KR20100028041A - 전기기계 모터, 특히 압전 마이크로스테퍼 구동장치 - Google Patents

전기기계 모터, 특히 압전 마이크로스테퍼 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 서로 수직한 유효 방향을 갖는 2개의 구동 부재(19a, 19b), 특히 압전 벤딩 액추에이터를 포함하는 모터에 관한 것이다. 이러한 액추에이터(19a, 19b)는 구동 링(1)에 작용하여 샤프트(39)를 회전시킨다. 대각 방향으로 대향된 고정 부재(3a, 3b)가 구동 링(1)에 제공되고, 각각의 고정 부재(3a, 3b)에 대각 방향으로 대향된 각각의 픽싱 부재(12, 14)에 각각의 관절형 코너 부재(36a, 36b)를 통해 구동 링(1)을 유연하게 현수시키는 데 사용된다. 구동 링(1)에 비-반경방향으로 힌지 연결된 액추에이터를 구비하는 본 발명에 따른 구동장치는 콤팩트하다.
전기기계 모터, 압전 마이크로스테퍼 구동장치, 코너 부재, 고정 부재, 픽싱 부재

Description

전기기계 모터, 특히 압전 마이크로스테퍼 구동장치{ELECTROMECHANICAL MOTOR, ESPECIALLY PIEZOELECTRIC MICROSTEPPER DRIVE}
본 발명은 전기기계 모터, 특히 압전 작동 구동장치에 관한 것이다.
차량의 조종석은 디자인과 기술의 최적의 상호작용을 달성하려고 시도한다. 여러 지시계(pointer) 기구가 운전자의 시야 내에 위치된다. 이들 지시계 기구는 상이한 기술적 요건들을 충족시켜야 할 뿐만 아니라, 차량의 대량 생산에 적합한 경쟁력 있는 가격을 가져야 한다. 회사 지멘스 브이디오(Siemens VDO)에 의한 "메스베르크(Messwerk) 2000"은 그러한 지시계 기구의 일례이다.
"메스베르크 2000"은 1단 웜 기어 구동장치에 의해 저속 기어로 변환되는 스테퍼 모터 구동장치에 기초한다. 4극 스테퍼 모터는 시간의 함수로서, 위상각에 있어 서로 90°만큼 위상 편이된 2개의 사인형 코일 전류 변동에 의해 구동된다. 위상 편이의 부호는 회전 방향을 결정하며, 주파수는 모터 샤프트의 회전 속도를 결정한다. 사인형 전류 변동의 360°의 하나의 완전한 주기 내에서, 128개에 이르는 중간 단계가 재현가능한(reproducible) 방식으로 설정될 수 있다. 이들 중간 단계의 사용은 마이크로스테퍼 작동(microstepper operation)으로 불리운다.
위와 같은 특징의 스테퍼 모터를 포함한 완전한 "메스베르크 2000" 작동 구 동장치는 12개의 단일 부품으로 이루어진다. 스테퍼 모터 그 자체는 공통 스테이터 플레이트를 구비한 2개의 코일과 영구 자석 로터로 구성된다. 구성부품 비용에 대해, 코일과 영구 자석이 비용의 대부분을 차지한다. 재료 비용 외에, 제조 비용도 또한 작동 구동장치의 구성부품의 개수에 거의 비례하여 상승하는 가격에 결정적이다.
유럽 특허 공보 제EP 1 098 429 B1호로부터, 새로운 모터 원리에 따라, 즉 회전 코일 없이 작동하는 전기기계 모터가 알려져 있으며, 여기서 작동 중, 구동 링이 최소한 2개의 전기기계 구동 부재의 시간적으로 편차를 갖는 작동에 의해 회전하면서 변위되어, 구동 링으로부터 특히 그 구동 링 내에 위치된 샤프트로의 힘의 직접적인 전달에 의해, 샤프트가 회전되도록 한다. 구동 링의 회전 변위 운동은 예를 들어 압전식으로(piezoelectrically), 자왜식으로(magnetostrictively), 전왜식으로(electrostrictively), 또는 전동식으로(electrodynamically) 구동되는 액추에이터에 의해 형성될 수 있어, 재료 비용 및 제조 비용에 대해 대량 생산에 더욱 적합한 작동 장치가 얻어진다. 압전 액추에이터는 그것의 각각의 변위가 구동 링에 반경방향으로 작용하도록 구동 링에 부착되고, 이와 관련하여, 필요한 경우, 가능한 한 대칭적인 힘을 구동 링에 도입시키기 위해 다른 수단이 또한 취해질 수 있다.
비록 마지막에 언급된 기술적 상황이 가장 우수한 등속도(constant-velocity) 특성(샤프트의 순간 위치와 관계없는 회전 속도의 일정함)을 갖는 기능에 대해 최적화된 구동장치를 결과적으로 형성하지만, 벤딩 액추에이터의 종방향 크기 및 반경 방향 배치는, 여러 평탄한 구동 변체들이 평면에서 상당한 공간을 필요로 하고 대부분의 경우에 아주 콤팩트하지 않게 보이게 되는 것을 수반한다. 그러나, 조종석 기구에 주어진 매우 협소한 설치 공간 조건으로 인해서 콤팩트한 평탄한 구동장치가 상당히 필요하다.
본 발명의 목적은, 부품의 개수, 제조 비용, 설치 공간의 요건 및 기능성에 최적화된 스테퍼 구동장치, 특히 조종석 기구의 계측기 움직임(meter movement)을 위한 마이크로 작동 구동장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 전기기계 모터, 특히 청구범위 제1항에 따른 압전 마이크로스테퍼 모터에 의해서 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예 및 태양을 하기의 설명, 도면 및 종속항에서 찾아 볼 수 있다.
