(57)【要約】  共通のシャフト（１０２）の周りで一緒に回転可能であるが、従来のＣＦＧ構成と比較して、回転子の慣性および軸受の抵抗が大幅に減少するように互いに対して調整可能な回転位置（Ｐ１、Ｐ２）を有する２つの相補的な回転子アセンブリ（１１０、１２０）を備える、振動を減衰させるための回転力発生装置（１００）、システム、および方法が提供される。本アーキテクチャが生じる回転モーメントは、実質的にゼロである。【選択図】図１Ａ
2021518257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転力発生器であって、
第１の回転子アセンブリであって、
第１の位置でシャフトの周りに取り付けられた第１の回転軸受と、
前記第１の位置から離れて第１の軸方向に延びる第１の偏心質量と
を備える、第１の回転子アセンブリと、
第２の回転子アセンブリであって、
前記第１の位置から前記第１の軸方向に離間した第２の位置で前記シャフトの周りに取り付けられた第２の回転軸受と、
前記第２の位置から離れて第２の軸方向に延びる第２の偏心質量であって、前記第２の軸方向が前記第１の軸方向とは反対である、第２の偏心質量と
を備える、第２の回転子アセンブリと
を備え、
前記第１の偏心質量および前記第２の偏心質量が、合成された回転力を発生させるために、前記シャフトの周りでそれぞれ回転可能であり、
前記第１の偏心質量と前記第２の偏心質量との間の相対角度位置が、前記合成された回転力の大きさおよび位相を変えるために選択的に調整可能である、回転力発生器。
【請求項２】
前記第１の偏心質量の第１の重心が、前記シャフトの周りの第１の経路で回転し、前記第２の偏心質量の第２の重心が、前記シャフトの周りの第２の経路で回転し、前記第１の経路と前記第２の経路とが実質的に同一平面上にある、請求項１に記載の回転力発生器。
【請求項３】
前記第１の回転子アセンブリに結合され、前記シャフトの周りでの前記第１の偏心質量の回転を駆動するように構成された第１のモータと、
前記第２の回転子アセンブリに結合され、前記シャフトの周りでの前記第２の偏心質量の回転を駆動するように構成された第２のモータと
を備える、請求項１に記載の回転力発生器。
【請求項４】
前記第１のモータが、前記第１の回転子アセンブリに結合された第１のフレームレス環状モータを備え、
前記第１の回転子アセンブリが、前記第１の回転子アセンブリと連絡し、かつ前記シャフトに対する前記第１の偏心質量の位置を識別するように構成された第１の位置センサを備え、
前記第２のモータが、前記第２の回転子アセンブリに結合された第２のフレームレス環状モータを備え、
前記第２の回転子アセンブリが、前記第２の回転子アセンブリと連絡し、かつ前記シャフトに対する前記第２の偏心質量の位置を識別するように構成された第２の位置センサを備える、請求項３に記載の回転力発生器。
【請求項５】
前記第１の偏心質量に接続され、前記第２の位置またはその付近で前記第２の回転子アセンブリに回転可能に結合された第１の移相軸受と、
前記第２の偏心質量に接続され、前記第１の位置またはその付近で前記第１の回転子アセンブリに回転可能に結合された第２の移相軸受と
を備え、
前記第１の移相軸受および前記第２の移相軸受が、前記第１の偏心質量と前記第２の偏心質量との間の相対的な回転を可能にする、請求項１に記載の回転力発生器。
【請求項６】
前記第２の回転子アセンブリが、前記第１の回転子アセンブリの形状および構成と同じである形状および構成を有する、請求項１に記載の回転力発生器。
【請求項７】
回転力発生器であって、
第１の回転子アセンブリであって、
第１の位置でシャフトの周りに取り付けられた第１の回転軸受と、
前記第１の位置から離れて第１の軸方向に延びる第１の偏心質量と、
前記第１の位置から前記第１の軸方向に離間した第２の位置で前記第１の偏心質量に接続された第１の移相軸受と
を備える、第１の回転子アセンブリと、
第２の回転子アセンブリであって、
前記第２の位置またはその付近で前記シャフトの周りに取り付けられ、前記第１の移相軸受に回転可能に結合された第２の回転軸受と、
前記第２の位置から離れて第２の軸方向に延びる第２の偏心質量であって、前記第２の軸方向が前記第１の軸方向とは反対である、第２の偏心質量と、
前記第２の偏心質量に接続され、前記第１の位置またはその付近で前記第１の回転軸受に回転可能に結合された第２の移相軸受と
を備える、第２の回転子アセンブリと
を備え、
前記第１の偏心質量および前記第２の偏心質量が、合成された回転力を発生させるために、前記シャフトの周りでそれぞれ回転可能であり、
