(57)【要約】【課題】空気力学的移動面を有する装置に用いるためのダンピングアッセンブリが提供される。【解決手段】ダンピングアッセンブリ１０は、下地鉄１４および少なくとも１つの永久磁石１２を備え、少なくとも１つの永久磁石１２が第１の磁界を提供する、第１の構成要素１１と、導電性の第２の構成要素１３と、を備え、第２の構成要素１３と第１の構成要素１１が、少なくとも１つの永久磁石１２が第１の構成要素１１の下地鉄１４と第２の構成要素１３との間に配置される状態で、中心軸１５を中心として同軸に配置され、アッセンブリ１０が、第１の構成要素１１の少なくとも１つの永久磁石１２と第２の構成要素１３とのうちの一方または両方を、中心軸１５を中心として回転させ、少なくとも１つの永久磁石１２と第２の構成要素１３との間で相対回転運動を生じさせ、これにより、第２の構成要素１３に可変の磁束を誘起し、その中に渦電流を生じさせる手段をさらに備える。【選択図】図１
2019135910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気力学的移動面を有する装置に用いるためのダンピングアッセンブリであって、
下地鉄（１４）および少なくとも１つの永久磁石（１２）を備え、前記少なくとも１つの永久磁石（１２）が第１の磁界を提供する、第１の構成要素（１１）と、
導電性の第２の構成要素（１３）と、
を備え、
前記導電性の第２の構成要素（１３）と前記第１の構成要素（１１）が、前記少なくとも１つの永久磁石（１２）が前記第１の構成要素（１１）の前記下地鉄（１４）と前記導電性の第２の構成要素（１３）との間に配置される状態で、中心軸（１５）を中心として同軸に配置され、前記アッセンブリが、
前記導電性の第２の構成要素（１３）に可変の磁束を誘起し、その中に渦電流を生じさせるように、前記第１の構成要素の前記少なくとも１つの永久磁石と前記導電性の第２の構成要素とのうちの一方または両方を、前記中心軸を中心として回転させ、前記少なくとも１つの永久磁石と前記第２の構成要素との間で相対回転運動を生じさせる手段をさらに備えることを特徴とする、ダンピングアッセンブリ。
【請求項２】
前記少なくとも１つの永久磁石（１２）が、前記第１の構成要素（１１）の前記下地鉄（１４）から前記導電性の第２の構成要素（１３）の方向に半径方向の軸に沿って延在することを特徴とする請求項１記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項３】
前記第１の構成要素（１１）の前記下地鉄がリング形であり、前記第２の構成要素（１３）が前記リング形の下地鉄（１４）内に配置され、
前記少なくとも１つの永久磁石が、半径方向の軸に沿って前記下地鉄（１４）の内周面（２０）から内方に、前記導電性の第２の構成要素（１３）の外周面（２４）の方に延在することを特徴とする請求項１または２記載のアッセンブリ。
【請求項４】
前記第２の構成要素がリング形であり、前記第１の構成要素（１１）が前記リング形の第２の構成要素（１３）内に配置され、
前記少なくとも１つの永久磁石が、半径方向の軸に沿って前記下地鉄（１４）の外周面（２１）から外方に、前記導電性のリング形の第２の構成要素１３の内周面の方に延在することを特徴とする請求項１または２記載のアッセンブリ。
【請求項５】
第２の外側のリング形の下地鉄１７をさらに備え、前記第１の構成要素および前記第２の構成要素が前記第２の外側のリング形の下地鉄（１７）内に配置されることを特徴とする請求項４記載のアッセンブリ。
【請求項６】
前記リング形の外側の下地鉄（１７）が、前記第２の構成要素（１７）が前記回転中心軸（１５）を中心として回転すると前記外側の下地鉄（１７）も回転するように、前記第２の構成要素（１３）に結合されることを特徴とする請求項６記載のアッセンブリ。
【請求項７】
前記アッセンブリが、前記少なくとも１つの永久磁石（１２）の前記第１の磁界を減少させる手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項８】
前記少なくとも１つの永久磁石（１２）の前記第１の磁界を減少させる手段が、前記少なくとも１つの永久磁石と同軸に巻かれる少なくとも１つの導電コイルを含み、
前記少なくとも１つの永久磁石の前記第１の磁界とは反対の第２の磁界を生み出し、これにより、前記少なくとも１つの永久磁石（１２）の前記第１の磁界を打ち消すために、前記少なくとも１つの導電コイル（１６）に電流を流す手段を備えることを特徴とする請求項７記載のアッセンブリ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの永久磁石が、前記下地鉄から半径方向の軸に沿って延在し、
前記第１の磁界を減少させる手段が、前記半径方向の軸を中心として巻かれる少なくとも１つの導電コイル（１６）を含み、
前記少なくとも１つの永久磁石の前記第１の磁界とは反対の第２の磁界を生み出し、これにより、前記少なくとも１つの永久磁石（１２）の前記第１の磁界を打ち消すために、前記少なくとも１つの導電コイル（１６）に電流を流す手段を備えることを特徴とする請求項７または８に記載のアッセンブリ。
【請求項１０】
前記第１の構成要素が固定子を含み、前記第２の構成要素が回転子本体を含み、前記第１の構成要素の前記少なくとも１つの永久磁石と前記導電性の第２の構成要素とのうちの一方または両方を、前記中心軸を中心として回転させ、前記少なくとも１つの永久磁石と前記第２の構成要素との間で相対回転運動を生じさせる手段が、前記第２の構成要素を、前記中心軸（１５）を中心として回転させる手段を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項１１】
