KR102486142B1

KR102486142B1 - 역회전 축 전기 모터 어셈블리

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Publication number: KR102486142B1
Application number: KR1020217029717A
Authority: KR
Inventors: 랜들 제이. 위샤트
Original assignee: 씨알 플라이트 엘.엘.씨.
Priority date: 2019-04-23
Filing date: 2020-04-21
Publication date: 2023-01-10
Also published as: EP3959805A1; WO2020219415A1; KR20210145739A; AU2020262873A1; CN113574779A; JP7369203B2; AU2020262873B2; IL286195A; JP2022522529A; ZA202106435B; CA3133364C; EP3959805A4; US11462979B2; CA3133364A1; US20220140710A1

Abstract

회전 동력을 공급하기 위해 종래의 전기 모터를 사용했던 모든 장치에 동력을 공급하기 위해 사용되는 역회전(CR) 축 전기 모터가 두 개의 서로 반대 방향으로 회전하는 구동 부재와 함께 제공된다.

Description

역회전 축 전기 모터 어셈블리

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2019년 4월 23일에 출원된 미국 가출원 제62/837,549에 대한 우선권 혜택을 주장하며 그 전체가 본 명세서에 참고로 인용된다.

연방 지원 연구 또는 개발에 대한 진술

해당 없음

저작권 보호 대상 자료에 대한 고지

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본 발명은 일반적으로 역회전(counter-rotating, CR) 축 전기 모터 어셈블리에 관한 것이다. 장치를 포함하는 대부분의 표준 모터에는 표준 전기 모터 대신 본 기술의 CR 축 전기 모터 어셈블리가 장착될 수 있다. 본 기술의 일반적인 용도는 항공기에 동력을 제공하거나 공기 이동/팬 기술을 위한 것이며, 이하 제시되는 일례들은 설명의 목적으로만 적용될 뿐 제한적인 것은 아니다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 수평 비행 및 수직 이착륙 항공기 또는 공기 순환 팬에 동력을 공급하는 데 자주 사용되며 두 개의 연계된 프로펠러가 공통 중심 샤프트 주위에서 서로 매우 가깝게 회전할 수 있는 CR 축 전기 모터 어셈블리이며, 여기서 하나의 프로펠러에 의해 생성된 기류는 다른 프로펠러의 회전에 차등적으로 결합되어 단일 프로펠러를 회전시키는 동등한 표준/기존(traditional) 모터에 비해 CR 축 모터에 의한 전력 소비 효율을 증가시킬 수 있다.

액시얼 모터와 레이디얼 모터를 구분하기 위해 표준/기존 액시얼 모터는 회전 출력 샤프트와 평행하게 흐르는 자속을 갖는 반면, 표준/기존 레이디얼 모터는 회전 출력 샤프트와 수직으로 흐르는 자속을 갖는다는 점에 유의한다.

브러시를 포함하는 기존의 DC 래이디얼 모터의 경우, 외부/주변(outside/surrounding) 모터 하우징은 고정(stationary)되어 있고, 하우징 내의 스테이터/필드 마그넷도 고정되어 있다. 스테이터는 일반적으로 하우징에 부착된다. 내부 아마츄어/로터는 작동 중 회전하는 샤프트 또는 축에 부착된다(표준 모터의 일부 버전에서는 로터를 아마츄어라고 지칭할 수 있음). 따라서, 아마츄어 샤프트/축은 고정(stationary) 모터 하우징으로부터 연장되며 전류가 모터에 인가될 때 회전한다(아마츄어/로터는 고정된 스테이터/필드 마그넷 내에서 회전한다). 브러시를 포함하는 모터에서, 물리적 브러시는 전류를 펄스하여 아마츄어의 코일 내 필드 극성을 교번하는 정류자 인터페이스를 통해 외부 소스로부터 로터로 전기를 전달하는데 필요하며, 이를 통해 아마츄어를 회전시키는데 사용되는 회전 구동력을 생성할 수 있다. 기존 브러시 전기 모터의 역사는 광범위하다.

종래 브러시리스 DC 래이디얼 모터의 경우, 외부/주변 모터 하우징은 하우징 내의 스테이터와 마찬가지로 고정되어 있다. 스테이터는 일반적으로 하우징에 부착된다. 내부 아마츄어/로터는 작동 중 회전하는 샤프트 또는 축에 부착된다. 따라서, 아마츄어 샤프트/축은 고정된 모터 하우징으로부터 연장되어 모터에 전류가 인가될 때 회전한다(아마츄어/로터는 고정 스테이터/필드 마그넷 내에서 회전한다). 브러시리스 모터에서는 외부 소스에서 로터로 전기를 전달하기 위한 물리적 브러시가 필요하지 않다. 브러시리스 모터의 구성은 스테이터에 부착된 영구 자석을 사용하는 설계를 허용하거나 또는 좀 더 일반적으로 영구 자석이 아마츄어와 연계되고 필드 권선이 고정 스테이터에 위치한다. 분명하게, 브러시리스 모터는 정류에 물리적 브러시를 사용하지 않으며, 대신 표준 기술에 의해 전자적으로 정류된다. 적절하게 펄스된 전류가 권선에 전달되고 표준 홀 효과(hall effect) 센서/마그넷, 역기전력(back emf) 및 이와 동등한 수단들과 같은 통합 수단을 통해 타이밍이 지정된다. 브러시리스 DC 모터는 브러시 모터에 비해 많은 장점이 있다.

미국 특허 제2,431,255호, 제2,456,993호 및 제2,462,182호에 관련된 역회전 전기 DC 래이디얼 모터가 개시되어 있다. 개시된 모터는 동축 프로펠러 어셈블리가 별도의 프로펠러를 반대 방향으로 구동하여 어뢰가 원하는 방향으로 계속 이동하도록 하는 어뢰 추진 시스템에 사용될 예정이었다. 분명히, 이러한 모터의 작동 수명은 목표물에 맞을 때 파괴되기 때문에 극도로 제한된다. 스테이터가 회전하는 동안 발생하는 필요한 원심/구심 영향을 받는 정류자 대 브러시 접촉 단절(commutator-to-brush contact breaks)을 제거하기 위해(일반적으로 스테이터는 회전하지 않으므로 일정한 탄성 수단 또는 스프링이 단순히 브러시를 안쪽으로 그리고 회전 중심 쪽으로 밀면 필요한 전기 통신을 위해 정류자와 접촉하지만, 스테이터가 회전하면 브러시가 정류자로부터 "떨어지게(floating away)" 된다), 장치는 "래이디얼 정류자(회전축으로부터 외측으로 연장된 디스크)와 회전축에 평행한 접촉 브러시를 포함한다. 이러한 래이디얼 정류자/브러시 디자인은 복잡하고 쉽게 제작할 수 없으므로 제조 비용이 많이 발생한다.

미국 특허 제3,738,270호에는 어뢰용 브러시리스 전기 DC 래이디얼 모터가 개시되어 있다. 물 속에서 목표물을 향해 가는 동안 안정성을 유지하려면 반대 방향으로 회전하는 프로펠러가 유리하다. 이 디자인은 두 개의 독립적인 아마츄어가 서로 반대 방향으로 회전하여 관련 프로펠러를 그 반대 방향으로 구동하는 고정 스테이터를 사용한다.

미국 특허 제4,056,746호는 바로 위에 제시된 디자인과 상당히 유사한 역회전 래이디얼 전기 모터를 개시한다. 래이디얼 정류자/브러시 디자인이 장치 작동에 다시 한번 활용된다.

DC 로터리 장치는 미국 특허 제4,259,604호와 관련되어 있다. 이 장치의 정류자/브러시 디자인은 매우 단순하며 높은 회전 속도에서 작동하도록 만들어지지 않았다. 일반적으로 모터는 테이프 레코더, VTR 등과 같이 낮은 회전 속도가 필요한 장치에 사용된다. 정류자는 표준 원통형 디자인이며 브러시는 정류자 바에 영구적으로 접촉된다.

미국 특허 제8,198,773호, 제8,253,294호, 제8,531,072호 및 제10,116,187호(본 발명의 출원인)는 다양한 역회전 모터/발전기 제품에 대한 것이다.

사이트(https://www.magnax.com-blog/axial-flux-vs-radial-flux-for-direct-drive-gneerators)에 예시된 바와 같이 표준/기존 축 모터들이 널리 알려져 있다. 종래의 액시얼 모터에서는 필드 코일(field coils)이 스테이터에 고정되어 있는 동안 로터/아마츄어만 회전한다.

임의의 (축 또는 래이디얼) CR 모터에 전류를 전달하는데 적합한 슬립 링 어셈블리가 국제공개특허 제WO2018/106611호(본 발명의 출원인)에 개시되어 있으며, 참고를 위해 여기에 전반적으로 통합되어 있다.

본 명세서에 설명되는 기술의 목적은 회전 동력을 공급하기 위해 기존의 전기 모터를 이용했던 임의의 장치에 동력을 공급하기 위해 이용되는 두 개의 반대 방향으로 회전 구동 부재를 갖는 CR 축 전기 모터 어셈블리를 제공하는 것이다.

여기에 설명된 기술의 목적은 수평 비행 및 수직 이착륙 항공기에 동력을 공급하는 데 사용되는 두 개의 반대 방향으로 회전 구동 부재를 갖는 CR 축 전기 모터 어셈블리를 제공하는 것이다.

