KR102067740B1 - 적어도 두 개의 불균형된 질량체를 포함하는 동적 힘 발생기 및 상기 발생기를 포함하는 액추에이터 - Google Patents

적어도 두 개의 불균형된 질량체를 포함하는 동적 힘 발생기 및 상기 발생기를 포함하는 액추에이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동적 힘 발생기(100)에 관한 것으로서,
상기 동적 힘 발생기(100)는:
- 지지 샤프트(110, shaft);
- 제1 로터(120, rotor);
상기 제1 로터는:
상기 제1 로터(120)가 상기 지지 샤프트(110)에 대해 회전 가능하게 장착되도록 상기 지지 샤프트(110)와 내부 보어(121) 사이에 배치된 베어링(R1, R2)과 상기 지지 샤프트(110)를 수용하는, 내부 보어(121, internal bore)와,
제1 세트의 영구 자석(180)이 제공된 내부면(FIE1)을 포함하는, 외부 보어(122, external bore), 및
상기 내부 보어(121)와 외부 보어(122) 사이에 있으며, 상기 제1 로터(120)를 위한 전기 모터를 구성하기 위해 상기 제1 세트의 영구 자석(180)과 상호 작용할 수 있는 전기 코일을 수용하도록 되어 있는, 연결 존(123)을 포함하고,
- 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)에 고정되거나 또는 일체로 형성되며, 상기 제1 로터(120)의 외부 보어(122)의 외부면(FEE1)에 대립하여 장착된, 제1 불균형된 질량체(130);
- 상기 제1 로터(120)와 제2 로터(140) 사이에 제공된 감마찰 구성요소(160, antifriction component)를 통해, 상기 제1 로터(120)에 대해 회전 가능하게 장착된, 제2 로터(140); 및
상기 제2 로터(140)는:
상기 제1 및 제2 로터(120, 140)의 내부 보어(121, 141)들이 동심을 이루도록 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)를 수용하는, 내부 보어(141)와,
제2 세트의 영구 자석(181)이 제공된 내부면(FIE2)을 포함하는 외부 보어(142), 및
상기 내부 보어(141)와 외부 보어(142) 사이에 있으며, 상기 제2 로터(140)를 위한 전기 모터를 구성하기 위해 상기 제2 세트의 영구 자석(181)과 상호 작용할 수 있는 전기 코일을 수용하도록 되어 있는, 연결 존(143)을 포함하고,
- 상기 제2 로터(140)의 내부 보어(141)에 고정되거나 또는 일체로 형성되며, 상기 제2 로터(140)의 외부 보어(142)의 외부면(FEE2)에 대립하여 장착된, 제2불균형된 질량체(150);를 포함한다.

Description

적어도 두 개의 불균형된 질량체를 포함하는 동적 힘 발생기 및 상기 발생기를 포함하는 액추에이터{DYNAMIC FORCE GENERATOR COMPRISING AT LEAST TWO UNBALANCED MASSES AND ACTUATOR COMPRISING SAID GENERATORS}
본 발명은 적어도 두 개의 불균형된 질량체를 포함하는 동적 힘 발생기와 상기 발생기를 포함하는 액추에이터에 대한 것이다.
불균형된 질량체를 가진 많은 동적 힘 발생기가 공지되어 있다.
불균형된 질량체는 상기 동적 힘 발생기의 회전축에 대해 중심에서 벗어난 질량체이다.
이러한 타입의 동적 힘 발생기에서, 불균형된 질량체는 원심력을 발생하기 위해 회전하도록 설정되며, 그 결과로 실제로 구조물에서 발생된 진동을 상쇄할 수 있다.
특히, 항공기 분야에서, 엔진은 진동을 발생하며, 본 발명의 목적은 상기 진동을 줄이거나 또는 적어도 제한하는 것이다.
이는 회전 날개 항공기(헬리콥터)의 경우에는 적절하지 않다. 사실상, 헬리콥터에 대해 양력을 제공하는 (메인 또는 해당되는 경우 보조) 로터(rotor)는, 특히 동체에, 많은 진동을 발생하며, 이는 상쇄가 필요하다.
이러한 분야에 대해, 특히, 적어도 두 개의 불균형된 질량체를 가진 동적 힘 발생기는 상기 발생기가 다른 종류의 동적 힘 발생기에 비해 상대적으로 가볍고 작기 때문에 매력적이다.
미국 특허 US 5 005 439, 유럽 특허 EP 2 926 026, 또는 미국 특허 US 9 073 627는 적어도 두 개의 불균형된 질량체를 가진 다양한 디자인의 동적 힘 발생기를 제안한다.
그러나, 이러한 타입의 동적 힘 발생기를 개선하기 위한, 특히 그 무게를 줄이고, 이를 더욱 축소하며(전체 치수가 줄어든), 그러나 또한 그 수명을 개선하기 위한 계속된 노력이 있어 왔다.
본 발명의 하나의 목적은 적어도 두 개의 불균형된 질량을 가진 개선된 동적 힘 발생기를 제안하는 것이다.
특히, 본 발명의 더욱 정확한 목적은 무게와 전체 치수가 감소되고 개선된 수명을 가진 적어도 두 개의 불균형된 질량체를 가진 동적 힘 발생기를 제안하는 것이다.
다른 목적은 상기 발생기를 포함하는 액추에이터를 제안하는 것이다.
이러한 목적을 위해, 본 발명은 다음을 포함하는 동적 힘 발생기를 제안한다. 상기 동적 힘 발생기는:
- 지지 샤프트(shaft);
- 제1 로터;
상기 로터는:
상기 지지 샤프트와, 상기 제1 로터가 상기 지지 샤프트에 대해 회전 가능하게 장착되도록 상기 지지 샤프트와 내부 보어 사이에 배치되는, 적어도 두 개의 베어링, 또는 적절한 것으로서, 적어도 두 열의 니들 롤러(needle rollers)를 수용하는, 내부 보어(internal bore)와,
상기 내부 보어에 대해 방사상으로 그리고 축방향으로 오프셋되며, 제1 세트의 영구 자석이 제공되거나 또는 강자성 재료로 만들어지고 이랑 형태의(ribbed) 내부면을 포함하는, 외부 보어, 및
상기 제1 로터의 내부 및 외부 보어 사이에 있는 연결 존(zone)을 포함하되, 상기 연결 존은 상기 제1 로터를 위한 전기 모터를 구성하기 위해, 외부 보어와 함께, 상기 제1 세트의 영구 자석과, 또는 적절한 것으로서, 본 제1 로터의 상기 외부 보어의 강자성 재료로 만들어진 상기 이랑 형태의 내부면과 상호 작용할 수 있는 전자석을 수용하기 위한 공간을 형성할 수 있고,
- 상기 제1 로터의 내부 보어에 고정되거나 또는 일체로 형성되며, 상기 제1 로터의 외부 보어의 외부면에 대립하여 장착된 제1 불균형된 질량체;
- 상기 제1 로터와 제2 로터 사이에 제공된 감마찰 구성요소(antifriction component)를 통해, 상기 제1 로터에 대해 회전 가능하게 장착된, 제2 로터; 및
상기 제2 로터는:
상기 제1 로터의 내부 보어를 수용하는 내부 보어로서, 상기 제1 및 제2 로터의 내부 보어들이 동심을 이루는, 내부 보어와,
상기 내부 보어에 대해 방사상으로 그리고 축방향으로 오프셋되며, 제2 세트의 영구 자석, 또는 강자성 재료로 만들어진 이랑 형태가 제공된 내부면을 포함하는, 외부 보어, 및
상기 제2 로터의 내부 및 외부 보어 사이에 있는 연결 존을 포함하되, 상기 연결 존은 상기 제2 로터를 위한 전기 모터를 구성하기 위해, 상기 외부 보어와 함께, 상기 제2 세트의 영구 자석 또는, 환경에 따라서, 본 제2 로터의 상기 외부 보어의 강자성 재료로 만들어진 상기 이랑 형태의 내부면과 상호 작용할 수 있는 전자석을 수용하기 위한 공간을 형성할 수 있고,
- 상기 제2 로터의 내부 보어에 고정되거나 또는 일체로 형성되며 상기 제2 로터의 외부 보어의 외부면에 대립하여 장착되는, 제2 불균형된 질량체;를 포함한다.