前記第１の偏心質量の第１の重心が、前記シャフトの周りの第１の経路で回転し、前記第２の偏心質量の第２の重心が、前記シャフトの周りの第２の経路で回転し、前記第１の経路と前記第２の経路とが実質的に同一平面上にあり、
前記第１の移相軸受および前記第２の移相軸受が、前記合成された回転力の大きさおよび位相を変えるために、前記第１の偏心質量と前記第２の偏心質量との間の相対角度位置を選択的に調整することを可能にする、回転力発生器。
【請求項８】
前記第１の回転子アセンブリに結合され、前記シャフトの周りでの前記第１の偏心質量の回転を駆動するように構成された第１のモータと、
前記第２の回転子アセンブリに結合され、前記シャフトの周りでの前記第２の偏心質量の回転を駆動するように構成された第２のモータと
を備える、請求項７に記載の回転力発生器。
【請求項９】
前記第１のモータが、前記第１の回転子アセンブリに結合された第１のフレームレス環状モータを備え、
前記第１の回転子アセンブリが、前記第１の回転子アセンブリと連絡し、かつ前記シャフトに対する前記第１の偏心質量の位置を識別するように構成された第１の位置センサを備え、
前記第２のモータが、前記第２の回転子アセンブリに結合された第２のフレームレス環状モータを備え、
前記第２の回転子アセンブリが、前記第２の回転子アセンブリと連絡し、かつ前記シャフトに対する前記第２の偏心質量の位置を識別するように構成された第２の位置センサを備える、請求項８に記載の回転力発生器。
【請求項１０】
前記第２の回転子アセンブリが、前記第１の回転子アセンブリの形状および構成と同じである形状および構成を有する、請求項７に記載の回転力発生器。
【請求項１１】
回転力を発生する方法であって、
シャフトの周りに第１の回転子アセンブリを取り付けることであって、前記第１の回転子アセンブリが、
第１の位置で前記シャフトの周りに取り付けられた第１の回転軸受と、
前記第１の位置から離れて第１の軸方向に延びる第１の偏心質量と
を備える、第１の回転子アセンブリを取り付けることと
前記シャフトの周りに第２の回転子アセンブリを取り付けることであって、前記第２の回転子アセンブリが、
前記第１の位置から前記第１の軸方向に離間した第２の位置で前記シャフトの周りに取り付けられた第２の回転軸受と、
前記第２の位置から離れて第２の軸方向に延びる第２の偏心質量であって、前記第２の軸方向が前記第１の軸方向とは反対である、第２の偏心質量と
を備える、第２の回転子アセンブリを取り付けることと、
合成された回転力を発生させるために、前記第１の偏心質量および前記第２の偏心質量を前記シャフトの周りで回転させることと、
前記合成された回転力の大きさおよび位相を変えるために、前記第１の偏心質量と前記第２の偏心質量との間の相対角度位置を調整することと
を含む、方法。
【請求項１２】
前記第１の偏心質量の第１の重心が、前記シャフトの周りの第１の経路で回転し、前記第２の偏心質量の第２の重心が、前記シャフトの周りの第２の経路で回転し、前記第１の経路と前記第２の経路とが実質的に同一平面上にある、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の偏心質量を回転させることが、前記第１の回転子アセンブリに結合された第１のモータにより前記シャフトの周りでの前記第１の偏心質量の回転を駆動することを含み、
前記第２の偏心質量を回転させることが、前記第２の回転子アセンブリに結合された第２のモータにより前記シャフトの周りでの前記第２の偏心質量の回転を駆動することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のモータが、前記第１の回転子アセンブリに結合された第１のフレームレス環状モータを備え、
前記第１の回転子アセンブリが、前記第１の回転子アセンブリと連絡し、かつ前記シャフトに対する前記第１の偏心質量の位置を識別するように構成された第１の位置センサを備え、
前記第２のモータが、前記第２の回転子アセンブリに結合された第２のフレームレス環状モータを備え、
前記第２の回転子アセンブリが、前記第２の回転子アセンブリと連絡し、かつ前記シャフトに対する前記第２の偏心質量の位置を識別するように構成された第２の位置センサを備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の回転子アセンブリを前記シャフトに取り付けることが、前記第１の偏心質量に接続された第１の移相軸受を、前記第２の位置またはその付近で前記第２の回転子アセンブリに回転可能に結合することを含み、
