(57)【要約】【課題】横磁束形電動機を高効率で軽量なものとする。【解決手段】横磁束形電動機（１０）は、内側固定子（１５）と外側回転子（１２）とを含む。回転子（１２）は、複数の磁束集束ストリップ（５０）と交互に配列された複数の永久磁石（７０）を備える。磁束集束ストリップ（５０）は、固定子（１５）から遠い方の表面上に溝（６０）を備える。固定子（１５）は、複数の固定子ユニット（８０）を備え、該固定子ユニット（８０）の各々は、一対の固定子コア（８４）の間に配置される固定子ヨーク（８２）を備えることができる。固定子コア（８４）は、実質的に歯車形状であり、複数の固定子歯（９２）を備える。異なる固定子コア（８４）の固定子歯（９２）は、円周方向に互いにオフセットしている。固定子ヨーク（８２）は、電動機（１０）の中心軸（７２）の周りに巻かれたコイル状の金属ストリップを備えることができる。【選択図】図２
2014100054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固定子歯を有する第１の固定子コアと、
前記第１の固定子コア部から軸方向にオフセットし、前記第１の固定子コアの前記複数の固定子歯から円周方向にオフセットする複数の歯を有する第２の固定子コアと、
前記第１の固定子コアと前記第２の固定子コアとの間に挟まれた固定子ヨーク部と、
を含む固定子ユニットを、少なくとも１つ備える固定子と、
円周方向に交互パターンで配列された複数の磁石部品と複数の磁束集束部品とを含む回転子と、
を備え、
前記複数の磁束集束部品のうちの１つの磁束集束部品は、前記固定子から遠い方の表面上に溝部を備える、
ことを特徴とする横磁束形電動機。
【請求項２】
前記固定子ヨークの周りに巻かれる巻線コイルの少なくとも１つを更に備え、該少なくとも１つの巻線コイルが平らな電線を備える、請求項１に記載の横磁束形電動機。
【請求項３】
前記複数の磁石部品は、極性が交互になるようにして配列された複数の永久磁石を備える、請求項１に記載の横磁束形電動機。
【請求項４】
前記第１の固定子コアが、円周方向に配列された複数のコア片を備え、該複数のコア片のうちの１つのコア片が、隣接するコア片と接するように構成された構造的特徴を備える、請求項１に記載の横磁束形電動機。
【請求項５】
前記固定子ヨークが、絶縁被覆を有するコイル状の金属ストリップを備える、請求項１に記載の横磁束形電動機。
【請求項６】
前記固定子ヨークが、円周方向に配列された複数の固定子ヨーク片を備え、該複数の固定子ヨーク片からなる固定子ヨークは、絶縁被覆を有する、請求項１に記載の横磁束形電動機。
【請求項７】
前記第１の固定子コアが、円周方向に配列された複数の貫通チャンネルを備える、請求項１に記載の横磁束形電動機。
【請求項８】
実質的に円筒状の外側シェルを更に備え、該外側シェルの内面は、前記磁束集束部品上の前記溝と界面を形成する１つ又はそれ以上の突起部を備える、請求項１に記載の横磁束形電動機。
【請求項９】
前記磁束集束部品における前記溝の深さが、前記磁束集束部品の半径方向の幅の４５％から７５％までの間であるように構成された、請求項１に記載の横磁束形電動機。
【請求項１０】
前記磁束集束部品が、隣接する磁石部品と接触する２つの側壁と、前記溝部の両側の２つの側面とを備え、前記側壁及び前記隣接する側面が、１０度から３０度までの間の角度を成すように構成された、請求項１に記載の横磁束形電動機。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
横磁束形電動機は、多様な用途に利用することができる。例えば、電動自転車は、直接駆動機構として、外側回転子及び内側固定子を有する横磁束形電動機を利用することがある。このような用途では、固定子は、一般的に、少なくとも１つの固定子ユニットを備えており、各固定子ユニットは、一対の固定子コアの間に配置される固定子ヨークの周りに巻かれる巻線コイルを備える。各固定子コアは、複数の固定子歯を備え、異なる固定子コアの固定子歯が、互いに円周方向にオフセットさせられる。
【０００２】