본 발명에 따른 전기기계 스테퍼 구동장치는 다음의 특징을 갖는다:
서로에 거의 수직하게 정렬된 유효 방향(effective direction)을 보이는 2개의 전기기계식, 바람직하게는 압전식 구동 부재(액추에이터)와, 구동 링에 회전가능하게 지지되는 샤프트로서, 샤프트가 구동 링에서 롤링(rolling)되어 결과적으로 회전하도록, 샤프트로 직접 전달될 수 있는 변위 운동을 수행하기 위해 구동 링이 전기기계 구동 부재의 편향에 의해 각각의 유효 방향으로 작동될 수 있게 구동 링에 회전가능하게 지지되는 샤프트. 또한, 구동 링에는, 2가지의 유효 방향에 대해 대각 방향으로 대향된 2개의 고정 부재(securing element)가 제공되고, 상기 고정 부재에 의해 구동 링은 각각의 경우에 대략 직사각형의 각형 부재(angle element)에 의해서 각각의 경우에 하나의 픽싱 부재(fixing element) 상에 유연하게 현수되며, 각형 부재의 레그는 각각의 경우에 그들의 2개의 단부 쪽에 힌지를 구비하고, 또한 각형 부재의 4개의 레그는 2개의 유효 방향과 평행하게 정렬된 대략 직사각형으로 구성된 프레임을 형성하도록 구동 링 주위로 서로 상보적이며, 프레임에 대각 방향으로 대향되게 배치된 픽싱 부재에 각각의 고정 부재가 각각의 각형 부재에 의해 연결되도록 배치된다. 이 배치에서 각형 부재는 각각의 경우에 코너 부재(corner element)를 보이며, 코너 부재의 서로에 대한 거리는 강제 수단에 의해서 일정하게 유지되어서 구동 링은 변위 가능하지만 비틀릴 수 없게 현수된다.
구동 링과 대각방향으로 대향되게 맞물리고 각각의 고정 부재를 그것의 대각방향으로 대향된 점에서 고정시키며 구동 링을 중심으로 한 동일한 회전 방향을 가지고서 회전-베인과 같은 방식으로 배치되는 2개의 굽혀진 서스펜션 부재(각형 부재)를 구비한 본 발명에 따른 링 서스펜션(ring suspension)은 회전 대칭(180°)을 갖고, 그것의 부재 또는 부품의 서로에 대한 특정 관절식 연결(articulated linking)로 인해 '대각 운동성(diagonal kinematics)'을 실현한다. 종래 기술과는 대조적으로, 이러한 구성에서 벤딩 액추에이터에 의해 제공되는 힘의 환형 홀의 중심점에 대한 구동 링으로의 반경 방향 힘 도입에 더 이상 주의를 기울일 필요가 없는데, 왜냐하면 구동 링으로의 비-반경방향 편심 힘 도입에 의해 유발된 토크가 - 가요성 링 서스펜션의 비틀림 자유도의 억제가 달성되도록 하는 코너 부재들의 거리에 관한 강제 수단으로 인해 - 본질적으로 링 서스펜션에 의한 비틀림 없이 흡수되기 때문이다. 이는 특히 각형 부재의 레그의 내부 및/또는 외부 측부를 따라, 즉 예를 들어 직사각형(외부쪽에서)인 구동 링의, 직각으로 배치된 두 측부와 평행하게, 구동 링의 공간-절약 구성을 가능하게 한다. 이는 스테퍼 구동장치의 매우 콤팩트한 설치-공간-절약적 구조가 달성되는 것이 가능하게 한다. 본 발명에 따른 스테퍼 구동장치는 또한 매우 적은 수의 간단한 구성부품으로 특징지어져서, 특히 대량 생산에 적합하다. 또한, 플라스틱과 액추에이터의 상이한 열 팽창으로 인해 발생하는 구동장치의 열적 부조화(thermal detuning)가 구조적으로 신뢰성있게 흡수된다. 예를 들면, 구동 링과 샤프트 사이에 형성된 치형부의 포지티브 록킹(positive locking)에 의해서, 본 발명에 따른 구동장치의 매우 높은 작동 정확도가 센서 및 폐쇄 루프를 사용할 필요없이 완전히 제어된 작동으로 달성될 수 있다.
콤팩트함의 최적화를 위한 본 발명에 따르면, 구동 링에 대한 힘의 절대적으로 완전한 대칭적인 인가가 달성되도록 시도되지 않는다. 기능에 관해서 이로부터 유발될 수 있는 결과들, 예를 들면 근소한 등속도 및 토크 변동은 또 다른 수단에 의해서 고객 사양이 여전히 고수될 수 있을 정도로 감소될 수 있다. 특히, 구동 부재를 순수한 사인형 변동을 변조하는 방식으로 구동시킴으로서 작은 토크가 보상될 수 있다.
본 발명의 특히 유리한 실시 형태에서, 구동 링의 평면에 평행하게, 로드(rod) 또는 요크(yoke)로서 구성된 최소한 하나의 스페이서가 배치되고, 그것의 단부가 각형 부재의 코너 부재에 견고하게 연결되는 것에 의해서, 링 서스펜션의 필요한 비틀림 강성을 유지하기 위한 강제 수단이 달성된다. 스페이서에 의해서 각형 부재의 2개의 코너 부재의 거리를 고정시키는 것은, 링 서스펜션이 2개의 유효 방향에 대해서 쉽게(거의 힘 없이) 전단될 수 있는 결과를 갖는다. 대조적으로, 대각 운동성을 갖고서 이러한 방식으로 구성된 링 서스펜션은 매우 높은 저항으로 비틀림에 저항한다.
이러한 실시 형태의 구조적으로 간단하면서도 쉽게 형성될 수 있는 태양에서, 코너 부재는 각각의 경우에 최소한 일측에서 구동 링의 평면에 수직하게 배치되는 하나의 페그를 보이며, 단부들이 각각의 경우에 관통구(through hole)에 의해서 각각의 코너 부재의 각각의 페그에 연결될 수 있는 스페이서는 구동 링에 의해서 구동되는 샤프트를 접촉없이 통과시키기 위한 홈을 보인다.
대각 방향 링 서스펜션의 관절 특성(articulated nature)을 간단한 방식으로 구현하기 위해서, 각형 부재의 레그는 각각의 경우에 고정 부재, 코너 부재 및 픽싱 부재에 각각의 경우에 하나의 플렉셔 힌지(flexure hinge)에 의해서 연결된다. 플렉셔 힌지는 각각의 경우에 제조에 특히 유리한 짧은 영역에서의 각형 부재의 레그의 단면의 테이퍼링(tapering)에 의해서 구성될 수 있다.
대각 운동성이 구현되게 하기 위해서, 픽싱 부재를 대략 직사각형의, 기계적으로 강성의 프레임의 대각 방향으로 대향된 코너에 고정시키는 것이 유리하다. 실시 형태에서, 프레임은 스테퍼 구동장치의 하우징 부품으로서 구성된다.