前記第２の回転子アセンブリを前記シャフトに取り付けることが、前記第２の偏心質量に接続された第２の移相軸受を前記第１の位置またはその付近で前記第１の回転子アセンブリに回転可能に結合することを含み、
前記第１の移相軸受および前記第２の移相軸受が、前記第１の偏心質量と前記第２の偏心質量との間の相対的な回転を可能にする、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年３月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／６４５，３６９号の利益を主張するものであり、同仮特許出願の開示内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本明細書の発明の主題は、一般に、航走体の振動を抑制するために使用される力発生器（ＦＧ）またはアクチュエータの設計および動作に関する。本明細書の発明の主題は、より具体的には、広帯域回転力発生装置、システム、および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
回転力発生器（ＣＦＧ）は、いくつかのタイプの機械的構造体の振動を抑制または相殺する目的で振動荷重を発生させるために、構造体で使用される。特定の用途では、ＣＦＧは、周波数が急速に変化する、および／または広範囲にわたって変化する基準を追跡する必要がある。しかしながら、回転子の慣性により、回転子の加速または減速中に望ましくない電力消費または回生が発生する場合がある。加えて、比較的高い周波数で動作する必要があるＣＦＧ用途の場合、軸受の抵抗により、さらなる望ましくない電力消費が発生する場合がある。加えて、ＣＦＧ回転子の相対的なアライメントにより、回転モーメントが発生する可能性があり、回転モーメントは、振動を極めて低いレベルに抑制するように設計されたＣＦＧ用途では望ましくない場合がある。
【０００４】
したがって、これらの影響を軽減しながら振動を制御するように動作可能な、改良されたＣＦＧ装置、システム、および方法が必要とされている。
【発明の概要】
【０００５】
一態様では、回転力発生器は、第１の回転子アセンブリと第２の回転子アセンブリとを備える。第１の回転子アセンブリは、第１の位置でシャフトの周りに取り付けられた第１の回転軸受と、第１の位置から離れて第１の軸方向に延びる第１の偏心質量とを備える。第２の回転子アセンブリは、第１の位置から第１の軸方向に離間した第２の位置でシャフトの周りに取り付けられた第２の回転軸受と、第２の位置から離れて第２の軸方向に延びる第２の偏心質量とを備え、第２の軸方向が第１の軸方向とは反対である。第１の偏心質量および第２の偏心質量は、合成された回転力を発生させるために、シャフトの周りでそれぞれ回転可能である。第１の偏心質量と第２の偏心質量との間の相対角度位置は、合成された回転力の大きさおよび位相を変えるために選択的に調整可能である。
【０００６】
別の態様では、回転力発生器は、第１の位置でシャフトの周りに取り付けられた第１の回転軸受と、第１の位置から離れて第１の軸方向に延びる第１の偏心質量と、第１の位置から第１の軸方向に離間した第２の位置で第１の偏心質量に接続された第１の移相軸受とを備える第１の回転子アセンブリを備える。回転力発生器はまた、第２の位置またはその付近でシャフトの周りに取り付けられ、第１の移相軸受に回転可能に結合された第２の回転軸受と、第２の位置から離れて第２の軸方向に延びる第２の偏心質量であって、第２の軸方向が第１の軸方向とは反対である、第２の偏心質量と、第２の偏心質量に接続され、第１の位置またはその付近で第１の回転軸受に回転可能に結合された第２の移相軸受とを備える第２の回転子アセンブリを備える。第１の偏心質量および第２の偏心質量は、合成された回転力を発生させるために、シャフトの周りでそれぞれ回転可能である。第１の偏心質量の第１の重心は、シャフトの周りの第１の経路で回転し、第２の偏心質量の第２の重心は、シャフトの周りの第２の経路で回転し、第１の経路と第２の経路とは実質的に同一平面上にある。第１の移相軸受および第２の移相軸受は、合成された回転力の大きさおよび位相を変えるために、第１の偏心質量と第２の偏心質量との間の相対角度位置を選択的に調整する。
【０００７】
