(57)【要約】  本発明は、Ａ．ディスク・タイプ・ロータであって、ａ．同心状のシャフト及びディスクと、ｂ．ディスク上又はディスク内部の２つ以上の永久磁石と、ｃ．永久磁石のうちの少なくとも２つの間に配置される強磁性材料片と、を備えるディスク・タイプ・ロータと、Ｂ．ステータであって、ｄ．ロータのディスクの直径に沿って配置される直径コイル・ユニットであって、コイル・ユニットは、ｄ１．矩形状空洞を有する矩形状直径ボビンであって、矩形状空洞はロータの直径よりもわずかに大きい長さを有する、矩形状直径ボビンと、ｄ２．直径ボビンの周りに巻き回されるコイルと、ｄ３．シャフトを収容し、それによって矩形状空洞内でのロータの回転を可能にするボビン内の上側及び下側穴と、を備える直径コイル・ユニット、を備えるステータと、を備える電気モータに関する。
2019530419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ディスク・タイプ・ロータであって、
ａ．同心状のシャフト及びディスクと、
ｂ．前記ディスク上又は前記ディスク内部の２つ以上の永久磁石と、
ｃ．前記永久磁石のうちの少なくとも２つの間に配置される強磁性材料片と、
を備えるディスク・タイプ・ロータと、
（Ｂ）ステータであって、
ｄ．前記ロータのディスクの直径に沿って配置される直径コイル・ユニットであって、前記コイル・ユニットは、
（ｄ１）矩形状空洞を有する矩形状直径ボビンであって、前記矩形状空洞は前記ロータの直径よりもわずかに大きい長さを有する、矩形状直径ボビンと、
（ｄ２）前記直径ボビンの周りに巻き回されるコイルと、
（ｄ３）前記シャフトを収容し、それによって前記矩形状空洞内での前記ロータの回転を可能にする前記ボビン内の上側及び下側穴と、
を備える直径コイル・ユニット、
を備えるステータと、
を備える電気モータ。
【請求項２】
前記ロータは、非強磁性の下側ディスクを備え、前記永久磁石は、前記下側ディスク上に、部分的にリング状の構造に、等角的に離間されるとともに等放射状に配置され、強磁性材料片は、前記永久磁石のうちの少なくとも２つの間に配置されて、部分的な又は閉じられたリング状構造を形成する、請求項１に記載の電気モータ。
【請求項３】
前記永久磁石のうちの２つが使用されるとき、それらは前記下側ディスクの直径に沿って配置される、請求項２に記載の電気モータ。
【請求項４】
前記永久磁石の同様の磁極は、それぞれ互いに向かい合っている、請求項２に記載の電気モータ。
【請求項５】
部分的にリング状の構造が形成されるとき、永久磁石の１つ又は複数の対の各々の間に空隙が設けられる、請求項２に記載の電気モータ。
【請求項６】
前記ロータの前記構造を補強するために、非強磁性材料の上側ディスクを更に備える、請求項２に記載の電気モータ。
【請求項７】
前記ディスク・タイプ・ロータは、強磁性材料ディスクを備え、前記２つ以上の永久磁石は、前記ディスクの専用のスロット内に、等角的に離間されるとともに等放射状に配置される、請求項１に記載の電気モータ。
【請求項８】
前記コイルに供給されるＤＣ電流の方向を周期的に交互に切り換えるためのモータ制御器を更に備える、請求項１に記載の電気モータ。
【請求項９】
前記モータ制御器にそれぞれの方向信号を送るための１つ又は複数の角度方向センサを更に備える、請求項８に記載の電気モータ。
【請求項１０】
前記１つ又は複数の角度方向センサは、前記モータのシャフトに配置される、請求項９に記載の電気モータ。
【請求項１１】
前記１つ又は複数の角度方向センサは、前記直径コイル・ユニットの前記ボビン内に配置される、請求項９に記載の電気モータ。
【請求項１２】