2개의 전기기계 구동장치 부재는 특히 유리하게는 벤딩 액추에이터, 바람직하게는 압전 벤딩 액추에이터로서 구성될 수 있다.
압전 세라믹 재료를 기반으로 하는 그러한 고상(solid-state) 벤딩 액추에이터는 산업 분야에서 오랫동안 상이한 유형의 디자인으로 다양하게 사용되었다. 그들은 소형 디자인, 적은 에너지 수요 및 높은 신뢰도의 특성을 갖는다. 따라서, 예를 들면 압전 벤딩 액추에이터는 산업 환경에서 최소한 109의 사이클의 사용 수명을 갖는다. 예를 들어, 지시계 기구용 마이크로 작동 구동장치에 사용되는 벤딩 액추에이터는 전형적으로 그들의 이동 단부에서 대략 0.2 mm 내지 2 mm의 범위 내의 자유 편향을 갖도록 치수지어진다. 추가적으로, 벤딩 액추에이터의 자유로운 이동 단부의 편향의 차단의 경우에 0.5 N 내지 2 N 범위 내의 차단력(blocking force)이 얻어진다. 벤딩 액추에이터의 대략적인 직선(straight-line) 편향은 각각의 경우에 그것의 최대 종방향 크기에 대해서 교차한다. 따라서, 벤딩 액추에이터의 유효 방향에 대응하는 편향의 방향은 벤딩 액추에이터의 종방향 축에 대해서 거의 직교한다.
본 발명에 따른 스테퍼 모터의 특히 콤팩트한 변형은, 벤딩 액추에이터가 각각의 경우에 관련 벤딩 액추에이터의 유효 방향과 거의 평행하게 배치되고 그들의 이동 단부에 결합되는 압축-인장 로드에 의해 구동 링에 힌지 연결되며, 압축-인장 로드는 각각의 경우에 그들의 각각의 2개의 단부들을 향하는 플렉셔 힌지인 구성에 의해서 달성된다. 이러한 구성에서, 각각의 경우에 하나의 벤딩 액추에이터 및 관련 압축-인장 로드는 2개의 측부를 따라서 또는 - 직사각형으로 구성되지 않은 구동 링의 경우에 - 구동 링의 2개의 반쪽부(half)를 따라서 직각으로 배치된다. 구동 링에 이러한 2개의 전기기계식, 바람직하게는 압전식 구동 부재를 전단-가요성있게 힌지 연결하는 것은, 구동 부재가 그들의 운동에 있어 서로 방해하지 않거나 또는 그 방해가 단지 무시할 수 있을 정도가 되도록 그들의 운동 방향이 서로로부터 분리되는 이점을 제공한다. 따라서, 힘의 인가 중에 에너지 손실이 발생하지 않는다. 추가적으로, 본 실시 형태에 따른 벤딩 액추에이터의 배치 또는 힌지 연결은 매우 공간-절약적이다.
벤딩 액추에이터를 구비한 실시 형태의 태양에 따르면, 구동 링, 각형 부재 및 픽싱 부재를 플라스틱 사출-성형 기술로 일체로 제조되는 구동 모듈로서 구성하고, 벤딩 액추에이터도 또한 구동 모듈 내로 사출되는 것이 유리하다. 구동 모듈을 플라스틱 사출-성형 기술로 구현하는 것은 간단하면서도 비용 효율적이며, 사출 성형 공정에 벤딩 액추에이터를 포함시키는 것은 제조 단계의 수를 훨씬 더욱 감소시킨다.
각각 구동 모듈을 견고하게 지지하고 관련 샤프트를 회전가능하게 지지하기 위해서, 플로어 부재(floor element) 및 리드(lid)를 구비한 대략 입방형의 하우징이 구비되고, 지지 표면 및 제1 베어링 보어를 구비한 중앙 베어링 블록이 플로어 부재에 구비되며, 샤프트용 제2 베어링 보어가 리드에 구비되고, 픽싱 부재는 하우징 코너에 배치되며, 샤프트의 최소한 하나의 실린더형 롤링 영역(rolling area)이 구동 링의 환형 보어에 관련 롤링 영역에서 롤링할 수 있도록 그에 고정되거나 통합되는 것이 유리하다.
본 발명의 바람직한 실시 형태가 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설 명될 것이다.
도 1A 및 1B는 본 발명에 따른 스테퍼 구동장치를 위한, 하우징 프레임 내에 고정된 구동 모듈의 실시 형태를 각각 평면도 및 사시도로 도시한다.
도 2A 및 2B는 벤딩 액추에이터와 스페이서가 삽입된 구동 모듈을 각각 도 1과 동일한 도시 방식으로 도시한다.
도 3은 도 2에 따른 스페이서의 평면도를 도시한다.
도 4A 및 도 4B는 샤프트 및 구동 모듈을 지지하기 위한 하우징 플로어 부재를 각각 도 1과 동일한 도시 방식으로 도시한다.
도 5A 및 도 5B는 도 4에 따른 하우징을 피팅하는 리드를 각각 도 1과 동일한 도시 방식으로 도시한다.
도 6A 및 도 6B는 하우징 내에 있는 본 발명에 따른 스테퍼 구동장치의 부분적인 조립체를 각각 도 1과 동일한 도시 방식으로 도시한다.
도 7A 및 도 7B는 요크 스프링의 형상을 각각 도 1과 동일한 도시 방식으로 도시한다.
도 8A 및 도 8B는 본 발명에 따른 스테퍼 구동장치를 위한 샤프트를 각각 도1과 동일한 도시 방식으로 도시한다.
도 9는 조립된 상태에서 하우징 내의 구동장치를 통해 z 축을 따라 도시한 축방향 단면도를 도시한다.
본 발명에 따르면, 벤딩 액추에이터의 적합한 주기적 선형 운동의 중첩에 의 해서 연속적이고 균일한 회전이 발생되도록 하는 압전 스테퍼 모터가 제공된다. 이를 위해서, 벤딩 액추에이터(19a, 19b)(도 2 참조)가 각각 x-y 평면상의 변위성(displaceability) 및 전단-가요성(shear-flexibility)을 보장하는 링 서스펜션(ring suspension)에 의해서 평평한 구동 링(1)에 결합되고, 여기서 벤딩 액추에이터(19a, 19b)(도 2 참조)의 상호 수직한 유효 방향 x 및 y를 따라 구동 링이 병진될 수 있도록 본 발명에 따른 대각 운동성(diagonal kinematics)이 구현된다. 구동 링(1), 각형 부재(36a, 36b), 압축-인장 로드(17a, 17b), 및 필요하다면 통합된 벤딩 액추에이터(19a, 19b)와 함께 픽싱 부재(12, 14)[프레임(11)에 통합될 수 있는]는 하기에서 "구동 모듈(drive module)"로 불릴 것이다. 구동 모듈은 폴리에틸렌, 사출-성형 플라스틱, POM, 또는 사출-성형(injection-molding) 기술에 의해서 다른 적절한 재료로 제조될 수 있다.
