(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一及び第二の部分(４８，５０)を有する強磁性部材(３８)と、
第一及び第二の部分(５４，５６)を有する第二強磁性部材(４２)と、
強磁性部材(３８)の第一の部分(４８)に巻回された導線(４０)と、
強磁性部材(３８)に回転可能に結合すると共に、第一及び第二磁極を有し、かつ磁束を発生する少なくとも１つの磁石(６８)とを含み、
上記強磁性部材(３８)、上記第二強磁性部材(４２)及び上記少なくとも１つの磁石(６８)は、少なくとも１つの磁石の磁極が回転軸線に沿って強磁性部材(３８)の第一の部分（４８）及び第二強磁性部材(４２)の第一の部分（５４）と整列され、少なくとも磁束の一部が、少なくとも１つの磁石(６８)の第一磁極から強磁性部材(３８)の第一の部分(４８)に入磁して強磁性部材(３８)の第二の部分(５０)に至り、強磁性部材(３８)の第二の部分(５０)から、第二強磁性部材（４２）の第二の部分（５６）に、第二強磁性部材（４２）の第一の部分（５４）に、及び、少なくとも１つの磁石(６８)の第二磁極に入磁するように、構成されると共に、少なくとも磁束の一部は、導線(４０)を通過する一方向の磁束の正味の量が、該一方向とは反対方向に通過する磁束の量とは異なるように、少なくとも１つの磁石(６８)の第一磁極から少なくとも１つの磁石(６８)の第二磁極を通過する間に導線(４０)を奇数回通過し、電流が導線(４０)に流れると、導線(４０)と少なくとも１つの磁石(６８)の間にローレンツ力が発生して、強磁性部材(３８)に対して少なくとも１つの磁石(６８)を回転させるモータ(１２)。
【請求項２】
強磁性部材(３８)に対する前記少なくとも１つの磁石(６８)の回転が３６０°より大きく、強磁性部材(３８)に対する少なくとも１つの磁石(６８)の回転中には第一の方向にのみ電流が導線(４０)に流れる請求項１記載のモータ(１２)。
【請求項３】
フレーム(１８)と、
フレーム(１８)に接続するステータ組立体(３６)と、 
フレーム(１８)に回転可能に接続するロータ組立体(３４)とを含み、
上記ステータ組立体(３６)は、
フレーム(１８)に接続すると共に、第一及び第二の部分(４８，５０)を有し、かつロータの開口部(６４)を画成する第一強磁性部材(３８)と、
第一強磁性部材(３８)の第一の部分(４８)に巻回された複数の導電コイル(４０)と、
少なくとも一部が第一強磁性部材(３８)の第二の部分(５０)に接続し、かつロータの開口部(６４)と同心状に貫通した開口を有する第一強磁性部材(３８)の一方の側に位置する第二強磁性部材(４２)とを含み、
上記ロータ組立体(３４)は、第一及び第二磁石(６８，７０)を有するロータの開口部(６４)内に位置し、第一及び第二磁石(６８，７０)の各々は、第一及び第二磁極を有し、かつ磁束を発生し、そして、少なくとも磁束の一部が、第一及び第二磁石(６８，７０)のそれぞれの第一磁極から発生し、複数の導電コイル(４０)、第一強磁性部材(３８)の第一の部分(４８)、第一強磁性部材(３８)の第二の部分(５０)、及び第二強磁性部材(４２)を通って、第一及び第二磁石(６８，７０)のそれぞれの第二磁極に入磁すると共に、電流が複数の導電コイル(４０)に流れると、ステータ組立体(３６)とロータ組立体(３４)間にローレンツ力が発生して、ステータ組立体(３６)に対してロータ組立体(３４)を回転させるように、上記ステータ組立体(３６)及びロータ組立体(３４)が構成されるモータ(１２)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、電気モータに関し、より詳細には連続回転式（continuous rotary）電気モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]電気モータ等の回転型アクチュエータは、広範な用途に使用されている。マイクロ衛星（即ち“マイクロサット”）、無人航空システム、国土防衛監視装置等の多くの現代科学技術は、なお大きなトルク量を与える小型化した寸法の電気回転式モータの需要を増大させてきた。
【０００３】
