(57)【要約】      （修正有）【課題】低振動及び低騒音で動作するとともに、より効率的な方法で製造することができるモータを提供する。【解決手段】モータ１００は、磁極２１０を含む回転子２００と、固定子鉄心及び固定子鉄心に巻き付けられたコイル３３２を含む固定子３００とを備える。固定子鉄心は、各々が歯部３２０及び歯部の端部に形成された歯端面を含む複数の固定子歯を含み、歯端面は、回転子に対向する第１の弓形領域及び第２の弓形領域３１１Ｂを備える。コイルが非通電の場合、第１の弓形領域と回転子の選択された磁極との間の第１の電磁結合は、第２の弓形領域と選択された磁極との間の第２の電磁結合よりも大きく、第１の弓形領域は選択された歯部からオフセットしており、コイルへの通電時、選択された歯部に対して、回転子は、２つの反対方向の何れかに移動を開始可能になっている。【選択図】図１０
0003210428.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
磁極を含む回転子と、
固定子鉄心と、前記固定子鉄心に巻き付けられた巻線とを含む固定子と、
を備えるモータであって、
前記固定子鉄心は、第１の固定子部分、第２の固定子部分、及び前記第１の固定子部分と前記第２の固定子部分との間に結合された複数の歯部とを含み、前記第１の固定子部分は、前記回転子と対向する第１の弓形領域及び第２の弓形領域を含み、
前記第２の固定子部分は、前記固定子鉄心上に巻線を巻き付けるのを容易にするために、隣接する歯部の各対の間に空隙を定め、巻線の巻き付け後に充填チップが充填され、
前記巻線が非通電の場合、前記第１の弓形領域と前記回転子の選択された磁極との間の第１の電磁結合が、前記第２の弓形領域と前記選択された磁極との間の第２の電磁結合よりも大きく、前記磁極は選択された歯部からオフセットしており、前記巻線への通電時、前記選択された歯部に対して、前記回転子が、２つの反対方向の何れかに移動を開始可能になっている、ことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記第２の固定子部分は、複数のセグメントを備え、前記セグメントの各々は、隣接する空隙の対の間に配置され、前記充填チップは、前記第２の固定子部分の各セグメントと同じ材料で作られている、請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記第２の固定子部分は、複数のセグメントを備え、前記セグメントの各々は、隣接する空隙の対の間に配置され、前記充填チップは、前記第２の固定子部分の各セグメントとは異なる材料で作られている、請求項１に記載のモータ。
【請求項４】
前記第２の固定子部分は、複数のセグメントを備え、前記セグメントの各々は、隣接する空隙の対の間に配置され、前記充填チップは、楔形の突起又は凹部を有し、前記第２の固定子部分のセグメントは、対応する充填チップに係合する凹部又は突起を定める、請求項１に記載のモータ。
【請求項５】
前記回転子は中心軸線を定め、
前記第１の弓形領域は、前記中心軸線の周りに均一な第１の半径を有し、
前記第２の弓形領域は、前記中心軸線の周りに前記第１の半径よりも大きい第２の半径を有する、
請求項１から４のいずれかに記載のモータ。
【請求項６】
前記巻線が非通電の場合、前記磁極の中間半径方向線は、前記選択された歯部の中間半径方向線から、電気角４５度から１３５度の範囲にある始動角だけ角度的にオフセットする、請求項１から５のいずれかに記載のモータ。
【請求項７】
前記第２の弓形領域は凹部を定め、前記第２の弓形領域と前記回転子の前記エッジ領域との間に形成された空隙の大きさは、前記第１の弓形領域と前記回転子の前記エッジ領域との間の空隙よりも大きい、請求項１から６のいずれかに記載のモータ。
【請求項８】
前記歯部は、前記第１の固定子部分及び前記第２の固定子部分と一体形成される、請求項１から７のいずれかに記載のモータ。
【請求項９】
前記第１の固定子部分は、２つの隣接する歯部の間に配置された磁気ブリッジを形成する、請求項１から８のいずれかに記載のモータ。
【請求項１０】
前記磁気ブリッジは、前記第１の固定子部分の他のセグメントの半径幅未満の半径方向幅を有する前記第１の固定子部分の円周方向セグメントを含む、請求項９に記載のモータ。
【請求項１１】
前記磁気ブリッジは、内部に形成されかつ前記回転子の中心軸の方向に貫通する開口を有する前記第１の固定子部分の円周方向セグメントを含む、請求項９に記載のモータ。
【請求項１２】
前記磁気ブリッジは、前記第１の固定子部分の表面に前記回転子から外方に向く溝部を有する前記第１の固定子部分の円周方向セグメントを含む、請求項９に記載のモータ。
【請求項１３】
前記回転子の中心軸に垂直な前記溝部の断面は、長方形、円弧形、四角形、三角形、多角形、又はこれらの組み合わせとすることができる、請求項１２に記載のモータ。
【請求項１４】
前記回転子は中心軸線を定め、
前記第１の弓形領域は、中心軸線の周りに均一な第１の半径を有し、
前記第２の弓形領域は、中心軸線の周りに均一な第２の半径を有し、前記第２の半径は前記第１の半径と等しい、請求項１に記載のモータ。
【請求項１５】