여기에 설명된 기술의 다른 목적은 에어 또는 다른 액체 및 기체 물질의 이동 또는 펌핑을 위한 팬에 동력을 공급하는 데 사용되는 두 개의 반대 방향으로 회전 구동 부재를 갖는 CR 축 전기 모터 어셈블리를 제공하는 것이다.

여기에 설명된 기술의 또 다른 목적은 에어 또는 다른 액체 및 기체 물질의 이동 또는 펌핑을 위한 팬에 동력을 공급하는 데 사용되는 두 개의 반대 방향으로 회전 구동 부재를 가지며, 각 구동 부재는 프로펠러를 갖는 CR 축 전기 모터 어셈블리를 제공하는 것이다.

여기에 설명된 기술의 또 다른 목적은 표준/기존 축 모터와 비교할 때, 기계적 동력 출력 대비 감소된 동력 입력으로 에어 또는 기타 액체 및 기체 물질의 이동 또는 펌핑을 위한 팬에 동력을 공급하는 데 사용되는 CR 축 전기 모터 어셈블리를 공급하는 것이다.

여기에 설명된 기술의 또 다른 목적은 동등한 표준/기존 모터보다 증가된 배터리 수명 및 더 큰 추력으로 수평 비행 및 수직 이착륙 항공기에 동력을 공급하는 데 사용되는 CR 축 전기 모터 어셈블리를 개시하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 1) 기존 모터 마운트에 낭비되지 않는 추가 에너지; 2) 더 낮은 열 생산으로 인한 추가 에너지; 및 3) 표준 축 모터에 비해 CR 축 모터의 효율성을 증가시키도록 순 회전 속도를 증가시키기 위해 반대 방향으로 회전하는 두 부재 사이의 시너지 차동 결합;의 조합을 활용하는 CR 축 모터를 개시하는 것이다.

CR 축 전기 모터 어셈블리가 개시된다. 예를 들지만 이에 제한되지 않는, 이러한 CR 축 모터는 다음을 포함하는 항공기 또는 팬에 동력을 공급하는 데 사용될 수 있다. CR 축 모터는 두 개의 서로 다른 방향으로 회전하는 역회전 차동 축 전기 모터를 포함하며, 여기서 제1 회전 부재는 하나 이상의 영구 자석 세트를 포함하고 제2 회전 부재는 하나 이상의 전자기장 권선 세트를 포함하며; b) 반대 방향으로 회전하는 부재 중 하나에 고정된 제1 프로펠러 블레이드 세트 및 반대 방향으로 회전하는 다른 프로펠러 블레이드 세트에 고정된 제2 프로펠러 블레이드 세트; c) 전자기 필드 코일(electromagnetic field coils)에 전기를 전달하는 수단; d) CR 축 모터 어셈블리를 차량 또는 팬에 장착하기 위한 수단; e) 선택적으로, CR 모터 어셈블리를 작동시키기 위한 제어 수단; 및 f) 선택적으로 전원 공급 장치를 포함한다.

여기에 설명된 기술의 다른 측면들은 명세서의 이하 부분에서 설명될 것이며, 여기서 상세한 설명은 제한을 두지 않고 기술의 바람직한 실시 예를 완전히 설명하기 위한 것이다.

여기에 설명된 기술은 예시할 목적을 위한 다음 도면들을 참조하여 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1a는 자기장 생성 영역의 양쪽에 존재하는 반대 방향으로 회전하는 구동 부재들과 두 세트의 영구 자석을 갖는 고정 중심 샤프트를 이용하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단면도이다.
도 1b는 자기장 생성 영역의 양쪽에 존재하는 반대 방향으로 회전하는 구동 부재들과 단일 세트의 영구 자석을 갖는 고정 중심 샤프트를 이용하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단면도이다.
도 2a는 자기장 생성 영역의 동일한 측면으로부터 연장되는 반대 방향으로 회전하는 구동 부재들과 두 세트의 영구 자석을 갖는 회전 중심 샤프트를 이용하는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 단면도이다.
도 2b는 자기장 생성 영역의 동일한 측면으로부터 연장되는 반대 방향으로 회전하는 구동 부재들과 단일 세트의 영구 자석을 갖는 회전 중심 샤프트를 이용하는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 단면도이다.
도 3은 외부 전원 소스로부터 내부 필드 코일로 전기를 전달할 수 있는 슬립 링 어셈블리의 일례를 도시한 단면도이다.
도 4는 외부 전원 소스로부터 내부 필드 코일로 전기를 전달할 수 있으며 오일/윤활제 리저버 및 오일/윤활유를 슬립 링 어셈블리의 디스크 내로 운송하기 위한 라인 또는 윅(wick)을 포함하는 슬립 링 어셈블리의 일례를 도시한 단면도이다.
도 5는 제1 회전 부재 상의 한 세트의 영구 자석의 배향을 나타내는 사시도이다.

보다 구체적으로 도면들을 참조하면, 설명을 위해 본 기술은 도 1 내지 도 5에 일반적으로 도시된 바와 같은 시스템으로 실현된다. 본 시스템의 CR 축 전기 모터 어셈블리는 구성 및 구성 요소들의 세부 사항이 다양할 수 있으며, 그 방법도 여기에 개시한 바와 같이 기본 개념에서 벗어나지 않는 한 특정 단계들 및 작동 순서가 달라질 수 있음을 이해해야 할 것이다.

일반적으로, 본 발명은 CR 축 전기 모터 어셈블리이다. 설명을 위한 일례로는 기체 또는 액체를 이동시키기 위해 항공기 또는 팬/펌프에 동력(또는 전력)을 공급하는 것이며, 따라서 이러한 유형의 적용 시에는 관련 프로펠러 또는 임펠러를 활용한다. 일반적으로, 본 발명은 CR 축 전기 모터를 포함하며, 이때 CR 축 전기 모터는 제1 및 제2 단부를 갖는 장축 및 상기 장축에 수직인 단축을 갖는 중심 샤프트; 중심 샤프트의 제1 단부가 결합되는 베이스 부재; 제1 베어링에 의해 장착되어 상기 중심 샤프트의 장축을 중심으로 회전을 허용하고 각 필드 코일의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 대략 평행하게 흐르는 한 세트의 전자기 필드 코일가 고정된 제1 회전 부재; 제2 베어링에 의해 장착되어 상기 중심 샤프트의 장축을 중심으로 회전을 허용하는 제2 회전 부재 및 각 자석의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 대략 평행하게 흐르는 적어도 하나의 영구 자석 세트가 고정된 샤프트; 상기 제1 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제1 구동 부재; 상기 제2 회전 부재에 부착 및 연장되는 제2 구동 부재; 및 상기 제1 단부 및 상기 베이스 부재에 근접한 상기 중심 샤프트 주위에 고정된 슬립 링 어셈블리;를 포함하며, 여기서 상기 전자기 필드 코일에 전류가 인가될 때 상기 제1 및 제2 구동 부재는 반대 방향으로 회전하며, 상기 제1 및 제2 구동 부재가 반대 방향으로 회전하는 동안 상기 슬립 링 어셈블리는 외부 전원으로부터 전자기 필드 코일로 전류의 통과를 용이하게 한다. 추가적으로, 본 발명의 CR 축 모터는 상기 제1 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제1 프로펠러 및 상기 제2 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제2 프로펠러를 더 포함할 수 있으며, 여기서 제1 및 제2 프로펠러 블레이드는 주변 매체가 상기 CR 축 모터를 지나 공통 방향으로 이동되도록 선택된 피치를 갖는다. 또한, 본 발명의 CR 축 전기 모터는 상기 중심 샤프트가 상기 베이스 부재에 고정 방식(in a stationary manner)으로 고정되고 상기 제1 및 제2 회전 부재가 상기 고정 샤프트 주위를 서로 반대 방향으로 회전하거나 또는 상기 중심 샤프트가 중공이고 상기 제1 회전 부재에 고정되며 상기 베이스 부재에 회전 가능하게 장착되고 상기 제2 회전 부재는 상기 중공 중심 샤프트 및 상기 제1 회전 부재와 반대 방향으로 회전한다.