回転子は、一般的に、回転子コアを形成する複数の重ねられた回転子積層体と複数の永久磁石とを備える。回転子積層体は、外輪と、該外輪から内側に延びる円周方向に離間した複数の突起部とを備える。従って、外輪は、回転子の外壁を形成し、永久磁石が隣接する磁束集束ユニットの間に配置されて、突起部が磁束集束ユニットとして機能する。
【０００３】
動作中に、永久磁石から発生する磁束は、固定子の近くの磁束集束ユニットにより集束され、固定子コアの表面上の固定子歯に入る。結果的に、外輪の近くの磁束集束ユニットの突起部は、余分な重量を付加するものとなるが、モータの機能にはほとんど寄与しない。更に、巻線コイル内の切り替え電流に起因する固定子ヨーク内の渦電流が、モータの性能に影響を与えることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、横磁束形電動機を高効率で軽量なものとすることが利点をもたらす。更に、横磁束形電動機が、動作中に渦電流をほとんど生成しないようにすることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
幾つかの実施形態は、渦電流の量が低減される、より軽量の横磁束形電動機に向けられる。
【０００６】
幾つかの実施形態では、電動機は、少なくとも１つの固定子ユニットを備え、１つの固定子ユニットが、複数の固定子歯を有する第１の固定子コアと、該第１の固定子コアから軸方向にオフセットし、該第１の固定子コアの該複数の固定子歯から円周方向にオフセットする複数の歯を有する第２の固定子コアと、該第１の固定子コアと第２の固定子コアとの間に挟まれた固定子ヨークとを含む。幾つかの実施形態では、固定子は、３つの固定子ユニットを備える。
【０００７】
電動機は更に、回転子を備え、該回転子は、円周方向に互い違いに配置された、複数の磁石部品と複数の磁束集束部品とを含む。複数の磁石部品は、極性が交互になるように配置された永久磁石とすることができる。幾つかの実施形態では、該永久磁石は、軸方向に磁束集束部品より長くなるように構成される。幾つかの実施形態では、回転子は、４８個の磁石部品を備える。
【０００８】
幾つかの実施形態では、複数の磁束集束部品のうちの１つの磁束集束部品は、固定子から遠い方の面上に溝部を備える。該溝部の深さは、磁束集束部品の半径方向の幅の４５％から７５％までの間であるように構成することができる。幾つかの実施形態では、磁束集束部品は、隣接する磁石部品に接触する２つの側壁と、溝部の両側の２つの側面とを備え、該側壁及び隣接する側面が、１０度から３０度までの間となるように構成された角度を有する。
【０００９】
幾つかの実施形態では、回転子は、固定子の外側を回転するように構成される。
【００１０】
幾つかの実施形態では、少なくとも１つの巻線コイルが、固定子ユニットの固定子ヨークの周りに巻かれる。固定子ヨークの周りに巻かれる巻線コイルは、偏平な電線を備えるものとすることができる。
【００１１】
幾つかの実施形態では、固定子ヨークは、絶縁被覆を有するコイル状の金属ストリップを備える。該金属ストリップは、０．２ミリメートル（ｍｍ）から０．３５ｍｍまでの厚さを有するものとすることができる。
【００１２】
幾つかの実施形態では、固定子コアは、複数の円周方向に配列されたコア片を備える。これらのコア片は、隣接するコア片と界面を形成するように構成される構造的特徴を備えることができる。
【００１３】
幾つかの実施形態では、固定子ヨークは、複数の円周方向に配列された固定子ヨーク片を備える。該固定子ヨーク片は、絶縁被覆を有するものとすることができる。
【００１４】
幾つかの実施形態では、固定子コアは、円周方向に配列された複数の貫通チャンネルを備えることができる。
【００１５】
幾つかの実施形態では、横磁束形電動機の回転子は更に、実質的に円筒状の外側シェルを備えることができる。該外側シェルの内面は、磁束集束部品上の溝部と接する１又はそれ以上の突起部を備えることができる。幾つかの実施形態では、横磁束形電動機は、電動自転車において使用され、外側シェルが、電動自転車のスポークに取り付けられるように構成される。