２レベル・ロータを備え、その永久磁石及び直径コイルを含む第２のロータ・レベルの全てのコンポーネントは、第１のロータ・レベルの同様のコンポーネントに対して９０°シフトしている、請求項１に記載の電気モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気モータの分野に関する。より具体的には、本発明は、ステータに置かれる１つ又は複数の直径コイルと、ディスク・タイプ・ロータに置かれる２つ以上の永久磁石とを備える電気モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転タイプの電気モータがよく知られており、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換するために長年の間広く使用されている。典型的な電気モータは、ロータとステータとを備える。
【０００３】
ロータはモータの運動部分であり、回転を負荷に伝達する回転シャフトを備える。ロータは、通常、その中に据えられた導体を有し、導体は、ステータの磁界と相互作用してシャフトを回転させる力を生成する電流を搬送する。別の代替例においては、ロータは永久磁石を備え、導体はステータに設けられる。
【０００４】
一方ステータは、モータの電磁的回路の静止部分であり、通常、巻き線又は永久磁石を有する。ステータ・ボビンは、典型的には、多くの薄い金属シートで作られ、積層体と呼ばれる。積層体は、固体ボビンが使用されたとした場合にもたらされるエネルギー損失を減少させるために使用される。
【０００５】
電気モータは、機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換するという逆の機能においても使用され、このような場合、電気モータは、実際上、電気発電機である。
【０００６】
電気モータが動作して電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する間、寄生磁束が電気モータ内に生み出され、所望の機械的エネルギーを生むことに加えて、ＣＥＭＦ（Ｃｏｕｎｔｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｏｔｉｖｅ  Ｆｏｒｃｅ：逆起電力）と呼ばれる電気力の生成をもたらす。この寄生電気力は（レンツの法則）は、実際上、モータから得られる総機械的エネルギーを減少させる。ＣＥＭＦにより、モータ内で生み出される寄生電気的エネルギーは、３０００Ｒｐｍでは総エネルギーの８０％まで、１０００Ｒｐｍでは２０％まで達し得る。典型的な電気モータの構造に固有のこのような量の寄生エネルギーを解消する全ての試みは、いくつかの限界に達しているが、この寄生エネルギーを完全に解消することはできない。
【０００７】
Ｔａｋｅｕｃｈｉによる米国特許第８，６４３，２２７号は、コイル内で移動する永久磁石を使用するリニア・モータを開示している。米国特許第８０３０８０９号（Ｈｏｒｎｇら）は、環状の絶縁リングを含むブラシレス・モータのためのステータを開示している。米国特許第６，２５２，３１７号は、複数のコイルを含み、複数の磁石がその上に支持されたリング・ロータがこの複数のコイルを貫通する電気モータを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第８，６４３，２２７号
【特許文献２】米国特許第８０３０８０９号
【特許文献３】米国特許第６，２５２，３１７号
【特許文献４】国際公開第２０１３／１４０４００号