또한, CR 축 전기 모터 어셈블리는 제1 및 제2 단부를 갖는 장축 및 상기 장축에 수직인 단축을 갖는 중심 샤프트; 상기 중심 샤프트의 제1 단부가 비회전 방식(non-rotationally manner)으로 장착되는 베이스 부재; 제1 회전 부재로서, 상기 비회전 중심 샤프트를 에워싸는 지지 슬리브; 상기 지지 슬리브가 상기 중심 샤프트 주위를 회전하도록 허용하는 상기 지지 슬리브에 장착된 제1 베어링; 상기 중심 샤프트에 부착 및 그로부터 멀어지게 연장되며 상기 중심 샤프트의 단축에 대략 평행한 지지 디스크; 각 필드 코일의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축과 대략 평행하게 흐르는 상기 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 디스크에 고정된 전자기 필드 코일 세트;를 포함하는 상기 제1 회전 부재; 제2 회전 부재로서, 상기 중심 샤프트의 단축에 대략 평행한 대향하는 제1 및 제2 측벽을 갖는 상기 비회전 중심 샤프트를 에워싸는 지지 하우징으로서, 상기 제2 측벽은 상기 중심 샤프트의 장축을 중심으로 하며 슬립 링 어셈블리로부터 전자기 필드 코일로 이어지는 와이어를 수용하기에 충분한 크기의 개구를 갖는 상기 지지 하우징; 상기 지지 하우징이 상기 중심 샤프트 주위를 회전하도록 허용하는 상기 지지 하우징 제1 측벽에 장착된 제2 베어링; 각 영구 자석의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 대략 평행하게 흐르는 상기 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 하우징의 동일한 측벽에 고정된 적어도 하나의 영구 자석 세트; 상기 제1 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제1 구동 부재; 상기 제2 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제2 구동 부재; 및 상기 제1 단부 및 상기 베이스 부재에 근접한 상기 중심 샤프트 주위에 고정된 슬립 링 어셈블리;를 포함하고, 여기서 상기 전자기 필드 코일에 전류가 인가될 때 상기 제1 및 제2 구동 부재는 반대 방향으로 회전하고, 상기 슬립 링 어셈블리는 상기 제1 및 제2 구동 부재가 반대 방향으로 회전하는 동안 외부 전원으로부터 상기 전자기 필드 코일로 전류의 통과를 용이하게 한다. CR 축 모터는 상기 제1 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제1 프로펠러 및 상기 제2 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제2 프로펠러를 더 포함하며, 여기서 제1 및 제2 프로펠러 블레이드는 주변 매체가 상기 CR 축 모터를 지나 공통 방향으로 이동되도록 선택된 피치를 갖는다.

부가적으로, 본 발명의 CR 축 전기 모터 어셈블리는 제1 및 제2 단부를 갖는 장축 및 상기 장축에 수직인 단축을 갖는 중공 중심 샤프트(a central hollow shaft); 베이스 부재; 상기 중공 중심 샤프트의 제1 단부가 회전 가능하게 장착되는 상기 베이스 부재에 장착되는 제1 베어링;

a. 제1 회전 부재로서,

i. 상기 중공 중심 샤프트에 부착 및 그로부터 멀어지게 연장되며 상기 중심 샤프트의 단축에 대략 평행한 지지 디스크;

ii. 각 필드 코일의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축과 대략 평행하게 흐르는 상기 중공 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 디스크에 고정된 전자기 필드 코일 세트;를 포함하는 상기 제1 회전 부재;

b. 제2 회전 부재로서,

i. 상기 중심 샤프트의 단축에 대략 평행한 두 개의 대향하는 측벽을 갖는 상기 중공 중심 샤프트를 에워싸는 지지 하우징;

ii. 상기 지지 하우징이 상기 중공 중심 샤프트 주위를 회전하도록 허용하는 상기 지지 하우징에 장착된 제2 베어링;

iii. 각 영구 자석의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 대략 평행하게 흐르는 상기 중공 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 하우징의 동일한 측벽에 고정된 적어도 하나의 영구 자석 세트;를 포함하는 상기 제2 회전 부재;

c. 상기 중공 중심 샤프트의 제2 단부에 근접하게 위치된 제1 구동 부재 부착 영역;

d. 상기 제2 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제2 구동 부재로서, 상기 전자기 필드 코일에 전류가 인가될 때 상기 제1 구동 부재 부착 영역과 상기 제2 구동 부재가 반대 방향으로 회전하는 상기 제2 구동 부재; 및

e. 상기 제1 단부 및 상기 베이스 부재에 근접한 상기 중심 샤프트 주위에 고정된 슬립 링 어셈블리;를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 슬립 링 어셈블리는 상기 제1 및 제2 회전 부재가 반대 방향으로 회전하는 동안 상기 중공 중심 샤프트를 통과하는 와이어를 통해 외부 전원으로부터 상기 전자기 필드 코일로 전류의 통과를 용이하게 한다.

또한, 본 발명의 CR 축 전기 모터 어셈블리는 상기 제1 구동 부재 부착 영역에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제1 프로펠러 및 상기 제2 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제2 프로펠러를 더 포함할 수 있으며, 여기서 제1 및 제2 프로펠러 블레이드는 주변 매체가 CR 축 모터를 지나 공통 방향으로 이동되도록 선택된 피치를 갖는다.

본 발명과 약간 다른 여러 실시 예들 1) 고정 중심 샤프트(stationary central shaft)를 갖는 CR 축 모터 어셈블리(두 세트의 영구 자석을 갖는 도 1A 및 한 세트의 영구 자석을 갖는 도 1B), 및 2) 회전 중심 샤프트(rotating central shaft)를 갖는 CR 축 모터 어셈블리(두 세트의 영구 자석을 갖는 도 2A 및 한 세트의 영구 자석을 갖는 2B)이 존재할 수 있으며, 두 실시 예들은 아래에서 자세히 설명된다. 두 실시 예에서는 많은 구성요소들이 동일하다. 그러나, 분명히 일부 서스펜션 부재들은 반대 방향으로 회전하는 두 부재의 회전을 허용하도록 하나에서 다른 것으로 재배치된다. 또한, 회전력을 생성하기 위한 전자-기계적 수단은 영구 자석과 전자석을 포함하지만, 원하는 경우 전자석이 영구 자석을 대체할 수 있으며 각 유형의 자석의 물리적 위치는 바뀔 수 있다. 실시 예들은 설명할 목적일 뿐 이에 한정되지 않으며, 전자석과 조합된 영구 자석들이 본 발명의 실시 예들에서 사용될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예는 베이스 부재(10)가 중심 샤프트(15)에 비회전 방식으로 고정된 CR 축 모터(5)를 포함한다. 일반적으로, 베이스(10) 및 중심 샤프트는 금속 합금의 금속으로 제조되지만, 천연 및 합성 중합체, 세라믹, 유리 및 동등한 재료가 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다. 또한, 베이스(10) 및 중심 샤프트는 일체로 제작될 수 있다. 중심 샤프트(15)는 제1 및 제2 단부와 수직 단축(17)을 갖는 장축(16)을 포함한다. 샤프트의 제1 단부는 접착(gluing), 볼팅(set screws), 나사(screwing), 용접, 브레이징, 납땜 등과 같은 표준 수단에 의해 베이스(10)에 (영구적으로 또는 제거 가능하게) 비회전 방식으로 부착된다.

본 발명의 나머지 다른 구성요소들은 회전 또는 비회전 방식(in a rotational or non-rotational manner)으로 중심 샤프트 주위에 구성될 것이다. 제1 회전 부재는 제1 베어링(22, 23)에 의해 장축(16)을 중심으로 중심 샤프트(15)에 장착된다. 제1 회전 부재는 비회전 중심 샤프트(15)를 에워싸며(encircles) 중심 샤프트의 단축(17)에 대략 평행한 지지 슬리브(21)에 부착 및 그(지지 슬리브)로부터 연장되는 지지 디스크(20)를 포함한다. 베어링(22, 23)은 지지 슬리브(21)를 중심 샤프트(15)에 회전 가능하게 고정한다. 일반적으로 지지 슬리브(21)와 지지 디스크(20)는 적절한 금속 합금의 금속으로 제조되지만, 천연 및 합성 중합체, 세라믹, 유리 및 동등한 재료들도 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다.

한 세트의 전자기 필드 코일(25)(electromagnetic field coils)이 지지 디스크에 장착되어 있다. 한 세트의 필드 코일(25)은 중심 샤프트(15)를 에워싸는 패턴으로 배열되며 지지 디스크(20)의 중간에서 외측 둘레 가장자리에 근접하게 방사상으로 바깥쪽으로 변위된다. 포함된 필드 코일(15)의 각 세트 내에서 선택된 필드 코일의 수는 특정 CR 축 모터의 크기(얼마나 많이 지지 디스크(20)의 둘레에 물리적으로 대응하고 원하는 필드 밀도를 제공할 것인지)에 따라 다르다. 각 필드 코일(25)에 대한 자기장 또는 플럭스는 중심 샤프트(15)의 장축(16)에 대략 평행하게 흐른다. 필드 코일(25)은 표준 부착 수단에 의해 지지 디스크(20)에 고정된다. 도 1a, 1b, 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 일 실시 예에 따른 필드 코일은 3상 배열로 구성된다(세 개의 와이어(70 또는 170)가 필드 코일(25)에 들어가지만, 다른 상 배열도 본 발명의 영역 내에 있는 것으로 고려된다). CR 축 모터의 동작 중 필드 코일(25), 지지 슬리브(21) 및 부착된 지지 디스크(20)는 모두 제1 방향으로 중심 샤프트(15)를 중심으로 회전한다.

제2 회전 부재는 제2 베어링(32, 33)에 의해 장축(16)을 중심으로 중심 샤프트(15)에 장착된다. 제2 회전 부재는 비회전 중심 샤프트(15)을 둘러싸는 지지 하우징(30)을 포함한다. 지지 하우징(30)은 중심 샤프트의 단축(17)에 대략 평행하고 중심 샤프트(15)로부터 반경방향 외측으로 연장되는 두 개의 대향하는 측벽을 갖는다. 지지 하우징(30) 양측벽의 외주는 단부 부재(35)에 의해 연결된다. 지지 하우징(30)의 양측벽 중 일측벽은 중심 샤프트(15)의 장축(16)을 중심으로 하며 슬립 링 어셈블리(60)로부터 전자기 필드 코일(25)로 연결되는 와이어(70)를 수용하기에 충분히 큰 직경을 갖는 개구(36)를 갖는다. 제2 베어링(32, 33)은 CR 축 모터 동작 시 지지 하우징(30)이 중심 샤프트(15) 주위를 회전할 수 있도록 한다.