前記第２の弓形領域は、前記第２の弓形領域の内面によって覆われた穴部を定める、請求項１４に記載のモータ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示された実施形態は、一般にモータに関し、より具体的には、限定されるものではないが、単相ブラシレスモータ及びこのモータを使用及び製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１には従来の単相のブラシレスモータ１０が示されており、固定子１１と、該固定子１１の中に組み込まれた回転子１９とを備える。固定子１１は、固定子鉄心１２と、該固定子鉄心１２上に巻回された巻線１３とを備える。固定子鉄心１２は、環状ヨーク１４と、ヨーク１４から内向きに延びる複数の歯１５とを備える。隣接する歯１５の間に、巻線１３のコイル１３Ａを受け入れるためにスロット１６が形成される。固定子鉄心１２のヨーク１４及び歯１５は、単一の一体構造に一体形成される。各歯１５は固定子磁極１５Ａを形成し、歯１５の端部に形成された磁極片１８を備える。磁極片１８はモータ１０の円周方向に沿って延びる。隣接する磁極片１８の間にスロット開口部１７が形成され、各々の歯１５の周りにそれぞれのコイル１３Ａを巻回するためのアクセスを可能にする。従って、固定子１１と回転子１９との間に不均一な空隙１７Ａが形成される。
【０００３】
しかしながら、上記の従来の単相ブラシレスモータ１０では、スロット開口部１７の存在により、モータ１０に過度に大きなコギングトルクが発生することがある。コギングトルクにより、使用時、モータ１０に振動及び騒音が発生することがある。さらに、モータ１０の固定子鉄心１２が一体構造体として設けられるので、コイル１３Ａを巻き付けるために、往復式シャトル巻回機が必要である。しかしながら、往復式シャトル巻回機を使用すると、巻付け効率が低くなる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
上記に照らして、低振動及び低騒音で動作するとともに、より効率的な方法で製造することができ、既存のモータの欠点を解消するモータに対する要求がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案は、モータを提供し、モータは、磁極を含む回転子と、固定子鉄心及び前記固定子鉄心に巻き付けられた巻線と含む固定子と、を備え、固定子鉄心は、第１の固定子部分、第２の固定子部分、及び第１の固定子部分と第２の固定子部分との間に結合された複数の歯部とを含み、第１の固定子部分は、回転子と対向する第１の弓形領域及び第２の弓形領域を含む、第２の固定子部分は、固定子鉄心上に巻線を巻き付けるのを容易にするために、隣接する歯部の各対の間に空隙を定め、巻線の巻き付け後に充填チップが充填され、巻線が非通電の場合、第１の弓形領域と回転子の選択された磁極との間の第１の電磁結合が、第２の弓形領域と選択された磁極との間の第２の電磁結合よりも大きく、磁極は選択された歯部からオフセットしており、巻線への通電時、選択された歯部に対して、回転子が、２つの反対方向の何れかに移動を開始可能になっている。
【０００６】
好ましくは、第２の固定子部分は、複数のセグメントを備え、セグメントの各々は、隣接する空隙の対の間に配置され、充填チップは、第２の固定子部分の各セグメントと同じ材料で作られている。
【０００７】
好ましくは、第２の固定子部分は、複数のセグメントを備え、セグメントの各々は、隣接する空隙の対の間に配置され、充填チップは、第２の固定子部分の各セグメントとは異なる材料で作られている。
【０００８】
好ましくは、第２の固定子部分は、複数のセグメントを備え、セグメントの各々は、隣接する空隙の対の間に配置され、充填チップは、楔形の突起又は凹部を有し、第２の固定子部分のセグメントは、対応する充填チップに係合する凹部又は突起を定める。
【０００９】
好ましくは、回転子は中心軸線を定め；第１の弓形領域は、中心軸線の周りに均一な第１の半径を有し；第２の弓形領域は、中心軸線の周りに第１の半径よりも大きい第２の半径を有する。
【００１０】
好ましくは、巻線が非通電の場合、磁極の中間半径方向線は、選択された歯部の中間半径方向線から、電気角４５度から１３５度の範囲にある始動角だけ角度的にオフセットする。
【００１１】
好ましくは、第２の弓形領域は凹部を定め、第２の弓形領域と回転子のエッジ領域との間に形成された空隙の大きさは、第１の弓形領域と回転子のエッジ領域との間の空隙よりも大きい。
【００１２】
好ましくは、歯部は、第１の固定子部分及び第２の固定子部分と一体形成される。
【００１３】
好ましくは、第１の固定子部分は、２つの隣接する歯部の間に配置された磁気ブリッジを形成する。
【００１４】
好ましくは、磁気ブリッジは、第１の固定子部分の他のセグメントの半径幅未満の半径方向幅を有する第１の固定子部分の円周方向セグメントを含む。
【００１５】
好ましくは、磁気ブリッジは、内部に形成されかつ回転子の中心軸の方向に貫通する開口を有する第１の固定子部分の円周方向セグメントを含む。
【００１６】
好ましくは、磁気ブリッジは、前記第１の固定子部分の表面に前記回転子から外方に向く溝部を有する前記第１の固定子部分の円周方向セグメントを含む。
【００１７】
好ましくは、回転子の中心軸に垂直な溝部の断面は、長方形、円弧形、四角形、三角形、多角形、又はこれらの組み合わせとすることができる。
【００１８】
好ましくは、回転子は中心軸線を定め；第１の弓形領域は、中心軸線の周りに均一な第１の半径を有し；第２の弓形領域は、中心軸線の周りに均一な第２の半径を有し、第２の半径は前記第１の半径と等しい。
【００１９】
好ましくは、第２の弓形領域は、第２の弓形領域の内面によって覆われた穴部を定める。
【００２０】
本考案は、モータの固定子を製作する方法を提供する。固定子は、中心軸の周りに配置された第１及び第２の固定子部分と、１又は２以上の歯部とを含み、１又は２以上の歯部は、中心軸の周りで、第１の固定子部分と第２の固定子部分との間で半径方向に延びる。本方法は、歯部の周りに巻線を巻き付けるステップであって、歯部は、第１及び第２の端領域を含み、第１及び第２の端領域の少なくとも一方はセグメント化された固定子部分の第１のセグメントに結合され、セグメント化された固定子部分は、第１及び第２の固定子部分の少なくとも一方を含む、ステップと；セグメント化された固定子部分の第１のセグメントと第２のセグメントとを組み立てて固定子を形成するステップと；を含む。