前記アッセンブリが、前記回転中心軸（１５）に沿って延在するシャフトを介してダンピングされる前記装置に接続可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項１２】
ダンピングされる前記装置がモータを含み、前記ダンピングアッセンブリが、前記回転中心軸（１５）に沿って延在する前記モータのシャフトを介して前記モータに接続可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項１３】
前記第１の構成要素および前記第２の構成要素がリング形であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のアッセンブリ。
【請求項１４】
前記永久磁石（１２）と前記第２の構成要素（１３）との間に空隙をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項１５】
装置の空気力学的移動面をダンピングする方法であって、
下地鉄（１４）および少なくとも１つの永久磁石（１２）を備え、前記少なくとも１つの永久磁石（１２）が第１の磁界を提供する、第１の構成要素（１１）を提供し、
導電性の第２の構成要素（１３）を提供し、
前記第１の構成要素（１１）と前記導電性の第２の構成要素（１３）を、前記少なくとも１つの永久磁石（１２）が前記第１の構成要素（１１）の前記下地鉄（１４）と前記導電性の第２の構成要素（１３）との間に配置される状態で、中心軸（１５）を中心として同軸に配置する、
ことを含み、前記方法が、
前記導電性の第２の構成要素（１３）に可変の磁束を誘起し、その中に渦電流を生じさせるように、前記第１の構成要素の前記少なくとも１つの永久磁石と前記導電性の第２の構成要素とのうちの一方または両方を、前記中心軸を中心として回転させ、前記少なくとも１つの永久磁石と前記第２の構成要素との間で相対回転運動を生じさせるステップをさらに含むことを特徴とする、装置の空気力学的移動面をダンピングする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載のダンピング方法、ダンピング機構、およびダンピングアッセンブリは、アクチュエータまたはモータなどの種々の機械式または電気機械式装置で見受けられるような空気力学的移動面をダンピングするのに用いることができる。いくつかの実施例では、本明細書に記載のダンピングアッセンブリはまた、特定の構成ではフラッタとして知られている振動部位であり得る補助翼またはエアフォイルなどの操縦制御面をダンピングするために航空用途で用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
油圧シリンダに関しては、ダンピング作用は、チャンバ間のバイパスのオリフィスを通じた流れ制限部の使用によって得られる。電気油圧式アクチュエータ制御は、本質的にセーフモードのバルブによって可能となる。バルブに電圧が印加されるとき、ダンピング作用は発生しない。電圧が解放されるときまたは故障の場合、ばねの作動の下でバルブモードがダンピングモードに切り換わり、流体が制限部を通ることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／００３８３０２号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１１／０２５４３９４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モータまたはアクチュエータなどの機械式または電気機械式装置の空気力学的移動面をダンピングする公知の方法は、付加的な、しばしば複雑な、電子回路の使用をしばしば必要とし、これは装置を複雑にすることがある。
【０００５】
空気力学的移動面を有する機械式または電気機械式装置でのダンピングは、アクチュエータまたは電源が故障するまたは制御を失う場合の破局的なフラッタ振動を防ぐことが必須である。電気機械式アクチュエータに関しては、このダンピング作用は、アクチュエータのポジションレートに比例する逆トルクを発生させることによって提供される。
【０００６】
ＵＳ２０１２／００３８３０２Ａ１は、例えば航空機の可動エアフォイルを作動させるために用いられ得る電気モータに電力を与えるためのモータ電源回路に用いることができるダンピングソリューションを提供することを目的とする。このような状況では、２つの電気モータと２つの電源が、エアフォイルに接続され、モータのうちの一方が故障する場合に他方のモータを代わりに用いることができるように、冗長方式で用いられる。この文書で説明される電源回路は、モータに電力を与える能動モードと、３つのダンピング抵抗器の群にわたるモータ位相の切り換えによってダンピングを提供する受動モードとを有する。この設計は、電源回路が能動モードのときは電流がダンピング抵抗器に流れず、電源が失われるときにはモータの巻線がダンピング抵抗器に接続されるように自然に閉じられる電力切り換え装置に基づいている。
【０００７】
ＵＳ２０１１／０２５４３９４Ａ１は、電気モータの補助的なダンピング作用を説明しており、これは、油圧シリンダの使用からもたらされるダンピングに類似しているが、油圧シリンダで達成されるものとは対照的に、ダンピング作用がどのような装置の介入もなしにすべての状況で常に利用可能なものとして説明される。この文書で説明されるダンピング作用は、電気モータによって操作される機構から直接生じる振動をフィルタリングして除去する。電気モータは、永久磁石を備えた回転子からなり、固定子を備え、該固定子は、円形の歯を形成するラミネーションのスタックと、ラミネーションのスタックを包むステンレス鋼の類の材料で作製された中実管状のフィールドフレームとの２つの部分で構成される。ステンレス鋼は、渦電流損およびヒステリシス損を有する流れにくい磁気回路を構成する。したがって、これらの損失が、制動およびダンピングを与える。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