[0003]従来の回転式電気モータは、環状に配列された強磁性“歯（teeth）”に巻回された導電コイルや、同様に環状に配列された一連の永久磁石（例えば、ロータ上に）を備えた、一連の電磁石（例えば、ステータ上に）を含み、これらが電磁石に対して回転可能に電磁石に結合している。典型的には、回転を引き起こすために、電流が電磁石の第一の部分のコイルを通って第一の方向に流れ、一方、電流が電磁石の第二の部分のコイルを通って第二の方向に流れる。３６０°を超える回転を継続するために、コイルに流れる電流の方向は繰り返し反転するか又は“整流”され、たまに交流（ＡＣ）電力を用いて行われる。電流の整流には、特に高速用途において、システムに必要な外形寸法及びモータの製造コストを増大させる複雑な電子機器が一般に利用される。
【０００４】
[0004]更に、永久磁石と歯の間の固有の磁力のために、ロータは、特に角度方向において、“デテントトルク(detent torque：モータに電流が流れていない時の保持トルク)”又は“デテント”として知られる現象に繋がりやすい。デテントトルクは、電気モータに異なった角度位置で異なったトルク量を発生させることがあり、これは振動に繋がると共にシステムの性能を損なう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[0005]従って、電流の整流を要することなく、３６０°を超える回転を可能にする回転式モータを提供することが望ましい。加えるに、減少された寸法及びデテントトルクを有し、利用可能な大きいトルク量を発生できる回転式モータを提供することが望ましい。更に、本発明のその他の望ましい特徴は、添付の図面と前述の技術分野及び背景技術とを参照すれば、以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0006]モータが提供される。モータは、第一及び第二の部分を有する強磁性部材と、強磁性部材の第一の部分に巻回された導線と、強磁性部材に回転可能に結合すると共に、第一及び第二磁極を有し、かつ磁束を発生する少なくとも１つの磁石とを含む。強磁性部材及び少なくとも１つの磁石は、少なくとも磁束の一部が、少なくとも１つの磁石の第一磁極から強磁性部材の第一の部分に入磁して強磁性部材の第二の部分に至り、強磁性部材の第二の部分から少なくとも１つの磁石の第二磁極に入磁するように、構成される。少なくとも磁束の一部は、少なくとも１つの磁石の第一磁極から少なくとも１つの磁石の第二磁極を通過する間に導線を奇数回通過し、電流が導線に流れると、導線と少なくとも１つの磁石の間にローレンツ力が発生して、強磁性部材に対して少なくとも１つの磁石を回転させる。
【０００７】
[0007]回転式モータが提供される。回転式モータは、フレームと、フレームに接続するステータ組立体（stator assembly）と、フレームに回転可能に接続するロータ組立体（rotor assembly）とを含む。ステータ組立体は、フレームに接続すると共に、第一及び第二の部分を有し、かつロータの開口部を画成する第一強磁性部材と、第一強磁性部材の第一の部分に巻回された複数の導電コイルと、少なくとも一部が第一強磁性部材の第二の部分に接続し、かつロータの開口部と同心状に貫通した開口を有する第一強磁性部材の一方の側に位置する第二強磁性部材とを含む。ロータ組立体は、ロータの開口部内に位置し、かつ第一及び第二磁石を備え、第一及び第二磁石の各々は、第一及び第二磁極を有し、かつ磁束を発生する。ステータ組立体及びロータ組立体は、次のように構成される。即ち、少なくとも磁束の一部が、第一及び第二磁石のそれぞれの第一磁極から発生し、複数の導電コイル、第一強磁性部材の第一の部分、第一強磁性部材の第二の部分、及び第二強磁性部材を通って、第一及び第二磁石のそれぞれの第二磁極に入磁すると共に、電流が複数の導電コイルに流れると、ステータ組立体とロータ組立体間にローレンツ力が発生して、ステータ組立体に対してロータ組立体を回転させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
[0008]以下に、添付の図面を参照して本発明を説明する。なお、同一の番号は同様の要素を示す。[0019]以下の詳細な説明は、本質的に単なる例示にすぎず、発明又はその適用及び使用を限定しようとするものではない。更に、前述の技術分野、背景技術及び課題を解決するための手段、又は以下の詳細な説明に示された明示的又は黙示的な理論によって、発明が制限を受けることを意図するものではない。また、図１〜図１０は、単に説明のために示したにすぎず、同一の縮尺率で描かれていないことに留意すべきである。