さらに別の態様では、回転力を発生する方法は、シャフトの周りに第１の回転子アセンブリを取り付けることであって、第１の回転子アセンブリが、第１の位置でシャフトの周りに取り付けられた第１の回転軸受と、第１の位置から離れて第１の軸方向に延びる第１の偏心質量とを備える、ことを含む。本方法は、シャフトの周りに第２の回転子アセンブリを取り付けることであって、第２の回転子アセンブリは、第１の位置から第１の軸方向に離間した第２の位置でシャフトの周りに取り付けられた第２の回転軸受と、第２の位置から離れて第２の軸方向に延びる第２の偏心質量とを備え、第２の軸方向が第１の軸方向とは反対である、ことをさらに含む。本方法は、合成された回転力を発生させるために、第１の偏心質量および第２の偏心質量をシャフトの周りで回転させることと、合成された回転力の大きさおよび位相を変えるために、第１の偏心質量と第２の偏心質量との間の相対角度位置を調整することとをさらに含む。
【０００８】
本明細書に開示される発明の主題のいくつかの態様は、上に述べられており、本開示の発明の主題によって全体的または部分的に実現されるが、他の態様は、以下に最もよく説明されている添付の図面に関連して説明を読み進めれば明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】例示的な回転力発生器の回転アセンブリの側面斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す例示的な回転力発生器の回転アセンブリの切り欠き側面斜視図である。
【図２】例示的な回転力発生器の回転子アセンブリの側面斜視図である。
【図３】例示的な回転力発生器の回転子アセンブリの端面斜視図である。
【図４】例示的な回転力発生器の回転子アセンブリの端面斜視図である。
【図５】例示的な回転力発生器の部分分解上面図である。
【図６】例示的な回転力発生器の２つの回転子アセンブリの分解側面図である。
【図７】ハウジングに取り付けられた例示的な回転力発生器の側面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１Ａから図７は、改良された回転力発生装置、システム、および／または方法に関連する様々な態様、図、および／または特徴を示している。改良された回転力発生装置、システム、および／または方法は、多くの振動減衰用途で使用可能である。例えば、振動減衰用途としては、オフハイウェイ機器、自動車、トラック、ボート、オフロード装置、または建設車両などの様々な商用航走体の座席が挙げられる。本明細書で説明される改良された回転力発生装置およびシステムは、航走体の動作状態に関係なく、航走体の乗員が航走体内でより安全で穏やかな乗り心地を体験できるように航走体の動作に関連する振動を減衰させる。他の用途には、減衰を要する望ましくない振動や過度の振動が存在する任意の状況が含まれる。一例は、本発明を使用して、航空機の座席上および座席内の振動を抑制することである。本発明の他の用途は、航走体または運転機械を推進する任意のエンジンから生じる振動を抑制することを含み得る。プラットフォームの例としては、航空機、ボート、産業機器などが挙げられる。
【００１１】
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される改良された回転力発生装置、システム、および方法は、従来のＣＦＧ構成と比較して回転子の慣性および軸受の抵抗の大幅な低減を提供するように構成され、本アーキテクチャのいくつかの実施形態が生じる回転モーメントは、実質的にゼロである。これらの利点を実現するために、いくつかの実施形態では、概して１００と示されるＣＦＧ装置は、共通のシャフト１０２の周りで一緒に回転可能であるが、互いに対して調整可能な回転位置を有する第１の回転子アセンブリ１１０および相補的な第２の回転子アセンブリ１２０を備える。
【００１２】
図１Ａから図２に示すように、いくつかの実施形態では、回転力発生装置１００の第１の回転アセンブリ１１０は、第１の位置Ｐ１でシャフト１０２の周りに取り付けられた第１の回転軸受１１１と、第１の位置Ｐ１から離れて第１の軸方向Ｄ１に延びる第１の偏心質量１１４とを備える。いくつかの実施形態では、第１の回転軸受１１１は、精密単列ラジアル玉軸受であるが、特定の用途の設計上の考慮事項を満たすために他の様々な軸受タイプまたは構成のいずれかを使用することができることが当業者には理解されよう。いくつかの実施形態では、第１の偏心質量１１４は、相対的に大きい軸方向長さＬおよび相対的に小さい半径Ｒを有し、その結果、従来のＣＦＧ構成と比較して、回転子の慣性が小さくなる。