이러한 동적 힘 발생기는 또한 단독으로 또는 조합으로 취해진 하기의 특징들 중 적어도 하나를 가질 수 있다:
- 상기 감마찰 구성요소는 제1 로터의 내부 보어와 제2 로터의 내부 보어 사이에 배치된, 예를 들어, 감마찰 코팅을 사용하는 평면 베어링, 표면 처리, 또는 바람직하게 슬리브 베어링(sleeve bearing)이다;
- 상기 감마찰 구성요소는 상기 제1 로터의 내부 보어와 상기 제2 로터의 내부 보어 사이에 배치된 적어도 두 열의 니들 롤러를 포함한다;
- 상기 제1 로터의 내부 보어와 상기 지지 샤프트 사이에 배치된, 상기 베어링 또는, 적절한 것으로서, 상기 열의 롤러 및/또는 상기 감마찰 구성요소는 축방향으로 중심에 위치된다;
- 상기 지지 샤프트와 상기 제1 로터의 내부 보어 사이에 배치된 베어링은 볼 베어링, 니들-롤러 베어링 또는 테이퍼(taper) 롤러 베어링, 바람직하게 테이퍼 롤러 베어링에서 선택된다;
- 상기 제1 로터 및/또는 제2 로터의 외부 보어는 강자성 재료로 만들어진다;
- 상응하는 연결 존과 대립하여 위치된, 상기 제1 로터의 내부 보어의 제1 축방향 단부는 상기 발생기에 포함된 그리스(grease)가 베어링으로 또는, 적절한 것으로서, 열의 니들 롤러로 되돌아가게 하기 위해 지향된 피치(pitch)를 가진 적어도 하나의 나선형 홈(groove)의 형태이다;
- 상기 제1 로터의 내부 보어의 둘레 벽에 대해 위치된 구성요소로서, 상기 둘레 벽은, 상기 제1 축방향 단부와 대립된, 상기 제1 로터의 내부 보어의 제2 축방향 단부를 형성하며, 상기 구성요소는 상기 제1 로터의 내부 보어의 축방향 단부의 피치와 대립되는 피치를 가진 적어도 하나의 나선형 홈이 제공되고;
- 상기 제1 및/또는 제2 로터의 외부 보어는 예컨대 환형의 자기 트랙(magnetic track)을 포함하며,
- 상기 제1 및 제2 로터 각각에 대해, 이는 바람직하게 상기 지지 샤프트에 배치된 온도 센서를 포함한다;
- 상기 발생기는, 상기 발생기가 정지해 있을 때, 180도(°)의 각도로, 대립하여 상기 불균형된 질량체를 고정하도록 배치된, 이른바 인덱싱 자석(indexing magnet)인, 적어도 하나의 영구 자석을 포함하며, 이러한 목적을 위해, 상기 불균형된 질량체는 강자성 재료로 만들어지거나 또는 비자성 재료로 만들어지지만 강자성 플레이트를 포함하고 있다;
- 상기 불균형된 질량체는 인접해 있거나 또는 중첩되어 있다;
- 상기 불균형된 질량체가 인접해 있을 때, 상기 불균형 질량체 중 적어도 하나는, 그 측면들 중 적어도 하나 상에, 예컨대 고무 구성요소와 같은 댐핑 수단(damping means)를 포함한다;
- 상기 불균형된 질량체가 인접해 있을 때, 각각의 불균형된 질량체는 디스크(disk)의 절반의 세그먼트의 형태로 상기 지지 샤프트의 방향에 수직인 평면에서 취해진 섹션을 갖는다.
본 발명은 또한 다음을 포함하는 액추에이터에 대한 것이다:
- 그 지지 샤프트가 평행하도록 배치된 본 발명에 따른 적어도 두 개의 동적 힘 발생기;
- 하우징(housing); 및 상기 두 개의 동적 힘 발생기 각각에 대해서:
- 상기 하우징에 고정되고, 상기 하우징, 외부 보어, 및 상기 동적 힘 발생기의 제1 로터의 내부 및 외부 보어 사이의 연결 존 사이에 형성된 공간에 수용되는, 적어도 하나의 제1 전자석으로서, 상기 적어도 하나의 제1 전자석은 상기 제1 세트의 영구 자석 또는, 적절한 것으로서, 상기 외부 보어의 강자성 재료로 만들어진 상기 이랑 형태의 내부면과 마주하여 위치되는, 적어도 하나의 제1 전자석;
- 상기 하우징에 고정되고, 상기 하우징, 외부 보어, 및 상기 동적 힘 발생기의 제2 로터의 내부 및 외부 보어 사이의 연결 존 사이에 형성된 공간에 수용되는, 적어도 하나의 제2 전자석으로서, 상기 적어도 하나의 전자석은 상기 제2 세트의 영구 자석 또는, 적절한 것으로서, 상기 외부 보어의 강자성 재료로 만들어진 상기 이랑 형태의 내부면과 마주하여 위치되는, 적어도 하나의 제2 전자석.
상기 액추에이터는, 단독으로 또는 조합으로 취해진, 다음의 특징들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
- 상기 각각의 동적 힘 발생기의 지지 샤프트는 하우징 상에 고정된다;
- 상기 액추에이터는 상기 하우징과 각각의 전자석 사이에 장착된 회로 기판을 포함한다.
- 상기 회로 기판은, 일련의 영구 자석이 제공된 각각의 로터에 대해, 3개의 홀 셀(Hall cells) 및 상기 로터의 각각의 회전에서 각도 위치의 정보를 공급할 수 있는, 예컨대 탑-투어 센서(top-tour sensor)와 같은, 위치 센서를 포함한다.
본 발명은 하기의 첨부된 도면을 참조하여, 더욱 이해될 것이며, 본 발명의 다른 목적, 이점 및 특성들은 하기에 주어진 설명을 통해 더 명확해 질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 동적 힘 발생기의 일부에 대한 외부 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액추에이터의 동적 힘 발생기의 분해도이다.
도 3a 및 3b는, 도 1에 도시된 것의 일부인, 상기 동적 힘 발생기의 상이한 단면도로서, 즉, 더욱 정확하게 도 3a의 단면도와, 도 3a의 절단 평면을 따른 도 3b의 부분 단면도를 나타낸다.
도 3c는 상기 동적 힘 발생기 중 하나의 수준에서 도 3a의 절단 평면에 수직한 절단 평면을 따라 절단된, 도 3a 및 3b에 도시된 두 개의 동적 힘 발생기를 포함하는 액추에이터의 확대 단면도이다.
도 4는 도 4a 내지 4c를 포함하며, 각각, 도 4a는 도 1 내지 3을 따른 두 개의 동적 힘 발생기를 포함하는 액추에이터의 일반적인 사시도를 나타내며, 도 4b는 제1 작동 상태의 본 액추에이터의 정면도를 나타내고, 도 4c는 상기 액추에이터의 동일한 정면도이지만 제2 작동 상태에 있는 정면도를 나타낸다.
도 5는 도 1 내지 3에 도시된 동적 힘 발생기의 이형의 실시예로서, 일부 잘려진 사시도를 나타낸다.
도 6는 도 1 내지 3에 도시된 동적 힘 발생기의 다른 이형의 실시예로서, 일부 잘려진 사시도를 나타낸다.
도 7은 도 1 내지 3에 도시된 동적 힘 발생기의 분해된 부분도를 나타낸다.
도 8은 도 1 내지 3과 도 7에 도시된 동적 힘 발생기의 불균형된 질량체의 특정 디자인을 가진 이형의 실시예로서, 도 8a에는 더욱 정확하게 일반적인 사시도가 도시되며, 도 8b에는 기본 정면도가 도시된다.
도 9는 도 1 내지 3 및 도 7에 도시된 동적 힘 발생기의 다른 이형의 실시예를 나타낸다.
도 10은 도 10a 및 10b를 포함하며, 도 1 내지 3에 도시된 동적 힘 발생기의 또 다른 이형의 실시예를 나타내며, 도 10a에는 더욱 정확하게 제1 부분 단면도가 도시되며, 도 10b에는 도 10a와 같은 동일한 절단 평면을 따른 제2 부분 단면도가 도시된다.
도 11은 본 발명에 따른 동적 힘 발생기에 대해 관찰될 수 있는 전기 모터의 이형의 실시예를 나타낸다.
도 12는 액추에이터에 있는 각 전기 모터의 고정자로 보내진 전류의 제어를 관리하기 위한 회로 기판의 배치를 나타낸다.
첨부된 도면들은 직교하는 좌표 시스템(O; X, Y, Z)을 참조하여 도시된다. 상기 Z 축은 상기 동적 힘 발생기의 종방향 축에 해당하며 상기 종방향 축에 직교하는 평면(X; Y)은 임의의 방사상 방향을 정의할 수 있다.
본 발명에 따른 동적 힘 발생기(100)는 도 1 내지 3에 도시된다.
동적 힘 발생기(100)는 하우징에 고정되기 위한 것인 지지 샤프트(110)를 포함한다.
상기 동적 힘 발생기(100)는 제1 로터(120)를 또한 포함한다.
상기 제1 로터(120)는 상기 지지 샤프트(110)와, 상기 제1 로터(120)가 상기 지지 샤프트(110)에 대해 회전 가능하게 장착되도록 상기 지지 샤프트(110)와 내부 보어(121) 사이에 배치된 베어링(R1, R2)를 포함한다. 상기 지지 샤프트(110)의 연장 방향은 상기 종방향 (Z 축)을 정의할 수 있다.
상기 제1 로터(120)는 외부 보어(122)를 포함한다.
상기 외부 보어(122)는 상기 내부 보어(121)에 대해 방사상으로 오프셋(offset)된다. 그러므로, 상기 외부 보어(122)는 상기 내부 보어(121)보다 큰 지름을 갖는다. 더욱이, 상기 외부 보어(122)는 또한 내부 보어(121)에 대해 축방향으로 오프셋된다.
상기 외부 보어(122)는 제1 세트의 영구 자석(180)이 제공된 내부면(FIE1)을 포함한다. 그러므로, 상기 자석은 링 형태로, 면 상에, 즉 상기 면(FIE1) 상에 순차적으로 배치된다. 더욱이, 상기 영구 자석은 이러한 외주면을 통과할 때 교번 극성(alternating polarity)을 갖는다. 또한, 상기 자석의 극성은 방사상으로 작용하도록 지향된다. 이러한 자석은 특히 가장 작은 가능한 질량과 전체 크기를 가지고 최고의 성능(토크)을 얻기를 원할 때, NdFeB로 만들어질 수 있다. 이러한 외부 보어(122)는, 이 경우 링의 형태로, 예컨대 삽입된 구성요소, 자기 트랙(PM)으로, 거기에 장착되기 위해 사용될 수 있으며, 이는 하기에서 설명될 것처럼, 각도 위치 센서를 구현하는 역할을 할 수 있다.