【００１６】
図面は、実施形態の設計及び有用性を示すものであり、共通の符号を用いて同様の要素を示す。これらの図面は、必ずしも縮尺どおりに作図されたものではない。前述の及び他の利点及び目的を得るための方法をよく理解できるようにするために、添付図面に示される実施形態の説明が、より詳細になされる。これらの図面は、例示的な実施形態を示すのみであり、従って、特許請求の範囲を限定しているとみなされるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】幾つかの実施形態による横磁束形電動機を示す図である。
【図２】幾つかの実施形態による横磁束形電動機の分解立体図を示す図である。
【図３】幾つかの実施形態による横磁束形電動機において使用される固定リングを示す図である。
【図４】幾つかの実施形態による横磁束形電動機において使用される回転子の一部を示す図である。
【図５】幾つかの実施形態による横磁束形電動機において使用される回転子の一部を示す図である。
【図６】幾つかの実施形態による横磁束形電動機において使用される回転子ヨークを示す図である。
【図７】幾つかの実施形態による分割固定子を有する横磁束形電動機を示す図である。
【図８】横磁束形電動機の別の実施形態を示す図である。
【図９】幾つかの実施形態による横磁束形電動機を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図を参照しながら以下に様々な特徴を説明する。図は、縮尺通りに示されたものではないこと、並びに、同様の構造又は同様の機能の要素は、図全体にわたって同様の符号を用いて示されることに留意されたい。さらに、図は、１又はそれ以上の具体的な実施形態において特に述べられるか、或いは１又はそれ以上の請求項に特に記載されない限り、例示及び説明の目的で機能の説明を容易にすることのみを意図しているものであることに留意されたい。本明細書において説明する図面及び様々な実施形態は、他の様々な実施形態の網羅的な例示又は説明として意図されたものではなく、或いは、特許請求の範囲又は本出願において説明する実施形態を考慮することにより当業者には明らかになる他の幾つかの実施形態の範囲に対して限定することを意図されたものではない。更に、例示の実施形態の全てが、示される態様又は利点を有する必要はない。
【００１９】
具体的な実施形態と併せて説明する態様又は利点は、必ずしも、その実施形態に限定されるものではなく、たとえ、そのように示していなくとも、或いは明示的に説明していなくとも、他の何れかの実施形態において実施することができる。更に、本明細書全体にわたって、「幾つかの実施形態」、又は「他の実施形態」という用語を用いることは、実施形態に関連して説明する特定の機能、構造、材料、工程、又は特徴が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体にわたって様々な箇所で、「幾つかの実施形態において」、「１又はそれ以上の実施形態において」、又は「他の実施形態において」という用語を用いることは、必ずしも同じ実施形態に言及しているとは限らない。
【００２０】
幾つかの実施形態は、渦電流の量を低減するようにする一層軽量な横磁束形電動機に向けられたものである。幾つかの実施形態では、電動機は回転子を備え、該回転子は、交互配置された永久磁石及び磁束集束ストリップを有する実質的に環状のリングを含む。磁束集束ストリップは、固定子から遠い方の表面上に溝部を含む。該溝部は、電動機の重量を低減させ、幾つかの実施形態では、外側シェル内で固定子を位置合わせするために使用することができる。
【００２１】