空気力学的移動面を有する装置に用いるためのダンピングアッセンブリであって、下地鉄（ｂａｃｋ  ｉｒｏｎ）および少なくとも１つの永久磁石を備え、前記少なくとも１つの永久磁石が第１の磁界を提供する、第１の構成要素と、導電性の第２の構成要素と、を備え、前記導電性の第２の構成要素と前記第１の構成要素が、前記少なくとも１つの永久磁石が前記第１の構成要素の前記下地鉄と前記導電性の第２の構成要素との間に配置される状態で、中心軸を中心として同軸に配置され、アッセンブリが、前記導電性の第２の構成要素に可変の磁束を誘起し、その中に渦電流を生じさせるように、前記第１の構成要素の前記少なくとも１つの永久磁石と前記導電性の第２の構成要素とのうちの一方または両方を、前記中心軸を中心として回転させ、少なくとも１つの永久磁石と第２の構成要素との間で相対回転運動を生じさせる手段をさらに含む、アッセンブリが本明細書で説明される。
【０００９】
少なくとも１つの永久磁石は、前記第１の構成要素の前記下地鉄から前記導電性の第２の構成要素の方向に半径方向の軸に沿って延在してもよい。
【００１０】
いくつかの実施例では、第１の構成要素の下地鉄はリング形であってもよく、前記第２の構成要素は第１の構成要素の前記リング形の下地鉄内に配置されてもよく、前記少なくとも１つの永久磁石は、半径方向の軸に沿って下地鉄の内周面から内方に、導電性の第２の構成要素の外周面の方に延在してもよい。
【００１１】
いくつかの実施例では、第２の構成要素はリング形であってもよく、第１の構成要素は前記リング形の第２の構成要素内に配置されてもよく、前記少なくとも１つの永久磁石は、半径方向の軸に沿って前記下地鉄の外周面から外方に、リング形の導電性の第２の構成要素の内周面の方に延在してもよい。
【００１２】
いくつかの実施例では、アッセンブリは、第２の外側のリング形の下地鉄をさらに備えてもよく、前記第１の構成要素および前記第２の構成要素は前記第２の外側のリング形の下地鉄内に配置されてもよい。
【００１３】
いくつかの実施例では、第２のリング形の外側の下地鉄は、前記第２の構成要素が前記回転中心軸を中心として回転すると前記外側の下地鉄も回転するように、前記第２の構成要素に結合されてもよい。
【００１４】
本明細書に記載の実施例のいずれかでは、ダンピングアッセンブリは、前記少なくとも１つの永久磁石の前記第１の磁界を減少させる手段をさらに備えてもよい。
【００１５】
いくつかの実施例では、前記少なくとも１つの永久磁石の前記第１の磁界を減少させる手段は、前記少なくとも１つの永久磁石と同軸に巻かれる少なくとも１つの導電コイルを含んでもよく、前記少なくとも１つの永久磁石の前記第１の磁界とは反対の第２の磁界を生み出し、これにより、前記少なくとも１つの永久磁石の第１の磁界を打ち消すために、前記少なくとも１つの導電コイルに電流を流す手段をさらに備えてもよい。
【００１６】
本明細書に記載のいくつかの実施例では、少なくとも１つの永久磁石は、前記下地鉄から半径方向の軸に沿って延在してもよく、前記第１の磁界を減少させる手段は、前記半径方向の軸を中心として巻かれる少なくとも１つの導電コイルを含んでもよい。アッセンブリは、前記少なくとも１つの永久磁石の前記第１の磁界とは反対の第２の磁界を生み出し、これにより、前記少なくとも１つの永久磁石の第１の磁界を打ち消すために、前記少なくとも１つの導電コイルに電流を流す手段をさらに備えてもよい。
【００１７】
本明細書に記載のいくつかの実施例では、前記第１の構成要素は固定子を含んでもよく、前記第２の構成要素は回転子本体を含んでもよい。前記第１の構成要素の前記少なくとも１つの永久磁石と前記導電性の第２の構成要素とのうちの一方または両方を、前記中心軸を中心として回転させ、少なくとも１つの永久磁石と第２の構成要素との間で相対回転運動を生じさせる手段は、前記第２の構成要素を、前記中心軸を中心として回転させる手段をさらに備えてもよい。
【００１８】
本明細書に記載のダンピングアッセンブリは、前記回転中心軸に沿って延在するシャフトを介してダンピングされる装置に接続可能であってもよい。
【００１９】
ダンピングされる装置はモータを含んでもよく、前記ダンピングアッセンブリは、前記回転中心軸に沿って延在する前記モータのシャフトを介して前記モータに接続可能であってもよい。
【００２０】
装置の空気力学的移動面をダンピングする方法であって、下地鉄および少なくとも１つの永久磁石を備え、前記少なくとも１つの永久磁石が第１の磁界を提供する、第１の構成要素を提供し、導電性の第２の構成要素を提供し、前記第１の構成要素と前記導電性の第２の構成要素を、前記少なくとも１つの永久磁石が前記第１の構成要素の前記下地鉄と前記導電性の第２の構成要素との間に配置される状態で、中心軸を中心として同軸に配置する、ことを含み、前記方法が、前記導電性の第２の構成要素に可変の磁束を誘起し、その中に渦電流を生じさせるように、前記第１の構成要素と前記導電性の第２の構成要素とのうちの一方または両方を、前記中心軸を中心として回転させ、第１の構成要素と第２の構成要素との間で相対回転運動を生じさせるステップをさらに含む、方法もまた本明細書で説明される。
【００２１】
本明細書に記載の方法は、前記第１の構成要素の前記下地鉄から前記導電性の第２の構成要素の方向に半径方向の軸に沿って延在する少なくとも１つの永久磁石を提供するステップを含んでもよい。
【００２２】