상기 제1 로터(120)는 상기 제1 로터의 내부 보어(121) 및 외부 보어(122) 사이에 연결 존(123)을 포함한다. 상기 연결 존(123)은 기본적으로 방사상으로 연장된다. 상기 내부 보어(121)에 대한 외부 보어(122)의 축방향 및 방사상 오프셋으로 인해, 상기 연결 존(123)은 외부 보어(122)와 함께, 상기 제1 로터(120)에 대해 전기 모터를 구성하기 위해 상기 제1 세트의 영구 자석(180)과 상호 작용할 수 있는 전자석(170)을 수용하는 공간을 형성할 수 있다. 이는 하기에서 더욱 자세하게 설명될 것이다. 그러나, 바람직하게, 상기 연결 존(123)은 전자석의 질량을 줄이고 냉각을 개선하기 위한 개방 작업인 것을 알아야 한다.
또한 상기 동적 힘 발생기(100)는 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)에 고정된 제1 불균형된 질량체(130)를 포함한다. 고정 존(ZF1)은 도 3a에 도시된다. 상기 고정은 상기 제1 불균형된 질량체(130)를 통해 지나가는 개구(O1)와 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)에 형성된 다른 개구(O2)를 이용하여 수행된다. 이러한 개구(O1, O2)는 예컨대, 볼트 및/또는 레그-스크류(lag-screws)로 구성된 고정 수단(MF)이 통과해 지나갈 수 있게 한다. "불균형된 질량체"는 동적 힘 발생기(100)의 종방향 축에 대해 방사상으로 중심에서 벗어난 질량체로서 이해되어야 한다.
더욱이, 제1 불균형된 질량체(130)는 제1 로터(120)의 외부 보어(122)의 외부면(FEE1)과 대립하여 장착된다. 따라서, 제1 불균형된 질량(130)은 상기 제1 세트의 영구 자석(180) 바로 근처에 있다. 사실상, 제1 불균형된 질량(130)과 제1 세트의 영구 자석(180)은 제1 로터(120)의 외부 보어(122)의 측면 중 하나에 위치된다. 이에 대해, 상기 제1 로터(120)의 외부 보어(122)가 강자성 재료 또는, 바람직하게, 강자성 재료로 만들어진 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 사실상, 제1 로터(120)의 외부 보어(122)가 강자성인 경우, 이는 로터의 영구 자석의 자속(magnetic flux)을 환상 회로로 할 수 있게 만든다. 이는 로터/고정자 에어 갭(air gap)의 유도 수준을 증가시키고 자속을 흐르게 한다.
더욱이, 상기 동적 힘 발생기(100)는 제1 로터(120)에 대해 회전 가능하게 장착된 제2 로터(140)를 포함한다.
이러한 회전 설정은 감마찰 구성요소를 이용하여 가능하다. 이러한 감마찰 구성요소는, 하기에 설명된 실시예와 상관없이, 베어링의 종래의 용도에 비해 더욱 컴팩트한 장점을 제공한다. 또한 무게 감소를 제공한다.
예를 들어, 상기 감마찰 구성요소는 상기 제1 로터(120)와 제2 로터(140) 사이에 제공된 평면 베어링(160)일 수 있다.
더욱이, 제2 로터(140)는 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)를 수용하는 내부 보어(141)를 포함하여, 상기 제1 및 제2 로터(120, 140)의 내부 보어(121, 141)들이 동심을 이룬다.
이러한 디자인으로 인해, 도 1 내지 3에 도시된 것처럼, 상기 평면 베어링(160)은 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)와 상기 제2 로터(140)의 내부 보어(141)의 대립하는 표면(1210, 1410) 중 적어도 하나 상에 증착된 감마찰 코팅을 사용한다. 이러한 감마찰 코팅은 상기 평면 베어링의 마찰을 줄일 수 있게 한다.
이형의 실시예로서, 상기 평면 베어링(160)은 예를 들어, 상기 표면(1210, 1410) 중 적어도 하나의 표면 경화의 목적을 위해 표면 처리를 이용한다. 이러한 경화는 이온 질화에 의해 성취될 수 있다. 상기 경화는 특히 상기 평면 베어링의 서비스 수명을 증가시킬 수 있게 하며 더욱이 평면 베어링의 마찰의 추가 감소에 기여할 수 있다.
이러한 종류의 평면 베어링은 두 개의 표면(1210, 1410) 상에 제공될 수 있다.
이 경우, 상기 표면(1210, 1410) 중 하나에 사용된 상기 타입의 평면 베어링은 대립하는 표면 상에 사용된 것과 다를 수 있다는 것을 알아야 한다.
따라서, 제1 감마찰 코팅은 두 표면(1210, 1410) 중 하나에 제공될 수 있으며, 상기 제1 감마찰 코팅과 다른 제2 감마찰 코팅은 다른 표면 상에 제공될 수 있다.
또한, 제1 표면 처리는 두 표면(1210, 1410) 중 하나에 제공될 수 있으며, 상기 제1 표면 처리와 다른 제2 표면 처리가 다른 표면에 제공될 수 있다.
표면(1210) 상에 표면 처리가 제공되고 다른 표면(1410) 상에 감마찰 코팅이 제공될 수 있으며, 또는 그 반대도 가능하다.
어떤 타입의 평면 베어링이 사용되더라도, 그 이점 중 하나는 상기 보어와의 마찰 계수이다. 통상적으로, 이러한 마찰 계수는 오일 또는 그리스 타입의 윤활제의 공급 없이, 0.03 내지 0.05 사이일 수 있다.
상기 평면 베어링(160)의 다른 이형의 실시예는 도 5를 참고하여 추후 설명될 것이다.
더욱이, 상기 제2 로터(140)의 내부 보어(141)는 예컨대, 180도(°)보다 작거나 같은, 바람직하게는 180도 각도로 연장된 둘레의 개구(OUV)를 포함한다. 이러한 둘레 개구는 두 개의 단부(EX1, EX2)를 포함한다.
상기 제2 로터(140)의 내부 보어(141)가 상기 제1 로터의 내부 보어(121)를 수용하기 때문에, 상기 제2 로터(140)의 내부 보어(141)의 내부 지름은 제1 로터의 내부 보어(121)의 외부 지름보다 약간 더 크며, 따라서 상기 개구(OUV)는 상기 제1 불균형된 질량체(130)가 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)에 효과적으로 고정될 수 있도록 고정 수단(MF)이 통과해 지나가게 한다. 또한, 고정 수단(MF)은 그 고정을 제공하기 위해 제1 로터(120)의 구멍(O3)(도 6을 참고하면, 예컨대, 단 하나만 보여지는, 예컨대 각각의 볼트 및/또는 레그-스크류가 이 구멍 중 하나를 통과하게 될)을 통과한다.
상기 제2 로터(140)는 또한 외부 보어(142)를 포함한다.
상기 외부 보어(142)는 내부 보어(121)에 대해 방사상으로 오프셋된다. 상기 외부 보어(142)는 상기 내부 보어(141)보다 큰 지름을 갖는다. 더욱이, 상기 외부 보어(142)는 또한 상기 내부 보어(141)에 대해 축방향으로 오프셋된다.
상기 외부 보어(142)는 제2 세트의 영구 자석(181)이 제공된 내부면(FIE2)을 포함한다. 그러므로, 상기 자석은 링 형태로, 면 상에, 즉, 상기 면(FIE2) 상에 순차적으로 배치된다. 더욱이, 상기 영구 자석은 이러한 외주면을 통과할 때 교번 극성을 갖는다. 또한, 상기 자석의 극성은 방사상으로 작용하도록 지향된다. 이러한 자석은 특히 가장 작은 가능한 질량과 전체 크기를 가지며 최고의 성능(토크)을 얻기를 원할 때, NdFeB로 만들어질 수 있다. 이러한 외부 보어(142)는, 이 경우 링의 형태로, 예컨대 삽입된 구성요소, 자기 트랙(PM')을 이용하여, 거기에 장착되기 위해 사용될 수 있으며, 이는 하기에서 설명될 것처럼, 각도 위치 센서를 구현하는 역할을 할 수 있다.
상기 제2 로터(140)는 상기 제2 로터의 내부 보어(141) 및 외부 보어(142) 사이에 연결 존(143)을 포함한다. 상기 연결 존(143)은 기본적으로 방사상으로 연장된다. 상기 내부 보어(141)에 대한 외부 보어(142)의 축방향 및 방사상 오프셋으로 인해, 상기 연결 존(143)은 외부 보어(142)와 함께, 상기 제2 로터(140)에 대해 전기 모터를 구성하기 위해 상기 제2 세트의 영구 자석(181)과 상호 작용할 수 있는 전자석(171)을 수용하는 공간을 형성할 수 있다. 도시된 바와 같이, 바람직하게, 상기 연결 존(143)은 전자석의 질량을 줄이고 냉각을 촉진하기 위한 개방 작업이다.
마지막으로, 상기 동적 힘 발생기(100)는 상기 제2 로터(140)의 내부 보어(141)에 고정된 제2 불균형된 질량체(150)를 포함한다. 상기 고전 존(ZF2)은 도 3a에 도시된다.
더욱이, 상기 제2 불균형된 질량체(150)는 제2 로터(140)의 외부 보어(142)의 외부면(FEE2)과 대립하여 장착된다. 따라서, 상기 제2 불균형된 질량체(150)는 제2 세트의 영구 자석(181)의 바로 근처에 있다. 사실상, 제2 불균형된 질량(150)과 제2 세트의 영구 자석(181)은 제2 로터(140)의 외부 보어(142)의 측면 중 하나에 위치된다. 이 점에 있어서, 상기 제2 로터(140)의 외부 보어(142)가 강자성 재료 또는, 바람직하게, 강자성 재료로 만들어진 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 두 개의 불균형된 질량체(130, 150)는 바람직하게 동일한 질량을 갖는다. 예를 들어, 이는 한편으로 동일한 형태이며 다른 한편으로 동일한 재료로 만들어진 불균형된 질량체(130, 150)를 형성함으로 얻어질 수 있다. 예를 들어, 상기 불균형된 질량체(130, 150)는 바람직하게 동일한 등급의 텅스텐으로 만들어질 수 있다.