【００２１】
好ましくは、巻き付けるステップは、第２の固定子部分の第１のセグメントに結合した第２の端領域と、第１の固定子部分に結合した第１の端領域とを有する歯部の周りに巻線を巻き付けるステップを含み、組み立てるステップは、第２の固定子部分の第１のセグメントを第２の固定子部分の第２の固定子セグメントに対して、これらの間の空隙を充填することで結合して、第２の固定子部分を形成するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の単相ブラシレスモータの平面図である。
【図２】第１の弓形領域及び第２の弓形領域を含む実施形態の固定子を示す最上位の例示的な概略図である。
【図３】図２の固定子を含み、固定子は回転子を受け入れる実施形態のモータを示す例示的な概略図である。
【図４】固定子が複数の第２の弓形領域を含む、図２の固定子の代替的な実施形態を示す例示的な概略図である。
【図５】モータが図４の固定子を含む、図３のモータの代替的な実施形態を示す例示的な概略図である。
【図６】モータが巻線を含む、図５のモータの代替的な実施形態を示す例示的な概略図である。
【図７】モータが始動角度をサポートする、図６のモータの代替的な実施形態を示す例示的な概略図である。
【図８Ａ】第２の弓形領域が固定子内に凹部を定める、図７のモータの代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図８Ｂ】第２の弓形領域が固定子内に穴部を定める、図８Ａのモータの代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図９】第１の弓形領域及び第２弓形領域が異なる材料で作られた、図７のモータの別の代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図１０】固定子が第２の固定子部分を含む、図５のモータの別の代替的な実施形態を示す例示的な概略図である。
【図１１】固定子が磁気ブリッジを含む、図５のモータの別の代替的な実施形態を示す例示的な概略図である。
【図１２】固定子が磁気ブリッジの一部として２つの溝部を定める、図１１の磁気ブリッジの代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図１３】固定子が磁気ブリッジの一部として１つの溝部を定める、図１１の磁気ブリッジの別の代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図１４】固定子が磁気ブリッジの一部として３つの溝部を定める、図１１の磁気ブリッジの別の代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図１５】固定子が磁気ブリッジ一部として開口を定める、図１１の磁気ブリッジの別の代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図１６】固定子が磁気ブリッジの一部としてスロットを定める、図１１の磁気ブリッジの別の代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図１７】スロットが充填材で少なくとも部分的に充填される、図１６の磁気ブリッジの別の代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図１８】回転子が中心軸線からの距離が均一な縁部分を有する磁極を含み、固定子が磁気ブリッジの一部として複数の溝部を定める、図１１のモータの別の代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図１９】図１８のモータのトルクを回転角の関数として示す例示的なグラフである。
【図２０】図１８のモータの逆起電力を回転角の関数として示す例示的なグラフである。
【図２１】回転子が中心軸線からの距離が不均一な縁部分を有する磁極を含み、固定子が磁気ブリッジの一部として複数の溝部を定める、図１１のモータの別の代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図２２】図２１のモータのトルクを回転角の関数として示す例示的なグラフである。
【図２３】図２１のモータの逆起電力を回転角の関数として示す例示的なグラフである。
【図２４】回転子が中心軸線からの距離が均一な縁部分を有する磁極を含み、固定子が磁気ブリッジの一部としてスロットを定める、図１１のモータの別の代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図２５】図２４のモータのトルクを回転角の関数として示す例示的なグラフである。
【図２６】図２４のモータの逆起電力を回転角の関数として示す例示的なグラフである。
【図２７】回転子が中心軸線からの距離が不均一な縁部分を有する磁極を含み、固定子が磁気ブリッジの一部としてスロットを定める、図１１のモータの別の代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図２８】図２７のモータのトルクを回転角の関数として示す例示的なグラフである。
【図２９】図２７のモータの逆起電力を回転角の関数として示す例示的なグラフである。
【図３０】回転子が表面実装された磁極を含む、図５のモータの代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図３１】定子が回転子内に少なくとも部分的に配置される、図３のモータの代替的な実施形態を示す例示的な概略図である。