いくつかの実施例では、第１の構成要素の下地鉄はリング形であってもよく、本明細書に記載の方法は、前記少なくとも１つの永久磁石が半径方向の軸に沿ってリング形の下地鉄の内周面から内方に、導電性の第２の構成要素の外周面の方に延在する状態で、第２の構成要素を第１の構成要素の前記リング形の下地鉄内に配置するステップを含んでもよい。
【００２３】
いくつかの実施例では、第２の構成要素はリング形であってもよく、本明細書に記載の方法は、前記少なくとも１つの永久磁石が半径方向の軸に沿って前記下地鉄の外周面から外方に、導電性の第２の構成要素の内周面の方に延在する状態で、第１の構成要素を前記リング形の第２の構成要素内に配置するステップを含んでもよい。
【００２４】
いくつかの実施例では、本明細書に記載の方法は、第２の外側のリング形の下地鉄を提供し、前記第１の構成要素および前記第２の構成要素を前記第２の外側のリング形の下地鉄内に配置するステップを含んでもよい。いくつかの実施例では、本明細書に記載の方法は、前記第２の構成要素が前記回転中心軸を中心として回転すると前記外側の下地鉄も回転するように、第２の外側のリング形の下地鉄を前記第２の構成要素に結合するステップを含んでもよい。
【００２５】
本明細書に記載の方法は、前記少なくとも１つの永久磁石の前記第１の磁界を減少させるステップを含んでもよい。
【００２６】
いくつかの実施例では、前記少なくとも１つの永久磁石の前記第１の磁界を減少させるステップは、前記少なくとも１つの永久磁石の前記第１の磁界とは反対の第２の磁界を生み出し、これにより、前記少なくとも１つの永久磁石の第１の磁界を打ち消すために、少なくとも１つの導電コイルを前記少なくとも１つの永久磁石と同軸に巻き、前記少なくとも１つの導電コイルに電流を流すことを含んでもよい。
【００２７】
いくつかの実施例では、説明される方法は、少なくとも１つの永久磁石を前記下地鉄から半径方向の軸に沿って延在するように配置するステップを含んでもよく、前記少なくとも１つの永久磁石の前記第１の磁界とは反対の第２の磁界を生み出し、これにより、前記少なくとも１つの永久磁石の第１の磁界を打ち消すために、少なくとも１つの導電コイルを、前記半径方向の軸を中心として巻き、前記少なくとも１つの導電コイルに電流を流すことによって前記第１の磁界を減少させるステップをさらに含んでもよい。
【００２８】
本明細書に記載のいくつかの実施例では、前記第１の構成要素の前記少なくとも１つの永久磁石と前記導電性の第２の構成要素とのうちの一方または両方を、前記中心軸を中心として回転させ、少なくとも１つの永久磁石と第２の構成要素との間で相対回転運動を生じさせるステップは、前記第２の構成要素を、前記中心軸を中心として回転させるステップをさらに含んでもよい。いくつかの実施例では、第１の構成要素は静止したままであってもよく、一方、第２の構成要素は回転してもよい。他の実施例では、第１の構成要素と第２の構成要素との両方が、異なる速度で互いに対して回転してもよい。
【００２９】
本明細書に記載の方法は、前記回転中心軸に沿って延在するシャフトを介して、ダンピングアッセンブリをダンピングされる装置に接続するステップを含んでもよい。
【００３０】
本明細書に記載の方法は、前記回転中心軸に沿って延在する前記モータのシャフトを介して、ダンピングアッセンブリをダンピングされるモータに接続するステップを含んでもよい。
【００３１】
本明細書に記載の実施例のいずれかでは、第１の構成要素および第２の構成要素はリング形であってもよい。
【００３２】
本明細書に記載の実施例のいずれかでは、ダンピングアッセンブリは、少なくとも１つの永久磁石と第２の構成要素との間に空隙をさらに含んでもよい。
【００３３】
本明細書に記載の実施例のいずれかでは、前記第１の構成要素の下地鉄は軟磁性鉄を含んでもよい。
【００３４】
本明細書に記載の実施例のいずれかでは、前記第１の構成要素の下地鉄は積層ケイ素鋼板を含んでもよい。
【００３５】
本明細書に記載の実施例のいずれかでは、導電性の第２の構成要素は磁性ステンレス鋼を含んでもよい。
【００３６】
本明細書に記載の実施例のいずれかでは、導電性の第２の構成要素はＸ３ＣｒＴｉ１７を含んでもよい。
【００３７】
本明細書に記載の実施例および方法のいずれかでは、アッセンブリおよび方法は、複数の永久磁石をさらに備えてもよい。これらの永久磁石のそれぞれは、磁界をさらに提供してもよく、アッセンブリは、永久磁石の磁界の一部またはすべてを減少させる手段をさらに備えてもよい。
【００３８】
いくつかの実施例では、第１の構成要素は、静止していてもよく、したがって固定子と呼ばれることがあり、一方、導電性の第２の構成要素は、回転中心軸を中心として第１の構成要素に対して回転し、したがって回転子と呼ばれることがある。
【００３９】
いくつかの実施例では、ダンピングアッセンブリは、前記導電性の第２の構成要素を、前記回転軸を中心として前記第１の構成要素の前記少なくとも１つの磁石に対して回転させる手段を備えてもよく、前記少なくとも１つの永久磁石は、第２の構成要素が回転させられる際に前記導電性の第２の構成要素に可変の磁束を誘起するように前記導電性の第２の構成要素に対して配置される。
【００４０】
本明細書に記載のいくつかの実施例では、第１の構成要素は、前記導電性の第２の構成要素の方向に延在する複数の前記永久磁石を備えてもよく、各永久磁石は、磁界を提供し、前記導電性の第２の構成要素を、前記回転軸を中心として前記磁界を通して回転させ、これにより、前記導電性の第２の構成要素に可変の磁束を誘起し、その中に渦電流を生じさせる手段をさらに備えてもよい。
【００４１】