更に、電動機は、複数の固定子ユニットを含む固定子を備える。各固定子ユニットは、２つの固定子コアの間に配置される固定子ヨークを備えるものとすることができる。更に、巻線コイルを固定子ヨークの周りに巻くことができる。固定子コアは、複数の固定子歯を備えた実質的に歯車形状とすることができる。異なる固定子コアの固定子歯は、互いに円周方向に離間するように構成することができる。幾つか実施形態では、固定子ヨークは、実質的に円筒形であり、中心軸の周りに巻かれる金属ストリップを備える。別の実施形態では、固定子コア及び／又は固定子ヨークは、別々のセグメント又は部品片から作ることができる。固定子コア及び／又は固定子ヨークは更に、複数の貫通チャンネル又は孔を備えることができる。
【００２２】
実施形態による横磁束形電動機は、様々な異なる用途に使用することができる。例えば、図１は、電動自転車又は電動スクーターにおいて使用することができる横磁束形電動機１０を示す。幾つかの実施形態では、電動機１０は、固定子１５を囲むか又は取り巻く回転子１２を備え、該回転子１２は、固定子１５の周りで回転するように構成することができる。例えば、幾つかの実施形態では、固定子１５は、電動自転車のフレームの一部、例えばシートステーに取り付けられ、一方、回転子１２は、自転車の後輪に取り付けられて、回転子１２が固定子１５の周りを回転する場合に、自転車のホイールを回転させるようになっている。幾つかの実施形態では、回転子１２は、実質的に円筒状のシェル本体２２と端部キャップ２４とを含む外側シェル２０を備える。本明細書において「実質的に」、又は、「実質的な」という用語、例えば、「実質的に円筒状の」とういう用語を用いる場合には、特定の特徴が、完全である（例えば、完全に円筒状である）ように設計され、或いは意図されているが、それでもなお、制作上又は製造上の許容誤差のために、或いは、設計上の許容公差、又は正常な摩耗及び亀裂、或いはそれらの組み合わせに起因する、種々の嵌合部品又は組立体における緩みのために、この設計された完全な形状からの或る程度の変位が生じる場合があることに、留意されたい。従って、本明細書において、「実質的に」、又は「実質的な」という用語は、様々な係合する部品又は組立体、或いはそれらの幾つかの組み合わせにおいて、少なくともこのような製作上及び製造上の許容誤差、及び緩みを包含する意味で使用されることを、当業者は明確に理解するであろう。
【００２３】
本出願は、例示の目的で電動自転車のための電動機１０に言及するが、幾つかの実施形態による電動機は、電力の回転運動への変換を含む他の多くの用途において使用することができることを理解されたい。更に、例示の実施形態では、内側固定子１５と外側回転子２０とを有する電動機１０を示しているが、別の構成（例えば、内側回転子、外側固定子構成）もまた可能であることを理解されたい。
【００２４】
図２は、図１に示す電動機１０の分解図を示す。図示するように、シェル本体２２は、底面２６と、該底面２６に対して垂直に軸方向に沿って延びる実質的に円筒状の側壁２８とを備える。第１の軸穴（図示せず）を、底面２６の中央に位置させることができる。
【００２５】
幾つかの実施形態では、側壁２８は、底面２６の外縁から離間した位置にあり、複数の貫通孔３２を、該底面２６において、底面２６の外縁と側壁２８との間に形成することができる。幾つかの実施形態では、フランジ３４が、底面２６から遠い方の位置で側壁２８の側面から半径方向外向きに延びる。該フランジ３４は更に、複数の貫通孔３２を含み、該貫通孔３２は、底面２６上の貫通孔３２のパターンと一致するようにすることができる。幾つかの実施形態において、底面２６及びフランジ３４上の貫通孔３２は、電動機１０を、ある使用目的の装置、例えば、電動自転車のホイールのスポークに取り付けるために使用することができる。端部キャップ２４は、複数の留め具によってフランジ３４に取り付けることができる。第２の出力軸穴３８を、底面２６上の第１の出力軸穴に対応するように、端部キャップ２４の中央に配置することができる。
【００２６】
幾つかの実施形態では、回転子１２は、複数の磁束集束ストリップ５０と複数の磁石部品７０とを備える。好ましい実施形態によれば、磁石部品７０は、永久磁石を含む。例示の実施形態では、磁石部品７０を永久磁石として説明しているが、磁場を生成可能な、任意の部品を使用することができることが分かるであろう。
【００２７】