【０００９】
[0020]図１〜図１０は、モータを図示している。モータは、第一及び第二の部分を有する強磁性部材と、強磁性部材の第一の部分に巻回された導線と、強磁性部材に回転可能に結合すると共に、第一及び第二磁極を有し、かつ磁束を発生する磁石とを含む。強磁性部材及び磁石は、少なくとも磁束の一部が、磁石の第一磁極から強磁性部材の第一の部分に入磁して強磁性部材の第二の部分に至り、強磁性部材の第二の部分から磁石の第二磁極に入磁するように構成される。磁束は、磁石の第一磁極から磁石の第二磁極を通過する間に導線を奇数回通過し、導線に電流が流れると、導線と磁石の間にローレンツ力が発生して、磁石を強磁性部材に対して回転させる。
【００１０】
[0021]図１は、本発明の一実施例のアクチュエータ・システム１０を示す。アクチュエータ・システム１０は、モータ１２（即ちアクチュエータ）と、電源１４と、制御装置１６とを含む。[0022]図１を更に参照すると、図示の実施例におけるモータ１２は、ハウジング１８（即ちフレーム）、作動組立体２０及びシャフト２２を備える。断面しか示していないが、ハウジング１８は、実質的に環状（又は円筒状）であり、下部壁２４、上部壁２６及び側壁２８を含む。図示のように、側壁２８はその各周辺部で下部壁２４及び上部壁２６を相互に連結している。また、ハウジング１８は、下部壁２４及び上部壁２６の中心部にそれぞれ結合する下部軸受３０及び上部軸受３２を備える。当業者であれば理解できるであろうが、各軸受３０，３２は複数の転動要素で相互に連結された内外部材を含む。
【００１１】
[0023]図２〜図４を参照すると、一実施例において、作動組立体２０はロータ組立体３４及びステータ組立体３６を含む。ステータ組立体３６は、第一環状部材３８、第一導電コイル４０（即ち第一のコイル部）、第二環状部材４２及び第二導電コイル４４（即ち第二のコイル部）を備える。第一環状部材３８は、中心軸線４６（その一次軸線と一致する）を中心として貫通する環状の開口を有すると共に、コイル被覆部（即ち第一の部分）４８及び露出部（即ち第二の部分）５０を有する。第一導電コイル４０は、第一環状部材３８のコイル被覆部４８上にあって、これを実質的に被覆しており、明確にするために実線で示されているが、図４に破線５２で誇張して示すように、コイル被覆部４８に第一の方向に巻回された導線から構成される。
【００１２】
[0024]図２〜図４に示す実施例において、中心軸線４６（その一次軸線と一致する）を中心とする第二環状部材４２も、第一環状部材３８と同様であって、同様にコイル被覆部５４及び露出部５６を有する。第二導電コイル４４は、第一導電コイル４０と同様に、第二環状部材４２のコイル被覆部５４上にあって、これを実質的に被覆しており、図４に破線５８で示すように、コイル被覆部に第二の方向に巻回された導線から構成される。即ち、第二導電コイル４４は、第一導電コイル４０が第一環状部材３８に巻回される方向とは逆方向に、第二環状部材４２に巻回されている。
【００１３】
[0025]作動組立体２０は、また、第一環状部材３８の露出部５０と第二環状部材４２の露出部５６とにその対向端部で接続する分路（即ち、分路部材）６０を備える。第一環状部材３８、第二環状部材４２及び分路は、鉄及び／又は鋼鉄等の強磁性材料からなる。第一及び第二導電コイル４０，４４内の導線は、銅及び／又は金等の導電性材料からなる。[0026]特に図４を参照すると、第一と第二導電コイル４０，４４間に隙間６２がある。図２，３に示すように、第一及び第二環状部材３８，４２を貫通する開口内にロータの開口部６４が形成されている。穴状のロータの開口部６４は、実質的に環状であり、中心軸線４６を中心とする。
【００１４】