いくつかの実施例では、第１の構成要素および第２の構成要素はリング形であってもよく、導電性の第２の構成要素は前記第１の構成要素内に配置されてもよく、一方、他の実施例では、第１の構成要素は前記導電性の第２の構成要素内に配置されてもよい。いくつかの実施例では、第１の構成要素は、前記永久磁石が前記第１の構成要素から前記周囲の導電性の第２の構成要素の方向に半径方向外向きに延在するように前記導電性の第２の構成要素内に配置されてもよい。いくつかの他の実施例では、導電性の第２の構成要素は、前記永久磁石が前記第１の構成要素から前記導電性の第２の構成要素の方向に半径方向内向きに延在するように前記第１の構成要素内に配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】空気力学的移動面を有する装置のためのダンピングアッセンブリの第１の実施例を示す図である。
【図２】空気力学的移動面を有する装置のためのダンピングアッセンブリの第２の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
空気力学的移動面をダンピングするのに用いられ得る改善されたダンピング機構およびダンピングアッセンブリが本明細書で説明される。特に、本明細書に記載のダンピングアッセンブリは、アクチュエータまたはモータなどの機械式または電気機械式装置の空気力学的移動面をダンピングするのに用いることができる。いくつかの実施例では、本明細書に記載のダンピングアッセンブリはまた、特定の構成ではフラッタとして知られている振動部位であり得る補助翼またはエアフォイルなどの操縦制御面をダンピングするために航空用途で用いることができる。本明細書に記載の実施例は、空気力学的表面の移動を駆動するアクチュエータをダンピングすることができ、および／または空気力学的移動面自体をダンピングすることができる。
【００４４】
本明細書に記載のダンピングアッセンブリは、アクチュエータまたはモータの空気力学的移動面上にダンピング作用をもたらすためにアクチュエータまたはモータなどの既存の機械式または電気機械式装置に取り付けられてもまたは接続されてもよい。このような実施例では、本明細書に記載のダンピングアッセンブリは、ダンピングアッセンブリと同じ回転軸１５に沿って配置されるシャフトを介してモータまたはアクチュエータに取り付けることができる。ダンピングアッセンブリは、同じシャフト上に設置されてもよく、該シャフトの周り／上に、ダンピングされるモータが提供される。本明細書に記載の機構はまた、こうしたダンピング作用を必要とし得るあらゆる他の装置と組み合わせて用いられてもよい。
【００４５】
本明細書に記載の実施例は、必要に応じて異なる作動モードでダンピング作用を低減させるまたはオフに切り換えるために係合解除可能な有利な特徴を有するダンピング方法、ダンピングアッセンブリ、またはダンピング機構をさらに提供する。
【００４６】
ダンピングアッセンブリ１０または機構の第１の実施例が図１に示される。ダンピングアッセンブリは、半径方向の永久磁石１２を備えた外側の円筒形またはリング形の下地鉄（ｂａｃｋ  ｉｒｏｎ）１４を含む第１の構成要素１１を備える。リング形の下地鉄は、軟磁性鉄、例えば、積層ケイ素鋼板から作製されてもよい。他の軟磁性鉄が代替的に用いられてもよい。第１の構成要素の外側の下地鉄１４が磁気回路を完成させ、磁力線を閉じる。
【００４７】
この実施例では、第１の構成要素１１のリング形の下地鉄１４は、内周面２０および外周面２１、並びに内周面と外周面との間に延在する内周面２１と外周面２２との間の半径方向の距離によって規定される厚さを有する半径方向の壁２２を有するものとして説明することができる。永久磁石１２は、この実施例では、リング形の下地鉄１４の内周面２０から半径方向の（すなわち回転中心軸１５に概して垂直な）軸に沿って延在する。図１に示された実施例では、全部で８つの永久磁石が提供される。より多くのまたはより少ない永久磁石１２を有する他の構成が用いられてもよいが、少なくとも１つの永久磁石が必要とされる。この実施例では、永久磁石は、第１の構成要素のリング形の下地鉄１４の内周面２０からアッセンブリ１０の中心軸１５の方に半径方向内向きに延在する。
【００４８】
アッセンブリ１０は、導電性の第２の構成要素１３をさらに備え、これは、図１および図２の実施例では、同じくリング形であり、リング形の第１の構成要素の中心軸１５と同軸に配置される、導電スリーブである。導電性の第２の構成要素１３はまた、内周面２３および外周面２４、並びに内周面２３と外周面２４との間の半径方向の距離によって規定される厚さを有する半径方向の壁２５を有するものとして説明することができる。第２の構成要素１３は、理想的には２つの主な特徴を有するべきである。第１に、これは、磁気回路を完成させ、磁力線を閉じるために磁気的に軟質であるべきである。第２に、第２の構成要素は、渦電流を流すように導電性であるべきである。導電性の第２の構成要素は、したがって、類似の特性を有する他の材料のうち、Ｘ３ＣｒＴｉ１７などの磁性ステンレス鋼から構成することもできる。
【００４９】
さらなる代替物が、軟磁性材料で作製された第１のリング（磁気回路を完成させ、磁力線を閉じるために）と後述するように渦電流を流すために磁石側に配置された第２の導電性リング（例えば銅）との２つの同軸部分に製造される導電性の第２の構成要素１３を提供してもよい。
【００５０】
第１の構成要素１１と導電性の第２の構成要素１３は、少なくとも１つの永久磁石１２が前記第１の構成要素１１の下地鉄１４と導電性の第２の構成要素１３との間に配置される状態で、中心軸を中心として同軸に配置される。
【００５１】
２つの構成要素の相対サイズは、図面で分かるように、少なくとも１つの永久磁石１２と導電性の第２の構成要素１３との間に空隙が残るように選ばれる。この空隙は、以下に説明される中心軸を中心とした２つの構成要素の相対回転のために必要である。
【００５２】