지지 하우징의 내측면에는 적어도 한 세트의 영구 자석(31)(제1 세트) 및 31'(제2 세트)가 부착된다. 영구 자석(31, 31')들은 접착 등의 적절한 수단에 의해 고정된다. 각 세트의 영구 자석(31, 31')들은 원형으로 배치된다. 도 5는 지지 하우징(30) 내 영구 자석(31)들의 원형 배치를 도시한 것이다. 도 1a는 두 세트의 영구 자석(31, 31')을 도시하고 있으며, 도 1b는 한 세트의 영구 자석(31)을 도시한 실시 예이다. 각 영구 자석의 자기장은 중심 샤프트(15)의 장축(16)에 대략 평행하게 흐르며, 이에 따라 전자석(31, 31')과 함께 CR 축 모터를 구동하는 데 필요한 힘이 생성된다.

제1 구동 부재(45)는 제1 회전 부재의 지지 슬리브(21)에 부착 및 (중심 샤프트(15)의 장축(16)을 따라) 그로부터 연장되어 중심 샤프트(15)를 둘러싼다. 이 제1 구동 부재(45)는 CR 축 모터를 외부 사용 수단에 결합하기 위한 부착점의 역할을 한다. 일례로 도시된 외부 사용 수단은 프로펠러 블레이드(55)와 결합된 프로펠러 마운트(50)일 수 있다.

제2 구동 부재(40)는 제2 회전 부재의 지지 하우징(30)에 부착 및 (중심 샤프트(15)의 장축(16)을 따라 제1 구동 부재(45)와는 반대 방향으로) 그로부터 연장된다. CR 축 모터가 동작하는 동안 전자기 필드 코일에 전류가 인가되면, 제1 및 제2 구동 부재는 서로 반대 방향으로 회전한다.

도 1a에 도시된 본 발명의 CR 축 모터(5)에 대한 대안적인 실시 예가 도 1b에 도시된 CR 축 모터(6)이다. 두 실시 예는 CR 축 모터(6)가 지지 하우징(30) 측벽에 두 세트가 아닌 한 세트의 영구 자석(31)을 갖는다는 점을 제외하고는 매우 유사하다(동일한 참조 부호 부재). 원형 플레이트(80)가 필드 코일/권선(25)의 일측면에 연결된다. 이 버전은 CR 축 모터(6)의 제조를 단순화한다.

도 2a 및 2b는 본 발명의 두 개의 추가 실시 예(CR 축 모터(7, 8))를 도시한다. 고정 중심 샤프트(15)를 갖는 대신에, 베이스 부재(100) 내의 베어링(110)에 의해 제1 단부가 근접 장착되는 중공 및 회전식 중심 샤프트(105)를 갖는다. 중공 샤프트(105)는 슬립 링 어셈블리(160)로부터 와이어(170)가 샤프트(105)의 중공 내부 및 전자기 코일/권선(125) 상으로 연결될 수 있도록 한다.

제1 회전 부재는 중공(와이어(170)가 그 내부로 이동) 또는 내부가 막힌(solid)(와이어(170)가 외부로 이동) 지지 디스크(120)를 포함한다. 복수의 필드 코일/권선(125)은 (통상 원형이고 중심 샤프트(105)에 중심을 두는) 패턴으로 배치된다,

제2 회전 부재는 중심 샤프트(105)에 두 세트의 베어링(132, 133)에 의해 중심 샤프트(105) 상에 장착되며 두 개의 대향하는 측벽을 갖는 지지 하우징(130), 및 지지 하우징(130)의 두 측벽들 사이에서 연장되는 단부 부재(135)를 포함한다. 본 실시 예(7)는 두 세트의 영구 자석(131, 131')이 지지 하우징(130)의 대향하는 양측벽의 내측면에 장착되어 있다.

제1 구동 부재 부착 영역(141)은 중심 샤프트(105)의 제2 단부에 근접하게 위치된다. 프로펠러 부착 커플러(150)가 부착 영역(141)에서 중심 샤프트(105)에 고정되며 프로펠러 블레이드(155) 내로 연장된다.

제2 구동 부재(140)는 지지 하우징(130)에 부착 및 그로부터 연장된다. 제2 구동 부재(140)는 일반적으로 원통형이고 프로펠러 부착 커플러(150) 및 프로펠러 블레이드(155) 내에 고정된다.

도 2b는 지지 하우징(130) 양측벽에 두 세트가 아닌 한 세트의 영구 자석(31)만 마련된 것을 도시한다. 원형 플레이트(180)가 필드 코일/권선(125)의 일측면에 연결된다. 이 버전은 CR 축 모터(8)의 제조를 단순화한다.

일반적으로, 전기 전송 수단(외부 소스에서 내부 필드 코일로)은 필드 코일/권선에 전기를 공급하는데 배선(wiring)을 이용한다. 필드 코일/권선의 구성에 따라 하나 이상의 전선이 필드 코일/권선과 연통할 수 있다. 세 개의 전선(3상 구성이지만, 다른 등가의 배선 구성도 본 발명의 영역 내에 있는 것으로 고려됨)이 설명을 위해 도시되어 있으며 필드 코일/권선으로부터 슬립 링 어셈블리로 연결된 후 적합한 전원으로 연결된다. 슬립 링 어셈블리뿐만 아니라, 다른 동등한 전기 전송 수단 예를 들어 전기 전도성 베어링 등을 포함하여 이용할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

상술한 바와 같이, 임의의 (액시얼 또는 래이디얼) CR 모터(또는 다른 회전 전기 장치)에 전류를 전송하기 위한 적절한 슬립 링 어셈블리가 국제공개 제WO 2018/106611호(본 출원인에 의해)에 개시되어 있으며, 참고로 본 출원에 전반적으로 통합되어 있다. 분명히 하기 위해, 적합한 슬립 링 어셈블리에 대한 일반적인 구성이 도 3 및 도 4에 도시되어 있다.

구체적으로, 모든 도면(도 1a-4)에 도시된 전기 전송 수단은 제1 단부 및 베이스 부재(10)에 근접한 중심 샤프트(15) 주위에 고정되는 슬립 링 어셈블리(60)이다. 도 3에는 일반적인 슬립 링 어셈블리(60/160)가 도시되어 있으며, 도 4에는 오일/윤활제 챔버(310) 및 오일/윤활제 리저버(300)를 갖는 변형 슬립 링 어셈블리(60'/160')가 도시되어 있다.

도 3에 도시된 슬립 링 어셈블리(60/160) 버전은 3상 CR 축 모터를 가정했지만, 어떤 상 구성에 대해서도 수정될 수 있다. 슬립 링 어셈블리(60/160)는 임의의 개구에 의해 주변 하우징(62)을 통해 연결되는 한 세트의 인입 와이어(65/165)(외부 전원으로부터)를 포함한다. 내부 스핀들(61)은 일련의 전기 전도성 또는 전기 절연성 디스크들을 포함한다. 전기 절연성 디스크(200)는 인입 상들을 접지로부터 격리시킨다. 전선(65/165)에 연결된 (전원으로부터) 인입(entering) 전기 전도성 디스크(205, 206, 207)와 전선(70/170)에 연결된 (필드 코일로) 인출(exiting) 전기 전도성 디스크(215, 216, 217)가 있다. 전도성 디스크(205)는 215 상에서 회전하고, 206은 216 상에서 회전하고, 207은 217 상에서 회전한다. 본 출원인은 한 쌍의 인입 및 인출 디스크 중 하나 또는 둘 모두가 오일/윤활유를 포함하는 소결/다공성 재료로 제조될 경우, 저속에서 급회전 시 디스크에 눈에 띄는 마모 없이 대량의 전력(고전압 및 고전류)이 전달될 수 있음을 발견했다(국제공개 제2018/106611호 참조). 적합한 소결/다공성 재료는 Oilite(많은 표준 소스에서 입수할 수 있는 소결 청동) 등이다.

도 4에 도시된 슬립 링 어셈블리(60'/160') 버전은 추가 오일/윤활제 챔버(310) 및 오일/윤활유 리저버(300)가 있는 것을 제외하고 슬립 링 어셈블리(60/160)에 도시된 다양한 구성요소들을 포함한다. 일부 적용예에서는 추가 오일/윤활유가 유리할 수 있다. 여기서, 스핀들(61)은 하우징(62)과 결합하여 오일 윤활 챔버(310) 및 오일/윤활유 리저버를 생성한다. 일부 적용예에서 챔버(310)는 추가 오일/윤활제로 충분할 수 있지만, 다른 경우에는 추가 오일/윤활제가 더 필요하여 공급 라인 또는 윅(305)(wick)을 통해 리저버(300)로부터 공급될 수 있다.