[0027]図１〜図３に示するように、ロータ組立体３４は、ロータの開口部６４内に位置し、ロータの中央構成部材６６と、第一組の磁石（即ち第一磁石）６８と、第二組の磁石（即ち第二磁石）７０とを含む。ロータの中央構成部材６６は、円筒形状をなし、その一次軸線が中心軸線４６と一致するように位置する。ロータの中央構成部材６６は、第一、第二環状部材３８，４２及び分路６０と同じ強磁性材料で構成することができる。図示の実施例において、第一及び第二磁石６８，７０は、楔形状をなし、磁石６８，７０が中心軸線４６から遠ざかるにつれてその幅が拡大するように配列されている。各磁石６８，７０は、第一すなわち北磁極(Ｎ)及び第二すなわち南磁極(Ｓ)を有する。第一磁石６８は、第一環状部材３８の開口内に位置するロータの中央構成部材６６の第一端部の対向面に接続し、各第一磁石６８の第二磁極が中心軸線４６と同じ磁石６８の第一磁極との間に位置するように配列されている。第二磁石７０は、第二環状部材４２の開口内に位置するロータの中央構成部材６６の第二端部の対向面に接続し、第二磁石７０の第一磁極が中心軸線４６と同じ磁石７０の第二磁極との間に位置するように配列されている。
【００１５】
[0028]図３、図５に示すように、一方の第一磁石６８の第一及び第二磁極を通って延びる直線７２は、他方の第一磁石６８の第一及び第二磁極だけでなく、中心軸線４６とも交差し、中心軸線４６に対して実質的に垂直である。一方の第二磁石７０の第一及び第二磁極を通って延びる直線は、他方の第二磁石７０の第一及び第二磁極だけでなく、中心軸線４６とも交差し、同様に中心軸線４６に対して実質的に垂直であって、直線７２に実質的に直交する。
【００１６】
[0029]第一及び第二環状部材３８，４２、第一及び第二磁石６８，７０、並びにロータの中央構成部材６６の配列は、図３〜図５の磁束矢印７４で示されるように、第一及び第二磁石６８，７０から同磁石への磁束の往復通過を与える。磁束は、特に図３に示すように、第一磁石６８の第一磁極(Ｎ)から放射し、第一導電コイル４０を通過して、第一環状部材３８のコイル被覆部４８に入磁することが理解されるであろう。図３には第一磁石６８近傍の第一導電コイル４０を通過する磁束しか図示していないが、（以下に説明するように）ロータ組立体３４が回転している時は、実際の磁束は、全ての第一導電コイル４０を通過して、第一環状部材３８のそれぞれのコイル被覆部４８に入磁することを理解すべきである。
【００１７】
[0030]図３、図４に示すように、磁束は、その後第一環状部材３８のコイル被覆部４８を通過し、第一環状部材３８の露出部５０に入磁する。第一環状部材３８の露出部５０から、磁束は分路６０を通過して第二環状部材４２の露出部５６に入磁する。このようにして、磁束は一回だけ（即ち奇数回）第一導電コイル４０を通過する。つまり、図示の実施例において、磁束が第一環状部材３８に入磁している時には、磁束は、一回だけ第一導電コイル４０を通過し、その後、２度目には第一導電コイル４０を通過することなく第一環状部材３８から出て行く。
【００１８】
[0031]第二環状部材４２の露出部５６から、磁束は、第二環状部材４２のコイル被覆部５４に入磁し、第二導電コイル４４を通って第二磁石７０の第二磁極(Ｓ)に入磁する。このように、磁束はまた一回だけ第二導電コイル４４を通過する。即ち、磁束は、第二導電コイル４４を通過することなく第二環状部材４２のコイル被覆部５４に入磁し、その後、磁束が第二環状部材４２から出て行く時、第二導電コイル４４を一回通過する。図３には第二磁石７０近くの第一導電コイル４０を通過する磁束しか示していないが、ロータ組立体３４が回転している時は、実際の磁束は、全ての第二導電コイル４４を通過することを理解すべきである。第二磁石７０の第二磁極(Ｓ)から、磁束が継続して第二磁石７０の第一磁極(Ｎ)を通過する。
【００１９】
[0032]図５に示すように、磁束は次にロータの中央構成部材６６を通って第一磁石６８に向かう。再度図３を参照すると、磁束はその後第一磁石６８の第二磁極(Ｓ)で第一磁石６８に再び入磁し、第一磁石６８の第一磁極(Ｎ)に戻り、このようにして作動組立体２０を通過する磁気回路が終了する。[0033]再び図１を参照すると、シャフト２２は、中心軸線４６周りのロータの中央構成部材６６を貫通して接続し、及び／又は延びている。シャフト２２は、その一端が第一環状部材３８に隣接した作動組立体２０の一方の側で上部軸受３２に接続している。シャフト２２は、また、第二環状部材４２に隣接した作動組立体２０の一方の側で下部軸受３０を介して接続し、かつ延びている。このように、ステータ組立体３６は固定位置でハウジング２８に接続し、一方、ロータ組立体３４は回転可能にハウジング２８に接続し、及び／又はステータ組立体３６に結合している。
【００２０】
