KR20180039660A - 우주선의 위치 안정화를 위한 플라이휠 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 캐리어 (1)와, 로터 (2)와, 캐리어 (1)에 대해 로터 (2)를 회전 가능하게 구동하는 자기 구동부 (4)와, 로터 (2)와 캐리어 (1) 사이에 배치된 롤러 베어링 (3)을 포함하는 우주선의 위치 안정화를 위한 플라이휠 장치에 관한 것이다. 자기 구동부 (4)에 의해, 로터 (2)와 캐리어 (1) 사이에서 롤러 베어링 (3)에 미리 응력을 주는 자력이 발생될 수 있다. 로터의 외경 (A)은 일례로 롤러 베어링 직경 (W)의 최대 2.5 배일 수 있다.

Description

우주선의 위치 안정화를 위한 플라이휠 장치

본 발명은 우주선의 위치 안정화를 위한, 특히 인공위성의 위치 제어를 위한 플라이휠 장치에 관한 것이다.

이러한 플라이휠 장치 또는 밸런스 휠은 공지되어 있다. 플라이휠의 회전은 자이로스코프 효과 (gyroscopic effect)에 의해 안정화 효과를 얻어질 수 있도록 구동부 (drive)에 의해 시작된다. 유효한 자이로스코프 효과를 얻으려면 플라이휠 질량의 가능한 한 큰 부분을 가능한 한 바깥쪽으로 많이 배치하여 이 질량이 가능한 한 큰 직경으로 플라이휠의 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 하는 것이 적절하다.

DE 39 21 765 A1에서, 그러한 플라이휠은 - 자전거의 휠과 유사하게 - 내부 위치에 배치된 스테이터 (stator) 및 외부 위치에 배치된 로터 (rotor)를 갖고, 스테이터 상에 스포크 (spokes)에 의해 회전 가능하게 구비된 허브를 갖는다. 허브는 2 개의 롤러 베어링에 의해 스테이터 상에 회전 가능하게 지지된다.

리액션휠 (reaction wheels)이라고도 불리는 그러한 플라이휠은 수십 년 동안 인공위성의 위치 제어에 대한 가치가 입증되었다. 여기서 로터의 지지는, 고정 베어링 및 느슨한 베어링으로 형성되는, 적어도 2 개의 롤러 베어링에 의해 전형적으로 수행된다.

DE 39 21 765 A1

본 발명은 어떻게 공지된 플라이휠 장치보다 단순한 디자인을 가지며 제조 비용을 절감시키는 플라이휠 장치를 제공할 수 있는지에 대한 문제에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 이러한 문제점은 청구항 1의 특징을 갖는 플라이휠 장치에 의해 해결된다. 유리한 실시예는 종속항에 기재되어 있다.

우주선의 위치 안정화를 위한 플라이휠 장치는, 캐리어 (carrier)와, 로터와, 캐리어에 대해 로터를 회전 구동시키는 자기 구동부 (magnetic drive)와, 로터와 캐리어 사이에 배치된 롤러 베어링을 포함한다. 여기서, 자기 구동부에 의해 로터와 캐리어 사이에서 롤러 베어링에 미리 응력을 주는 (pre-stressed) 자력 (magnetic force)이 발생될 수 있다. 로터의 외경은 롤러 베어링 직경의 최대 2.5배이다.

따라서, 로터는 자기 구동부에 의해 캐리어 상에서 회전 가능하게 구동되며, 그 때문에 원하는 자이로스코프 안정화 효과가 달성된다. 로터는 롤러 베어링에 의해 캐리어에 대해 회전 가능하게 지지된다. 그러나, 단지 하나의 롤러 베어링이 이러한 방식으로 제공된다면, 정적으로 결정된 지지는 달성될 수 없다.

정적 결정 (static determination)은 자기 구동부가 로터와 캐리어 사이에 자력을 유발한다는 점에서 달성된다. 이 자력은 특히 로터를 캐리어로 끌어 당기는 인력이다. 이러한 방식으로 롤러 베어링에 미리 응력이 가해진다.