도 1은 구동 모듈을 평면도 및 사시도로 도시한다. 우선, 구동 모듈은 실린더형 환형 보어(2)를 포함하는 구동 링(1)을 포함하고, 그것의 축은 예를 들면 직교 좌표계의 z 축과 일치하며, 그것의 x-y 평면은 시트(sheet)의 평면과 평행하게 연장된다. 구동 링(1)은 예를 들면 직사각형으로 구성되고, 구동 링의 (외측) 측부(38) 또는 에지가 구동 부재(19a, 19b)의 2개의 수직한 유효 방향에 대해서 평행하게 정렬된다. 구동 링(1)에서, 고정 부재(3a, 3b)가 대각 방향으로 대향되는 위치에 구비된다. 이러한 부재에 의해서, 구동 링(1)은 각각의 경우에 플렉셔 힌지(4a, 4b), 제1 레그(압축-인장 로드)(5a, 5b), 플렉셔 힌지(6a, 6b), 코너 부재(7a, 7b), 플렉셔 힌지(flexure hinge)(8a, 8b), 제2 레그(압축-인장 로드)(9a, 9b) 및 또 다른 플렉셔 힌지(10a, 10b)로 이루어진 기능 부재의 순차적인 배열체에 의해서 기계적으로 충분히 견고한 프레임(11)에 유연하게 현수된다. 하기에서, 이러한 2개의 순차적인 배열체는 각각의 경우에 각각 각형 부재(36a) 및 각형 부재(36b)로 불리운다.
이 예시적인 실시예에서, 프레임(11)은 동시에 구동장치 하우징의 일부를 형성하며, 필요하다면 보강부(reinforcement)(12, 13, 14)를 구비할 수 있다(예를 들면 코너 및 에지에). 프레임(11)은 작동 구동장치, 특히 픽싱 부재(12, 14)를 고정하는 데 사용될 수 있고, 따라서 공간적으로 고정되게 한다. 레그(압축-인장 로드)(5a, 9a 및 5b, 9b)는 각각 서로 대략 직교하게 그리고 각각 상기 정의된 좌표계의 x 축[예를 들면 로드(5a, 5b)] 또는 y 축[예를 들면 로드 (9a, 9b)]과 대략 평행하게 배치된다. 레그(5a, 5b, 9a, 9b)는 작동 중 발생하는 압축/인장력 및 횡 방향 힘(벤딩)에 대해서 기계적으로 충분히 견고하게 구성되어 아주 근사하게 강체로 간주될 수 있다. 적절하게 구성된 플렉셔 힌지(4a, 4b, 6a, 6b, 8a, 8b, 10a, 10b)에 의해서, 링 서스펜션(ring suspension)은 x-y 평면상에서의 링의 변위와 프레임(11)에 대한 z 축에 대한 링의 비틀림에 대한 유연성을 얻는다. 통상의 힌지와 마찬가지로, 플렉셔 힌지는 연결된 부재의 서로에 대한 거의 방해되지 않은 회전(그러나 제한된 범위 내에서이긴 하지만 자유롭게 움직이는)을 제공한다. 그들의 작동은 벤딩 원리(bending principle)에 기초한다. 국부적인 벤딩은 짧은 영역에서의 로드 단면의 선택적인 축소에 의해서 달성된다. 축소된 로드 단면은 크게 감소된 굽힘 강성으로 이어진다. 그러나 단면의 테이퍼링이 크게 국한되기 때문에 각각 의 로드의 축방향 스프링 율(spring rate)(stiffness)은 거의 감소되지 않는다.
본 발명에 따른 링 서스펜션은 다음과 같은 주목할 만한 특징과 기능을 갖는다:
만약 구동 링(1)이 예를 들어 전형적인 로드 길이(1)에 비해 작은 거리 dx 만큼 프레임(11)에 대해서 x 방향으로 변위되면, 로드(5a, 5b) 및 코너 부재(7a, 7b)도 구동 링(1)에 대한 그들의 위치 변화 없이 동시에 변위되는 반면에, 로드(9a, 9b)는 각도 φ
Figure 112009077887718-PCT00001
dx/1 ≪ 1 만큼 약간 회전한다. 각도 φ의 작음으로 인해서, 코너 부재(7a, 7b)의 y 좌표는 변위 동안 매우 근사하게 불변되어 유지된다. 이로부터 코너 부재(7a, 7b)의 서로에 대한 거리는 변위 동안 x 방향으로 변하지 않거나, 또는 단지 무시할 수 있을 정도로 작은 범위로 변화된다. 이와 유사한 사항이 전형적인 로드 길이에 비해서 작은 거리 dy 만큼의 y 방향으로의 구동 링(1)의 변위에도 적용된다.
중요한 결과는 x-y 평면에서의 구동 링(1)의 수평 변위는 코너 부재(7a, 7b)의 거리를 변하지 않게 한다는 점이다. 변위와 관련된 약간의 로드 회전은 플렉셔 힌지(4a, 4b, 6a, 6b, 8a, 8b, 10a, 10b)에 의해서 쉽게 흡수된다.
드라이브 링(1)이 예를 들어 z 축 중심으로 시계방향으로 작은 각도만큼 회전하면, 고정 부재(3a, 3b)의 x 좌표 및 y 좌표는 서로에 대해서 및 프레임(11)에 대해서 대향 방향들로 변한다. 고정 부재(3a)의 x 좌표 및 y 좌표가 회전에 의해서 야기된 dx 및 dy 만큼 변화하면, 회전 축으로부터 동일한 거리에서 대각 방향으로 대향하여 위치된 고정 부재(3b)의 x 및 y 좌표는 각각 동시에 음의 dx 및 dy만큼 변한다. 프레임(11)에 대한 x 방향으로의 고정 부재(3a, 3b)의 대향되게 지향된 변위는 로드(9a, 9b)의 약간의 회전에 의해서 흡수된다. 코너 부재(7a, 7b)도 또한, 그들이 x 방향에 대해서 링(1)에 견고하게 결합되지만 프레임(11)에 대해서 약간 회전가능하게 결합되기 때문에, x 방향으로 고정 부재의 대향되게 지향된 변위를 수행한다.