[0034]電源１４は、種々の可変直流（ＤＣ）電源のいずれか１つとすることができる。図示のように、電源１４は、第一環状部材３８の第一導電コイル４０と第二環状部材４２の第二導電コイル４４とに電気接続している。制御装置１６は動作可能に電源１４に接続している。制御装置１６すなわちコンピュータ制御装置は、コンピュータの形態、即ち、当該技術分野において普通に知られているように、一連の命令（つまり、ソフトウェア）を記憶するメモリー（つまり、コンピュータ読取り可能な媒体）と、命令を実行するメモリーに接続されたプロセッサとを有するコンピュータシステムとすることができる。制御装置１６に記憶された命令は、以下のようにモータ１２を制御する方法及びプロセスを包含する。
【００２１】
[0035]図１を参照すると、作動時には、制御装置１６が電源１４を起動して、ＤＣ電圧を第一及び第二導電コイル４０，４４に印加し、電流を導電コイル４０，４４の導線に導く。第一及び第二導電コイル４０，４４をそれぞれの第一及び第二環状部材３８，４２に巻回する方向が逆方向であるために、図５の電流矢印７６で示されるように、電流は第一及び第二環状部材３８，４２の周りを反対方向に流れる。
【００２２】
[0036]磁束が第一磁石６８から第一導電コイル４０を通過して第一環状部材３８に入磁している時は、第一導電コイル４０と第一磁石６８の間にローレンツ力（即ちトルク）が発生して、図３の回転矢印７７で示されるように、ロータ組立体３４をステータ組立体３６に対して（例えば、時計回りに）回転させる。同様にして、磁束が第二環状部材４２から第二導電コイル４４を通過して第二磁石７０に入磁している時は、第二導電コイル４４と第二磁石７０の間に、第一導電コイル４０と第一磁石６８間のローレンツ力と同じ方向にローレンツ力が発生して、ステータ組立体３６に対してロータ組立体３４の回転を更に引き起こす。当業者であれば理解できるであろうが、少なくとも部分的に、磁束が第一及び第二導電コイル４０，４４を奇数回（例えば１回）通過するという事実に起因して、発生するローレンツ力によりロータ組立体３４が首尾良く回転する。
【００２３】
[0037]電流が継続して第一及び第二導電コイル４０，４４に流れる時は、電流が各々の導電コイル４０，４４の導線に単一方向に流れながら、ロータ組立体３４は完全に連続回転する（つまり、３６０°を超える）。即ち、ロータ組立体３４を３６０°以上回転させるために、必ずしも電流を整流する必要はない。より具体的には、ＡＣ電力ではなくＤＣ電力を導電コイル４０，４４に印加して、ロータ組立体３４の回転を達成することができる。印加するＤＣ電力の電圧を変化させることにより回転速度を調整することができる。即ち、回転速度は電圧の上昇に比例して高くなる。更に、ＤＣ電力の極性を変化させることにより、及び／又は、コイル４０，４４の導線が環状部材３８，４２の周りに巻回される方向を反転させることにより、回転方向を変化させることができる。
【００２４】
[0038]以上のようなモータの利点の１つは、コイルに流れる電流を整流することなく３６０°を超える連続回転が可能である回転式モータが提供されることにある。このように、モータに電力を供給するためにＤＣ電力を使用でき、モータの作動及び制御に用いられる電子機器を著しく簡素化できる。その結果、システム全体の大きさもそうであるが、モータの製造や関連するシステムに含まれるコストが低減される。
【００２５】
[0039]図６〜図８は、本発明の別の実施例の作動組立体７８を示す。作動組立体７８はステータ組立体８０及びロータ組立体８２を含む。ステータ組立体８０は、第一環状部材８４、第二環状部材８６、第三環状部材８８及び導電コイル９０（即ちコイル部）を含む。第一及び第二環状部材８４，８６は、これらを貫通し中心軸線９２を中心とする環状の開口を有する。図８に最も明瞭に図示されているように、第一及び第二環状部材８４，８６は、断面形状が実質的に三角形であり、第一及び第二環状部材８４，８６が中心軸線９２に向かって厚さが縮小するように配列されている。第一及び第二環状部材８４，８６の断面の斜辺は、ロータ組立体８２から外方に向いている。
【００２６】