따라서, 캐리어 상의 로터를 지지하는 것은, 특정 방식으로, 자기 구동부에 의해 형성된 자기 베어링 (magnetic bearing)과 기계적 베어링 (mechanical bearing)(롤러 베어링)의 조합에 대응한다.

이러한 디자인은 롤러 베어링을 종래 기술에서 알려진 것보다 훨씬 더 크게 형성할 수 있게 한다. 종래 기술에서는 로터의 외경은 예를 들어 롤러 베어링 직경의 5 배 이상 또는 10 배 이상일 수 있지만, 본 명세서에 설명된 플라이휠 장치에서는, 로터의 외경 및 롤러 베어링 직경은 서로 근사하다.

여기서, 롤러 베어링 직경은 로터의 회전 중에 구름 운동체 (rolling bodies)의 질량 중심이 움직이는 원의 직경이다. 구름 운동체가 예를 들어 볼인 경우, 롤러 베어링 직경은 볼의 중심이 움직이는 원의 직경에 대응한다. 다른 구름 운동체에 대해서는 그에 따른 관계식이 적용된다.

특정 실시예에 따르면, 로터는 로터의 외경이 롤러 베어링 직경의 최대 2배, 롤러 베어링 직경의 최대 1.5배, 롤러 베어링 직경의 최대 1.3배, 롤러 베어링 직경의 최대 1.2배, 롤러 베어링 직경의 최대 1.0배의 그룹으로부터 선택될 수 있도록 형성된다. 따라서, 실시예에 따르면, 외경은 롤러 베어링 직경의 최대 2배, 최대 1.5배, 최대 1.3배, 최대 1.2배 또는 최대 1배일 수 있다.

로터의 외경과 롤러 베어링 직경의 비율이 작을수록 로터에 비해 롤러 베어링이 더 외측으로 배치된다. 이러한 방식으로는, 후술하는 바와 같이 롤러 베어링의 최외곽 베어링 링에 의해 로터를 형성하는 것이 가능할 수 있다. 그러면, 로터의 외경과 롤러 베어링 직경 사이의 비율은 작고, 예를 들면 단지 약 1.17 또는 1.2 미만이다.

그 비율은 심지어 더 작아도 되고 예를 들어. 1.0 미만인 예를 들면 0.9ㅇ이일 수도 있다. 그러면, 로터의 외경이 롤러 베어링 직경과 같거나 작아져서 롤러 베어링이 로터에 비해 오히려 외부에 배치된다. 그러면 구동부는 예를 들어, 롤러 베어링의 내부 링 내에 배치될 수 있다.

자기 구동부는, 로터에 배치되고 수 개의 자극 (magnetic poles)을 포함하는 자기 링과, 자기 링과 마주보는 캐리어에 배치된 자기 회로 폐쇄 수단 (magnetic circuit closing means) 뿐만 아니라, 자기 링과 자기 회로 폐쇄 수단 사이의 캐리어에 배치된 자기 코일 (magnetic coils)을 포함할 수 있다. 따라서, 자기 구동부는, 공지된 방식으로 형성될 수 있으며 원형으로 배열된 선형 모터 (linear motor)의 방식으로 캐리어에 대해 로터를 회전시킬 수 있다.

특히, 로터와 캐리어 사이에서 작용하는 자력은 플라이휠 장치의 작동 중에 자기 링과 자기 회로 폐쇄 수단 사이에서 발생될 수 있다. 여기서 필요한 자력은 롤러 베어링의 디자인에 의해, 특히 베어링을 선택하거나 그에 필요한 사전 응력 (pre-stressing)에 의해 미리 결정되고 자기 구동부의 디자인에 고려되어야 한다. 자기 구동부를 적절하게 디자인하고 적절하게 전류를 공급하기 위해서는 베어링에 원하는 사전 응력이 주어지고 유지될 수 있어야 한다. 또한, 자기적으로 발생되는 사전 응력은 후술하는 바와 같이 추가 유지 자석에 의해 강화될 수도 있다.

이미 상술한 바와 같이, 캐리어 상에 단지 하나의 롤러 베어링에 의해 로터를 지지하는 것이 가능하다. 따라서, 종래 기술과는 다르게, 제2 롤러 베어링이 정적으로 결정된 지지체를 달성하기 위해 필요하지는 않다.