프레임(11)에 대한 y 방향으로의 고정 부재(3a, 3b)의 대향되게 지향된 변위는 로드(5a, 5b)의 약간의 회전에 의해서 흡수된다. 코너 부재(7a, 7b)는 또한, 그들이 y 방향에 대해서는 구동 링(1)에 약간 회전가능하게 결합되지만, 프레임(11)에 대해서는 로드(9a, 9b)를 통해서 견고하게 결합되기 때문에, 고정 부재(3a ,3b)의 대향되게 지향된 y 변위를 수행하지 않는다.
또 다른 중요한 결과는 z 축에 대한 구동 링(1)의 회전이 코너 부재(7a, 7b)의 거리를 변화시킨다는 것이다. 링 회전과 연관된 미세한 로드 회전은 플렉셔 힌지(4a, 4b, 6a, 6b, 8a, 8b, 10a, 10b)에 의해서 쉽게 흡수된다.
전형적인 로드 길이에 비해서 작은 거리만큼 x-y 평면에서 구동 링(1)을 방해하지 않는 방식으로 변위시키지만, 매우 높은 저항으로 z 축을 중심으로 한 링(1)의 회전에 저항하는 링 서스펜션을 형성하기 위해서, 코너 부재(7a, 7b)의 거리를 강제 수단, 예를 들면 로드 또는 요크에 의해서 일정하게 유지시키는 것이 필요하다. 적절한 스페이서를 고정하기 위해서, 코너 부재(7a, 7b)에, 도 1b에서 볼 수 있는 바와 같이 각각의 경우에 도면의 도시면의 위와 아래에 하나 또는 2개의 페그(7.1, 7.2)가 설치된다.
여기서는 대각 운동성으로 불리는, 이러한 방식으로 구성된 링 서스펜션의 구조는, 상당한 비틀림 강성 방식으로 거동한다. 결과적으로, 본 발명에 따라서, 대략 편심의 비-반경방향 힘의 구동 링(1)으로의 인가가 여기에 기재된 대각 운동성에 의해서 비틀림 없이 흡수되고 프레임(11)에 전달되기 때문에, 액추에이터에 의해서 제공된 힘의 반경방향 힘의 환형 보어(2)의 중심에 대한 구동 링(1)으로의 인가에 대해서 더 이상 주의를 기울일 필요가 없다.
스트립-형상의 고상(solid-state) 벤딩 액추에이터 형태의 구동 부재들을 연결시키기 위해서, 도 1A에서 볼 수 있는 적절하게 구성된 수용체(15a, 15b)가 그들의 이동 단부에 제공되며, 그것은 각각의 경우에 플렉셔 힌지(16a, 16b), 압축-인장 로드(17a, 17b) 및 또 다른 플렉셔 힌지(18a, 18b)를 통해서 구동 링(1)에 고정될 수 있다. 링 서스펜션에 발생하는 편향은 단지 대략 100 마이크로미터의 범위 내에서 움직인다.
도 2는, 이하의 설명에서는 요약하여 단지 액추에이터로 불리는 삽입된 고상 벤딩 액추에이터(19a, 19b) 및 2개의 스페이서(20)를 구비하는 구동 모듈을 도시한다. 도시된 예시적인 구성에서, 액추에이터(19a, 19b)는 그들의 유지 단부에서 프레임(11)에 기계적으로 견고하게 유지되며, 서로에 대해서 대략 직교하게 배치된다. 프레임(11)에 대한 액추에이터(19a, 19b)의 연결의 강도는 보강물 또는 프레임(11)의 픽싱 부재(12, 13)에 의해서 증가할 수 있다. 추가적으로, 액추에이터(19a, 19b)를 클램핑 또는 압축 스프링 접촉부 등의 형태로 그들의 배치 단부(resting end)에서 전기적으로 접촉시키기 위한, 여기에 도시되지 않은 수단이 프레임(11) 및 특히 보강물(12, 13)에 제공될 수 있다.
대신에, 액추에이터(19a, 19b)는 선택적으로 그들의 이동 섹션 또는 그들의 이동 단부에서 전기적으로 접촉될 수도 있다.
액추에이터(19a, 19b)가 전기적으로 작동되면, 그것은 벤딩을 수행하고, 그것의 이동 단부는 실질적으로 그것의 종방향 크기에 대해서 수직하는 운동을 수행한다. 이러한 이유로, 전기적으로 작동될 때, 액추에이터(19a)의 이동 단부는 실질적으로 x 방향의 이동을 수행하고, 액추에이터(19b)의 이동 단부는 실질적으로 y 방향의 이동을 수행한다.
액추에이터(19a, 19b)의 운동 방향은 또한 유효 방향(effective direction)으로 불리운다.
액추에이터(19a, 19b)의 이동 단부는 수용체(15a, 15b)에 의해서 둘러싸여지고 기계적으로 견고하게 그리고 유극없이 유지되어, 수용체는 액추에이터에 의해서 발생한 압축 및 인장력 또는 압축 및 인장 운동을 흡수할 수 있게 되고, 이들을 플렉셔 힌지(16a, 16b)를 통해서 관련 액추에이터의 유효 방향과 대략 평행하게 정렬된 압축-인장 로드(17a, 17b)로 전달할 수 있게 되며, 그곳으로부터 연결된 플렉셔 힌지(18a, 18b)를 통해서 구동 링(1)으로 전달할 수 있게 된다. 액추에이터, 플렉셔 힌지 및 구동 링(1)의 각각의 유효 방향과 대략 평행하게 정렬된 수용체, 플렉셔 힌지, 압축-인장 로드의 순차적인 배치는, 그 원리의 결과로서, 액추에이터와 구동 링 사이에 전달될 수 있는 것은 단지 액추에이터의 유효 방향으로 힘 또는 편향뿐이라는 이점을 제공한다. 이러한 이유로, 서로 대략 직교하게 배치되는 2개의 액추에이터(19a, 19b)는 서로로부터 완전히 독립적으로 서로간에 상호 영향을 주지 않고 구동 링(1) 상에 작용할 수 있다. 따라서, 액추에이터는 특히 각각의 다른 벤딩 액추에이터의 비교적 높은 기계적인 강성에 대항하여 작동될 필요가 없다. 따라서 벤딩 액추에이터(19a, 19b)의 운동은 서로 분리된다.