[0040]図７、図８を参照すると、第三環状部材８８は、中心軸線９２に沿ってみた場合、第一と第二環状部材８４，８６の間に中心があり、ロータ組立体８２の外縁を囲んでいる。第三環状部材８８は、断面が実質的に矩形状であり、第一及び第二環状部材８４，８６と同様に中心軸線９２を中心とする。第三環状部材８８は、コイル被覆部（即ち第一の部分）９４及び露出部（即ち第二の部分）９６を有する。導電コイル９０は、第三環状部材のコイル被覆部９４上にあって、これを実質的に被覆しており、明確にするために実線で示されているが、コイル被覆部９４に巻回された導線から構成される。図６〜図８に示す実施例において、各導電コイル９０は、第三環状部材のコイル被覆部９４に同じ方向に巻回されている。
【００２７】
[0041]作動組立体７８は、また、第三環状部材８８の露出部９６を第一及び第二環状部材８４，８６の両方に相互接続する分路（即ち分路部材）９８を含む。第一、第二、第三環状部材８４，８６，８８及び分路９８は、鉄及び／又は鋼鉄等の強磁性材料からなる。導電コイル９０内の導線は、銅及び／又は金等の導電性材料からなる。図７，８に示すように、第一、第二及び第三環状部材８４，８６，８８を貫通する開口内にロータの開口部１００が形成されている。穴状のロータの開口部１００は、実質的に環状であり、中心軸線９２を中心とする。
【００２８】
[0042]図７、図８を更に参照すると、ロータ組立体８２は、第一と第二環状部材８４，８６間のロータの開口部１００内に位置し、第一環状磁石１０２、第二環状磁石１０４及び中央環状部材１０６を含む。第一及び第二環状磁石１０２，１０４は、中心軸線９２を中心としてその周りに対称であり、２本の平行辺の短辺と中心軸線９２間にある２本の平行辺の長辺を有する台形状の断面を有する。第一及び第二環状磁石１０２，１０４の隣辺は、第一及び第二環状磁石１０２，１０４の内縁でほぼ接しており、楔状の空隙が第一と第二環状磁石１０２，１０４間に形成されるように配列されている。第一及び第二環状磁石１０２，１０４は、各々第一すなわち北磁極(Ｎ)と第二すなわち南磁極(Ｓ)を有し、第一及び第二環状磁石１０２，１０４の第一磁極が第一及び第二環状磁石１０２，１０４の第二磁極間に位置するように、互いに“対向して”配列されている。具体的に図示していないが、第一及び第二環状磁石１０２，１０４の第一と第二磁極を相互に接続する線は、中心軸線９２に対して実質的に平行である。
【００２９】
[0043]中央環状部材１０６は、中心軸線９２周りに対称であり、第一と第二環状磁石１０２，１０４間に位置して、第一及び第二環状磁石１０２，１０４の隣辺間に形成された空隙を充填している。このようにして、中央環状部材１０６は、中心軸線９２に向かって厚さが縮小する楔状の断面を有する。中央環状部材１０６は、鉄及び／又は鋼鉄等の強磁性材料からなる。
【００３０】
[0044]再び図７、図８を参照すると、第一及び第二環状部材８４，８６、第一及び第二環状磁石１０２，１０４、及び中央環状部材１０６の配列は、図８の磁路表示線１０８で示されるように、大部分の磁束が磁石１０２，１０４から作動組立体７８を通る流れを与える。図示のように、磁束は、第一及び第二環状磁石１０２，１０４の第一磁極(Ｎ)から発生して中央環状部材１０６に入磁することが理解されるであろう。環状磁石１０２，１０４の形状に起因して、磁束は中心軸線９２から離れて“強制的に”第三環状部材８８に向かう。その後、磁束は導電コイル９０を通って第三環状部材８８のコイル被覆部９４に入磁する。当業者ならば理解できるであろうが、磁石１０２，１０４の第一及び第二磁極が中心軸線９２と実質的に平行方向に整列して配列されているだけでなく、第一及び第二環状磁石１０２，１０４が中心軸線９２周りに対称であるため、ロータ組立体８２によって発生する磁束は中心軸線９２周りに放射状に対称である（即ち、実質的に作動組立体７８の周囲に一定である）。
【００３１】
[0045]具体的に図示していないが、磁束は、ロータ組立体８２周辺の第三環状部材８８のコイル被覆部９４を通り、第三環状部材８８の露出部９６を通って分路９８に入磁する。分路９８から、磁束の一部は第一環状部材８４に流れ、一方、他の部分は第二環状部材８６に流れる。このように、磁束が第三環状部材８８に入磁している時、磁束は、奇数回（例えば１回）導電コイル９０を通過し、導電コイル９０を再度通過することなく第三環状部材８８から出て行く。[0046]第一及び第二環状部材８４，８６から、磁束は磁石１０２，１０４の第二磁極(Ｓ)で第一及び第二環状磁石１０２，１０４に戻る。磁束は、第一及び第二環状磁石１０２，１０４に入磁する前に、分路９８に隣接する第一及び第二環状部材８４，８６の部分から第一及び第二環状部材８４，８６の他の部分に流れることを理解すべきである。