幾つかの実施形態では、回転子１２は更に、一対の固定リング４２、例えば、端部キャップ２４に取り付けられる（図２に示していない）上部固定リング４２と、底面２６に取り付けられる底部固定リング４２とを備える。図３には、幾つかの実施形態による電動機１０において使用される固定リング４２が示されている。固定リング４２は、実質的に環状であり、外側シェル本体２２の内側に適合するように構成することができる。例示の実施形態では、固定リング４２の表面は、複数のチャンネルすなわち溝４６を備える。溝４６は、固定リング４２の表面上で、円周方向に実質的に等しい間隔で離間する配置にすることができる。固定リング４２の反対側の面は、底面２６又は端部キャップ２４の内面に取り付けられる。
【００２８】
図４は、幾つかの実施形態による回転子１２の一部を示す。図示するように、磁束集束ストリップ５０は、軸方向に延びる一対の側壁５２と、互いに実質的に並行で、該一対の側壁５２と結合する上部及び底部端面５４と、外面５８と、内面５６とを備える。磁束集束ストリップ５０は、外面５８内に形成されて軸方向に延びる溝６０を備える。溝６０は、実質的に「Ｕ」型の形状とし、２つの側壁５２の反対側の２つの側面６２、及び２つの側面６２と結合する円弧面６４によって形成することができる。
【００２９】
永久磁石７０は、実質的に矩形の形状とすることができる。永久磁石７０とび磁束集束ストリップ５０とは、円周方向に交互配列で配置され、各永久磁石７０が、一対の磁束集束ストリップ５０の間に位置し、該永久磁石７０の側面は、隣接する磁束集束ストリップ５０の側壁５２で終端する。永久磁石７０の外面は、隣接する磁束集束ストリップ５０の外面５８と実質的に同一平面を成すように構成することができる。幾つかの実施形態では、永久磁石７０は、極性が交互になるように配列される。
【００３０】
幾つかの実施形態では、永久磁石７０は、磁束集束ストリップ５０の端面５４を超えて軸方向に延びる。例えば、磁束集束ストリップ５０及び永久磁石７０は、シェル本体２２内に収容される実質的に環状のリングを形成することができ、端面５４を超えて軸方向に延びる永久磁石７０の部分は、上部及び底部固定リング４２の溝部４６に収容される。このことは、永久磁石７０及び磁束集束ストリップ５０を備える環状リングを所定の位置に支持する役割を果たし、さらに、電動機１０の軸方向の長さを短縮する。
【００３１】
幾つかの実施形態では、側壁２８の内面５７は、複数の軸方向内向きに延びる縦条すなわち突起部３６（以下では、縦条）を備えることができる。縦条３６は、環状リング上の磁束集束ストリップ５０に形成された対応する溝６０と接するか、又は適合して、環状リングがシェル本体２２内で回転することを防止するように構成することができる。従って、磁束集束ストリップ５０及び永久磁石７０は、該磁束集束ストリップ５０の溝６０がシェル本体２２の内面５７に面する状態で、該内面５７に沿って軸方向に配向されている。
【００３２】
幾つかの実施形態では、固定子１５は、図２に示すように、中心軸７２に取り付けられる複数の固定子ユニット８０を備える。１つの固定子ユニット８０は、１つの固定子ヨーク８２と、複数の固定子コア８４と、固定子ヨーク８２の周りに巻かれ、隣接する２つの固定子コア８４の間に挟まれる複数の巻線ループ８６とを備える。
【００３３】
固定子ヨーク８２は、実質的に円筒状又は環状であるように構成することができ、図６に示すように、中心軸７２の周りに巻かれた１又はそれ以上の金属ストリップ又は部品を備える。幾つかの実施形態では、金属ストリップは、中心軸７２の周りにスリーブを形成する。固定子ヨーク８２の金属ストリップは、絶縁被覆を有するものとすることができる。例えば、固定子ヨーク８２は、０．２ミリメートル（ｍｍ）から０．３５ｍｍまでの厚さを持ち、絶縁塗料の被膜を有するケイ素鋼のストリップで作ることができる。
【００３４】