例えば、このタイプの用途のためにＣＦＧを設計する場合、所与の実装形態に必要な負荷を処理できる最小の軸受を使用すると有利な場合があり、状況によっては軸受のサイズによって質量の内半径が制限される。逆に、第１の偏心質量が、その用途に実装できる限り長い軸方向の長さを有することが望ましい場合もある。このように長さを最適化することにより、重心の位置または力の性能の要件を依然として満たしながら、第１の偏心質量の外半径が最小化される。いくつかの実施形態では、これらの設計上の考慮事項により、第１の偏心質量１１４の軸方向長さは、第１の偏心質量１１４の外半径の少なくとも１．５倍であるが、本明細書に開示される概念が第１の偏心質量１１４の寸法のいかなる特定の比率にも限定されないことが当業者には理解されよう。任意の構成において、可変速度の消費電力および／または回生は、第１の回転子アセンブリ１１０の慣性モーメントを低減することによって最小化される。
【００１３】
いくつかの実施形態では、シャフト１０２の周りでの第１の偏心質量１１４の回転は、第１の回転子アセンブリ１１０に結合され、シャフト１０２の周りでの第１の偏心質量１１４の回転を駆動するように構成される第１のモータ１１５によって駆動される。図３から図５に示される一実施形態では、第１のモータ１１５は、第１の回転子アセンブリ１１０の端部に結合された第１のモータ回転子１１６を有するフレームレス環状モータである。いくつかの実施形態では、第１のモータ回転子１１６は、第１の回転子アセンブリ１１０に一体化されたアウトランナーモータの要素である。あるいは、他の実施形態では、第１のモータ１１５は、第１の回転子アセンブリ１１０に取り付けられた（環状フレームレス）インランナーモータである。どちらの構成でも、フレームレス環状モータを使用すると、モータの軸受抵抗をなくすことができる。いくつかの実施形態では、第１のモータ１１５は、ねじれ高調波によって発生するノイズを最小限に抑えるために使用される、永久磁石同期モータ（ＰＭＳＭ）、同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）、またはＡＣ誘導モータ（ＡＣＩＭ）など、本質的に低いトルクリップルを有する様々なモータタイプのいずれかから選択される。
【００１４】
いくつかの実施形態では、第１の回転子アセンブリ１１０と連絡している第１の位置センサ１１７は、シャフト１０２に対して第１の偏心質量１１４の位置を識別するように構成される。いくつかの実施形態では、第１の位置センサ１１７は、モータ効率を改善するために高い角度分解能を提供するために利用される。図３から図５に示す実施形態を参照すると、いくつかの実施形態では、第１の位置センサ１１７は、第１の回転軸受１１１またはその付近などで第１の回転子アセンブリ１１０の端部の周りに取り付けられたいくつかの第１の歯１１９を有する第１のトーンホイール１１８に関連付けられる非接触センサである。いくつかの実施形態では、第１の位置センサ１１７は、ホール効果素子である。この構成では、第１の位置センサ１１７は、第１のトーンホイール１１８の検知された位置に基づいて第１の回転子アセンブリ１１０の位置を識別するように構成される。第１のトーンホイール１１８は、効率的なモータ転流を可能にするために、第１のモータ１１５のモータのタイプおよび仕様に応じて、十分な数の第１の歯またはターゲット１１９を有するように設計される。いくつかの実施形態では、第１のトーンホイール１１８は、第１のインデックス歯１１９ａを組み込んで、第１の偏心質量１１４と整列する１回転あたり１回のインデックスを提供する。図４に示す一実施形態では、第１のインデックス歯１１９ａは、そのようなインデックスを提供するために２つの分割された歯として提供される。
【００１５】
いくつかの実施形態では、第２の回転子アセンブリ１２０は、第１の回転子アセンブリ１１０に対して相補的な形体を有するように構成される。図１Ａ、図１Ｂ、および図６に示す実施形態では、第２の回転子アセンブリ１２０は、第１の位置Ｐ１から第１の軸方向Ｄ１に離間した第２の位置Ｐ２でシャフト１０２の周りに取り付けられるように構成された第２の回転軸受１２１を有する。第２の偏心質量１２４は、第２の位置Ｐ２から離れて第２の軸方向Ｄ２に延び、第２の軸方向Ｄ２は第１の軸方向Ｄ１とは反対である。いくつかの実施形態では、第２の回転子アセンブリ１２０は、第２の回転子アセンブリ１２０の端部に結合された第２のフレームレス環状モータなど、第２の回転子アセンブリ１２０に結合された第２のモータ１２５によって駆動され、第２のモータ１２５は、シャフト１０２の周りでの第２の偏心質量１２４の回転を駆動するように構成される。