【図３２】図３のモータを含む実施形態の電気器具を示す例示的な概略図である。
【図３３】図３のモータを含む実施形態の電気器具を示す例示的な概略図である。
【図３４】図３のモータを動作させるための実施形態の方法を示す最上位の例示的なフローチャートである。
【図３５】図３のモータを作るための方法の実施形態を示す最上位の例示的なフローチャートである。
【図３６】歯部を内側固定子部分に組み付けることを含む、図３５の方法の代替的な実施形態を示す例示的なフローチャートである。
【図３７】固定子がセグメント化され、歯部が外側固定子部分と一体に形成される、図１０のモータの別の代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図３８】歯部が外側固定子部分とは別に形成される、図１０のモータの別の代替的な実施形態を示す例示的な詳細図である。
【図３９Ａ】歯部を外側固定子部分に組み付けることを含む、図３６の代替的な実施形態な方法による、例示的な固定子の組立方法を示す例示的な詳細図である。
【図３９Ｂ】歯部を外側固定子部分に組み付けることを含む、図３６の代替的な実施形態の方法による、例示的な固定子の組立方法を示す例示的な詳細図である。
【図３９Ｃ】歯部を外側固定子部分に組み付けることを含む、図３６の代替的な実施形態の方法による、例示的な固定子の組立方法を示す例示的な詳細図である。
【図３９Ｄ】歯部を外側固定子部分に組み付けることを含む、図３６の代替的な実施形態の方法による、例示的な固定子の組立方法を示す例示的な詳細図である。
【図３９Ｅ】歯部を外側固定子部分に組み付けることを含む、図３６の代替的な実施形態の方法による、例示的な固定子の組立方法を示す例示的な詳細図である。
【図４０】図３６の方法の別の実施形態の例示的なフローチャートであり、本方法は、固定子を複数のセグメント化された固定子部分から組み立てることを含む。
【図４１Ａ】図４０の代替的な実施形態の方法によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は、複数のセグメントを組み付けて第１の固定子部分及び第２の固定子部分を形成することを含む。
【図４１Ｂ】図４０の代替的な実施形態の方法によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は、複数のセグメントを組み付けて第１の固定子部分及び第２の固定子部分を形成することを含む。
【図４１Ｃ】図４０の代替的な実施形態の方法によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は、複数のセグメントを組み付けて第１の固定子部分及び第２の固定子部分を形成することを含む。
【図４２】図４１Ｃのモータの代替的な実施形態を示す例示的な詳細図であり、モータを組み立てることが、固定子を、均一な半径の磁石を有する回転子に組み付けることを含む。
【図４３Ａ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は第１の固定子部分及び第２の固定子部分を形成するために複数の非対称なセメントを組み立てることを含む。
【図４３Ｂ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は第１の固定子部分及び第２の固定子部分を形成するために複数の非対称なセメントを組み立てることを含む。
【図４３Ｃ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は第１の固定子部分及び第２の固定子部分を形成するために複数の非対称なセメントを組み立てることを含む。
【図４４Ａ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は第１の固定子部分を形成するために複数のセグメントを組み立てることを含む。
【図４４Ｂ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は第１の固定子部分を形成するために複数のセグメントを組み立てることを含む。
【図４４Ｃ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は第１の固定子部分を形成するために複数のセグメントを組み立てることを含む。
【図４４Ｄ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は第１の固定子部分を形成するために複数のセグメントを組み立てることを含む。
【図４４Ｅ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は第１の固定子部分を形成するために複数のセグメントを組み立てることを含む。
【図４４Ｆ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は第１の固定子部分を形成するために複数のセグメントを組み立てることを含む。
【図４５Ａ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法はセグメント化された固定子部分を一体構造を有するボビンに組み付けることを含む。
【図４５Ｂ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法はセグメント化された固定子部分を一体構造を有するボビンに組み付けることを含む。
【図４５Ｃ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法はセグメント化された固定子部分を一体構造を有するボビンに組み付けることを含む。
