(57)【要約】回転電気モータが回転軸の環状リング構成内に設置された複数の永久磁石要素を備える。磁石要素は、内側環状表面に沿って磁気極性を連続的に交番する。ステータは半径方向エアーキャップによってロータから間隔を空けられている。ステータはステータ捲線を形成するために捲かれた各コイルを有する複数の磁気コアセグメントを含み、コアセグメントは、互いに直接接触から分離されており且つ半径方向エアーキャップに沿って設置されている。各ステータセグメントは、回転軸に平行な方向に互いに整列した一対の磁極を備える。従って、ステータは、半径方向に整列したステータ磁極の第１の組及び軸方向にずらされた半径方向で整列したステータ磁極の第２の組から成る。
2005506023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの捲線を有する複数の分離された強磁性コアセグメント、
前記コアセグントに付けられた非強磁性支持構造、から成り
前記コアセグメントが、互いに強磁性的に接触せずに回転軸周囲の環状リングに構成されており、
各コアセグメントが、回転軸に平行な方向に整列された一対の磁極から成る回転電気モータに対するステータ。
【請求項２】
回転軸周囲の環状リング構成に配置された複数の永久磁石要素から成り、内側環状表面に沿って前記磁石要素の磁極が連続的に交番するロータ、
及び
半径方向エアーギャップによってロータから間隔を空けられたステータから成り、前記ステータは、ステータ捲線を形成するためにステータに捲かれたそれぞれのコイルを有する複数の強磁性コアセグメントを含み、このコアセグメントは、互いに直接接触から分離されており、且つ半径方向エアーギャップに沿って設置されており、各ステータセグメントは、回転軸に平行な方向に互いに整列している一対の磁極からなり、ステータはこれによって半径方向整列のステータ磁極の第１の組、及び半径方向整列の軸方向に変位されたステータ磁極の第２の組から成る回転電気モータ。
【請求項３】
ステータ磁極の第１及び第２の組の少なくとも一方が、エアーギャップを横切ってロータの環状リング永久磁石要素と半径方向に整列されることを特徴とする請求項２記載の回転電気モータ。
【請求項４】
前記ロータ永久磁石要素の各々が、エアーギャップで回転軸に平行な方向に整列した一対の永久磁石磁極から成る個別の軸向ユニットであり、前記磁極は互いに反対の磁気極性を有しており、
ステータ磁極の第１及び第２の組の各組は、ロータ磁石磁極のそれぞれの組と半径方向に整列されることを特徴とする請求項３記載の回転電気モータ。
【請求項５】
各ステータコアセグメントは、磁極対を結合するリンク部を備え、捲線がリンク部に形成され、捲線を流れる電流の向きを反転すると、磁極対の磁気極性の反転が生じることを特徴とする請求項４記載の回転電気モータ。
【請求項６】
各磁極永久磁石は、エアーギャップで半径方向内側磁極面に一方の磁気極性を表し、半径方向外側磁極面に反対磁気極性を表し、磁束は半径方向に向けられていることを特徴とする請求５記載の回転電気モータ。
【請求項７】
各ロータ軸向ユニットの磁極は互いに分離されていることを特徴とする請求項６記載の回転電気モータ。
【請求項８】
各ロータ軸向ユニットは更に、ユニットの各磁極の半径方向外側磁極表面に取り付けられた、軸方向に延びる透磁性セクションを含むことを特徴とする請求項７記載の回転電気モータ。
【請求項９】
全てのロータ軸向ユニットの透磁性セクションが構造的に互いに間隔を空けられていることを特徴とする請求項８記載の回転電気モータ。
【請求項１０】
各ロータ軸向ユニットが、一対の磁極間で軸方向に延び、且つ軸方向の磁気極性配向を有する第３の磁石を備えて、磁束分布が増強されることを特徴とする請求項７記載の回転電気モータ。
【請求項１１】
各ロータ軸向ユニットが更に、軸方向に延び、且つユニットの各磁極の半径方向外側磁極表面に取り付けられた透磁性セクションを備えることを特徴とする請求項７記載の回転電気モータ。
【請求項１２】
全てのロータ軸向ユニットの透磁性セクションが互いに構造的に間隔を空けられていることを特徴とする請求項１１記載の回転電気モータ。