벤딩 액추에이터가 전기적으로 작동하면, 그것은 대략 원형 아크(circular arc)의 형상으로 굽어지고, 그 결과 액추에이터의 이동 단부에서의 벤딩 라인의 접선의 기울기가 변화한다. 이러한 유형의 "회전 운동"은 플렉셔 힌지(16a, 16b, 18a, 18b)에 의해서 신뢰성 있게 흡수된다. 유사하게, 구동 모듈에 대한 액추에이터 길이의 변화(예를 들면 대각 운동성 및 액추에이터 재료의 상이한 열 팽창으로 인한)는 로드(17a, 17b)가 이러한 방해하는 그들의 힘 또는 이동 전달 기능 없이 최소한으로 회전되기 때문에, 플렉셔 힌지(16a, 16b, 18a, 18b)와 결합되는 압축-인장 로드(17a, 17b)에 의해서 신뢰성있게 흡수된다.
링 서스펜션의 비틀림 강성은, 예를 들면 적합하게 형성된 관통구(21)를 코너 부재(7a, 7b)의 페그(7.1, 7.2) 상에 가압시킴으로서 이들에 대해서 기계적으로 견고하게 결합되는 스페이서(20)에 의해서 보장된다.
요약하면, 벤딩 액추에이터(19a, 19b)는 구동 링(1)을 픽싱 부재(12, 14)에 대해 각각 x 및 y 방향으로 서로 완전히 독립적으로 이동시키는 것에 주목해야 한다. 링 비틀림은 대각 운동성에 의해서 방지된다.
안착을 위해서, 구동 모듈의 하우징 프레임(11)은, 이하에서 더욱 상세하게 기재되는, 리드 및 플로어(floor)를 정확한 위치로 삽입시키기 위해서 그것의 상부 및 저부에 주연부 에지(24)를 구비한다.
도 3은 가압 체결(press fitting)을 위해서 코너 부재(7a, 7b)의 페그(7.1, 7.2)에 적절하게 피팅된 관통구(21)를 구비한 스페이서(20)를 도시한다. 스페이서(20)는 관통구(21)의 축에 위치된 힘 도입점들 사이에서 충분히 높은 압축-인장 강성을 갖는다.
스페이서(20)는 코너 부재(7a, 7b)의 어떠한 가능한 약간의 회전도 차단하지 않기 위해서 선택적으로 플렉셔 힌지(22)를 포함할 수 있다. 홈(23)은 샤프트의 비접촉 통과(contactless passage)를 위해서 사용된다.
구동 모듈과 관련된 대각 운동성 원리를 스테퍼 모터에 구현하기 위해서, 샤프트 및 최대한 유극이 없지만 회전가능한 샤프트의 지지부, 및 구동 모듈의 강성 지지체가 또한 필요하다.
도 4는 하우징 프레임(11)과 이에 적합한 플로어 부재를 도시한다. 그것은 구동 모듈의 주연부 에지(24)와 쌍을 이루는 주위 그루브(25)를 포함하며, 그것은 플로어 부재가 구동 모듈에 삽입될 때 베어링 보어(26)의 보어 축이 링(1)의 환형 보어(2)의 축과 합동하게 놓이도록 보장한다. 베어링 보어(26)의 직경은, 샤프트(39)의 실린더형 슬라이딩 표면과 쌍을 이루어서(도 9 참조), 이들은 함께 샤프트(39)에 대해 유극은 없지만 낮은 마찰력을 갖는 제1 회전 베어링을 형성한다. 중앙 베어링 보어 블록(28)의 전면(27)은 샤프트(39)에 대한 지지 표면으로서 사용되어서, 샤프트(39)의 롤링 영역은 환형 보어(2)와 동일한 높이에 놓인다.
도 5는 하우징 프레임(11)에 피팅되는 리드를 도시하며, 그것은 또한 구동 모듈의 주연부 에지(24)와 쌍을 이루는 외주 그루브를 그것의 내면에 구비하여서, 리드가 구동 모듈에 삽입될 때, 베어링 보어(29)의 축이 환형 보어(2)의 축과 합동하게 놓이도록 한다. 베어링 보어(29)의 직경은, 샤프트(39)의 제2 실린더형 슬라이딩 표면과 쌍을 이루어서(도 8 및 도 9 참조), 이들은 함께 샤프트(39)에 대해 유극은 없지만 낮은 마찰력을 갖는 제2 회전 베어링을 형성한다.
도 6은 하우징 프레임(11)에 삽입된 플로어 부재, 삽입된 액추에이터(19a, 19b), 삽입된 스페이서(20) 및 삽입된 샤프트(39)를 구비하는 본 발명에 따른 스테퍼 구동장치의 부분 조립체를 도시한다.
도 7은 적절한 요크 스프링(yoke spring)(103)을 도시한다. 그것은 샤프트 액슬(axle)을 통과시키기 위한 홀(30)을 포함하며, 그것은 작동 중 '이탈되지(migrate)' 않도록 보장한다. 요크 스프링(103)은, 마찰에 의해서 샤프트(39) 상에 발생되는 임의의 제동 토크를 가능한 한 작게 유지하기 위해서 접촉 라인의 형태의 홀의 축에 근접한 영역(31)을 통해 샤프트 상에 지지된다. 외부에 멀리 위치된 하부 표면(32)은 리드 표면상에 요크 스프링(103)을 지지시키기 위해서 사용된다. 요크 스프링(103)의 힘은 모든 작동 상태에서 샤프트(39)가 플로어 부재의 베어링 블록(28)의 전면부(27)상에 신뢰성있게 놓여있게 하기 위해서 적절한 크기를 갖지만, 샤프트(39)의 회전을 방해할 수 있는 상당한 마찰력을 방지하기 위해서 가능한 한 작게 유지된다. 이는 구동 링과 샤프트(39)의 롤링 영역이 모든 작동 상태에서 z 방향으로 서로에 대해서 충분히 적절하게 국부화되도록 보장한다.