詳細には、図１に示された実施例では、第１の構成要素の下地鉄はリング形であり、第２の構成要素１３は、永久磁石１２が下地鉄１４の内周面２０とリング形の導電性の第２の構成要素１３の外周面２４との間に小さい空隙をもって配置されるように、リング形の第１の構成要素１１内に配置される。
【００５３】
この実施例でのダンピング作用は、前記第１の構成要素の前記少なくとも１つの永久磁石と前記導電性の第２の構成要素とのうちの一方または両方を、前記中心軸を中心として回転させ、少なくとも１つの永久磁石と第２の構成要素との間で相対回転運動を生じさせることによって達成され得る。この相対回転運動に起因して、導電性の第２の構成要素１３は、永久磁石１２の磁界を通過し、これにより、第２の構成要素に変化する磁束を誘起する。これは次に、第２の構成要素の中に渦電流を生じさせる。
【００５４】
一実施例では、導電性の第２の構成要素１３は、第１の構成要素１１に対して同軸に回転可能な、中心軸１５を中心として回転する回転導電スリーブ（すなわち回転子）を備えてもよく、一方、磁石を備える第１の構成要素１１は静止したまま（すなわち固定子）である。第１の構成要素１１の磁石に対する導電性の第２の構成要素１３の回転に起因して、導電性の第２の構成要素１３は、回転する際に永久磁石１２によって提供される磁界を通過する。これは、導電性の第２の構成要素１３を通じて変化する磁束を誘起し、これにより、その中に渦電流を生じさせる。渦電流は、導電性の第２の構成要素１３での変化する磁束と逆の様態で流れ、これにより、回転速度に関係する逆トルクを生み出し、したがって所望のダンピング作用をもたらす。回転速度が増加するのに伴い、生じるトルクの量も増加する。逆に、回転速度が減少するのに伴い、生じるトルクの量も減少する。
【００５５】
ダンピング係数（Ｎｍ／機械的ｒｐｍ）は、スリーブの半径方向の厚さおよび長さ、スリーブの材料、磁石の数およびサイズ、空隙寸法などを含む種々の設計パラメータを変化させることによって調節することができる。
【００５６】
図１に示されたものと類似したダンピングアッセンブリのさらなる実施例が、図２に示される。この装置は、図１で説明および図示されたのとまさに同じ様態で、同じ原理に従って作用する（ゆえに同じ特徴を表わすために図１と同じ参照符号が用いられる）が、この実施例では、導電性の第２の構成要素１３は、第１の構成要素に対して（図１の場合と同様にアッセンブリの中央および第１の構成要素１１内にあるものに対し）外側の位置に提供される。
【００５７】
この実施例では、第１の構成要素１１はまた、下地鉄１４、しかし内側の下地鉄１４と、少なくとも１つの永久磁石１２とを備える。第１の構成要素１１は、リング形の導電性の第２の構成要素１３内に配置され、永久磁石１２は、半径方向の軸に沿ってリング形の内側の下地鉄１４の外周面２１から外方に、導電性の第２の構成要素１３の内周面の方に延在する。また、永久磁石１２と第２の構成要素１３の内周面２３との間に空隙が提供される。
【００５８】
リング形の導電性の第２の構成要素１３はまた、第１の構成要素の磁石および／または導電性の第２の構成要素が中心軸１５を中心として互いに対して回転する際に導電性の第２の構成要素１３に変化する磁束が誘起されるように、リング形の第１の構成要素１１の中心軸と同軸に配置される。
【００５９】
図１の実施例を参照して説明されるように、一実施例では、導電性の第２の構成要素１３は、第１の構成要素１１に対して同軸に回転可能な、中心軸１５を中心として回転する回転導電スリーブ（すなわち回転子）を構成してもよく、一方、第１の構成要素１１は、静止したまま（すなわち固定子）である。内側の第１の構成要素１１に対する外側の導電性の第２の構成要素１３の回転に起因して、導電性の第２の構成要素１３は、回転する際に永久磁石１２によって提供される磁界を通過し、結果的に前述のダンピング作用を生じる。
【００６０】
この実施例では、同じく円筒形またはリング形であり、第１の構成要素１１と第２の構成要素１３との両方を取り囲む、外側の下地鉄１７も提供される。本明細書に記載の実施例では、外側の下地鉄（図１では符号１４、図２では符号１７）は、静止していてもよく、または回転してもよい。図２の実施例の設計は、しかしながら、外側の下地鉄１７と導電性の第２の構成要素１３のスリーブが単一の部品として形成されるまたは単一の部品を含む場合には、より簡単で、より熱的に健全である。導電性の第２の構成要素が外側の位置にある図２の特定の構成はまた、スリーブ１３から外部環境への熱交換を容易にするという点での利点を有する。
【００６１】
図１および図２に示された実施例は、ダンピングアッセンブリおよび結果的な効果を減少させる、係合解除する、または働かなくさせる手段をさらに含む。これは、永久磁石の効果を低減させるまたは打ち消す（これにより、導電性の第２の構成要素内の変化する磁束の誘起、ゆえに渦電流を打ち消す）手段を含む。
【００６２】
図１および図２に示された実施例では、これは、永久磁石（複数可）１２と同軸に巻かれる１つまたは複数の導電コイル１６の存在に起因して達成される。言い換えれば、各永久磁石は半径方向の軸に沿って延在し、１つまたは複数のコイルがこの半径方向の軸を中心として巻かれる。図１および図２で分かるように、いくつかの実施例では、各永久磁石は、これと同軸に巻かれる１つまたは複数のコイルを含んでもよい。
【００６３】
ダンピングトルクを打ち消すまたは少なくともゼロ付近に減少させるために、電流が、コイルによって生じる磁束が永久磁石１２によって生じる磁界を打ち消し、したがってダンピングトルクを激減させるまたは完全に打ち消すような方向にコイルの内部に送られる。
【００６４】