固定子コア８４は、実質的に円筒状の本体８８と、該本体８８の外縁から半径方向外向きに延びる均等に離間した複数の固定子歯９２とを備える、実質的な歯車形状に構成することができる。本体８８の中央には、貫通孔、スリーブ、又は、該本体８８を中心軸７２に取り付ける（示していない）他の構造を備えることができる。図２に示すように、固定子ユニット８０は、中心軸７２に取り付けられ、固定子ヨーク８２を挟む一対の固定子コア８４を備えるものとすることができる。２つの固定子コア８４は、それぞれの固定子コア部８４の歯部９２が、円周方向に互いにオフセットされるように配置される。幾つかの実施形態では、固定子１５は、隣接する固定子ユニット８０の固定子歯９２が円周方向に互いオフセットするように構成された、１個、２個、３個、又はそれ以上の固定子ユニット８０を備えることができる。本発明によれば、固定子１５内における固定子ユニット８０の数が多いほど、トルクバランスを高め、コギングを低減するのに有効である。
【００３５】
図５は、幾つかの実施形態による固定子１５の切断面部分を示す。コイルループ８６は、固定子ヨーク８２の外面の周りで、２つの固定子コア部８４の間に巻くことができる。コイルループ８６は、固定子ヨーク８２の周りに直接巻くか、或いは、巻かれた後に固定子ヨーク８２上に配置することができる。コイルループ８６は、平らな電線９４を備えることができる。丸い断面を有する従来の電線と比較すると、平らな電線９４を使用することにより、固定子コア８４間の領域の空間利用効率を高め、電動機１０の効率を高めることができる。
【００３６】
固定子１５の中心軸７２は、外側シェル２０の底面２６及び端部キャップ２４のそれぞれに形成された下側及び上側貫通孔３８を貫通する。幾つかの実施形態では、少なくとも１つの軸受部４０を下側及び／又は上側貫通孔３８内に取り付けて、中心軸７２が底面２６及び／又は端部キャップ２４を貫通する点において、中心軸７２のための支持を提供することができる。従って、固定子１５及び回転子１２は、互いに機械的に結合され、互いに関して回転することができる。
【００３７】
組み立て中、中心軸７２は、電動自転車のフレームに取り付けることができ、底面２６内の貫通孔３２及びシェル本体２２のフランジ３４は、外側シェル２０を自転車ホイールのスポークに取り付けるために使用することができる。このようにして、回転子１２が回転する時に、電動自転車のホイールが回転し、自転車が移動するようになる。
【００３８】
動作中、永久磁石７０の隣接する対によって生成される磁束は、側壁５２と側面６２との間の集束ストリップ５０を通して伝達され、内面５６の近くに集束する。磁束は、回転子１２と固定子１５との間の隙間を通して固定子歯９２に達し、次に固定子コア８４の本体８８を通り、固定子ヨーク８２を通って、固定子ヨーク８２の軸方向反対側に位置する別の固定子コア８４に達する。磁束は、第２の固定子コア部８４の固定子歯９２（これは、第１の固定子コア８４の歯９２から円周方向にオフセットしている）を通り、回転子１２と固定子１５との間の空隙を通って、隣接する磁束集束ストリップ５０に達する。磁束集束ストリップ５０の隣接する対は、反対の極性を有するので、磁束は、２つの磁束集束ストリップ５０の間に介在する永久磁石７０を通して伝わり、元の磁束集束ストリップ５０に戻り、閉磁気ループを形成する。電流が巻線コイルを通って流れる時に、複数の固定子磁極が、回転子１２上の回転子磁極に対応する各固定子ユニット８０上に形成される。更に、複数の閉磁気ループが、オフセットされた固定子歯９２の間に形成される。電動機の回転は、それ自体は、固定子１５の磁極と回転子１２の磁極との間の相互作用によって生成され、維持される。
【００３９】
図示実施形態では、磁束集束ストリップ５０が溝６０を備えるので、磁束集束ストリップ５０の重量は大幅に減少する。更に、永久磁石７０、及び磁束集束ストリップ５０の側壁５２は、互いに同一平面を成している。永久磁石７０からの磁束は、磁束集束ストリップ５０の側壁５２と溝６０の側面６２との間の領域を通って、内壁５６の近くに集束することができ、磁場は、溝６０の存在によって実質的に弱められたものとはならない。
【００４０】