아마도, 정확하게 하나의 롤러 베어링은 서로 가깝게 배치되고 단일 베어링으로 작용하는 두 개의 구름 운동체 원 (rolling body circles) (일례로 볼 링, ball rings)으로 구현될 수도 있다. 이를 통해 롤러 베어링의 향상된 내 하중 성능을 달성할 수 있다. 2 개의 구름 운동체 원을 갖는 이러한 롤러 베어링은 이미 잘알려진 롤러 베어링 제조업체에서 입수할 수 있으므로 공지되어 있다. 이 제품은 더 높은 정격 하중 (load rating)을 가지나 단지 단일의 롤러 베어링으로 간주된다.

롤러 베어링은 반경 방향의 힘 및 축 방향의 힘을 수반하도록 형성될 수 있다. 특히 축 방향 힘을 수반하는 것은 그 측면의 자기 구동부가 롤러 베어링에 대한 사전 응력으로 축 방향의 힘을 발생시키기 때문에 적절하다. 위의 축 방향 힘은, 예를 들어 로터의 중력과 같은 부가적인 힘과 함께, 롤러 베어링에 의해 수반되어야 한다.

따라서, 롤러 베어링에 대한 적절한 선택은, 예를 들어 액시얼 베어링 (axial bearing), 스핀들 볼 베어링 (spindle ball bearing) 등 일 수 있다.

축 방향 힘은, 자기 구동부에 의해 발생된 사전 응력이 롤러 베어링에 항상 미리 응력을 주기에 충분한 것이 확실하다면, 롤러 베어링에 의해 오직 일 방향으로만 수반되어야 한다. 이렇게 하면 롤러 베어링이 떨어져 있게 보장한다.

예를 들면 볼과 같은 롤러 베어링의 구름 운동체는, 케이지 내에서 안내될 수 있으며, 케이지는 동시에 베어링의 재-윤활 (re-greasing)에 사용될 수 있다. 재-윤활은, 또한 구성 요소의 적어도 일부가 회전하는 로터 상에 배치되거나 로터에 의해 둘러싸인 개방된 내부 공간에 배치되는, 특정 윤활 시스템에 의해 실현될 수도 있다.

롤러 베어링은 또한 캐리어에 배치된 하부 베어링 링 및 로터에 배치된 상부 베어링 링을 포함할 수도 있다. "하부 베어링 링" 및 "상부 베어링 링"이라는 용어는 두 개의 베어링 링을 그 임무와 관련하여 서로를 구별할 수 있도록 임의의 방식으로 여기에서 선택된 것이다. 마찬가지로, 예를 들어 "첫 번째 베어링 링"과 "두 번째 베어링 링"을 말할 수도 있습니다. 우주에서 방향과 관련하여 "하부"와 "상부"라는 표현은 의미가 없다.

로터에 배치된 상부 베어링 링은, 일 실시예에 따라 외부 베어링 링일 수 있고, 하부 베어링 링은 내부 베어링 링을 형성 할 수도 있다. 마찬가지로, 다른 실시예에서, 상부 베어링 링이 내부 베어링 링에 대응하고 하부 베어링 링이 외부 베어링 링에 대응하는 뒤바뀐 배열이 존재할 수도 있다.

특히, 캐리어에 배치된 하부 베어링 링은 플라이휠 장치의 계획된 사용에 대해 상당히 중요할 수 있는 중량을 낮추기 위해 세라믹 재료로 변형될 수도 있다.

상부 베어링 링은 로터에 일체로 형성 될 수 있다. 특히, 상부 베어링 링 및 로터는 단일체 (single part)로만 형성되어 상부 베어링 링이 로터의 일체화된 일 부분이 되도록 할 수 있다. 그러면 상부 베어링 링은 그 자체로 플라이휠 질량 (flywheel mass)으로 역할하거나 직접적으로 플라이휠 링 (로터)에 일체화된다. 그러면 베어링 링이 자극 (magnetic poles)에 대해 캐리어로 역할하게 된다.