전원은 적절한 양의 전기(특정 CR 축 모터에 결정된 암페어 및 전압 레벨)를 CR 축 모터 어셈블리에 공급하는 데 사용된다. 추가적으로, 쉽게 구입할 수 있는 표준 ESC(Electronic Speed Controller)를 채용하여 인입 전기를 제어함으로써 회전에 전력을 공급하고 회전을 시작하는 데 필요한 자기 반발력을 생성하는 패턴으로 필드 코일 권선을 작동시킨다.

항공기 또는 팬에 동력을 공급하기 위해 제작된 일례의 CR 축 모터의 경우, 본 발명의 차동(differential) 또는 1-2차 프로펠러-피드백 작용은 종래의 단일 프로펠러가 장착된 기존/표준 모터와 비교하여 내부적으로 차동 결합된 두 개의 프로펠러를 갖는 본 발명의 효과 또는 효율의 일부를 설명하는데 도움이 된다. 제1 프로펠러의 블레이드 세트는 들어오는 공기와 마주쳐서(encounter) 나가는 공기의 속도를 증가시킨다. 제2 프로펠러의 블레이드 세트(주변 매체를 동일한 방향으로 구동하기 위해 제1 프로펠러에서 피치가 전환됨)는 제1 프로펠러에 의해 가속된 공기와 마주쳐서 제2 회전 부재를 더 빠르게 회전시키고, 이에 따라 제1 회전 부재를 더욱 가속시킨다. 내부적으로 차동 결합된 두 개의 회전 부재는 CR 축 버전에서 볼 수 있듯이, 회전 부재들 사이에 시너지 피드백 향상을 제공하지 않는 하나의 프로펠러만 있는 모터보다 더 높은 효율로 작동한다.

실험예(Experimental)

실험적 시도 및 설명을 위해, 그리고 제한 없이, CR 축 드론 전기 모터 어셈블리를 제작했다. 회전 부재 중 하나가 CR 축 모터를 중지하면, 회전 부재가 하나만 있는 기존/표준 축 모터로 작동한다. 각 구동 부재는 주변 공기가 CR 축 모터 어셈블리를 지나 공통 방향으로 향하도록 하나의 프로펠러가 다른 프로펠러에 반대되는 피치를 갖는 프로펠러에 고정된다.

실험 #1:

이 테스트들은 동일한 프로펠러에 결합된 세 가지 다른 유형의 모터로 수행되었다. 1) 하나의 프로펠러가 있는 RC Timer의 표준 모터(5010-620KV, rctimer.com 및 대부분의 hoppy 공급점에서 찾을 수 있음), 2) 하나의 프로펠러가 고정되어 있는 표준 RC Timer 모터(5010-620KV)와 거의 동일한 크기의 CR 축 모터(표준 모터 모방), 3) 두 개의 반대 방향으로 회전하는 프로펠러가 있는 표준 RC Timer 모터(5010-620KV)와 거의 동일한 크기의 CR 축 모터이다. 모두 22℃, 실온에서 작동되었다.

반대 방향으로 회전하는 두 프로펠러 대비 하나의 프로펠러만 회전하는(다른 하나는 고정된 상태) CR 축 모터 모두에 대해 22.3V 및 16.00A를 선택하면, 두 프로펠러가 있는 CR 축은 와트당 그램(g/W)으로 모터 효율을 비교할 경우, ~24% 더 효율적이다. 테스트된 프로토타입 CR 축 모터는 수작업으로 제작되었으며 의심할 여지 없이 기계 제작 공차를 적용할 경우 더 효율적이 될 것임은 분명하다.

본 기술의 여러 실시 예들은 본 발명의 영역 내에 있는 것으로 고려되는 CR 축 전기 모터 어셈블리를 포함한다. CR 축 전기 모터 어셈블리는 제1 및 제2 단부를 갖는 장축 및 상기 장축에 수직인 단축을 갖는 중심 샤프트; 중심 샤프트의 제1 단부가 결합되는 베이스 부재; 제1 베어링에 의해 장착되어 상기 중심 샤프트의 장축 주위로 회전을 허용하고 각 필드 코일의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 대략 평행하게 흐르는 한 세트의 전자기 필드 코일가 고정된 제1 회전 부재; 제2 베어링에 의해 장착되어 상기 중심 샤프트의 장축 주위로 회전을 허용하고 각 자석의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 대략 평행하게 흐르는 적어도 하나의 영구 자석 세트에 고정된 샤프트를 허용하는 제2 회전 부재; 상기 제1 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제1 구동 부재; 상기 제2 회전 부재에 부착 및 연장되는 제2 구동 부재; 및 상기 제1 단부 및 상기 베이스 부재에 근접한 상기 중심 샤프트 주위에 고정된 슬립 링 어셈블리;를 포함하며, 여기서 상기 전자기 필드 코일에 전류가 인가될 때 상기 제1 및 제2 구동 부재는 반대 방향으로 회전하며, 상기 제1 및 제2 구동 부재가 반대 방향으로 회전하는 동안 상기 슬립 링 어셈블리는 외부 전원으로부터 전자기 필드 코일로 전류의 통과를 용이하게 한다.

추가 실시 예에서는 상기 제1 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제1 프로펠러 및 상기 제2 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제2 프로펠러를 더 포함할 수 있으며, 여기서 제1 및 제2 프로펠러 블레이드는 주변 매체가 상기 CR 축 모터를 지나 공통 방향으로 이동되도록 선택된 피치를 갖는다.

다른 추가 실시 예에서는 상기 중심 샤프트가 상기 베이스 부재에 고정식으로 고정되고 상기 제1 및 제2 회전 부재가 상기 고정 샤프트 주위를 서로 반대 방향으로 회전한다.

또 다른 추가 실시 예에서는 상기 중심 샤프트가 중공이고 상기 제1 회전 부재에 고정되며 상기 베이스 부재에 회전 가능하게 장착되고 상기 제2 회전 부재는 상기 중공 중심 샤프트 및 상기 제1 회전 부재와 반대 방향으로 회전한다.

또 다른 추가 실시 예에서, CR 축 전기 모터 어셈블리는 제1 및 제2 단부를 갖는 장축 및 상기 장축에 수직인 단축을 갖는 중심 샤프트; 상기 중심 샤프트의 제1 단부가 비회전 방식으로 장착되는 베이스 부재; 제1 회전 부재로서, 상기 비회전 중심 샤프트를 에워싸는 지지 슬리브; 상기 지지 슬리브가 상기 중심 샤프트 주위를 회전하도록 허용하는 상기 지지 슬리브에 장착된 제1 베어링; 상기 중심 샤프트에 부착 및 그로부터 멀어지게 연장되며 상기 중심 샤프트의 단축에 대략 평행한 지지 디스크; 각 필드 코일의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축과 대략 평행하게 흐르는 상기 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 디스크에 고정된 전자기 필드 코일 세트;를 포함하는 상기 제1 회전 부재; 제2 회전 부재로서, 상기 중심 샤프트의 단축에 대략 평행한 대향하는 제1 및 제2 측벽을 갖는 상기 비회전 중심 샤프트를 에워싸는 지지 하우징으로서, 상기 제2 측벽은 상기 중심 샤프트의 장축을 중심으로 하며 슬립 링 어셈블리로부터 전자기 필드 코일로 이어지는 와이어를 수용하기에 충분한 크기의 개구를 갖는 상기 지지 하우징; 상기 지지 하우징이 상기 중심 샤프트 주위를 회전하도록 허용하는 상기 지지 하우징 제1 측벽에 장착된 제2 베어링; 각 영구 자석의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 대략 평행하게 흐르는 상기 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 하우징의 동일한 측벽에 고정된 적어도 하나의 영구 자석 세트; 상기 제1 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제1 구동 부재; 상기 제2 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제2 구동 부재; 및 상기 제1 단부 및 상기 베이스 부재에 근접한 상기 중심 샤프트 주위에 고정된 슬립 링 어셈블리;를 포함하고, 여기서 상기 전자기 필드 코일에 전류가 인가될 때 상기 제1 및 제2 구동 부재는 반대 방향으로 회전하고, 상기 슬립 링 어셈블리는 상기 제1 및 제2 구동 부재가 반대 방향으로 회전하는 동안 외부 전원으로부터 상기 전자기 필드 코일로 전류의 통과를 용이하게 한다.

또 다른 추가 실시 예에서는 상기 제1 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제1 프로펠러 및 상기 제2 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제2 프로펠러를 더 포함하며, 여기서 제1 및 제2 프로펠러 블레이드는 주변 매체가 상기 CR 축 모터를 지나 공통 방향으로 이동되도록 선택된 피치를 갖는다.