【請求項１３】
各ステータコアセグメントの捲線が、ステータ磁極対の対応する磁極上で互いに反対方向にそれぞれ捲かれたコイルの２つの組から成り、コイルの組に電流を加えると、ステータコアセグメントの磁極に反対磁極の磁化が生じることを特徴とする請求項４記載の回転電気モータ。
【請求項１４】
各磁極永久磁石は、半径方向内側磁極表面のエアーギャップに一方の磁気極性を表し、且つ半径方向外側磁極表面に反対磁極を表し、磁束が半径方向に向けられていることを特徴とする請求項１３記載の回転電気モータ。
【請求項１５】
各ロータ軸向ユニットの磁極が互いに分離されていることを特徴とする請求項１４記載の回転電気モータ。
【請求項１６】
各ロータ軸向ユニットは、軸方向に延び、且つユニットの各磁極の半径方向外側磁極表面に取り付けられた透磁性セクションを備えることを特徴とする請求項１５記載の回転電気モータ。
【請求項１７】
全てのロータ軸向ユニットの透磁性セクションが構造的に互いに間隔を空けられていることを特徴とする請求項１６記載の回転電気モータ。
【請求項１８】
各ロータ軸向ユニットが一対の磁極間の軸方向に延び且つ軸方向に磁気極性配向を有する第３の磁石を備え、これによって、磁束分布が増強されることを特徴とする請求項１５記載の回転電気モータ。
【請求項１９】
各ロータ軸向ユニットが、軸方向に延び、且つユニットの各磁極の半径方向外側磁極面に取り付けられた透磁性セクションを更に備えることを特徴とする請求項１８記載の回転電気モータ。
【請求項２０】
全てのロータ軸向ユニットの前記透磁性セクションが互いに構造的に間隔を空けられていることを特徴とする請求項１９記載の回転電気モータ。
【請求項２１】
ロータがステータを囲むことを特徴とする請求項２記載の回転電気モータ。
【請求項２２】
各ロータ軸向ユニットが、回転軸と中心を共有する非強磁性バックプレートに取り付けられていることを特徴とする請求項６記載の回転電気モータ。
【請求項２３】
複数のロータ軸向ユニットがハックプレートに沿って互いに間隔を空けられていることを特徴とする請求項２２記載の回転電気モータ。
【請求項２４】
回転軸の周囲の環状リング構成内に設置され、内側環状表面に沿って磁極が連続的に交番する複数の永久磁石要素から成る回転電気モータ用ロータであり、
ロータ永久磁石要素の各々が、回転軸に平行な方向で互いに整列した一対の永久磁石磁極を備える個々の軸向ユニットであり、磁極が、互いに反対の磁気極性を有し、
各磁極永久磁石が、内側環状表面に一方の磁極を表し、且つ外側磁極面に反対磁極を表し、磁束が半径方向に向けられている回転電気モータ用ロータ。
【請求項２５】
各ロータ軸向ユニットが更に、軸方向に延び、ユニットの各磁極の半径方向外側磁極表面に取り付けられた透磁性セクションから成ることを特徴とする請求項２４記載のロータ。
【請求項２６】
各ロータ軸向ユニットが更に、一対の磁極間に位置され、且つ軸方向への磁気極性配向を有する第３の磁石を備えることを特徴とする請求項２４記載のロータ。
【請求項２７】
各ロータ軸向ユニットが更に、軸方向に延び、ユニットの各磁極の半径方向外側磁極面に取り付けられた透磁性セクションを備え、磁束分布が増強されていることを特徴とする請求項２６記載のロータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願】
本願は、両方とも本出願人に譲渡された、西暦２００１年４月５日出願のＭａｌｓｌｏｖ等の対応米国特許出願シリアル番号０９／８２６，４２３、及び西暦２００１年４月５日出願のＭａｌｓｌｏｖ等の対応米国特許出願シリア番号０９／８２６，４２２に関係する主題内容を含んでいる。これら両方の出願の開示はここに参考として組み込まれている。
【０００２】
【発明の分野】
本発明は、回転電気モータ、より詳細には、複数の回転要素、及び、モータの回転軸に平行な方向に整列された複数の磁極から成るステータ要素に関係する。
【０００３】
【背景】