【特許文献５】国際公開第２０１４／１４７６１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明と同一の出願人及び発明者らによる国際公開第２０１３／１４０４００号及び国際公開第２０１４／１４７６１２号は、リング・タイプの電気モータを教示している。前記モータの各々において、ロータは、リング・タイプ配列に配列された複数の永久磁石を備え、回転は、ステータに配置された複数のコイルによって実行される。モータ・コイルの各々を通過するＤＣ電流の方向は、各ディスク回転中に、それぞれのコイルと向かい合う永久磁石の磁極と同期して何度か反転されなければならない。電流方向反転の速度は、コイルの数が増加するにつれて、及び、モータ・スピード（例えば、分当たりの回転数ＲＰＭで測定される）が増加するにつれて、明確に増加する。従って、高回転スピード（例えば、分当たり３０００回転）においては、電流反転の速度は非常に高くなり、モータの制御器のコスト及び複雑さの増加をもたらす。更には、高速度の電流方向反転は、モータのスピードを増加させる一方、より高いＣＥＭＦ及びモータ効率の低下をもたらす。
【００１０】
従って、単純で安価な構造を有する電気モータを提供することが、本発明の目的である。より具体的には、本発明は、ステータに単一のコイルを有する場合であっても動作し得るモータ構造を提供する。
【００１１】
単純な構造を有し、ギヤの使用を必要とすることなくトルクを外部の負荷に伝達し得るブラシレス電気モータを提供することが、本発明の別の目的である。
【００１２】
所与のモータ・スピードについてモータのコイルに対する電流方向反転の回数を減少させ、それによってモータ制御器の複雑さ及びコストを減少させることが、本発明の別の目的である。
【００１３】
従来技術のモータにおいては逆転磁束（ＣＥＭＦ）により生じていた寄生エネルギーが実質的に減少された電気モータの新しい構造を提供することが、本発明のなおも別の目的である。
【００１４】
高効率及びＣＥＭＦの減少に鑑みて、従来技術のモータと比較してより高い回転スピードで動作し得る電気モータを提供することが、本発明のなおも別の目的である。
【００１５】
より安全な電気モータであって、その１つ又は複数のコイルの各々に対して低電流の供給しか必要としない電気モータを提供することが、本発明のなおも別の目的である。
【００１６】
本発明の他の目的及び利点は、説明が進むにつれて明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、（Ａ）ディスク・タイプ・ロータであって、（ａ）同心状のシャフト及びディスクと、（ｂ）前記ディスク上又は前記ディスク内部の２つ以上の永久磁石と、（ｃ）前記永久磁石のうちの少なくとも２つの間に配置される強磁性材料片と、を備えるディスク・タイプ・ロータと、（Ｂ）ステータであって、（ｄ）ロータのディスクの直径に沿って配置される直径コイル・ユニットであって、コイル・ユニットは、（ｄ１）矩形状空洞を有する矩形状直径ボビンであって、前記矩形状空洞はロータの直径よりもわずかに大きい長さを有する、矩形状直径ボビンと、（ｄ２）前記直径ボビンの周りに巻き回されるコイルと、（ｄ３）前記シャフトを収容し、それによって前記矩形状空洞内での前記ロータの回転を可能にする前記ボビン内の上側及び下側穴と、を備える直径コイル・ユニット、を備えるステータと、を備える電気モータに関する。
【００１８】
本発明の実施例において、前記ロータは、非強磁性の下側ディスクを備え、前記永久磁石は、前記下側ディスク上に、部分的にリング状の構造に、等角的に離間されるとともに等放射状に配置され、強磁性材料片は、前記永久磁石のうちの少なくとも２つの間に配置されて、部分的な又は閉じられたリング状構造を形成する。
【００１９】
本発明の実施例において、前記永久磁石のうちの２つが使用されるとき、それらは前記下側ディスクの直径に沿って配置される。
【００２０】
本発明の実施例において、前記永久磁石のうちの２つが使用されるとき、永久磁石の同様の磁極は、それぞれ互いに向かい合っている。
【００２１】
本発明の実施例において、部分的にリング状の構造が形成されるとき、永久磁石の１つ又は複数の対の各々の間に空隙が設けられる。
【００２２】
本発明の実施例において、ロータは、ロータの構造を補強するために、非強磁性材料の上側ディスクを更に備える。