【図４５Ｄ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法はセグメント化された固定子部分を一体構造を有するボビンに組み付けることを含む。
【図４５Ｅ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法はセグメント化された固定子部分を一体構造を有するボビンに組み付けることを含む。
【図４５Ｆ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法はセグメント化された固定子部分を一体構造を有するボビンに組み付けることを含む。
【図４６Ａ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は第２の固定子部分を形成するために複数のセグメントを組み立てることを含み、セグメントはその上に形成された楔形の凹部を有する。
【図４６Ｂ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は第２の固定子部分を形成するために複数のセグメントを組み立てることを含み、セグメントはその上に形成された楔形の凹部を有する。
【図４６Ｃ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は第２の固定子部分を形成するために複数のセグメントを組み立てることを含み、セグメントはその上に形成された楔形の凹部を有する。
【図４７Ａ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は第２の固定子部分を形成するために複数のセグメントを組み立てることを含み、セグメントはその上に形成された楔形の突起を有する。
【図４７Ｂ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は第２の固定子部分を形成するために複数のセグメントを組み立てることを含み、セグメントはその上に形成された楔形の突起を有する。
【図４７Ｃ】図４０の方法の別の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は第２の固定子部分を形成するために複数のセグメントを組み立てることを含み、セグメントはその上に形成された楔形の突起を有する。
【図４８】図３５の方法の実施形態を示す例示的なフローチャートであり、本方法は調節可能な形状を有する固定子を組み立てることを含む。
【図４９Ａ】図４８の方法の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は調節可能な形状を有する第２の固定子部分を備えた固定子を形成することを含む。
【図４９Ｂ】図４８の方法の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は調節可能な形状を有する第２の固定子部分を備えた固定子を形成することを含む。
【図４９Ｃ】図４８の方法の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は調節可能な形状を有する第２の固定子部分を備えた固定子を形成することを含む。
【図５０Ａ】図４８の方法の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は調節可能な形状を有する第１の固定子部分を備えた固定子を形成することを含む。
【図５０Ｂ】図４８の方法の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は調節可能な形状を有する第１の固定子部分を備えた固定子を形成することを含む。
【図５０Ｃ】図４８の方法の代替的な実施形態によるモータの組み立てを示す例示的な詳細図であり、本方法は調節可能な形状を有する第１の固定子部分を備えた固定子を形成することを含む。
【００２３】
図面は縮尺通りではなく、構造又は機能が類似する要素は一般に例証目的で図面全体を通じて同様の参照符号で表されることに留意されたい。また、図面は、好ましい実施形態の説明を容易化することのみを意図することに留意されたい。図面は、説明する実施形態のあらゆる態様を示すものではなく、本開示の範囲を限定するものではない。
【考案を実施するための形態】
【００２４】
現在利用可能なモータは、大きな振動及び騒音の影響を受けやすく、効率の悪いプロセスを用いて製造されるので、振動及び騒音が少なく生産効率の高いモータが望ましいことが分かっており、家電及び自動車等の広範なモータ用途の基礎をもたらす。これは、本明細書に開示された１つの実施形態により、図２に示す固定子３００によって達成することができる。
【００２５】
図２を参照すると、固定子３００は第１の固定子部分３１０を含む。第１の固定子部分３１０は、図２に示すような環形状とされる。第１の固定子部分３１０は、中心軸線１１０の周りに配置することができる。第１の固定子部分３１０は、環状形状である場合、１又は２以上の弓形部材（又は領域）３１１を含むことができる。例えば、図２に示すように、第１の固定子部分３１０は、第１の弓形領域３１１Ａ及び第２の弓形領域３１１Ｂを含むことができる。弓形領域３１１は、一様な及び／又は異なる材料から形成することができる。例示的な材料は、焼きなまし鉄又は鋼のような軟強磁性材料を含む。第１の弓形領域３１１Ａを形成される材料は、例えば、第１の磁気特性を有することができ、第１の磁気特性は、第２の弓形領域３１１Ｂを形成する第２の磁気特性と同じ及び／又は異なることができる。
【００２６】