マイクロコントローラ及びマイクロプロセッサベースのモータ制御に関する応用の様な電子システムの進歩的改良、及び改良されたポータブル電源が利用可能に成ったことは、注目されている課題である内燃機関に対する実行性のある代替物としての、車輛用の有効な電気モータ駆動の発展を達成した。モータ捲線への電気的に制御されたパルスエネルギーの供給は、モータ特性のより柔軟な管理の見込みをもたらす。パルス幅、デューティサイクル、及び適当なステータ捲線への電池電源のスイッチ切り換え供給を制御することによって、交番電流同期モータ動作と殆ど区別出来ない機能的融通性を達成することができる。この様な捲線と関係して永久磁石を使用することは、電流消費制限がある場合に有利である。
【０００４】
Ｍａｓｌｏｖ等のシリアル番号０９／８２６，４２３の上記同時継続関連米国特許出願は、簡単に製造することが可能であり、効率的且つ柔軟な動作特性が得られ改良されたモータの必要性を確認且つそれを議論している。車輛駆動環境において、広い速度範囲に渡って、円滑な動作を達成し、最小電力消費で最大のトルク出力能力を維持することが強く望まれる。この様な車輛モータ駆動は、最小の手間で部品を置き換えるために種々の構成要素への容易な接近を提供すべきことが有利である。上記同時継続関連米国出願は、半径方向で比較的薄い、環状に構成された、孤立された透磁性構造の電磁石磁極を組み込んでおり、有利な効果を提供する。この様な構成で、従来の実施の形態と比較して、殆ど損失が無くて又は電磁石コア内に有害な変成器干渉効果が無くて、磁束を集中することができる。トルク特性及び効率における改良は、上記同時継続出願の構造で、達成するとこができるが、更なる改良が望ましい。
【０００５】
この目的にために、Ｍａｓｌｏｖ等のシリアル番号０９／８２６，４２３の上記同時継続関連米国特許出願は、磁石グレード、磁石グレードのエネルギー密度及び全体的な磁石特性、磁石がロータの一部の場合に有効動作透磁率及び磁石の全体的動作状態調整することができる磁石のサイズ及び大きさ、磁石の温度安定性、意図された応用に対して磁石の製造に於いて用いられる仕上げ、コーティング、及び後処理工程、磁石の曲線面に渡っての磁化の安定性、磁石の半径方向分極の均一性、２つの分離された磁石の間の隣接ギャップ、磁石のエッジの機械的特徴、及び裏当鉄片リングセクションによって提供される磁石の戻り磁束路の様なロータパラメータを最適にすることを求めている。
【０００６】
Ｍａｓｌｏｖ等の出願は、電磁石グループの孤立は、殆ど損失が無くて又は他の電磁石部材との有害な変成器干渉効果が無くて、そのグループの磁気コア内での磁束の独立した集中を可能にする。動作利点は、単一の磁極対を孤立した電磁石グループに構成することによって、得ることができる。他の磁極グループから個々の磁極対の磁気路を孤立化すると、磁極対捲線のエネキルギー供給が切り換えられる時の隣接グループへの磁束変成器効果を除去する。グループ内の追加の磁極が無いと、グループ内のこの様な効果を除去又は避けられる。
【０００７】
重要な利点が上述の努力から導かれたが、モータ構造の三次元形状の利用から得られるべき潜在的利点か完全には実現されなかった事が分かった。同時継続出願のモータにおいて、全てのステータ及びロータ磁極は、回転軸について円周上に位置されており、且つ軸方向に同一の広がりを有する。所与のエアーギャップ直径に対して、磁極対の数の二倍の磁極の全数は、実際の物理的能力によって制限される。これによって、ロータ及びステータ間に磁束相互作用を発生する個々の磁極の最適アクティブ表面面積は、この様な相互作用を発生する磁極の数と同様に、決定される。磁束分布がより強く集中し、同じ個別のアクティブエアーギャップ表面積でより多数の磁極を与え及び／又は同じエアーギャップ直径を有するモータに対してより大きいトータルアクティブエアーギャップ表面面積を与える構造構成が、更に高い性能を与えるために強く望まれる。
【０００８】
【発明の開示】
本発明は従来技術の上述した必要性に更に近づき、上述したＭａｌｓｏｖ等の出願に開示される孤立した個別の磁極対構成の様な構成に対して追加の利点を提供する。
【０００９】
本発明の利点は、モータの軸方向に沿ったスタータとロータ磁極の間に半径方向磁束分布相互作用を延ばすことによって、少なくとも部分的に達成される。
【００１０】