상기 베어링(R1, R2)은 볼 베어링, 니들-롤러 베어링, 또는 테이퍼 롤러 베어링(taper roller bearings)일 수 있다.
그러나, 상기 가능한 베어링 중에서, 이들은 하중을 더 잘 견디기 위해 및/또는 소형화를 위해 바람직하게는 테이퍼 롤러 베어링일 수 있다. 사실상, 테이퍼 롤러 베어링의 기본 동적 하중은 동일한 전체 치수를 가진 다른 타입의 베어링에 대한 것보다 더 크다. 테이퍼 롤러(R1, R2)가 예상된 경우, 그 형태는, 사용시, 불균형된 질량체에 의해 가해진 원심력이 축방향 성분이 발생된다는 것을 의미한다. 테이퍼 롤러(R1, R2)를 제자리에 유지하지만, 또한 그 베어링의 역할의 영구적인 부재의 보장을 유지하기 위해, 이후 바람직하게 상기 테이퍼 롤러(R1, R2)의 적어도 하나에 대해 환형의, 서클립(194, circlip)으로 장착된 (축방향으로 사전 설치된) 사전 설치 스프링(RP)을 사용하는 것이 바람직하다. 실제로, 축방향 사전 설치의 수준은 사용시 최대 원심력에 의해 발생된 힘의 축방향 성분을 보상하기 위해 선택된다.
상기 두 개의 베어링(R1, R2) 사이의 간격은 한편으로 상기 샤프트(110) 상에 형성되고 방사상으로 연장된 돌출부(190)에 의해 제공되고, 다른 한편으로 스페이서(1900, spacer)에 의해 제공된다.
이러한 스페이서(1900)는 도 7(또는 도 3a 및 특히 3c에)에서 더 쉽게 확인할 수 있으며, 도 7은 상기 동적 힘 발생기(100)의 부분 분해도이다. 상기 스페이서(1900)는 고정 수단(MF)으로 레그-스크류(lag-screws)와 결합되기 위한 것이며, 이 경우 레그-스크류(T1, T2)는 상기 불균형된 질량체를 통과하며, 상기 스페이서(1900)는 이러한 목적을 위해, 예를 들어, 이중 너트를 형성하는 나사형 구멍 형태인, 구멍(OR1, OR2)들을 포함한다.
더욱이, 상기 내부 보어(121, 141)의 실제 형태는 이러한 베어링(R1, R2)이 바깥쪽으로, 즉, 더욱 정확하게는 바깥쪽 방사상 방향으로, 이동하는 것을 막는다. 축방향에서, 오직 내부 보어(121)만이 정지부를 생성한다.
상기 중심 샤프트(110)는 바람직하게 중공이며, 방사상으로 만들어진 적어도 하나의 관통-슬롯(1110)을 포함한다는 것을 알아야 한다. 이는 조작자에 의해 베어링(R1, R2)의 그리스 재주입을 더 쉽게 하는 유지관리에 바람직하다.
동일한 기능을 가진 구멍(1211)은 바람직하게 제1 로터(120)의 내부 보어(121)에서 예상된다.
더욱이, 상기 상응하는 연결 존(123)과 대립하여 위치된 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)의 축방향 단부(EA1)가 적어도 하나의 나선형 홈으로 형성된다는 것이 예상될 수 있다. 이러한 나선형 홈은 밀봉 기능을 갖는다. 사실상, 상기 베어링(R1, R2)으로부터 윤활 그리스의 이동이 있는 경우, 이러한 나선형 홈의 피치의 방향은 상기 동적 힘 발생기(100)의 중심으로, 그리고 최종적으로 베어링(R1, R2)으로 그리스를 되돌리기 위해 지향된다.
서클립(192)은 상기 제2 로터(140)의 축방향 차단, 더욱 구체적으로는 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)의 단부(EA1)에 대해, 제2 로터(140)의 내부 보어(141)의 차단을 보장하기 위해 제공된다. 이러한 단부(EA1)는 이후 바람직하게 상기 보어(141)에 대해 상기 사전 설치 스프링(RP'), 사실상 상기 서클립(192)을 압축하고 축방향으로 차단하기 위해 활용된다.
또한, 선행 방향에 대립하는 피치를 가진 적어도 하나의 나선형 홈이 제공된, 구성요소(191)는 이후 바람직하게 상기 제1 로터의 내부 보어(121)의 둘레 벽에 대해 예상된다. 이러한 둘레 벽은 상기 축방향 단부(EA1)에 대립하는, 상기 내부 보어(121)의 축방향 단부(EA2)를 형성한다. 그러므로, 상기 축방향 단부(EA1)는 상기 제1 로터(120)의 상응하는 연결 존(123) 옆에 배치된다. 상기 구성요소(191)가 상기 단부(EA1)에 대립하는 단부(EA2)의 수준에 위치되고 상기 단부(EA1)의 나선형 홈에 대해 대립하는 피치를 갖는다는 사실은 동일한 기능, 즉 베어링(R1,R2)으로 그리스를 되돌려 보내는 기능을 실현하게 한다.
다시 한번, 서클립(194)은 상기 구성요소(191)가 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)에 대해 축방향으로 제자리에 고정되는 것을 보장하도록 제공된다. 이러한 구성요소(191)는 이후 바람직하게 상기 베어링(R1, R2) 중 하나 (R2)에 대해 상기 사전 설치 스프링(RP)을 압축하고 축방향으로 차단하기 위해 활용된다.
바람직하게, 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 180도 또는 그에 가까운 각도로, 대립하는 상기 불균형된 질량체(130, 150)를 고정하도록 배치된, 이른바 인덱싱 자석인, 하나 이상의 영구 자석(AM1, AM2)을 사용하는 것을 예상할 수 있다.
이는 특히 상기 동적 힘 발생기(100)가 작업 중이 아닐 (정지 시) 경우 유용하다.
이를 위해, 단일 영구 자석이 제공될 수 있으며, 또는 제2 로터(140)의 내부 보어(141) 상에 대립하는 극성의 두 개의 영구 자석(AM1, AM2)이 제공될 수 있다. 상기 자석(AM1, AM2) 또는 그 각각은 바람직하게 상기 제2 로터(140)의 내부 보어(141)의 둘레 개구(OUV)의 단부(EX1, EX2) 근처에 배치된다.
도 2에서, 비-자성 재료의 불균형된 질량체의 경우 영구 자석(AM1, AM2)과 상호 작용하기 위한 것인, 강자성 재료로 만들어진 플레이트(AM1')가 있다는 것을 알 수 있다. 불균형된 질량체를 형성하는 재료가 강자성인 경우, 상기 플레이트(AM1')는 더 이상 필요하지 않다.
상기 동적 힘 발생기(100)의 스위치가 켜질 때, 상기 모터를 제어하기 위한 특별한 전략 없이, 상기 불균형된 질량체(130, 150)의 각각의 질량이 동일한 경우 낮은 또는 제로의 불균형된 질량에서 시동이 일어나는 것을 보장할 수 있게 한다.
사실상, 스타팅 시, 쌍의 불균형된 질량체에 의해 발생된 원심력의 결과는 제로로 남는다. 결과적으로, 스타팅 시, 상기 모터의 수준에서 최소의 전류 및 동력을 사용하는 동안 상기 동적 힘 발생기(100)의 특정 진동 모드의 적용이 회피된다. 더욱 정확하게, 상기 불균형된 질량체는 스타팅 시 링크되고, 상기 모터는 이후 그와 관련된 불균형된 질량체에 의해 생성된 토크 진동에 독립적으로 대항하지 않는다. 오히려 회전 속도가 상대적으로 낮기 때문에, 이는 회전 주파수에서 전류의 진동을 줄일 수 있게 한다. 이는 환경이 손실을 증가시키고(예컨대, 매우 추운 경우) 스타팅 시 토크 및/또는 동력의 증가를 필요로 할 때 더욱 유용하다.
각각의 불균형된 질량체(130, 150)는 두 개의 측면(FL1, FL2, FL3, FL4)을 포함한다. 이러한 측면의 적어도 하나는 예를 들어, 고무 구성요소인, 댐핑 수단(151)이 제공된다. 사실상, 불균형된 질량이 인접하게 배치되기 때문에, 이들은 서로 접촉하게 될 수 있다. 따라서, 상기 댐핑 수단은 상기 두 개의 불균형된 질량(130, 150)의 두 개의 측면(예컨대, FL1, FL3) 사이의 과도한 충격을 막기 위해 유용하다.
상기 불균형된 질량체(130, 150)의 "인접한" 구성요소는 발생기 내에 기생 모멘트(parasitic moments)의 발생을 막을 수 있게 한다. 사실상, 작동시, 제1 불균형 질량체(130)는 그 중력 중심과 지지 샤프트(110)를 통해 지나가는 (방사상) 원심력을 발생한다. 이는 다른 불균형된 질량체(150)에 적용된다. 그러나, 이러한 "인접한" 장착으로 인해, 상기 두 개의 불균형된 질량체에 의해 발생된 힘은 상기 지지 샤프트(110)의 수준에서 동일한 지점을 통해 지나간다.
상기 동적 힘 발생기(100) 내에서 쌍으로 장착된 불균형된 질량체(130, 150)는 베어링(R1, R2) 상에 응력을 제한할 수 있고 따라서 그 서비스 수명을 증가시킬 수 있음을 알아야 한다.
사실상, 동적 힘 발생기가 오직 단일 불균형된 질량체를 포함하는 경우, 작동시 베어링은 항상 방사상 응력이 가해진다.