도 8은 적절한 샤프트(39)를 도시한다. 그것은 베어링 보어(29, 26)의 실린 더형 내측 표면과 쌍을 이루는 2개의 실린더형 슬라이딩 베어링 표면(33, 34), 및 구동 링(1)의 환형 보어(2)의 최소한 하나의 롤링 영역(105)과 쌍을 이루는 최소한 하나의 실린더형 회전 영역(35)을 구비한다. 표면(33)의 축 방향 연장부는 스테퍼 모터에 의해서 구동될 각각의 부재를 샤프트(39)에 연결시키는데 사용된다.
도 9는 조립된 상태에서 구동 장치를 통한 z 축을 따른 축 방향 단면 영역을 도시한다. 특히, 그것은 구성부품들의 서로에 대한 위치를 도시한다. 샤프트(39)는 슬라이딩-표면 쌍(33, 101 및 34, 102)에 의해서 좁은 간극 형태의 2개의 장소에서 z 축을 중심으로 낮은 마찰력으로 회전될 수 있으나, 병진에 대해서 기계적으로 견고하게 지지된다. 지지 표면(27)과 상호작용하는 적절한 요크 스프링(103)이, 샤프트(39)가 z 방향에 대해서 낮은 마찰 방식으로 고정되도록 한다. 안착된 상태에서, 구동 모듈은 환형 보어(2)의 롤링 영역(105)을 샤프트(39)의 롤링 영역(35)에 대해서 적합한 위치에서 동심적으로 및 z 방향으로 유지시킨다.
적합한 전기 작동 기능에 의해서, 벤딩 액추에이터(19a, 19b)는 각각의 경우에 그들의 이동 단부에서, 안착된 위치를 중심으로 알맞은 시간에 사인형 또는 코사인형 변화를 갖는 편향을 수행하며, 그 결과 환형 보어(2)의 롤링 영역(105)은 샤프트(39)의 롤링 영역(35)에 대해서 맞대어져 놓이고, 샤프트(39)의 롤링 영역(35)을 중심으로 원형 변위 운동(circular displacement movement)의 형태로 이동되어, 결과적으로 샤프트(39)를 회전시킨다. 각각의 구동 링(1)의 x 및 y의 편향의 상대 위상각에 의해서 회전 방향이 형성되고, 회전의 속도는 제어 주파수(control frequency)에 의해서 형성된다.
가장 간단한 경우에, 힘은 구동 링(1)으로부터 마찰에 의해서 샤프트(39)에 전달된다. 이와 관련하여, 작동 구동장치의 정확도를 떨어뜨리는, 이러한 방식으로 구성된 작동 구동장치의 미끄러짐(slippage)이 샤프트(39)에 작용하는 하중 토크에 의존하여 발생한다. 바람직하게는, 미끄러짐은 구동 링(1)의 롤링 영역과 샤프트(39) 사이의 포지티브 핏(positive fit)의 도입에 의해, 특히 구동 링(1)의 내부 표면(105) 및 샤프트(39)의 외부 표면(35)에 치형부(tooth)를 형성시킴으로써 감소될 수 있다. 이러한 구성에서, 구동 링(1) 및 샤프트(39)는 바람직하게는 최소한 1개의 치 차이를 나타낸다. 이것은 구동 링(1)의 내부 표면(105)의 치형부가 샤프트(39)의 외부 표면(35)보다 최소한 한개 더 많은 치를 포함하는 것을 의미한다. 치형부가 치합 상태로부터 이탈되지 않도록 구동 링(1)과 샤프트(39)가 작동 구동장치에서 작동하면, 작동 구동 장치는 이상적으로 미끄러짐 없이 기능한다.
특히 바람직하게는, 구동 링(1) 및 샤프트(39)의 사이클로이드형(cycloidal) 치형부가 고려된다. 사이클로이드형 치형부의 경우에, 모든 치의 거의 절반이 치합되고, 그 결과 큰 토크가 구동 링(1)과 샤프트(39) 사이에 전달될 수 있다. 구동 링(1)의 내부 표면(105) 및 샤프트(39)의 외부 표면(35)에 위치된 치의 개수는 초기에는 저속 기어 변환을 형성하며, 이것은 전형적으로 20:1 내지 200:1 범위 내에 있다. 작동 구동장치를 하나의 치만큼만 더욱 회전시키기 위해서, 즉 샤프트(39)를 구동 링(1)에 의해서 하나의 치만큼 추가로 회전시키기 위해서, 바람직하게는 작동 구동장치의 완전한 주기의 구동 사인형 신호를 거쳐야 한다. 1개의 치만큼의 전진을 위해서, 1 사이클의 구동 신호를 통과할 필요가 있기 때문에 작동 구동장치는 고도의 정확도 및 고도의 반복 정확도의 특징을 나타낸다. 또한, 치의 개수 및 치당 한 사이클의 구동신호의 활용은 작동 구동장치의 각도 분해능(angular resolution)의 달성을 가능하게 한다. 이에 추가적으로, 작동 구동장치의 마이크로스테퍼 작동을 보장하기 위해서, 1 주기의 구동 신호 내에서 임의로 내삽(interpolate)하는 것이 가능하다. 따라서, 바람직한 설계에 따른 작동 구동장치는 높은 효율성, 높은 저속 기어 변환성, 구동 링(1) 및 샤프트(39)의 치형부에 기초한 높은 전달가능한 토크, 토크의 전달 중 미끄러짐의 없음, 샤프트(39)의 한 치형부 내에서의 회전 각도의 임의의 내삽(interpolation)(마이크로스테퍼 작동), 낮은 구동 토크 변동[리플(ripple)], 및 마모가 또한 감소되도록 구동 링(1)과 샤프트(39)에 대한 치 플랭크(tooth flank) 상에 가해지는 낮은 하중을 제공한다.