いくつかの実施形態では、第２のトーンホイール１２８に関連付けられたホール効果センサなどの第２の位置センサ１２７は、第２の回転子アセンブリ１２０と連絡しており、シャフト１０２に対して第２の偏心質量１２４の位置を識別するように構成される。いくつかの実施形態では、第２のトーンホイール１２８は、複数の第２の歯またはターゲット１２９を備える。いくつかの実施形態では、第２の歯１２９は、１つまたは複数の第２のインデックス歯を含み、これは、図４に示す第１の回転子アセンブリ１１０の第１のインデックス歯１１９ａと構成が同様であり得る。
【００１６】
いくつかの実施形態では、図１Ａ、図１Ｂ、および図６に示すように、ＣＦＧ装置１００の要素は、第２の回転子アセンブリ１２０が第１の回転子アセンブリ１１０に対して反転され、シャフト１０２の周りで一緒に回転するために第１の回転子アセンブリ１１０と交互に配置される。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、そのような配置は、第１の偏心質量１１４および第２の偏心質量１２４がそれぞれシャフト１０２の共通部分と整列し、平行に延びるように第１の回転子アセンブリ１１０および第２の回転子アセンブリ１２０が配置されることを含む。いくつかの実施形態では、第１の回転子アセンブリ１１０は、第１の偏心質量１１４に接続され、第２の位置Ｐ２またはその付近で第２の回転子アセンブリ１２０に回転可能に結合された第１の移相軸受１１３を備え、第２の移相軸受１２３は、第２の偏心質量１２４に接続され、第１の位置Ｐ１またはその付近で第１の回転子アセンブリ１１０に回転可能に結合される。図１Ｂ、図２、および図６に示す実施形態では、第１の回転子アセンブリ１１０は、第１の回転軸受１１１に取り付けられた、または第１の位置Ｐ１またはその付近に配置された第１のカラー１１２を備え、第２の移相軸受１２３は第１のカラー１１２の周りに取り付けられるように構成される。第２の回転子アセンブリ１２０は、同様に、第２の回転軸受１２１に取り付けられた、または第２の位置Ｐ２またはその付近に配置された第２のカラー１２２を備え、第１の移相軸受１１３は、第２のカラー１２２の周りに取り付けられるように構成される。この構成では、第１の移相軸受１１３および第２の移相軸受１２３は、第１の回転子アセンブリ１１０および第２の回転子アセンブリ１２０を一緒に結合し、２つの要素を所望の相対軸方向位置に維持しながら、第１の偏心質量１１４と第２の偏心質量１２４との間の相対的な回転を可能にするのに役立つ。加えて、いくつかの実施形態では、第１の偏心質量１１４が第１の回転軸受１１１から離れて第１の方向Ｄ１に延び、第２の偏心質量１２４が第２の回転軸受１２１から離れて第２の方向Ｄ２に延びる場合、偏心質量は対応する回転軸受に片持ち配置で効果的に結合される。このような構成では、第１の移相軸受１１３および第２の移相軸受１２３は、回転軸受からラジアルトルクを取り除くのに役立つ。
【００１７】
このような実施形態では、交互に配置された回転子アセンブリは４つのラジアル軸受を備えるが、第１の回転軸受１１１および第２の回転軸受１２１のみが動作速度で回転し、第１の移相軸受１１３および第２の移相軸受１２３は、相対的に低速で、かつ回転力の大きさが変化する間だけ、選択的に回転可能である。いくつかの実施形態では、第１の回転軸受１１１および第２の回転軸受１２１は、発生した回転力のラジアル荷重を支承する一方、第１の移相軸受１１３および第２の移相軸受１２３は、残りの回転子遠心力を支承する。このようにして、回転軸受の数およびそれらが運ぶ負荷を減らすことにより、継続的な電力消費および軸受の抵抗が最小化される。
【００１８】
いくつかの実施形態では、第２の回転子アセンブリ１２０は、第１の回転子アセンブリ１１０の形状および構成と同じまたは実質的に同じである形状および構成を有する。いくつかの実施形態では、この類似性または同一性は、第２の回転軸受１２１のサイズ、第２の移相軸受１２３のサイズ、第２の偏心質量１２４の軸方向長さ、または第２の偏心質量１２４の半径のうちの１つまたは複数が、第１の回転軸受１１１のサイズ、第１の移相軸受１１３のサイズ、第１の偏心質量１１４の軸方向長さ、または第１の偏心質量１１４の半径とそれぞれ同じまたは実質的に類似していることを含む。そのような構成により、第１の回転子アセンブリ１１０および第２の回転子アセンブリ１２０を、２つの要素間の違いがＣＦＧ装置１００内のそれらの相対的配置だけである状態で、交換可能にすることができる。よって、いくつかの実施形態では、第１の回転子アセンブリ１１０および第２の回転子アセンブリ１２０は、同じ部品番号によって識別され得る。