이는 하나의 그리고 동일한 동적 힘 발생기(100)에서 한 쌍의 불균형된 질량체(130, 150)를 가진 경우 그렇지 않다. 따라서, 상기 베어링(R1, R2)은 상기 불균형된 질량체(130, 150)가 작동중 가끔 베어링(R1, R2) 상에 감소된 (방사상) 합성력의 적용의 결과로 반대 위상(180°)으로 위치되기 때문에 통계적으로 덜 응력을 받는다. 동적 힘 발생기가 일반적으로 넓은 범위의 주파수에 대해 동적 힘의 동일한 최대 진폭을 발생하기 위함일 것이기 때문에 이는 더욱 바람직하다. 단일 불균형된 질량에 의해 발생된 힘은 그 회전 주파수의 제곱에 비례하기 때문에, 표준화된 수명 측면에서의 이점은, 첫 번째 근사값에 대해, 비율 (f2/f1)^6 에 비례하며, 여기서 f1 및 f2는 각각 해당 주파수 범위에서의 최소 및 최대 주파수이다. 적용의 측면에서, 회전 날개 항공기(헬리콥터)는 요즘 가변 회전 주파수의 메인 로터가 점점 더 장착되고 있다는 것을 알아야 한다. 더욱이, 주어진 서비스 수명 동안, 제안된 해법으로, 베어링의 적재 용량을 감소시키고 이에 따라 그 무게와 전체 치수를 줄일 수 있음을 알아야 한다.
마지막으로, 도 1 내지 3에서, 불균형된 질량체는 상응하는 내부 보어에 고정되는 것을 알 것이다. 그러나, 이형의 실시예에서, 기술적으로 달성하기 매우 어렵지만, 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)와 일체로 된, 즉 단일 부품으로 형성된, 불균형된 질량체(130)에 대해 예상될 수 있다. 상기 불균형된 질량체(150)와 상기 제2 로터(140)의 내부 보어(141)에 대해서도 유사한 설명이 이루어질 수 있다.
각각 도 1 내지 3에 도시된 것에 따르는 두 개의 동적 힘 발생기(100, 100')를 포함하는 액추에이터(200)가 도 4에 도시된다.
따라서, 상기 동적 힘 발생기(100')는 자세하게 도시되지 않는다.
더욱 정확하게, 상기 액추에이터(200)는 다음을 포함한다:
- 전술한 바와 같은 적어도 두 개의 동적 힘 발생기(100, 100')로서, 그들의 지지 샤프트(110, 110')는 평행하게 배치되며,
- 하우징(C); 및
각각의 상기 두 개의 동적 힘 발생기(100, 100')에 대해:
- 상기 하우징(C)에 고정되고, 상기 발생기(100, 100')의 상기 제1 로터(120)의 상기 내부 보어(121)와 상기 외부 보어(122) 사이의 상기 연결 존(123, 123'), 상기 외부 보어(122, 122'), 및 상기 하우징(C) 사이에 형성된 공간으로 수용된 (전기 코일이 그 자체의 강자성 구성요소 상에 장착된) 적어도 하나의 제1 전자석(170)으로서, 상기 적어도 하나의 제1 전자석(170)이 상기 제1 세트의 영구 자석(180)을 마주하여 위치되는, 적어도 하나의 제1 전자석(170);
- 상기 하우징(C)에 고정되고, 상기 발생기(100, 100')의 상기 제2 로터(140)의 상기 내부 보어(141)와 상기 외부 보어(142) 사이의 상기 연결 존(143), 상기 외부 보어(142), 및 상기 하우징(C) 사이에 형성된 공간으로 수용된 (전기 코일이 그 자체의 강자성 구성요소 상에 장착된) 적어도 하나의 제2 전자석(171)으로서, 상기 적어도 하나의 제2 전자석(171)이 상기 제2 세트의 영구 자석(181)을 마주하여 위치되는, 적어도 하나의 제2 전자석(171)을 포함한다.
이해될 수 있는 바와 같이, 특히, 보어들 사이에서 방사상으로 그리고 축방향으로 오프셋된, 각각의 로터(120, 140)에 대한 동적 힘 발생기의 특정 디자인은 소형화된 방식으로, 전기 모터(전자석/영구 자석)를 일체화할 수 있게 한다.
상기 지지 샤프트(110, 110')는 하우징(C) 상에 장착될 수 있다. 전술한 바와 같이, 다른 형태로서, 상기 지지 샤프트(110, 110')는 하우징(C)이 아니라, 진동을 줄이고자 하는 구조 상에 장착되는 것이 예상될 수 있다. 후자의 경우, 상기 하우징은 또한 진동을 줄이고자 하는 구조 상에 장착된다.
도 4a에서, 상기 액추에이터(200)는 정지 상태를 나타낸다(한편으로 불균형된 질량체(130, 150)와 다른 한편으론 불균형된 질량체(130', 150')가 180도로 대립하여 배치된다).
도 4b에서, 상기 액추에이터(200)는 제로의 전체 힘을 발생하는 위치에 있는 작동 상태를 나타낸다 (이 위치는 또한 도 4a의 정지 위치와 비교된다).
도 4c에서, 상기 액추에이터(200)는 작동 상태이지만, 최대 힘을 발생하는 위치에 있는 상태를 나타낸다.
상기 액추에이터(200)는 각각의 로터(120, 140)의 지지 샤프트(110, 110')가 하우징(C)에 고정되도록 예상될 수 있다. 또한, 이러한 디자인은 도 3c에 도시된다.
그러나, 상기 두 개의 동적 힘 발생기(100, 100') 각각에 대해, 상기 하우징(C) 상에 지지 샤프트(110, 110')의 임의의 고정을 제공하지 않는 것이 특히 바람직하다. 이 경우, 각각의 로터(120, 140)의 지지 샤프트(110, 110')는 예컨대 항공기 동체, 특히 회전 날개 항공기(헬리콥터)의 동체와 같이 줄이고자 하는 진동이 있는 구조물에 직접 장착된다. 이는 하우징(C)의 무게의 상당한 축소를 허용하며, 이는 이 경우 상기 하우징(C)이 각각의 동적 힘 발생기(100, 100')에 의해 발생된 힘을 견디도록 디자인될 필요가 없기 때문이다.
이형의 실시예에 따른 동적 힘 발생기(101)는 도 5에 도시된다.
이러한 이형의 실시예에서, 그리고 전술했던 것에 대해서, 오직 평면 베어링만이 변화된다. 사실상, 이러한 이형의 실시예에서, 감마찰 코팅 또는 표면 처리가 아니라, 대신 제1 로터(120)와 제2 로터(140) 사이, 더욱 정확하게는 제1 로터(120)의 내부 보어(121)와 제2 로터(140)의 내부 보어(141) 사이에 배치된 "슬리브 베어링(sleeve bearing)" 타입(161)의 평면 베어링을 사용하는 것이 고려된다.
이러한 슬리브 베어링(161)은 예를 들어, 선택적으로 흑연이 삽입된, 청동으로 만들어질 수 있다. 이형의 실시예로서, 전술한 것과 같은 코팅 또는 표면 처리된 강철로 만들어질 수 있다.
감마찰 코팅 또는 표면 처리의 사용에 비해, 슬리브 베어링(161)의 사용은, 선험적으로, 상기 베어링이 마모 구성요소를 구성하기 때문에, 더 오랜 시간 동안 로터가 회전 운동을 유지할 수 있는 이점을 제공한다. 더욱이, 상기 슬리브 베어링(161)이 마모된 경우 필요한 모든 것이 교체되는 것이기 때문에, 유지보수가 용이하다.
그렇지 않으면, 상기 슬리브 베어링은 특히 해당 보어와의 예상된 마찰 계수에 대해, 다른 타입의 전술한 평면 베어링과 같은 이점을 제공한다.
다른 이형의 실시예에 따른 다른 동적 힘 발생기(102)는 도 6에 도시된다.
이러한 이형의 실시예에서, 그리고 도 1 내지 4를 참조하여 전술했던 것에 대해서, 오직 감마찰 구성요소만이 변화된다. 사실상, 이러한 이형의 실시예에서, 감마찰 구성요소로서, 적어도 두 열의 니들 롤러(162a, 162b)(니들 롤러의 열 단독으로 또는 니들 롤러 베어링을 형성하기 위한 그와 관련된 케이지와 함께)를 사용하는 것이 고려된다. 특히, 상기 평면 베어링(160, 161)은 제1 로터의 구멍(O3)의 측면에, 그리고 동시에, 제2 로터(140)의 둘레 구멍(OUV)의 측면 중 하나에 배치된, 적어도 두 열의 니들 롤러로 교체된다. 이러한 목적을 위해, 상기 니들 롤러에 대한 저장소가 샤프트(110)에 제공되어야 한다.
평면 베어링의 사용에 비해, 열의 니들 롤러(162a, 162b)의 사용은, 선험적으로, 로터(120, 140)가 슬리브 베어링보다 특히 더 긴, 긴 시간 동안의 회전 운동을 유지할 수 있는 이점을 갖는다. 또한, 상기 니들 롤러가 상대적으로 작은 두께를 가지므로, 동적 힘 발생기의 전체 방사상 치수 상에 적어도 평면 베어링의 사용에 비해 거의 영향을 미치지 않는다는 것을 알아야 한다.
더욱이, 열의 니들 롤러를 통해, 평면 베어링보다 10배 낮은, 따라서 통상적으로 0.003에서 0.005 사이의 마찰 계수를 고려할 수 있으며, 다른 것들은 동일하다.
작동 중, 주어진 동적 힘 발생기에서, 다른 것에 대해 불균형된 질량체의 위치를 바꾸기 위해 실제로 적은 동력이 공급되어야 하기 때문에 이는 바람직하다.
다른 이형의 실시예가 도 8에 도시되며, 이는 도 8a 및 도 8b를 포함한다.