電動機１０の動作中、電流の方向変更により、渦状電流すなわち渦電流の流れが、固定子ヨーク８２において円周方向に生成されることがある。渦電流は、固定子ヨーク８２を構成する金属ストリップのコイル巻回部間に設けられる絶縁材料のために、固定子ヨーク８２が中実の金属部品から作られる場合と比べると、閉環状ループを形成することができないようになる。その代わりに、渦電流は、金属ストリップの一つの端部から、固定子ヨークコイルに沿って、金属ストリップの他方の端部に流れ、次に元に戻るように強いられる（或いは、逆もまた同様である）。このことは、渦電流を、金属ストリップの第１の端部から第２の端部への流れと、該第２の端部から該第１の端部への流れとに分ける効果がある。結果的に、従来の固定子ヨークと比べると、渦電流の経路はおよそ倍増するが、伝導領域はおよそ半分に縮小して、固定子ヨーク８２が、従来の固定子ヨークのインピーダンスのおよそ４倍のインピーダンスを有することになる。従って、固定子ヨーク８２における渦電流の量を大幅に低減することができる。
【００４１】
幾つかの実施形態では、溝４６は、底面２６及び端部キャップ２４内に直接配置することができ、それにより、固定リング４２の必要性を排除することができる。或いは、磁束集束ストリップ５０及び永久磁石７０は、シェル本体２２に（例えば、接着手段で）取り付けて、溝４６がもはや必要とされないようにすることができる。幾つかの実施形態では、永久磁石７０の軸方向の端面は、磁束集束ストリップ５０の端面５４と実質的に同一平面を成すように構成することができることを理解されたい。
【００４２】
幾つかの実施形態では、磁束集束ストリップ５０は、図４に示すように、側壁５２の（固定子１２に一層近い）内面から突出するフランジ６６を含み、永久磁石７０の内面がフランジ６６と同一平面を成すように構成することができる。
【００４３】
幾つかの実施形態では、半径方向での磁束集束ストリップ５０の全体の長さに対する溝部６０の深さの割合は、４５％から７５％までの間であるように、更に好ましくは５５％から６５％までの範囲内であるように構成して、磁束集束能力のバランスと磁束集束ストリップ５０の重量との間でのバランスを達成することができる。
【００４４】
幾つかの実施形態では、溝６０の側面６２は、図４に示すように、磁束集束ストリップ５０の隣接する側壁５２に対して角度Ａを成すように配向させることができる。角度Ａは、１０度から２０度までの間であるように構成して、磁束集束能力と磁束集束ストリップ５０の重量との間での均衡を達成することができる。
【００４５】
図７は、横磁束形電動機１０の別の実施形態を示す。図示の実施形態では、磁束集束ストリップ５０ａは、単一の部品として形成される代わりに、一対の対称の部品５１を備えることができる。このような構成を使用して、磁束集束ストリップ５０ａの一層容易な加工及び製造を可能にする。
【００４６】
更に、固定子コア部８４ａは、円周方向に配列された複数のコア片８５を備えるものとすることができる。使用されるコア片８５の数は、固定子１５上の磁極の数（例えば、固定子歯部９２の数）に対応するものとすることができる。例えば、図８に示すように、各コア片８５は、１つの固定子歯９２に対応する。コア片８５は、隣接するコア片８５が互いに結合されることを可能にする構造的特徴を備えることができる。例えば、各コア片８５は、１つの側面上の突起部８５ａと反対面上の陥凹部８５ｂとを含み、該陥凹部８５ｂは、隣接するコア片８５の突起部８５ａと接するか、或いは該突起部を受けるように構成される。幾つかの実施形態では、各コア片８５は、細長い形状であり、第１の小幅な端部を備え、該第１の小幅な端部が隣接するコア部品８５の第１の細い端部と接して、突起部８５ａが、隣接するコア部品８５の陥凹部８５ｂの中に収まるようになっている。更に、コア片８５の第１の小幅な端部とは反対側の第２の小幅な端部は、隣接するコア部品８５の第２の小幅な端部から離間し、固定子歯９２を形成する。幾つかの実施形態では、コア片８５は、軸方向に重ねられた複数のケイ素鋼部品から作ることができる。コア片８５は更に、電動機の動作中における渦状の電流すなわち渦電流を低減する役割を果たす絶縁被覆を備えることができる。固定子コア８４ａが複数の帯状のコア片８５から構成されるようにすることによって、固定子コア８４の全体の領域に対応する単一の広いケイ素鋼の円を形成する必要がなくなり、材料使用における一層の高効率及び融通性をもたらす潜在的な可能性が得られる。