軟透磁性媒体が種々の特定の形状の形成に順応することになる材料の使用から、本発明の追加の利点を実現することができる。例えば、コア材料は、Ｆｅ、ＳｉＦｅ，ＳｉＦｅＣｏ，ＳｉＦｅＰ粉末材料の軟磁石グレードから製造することができ、各材料は、均一な電力損失、透磁率、及び飽和レベルを有している。ステータ要素のコアの幾何形状及びコアの大きさは、ラミネーションを形成する必要無しに、従って、ロータ永久磁石とステータ電磁石の結合した磁極間に展開する磁位勾配を最適化すること無しに、適切な誤差を有して形成することがてきる。
【００１１】
上述した利点は、本発明の構造的特徴に、少なくとも部分的に、現れている。モータは、ロータ及びステータから成り、各々角度周期的なリング構成で配置されており、互いに環状のエアーギャップによって分離されている。ステータは、コイルが巻かれた複数の透磁率コアセグメントから成る。コアセグメントは、互いに直接接続から分離されており、環状のエアーギャップに沿って設置されている。各ステータセグメントは回転軸方向に平行な方向に、互いに整列された磁極対から成る。ステータは、従って、軸方向に変位された複数の磁極の２つの組を有し、各組の磁極は軸方向に整列している。各コアセグメント磁極対は、従って、一方の組の磁極と、これに構造的に接続する他方の組の磁極からなる。この構成において、磁極対の全数は、一組の磁極数とその数が等しい。好適には、各ステータコアセグメントの磁極は、リンク部によってつながれている。ステータ捲線は、リンク部上に形成することができ、捲線に電流を加えると、各磁極対に、対向する磁気極性を発生する。代替的に、捲線は、ステータ磁極対の対応する磁極に、互いに反対方向にそれぞれ巻かれた２組のコイルから成ることができ、これらは、直列又は並列で接続することがてきる。これによって、接続されたコイルの組に電流を印加すると、ステータコアセグメントの磁極に反対の磁気極性の磁化を生じる。何れの代替例においても、捲線に加えられる電流を反転すると、ステータ磁極の磁極極性が反対になる。
【００１２】
ロータは好ましくは内側環状表面に沿って、磁気極性が連続的に交番する複数の永久磁石要素から成る。各ロータ要素は、エアーギャップで回転軸に平行な方向で互いに整列された一対の磁極からなる。これら磁極は、反対の磁気極性を有する。従って、ロータは、軸方向に整列されて設定された、軸方向に変位された磁極の２つの組も有する。ロータ磁極の組は、好適には、軸方向に整列しており、対応するステータ磁極の組と軸方向に同一の広がりを有している。
【００１３】
本発明の他の利点は、エアーギャップを横切る半径方向の磁束の方向を増強する様に構成されるロータ構造に、起因することができる。例えば、各ロータ磁極は、内側磁極面に、エアーギャップに一つの磁気極性を提示し、且つ外側磁極面に、反対の磁気極性を提示する様に磁化することができ、半径方向に磁束を集中することができる。ロータ要素は、互いに、近接しており、強磁性環状バックプレートに取り付けられている。好適には、ロータ要素は、互いに直接接触しておらず、従って、磁路の孤立化を増強する。代替的に、各ロータ磁石要素は、更に、磁気バックプレートとして、軸方向に延びる透磁性セクションを更に備えることができ、ロータ要素の各磁極は、バックプレートの各軸方向端部に取り付けられている。この構成においては、連続する磁気環状バックプレートではなく、別体のバックプレート部分が、各ロータ要素に対して設けられており、迷い磁束分布を避けている。何れの実施の形態においても、非強磁性環状バックプレートが、ロータ要素を囲む様に設けられている。
【００１４】
別の好適な実施の形態において、各ロータ透磁性要素は更に、要素の磁極部分間に追加の磁石部分を具備しており、この追加の磁気部分が、要素の磁極部分間で軸方向に磁束を向け、従って、アクティブ磁束分布パターンを改良する。
【００１５】
本発明の追加の利点は、以下の詳細な記述から当業者に容易に明らかになるであろう。本発明を実施するために考案された実施の形態を説明するという単純な仕方によって、発明の好適な実施の形態のみが、示されており且つ記述される。理解される様に、本発明は、本発明から離れる事無しに、他の異なる実施の形態を有することができ、種々の詳細な事項は、種々の明白な点で、修正を行うことができる。従って、図面及び記述は、実際上説明であり、限定ではないと考えられるべきである。