후자에서, 그리고 앞선 도면들에 비해, 동적 힘 발생기(104)는 앞선 도면들에서 존재하는 것들과 다른, 인접한 불균형된 질량체를 갖는다. 사실상, 도 8a 및 8b에서, 불균형된 질량체(1301, 1501) 각각은 디스크의 절반의 세그먼트 형태의, 샤프트(110)에 수직한 평면에서 취해진, 단면을 가지며, 이들 각각의 평평한 측면(FL1. FL3)은 선택적으로 댐핑 수단(도 8에 도시되지 않음)을 통해, 서로 접촉할 수 있다. 다시 말하자면, 도 8b에서 볼 수 있듯이, 두 개의 불균형된 질량체(1301, 1501)가 접촉해 있을 때, 이들은 함께 디스크 세그먼트 형태의 단면을 형성한다.
이러한 디자인은 (함께 취해진) 두 개의 불균형된 질량체(1301, 1501)에 의해 발생된 힘/질량 비율을 최대화할 수 있게 한다. 사실상, 이러한 비율은 YGω2 로서 기재되며, 여기서 YG 는 (샤프트(110)에 위치된) 회전 중심(O)과 함께 취해진 두 개의 불균형된 질량체(1301, 1501)의 중력 중심 CG 의 위치 사이의 거리이며, ω는 두 개의 불균형된 질량체의 회전 속도이다. 그러므로, 이는 YG 의 값을 최대화할 수 있다. 최대 YG 는 YO 위에 위치된 영역을 채우게 된다. 그런데, YO 를 최대화하려고 한다. 또한, 이러한 영역이 불균형된 질량체(1301, 1501)의 최대 전체 치수의 겉면에 상응하는, 반경(R)의 원에 의해 한정되므로, 디스크의 세그먼트에 상응하는 영역을 채우게 된다.
다시 말해서, 이러한 특정 디자인에 따라, 최대 힘은 두 개의 불균형된 질량체의 세트의 주어진 질량과 밀도에 대해 발생될 수 있다. 반대로, 예상된 적용을 고려하여, 발생될 최대 힘이 정의되면, 앞선 디자인에 비해, 두 개의 불균형된 질량체의 총 질량을 최소화할 수 있다. 이는 그 성능을 제한하지 않고 동적 힘 발생기의 무게를 줄일 수 있게 하기에 바람직하다. 이는 그 성능이 무게에 매우 민감한 항공기, 특히 회전 날개 항공기(헬리콥터)에 대해 특히 바람직하다.
이형의 실시예에 따른 다른 동적 힘 발생기가 도 9에 도시된다.
이러한 이형의 실시예에서, 각각의 베어링(R1, R2)은 한 열의 니들 롤러(162'a, 162'b)(즉, 관련 케이지 없는 니들 롤러 베어링)로 교체된다. 이러한 디자인에서, 사전 설치 스프링(RP)은 더 이상 필요하지 않으며, 또는 이와 관련된 서클립(194)도 필요하지 않다.
이러한 디자인은 여러 가지 이점을 제공한다.
이는 더 소형의 해법을 제공한다. 이러한 소형화는 또한 회전 가이던스의 지름을 줄임으로써, 불균형된 질량체를 구동하는 데 소비되는 손실 및 동력의 감소를 의미한다.
또한, 완전한 베어링의 사용에 대해 더 가벼운 무게 해법을 제공한다.
더 간단한 해법을 또한 제공한다. 사실상, 상기 사전 설치 스프링과 상기 서클립이 정지부(B)로 교체되어, 설치가 단순화된다.
열의 니들 롤러(162'a, 162'b, 162a, 162b)는 이후 각각 저장소(REC1, REC2, REC3 및 REC4)에 의해 안내된다. 바람직하게, 상기 저장소(REC1, REC2)는 원심력의 영향으로 윤활유가 유지되는 이점을 얻기 위해 샤프트(110)에서보다, 도 9에 도시된 것처럼, 로터(120)와 연관된 불균형된 질량체의 가이드 보어에 형성된다.
더욱이, 바람직하게, 도 9에 도시된 것처럼, (니들 롤러 베어링을 형성하기 위한 케이지가 선택적으로 제공될 수 있지만, 바람직하게 각각의 케이지가 없는)두 개의 다른 열의 니들 롤러는 도 6을 참고하여 설명된 것과 유사하게, 두 로터 사이에 제공된다.
이러한 이형의 실시예가 물론 도 8a 및 8b에 도시된 불균형된 질량체(1301, 1501)를 사용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 이형의 실시예에 따른 또 다른 동적 힘 발생기(103)가 도 10에 도시된다.
이러한 이형의 실시예에서, 상기 불균형된 질량체(130, 150)는 더 이상 인접되지 않고, 중첩된다. 그러나, 이러한 변형의 실시예에서, 전술한 이유로, 더 이상 어떤 기생적인 순간이 없다.
또한, 도 10에서, 불균형된 질량체(130)는 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)와 일체로 형성된다. 이는 상기 제1 로터의 내부 보어(121)가 불균형된 질량체(130)와 단일 부품으로 형성된다는 것을 의미한다. 그러나, 앞선 도면에서와 같이, 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)에 고정된 불균형된 질량체(130)를 고려할 수 있을 것이다.
유사하게, 도 10에서, 상기 불균형된 질량체(150)는 상기 제2 로터(140)의 내부 보어(141)와 일체로 형성된다. 이는 상기 제2 로터의 내부 보어(141)가 불균형된 질량체(150)와 단일 부품으로 형성된다는 의미이다. 그러나, 도 1 내지 6에서와 같이, 상기 제2 로터(140)의 내부 보어(141)에 고정된 불균형된 질량체(150)를 고려할 수 있을 것이다.
더욱이, 도 10은 평면 베어링(161)이 감마찰 구성요소로서 사용되는 경우를 나타내지만, 이형의 실시예와 같이, 상기 감마찰 구성요소는 전술한 열의 니들 롤러에 의해 형성될 수 있다.
도 11은 해당 로터(120, 140)의 외부 보어(122, 142)의 내부면(FEI1, FEI2) 상에 영구 자석 세트(180, 181)가 제공되지 않은 동적 힘 발생기의 부분도를 나타낸다.
대신, 이랑 형태의 내부면(FEI1')이 명시된다. 이때, 이러한 내부면(FEI1')은 강자성 재료로 만들어져야 한다. 이는 강자성 재료로 만들어진 외부 보어를 제공함으로써 또는 이러한 내부면(FEI1) 상에 강자성 표면 코팅의 증착을 통해 달성될 수 있다.
그렇지 않으면 변경되지 않는다.
이는 가변 릴럭턴스 모터(variable reluctance motor)를 정의할 수 있게 한다.
어떤 실시예가 예상되더라도, 본 발명에 따른 동적 힘 발생기가 영구 자석 세트(180, 181) 또는 적절한 것으로서, 중심에서 벗어난, 강자성의 이랑 형태의 표면보다 (방사상으로) 더 중심에 위치된 전자석(=그 자체의 강자성 구성요소 상의 전자 코일(170, 171); 고정자)을 예상한다는 것을 알아야 한다. 상기 연결 존(123, 143)과 함께, 상기 전자석(170, 171)을 수용하기 위한 공간을 형성할 수 있게 하는 상기 내부 보어(121, 122)에 대한 상기 외부 보어(122, 142)의 방사상 및 축방향 오프셋에 의해 가능할 수 있다는 것을 알아야 한다.
다시 말해서, 상기 고정자는 내부에 있고 로터는 외부(방사상으로)에 있다. 더욱 정확하게, 여기 제안된 디자인에 따라, 영구 자석 세트(180, 181) 또는, 적절한 것으로서, 강자성 슬롯은 상기 불균형된 질량체의 궤적 내부에 가능한 가장 큰 지름 상에 배치되며, 후자는 상기 동적 힘 발생기의 전체 치수를 정의하며, 오직 상기 외부 보어, 영구 자석, 또는 강자성 슬롯의 두께에 의해 분리된다.
이러한 배치는 주어진 전체 치수에 대해 가능한 높은 구동 토크를 가질 수 있게 한다.
더욱이, 예상된 실시예와 상관없이, 베어링(R1, R2)은 오직 지지 샤프트(110, 110')와 제1 로터(120) 사이에 사용된다는 것을 알아야 한다. 상기 하나의 동일한 동적 힘 발생기의 상기 두 로터(120, 140) 사이의 회전을 보장하기 위해, 본 발명은 테이퍼 롤러 베어링과 같은 추가 베어링의 사용보다 더 작은 전체 치수와 더 적은 무게를 의미하는 감마찰 구성요소(160, 161)를 명시한다.
더욱이, 이러한 감마찰 구성요소(160, 161)가 상기 두 로터(120, 140) 사이에 위치된다는 사실은 이를 상기 베어링(R1, R2)에 대해 방사상으로 오프셋시킨다. 이는 상기 감마찰 구성요소가 응력(이러한 감마찰 구성요소의 접촉 구역에 의해 분리된 원심력)을 덜 받는 특정 접촉 구역을 갖게 하며, 이는 그 서비스 수명에 유리하므로 동적 힘 발생기에 바람직하다.
부가적으로, 예상된 실시예와 또한 상관없이, 베어링(R1, R2)과 더불어 감마찰 구성요소(160, 161)(다양한 디자인의 평면 베어링 또는 니들 롤러)는 첨부된 도면들에 도시된 바와 같이, 축방향으로 바람직하게 중심을 이룬다. 다시 말해서, 작동 중, 하나의 동일한 동적 힘 발생기의 두 개의 불균형된 질량체와 연관된 결과적인 (방사상) 힘은 베어링(R1, R2) 상에 그리고 감마찰 구성요소(160, 161) 상에 모두 분배된다. 이는 동적 힘 발생기의 서비스 수명에 대해 바람직하다.