図１および図２に示された実施例は、したがって、物理的法則に基づく、空気力学的表面をダンピングするための新しい機構、方法、およびアッセンブリを提供し、この場合、電源が故障してもトルク（したがってダンピング）が発生し、装置は、ダンピング作用をもたらすためにエネルギーを与えられる必要がない。これはまた、ダンピング作用を生み出すためにどのような電子装置にも依拠せず、ダンピング作用を打ち消す／制限する手段はまた、非常に小さい電子装置を必要とする。これは、電子装置にかなり依拠するまたはダンピングをもたらすために電力を必要とし得る公知のダンピング技術と比較して改善された安全性を提供する。
【００６５】
実施例は、ダンピング作用が係合解除可能であるという付加的な利点をさらに提供する。ダンピングトルクは、したがって、全体的な効率を最適化させ、熱損失を減少させるために、モータがモータリングモードで負荷を駆動するときに（例えば導電コイルに逆の電流を提供することによって）打ち消され得るまたは低減され得る。
【００６６】
図１および図２に示された実施例では、これらのダンピングアッセンブリおよび方法によって生じるトルクは、増加した回転速度が増加したトルクを発生させ、減少した回転速度が減少したトルクを発生させるという点で、回転速度に関係する。発生するトルクは反対方向に生じ、ダンピング作用をもたらす。
【００６７】
本明細書に記載のダンピング機構およびダンピングアッセンブリの全体的挙動は、したがって、電気油圧式アクチュエータのモードバルブの機能と類似したものとして説明することができる。
【００６８】
例えば、電気油圧式アクチュエータのモードバルブのスプールを駆動するソレノイドバルブに指令電圧が印加されるときに、モードバルブが能動モードに切り換わり、ダンピング作用が発生しない。図１および図２に関連して説明されるダンピングアッセンブリによれば、永久磁石と同軸に巻かれるコイルに指令電圧が印加されるときに、発生した磁界が永久磁石の磁界を打ち消し、ゆえにトルクまたはダンピングが発生しない。
【００６９】
電気油圧式アクチュエータのモードバルブ制御電圧が解放されるときに、モードバルブがばねの作動の下でダンピングモードに切り換わり、流体が強制的に流れ制限部を通過させられる。図１および図２を参照して本明細書で説明される実施例によれば、ダンピング打ち消し電圧が解放されるまたは失われるときに、変化する磁束が再び導電回転スリーブを通過し、これにより、ダンピング作用をもたらす。
【００７０】
ダンピング機能を達成するために、本明細書に記載されるようなダンピングアッセンブリを、空気力学的移動面を有する機械式または電気機械式装置（例えば、モータまたはアクチュエータ）の内部に取り付けることは、油圧アクチュエータ上のダンピング特徴と同じくらい極めて安全である。
【００７１】
本明細書に記載の実施例は、スリーブまたはあらゆる他の係合解除できない手段でダンピングが得られた場合に当てはまるであろうモータの駆動トルクの過大化をさらに回避する。
【００７２】
これに加えて、より低トルクのモータを提供することは、モータがより軽量であり、かつより低い電流を消費することを意味する。これは次に、動力駆動電子装置の重量を減らし、最終的には完成したアクチュエータの重量を最適化する。
【符号の説明】
【００７３】
１０…ダンピングアッセンブリ
１１…第１の構成要素
１２…永久磁石
１３…第２の構成要素
１４…下地鉄
１５…中心軸
１６…導電コイル
１７…下地鉄
２０…内周面
２１…外周面
２２…壁
２３…内周面
２４…外周面
２５…壁
【図１】
2019135910.tif 000003
【図２】
2019135910.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月17日(2019.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気力学的移動面を有する装置に用いるためのダンピングアッセンブリであって、
下地鉄（１４）および少なくとも１つの永久磁石（１２）を備え、前記少なくとも１つの永久磁石（１２）が第１の磁界を提供する、第１の構成要素（１１）と、
導電性の第２の構成要素（１３）と、
を備え、
前記導電性の第２の構成要素（１３）と前記第１の構成要素（１１）が、前記少なくとも１つの永久磁石（１２）が前記第１の構成要素（１１）の前記下地鉄（１４）と前記導電性の第２の構成要素（１３）との間に配置される状態で、中心軸（１５）を中心として同軸に配置され、前記アッセンブリが、
前記導電性の第２の構成要素（１３）に可変の磁束を誘起し、その中に渦電流を生じさせるように、前記第１の構成要素の前記少なくとも１つの永久磁石と前記導電性の第２の構成要素とのうちの一方または両方を、前記中心軸を中心として回転させ、前記少なくとも１つの永久磁石と前記第２の構成要素との間で相対回転運動を生じさせる手段と、
前記少なくとも１つの永久磁石（１２）の前記第１の磁界を打ち消し、それにより前記ダンピングアセンブリを係合解除させる手段と、
をさらに備え、
前記第１の構成要素が固定子を含み、前記第２の構成要素が回転子本体を含み、前記第１の構成要素の前記少なくとも１つの永久磁石と前記導電性の第２の構成要素とのうちの一方または両方を、前記中心軸を中心として回転させ、前記少なくとも１つの永久磁石と前記第２の構成要素との間で相対回転運動を生じさせる手段が、前記第２の構成要素を、前記中心軸（１５）を中心として回転させる手段を含むことを特徴とする、ダンピングアッセンブリ。
【請求項２】
前記少なくとも１つの永久磁石（１２）が、前記第１の構成要素（１１）の前記下地鉄（１４）から前記導電性の第２の構成要素（１３）の方向に半径方向の軸に沿って延在することを特徴とする請求項１記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項３】