【００１６】
本発明は添付図面内に、例示として、限定としてではなく図示されており、同じ参照番号は類似の要素を参照する。
【００１７】
【発明の詳細な記述】
本発明のモータは、自動車、オートバイ、自転車等の車輛の車輪を駆動するのに使用するのに好適である。図面の表示は、従って、車輛の車輪内に収容することができるモータ構造を示す。ステータは、シャフトに堅固に取り付けられ且つ車輪を駆動するためのロータによって取り囲まれている。しかしながら、車輛を背景とすることは、本発明のモータを採用し得る多数の特定の応用の内の単なる例示であることが理解されるべきである。
【００１８】
図１の切取内部図に示される様に、モータ１０は、環状永久磁石ロータ２０及び半径方向エアギャップによって分離されている環状ステータ構造３０から成る。ステータは複数の強磁性的に孤立した要素から成る。透磁性材料から成り且つ互いに直接接触することから分離されるコアセグメント３２は、その上に形成されたそれぞれの捲線を有する。ロータは、エアーギャップの周りで円周上に分布されており、且つアルミニュウム又は他の非透磁性材料から形成することができる非磁性環状バックプレート２４に固定された複数の永久磁石２２から成る。ロータ磁石によって製造される磁束分布は、ロータ磁石の後に取り付けられた透磁性要素を設けることにって更に増強される。図１の実施の形態で示されていないが、ロータ磁石用の追加の環状強磁性裏当層が他の図に図示されている。
【００１９】
筒形環状ロータ構造内に、ステータコアセグメントが２つのプレート４２によって堅固に固定されている。２つのプレートの内の一つのみが、図示されている。各プレートは、外側直径を有する剛性円状構成、及びプレートの中心で内側直径を形成する円状切欠き部分から成る。内側直径は、固定シャフト４４に適合し、且つシャフトと一体の部材４６に取り付ける大きさにされている。プレートの周囲に沿って、プレートには、ステータのコアセグメント内の対応するスルーホール４８と関連する様に適当に間隔が空けられたホールが設けられているが、これは、図示されていない。プレートの各々はシャフトに固定され且つ互いに適当に間隔を空けられていて、関連するホールを介してステータコアセグメントとそれらの各軸側で固定され且つそれらを挟み込む。環状リングは、ロータからエアーギャップを隔てて軸方向に同じ広がりをもって整列されたステータコアセグメントから形成される。
【００２０】
固定シャフト、プレート及びステータ構造は、ハウジング５０内に含まれており、これらには、環状ロータバックプレート及び永久磁石が取り付けられている。ハウジングは、適当なブッシュ及びベアリングを介してプレートの外部でシャフトにジャーナル軸受けされている。従来公知の如何なる適当な手段も、種々の要素の組立に対して使用することができることは理解されるべきである。。車輛の例では、ハウジングは、シャフトの周りをロータと共に回転する車輛の車輪の部分を形成することができる。プレートの特定の構成が、単に例示として記述されたが、ステータの部分をシャフトに固定し、環状構成を形成する如何なる手段も適当である。
【００２１】
ステータのコアセグメントは図２により詳細に示されている。コアセグメントは、ステータコイル３４が捲かれるリンク部３６によって、軸方向で結合される２つの磁極３５から成る一体的な磁気構造である。断面面積は半径方向でエアーギャップに向かって増大し、拡大された磁極面３７で終るテーパ状構成を有している。この構成は、コア内の磁束の集中を最適化し、最大磁束がエアーギャップを横切る方向に向けることができる様にする。図示されたコア形状は、その変形例と同様に、例えば、Ｆｅ、ＳｉＦｅ、ＳｉＦｅＣｏ、ＳｉＦｅＰ粉末材料の軟磁石グレードから粉末金属技術を使用して形成することができる。粉末金属技術は、積層金属ラミネートの従来の形成からでは可能でない柔軟な構造設計を提供する。ラミネートコアの使用によって従来通り処理される渦電流損失の最小化は、粉末金属材料の既知の高電気抵抗率に従って、適当な粉末金属材料組成の選択によって得られる。