상부 베어링 링은 하부 베어링 링 내측 또는 하부 베어링 링에 대해 자기 모터 (magnetic motor) 힘에 의해 가압된다. 베어링은 자유롭게 회전할 수 있으며 일체화된 모터에 의해 구동된다. 따라서 자기 구동부는 두 번째 롤러 베어링을 대체하고 이러한 방식으로 디자인을 단순화하여 비용을 절감한다.

단일의 롤러 베어링만을 사용함으로써 작동 소음이 적게 발생할 수 있다. 플라이휠 장치의 컴팩트한 디자인으로 인해, 종래 기술에 따른 플라이휠에 통상적으로 적용되는 하우징의 추가 공진에 의한 작동 소음도 강화되지 않는다. 베어링의 사전 응력이 자기 구동부를 통해 조절 가능하기 때문에, 롤러 베어링의 복잡한 사전 응력을 생략할 수 있다. 이것이 또한 어셈블리를 단순화한다.

일 실시예에 따르면, 로터에 부가 질량이 제공될 수 있다. 로터는 이 경우 롤러 베어링의 베어링 링 중 하나를 구성하며, 상술한 바와 같이 자기 구동부에 속하는 자기 링을 수반한다. 부가 질량은 별도의 부가 요소로 로터에 고정될 수 있다.

특히, 부가 질량은 로터 상에 배치된 부가 질량 링으로서 형성될 수 있다.

로터의 질량을 증가시키면 더 강한 자이로스코프 힘을 발생시켜 우주선의 위치 안정화를 증가시킬 수 있다. 우주선이 질량이 더 크고 그에 따라 관성이 더 큰 위성인 경우, 이것은 특히 적절하다.

부가 질량을 제공하는 것은 예를 들어 플라이휠 장치의 모듈형 디자인을 가능하게 한다. 보다 작고 덜 무거운 인공위성을 위한 플라이휠 장치의 작동이 계획된다면, 아마도 로터만으로도 충분히 강한 안정화력을 발생시키기에 충분할 것이다. 더 크고 무거운 우주선에서의 작업이 계획된다면 부가 질량이 추가로 제공될 수 있다.

부가 질량은 각각의 중력 환경에 대한 중력에 기인하여 자기 구동부에 의해 발생된 자력에 반대로 작용하는 힘을 발생시키므로 롤러 베어링이 당겨지거나 분리된다. 이 경우, 로터에 또는 캐리어 상에, 유지 자석 (holding magnet)이 배치되어 로터와 캐리어 사이에 작용함으로써, 로터와 캐리어 사이에 자기 유지력 (magnetic holding force)을 발생시키는 것이 적절할 수 있다.

유지 자석은 예를 들어 로터에 고정된 유지 자석 링일 수 있다. 유지 자석 링은 예를 들어 로터의 내부에 배치될 수도 있다.

유지 자석에 의해 발생된 유지력은, 자기 구동부의 자력이 부가 질량이 추가로 가해졌을 수 있는 무거운 로터를 신뢰성있게 캐리어 상에 유지하기에 충분하지 않은 경우, 로터 및 캐리어를 함께 유지하기 위한 인력이다.

롤러 베어링의 윤활 (greasing)을 위한 윤활 장치가 제공 될 수 있다. 이것은 예를 들어. 이미 전술한 케이지일 수 있는데 동시에 각각의 위치에서 구름 운동체를 보유한다. 똑같은 방식으로, 윤활 장치가 회전하는 로터 또는 로터로 둘러싸인 개방된 내부 공간에 배치되고 재-윤활 시스템으로 역할하는 것이 가능하다. 특히, 윤활 장치는 능동적으로 또는 수동적으로 작동하도록 디자인될 수 있다.

예를 들어, 오일 또는 베어링 그리스와 같은 윤활제가 롤러 베어링을 윤활시키는 것과 같이 로터의 회전 중에 원심력으로 인해 제공되는 수동 윤활 장치 (passive greasing device)일 수 있다. 똑같은 방식으로, 적절한 모세관 수단에 의해 모세관 윤활이 가능할 수도 있다.