Claims (14)

  1. 전기기계 모터, 특히 압전 마이크로스테퍼 구동장치로서,
    - 서로에 거의 수직하게 정렬된 유효 방향을 보이는 2개의 전기기계 구동 부재(19a, 19b)와,
    - 구동 링(1)에 회전가능하게 지지되는 샤프트(39)로서, 샤프트(39)가 구동 링(1)에서 롤링되어 결과적으로 회전하도록, 샤프트(39)로 직접 전달될 수 있는 변위 운동을 수행하기 위해 구동 링(1)이 전기기계 구동 부재(19a, 19b)의 편향에 의해 각각의 유효 방향으로 작동될 수 있게 구동 링(1)에 회전가능하게 지지되는 샤프트(39)를 포함하고,
    - 구동 링(1)에는, 2가지의 유효 방향에 대해 대각 방향으로 대향된 2개의 고정 부재(3a, 3b)가 제공되고, 상기 고정 부재에 의해 구동 링(1)은 각각의 경우에 대략 직사각형의 각형 부재(36a, 36b)에 의해서 각각의 경우에 하나의 픽싱 부재(12, 14)상에 유연하게 현수되며, 각형 부재의 레그(5a, 5b, 9a, 9b)는 각각의 경우에 그들의 2개의 단부 쪽에 힌지를 구비하고,
    - 각형 부재(36a, 36b)의 4개의 레그(5a, 5b, 9a, 9b)는 2개의 유효 방향과 평행하게 정렬된 대략 직사각형으로 구성된 프레임을 형성하도록 구동 링(1) 주위로 서로 상보적이고, 프레임에 대각 방향으로 대향되게 배치된 픽싱 부재(12, 14)에 각각의 고정 부재(3a, 3b)가 각각의 각형 부재(36a, 36b)에 의해 연결되도록 각형 부재가 배치되며,
    - 각형 부재(36a, 36b)는 각각의 경우에 코너 부재(7a, 7b)를 보이며, 코너 부재의 서로에 대한 거리는, 구동 링(1)이 변위가능하지만 비틀릴 수 없게 현수되도록 강제 수단에 의해서 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 전기기계 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    구동 링(1)의 평면과 평행하게, 로드 또는 요크로서 구성된 최소한 하나의 스페이서(20)가 배치되고, 상기 스페이서의 단부는 각형 부재(36a, 36b)의 코너 부재(7a, 7b)에 견고하게 연결되는 것을 특징으로 하는 전기기계 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    코너 부재(7a, 7b)는 각각의 경우에 최소한 일측에서 구동 링(1)의 평면에 수직하게 배치되는 하나의 페그(7.1, 7.2)를 보이며, 단부들이 각각의 경우에 관통구(21)에 의해서 각각의 코너 부재(7a, 7b)의 각각의 페그(7.1, 7.2)에 연결될 수 있는 스페이서(20)는 구동 링(1)에 의해서 구동되는 샤프트(39)를 접촉없이 통과시키기 위한 홈(23)을 보이는 것을 특징으로 하는 전기기계 모터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    각형 부재(36a, 36b)의 레그(5a, 5b, 9a, 9b)는 각각의 경우에 하나의 플렉셔 힌지(4a, 4b, 6a, 6b, 8a, 8b, 10a, 10b)에 의해서 각각의 경우에 고정 부재(3a, 3b), 코너 부재(7a, 7b) 및 픽싱 부재(12, 14)에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기기계 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    플렉셔 힌지(4a, 4b, 6a, 6b, 8a, 8b, 10a, 10b)는 각각의 경우에 짧은 섹션에서의 각형 부재(36a, 36b)의 레그(5a, 5b, 9a, 9b)의 단면 테이퍼링에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 전기기계 모터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    픽싱 부재(12, 14)는 대략 직사각형의, 기계적으로 강성의 프레임(11)의 대각 방향으로 대향된 코너에 고정되는 것을 특징으로 하는 전기기계 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    프레임(11)은 스테퍼 구동장치의 하우징 부품으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 전기기계 모터.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    벤딩 액추에이터인, 2개의 전기기계 구동 부재(19a, 19b)는 바람직하게는 압전 벤딩 액추에이터인 것을 특징으로 하는 전기기계 모터.
  9. 제8항에 있어서,
    벤딩 액추에이터(19a, 19b)는 각각의 경우에, 관련 벤딩 액추에이터의 유효 방향과 거의 평행하게 배치되고 그들의 이동 단부에 결합되는 압축-인장 로드(17a, 17b)에 의해 구동 링(1)에 힌지 연결되며, 압축-인장 로드(17a, 17b)는 각각의 경우에 그들의 2개의 단부들의 각각 쪽에서 플렉셔 힌지(16a, 16b, 18a, 18b)를 보이며, 각각의 경우에 하나의 벤딩 액추에이터(19a, 19b)와 관련 압축-인장 로드(17a, 17b)는 2개의 측부(38)를 따라 또는 구동 링(1)의 반쪽부를 따라 직각으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기기계 모터.
  10. 제8항에 있어서,
    구동 링(1), 각형 부재(36a, 36b) 및 픽싱 부재(12, 14)는 플라스틱 사출-성형 기술로 일체로 제조되는 구동 모듈을 형성하며, 벤딩 액추에이터(19a, 19b)도 또한 구동 모듈 내로 사출되는 것을 특징으로 하는 전기기계 모터.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    플로어 부재 및 리드를 구비한 대략 입방형의 하우징이 제공되고, 지지 표면(27) 및 제1 베어링 보어(26)를 구비한 중앙 베어링 블록(28)이 플로어 부재에 제공되고, 샤프트(39)용 제2 베어링 보어(29)가 리드에 제공되며, 픽싱 부재(12, 14)는 하우징 코너에 배치되고, 샤프트(39)의 최소한 하나의 실린더형 롤링 영역(35)이 구동 링(1)의 환형 보어(2)의 관련 롤링 영역(105)에서 롤링할 수 있도록 그에 고정되거나 통합되는 것을 특징으로 하는 전기기계 모터.
  12. 제11항에 있어서,
    샤프트(39)는 디스크-형 중심 부재를 구비하여 형성되고, 중심 부재의 제1 환형 전면부는 베어링 블록(28) 상에 놓이며, 중심 부재의 표면 영역은 샤프트(39)의 실린더형 롤링 영역(35)을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기기계 모터.
  13. 제12항에 있어서,
    샤프트(39)의 축의 z 방향의 고정을 확고히 하기 위해서, 샤프트(39)의 통과를 위한 홀(30)을 구비한 요크 스프링(103)이 제공되고, 상기 요크 스프링은 한편으로는 샤프트(39)의 디스크-형 중심 부재의 제2 환형 전면 상에 지지되고, 다른 한편으로는 샤프트(39)의 회전이 현저히 방해되지 않도록, 정위치에 위치된 리드의 영역상에 지지되는 것을 특징으로 하는 전기기계 모터.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    구동 링(1)의 환형 보어(2)의 내측 영역(105) 및 샤프트(39)의 관련 롤링 영역(35)으로의 힘의 형태-고정식 전달을 위해서, 치형부, 특히 사이클로이드형 치형부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기기계 모터.
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