【００３２】
[0047]図６〜図８に図示された作動組立体７８は、図１に示すアクチュエータ・システム１０と同様のシステムで作動することができる。導電コイル９０にＤＣ電圧を印加すると、例えば図８の電流矢印１１０で示される方向に、電流が第三環状部材８８の周りの導電コイル９０に導かれる。当業者であれば理解できるであろうが、磁束が中央環状部材１０６から導電コイル９０を通過して第三環状部材８８に入磁している時は、導電コイル９０と第一及び第二環状磁石１０２，１０４の間にローレンツ力（即ちトルク）が発生して、ステータ組立体８０に対してロータ組立体８２を中心軸線９２回りに回転させる。図２〜図５に示す実施例と同様に、少なくとも部分的に、磁束が導電コイル９０を奇数回（例えば１回）通過するという事実に起因して、発生するローレンツ力によりロータ組立体８２が首尾良く回転する。
【００３３】
[0048]図９、図１０は、本発明の更なる実施例の作動組立体１１２を示す。図９、図１０に示す作動組立体１１２は、図６〜図８に示された作動組立体７８と同様であるので、同様の構成部材（同じ参照番号で示される）を含む。図９，１０に示す作動組立体１１２において特に注目されるのは、第一及び第二環状部材８４，８６の配列である。図示のように、第一及び第二環状部材８４，８６は、ロータ組立体８２に接続し及び／又は同組立体の一部を構成する。より詳細には、第一及び第二環状部材は、分路９８を介して第三環状部材８８に接続するというより、むしろ第一及び第二環状磁石１０２，１０４にそれぞれ接続している。磁路表示線１０８で示されるように、第一及び第二環状磁石１０２，１０４からの磁束は、図８に図示され前述したものと同様に作動組立体１１２を通過する。このようにして、導電コイル９０にＤＣ電力を印加すると、第一及び第二環状部材８４，８６が、残りのロータ組立体８２と共にステータ組立体８０に対して中心軸線９２回りに回転する。
【００３４】
[0049]図６〜図１０に図示された実施例の更なる利点は、ロータ組立体により発生する磁束が中心軸線周りに対称であるため、モータが体験するデテントトルク量が減少することである。その結果、作動中の振動が最小限に抑制され、これは全体の性能を向上させる。更に、磁束が放射状に対称であるため、強磁性材料における“渦”電流の発生が最小限に抑制される。その結果、モータの電力損失が減少し、これは高速用途において特に有意義である。
【００３５】
[0050]以上の詳細な説明において少なくとも１つの代表的な実施例を提示したが、広範な数の変形例が存在することを理解すべきである。また、１以上の代表的な実施例は、単なる例示にすぎず、本発明の範囲、適用可能性又は構成が制限されることを決して意図するものでないと理解すべきである。むしろ、以上の詳細な説明は、１以上の代表的な実施例を実施するための簡便な指針を当業者に提供するものである。添付の特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその合法的な均等物から逸脱することなく、構成要素の機能及び配置を種々変化できることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】[0009]アクチュエータ・システムの概略断面図である。
【図２】[0010]本発明の一実施例の作動組立体の等角図である。
【図３】[0011]図２の作動組立体の平面図である。
【図４】[0012]図２の作動組立体の側面図である。
【図５】[0013]直線５−５に沿った図３の作動組立体の側断面図である。
【図６】[0014]本発明の別の実施例の作動組立体の等角図である。
【図７】[0015]図６の作動組立体の等角断面図である。
【図８】[0016]直線８−８に沿った図７の作動組立体の断面図である。
【図９】[0017]本発明の更なる実施例の作動組立体の等角断面図である。
【図１０】[0018]直線１０−１０に沿った図９の作動組立体の断面図である。
【図１】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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