또 다른 실시 예에 따른CR 축 전기 모터 어셈블리는 제1 및 제2 단부를 갖는 장축 및 상기 장축에 수직인 단축을 갖는 중공 중심 샤프트(a central hollow shaft); 베이스 부재; 상기 중공 중심 샤프트의 제1 단부가 회전 가능하게 장착되는 상기 베이스 부재에 장착되는 제1 베어링; 상기 중공 중심 샤프트에 부착 및 그로부터 멀어지게 연장되며 상기 중심 샤프트의 단축에 대략 평행한 지지 디스크, 각 필드 코일의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축과 대략 평행하게 흐르는 상기 중공 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 디스크에 고정된 전자기 필드 코일 세트를 포함하는 제1 회전 부재; 상기 중심 샤프트의 단축에 대략 평행한 두 개의 대향하는 측벽을 갖는 상기 중공 중심 샤프트를 둘러싸는 지지 하우징, 상기 지지 하우징이 상기 중공 중심 샤프트 주위를 회전하도록 허용하는 상기 지지 하우징에 장착된 제2 베어링, 각 영구 자석의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 대략 평행하게 흐르는 상기 중공 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 하우징의 동일한 측벽에 고정된 적어도 하나의 영구 자석 세트를 포함하는 제2 회전 부재; 상기 중공 중심 샤프트의 제2 단부에 근접하게 위치된 제1 구동 부재 부착 영역; 상기 제2 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제2 구동 부재; 및 상기 제1 단부 및 상기 베이스 부재에 근접한 상기 중심 샤프트 주위에 고정된 슬립 링 어셈블리;를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 전자기 필드 코일에 전류가 인가될 때 상기 제1 구동 부재 부착 영역과 상기 제2 구동 부재는 반대 방향으로 회전하고, 상기 슬립 링 어셈블리는 상기 제1 및 제2 회전 부재가 반대 방향으로 회전하는 동안 상기 중공 중심 샤프트를 통과하는 와이어를 통해 외부 전원으로부터 상기 전자기 필드 코일로 전류의 통과를 용이하게 한다.

마지막으로, 추가 실시 예에서는 상기 제1 구동 부재 부착 영역에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제1 프로펠러 및 상기 제2 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제2 프로펠러를 더 포함할 수 있으며, 여기서 제1 및 제2 프로펠러 블레이드는 주변 매체가 CR 축 모터를 지나 공통 방향으로 이동되도록 선택된 피치를 갖는다.

본 발명의 실시 예들은 기술의 실시 예에 따른 방법 및 시스템의 흐름도 예시, 및/또는 절차, 알고리즘, 단계, 연산, 공식, 또는 다른 계산 설명을 참조하여 여기에 설명될 수 있으며, 이는 또한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 순서도의 각 블록 또는 단계, 순서도의 블록(및/또는 단계)의 조합뿐만 아니라 임의의 절차, 알고리즘, 단계, 연산, 공식 또는 계산 설명은 다양한 수단 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어, 및/또는 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드로 구현된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 명령을 포함하는 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다. 이해할 수 있는 바와 같이, 임의의 이러한 컴퓨터 프로그램 명령들은 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터, 또는 기계를 제조하기 위해 다른 프로그램 가능한 처리 장치를 제한 없이 포함하는 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해 실행될 수 있으므로, 컴퓨터 프로세서(들) 또는 다른 프로그램 가능한 처리 장치에서 실행되는 컴퓨터 프로그램 명령어들은 지정된 기능(들)을 구현하기 위한 수단을 생성한다.

따라서, 본 명세서에 기술된 흐름도의 블록, 및 절차, 알고리즘, 단계, 연산, 공식 또는 계산 설명은 지정된 기능(들)을 수행하기 위한 수단의 조합, 지정된 기능(들)을 수행하기 위한 단계의 조합, 및 지정된 기능(들)을 수행하기 위한 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드 논리 수단으로 구현되는 것과 같은 컴퓨터 프로그램 명령을 지원한다. 예시된 흐름도의 각 블록은 물론 여기에 설명된 임의의 절차, 알고리즘, 단계, 연산, 공식 또는 계산 설명 및 이들의 조합은 지정된 기능(들) 또는 단계(들), 또는 특수 목적 하드웨어와 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드의 조합을 수행하는 특수 목적 하드웨어 기반 컴퓨터 시스템에 의해 구현될 수 있다.

더욱이, 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드로 구현되는 것과 같은 이러한 컴퓨터 프로그램 명령들은 또한 컴퓨터 프로세서 또는 다른 프로그램 처리 가능한 장치가 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 메모리 또는 메모리 장치에서 기능하도록 지시할 수 있는 메모리 장치에 저장될 수 있다. 따라서, 컴퓨터 판독 가능 메모리 또는 메모리 장치에 저장된 명령이 흐름도(들)의 블록(들)에 지정된 기능을 구현하는 명령 수단을 포함하는 제조 물품을 생성하도록 할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 컴퓨터 프로세서 또는 다른 프로그램 가능한 처리 장치에 의해 실행되어 컴퓨터 프로세서 또는 다른 프로그램 가능한 처리 장치에서 일련의 작동 단계가 수행되어 컴퓨터로 구현되는 프로세스를 생성할 수 있다. 따라서, 컴퓨터 프로세서 또는 기타 프로그램 가능한 처리 장치는 순서도(들)의 블록(들), 절차(들), 알고리즘(들), 단계(들), 연산(들), 공식(들) 또는 계산 설명(들)에 지정된 기능을 구현하기 위한 단계를 제공할 수 있다.

본 명세서에 사용된 "프로그래밍" 또는 "프로그램 실행가능"이라는 용어는 본 명세서에 기술된 바와 같은 하나 이상의 기능을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해 실행될 수 있는 하나 이상의 명령어를 지칭하는 것으로 더 이해될 수 있다. 명령어는 소프트웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어와 펌웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 명령어는 비일시적 매체의 장치에 로컬로 저장되거나 서버와 같이 원격으로 저장되거나 명령어의 전체 또는 일부가 로컬 및 원격으로 저장될 수 있다. 원격으로 저장된 명령은 사용자 시작에 의해 또는 하나 이상의 팩터에 따라 자동으로 장치에 다운로드(푸시)될 수 있다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 프로세서, 하드웨어 프로세서, 컴퓨터 프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 및 컴퓨터라는 용어들은 명령어를 실행하고 입력/출력 인터페이스 및/또는 주변 장치와 통신할 수 있는 장치를 의미하는 동의어로 사용되는 것으로 이해될 수 있다. 그리고 프로세서, 하드웨어 프로세서, 컴퓨터 프로세서, CPU 및 컴퓨터라는 용어는 단일 또는 다중 장치, 단일 코어 및 다중 코어 장치, 및 이들의 변형을 포함할 수 있다.

본 명세서의 설명에서, 본 발명의 내용은 다음을 포함하지만 이에 한정되지 않는 복수의 실시 예를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

1. 역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리로서, (a) 제1 및 제2 단부를 갖는 장축 및 상기 장축에 수직인 단축을 갖는 중심 샤프트; (b) 상기 중심 샤프트의 상기 제1 단부가 결합되는 베이스 부재; (c) 제1 베어링에 의해 장착되어 상기 중심 샤프트의 장축 주위로 회전을 허용하며 각 필드 코일의 자기장이 상기 중심 샤프트의 상기 장축에 대략 평행하게 흐르는 한 세트의 전자기 필드 코일가 고정된 제1 회전 부재; (d) 제2 베어링에 의해 장착되어 상기 중심 샤프트의 장축 주위로 회전을 허용하며 각 자석의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 대략 평행하게 흐르는 적어도 하나의 영구 자석 세트에 고정된 샤프트를 허용하는 제2 회전 부재; (e) 상기 제1 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제1 구동 부재; (f) 상기 제2 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제2 구동 부재; 여기서, 상기 전자기 필드 코일에 전류가 인가될 때 상기 제1 및 제2 구동 부재는 서로 반대 방향으로 회전하며, 및 (g) 상기 제1 단부 및 상기 베이스 부재에 근접한 상기 중심 샤프트 주위에 고정된 슬립 링 어셈블리;를 포함하며, 여기서 상기 슬립 링 어셈블리는 상기 제1 및 제2 구동 부재가 서로 반대 방향으로 회전하는 동안 상기 전류가 외부 전원으로부터 상기 전자기 필드 코일로 통과하는 것을 용이하게 한다.

2. 앞 또는 뒤의 실시 예 중 하나에 따른 CR 축 모터에 있어서, 상기 제1 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제1 프로펠러 및 상기 제2 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제2 프로펠러를 더 포함하고, 여기서 상기 제1 및 제2 프로펠러 블레이드는 주변 매체가 CR 축 모터를 지나 공통 방향으로 이동되도록 선택된 피치를 갖는다.

3. 앞 또는 뒤의 실시 예 중 하나에 따른 CR 축 모터에 있어서, 상기 중심 샤프트는 상기 베이스 부재에 고정 방식으로 고정되고, 상기 제1 및 제2 회전 부재는 상기 상기 고정 샤프트 주위를 서로 반대 방향으로 회전한다.

4. 앞 또는 뒤의 실시 예 중 하나에 따른 CR 축 모터에 있어서, 상기 중심 샤프트는 중공이고 상기 제1 회전 부재에 부착되며 상기 베이스 부재에 회전 가능하게 장착되고, 상기 제2 회전 부재는 상기 중공 중심 샤프트 및 상기 제1 회전 부재에 반대 방향으로 회전한다.