능동 윤활 장치 (active greasing device)에서, 윤활제를 위한 제공 유닛이 존재할 수 있다. 이것은, 분사 시스템에서처럼 윤활제를 제공하는 일례로 피에조 소자 (piezo element)를 사용하는, 일례로 윤활제 펌프일 수도 있다.

이들 및 추가의 이점들 및 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 실시예와 관련하여 후술될 것이다.

본 발명은 공지된 플라이휠 장치보다 단순한 디자인을 가지며 제조 비용을 절감시키는 플라이휠 장치를 제공한다.

도 1은 플라이휠 장치를 자른 단면도이다.

도 1은 예를 들어 위성과 같은 우주선의 위치 안정화를 위한 플라이휠 장치의 단면도를 도시한다.

플라이휠 장치는 로터 (2)를 회전 가능하게 지지하는 캐리어 (1)를 포함한다.

캐리어 (1)는 작동 중에 작용하는 힘에 대해 로터 (2)를 신뢰성 있게 수반 할 수 있도록 충분한 안정성, 특히 비틀림 강성 (torsional stiffness)을 가져야 한다.

로터 (2)는 캐리어 (1) 상의 롤러 베어링 (3)을 통해 지지된다. 로터 (2)는 작동 중에 고 회전 주파수로 회전하는 실제 플라이휠 또는 밸런스 휠을 구성하고, 이 때문에 우주선의 안정화를 위해 원하는 자이로스코프력 (gyroscopic forces)을 발생시킨다.

로터 (2)는 적절한 직경, 예를 들어 최대 200 mm 또는 그 이상의 직경을 갖는다. 로터 (2)의 전체 질량이 바깥쪽으로, 즉 중간 축 (X)으로부터 멀리 떨어져 배치된다는 사실로 인해, 바람직한 자이로스코프력이 매우 유효하게 발생될 수 있다.

캐리어 (1)에 대한 로터 (2)의 회전 구동을 위해 자기 구동부 (4)가 제공된다. 자기 구동부 (4)는 로터 (2)에 의해 지지되고 적절한 수의 자극을 포함하는 자기 링 (5)을 포함한다.

또한, 자기 구동부 (4)는 캐리어 (1) 내에 또는 캐리어 (1)에 적절한 방식으로 배열되고 도시되지 않은 제어부에 의해 제어될 수 있는 여러 개의 자기 코일 (6)을 포함한다.

또한, 캐리어 (1)의 후방에는 자기 구동부 (4)의 일부로서 자기 회로 폐쇄 수단 (7)이 또한 제공된다.

자기 구동부 (4)는 원칙적으로 원형으로 배열 된 자기 선형 모터 (magnetic linear motor)이다. 제어부는 자기 링 (5)의 자극과 함께 작용하여 로터 (2)의 회전을 일으키도록 적절한 방식으로 자기 코일 (6)을 제어한다. 이러한 자기 구동부 (4)의 디자인은 공지되어 있으므로 상세한 설명은 여기에서는 생략한다.

제어부 전자 장치 및 특히 다른 구성 요소 (전원 전자 장치 등)는 예를 들어 로터 (2)에 의해 둘러싸이고 (도 1에서 볼 수있는 바와 같이) 개방된 공간에서 캐리어 (1) 상에 배치될 수 있다. 이것이 본 플라이휠 장치의 매우 컴팩트한 설계를 가능하게 한다. 이 공간에는 또한 윤활 장치로서 역할을 하는 재-윤활 시스템의 구성 요소가 배치되어, 예를 들어 윤활제를 제공하기 위한 피에조 소자 또는 롤러 베어링 (3)을 포함할 수 있다.

롤러 베어링 (3)은 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 홈이 있는 (grooved) 볼 베어링일 수 있다. 그러나, 예를 들어 실린더 롤러 베어링, 배럴 타입 베어링 등과 같은 다른 베어링 유형도 사용될 수 있다. 롤러 베어링 (3)은 내부 베어링 링 (9) (하부 베어링 링으로도 불림) 뿐만 아니라 외부 베어링 링 (8) (상부 베어링 링으로도 불림)을 포함한다. 두 개의 베어링 링 (8, 9) 사이에, 도 1에 도시된 바와 같은 일례로 볼 (10)인 구름 운동체가 배열된다.