第１の固定子部分３１０は、中心軸線１１０の方向に所定の深さ（図示しない）を有することができる。第１の固定子部分３１０は、第１の固定子部分３１０を少なくとも部分的に及び／又は完全に通って延びるチャネル３１８を規定できることが好都合である。図２に示すように、弓形領域３１１は、中心軸線１１０の近位にある第１の表面３１９Ａを有することができる。第１の表面３１９Ａは、中心軸線１１０から所定の距離で配置される。図２の実施形態では、第１の表面３１９Ａの各々の所定の距離は、中心軸線１１０の周りに均一に示され、第１の固定子部分３１０がチャネル３１８の円形の（又は丸い）断面図を定めるようになっている。チャネル３１８の断面図は、任意の選択された形状、サイズ及び／又は寸法とすることができ、回転子２００（図３に示す）を少なくとも部分的に受け入れるのに適することが好ましい。
【００２７】
固定子３００は、１又は２以上の歯部３２０を含むことができる。各歯部３２０は、第１の固定子部分３１０上に配置されてこれから延びることができる。各歯部３２０は、第１の固定子部分３１０を形成する材料と同じ材料及び／又は異なる材料から形成することができる。各歯部３２０は、焼きなまし鉄又は鋼のような軟強磁性材料から形成され、第１の固定子部分３１０上に任意の従来方法で配置できることが好ましい。例えば、第１の固定子部分３１０及び歯部３２０は、単一の部材として形成することができ、及び／又は、第１の固定子部分３１０及び歯部３２０は、連結可能な別個の部材として形成することができる。例えば、歯部３２０は、溶着及び／又は楔形凹部に係合する楔形突起を備えた協働回り止め等の機械的結合によって第１の固定子部分３１０に連結することができる。
【００２８】
「回り止め」という用語は、ブロック、タブ、ポケット、スロット、ランプ、止めピン、片持ち部材、支持ピン等の嵌合要素同士の任意の組み合わせを指し、嵌合要素は、選択的に又は自動的に係合及び／又は離脱して、歯部３２０、第１の固定子部分３１０、及び第２の固定子部分３４０を結合すること又は切り離すことができる。本開示に図示しかつ説明する協働回り止めは、単に例示的であり、網羅的ではないことを認識されたい。
【００２９】
図２に示すように、弓形領域３１１は、中心軸線１１０から遠位の第２の表面３１９Ｂを有することができる。換言すれば、第１の表面３１９Ａ及び第２の表面３１９Ｂは、弓形領域３１１の反対側の表面とすることができる。説明目的のみのために、例えば、図２の固定子３００は、単一の歯部３２０を含んで示され、歯部３２０は、中心軸線１１０に対して第１の固定子部分３１０から半径方向に延びて示される。言い方を変えると、歯部３２０は、第１の固定子部分３１０から半径方向に延び、中心軸線１１０から離れることができる。
【００３０】
図２を参照すると、固定子３００は、説明目的のみのために１つの第１の弓形領域３１１Ａ及び１つの第２の弓形領域３１１Ｂを備えて示されかつ説明されるが、固定子３００は、任意の所定数の第１の弓形領域３１１Ａ及び／又は任意の所定数の第２の弓形領域３１１Ｂを有することができる。図２には、説明目的のみのために、固定子３００が１つの歯部３２０を含んで示されるが、固定子３００は、任意の所定数の歯部３２０を有することができる。固定子３００は、弓形領域３１１の第２の表面３１９Ｂの周囲の周りに均等に離間された２個、４個、６個、８個又はそれ以上の偶数の歯部３２０を含むことが好ましい。１つの実施形態では、歯部３２０の数は、第１の弓形領域３１１Ａの所定数及び／又は第２の弓形領域３１１Ｂの所定数と等しくすることができる。図２には、第１の固定子部分３１０が環状形状で示されるが、第１の固定子部分３１０は、任意の所定形状とすることができる。
【００３１】
図２の中の固定子３００は、モータの構成要素として使用できることが好都合である。図３は、固定子３００を含む実施形態のモータ１００を示す例示的な概略図である。図３では、モータ１００は、回転子２００を含んで示される。回転子２００は、中心軸線１１０の周りで中心合わせした状態で示される。
【００３２】
回転子２００は、回転子鉄心２２０と、回転子鉄心２２０の周囲に配置された１又は２以上の磁極２１０とを含む。各磁極２１０は、任意の適切な強磁性体及び／又は常磁性体材料で作ることができる。例示的な磁極２１０は永久磁石を含むことができる。
【００３３】
回転子２００は、固定子３００のチャネル３１８内に少なくとも部分的に配置することができる。回転子２００は、チャネル３１８内に配置する場合、中心軸線１１０の周りに固定子３００と同心的に配置することができる。より具体的には、第１の固定子部分３１０は、回転子２００の周りにこれと同心的に配置することができる。換言すれば、第１の固定子部分３１０は、回転子２００を収容してこれと協働するように構成することができる。磁極２１０は、固定子３００に反発すること及び／又は引き付けられることができる。従って、回転子２００は、固定子３００に対して回転するか、さもなければ移動するようになっている。
【００３４】
１つの実施形態では、モータ１００は、電気（又は電磁気）モータとすることができる。例えば、モータ１００は、多相ブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モータ、ブラシ付きモータ、交流（ＡＣ）誘導モータ、永久磁石同期モータ、ステッピングモータ、スイッチ付きリラクタンスモータとすることができる。モータ１００は、単相ブラシレスモータであることが好ましい。
【００３５】
図３には、説明目的のみのために、回転子２００が１つの磁極２１０を含んで示されるが、回転子２００は、任意の所定数の磁極２１０を有することができる。回転子２００は、その円周の周りに均等に離間された偶数の磁極２１０を含むことが好ましい。
【００３６】