5. CR 축 전기 모터 어셈블리에 있어서, (a) 제 1 및 제 2 단부를 갖는 장축 및 상기 장축에 수직인 단축을 갖는 중심 샤프트; (b) 상기 중심 샤프트의 제1 단부가 비회전 방식으로 장착되는 베이스 부재; (c) 제1 회전 부재로서, (i) 상기 비회전 중심 샤프트를 에워싸는 지지 슬리브; (ii) 상기 지지 슬리브가 상기 중심 샤프트 주위를 회전하도록 허용하는 상기 지지 슬리브에 장착된 제1 베어링; (iii) 상기 지지 슬리브에 부착 및 그로부터 멀어지게 연장되며, 상기 중심 샤프트의 단축에 대략 평행한 지지 디스크; (iv) 각 필드 코일의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 대략 평행하게 흐르는 상기 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 디스크에 고정된 전자기 필드 코일 세트;를 포함하는 상기 제1 회전 부재; (d) 제2 회전 부재로서, (i) 상기 중심 샤프트의 단축에 대략 평행한 대향하는 제1 및 제2 측벽을 갖는 상기 비회전 중심 샤프트를 에워싸는 지지 하우징으로서, 상기 제2 측벽은 상기 중심 샤프트의 장축을 중심으로 하며 슬립 링 어셈블리로부터 전자기 필드 코일로 연결되는 배선을 수용하기에 충분한 크기의 개구를 갖는 상기 지지 하우징; (ii) 상기 지지 하우징이 상기 중심 샤프트 주위를 회전하도록 허용하는 상기 지지 하우징의 제1 측벽에 장착된 제2 베어링; (iii) 각 영구 자석의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 대략 평행하게 흐르는 상기 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 하우징의 동일한 측벽에 고정된 적어도 하나의 영구 자석 세트;를 포함하는 상기 제2 회전 부재; (e) 상기 제1 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제1 구동 부재; (f) 상기 제2 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제2 구동 부재; 여기서 상기 전자기 필드 코일에 전류가 인가될 때 상기 제1 및 제2 구동 부재는 서로 반대 방향으로 회전하고, 및 (g) 상기 제1 단부 및 상기 베이스 부재에 근접한 상기 중심 샤프트에 대해 고정된 상기 슬립 링 어셈블리;를 포함하며, 여기서 상기 슬립 링 어셈블리는 상기 제1 및 제2 구동 부재가 서로 반대 방향으로 회전하는 동안 상기 전류가 외부 전원으로부터 상기 전자기 필드 코일로 통과하는 것을 용이하게 한다.

6. 앞 또는 뒤의 실시 예 중 하나에 따른 CR 축 모터에 있어서, 상기 제1 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제1 프로펠러 및 상기 제2 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제2 프로펠러를 더 포함하고, 여기서 상기 제1 및 제2 프로펠러 블레이드는 주변 매체가 CR 축 모터를 지나 공통 방향으로 이동되도록 선택된 피치를 갖는다.

7. CR 축 전기 모터 어셈블리에 있어서, (a) 제 1 및 제 2 단부를 갖는 장축 및 상기 장축에 수직인 단축을 갖는 중공 중심 샤프트; (b) 베이스 부재; (c) 상기 중공 중심 샤프트의 제1 단부가 회전 가능하게 장착되는 상기 베이스 부재에 장착된 제1 베어링; (d) 제1 회전 부재로서, (i) 상기 중공 중심 샤프트에 부착 및 그로부터 멀어지게 연장되며 상기 중심 샤프트의 단축에 대략 평행한 지지 디스크; (ii) 각 필드 코일의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 대략 평행하게 흐르는 상기 중공 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 디스크에 고정된 전자기 필드 코일 세트;를 포함하는 상기 제1 회전 부재; (e) 제2 회전 부재로서, (iii) 상기 중심 샤프트의 단축에 대략 평행한 두 개의 대향하는 측벽을 가지며 상기 중공 중심 샤프트를 에워싸는 지지 하우징; (iv) 상기 지지 하우징이 상기 중공 중심 샤프트 주위를 회전하도록 허용하는 상기 지지 하우징에 장착된 제2 베어링; (v) 각 영구 자석의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 대략 평행하게 흐르는 상기 중공 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 하우징의 동일한 측벽에 고정된 적어도 하나의 영구 자석 세트;를 포함하는 상기 제2 회전 부재; (f) 상기 중공 중심 샤프트의 제2 단부에 근접하게 위치된 제1 구동 부재 부착 영역; (g) 상기 제2 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제2 구동 부재로서, 상기 전자기 필드 코일에 전류가 인가될 때 상기 제1 구동 부재 부착 영역 및 상기 제2 구동 부재가 서로 반대 방향으로 회전하고, 및 (h) 상기 제 1 단부 및 상기 베이스 부재에 근접한 상기 중심 샤프트 주위에 고정된 슬립 링 어셈블리;를 포함하며, 여기서 상기 슬립 링 어셈블리는 상기 제1 및 제2 회전 부재가 반대 방향으로 회전하는 동안 상기 중공 중심 샤프트를 통과하는 배선을 통해 외부 전원으로부터 상기 전자기 필드 코일로 상기 전류의 통과를 용이하게 한다.

8. 앞 또는 뒤의 실시 예 중 하나에 따른 CR 축 모터에 있어서, 상기 제1 구동 부재 부착 영역에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제1 프로펠러 및 상기 제2 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제2 프로펠러를 더 포함하며, 여기서 상기 제1 및 제2 프로펠러 블레이드는 주변 매체가 CR 축 모터를 지나 공통 방향으로 이동되도록 선택된 피치를 갖는다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 단수 용어 "a", "an" 및 "the"는 문맥이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 대상을 포함할 수 있다. 단수 대상에 대한 언급은 명시적으로 언급되지 않는 한 "하나뿐인 하나"를 의미하는 것이 아니라 "하나 이상"을 의미한다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, "세트"라는 용어는 하나 이상의 개체의 집합을 의미한다. 따라서, 예를 들어 개체 세트는 단일 개체 또는 복수의 개체가 포함될 수 있다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, "실질적으로" 및 "약"이라는 용어는 작은 변화를 묘사하거나 설명하기 위해 사용된다. 사건이나 상황과 함께 사용될 때, 용어는 사건이나 상황이 정확하게 발생하는 경우와 사건이나 상황이 거의 근사적으로 발생하는 경우를 나타낼 수 있다. 수치와 함께 사용될 때, 용어는 예를 들어, ±5% 이하, ±4 이하 %, ±3% 이하, ±2% 이하, ±1% 이하, ±0.5% 이하, ±0.1% 이하, 또는 ±0.05% 이하와 같이 해당 수치의 ±10% 이하의 변동 범위를 의미할 수 있다. 예를 들어, "실질적으로" 정렬이란 예를 들어, ±5° 이하, ±4° 이하, ±3°이하, ±2° 이하, ±1° 이하, ±0.5° 이하, ±0.1° 이하, 또는 ±0.05° 이하와 같이 ±10° 이하의 각도 변화 범위를 의미할 수 있다.

추가로, 양, 비율, 및 기타 수치 값은 때때로 범위 형식으로 본 명세서에 제시될 수 있다. 이러한 범위 형식은 편의와 간결함을 위해 사용되며 범위의 한계로 명시적으로 지정된 숫자 값을 포함하도록 유연하게 이해되어야 하지만, 각각의 숫자 값 또는 하위 범위는 명시적으로 지정된다. 예를 들어, 약 1 내지 약 200 범위의 비율은 명시적으로 약 1 및 약 200의 인용된 한계를 포함하는 것으로 이해되어야 하지만, 또한 약 2, 약 3, 및 약 4와 같은 각각의 비율과, 약 10 내지 약 50, 약 20 내지 약 100 등과 같은 범 하위 범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서의 설명이 많은 세부사항을 포함하지만, 이들이 본 발명 내용의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 단지 현 바람직한 실시 예의 일부의 예시를 제공하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 당업자에게 자명할 수 있는 다른 실시 예를 모두 포함하는 것으로 이해될 것이다.

당업자에게 공지된 개시된 실시 예의 요소에 대한 모든 구조적 및 기능적 등가물은 본 명세서에 참고로 명시적으로 포함되고 본 청구범위에 포함되는 것으로 의도된다. 또한, 본 개시의 어떠한 요소, 구성요소, 또는 방법 단계도 요소, 구성요소 또는 방법 단계가 청구범위에 명시적으로 인용되었는지 여부에 관계없이 대중에게 전용되는 것으로 의도되지 않는다. 여기에서 어떠한 청구 요소도 "수단을 위한 수단"이라는 문구를 사용하여 명시적으로 언급되지 않는 한 "수단 플러스 기능" 요소로 해석되어서는 안 된다. 여기에서 어떤 청구 요소도 "단계를 위한"이라는 구를 사용하여 요소가 명시적으로 인용되지 않는 한 "단계 플러스 기능" 요소로 해석되어서는 안 된다.