외부 베어링 링 (8)은 로터 (2) 일체의 일부이다. 달리 말하면, 도 1에 도시 된 예시의 로터 (2)는 베어링 링 (8)에 의해 형성된다고 말할 수 있다. 도 1에 도시되지 않은 다른 예들에 있어서, 외부 베어링 링 (8)은 로터에 고정된 별도의 요소로서 형성 될 수도 있다.

롤러 베어링 (3)의 적절한 작동을 위해, 그에 따른 충분한 수의 볼 (10)이 베어링 링 (8, 9) 사이에 균등하게 분배되어야 한다. 롤러 베어링의 원주 둘레의 볼 (10) 사이의 동일한 거리를 보장하기 위해, 볼 (10)은 도 1에 도시되지 않은 베어링 케이지에 의해 공지된 방식으로 유지된다. 베어링 케이지는 각각의 위치에서 볼을 유지하기 위해 사용될 수 있을 뿐만 아니라 롤러 베어링 (3)의 장시간 윤활을 보장하기 위해 윤활제를 제공하는데 사용될 수도 있다. 특히 위성에서 플라이휠 장치를 사용하는 경우 일반적으로 라이프타임 (lifetime) 윤활이 요구된다.

윤활은 또한 예를 들어 원심력 등에 기인하여 실현 될 수 있고 예를 들어 회전 부분 상에 배치된 도시되지 않은 윤활 장치에 의해 실현될 수도 있다. 또한, 롤러 베어링 (3)의 내부의 개방 공간에 윤활 장치가 제공됨으로써, 모세관 윤활을 이용하거나 윤활제 제공 수단을 갖는 능동 윤활 시스템을 포함할 수도 있다. 윤활제 제공 수단은, 예를 들어, 피에조 분사 요소일 수도 있다.

로터 (2) 및 롤러 베어링 (3)은 중간 축 (X)을 중심으로 회전 대칭으로 배열된다. 여기서, 로터 (2)의 외경 (A)은 롤러 베어링 (3)의 롤러 베어링 직경 (W)보다 약간 클 수 있다.

롤러 베어링 직경 (W)은 구름 운동체 (여기서는 볼 (10))의 무게 중심이 움직이는 원의 직경에 대응하도록 정의된다.

로터 (2)의 외경 (A)과 롤러 베어링 직경 (W)의 비율이 작을수록, 보다 효율적이고 콤팩트한 로터 (2)를 디자인할 수 있다. 예를 들어, 최대 1.5의 비율이 특히 적절한 것으로 나타났다. 도 1에 도시된 예시적인 플라이휠 장치에서, 외경 (A)과 롤러 베어링 직경 (W) 사이의 비율은 약 1.2이다.

이미 설명한 바와 같이, 캐리어 (1) 상의 로터 (2)의 기계적 지지는 단지 하나의 롤러 베어링 (3)에 의해서만 제공된다. 롤러 베어링 (3)이 떨어지는 것을 방지하고 정적으로 결정된 지지를 가능하게 하기 위해, 자기 구동부 (4)에 의해 로터 (2)와 캐리어 (1) 사이에 자력 (인력)가 추가로 발생된다. 이 자력은 롤러 베어링 (3)의 탈락을 방지하기에 충분히 크게 되어야 한다.

이러한 방식으로, 플라이휠 장치는 신뢰성 있고 안정하게 작동될 수 있다.

도 1에 예시된 예에서, 부가 질량 링 (11)의 형태를 갖는 부가 질량이 로터 (2) 상에 제공된다. 부가 질량 링 (11)은 로터 (2)의 상부 측에 배치되고 로터 (2)의 전체 플라이휠 질량을 높여준다.

부가 질량 링 (11)이 로터 (2) 또는 외부 베어링 링 (8)에 대해 별개의 부분을 구성하기에, 플라이휠 장치의 제조 중에, 상이한 부가 질량 링 (11)을 선택함으로써 상이한 부가 질량을 단순한 방식으로 제공하여 상이한 플라이휠 효과를 얻을 수 있게 된다.

