 전기 코일들(10) 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 새시 부재.
7. 제 6 항에 있어서, 양 전기 코일들(10)은 각각 자성 재료로 된 한 코어(11)를 갖고 있고, 양 코어들(11)은 자성 재료로 된 하우징(12)을 통해 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 새시 부재.
8. 제 7 항에 있어서, 자석(2), 스프링(8) 및 양 코일들(10)은 하우징(12) 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 새시 부재.

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