더욱이, 상기 감마찰 구성요소(160, 161)의 사용이 하나이자 동일한 동적 힘 발생기의 로터(120, 140)가 동시 회전으로 구동된다는 것을 알아야 한다. 이 경우, 주어진 동정 힘 발생기(100)의 동시 회전하는 로터가 다른 동적 힘 발생기(100')의 것과 반대 회전하는 것을 보장할 필요가 있다. 사실상, 이러한 조건에서, 하나이자 동일한 동적 힘 발생기의 두 로터(120, 140) 사이의 상대 속도는 적당한 범위에 있으며, 아주 흔히 제로까지 낮아진다. 그러므로, 감마찰 구성요소(160, 161)에 전반적인 응력이 거의 없다. 이는 필요한 경우, 추가 베어링을 갖지 않는 이점을 다시 한번 더 정당화한다.
도 12는 고정자의 제어를 관리하기 위한 액추에이터(200)의 PCB 회로 기판의 배치를 나타낸다(단일 고정자 전자석(170)이 도 12에 도시된다).
도 12를 참고하여 설명된 구조는 각 로터 상에 영구 자석을 사용하는 실시예로 사용할 수 있으며, 그러므로 도 11을 참고하여 설명된 실시예를 제외한다.
상기 PCB 회로 기판은 상기 하우징(C)과 각 전자석(170) 사이에 장착된다.
상기 PCB 회로 기판은 그 단부가 상기 기판에 납땜된 각 전기 코일로 전류를 쉽게 공급할 수 있게 한다.
주어진 고정자에 대해, 하나의 코일에서 다른 하나로의 전기 스위칭은 상기 PCB 회로 기판에 장착된 홀 셀(CH, Hall cells)에 의해 바람직하게 제어되고, 양자 택일 모드로 작동한다. 도 12에서, 예를 들어, 3 상 동작(고정자 당 3 코일)에 대해, 고정자(170)에 대한 3개의 홀 셀(CH)의 존재에 주목한다.
상 제어를 제공하기 위해, 각각의 로터는 해당 로터의 각 회전시 각도 위치의 정보를 제공하는 센서(CPA)가 제공될 수 있다. 이 센서(CPA)는 예를 들어, 탑-투어 센서일 수 있다.
영구 자석("브러쉬 없는")이 상기 로터에 대해 그리고 블록에 의한 전류 공급으로 사용된 경우 (로터/고정자 상대 위치에 따라, 고정자의 3 기본 코일이 전류를 받거나 그렇지 않는다), 홀 셀(CH)은 로터의 회전에 의해 발생된 축방향 자기장의 교번(북/남)의 효과로 스위치될 수 있다. 이 경우, 홀 셀(CH)은 센서(CPA)와 조합하여 사용되어 절대 위치 센서를 생성할 수 있다.
이는 동적 힘 발생기 상에 장착된 절대 위치 센서의 사용을 피한다.
사실상, 홀 셀(CH)에 의해 공급된 신호는 클록 신호(clock signal)를 생성하며, 각각의 상승 또는 하강 에지는 각도 증가를 나타낸다.
따라서, 예를 들어, 이러한 센서 세트(3 홀 셀 + 센서(CPA))의 각도 분해능(angular resolution)은 N = 20쌍의 북/남 극(pole)에 대해, 3도(°)의 값에 도달할 수 있다. 이러한 분해능은 회전 날개 항공기(헬리콥터)의 로터(메인 또는 보조)의 해로운 진동 효과의 상쇄를 목표로 하는 분야와 호환된다. 더욱이, 각각의 불균형된 질량체에 적용된 회전의 감지는 홀 셀(CH)에 의해 공급된 신호의 각 클록 펄스 에지(clock pulse edge)로부터 결정될 수 있다.
자기 트랙(PM, PM')이 제공될 때 이는 품질(로터의 영구 자석에 의해 발생된 자기 신호의 가능한 평균 품질)을 보상함으로써 (일정한 분해능으로) 센서의 정확도를 증가시키기 위해 사용될 수 있음을 알아야 한다. 이러한 자기 트랙(PM, PM')은 또한 필요한 경우, 센서의 각도 분해능을 증가하기 위해 사용될 수 있다.
대안으로서, 고정자의 다양한 코일들 간의 스위칭은 블록이 아닌, 교류(바람직하게 정현파)의 공급으로 제어될 수 있다. 이는 동등한 동력 소비에서 그리고 정상 상태(steady state)에서 조금 더 많은 토크를 발생시키게 하며, 특히 모터 토크의 변동이 없기 때문에 음향 잡을을 약간 감소시킬 수 있게 한다.
이러한 대안에서, 상기 홀 셀(CH)은 스위칭이 다른 방식으로 관리되기 때문에 필요하지 않다. 더욱이, 이러한 대안에서, 절대 각도 위치 센서를 제공하는 것이 바람직하다. 상기 회로 기판(미도시)은 이로써 수정되지만, 그럼에도 불구하고 여전히 상기 액추에이터(200)의 하우징(C)과 각 전자석(170, 171) 사이에 장착된다.
상기 절대 각도 위치 센서는 다양한 형태를 가정할 수 있다.
따라서, 전자기 원리를 기반으로 한 "리졸버(resolver)" 타입의 절대 위치 센서를 예상할 수 있다. 유도 원리를 기반으로 하는, 프랑스 특허 FR 3 031 589에 제안된 절대 위치 센서를 또한 예상할 수 있다. 로터와 관련된 자기 트랙(PM, PM')을 활용하는 것을 추가로 예상할 수 있다. 자기 트랙(PM, PM')에 의해 생성된 자기장은 스위칭을 제공하기 위해 영구 자석에 의해 생성된 것으로 대체될 수 있다.
이러한 대안에서, 상기 절대 위치 센서에 의해 제공된 위치 신호는 각각의 불균형된 질량체의 각도 위치를 찾고 더불어 코일의 스위칭의 제어를 제공하는데 사용될 수 있으며, 이는 이후 교류 공급으로 이루어진다.
이러한 타입의 스위칭(교류)에 따라, 영구 자석은 스위칭을 제공할 필요가 없다. 그러나, 이는 로터의 구동을 제공하기 위해 이형의 실시예에서 영구 자석의 사용을 배제하지 않으며, 이러한 영구 자석은 스위칭을 위해 사용되지 않는다.
이러한 이유로, 전술한 대안은 가변 릴럭턴스 모터(reluctance motor)(도 11; 영구 자석의 부재)로 특히 고려할 수 있다.
모터에 대해, 가변 릴럭턴스가 영구 자석과 결합된, 이른바 하이브리드 해법(hybrid solution)을 사용할 수 있다. 이 경우, 스위칭은 블록으로 또는 교류로 수행될 수 있다.
액추에이터(200)는 4개의 고정자, 4개의 로터와 4개의 불균형된 질량체를 포함한다. 상기 회로 기판, 예를 들어, 도 12에 도시된 PCB 회로 기판은 4개의 고정자와 4개의 로터 및 4개의 불균형된 질량체의 개별 제어를 제공할 수 있다. 이는 상기 4개의 불균형된 질량체의 합력의 진폭, 방향 및 위상의 제어를 가능하게 한다. 각각의 불균형된 질량체의 회전 속도는, 항공기 분야의 경우, 예컨대 헬리콥터에 대한 메인 모터와 같은, 항공기 엔진의 회전 주파수를 공급하는 주파수 센서에 의해 제공될 수 있는 공통 기준에 의해 공급될 수 있다.
마지막으로, 본 발명에서 제안된 동적 힘 발생기 및 액추에이터는 공지된 문제점들, 특히 회전 날개 항공기 분야에 대한, 콜드 스타팅(-40℃)(cold starting)의 처리에 대해 바람직하다는 것을 알아야 한다. 사실상, 본 발명의 맥락에서, 한 쌍의 감겨진 고정자는 저온 스타팅 동안 동력 손실의 주요 소스를 구성하는 베어링(R1, R2) 및/또는 니들-롤러 베어링(162'a, 162'b)을 둘러싼다. 이러한 극한 조건에서의 과도한 전기 소모의 문제를 극복하기 위한 하나의 해법은 스타팅 전에 코일로 직류를 공급함으로써 상기 베어링 및 니들 롤러를 예열하는, 더욱 효과적인 전략을 제공하는 것으로 구성된다.
이 경우, 온도 센서(CTP)는 동적 힘 발생기에 일체로 될 수 있다. 바람직하게, 이는 샤프트(110, 110')의 높이로 제공되며 및/또는 바람직하게 베어링(R1, R2) 근처, 또는 적절한 것으로서, 열의 니들 롤러(162'a, 162'b) (참고로, 도 7의 예컨대 베어링(R1, R2); 도 9의 열의 니들 롤러)근처에 배치된다. 이는 측정된 온도가 임계값 아래인 경우 코일에서의 간단한 줄 효과(Joule effect)에 의해 필요한 경우 이러한 예비 국부 예열을 작동하고, 이후 임계 온도 한계가 초과된 경우 회전을 시작할 수 있게 한다.
상기 동적 힘 발생기의 빠른 스타팅은 -40℃에서도 가능하다.
이는 또한 그리스 사용의 저온 특성이 (손실면에서) 분명히 덜 바람직하지만 그 고온 특성은 베어링 및/또는 니들 롤러의 서비스 수명에 바람직하다는 것을 예상할 수 있게 한다.