【００２３】
本発明の実施例において、前記ディスク・タイプ・ロータは、強磁性材料ディスクを備え、２つ以上の永久磁石は、前記ディスクの専用のスロット内に、等角的に離間されるとともに等放射状に配置される。
【００２４】
本発明の実施例において、モータは、前記コイルに供給されるＤＣ電流の方向を周期的に交互に切り換えるためのモータ制御器を更に備える。
【００２５】
本発明の実施例において、モータは、前記モータ制御器にそれぞれの方向信号を送るための１つ又は複数の角度方向センサを更に備える。
【００２６】
本発明の実施例において、前記１つ又は複数の角度方向センサは、モータのシャフトに配置される。
【００２７】
本発明の実施例において、前記１つ又は複数の角度方向センサは、直径コイル・ユニットのボビン内に配置される。
【００２８】
本発明の実施例において、モータは、２レベル・ロータを備え、その永久磁石及び直径コイルを含む第２のロータ・レベルの全てのコンポーネントは、第１のロータ・レベルの同様のコンポーネントに対して９０°シフトしている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例による、モータの全体的な構造を示す図である。
【図２ａ】本発明の第１の実施例による、モータのロータの基本的な構造を示す図である。
【図２ｂ】本発明の第１の実施例による、モータのロータの基本的な構造を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例による、モータのロータの基本的な構造を示す図である。
【図４ａ】本発明の第３の実施例による、ロータ構造２２０を図示する図である。
【図４ｂ】本発明の第３の実施例による、ロータ構造２２０を図示する図である。
【図５】本発明のコイル・ユニットのボビンの正面図である。
【図６】本発明の第４の実施例による、２レベル・ロータの構造を示す図である。
【図７】実例１においてテストされた本発明のモータの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
上に述べたように、ステータにおけるコイルの数が増加されるにつれて、及びロータの回転のスピードが増加するにつれて、モータのコイルへの電流方向の反転の速度は、増加されなければならない。電流方向反転の速度のこの増加は、より複雑で高価なモータ制御器を必要とし、モータの効率における低下をもたらす。より具体的には、切り換え頻度が増加すると、モータ制御器においてより強力な電力ドライバが必要となり、このことは、電流方向の切り換え中に電力損失を不可避的に増加させる。従って、ステータに単一のコイルを有する場合であっても動作し得、所与の回転のスピード（分当たりの回転数）について電流方向反転の速度が著しく減少されたモータを提供することが、本発明の目的である。
【００３１】
図１は、本発明の実施例による、モータ１０の全体的な構造を示す。図２ａ及び図２ｂは、本発明の第１の実施例による、モータのロータ２０の基本的な構造を示す。図３は、本発明の第２の実施例による、モータのロータ２０の基本的な構造を示す。
【００３２】
モータのステータ３０は、剛性の支持体１２に取り付けられる直径コイル・ユニット１１を備える。直径コイル・ユニット１１は、ディスク２５ａの直径に取り付けられ、ロータのディスクの直径全体にわたっている。図１及び図５に図示されるように、直径コイル・ユニット１１は、（正面図において）実質的に矩形状のボビン１３を備え、ボビン１３はロータの直径よりもわずかに大きい長さの矩形状空洞１４を有する。例えば、３００ｍｍの直径を有するロータでは、空洞１４の長さは３０５から３１０ｍｍの間であってよい。
【００３３】