図４は、図２の固定子３００の代替的な実施形態を示す例示的な概略図である。図４には、第１の固定子部分３１０は、４つの第１の弓形領域３１１Ａ及び４つの第２の弓形領域３１１Ｂを含んで示される。図４における４つの第１の弓形領域３１１Ａ及び４つの第２の弓形領域３１１Ｂは、円周方向に均等にかつ交互に配置して示される。
【００３７】
さらに、図４には、固定子３００は、弓形領域３１１の第２の表面３１９Ｂの円周の周りに均等に離間された４つの歯部３２０、又は２対の歯部３２０を含んで示される。歯部３２０同士を均等に離すことによって、歯部３２０が磁化された場合に回転子２００に及ぼす磁界の均一性を改善できることが好都合である。
【００３８】
図５は、代替的な実施形態のモータ１００を示す例示的な概略図である。モータ１００は、図４を参照して前述した方法で提供された固定子３００を含んで示される。固定子３００は、チャネル３１８内に回転子２００を収容することができる。図５には、回転子２００は、その周囲の周りに分配された４つの磁極２１０を含んで示される。極性が反対の磁極２１０は、回転子２００の円周の周りに交互に配置することができる。言い方を変えると、隣接する磁極２１０は反対の極性を有する。
【００３９】
図５では、磁極２１０は、回転子２００の円周の周りに均等に離間して示される。磁極２１０同士が均等に離間すると、固定子３００と各磁極２１０との間の電磁結合は一定になることができる。モータ１００が動作する場合、回転子２００の回転安定性を改善できることが好都合である。
【００４０】
磁極２１０の数は歯部３２０の数と等しいことが好ましいが、一部の実施形態では、磁極２１０の数と歯部３２０の数とは異なることができる。モータ１００は、４つの磁極２１０及び４つの歯部３２０を含んで図示しかつ説明されるが、モータ１００は、随意的に、任意の偶数の磁極２１０及び／又は歯部３２０を含むことができる。
【００４１】
図６は、代替的な実施形態のモータ１００を示す例示的な概略図である。図６を参照すると、歯部３２０は、第１の弓形領域３１１Ａから延び、巻線３３０を巻き付けて示される。
【００４２】
巻線３３０は、複数のコイル３３２を形成する、一本のワイヤを含む。追加的に及び／又は代替的に、巻線３３０は、各々がそれぞれのコイル３３２を形成する複数本の別個のワイヤを含むことができる。選択されたコイル３３２は、選択された歯部３２０の周りに巻き付けることができる。コイル３３２の本数は、歯部３２０の数に等しくすることができる。各コイル３３２は、単相巻線及び／又は多相巻線を形成するために様々な接続様式で接続することができる。例示的な接続様式は、並列、直列、又はその組み合わせを含むことができる。例えば、２本又はそれ以上のコイルを直列に接続することができる。追加的に及び／又は代替的に、２本のコイル３３２の第１の直列配置は、２本のコイル３３２の第２の直列配置と並列接続することができる。追加的に及び／又は代替的に、２本又はそれ以上のコイル３３２は、並列に接続することができる。
【００４３】
使用時、巻線３３０は、モータ１００の動作を制御するために通電することができる。巻線３３０の通電は、巻線３３０に電流を流して（図示しない）、１又は２以上の選択コイル３３２に電流が流れるようにすることを含む。選択コイル３３２を通る電流は、その周りにコイル３３２が巻き付けられた関連する歯部３２０を磁化することができる。追加的及に及び／又は代替的に、巻線３３０は、通電時、第１の固定子部分３１０を磁化することができる。
【００４４】
巻線３３０は、これに電気信号を供給するために、例えば制御システム（図示せず）に接続することができる。換言すれば、制御システムは、１又は２以上のコイル３３２に所定様式で通電することができる。通電されたコイル３３２は、磁極２１０に吸引力及び／又は反発力を作用させることができる。制御システムが、吸引力及び／又は反発力を同期させるために電気信号を供給すると、回転子２００は、固定子３００に対して回転することができる。こうして、モータ１００は動作することができる。
【００４５】
巻線３３０が非通電の場合、回転子２００は、固定子３００に対して平衡位置に位置決めすることができる。巻線３３０が通電されると、回転子２００は、平衡位置から、巻線３３０を通る電流の極性に基づいた所定方向に移動を開始できる。このように、平衡位置は、回転子２００の始動位置でもある。
【００４６】
例えば、巻線３３０が通電されると、選択磁極２１０は、第１の下流の歯部３２０と半径方向に整列するために、始動位置から所定方向に角距離だけ回転することができる。回転子２００が第１の下流の歯部３２０と半径方向に整列すると、角距離は、回転子２００の回転（又は角度）加速度及び／又は速度に影響を及ぼすことができる。加速度及び／又は速度は、回転子２００がさらに回転できるか又は回転を停止できるかに影響を及ぼすことができる。従って、始動位置に基づいて、モータ１００が回転運動を開始できるか否かを決定できる。
【００４７】
始動位置は、選択磁極２１０と選択歯部３２０との間の角度オフセットを用いて表すことができる。図７は、図６のモータの代替的な実施形態を示す例示的な概略図である。図７には、モータ１００を始動角度Ｑに対応するように構成することが示される。巻線３３０が非通電の場合、第１の弓形領域３１１Ａと回転子２００の選択磁極２１０との間の第１の相互作用は、第２の弓形領域３１１Ｂと選択磁極２１０との間の第２の相互作用とは異なることができる。換言すれば、巻線３３０が非通電の場合、選択磁極２１０と第１の弓形領域３１１Ａとの間の第１の電磁結合（又は吸引力）は、選択磁極２１０と第２の弓形領域３１１Ｂとの間の第２の電磁結合（又は吸引力）よりも大きくすることができる。
【００４８】