Claims (18)

  1. 동적 힘 발생기(100, 100', 101, 102, 103, 104)로서,
    - 지지 샤프트(110, 110');
    - 제1 로터(120);
    상기 제1 로터(120)는:
    적어도 두 개의 베어링(R1, R2) 또는 적어도 두 열의 니들 롤러(162'a, 162'b) 및 상기 지지 샤프트(110, 110')를 수용하는 내부 보어(121, internal bore)로서, 상기 적어도 두 개의 베어링(R1, R2) 또는 적어도 두 열의 니들 롤러(162'a, 162'b)는 상기 제1 로터(120)가 상기 지지 샤프트(110, 110')에 대해 회전 가능하게 장착되도록 상기 지지 샤프트(110, 110')와 상기 내부 보어(121) 사이에 배치되는, 내부 보어(121);
    제1 세트의 영구 자석(180)으로 제공된 또는 이랑 형태이며 강자성 재료인 내부면(FIE1)을 포함하는, 상기 내부 보어(121)에 대해 방사상 및 축방향으로 오프셋된, 외부 보어(122, external bore); 및
    상기 내부 보어(121)와 외부 보어(122) 사이에 있으며, 상기 외부 보어(122)와 함께, 상기 제1 로터(120)를 위한 전기 모터를 구성하기 위해, 상기 제1 로터(120)의 외부 보어(122)의 상기 제1 세트의 영구 자석(180)과 또는 상기 이랑 형태이며 강자성 재료로 만들어진 내부면(FIE1)과 상호 작용할 수 있는 전자석(170)을 수용하도록 되어 있는 공간을 형성하는, 연결 존(123);을 포함하고,
    - 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)에 고정되거나 또는 일체로 형성되며, 상기 제1 로터(120)의 외부 보어(122)의 외부면(FEE1)에 대립하여 장착된, 제1 불균형된 질량체(130, 1301);
    - 제2 로터(140)로서, 상기 제1 로터(120)와 상기 제2 로터(140) 사이에 제공된 감마찰 구성요소(160, antifriction component)를 통해, 상기 제1 로터(120)에 대해 회전 가능하게 장착된, 제2 로터(140); 및
    상기 제2 로터(140)는:
    상기 제1 및 제2 로터(120, 140)의 내부 보어(121, 141)들이 동심을 이루도록 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)를 수용하는, 내부 보어(141);
    상기 내부 보어(141)에 대해 방사상 및 축방향으로 오프셋되고, 제2 세트의 영구 자석(181)이 제공된 또는 이랑 형태이며 강자성 재료로 만들어진 내부면(FIE2)을 포함하는, 외부 보어(142); 및
    상기 제2 로터(140)의 상기 내부 보어(141)와 외부 보어(142) 사이에 있으며, 상기 외부 보어(142)와 함께, 상기 제2 로터(140)를 위한 전기 모터를 구성하기 위해, 상기 제2 로터(140)의 외부 보어(142)의 상기 제2 세트의 영구 자석(181)과 또는 상기 이랑 형태이며 강자성 재료로 만들어진 내부면(FIE2)과 상호 작용할 수 있는 전자석(171)을 수용하도록 되어 있는 공간을 형성하는, 연결 존(143);을 포함하고,
    - 상기 제2 로터(140)의 내부 보어(141)에 고정되거나 또는 일체로 형성되며, 상기 제2 로터(140)의 외부 보어(142)의 외부면(FEE2)에 대립하여 장착된, 제2불균형된 질량체(150, 1501);를 포함하는, 동적 힘 발생기(100, 100', 101, 102, 103, 104).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 감마찰 구성요소는, 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)와 상기 제2 로터(140)의 내부 보어(141) 사이에 배치된, 예컨대, 감마찰 코팅을 사용하는 평면 베어링(161), 표면 처리, 또는 슬리브 베어링인 것을 특징으로 하는, 동적 힘 발생기(100, 100', 101, 102, 103, 104).
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 감마찰 구성요소는 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)와 상기 제2 로터(140)의 내부 보어(141) 사이에 배치된 적어도 두 열의 니들 롤러(162a,162b)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 동적 힘 발생기(100, 100', 101, 102, 103, 104).
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 샤프트(110, 110')와 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121) 사이에 배치된 상기 베어링(R1, R2) 또는 상기 열의 니들 롤러(162a,162b)와 상기 감마찰 구성요소(160, 161) 중 적어도 하나는 축방향으로 중심을 이루는 것을 특징으로 하는, 동적 힘 발생기(100, 100', 101, 102, 103, 104).
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 샤프트(110, 110')와 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121) 사이에 배치된 상기 베어링(R1, R2)은 볼 베어링, 니들-롤러 베어링, 또는 테이퍼 롤러와 같은 테이퍼 롤러 베어링 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 동적 힘 발생기(100, 100', 101, 102, 103, 104).
  6. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 로터(120)와 제2 로터(140) 중 적어도 하나의 로터의 외부 보어(122, 142)는 강자성 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 동적 힘 발생기(100, 100', 101, 102, 103, 104).
  7. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결 존(123)과 대립하여 위치된, 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)의 제1 축방향 단부(EA1)는, 상기 발생기에 포함된 그리스(grease)가 상기 베어링(R1, R2) 또는 열의 니들 롤러(162'a,162'b)로 되돌아가게 하기 위해 지향된 피치를 가진 적어도 하나의 나선형 홈의 형태인 것을 특징으로 하는, 동적 힘 발생기(100, 100', 101, 102, 103, 104).
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)의 둘레 벽에 대해 위치된 구성요소(191)를 포함하며, 상기 둘레 벽은 상기 제1 축방향 단부(EA1)에 대립하는, 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)의 제2 축방향 단부(EA2)를 형성하고, 상기 구성요소(191)는 상기 제1 로터(120)의 내부 보어(121)의 축방향 단부(EA1)와 대립하는 피치를 가진 적어도 하나의 나선형 홈이 제공되는 것을 특징으로 하는, 동적 힘 발생기(100, 100', 101, 102, 103, 104).
  9. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 로터(120)와 제2 로터(140) 중 적어도 하나의 외부 보어(122, 142)는 환형의 자기 트랙(PM, PM')을 포함하는 것을 특징으로 하는, 동적 힘 발생기(100, 100', 101, 102, 103, 104).
  10. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 로터(120, 140) 각각에 대해, 이는 상기 지지 샤프트(110, 110')에 배치된 온도 센서(CTP)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 동적 힘 발생기(100, 100', 101, 102, 103, 104).
  11. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발생기가 정지해 있을 때, 180도(°)의 각도로, 대립하여 상기 불균형된 질량체(130, 150; 1301, 1501)를 고정하도록 배치된, 인덱싱 자석과 같은, 적어도 하나의 영구 자석(AM1, AM2)을 포함하며, 상기 불균형된 질량체는 이러한 목적을 위해, 강자성 재료 또는 비-자성이지만 강자성 플레이트(AM1')를 포함하는 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 동적 힘 발생기(100, 100', 101, 102, 103, 104).
  12. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불균형된 질량체(130,1301, 150,1501)는 인접해 있거나 또는 중첩되는 것을 특징으로 하는, 동적 힘 발생기(100, 100', 101, 102, 103, 104).
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 불균형된 질량체(130, 150)는 인접해 있으며, 적어도 하나의 상기 불균형된 질량체(130, 150)는 적어도 하나의 그 측면(FL1,FL2,FL3,FL4) 상에 고무 구성요소와 같은 댐핑 수단(151)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 동적 힘 발생기(100, 100', 101, 102, 103, 104).
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 불균형된 질량체가 인접해 있을 때, 각각의 불균형된 질량체(1301, 1501)는 디스크의 절반의 세그먼트의 형태로, 상기 지지 샤프트(110)의 방향에 수직한 평면에서 취해진 섹션을 갖는 것을 특징으로 하는, 동적 힘 발생기(100, 100', 101, 102, 103, 104).
  15. - 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 따른 적어도 두 개의 동적 힘 발생기(100, 100')로서, 그들의 지지 샤프트(110, 110')가 평행하도록 배치된, 적어도 두 개의 동적 힘 발생기(100, 100');
    - 하우징(C); 및 상기 두 개의 동적 힘 발생기(100, 100') 각각에 대해:
    - 상기 하우징(C)에 고정되고, 상기 하우징(C), 상기 외부 보어(122), 및 해당 상기 동적 힘 발생기(100, 100')의 제1 로터(120)의 상기 내부 보어(121)와 외부 보어(122) 사이의 상기 연결 존(123) 사이에 형성된 공간에 수용되는 적어도 하나의 제1 전자석(170)으로서, 상기 적어도 하나의 제1 전자석(170)은 상기 제1 세트의 영구 자석(180), 또는 상기 외부 보어(122)의 강자성 재료로 만들어진 상기 이랑 형태의 내부면(FIE1)과 마주하여 위치되는, 적어도 하나의 제1 전자석(170);
    - 상기 하우징(C)에 고정되고, 상기 하우징(C), 상기 외부 보어(142), 및 해당 상기 동적 힘 발생기(100, 100')의 제2 로터(140)의 내부 보어(141)와 내부 보어(142) 사이의 상기 연결 존(143) 사이에 형성된 공간에 수용되는 적어도 하나의 제2 전자석(171)으로서, 상기 적어도 하나의 제2 전자석(171)은 상기 제2 세트의 영구 자석(181), 또는 상기 외부 보어(142)의 강자성 재료로 만들어진 상기 이랑 형태의 내부면(FIE2)과 마주하여 위치되는, 적어도 하나의 제2 전자석(171);을 포함하는, 액추에이터(200).
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 각각의 동적 힘 발생기의 상기 지지 샤프트(110, 110')는 상기 하우징(C)에 고정되는, 액추에이터(200).
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 하우징(C)과 상기 각각의 전자석(170, 171) 사이에 장착된 회로 기판(PCB)을 포함하는, 액추에이터(200).
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 회로 기판(PCB)은 일련의 영구 자석이 제공된 각각의 로터에 대해, 3개의 홀 셀(CH), 및 탑-투어 센서(top-tour sensor)와 같은, 해당 상기 로터의 각 회전에서 각도 위치에 대한 정보를 공급할 수 있는 위치 센서(CPA)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액추에이터(200).
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