특히, 부가 질량 링 (11)에 의해 제공되는 무거운 부가 질량의 경우, 전체 로터 (2)의 질량이 크다면, 자기 구동부 (4)의 자기 보유력이 롤러 베어링 (3)의 이탈을 방지하기에 충분하지 않을 가능성이 있다. 이러한 경우에, 도 1에 도시되지 않은, 유지 자석이 로터 (2) 또는 캐리어 (1)에 추가적으로 제공되어, 로터 (2)와 캐리어 (1) 사이의 추가적인 자기 유지력을 발생시키는 것이 유리할 수 있다. 유지 자석 링은 추가적인 기계적으로 움직일 수 있는 부분을 포함하지 않으므로, 마모를 겪지 않는다. 또한, 플라이휠 장치의 작동을 저해할 수 있는 추가적인 진동을 발생시키지 않는다.

1: 캐리어
2: 로터
3: 롤러 베어링
4: 자기 구동부
5: 자기 링
6: 자기 회로
7: 자기 회로 폐쇄 수단
8, 9: 베어링 링
10: 볼
11: 부가 질량 링

Claims (12)

1. 캐리어 (1)와;
   로터 (2)와;
   캐리어 (1)에 대해 로터 (2)를 회전 가능하게 구동하는 자기 구동부 (4)와;
   로터 (2)와 캐리어 (1) 사이에 배치된 롤러 베어링 (3);을 포함하고,
   자기 구동부 (4)에 의해, 로터 (2)와 캐리어 (1) 사이에서 롤러 베어링 (3)에 미리 응력을 주는 자력이 발생될 수 있고,
   로터의 외경 (A)은 롤러 베어링 직경 (W)의 최대 2.5 배인 것을 특징으로 하는 우주선의 위치 안정화를 위한 플라이휠 장치.
2. 제1항에 있어서,
   로터 (2)는, 로터 (2)의 외경 (A)이 다음의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 플라이휠 장치:
   롤러 베어링 직경 (W)의 최대 2배,
   롤러 베어링 직경 (W)의 최대 1.5배,
   롤러 베어링 직경 (W)의 최대 1.3배,
   롤러 베어링 직경 (W)의 최대 1.2배,
   롤러 베어링 직경 (W)의 최대 1.0배.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   자기 구동부 (4)는,
   로터 (2)에 배치되고 자극을 포함하는 자기 링 (5)과;
   자기 링 (5)과 마주보는 캐리어 (1)에 배치되는 자기 회로 폐쇄 수단 (7)과;
   자기 링 (5)과 자기 회로 폐쇄 수단 (7) 사이의 캐리어 (1)에 배치된 자기 코일 (6)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이휠 장치.
4. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
   자력은 자기 링과 자기 회로 폐쇄 수단 사이에서 플라이휠 장치의 작동 중에 발생될 수 있는 것을 특징으로 하는 플라이휠 장치.
5. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
   로터 (2)와 캐리어 (1) 사이에는 정확하게 하나의 롤러 베어링 (3)이 배치되는 것을 특징으로 하는 플라이휠 장치.
6. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
   롤러 베어링 (3)은 반경 방향의 힘 및 축 방향의 힘을 전달하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 플라이휠 장치.
7. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
   롤러 베어링 (3)은,
   캐리어 (1)에 배치된 하부 베어링 링 (9)과;
   로터 (2)에 배치된 상부 베어링 링 (8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이휠 장치.
8. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
   상부 베어링 링 (8)은 로터 (2)에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라이휠 장치.
9. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
   로터 (2)에 부가 질량 (11)이 제공되는 것을 특징으로 하는 플라이휠 장치.
10. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    부가 질량은 로터 (2) 상에 배치되는 부가 질량 링 (11)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라이휠 장치.
11. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    로터 (2)에 또는 캐리어 (1) 상에, 유지 자석이 배치되어, 로터 (2)와 캐리어 (1) 사이에 작용함으로써, 로터 (2)와 캐리어 (1) 사이에 자기 유지력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라이휠 장치.
12. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    롤러 베어링의 윤활을 위한 윤활 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 플라이휠 장치.

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