前記第１の構成要素（１１）の前記下地鉄がリング形であり、前記第２の構成要素（１３）が前記リング形の下地鉄（１４）内に配置され、
前記少なくとも１つの永久磁石が、半径方向の軸に沿って前記下地鉄（１４）の内周面（２０）から内方に、前記導電性の第２の構成要素（１３）の外周面（２４）の方に延在することを特徴とする請求項１または２記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項４】
前記第２の構成要素がリング形であり、前記第１の構成要素（１１）が前記リング形の第２の構成要素（１３）内に配置され、
前記少なくとも１つの永久磁石が、半径方向の軸に沿って前記下地鉄（１４）の外周面（２１）から外方に、前記導電性のリング形の第２の構成要素１３の内周面の方に延在することを特徴とする請求項１または２記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項５】
第２の外側のリング形の下地鉄１７をさらに備え、前記第１の構成要素および前記第２の構成要素が前記第２の外側のリング形の下地鉄（１７）内に配置されることを特徴とする請求項４記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項６】
前記リング形の外側の下地鉄（１７）が、前記第２の構成要素（１３）が前記回転中心軸（１５）を中心として回転すると前記外側の下地鉄（１７）も回転するように、前記第２の構成要素（１３）に結合されることを特徴とする請求項５記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項７】
前記アッセンブリが、前記少なくとも１つの永久磁石（１２）の前記第１の磁界を減少させる手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項８】
前記少なくとも１つの永久磁石（１２）の前記第１の磁界を減少させる手段が、前記少なくとも１つの永久磁石と同軸に巻かれる少なくとも１つの導電コイルを含み、
前記少なくとも１つの永久磁石の前記第１の磁界とは反対の第２の磁界を生み出し、これにより、前記少なくとも１つの永久磁石（１２）の前記第１の磁界を打ち消すために、前記少なくとも１つの導電コイル（１６）に電流を流す手段を備えることを特徴とする請求項７記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの永久磁石が、前記下地鉄から半径方向の軸に沿って延在し、
前記第１の磁界を減少させる手段が、前記半径方向の軸を中心として巻かれる少なくとも１つの導電コイル（１６）を含み、
前記少なくとも１つの永久磁石の前記第１の磁界とは反対の第２の磁界を生み出し、これにより、前記少なくとも１つの永久磁石（１２）の前記第１の磁界を打ち消すために、前記少なくとも１つの導電コイル（１６）に電流を流す手段を備えることを特徴とする請求項７または８に記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項１０】
前記アッセンブリが、前記回転中心軸（１５）に沿って延在するシャフトを介してダンピングされる前記装置に接続可能であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項１１】
ダンピングされる前記装置がモータを含み、前記ダンピングアッセンブリが、前記回転中心軸（１５）に沿って延在する前記モータのシャフトを介して前記モータに接続可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項１２】
前記第１の構成要素および前記第２の構成要素がリング形であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項１３】
前記永久磁石（１２）と前記第２の構成要素（１３）との間に空隙をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のダンピングアッセンブリ。
【請求項１４】
装置の空気力学的移動面をダンピングする方法であって、
下地鉄（１４）および少なくとも１つの永久磁石（１２）を備え、前記少なくとも１つの永久磁石（１２）が第１の磁界を提供する、第１の構成要素（１１）を提供し、
導電性の第２の構成要素（１３）を提供し、
前記第１の構成要素（１１）と前記導電性の第２の構成要素（１３）を、前記少なくとも１つの永久磁石（１２）が前記第１の構成要素（１１）の前記下地鉄（１４）と前記導電性の第２の構成要素（１３）との間に配置される状態で、中心軸（１５）を中心として同軸に配置する、
ことを含み、
前記第１の構成要素が固定子を含み、前記第２の構成要素が回転子本体を含み、前記装置が、前記少なくとも１つの永久磁石（１２）の前記第１の磁界を打ち消し、それによりダンピング作用を打ち消す手段をさらに備えており、
前記方法が、
前記導電性の第２の構成要素（１３）に可変の磁束を誘起し、その中に渦電流を生じさせるように、前記第１の構成要素の前記少なくとも１つの永久磁石と前記導電性の第２の構成要素とのうちの一方または両方を、前記中心軸を中心として回転させ、前記少なくとも１つの永久磁石と前記第２の構成要素との間で相対回転運動を生じさせるステップをさらに含み、
前記第１の構成要素の前記少なくとも１つの永久磁石と前記導電性の第２の構成要素とのうちの一方または両方を、前記中心軸を中心として回転させ、前記少なくとも１つの永久磁石と前記第２の構成要素との間で相対回転運動を生じさせるステップが、前記第２の構成要素を、前記中心軸（１５）を中心として回転させるステップを含む、装置の空気力学的移動面をダンピングする方法。