本発明によると、ロータ２０は、ディスク・タイプ・ロータである。ディスク・タイプ・ロータとは、ロータが、複数の永久磁石が取り付けられた下側ディスク（図１に図示される下側ディスク２５ａなど）を備えるか、又は、代替的に、ロータが、それぞれが１つの永久磁石を収容する複数の放射状スロットを有するディスク（図４ａのディスク２２５など）を備えるかのいずれかであることを意味する。
【００３４】
図２ａは、本発明の第１の実施例による、ロータ１０の全体的な構造を図示する。図２ｂは、ロータ１０における磁石の配列の仕方を図示する。ロータは、シャフト２１と、下側ディスク２５ａに取り付けられた２つの永久磁石２４ａ及び２４ｂとを備える。前記２つの永久磁石は、ディスク２５ａの１つの直径に沿って対称的に位置付けられ、２つの磁石の同様の磁極は互いに向かい合う。すなわち、磁石２４ａのＮ極は磁石２４ｂのＮ極と向かい合い、同様に、磁石２４ａのＳ極は磁石２４ｂのＳ極と向かい合う。任意選択的な上側ディスク２５ｂは、存在するならば、ロータの機械的な強度を向上させる。下側ディスク２５ａ及び上側ディスク２５ｂ（存在するならば）は、アルミニウム又はプラスチックなどの非強磁性材料で作られる。シャフト２１は、ボビン１３の上側及び下側部分の上側及び下側開口をそれぞれ貫通する（図１においては上側開口２７ａのみが図示されている）。図２ｂは、２つの永久磁石２４ａ及び２４ｂが、下側ディスク２５ａ上にどのように配列されるかを図示する。図示されるように、２つの磁石の同様の磁極は互いに向かい合う（すなわち、磁石２４ａのＮ極は磁石２４ｂのＮ極と向かい合い、同様に磁石２４ａのＳ極は磁石２４ｂのＮ極と向かい合う）。好ましくは、強磁性材料（鉄など）の２つの任意選択的な弓状片２８ａ及び２８ｂが、２つの永久磁石２４ａ及び２４ｂの間に配置される。本明細書において後に論じられるように、前記弓状強磁性片２８ａ及び２８ｂ（図２ｂにおいてのみ図示される）は、存在するならば、モータのＣＥＭＦを著しく減少させる。
【００３５】
図３は、図２ｂの磁石配列の代替例として、本発明のロータの第２の実施例を図示する。図３のロータ１２０は、その構造において、図２ｂのロータ２０と同様であるが、図２ａ及び図２ｂのロータ２０は、２つの永久磁石を備えるのに対して、図３のロータ１２０は、４つの永久磁石１２４ａ−１２４ｄを備える。図２ｂの永久磁石２４ａは、２つのより小さなサイズの永久磁石１２４ａ及び１２４ｃに分割され、図２ｂの永久磁石２４ｂは、２つのより小さなサイズの永久磁石１２４ｂ及び１２４ｄに分割されて、図３ａの配列を形成する。２つのより小さな磁石１２４ａ及び１２４ｃの累積体積は、（図２ｂの）磁石２４ａのみの体積よりも小さく、同様に、磁石１２４ｂ及び１２４ｄの累積体積は、（図２ｂの）磁石２４ｂのみの体積よりも小さい。空隙１２２ａ及び１２２ｂが、図３の配列において、個別のより小さな磁石１２４ａ−１２４ｃ及び１２４ｂ−１２４ｄの対の各々の間に設けられる。各「大きな」永久磁石２４ａ及び２４ｂのより小さな磁石１２４ａ−１２４ｃ及び１２４ｂ−１２４ｄの２つの対へのこのような分割は、ロータ１２０において使用される永久磁石の総コストを著しく減少させ、結果として、ロータ１２０の全体的なコストは、図３ｂのロータ２０のコストと比較して減少される。図３のロータ配列１２０を有するモータの性能は、図２ｂの配列２０のものとほぼ同じであることが分かっている。
【００３６】
図４ａ及び図４ｂは、本発明の第３の実施例によるロータ構造２２０を図示する。ロータ２２０は、２つの専用スロット内で鉄のディスク２２５に装着された２つの永久磁石２２４ａ及び２２４ｂを備える。磁石の磁極は、図４ａに示されるとおりである。ＣＥＭＦの減少に関する図４ａのこの永久磁石及び鉄のディスクの配列の効果は、図２ｂ及び図３（そこでは、２つの鉄片２８ａ及び２８ｂ又は１２８ａ及び１２８ｂがそれぞれ、２対の永久磁石の間に設けられている）の配列の効果と同様である。より具体的には、３つのロータ実施例の全てにおいて、永久磁石の各対の間の鉄片の存在が、それぞれ、従来技術の同等のモータと比較して著しく減少されたＣＥＭＦを有するモータをもたらす。