【００２２】
ステータ捲線３４にエネルギーを加えると、各磁極面３７が反対の磁気極性を有するコアセクション３２の磁化を生じる。公知の仕方で、電流の向きを反対にすると、磁気極性が反転する。従来の構成でのエアーキャップの周囲ではなく、軸方向に各磁極対を整列すると、二倍の数のステータ磁極が提供される。ステータコアの軸方向の広がりが本発明ではより大きいので、各磁極は同じ表面面積を有している。完全なステータは、従って、コア要素のリンク部によって互いに軸方向に変位されていて軸方向に同一の広がりを有する複数の磁極の２つの組を含む。
【００２３】
図３は図２に示されるステータコアセグメントの変形である。コアセグメント３２は、各々コイル３４で捲かれるホビン形状磁極セクションから成る。磁極セクションは、エアーギャップにおいて拡大された磁極面表面３７を有し、比較的フラットなリンク部３６によってエアーギャップの反対の端部で結合されている。磁極セクション、磁極面、及びリンク部は、好ましくは粉末金属材料から形成される一体構造を有する。磁極対の各磁極は反対向きに捲かれていて、磁極面３７に反対の磁気特性を与える。２つの捲線部分は、所望の性能特性に依存して、直列又は並列に接続することができる。捲線にエネルギー電流を加えると、コアセグメントの磁極に反対の磁化極性を生じる様に捲線部分は、適当に電気的に接続されている。公知の方法で、電流を逆向きにすると、磁気極性を逆にすることができる。
【００２４】
ロータ２０は、図４ａ及び図４ｂにより詳細に図示されている。図４ａは、連続磁気環状バックプレート２５を図示しており、この上に、個々の永久磁石が取り付けられている。磁石は、軸方向に同一の広がりを有する磁石２２ａの第１のリングと、軸方向に同一の広がりを有する磁石２２ｂの第２のリングとを形成する。各磁石は、半径方向にＮ−Ｓ磁化配向を有する。エアーギャップに面する表面の極性は、バックプレート２５と接触する表面の極性と反対である。各リングの磁石の磁気極性は連続的に交番する。磁石２２ａは、円周方向で磁石２２ｂと同一の広がりを有する。互いに横方向に並ぶ磁石は反対の極性である。磁石２２ａのリング及び磁石２２ｂのリング間の間隙は、ステータ磁極対面間の間隙と関係があるが、等しい必要はない。各々のリングの内の磁石間の間隙は、均一であるが、隣接するステータコア要素の磁極面間の間隙と関係する。個々の磁石は、均一な表面面積を有しており、ステータ磁極の表面面積と関係することができる。軸方向で隣接する磁石２２ａ及び２２ｂの各対は従って、モータ回転を生じるステータコア要素磁極対と相互作用するロータ永久磁石磁極対と考えることができる。この相互作用は、エアーギャップ内の有効な磁束密度に著しい増加を生じ、裏当鉄片内での飽和を防ぐ。
【００２５】
図４ｂに図示される構成において、磁性環状バックプレート２５は、ストリップ２７に、区分されている。各ストリップには、軸方向に整列された永久磁石対が付けられている。ストリップ間に間隙を設けると、各々の個別の永久磁石対に対する改良された磁石分布が提供される。各軸方向磁石ユニットが構造的に分断されるので、迷磁束の直接の損失及び隣接するユニット間の干渉又はクロストークが最小にされる。
【００２６】
図５ａ及び５ｂは本発明のロータの変形例を図示している。図５ａのロータ構成において、軸方向に磁化された永久磁石２６が、軸方向に整列されたロータ磁石２２ａ及び２２ｂの間に位置されている。磁石２２ａ及び２２ｂのＮ−Ｓ磁化配向は半径方向に向いている。この構造は、磁石２２ａ及び２２ｂが各々個々のロータ軸向ユニットを形成するために磁石２６の一端に接触する点で図４ａのロータと異なっているが、図４ａの磁石２２ａ及び２２ｂは互いに分離されている。磁石２６は、軸方向に磁化されており、磁石２２ａ及び２２ｂ間での磁束の集中を助ける。図４ａに示される様に、磁石環状バックプレート２５は連続である。図５ｂのロータ構成においては、磁石環状バックプレート２５は分割されている。ロータ軸向ユニットが取り付けられる各バックプレートストリップ２７は、隣接ストリップから分離されており、磁束分布を改良している。