【００４７】
更に、幾つかの実施形態では、固定子ヨーク８２ａは、図７に示すように、円周方向に配列された複数のヨーク片８３を備えることができる。ヨーク片８３は、外側に絶縁材料を有する金属により形成することができる。各ヨーク片８３は、実質的に扇形の断面を有し、２つの側面が、電動機１０の軸から離れる方向に延び、これら２つの側面が実質的にアーチ形の２つの端面によって結合される構成とすることができる。隣接するヨーク片８３は、互いに同一平面を成して固定子ヨーク８２ａを形成するように構成される。個別のヨーク片８３は、固定子ヨーク片８２ａを複数の部品片に分割したものであり、固定子ヨーク８２ａ内の渦状電流すなわち渦電流を弱める。磁束集束ストリップ５０ａ、固定子コア８４ａ、及び固定子ヨーク８２ａは、図７に示すような単一の実施形態において共に使用されるか、或いは、互いとは無関係に使用することができることを理解されたい。例えば、一実施形態では、図２に示す磁束集束ストリップ５０及び固定子ヨーク８２と組み合わせて固定子コア８４ａを使用することができる。
【００４８】
図８は、別の実施形態による横磁束形電動機１０を示す。図８に示すように、固定子コア８４の本体８８は、複数の貫通チャンネル９０を備えており、該貫通チャンネル９０は、固定子コア８４及び電動機１０の重量を低減する役割を果たす。幾つかの実施形態では、貫通チャンネルは、該チャンネル９０の外端が固定子歯９２の基部の近くに位置する状態で、本体８８の表面上で、円周方向に均等に配列することができる。
【００４９】
幾つかの実施形態では、図９に示すように、固定子コア８４は、２４個の固定子歯９２を有するように構成され、回転子１２は、４８個の永久磁石７０及び４８個の磁束集束ストリップ５０を有するように構成される。固定子歯９２及び磁束集束ストリップ５０の数が多くなると、動作中、磁極の数が増える結果をもたらす。磁極の数が増えることにより、コギングトルクの低下に起因して低速における一層良好な性能が可能となる。
【００５０】
前述の明細書において、様々な態様を、それらの具体的な実施形態を参照して説明した。しかしながら、本明細書において説明する様々な実施形態の広い思想及び範囲から逸脱することなく、様々な変更及び修正を加えることができることは明らかである。例えば、前述のシステム又はモジュールは、部品の特定の構成に関して説明したものである。それにもかかわらず、説明した部品の多くの順序又はそれらの間の空間的関係は、本明細書において説明する様々な実施形態の範囲、作用、又は効果に影響を及ぼすことなく、変更することができる。更に、特定の特徴を示し、説明したが、それらの特徴は、特許請求の範囲又は他の実施形態の範囲を限定することを意図しているものではないことが理解されるであろうし、本明細書において説明した様々な実施形態の範囲から逸脱することなく様々な変更及び修正を加えることができることは当業者には明らかである。本明細書及び図面は、従って、限定的な意味ではなく、例示的又は説明的なものとみなされるべきである。従って、説明した実施形態は、変形例、変更例、及び均等形態を包含することを意図している。
【符号の説明】
【００５１】
１０  横磁束形電動機
１２  回転子
１５  固定子
２０  外側シェル
３６  突起部
５０  磁束集束ストリップ
５２  側壁
６０  溝部
６２  側面
７０  磁石部品
８０  固定子ユニット
８２  固定子ヨーク部
８３  ヨーク部品
８４  固定子コア部
８６  コイルループ
９０  チャンネル部
９２  固定子歯部
【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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【外国語明細書】
2014100054000001.pdf