【００３７】
図１に関して、直径コイル・ユニット１１のコイル４０は、典型的には、１０から２０の間の巻き線を備える。モータ制御器３５は、ポート３１を介してＤＣ電流をコイル４０に供給する。ロータ（２０、１２０又は２２０のどれが使用されるにしても）の継続的な回転を確保するために、コイルへの入力電流の方向は、コイル・ユニットに隣接する永久磁石の磁極に同期して、周期的に反転されなくてはならない。同期は、センサ４１、例えばホール・タイプ・センサ、を使用して行われ、センサ４１は、図３に最もよく図示されるように、シャフト２１に取り付けられる。代替的に、図５において図示されるように、センサ４１はボビン１３内に位置付けられてもよい。センサ４１は、シャフト２１の角度方向を感知してよく（この場合、センサ４１はシャフトに接近して位置付けられる）、又は、永久磁石の近接的な存在を感知してもよい（この後者の場合、センサ４１は永久磁石に対して周期的に接近する場所に位置付けられる）。感知回路４２は、モータ制御器３５に同期信号を提供し、モータ制御器３５は、それに応じてＤＣ電流供給の方向を交互に切り換える。述べたように、センサ４１は、ロータ２０の角度方向、特には、直径コイル・ユニット１１に対するその永久磁石の向きを感知する。ロータの向き４３（又は磁石の近接）は、感知されると、モータ制御器３５に伝えられ、モータ制御器３５は、適切な方向の周期的なＤＣ電流をコイル４０に提供することによって、モータの回転を同期させる。コイル４０へのＤＣ電流の供給は、永久磁石２４ａ、１２４ａ又は２２４ａのうちの１つへの引張力をそれぞれ生じさせ、他方の磁石２４ｂ、１２４ｄ又は２２４ｂへの押圧力をそれぞれ生じさせる。前述のように、永久磁石がボビン１３の空洞１４（図５）を通過するたびに、永久磁石の存在がセンサ４１によって感知され、ＤＣ電流の方向の反転をもたらす（代替的には、空洞４１内の永久磁石の存在が、シャフト２１の向きから推論され得る）。このようにして、以前は磁石２４ａ、１２４ａ又は２２４ａをそれぞれ引張っていたコイル・ユニット１１の部分は今やそれを押し、逆に、以前は他方の磁石２４ｂ、１２４ｄ又は２２４ｂを引張っていたコイル・ユニット１１の反対側の部分は今やそれらを押し、ロータ２０の継続的な回転をもたらす。
【００３８】
述べたように、図２ｂ及び図３にそれぞれ最もよく図示されるように、２つの任意選択的な強磁性材料（鉄など）の弓状片２８ａ（又は１２８ａ）及び２８ｂ（又は２２８ｂ）がそれぞれ、２つの永久磁石２４ａ（又は１２４ａ）及び２４ｂ（又は１２４ｂ）の間に配置される。代替的に、図４ａの第３の実施例においては、鉄のディスク２２５が、図２ａ及び図３の前記鉄片と同じ目的を果たす。
【００３９】
図示されるように、ここまで説明された本発明のモータは、ただ１つの直径コイルを備える。従って、コイルへの電流方向反転の速度は、最小化される。
【００４０】
図６において図示される本発明のモータの第４の実施例においては、２つの直径コイル・ユニット１１ａ及び１１１ａが、一方が他方に対して９０°の角度で提供される。実際上、ロータ２０は、２レベル・ロータであり、すなわち、（図２ｂ、図３、及び図４ａそれぞれの）ディスク及び永久磁石のロータ配列の各々が、２つのロータ・レベル２９ａ及び２９ｂにそれぞれ２重になっている。更には、下側レベル２９ｂのコンポーネント（コイル・ユニット及び永久磁石）は、ロータの上側レベル２９ａのそれらに対応するコンポーネントに対して９０°の角度で配列される。ＤＣ電流は、２つのコイル・ユニット１１ａ及び１１１ａのコイルに対して提供される。第４の実施例の構造における電流方向反転の速度は、第１、第２、及び第３の実施例における速度と比較して２倍になるが、直径コイル・ユニットの使用に鑑みて、モータの構造はいまだに非常に単純なままである。