한 개의 프로펠러가 있는 RC 타이머 모터

전압 (VOLTS)	전류 (AMPS)	입력 전원 (WATTS)	출력 추력(THRUST) (POUNDS)	모터 최대 온도 (^oC)	모터 효율 (g/W)
22.3	8.50	189.5	2.10	34.0	5.0
22.3	14.00	312.2	2.94	55.0	4.3
22.3	16.00	356.8	3.12	69.0	4.0
22.3	18.00	401.4	3.42	82.0	3.9
22.3	20.00	446.0	3.62	87.0	3.7

30.0	8.50	255.0	2.66	47.0	4.7
30.0	11.00	330.0	3.18	65.0	4.4
30.0	16.00	480.0	3.76	94.0	3.6

한 개의 프로펠러가 있는 CR 축 모터(다른 프로펠러는 고정됨)

전압 (VOLTS)	전류 (AMPS)	입력 전원 (WATTS)	출력 추력(THRUST) (POUNDS)	모터 최대 온도 (^oC)	모터 효율 (g/W)
22.3	8.50	189.5	2.34	100	5.6
22.3	11.00	245.3	2.68	100	5.0
22.3	13.00	289.9	2.94	100	4.6
22.3	16.00	356.8	3.34	100	4.2

두 개의 프로펠러가 있는 CR 축 모터

전압 (VOLTS)	전류 (AMPS)	입력 전원 (WATTS)	출력 추력(THRUST) (POUNDS)	모터 최대 온도 (^oC)	모터 효율 (g/W)
22.3	8.50	189.5	2.40	37.0	5.7
22.3	14.00	312.2	3.74	46.0	5.4
22.3	16.00	356.8	4.12	49.0	5.2
22.3	18.00	401.4	4.34	53.0	4.9
22.3	20.00	446.0	4.82	76.0	4.9

30.0	8.50	255.0	2.66	47.0	4.7
30.0	11.00	330.0	3.18	65.0	4.4
30.0	16.00	480.0	3.76	94.0	3.6

Claims

역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리에 있어서,
a. 제1 및 제2 단부를 갖는 장축 및 상기 장축에 수직인 단축을 갖는 중심 샤프트;
b. 상기 중심 샤프트의 상기 제1 단부가 결합되는 베이스 부재;
c. 제1 베어링에 의해 장착되어 상기 중심 샤프트의 장축 주위를 회전하며 각 필드 코일의 자기장이 상기 중심 샤프트의 상기 장축에 평행하게 흐르는 한 세트의 전자기 필드 코일이 고정된 제1 회전 부재;
d. 제2 베어링에 의해 장착되어 상기 중심 샤프트의 장축 주위를 회전하며 각 자석의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 평행하게 흐르는 적어도 하나의 영구 자석 세트가 고정된 제2 회전 부재;
e. 상기 제1 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제1 구동 부재;
f. 상기 제2 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제2 구동 부재; 및
g. 상기 제1 단부 및 상기 베이스 부재에 근접한 상기 중심 샤프트의 주위에 고정된 슬립 링 어셈블리;를 포함하며,
상기 전자기 필드 코일에 전류가 인가될 때 상기 제1 및 제2 구동 부재는 반대 방향으로 회전하며,
상기 슬립 링 어셈블리는 오일 또는 윤활유를 포함하는 소결 및 다공성 재료로 제조된 전기 전도성 디스크를 포함하고, 상기 제1 및 제2 구동 부재가 반대 방향으로 회전하는 동안 외부 전원으로부터 상기 전자기 필드 코일로 상기 전류의 통과를 용이하도록 하는 역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 제1 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제1 프로펠러 및 상기 제2 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제2 프로펠러를 더 포함하고,
상기 제1 및 제2 프로펠러의 블레이드들은 주변 매체(surrounding medium)가 상기 역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리를 지나 공통 방향으로 이동되도록 선택된 피치를 갖는 역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 중심 샤프트는 상기 베이스 부재에 고정 방식(in a stationary manner)으로 고정되는 고정 샤프트이고, 상기 제1 및 제2 회전 부재는 상기 고정 샤프트의 주위를 서로 반대 방향으로 회전하는 역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 중심 샤프트는 중공이고 상기 제1 회전 부재에 부착되며 상기 베이스 부재에 회전 가능하게 장착되고, 상기 제2 회전 부재는 중공의 상기 중심 샤프트 및 상기 제1 회전 부재에 반대 방향으로 회전하는 역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리.
역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리에 있어서,
a. 제 1 및 제 2 단부를 갖는 장축 및 상기 장축에 수직인 단축을 갖는 중심 샤프트;
b. 상기 중심 샤프트의 제1 단부가 비회전(non-rotating)하게 장착되는 베이스 부재;
c. (i) 상기 비회전하는 중심 샤프트를 에워싸는 지지 슬리브;
(ii) 상기 지지 슬리브가 상기 중심 샤프트의 주위를 회전하도록 상기 지지 슬리브에 장착된 제1 베어링;
(iii) 상기 지지 슬리브에 부착 및 그로부터 멀어지게 연장되며, 상기 중심 샤프트의 단축에 평행한 지지 디스크;
(iv) 각 필드 코일의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 평행하게 흐르는 상기 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 디스크에 고정된 전자기 필드 코일 세트;를 포함하는 제1 회전 부재;
d. (i) 상기 중심 샤프트의 단축에 평행한 대향하는 제1 및 제2 측벽을 갖는 상기 비회전하는 중심 샤프트를 에워싸는 지지 하우징으로, 상기 제2 측벽은 상기 중심 샤프트의 장축을 중심으로 하며 슬립 링 어셈블리로부터 상기 전자기 필드 코일로 연결되는 배선을 수용하는 개구를 가지며,
(ii) 상기 지지 하우징이 상기 중심 샤프트의 주위를 회전하도록 상기 지지 하우징의 제1 측벽에 장착된 제2 베어링;
(iii) 각 영구 자석의 자기장이 상기 중심 샤프트의 장축에 평행하게 흐르는 상기 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 하우징의 동일한 측벽에 고정된 적어도 하나의 영구 자석 세트;를 포함하는 제2 회전 부재;
e. 상기 제1 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제1 구동 부재;
f. 상기 제2 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제2 구동 부재;를 포함하고, 상기 전자기 필드 코일에 전류가 인가될 때 상기 제1 및 제2 구동 부재는 반대 방향으로 회전하고,
g. 상기 제1 단부 및 상기 베이스 부재에 근접한 상기 중심 샤프트에 고정된 상기 슬립 링 어셈블리;를 포함하며, 상기 슬립 링 어셈블리는 상기 제1 및 제2 구동 부재가 반대 방향으로 회전하는 동안 외부 전원으로부터 상기 전자기 필드 코일로 상기 전류의 통과를 용이하도록 하는 역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리.
제5항에 있어서,
상기 제1 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제1 프로펠러 및 상기 제2 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제2 프로펠러를 더 포함하고,
상기 제1 및 제2 프로펠러의 블레이드들은 주변 매체가 상기 역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리를 지나 공통 방향으로 이동되도록 선택된 피치를 갖는 역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리.
역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리에 있어서,
a. 제 1 및 제 2 단부를 갖는 장축 및 상기 장축에 수직인 단축을 갖는 중공 중심 샤프트(a central hollow shaft);
b. 베이스 부재;
c. 상기 중공 중심 샤프트의 제1 단부가 회전 가능하게 장착되는 상기 베이스 부재에 장착된 제1 베어링;
d. (i) 상기 중공 중심 샤프트에 부착 및 그로부터 멀어지게 연장되며 상기 중공 중심 샤프트의 단축에 평행한 지지 디스크;
(ii) 각 필드 코일의 자기장이 상기 중공 중심 샤프트의 장축에 평행하게 흐르는 상기 중공 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 디스크에 고정된 전자기 필드 코일 세트;를 포함하는 제1 회전 부재;
e. (iii) 상기 중공 중심 샤프트의 단축에 평행한 두 개의 대향하는 측벽을 가지며 상기 중공 중심 샤프트를 에워싸는 지지 하우징;
(iv) 상기 지지 하우징이 상기 중공 중심 샤프트의 주위를 회전하도록 상기 지지 하우징에 장착된 제2 베어링;
(v) 각 영구 자석의 자기장이 상기 중공 중심 샤프트의 장축에 평행하게 흐르는 상기 중공 중심 샤프트를 둘러싸는 패턴으로 상기 지지 하우징의 동일한 측벽에 고정된 적어도 하나의 영구 자석 세트;를 포함하는 제2 회전 부재;
f. 상기 중공 중심 샤프트의 제2 단부에 근접하게 위치된 제1 구동 부재 부착 영역;
g. 상기 제2 회전 부재에 부착 및 그로부터 연장되는 제2 구동 부재;를 포함하고, 상기 전자기 필드 코일에 전류가 인가될 때 상기 제1 구동 부재 부착 영역 및 상기 제2 구동 부재는 서로 반대 방향으로 회전하고,
h. 상기 제 1 단부 및 상기 베이스 부재에 근접한 상기 중공 중심 샤프트의 주위에 고정된 슬립 링 어셈블리;를 포함하며, 상기 슬립 링 어셈블리는 상기 제1 및 제2 회전 부재가 반대 방향으로 회전하는 동안 상기 중공 중심 샤프트를 통과하는 배선을 통해 외부 전원으로부터 상기 전자기 필드 코일로 상기 전류의 통과를 용이하게 하는 역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리.
제7항에 있어서,
상기 제1 구동 부재 부착 영역에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제1 프로펠러 및 상기 제2 구동 부재에 부착된 두 개 이상의 블레이드를 갖는 제2 프로펠러를 더 포함하고,
상기 제1 및 제2 프로펠러의 블레이드들은 주변 매체가 상기 역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리를 지나 공통 방향으로 이동되도록 선택된 피치를 갖는 역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리.
제5항 또는 제7항에 있어서,
상기 슬립 링 어셈블리는 오일 또는 윤활유를 포함하는 소결 및 다공성 재료로 제조된 전기 전도성 디스크를 포함하는 역회전(CR) 축 전기 모터 어셈블리.