【００１９】
第１の回転子アセンブリ１１０および第２の回転子アセンブリ１２０の特定の構成に関係なく、第１の偏心質量１１４および第２の偏心質量１２４の重心は両方とも第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間に配置される。いくつかの実施形態では、重心は実質的に同一平面上の経路で回転する。つまり、第１の偏心質量１１４の第１の重心Ｍ１は、シャフト１０２の周りの第１の経路で回転し、第２の偏心質量１２４の第２の重心Ｍ２は、シャフト１０２の周りの第２の経路で回転し、第１の経路と第２の経路とは実質的に同一平面上にある。２つの回転子アセンブリの重心のこの実質的な整列のために、第１の偏心質量１１４および第２の偏心質量１２４の回転は、回転モーメントを発生しない。
【００２０】
第１の偏心質量１１４と第２の偏心質量との間の相対角度位置は、合成された回転力の大きさおよび位相を変えるために選択的に調整可能である。いくつかの実施形態では、第１のモータ１１５および第２のモータ１２５は、モータのうちの１つの速度を少なくとも過渡的に選択的に変更して、第１の偏心質量１１４および第２の偏心質量１２４を互いに対して回転させることができるように独立して動作可能である。これに関して、第１のモータ１１５または第２のモータ１２５の一方が公称速度よりわずかに速い速度で動作し、第２のモータ１２５または第１のモータ１１５の他方が公称速度よりわずかに遅い速度で動作する場合、第１の偏心質量１１４および第２の偏心質量１２４は、対応して、互いに接近するように、または離れるように移動する。よって、回転システムの全体的な実効的な偏心は、発生する回転力の所望の大きさおよび位相を実現するように調整可能である。例えば、偏心質量は、第１の偏心質量１１４が第２の偏心質量１２４からシャフト１０２の反対側に配置される中立状態まで回転可能である。あるいは、偏心質量は、第１の偏心質量１１４および第２の偏心質量１２４がシャフト１０２の片側で互いに隣接している最大偏心状態まで回転可能である。さらに、偏心質量は、所望の回転力の大きさおよび位相を実現するために中立状態と最大偏心状態との間の様々な中間位置のいずれかに回転可能である。所望の偏心が実現されると、第１のモータ１１５および第２のモータ１２５は、第１の回転子アセンブリ１１０および第２の回転子アセンブリ１２０が同じ周波数でシャフト１０２の周りを同速で回転するように同じ速度で動作可能である。
【００２１】
図５および図７を参照すると、いくつかの実施形態では、第１の回転子アセンブリ１１０および第２の回転子アセンブリ１２０は、振動制御対象の航走体のフレームに接続されるように構成されたハウジング１３０内に取り付けられる。いくつかの実施形態では、シャフト１０２、第１のモータ回転子１１６の第１のモータ固定子、第１のセンサ１１７、第２のモータ回転子１２６の第２のモータ固定子、および／または第２のセンサ１２７のうちの１つまたは複数がハウジング１３０に取り付けられる。
【００２２】
特定の構成に関係なく、第１の偏心質量１１４および第２の偏心質量１２４はそれぞれ、合成された回転力を発生させるためにシャフト１０２の周りで回転可能である。いくつかの実施形態では、ＣＦＧ装置１００のそのような構成は、４０Ｈｚから９０Ｈｚの範囲で２００Ｎの力を発生する。ただし、構成は容易に拡張可能であり、第１の偏心質量１１４および第２の偏心質量１２４の寸法は、必要な力を実現するように調整可能である。例えば、ＣＦＧ装置１００のさらなる構成は、２００ＮのＣＦＧの約半分の大きさである１００Ｎの力を発生するように設計することができる。
【００２３】
本発明の他の実施形態は、本明細書を検討すれば、または本明細書に開示される本発明を実施することにより当業者には明らかとなるはずである。よって、上述の明細書は、本発明の単なる例示であると見なされ、本発明の真の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定義される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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