【００４１】
前述のように、従来技術の典型的な電気モータは、寄生磁束が著しく、これは、モータが生み出すことを意図される正のＥＭＦに加えて、逆転したＥＭＦ（ＣＥＭＦ）の生成をもたらす。このような寄生電気力の生成は、著しいエネルギー損失をもたらす。
【００４２】
本発明のモータは、比較的低い電流及び比較的高い電圧供給を使用しつつ、エネルギーのこのような損失を非常に著しく減少させる。述べたように、本発明の好ましい実施例において、図２ｂ及び図３に図示されるように、２つの強磁性（例えば、鉄）弓状片２８ａ及び２８ｂ（又は、１２８ａ及び１２８ｂ）がそれぞれ２つの永久磁石２４ａ及び２４ｂ（又は、１２４ａ及び１２４ｂ）の間に配置される。代替的に、図４ａの強磁性ディスクが同じ目的を果たす。従って、永久磁石の組は、２つの強磁性弓状片又はディスク２２５とともに、ボビン・ユニット１１の空洞１４を貫通する円形状の構造をそれぞれ形成し、ロータ・ディスクの自由な回転を可能にする。述べたように、永久磁石の対の間の追加される強磁性片（又はディスク２２５）は、非常に重要であることが分かっており、というのは、この構造は、従来技術と比較して、寄生ＣＥＭＦの非常に著しい減少に寄与するからである。同じ効果が、２つのロータ・レベルにおいて一方が他方に対して９０°の角度でそれぞれ配列される２つのコイル・ユニット１１を備える第４の実施例においても得られる。
【００４３】
述べたように、本発明のモータの４つの実施例の全てにおいて、寄生磁気損失、すなわちＣＥＭＦは、旧来の従来技術の構造の同等のモータと比較して極めて低いことが分かっている。旧来のモータにおいてはＣＥＭＦのレベルは典型的には８０％から９０％に達するが、本発明のモータにおけるＣＥＭＦのレベルは、１０％から１２％の間であることが分かっている。
【００４４】
実例
本発明によるモータは、図７において図示される構造において実現された。モータは、単一の直径コイル・ユニット１１及び６つの永久磁石３２１ａ−３２１ｆから構成された。６つの鉄片３２５が永久磁石の各対の間に配置された。より具体的には：
１．ロータ構造：図７において図示されるような１レベル構造；
２．直径コイル・ユニットの数：１；
３．永久磁石の数：６；
４．永久磁石の各対の間の鉄片の数：６；
５．各コイルにおける巻き数：１０〜２０；
６．コイル・ユニットのコイルにおいて使用されたワイヤの直径：１０ｍｍ（ＬＩＴＺ）；
７．電圧供給のレベル：６〜８ＶＤＣ；
８．電流のレベル：３００〜４００Ａ；
９．モータのパワー：２０ＫＷまで；
１０．達成された分当たりの回転数：２０，０００ｒｐｍ以上；
１１．ディスクの直径：３００ｍｍまで；
である。
【００４５】
上記のモータ構造に関して、３０００ｒｐｍのスピードにおけるＣＥＭＦは、１０％にすぎないことが分かった。
【００４６】
本発明のいくつかの実施例が例として説明されたが、本発明は、本発明の精神から逸脱することなく、又は特許請求の範囲を超えることなく、当業者の範囲内にある多くの修正、変形、及び適合とともに、並びに、多数の同等の又は代替的な解決策の使用とともに実践され得ることは明らかであろう。
【図１】
2019530419.tif 000003
【図２ａ】
2019530419.tif 000004
【図２ｂ】
2019530419.tif 000005
【図３】
2019530419.tif 000006
【図４ａ】
2019530419.tif 000007
【図４ｂ】
2019530419.tif 000008
【図５】
2019530419.tif 000009
【図６】
2019530419.tif 000010
【図７】
2019530419.tif 000011
【国際調査報告】
2019530419.tif 000012
2019530419.tif 000013