【００２７】
種々の磁束分布パターンが図６ａ−６ｄに示されている。図６ａ及び６ｂの束分布は、永久磁石が非強磁性バックプレート２４（図示されず）に直接接触するロータ構成に対応している。図６ａは、非強磁性バックプレートに直接取り付けられた反対の磁気極性を有する間隔を空けた個々の永久磁石に対する磁束分布パターンを示している。図６ｂは、３つの磁石ユニットに対する磁束分布パターンを示している。軸方向に磁化された磁石は、半径方向磁化配向を有する反対磁気極性を有する磁石の間に挟まれる。図６ｃは、反対極性の個々の永久磁石は互いに離れており且つ図４ａおよび４ｂの構成の様に、磁性裏当鉄片部分に取り付けられているロータ構造に対する磁束分布パターンを示している。図６ｄは、図５ａ及び５ｂの構成の様に、磁石軸向ユニットが裏当鉄片部分に取り付けられたロータ構成に対する磁束分布パターンを示している。これらから明らかなように、３つの磁石構成に対するパターンは２つの分離した磁石の構成に対して改良れている。これら両方の構成のパターンは、磁気裏当鉄片要素の追加で改良される。
【００２８】
この開示において、本発明の好適な実施の形態及びそれらの変形実施例のみが示され且つ記述された。本発明は、種々の他の組合せ及び環境において使用することができ、ここで表現された発明の概念の範囲内で変更又は改良が可能であることが理解されるべきである。例えば、理解される様に、本発明のモータは、車輛駆動に加えて幅広い応用で利用することができる。車輛駆動の実施おいてはロータがステータを囲むことが好ましいが、別の応用は、ロータを囲むステータで利点を見出すことができる。従って、各内部及び外部環状部材はステータ又はロータの何れかから成り、電磁石のグループ又は永久磁石のグループの何れかから成ることができる。
【００２９】
ステータコア要素の特定の形状構成が説明されたが、粉末金属技術を使用して殆ど如何なる形状も形成することができるので、ここでの発明の概念は、これらの構成の多数の変形例を包含することが理解されるべきである。従って、特定のコア構成は、所望の磁束分布に合わせることができる。
【００３０】
更に、種々の磁極表面面積及びステータ及びロータ磁極面間の間隔関係は、所望の動作機能に依存して、変化する。例えば、要素間の間隔及び要素表面面積は均一である必要はない。上述した種々の実施形態において、種々のロータ磁石は、指示されたよりも互いに更に間隔を空けられるか又は逆に互いに接触して構成することができる。図５ａ及び５ｂの３つの磁石軸向ユニット構成において、磁石ユニットは、適当な埋め込み磁気パターンを有する単一の集積磁気ブロックから製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に従うモータの３次元部分斜視図である。
【図２】
図１のモータのステータコアセグメントの斜視部であり、コイルはセグメント磁極を接続するリンク部の周りに捲かれている。
【図３】
コイルがステータ磁極の周りに捲かれている本発明のステータコアセグメントの斜視図。
【図４ａ】
軸方向に整列された磁極対が、構造的に分離される本発明のロータの斜視部である。
【図４ｂ】
軸方向に整列された磁極対が、構造的に分離される本発明のロータの斜視部である。
【図５ａ】
軸方向に磁化された永久磁石が、軸方向に整列されたロータ磁極対間に位置されている本発明のロータの斜視部である。
【図５ｂ】
軸方向に磁化された永久磁石が、軸方向に整列されたロータ磁極対間に位置されている本発明のロータの斜視部である。
【図６ａ】
軸向ロータ磁石ユニットの各変形に対する種々の磁束分布パターンを示す図。
【図６ｂ】
軸向ロータ磁石ユニットの各変形に対する種々の磁束分布パターンを示す図。
【図６ｃ】
軸向ロータ磁石ユニットの各変形に対する種々の磁束分布パターンを示す図。
【図６ｄ】
軸向ロータ磁石ユニットの各変形に対する種々の磁束分布パターンを示す図。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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