第１の電磁結合（又は吸引力）と第２の電磁結合（又は吸引力）との間の相違により、選択磁極２１０は、誘導されて、第２の弓形領域３１１Ｂよりも第１の弓形領域３１１Ａに近い平衡位置（又は始動位置）に静止することができる。巻線３３０が非通電の場合、始動位置は、選択磁極２１０の１つの所定の始動位置及び／又は様々な所定の始動位置を有することができる。従って、選択磁極２１０は、第１の弓形領域３１１Ａと半径方向に整列することができる。２つの隣接する磁極２１０間の中立帯２９０は、第２の弓形領域３１１Ｂと半径方向に整列することができる。
【００４９】
図７に示すように、中心軸線１１０から延びる中間半径方向線Ｌ１は、選択された第１の弓形領域３１１Ａを二分することができ、一方、中心軸線１１０から延びる中間半径方向線Ｌ２は、選択歯部３２０を二分することができる。図７の中間半径方向線Ｌ１は、中間半径方向線Ｌ２から角度的にオフセットして（及び／又は円周方向にオフセットして）示される。言い方を変えると、中間半径方向線Ｌ１は、中間半径方向線Ｌ２から所定角度だけ角度的にオフセットすることができる。角度オフセットは、本明細書では、選択磁極２１０の始動角度Ｑと呼ばれる。
【００５０】
さらに、中心軸線１１０から延びる中間半径方向線Ｌ３は、選択された第２の弓形領域３１１Ｂを二分することができ、中心軸線１１０から延びる中間半径方向線Ｌ４は、２つの隣接する歯部３２０の間の第１の固定子部分３１０を二分することができる。中間半径方向線Ｌ３は、中間半径方向線Ｌ４から角度的にオフセットする及び／又は円周方向にオフセットすることができる。
【００５１】
図７に示すように、Ｌ２とＬ４との間に形成される角度は、２つの隣接する歯部３２０の間に形成される角度の半分に等しくすることができる。例えば、２つの隣接する歯部３２０の間に形成される角度が９０度であれば、Ｌ２とＬ４との間に形成される角度は４５度である。
【００５２】
Ｌ１とＬ３との間に形成される角度は、隣接する第２の弓形領域３１１Ｂの間に形成される角度の半分に等しくすることができる。図７に示す実施例において、隣接する第２の弓形領域３１１Ｂの間の角度は９０度とすることができる。従って、Ｌ１とＬ３との間に形成される角度は４５度とすることができる。Ｌ２とＬ４との間に形成される角度は、Ｌ１とＬ３との間に形成される角度と等しくすることができるので、Ｌ３とＬ４との間のオフセット角は、Ｌ１とＬ２との間のオフセット角と等しくすることができる。Ｌ３とＬ４との間のオフセット角は始動角度Ｑと等しくすることができる。
【００５３】
選択歯部３２０に対する、第１の弓形領域３１１Ａの位置及び／又は第２の弓形領域３１１Ｂの位置は、始動角度Ｑを決定することができる。始動角度Ｑは、所定の角度範囲内とすることができ、巻線３３０への通電時、回転子２００は、選択歯部３２０に対して二方向に移動を開始できることが好都合である。言い方を変えると、始動角度Ｑは、所定の角度範囲内に選択することができ、巻線３３０への通電時、回転子２００は、選択歯部３２０に対して任意の方向に移動できることが好都合である。
【００５４】
例えば、始動角度Ｑは、巻線３３０への通電時、回転子２００が選択歯部３２０に対して時計回りの方向１２１に第１の様式で回転を開始可能となるように選択できる。追加的に及び／又は代替的に、始動角度Ｑは、巻線３３０への通電時、回転子２００が選択歯部３２０に対して反時計り方向１２２に第２の様式で回転を開始可能となるように選択できる。換言すれば、選択始動角度Ｑにより、回転子２００は、時計回りの方向１２１及び反時計回りの方向１２２から選択された一方向に回転を開始できる。選択方向は、巻線３３０に通電する様式によって決定することができる。
【００５５】
例えば、巻線３３０が非通電の場合、始動角度Ｑは、電気角４５度から１３５度の範囲とすることができる。始動角度Ｑが電気角４５度から１３５度の範囲である場合、回転子２００は、時計回りの方向１２１及び反時計回りの方向１２２に良好な起動信頼性を有することができる。
【００５６】
電気角は、対の磁極２１０の数を乗じた幾何学的角度（及び／又は機械的角度）を指すことができる。例えば、図７には固定子３００が示され、第１の固定子部分３１０の円周方向に均等に離間された４つの歯部３２０（又は２対の歯部３２０）を含む。対の磁極２１０の数が２なので、電気角４５度から１３５度の範囲にある始動角度Ｑは、２２．５度から６７．５度の範囲にある機械的角度に相当することができる。
【００５７】
さらに、巻線３３０が非通電の場合、始動角度Ｑは、電気角６０度から８０度の範囲とすることができる。始動角度Ｑが電気角６０度から８０度の範囲にある場合、回転子２００は、一方向に非常に容易に始動することができる。換言すると、始動角度Ｑが電気角６０度から８０度の範囲にある場合、回転子２００は、一方向に他方向よりも容易に始動することができるが、依然として、時計回りの方向１２１及び反時計回りの方向１２２の良好な起動信頼性を有することができる。
【００５８】
例えば、始動角度Ｑが上流の歯部３２０から時計回りの方向１２１に電気角６０度から８０度の範囲にある場合、回転子２００は、反時計回りの方向１２２に非常に容易に始動できる。始動角度Ｑが上流の歯部３２０から反時計回りの方向１２２に電気角６０度から８０度の範囲にある場合、回転子２００は、時計回りの方向１２１に非常に容易に始動できる。
【００５９】
従って、回転子２００は、２つの異なる回転の何れにも始動する能力をもつことができる。例えば、回転子２００の第１の回転は、中心軸線１１０に関して時計回りの方向１２１に開始できる。回転子２００の第２の回転は、中心軸線１１０に関して反時計回りの方向１２２に開始できる。
【００６０】
図７には、第１の弓形領域３１１Ａ及び／又は第２の弓形領域３１１Ｂの数が磁極２１０の数と等しいことが示されるが、第１の弓形領域３１１Ａ及び／又は第２の弓形領域３１１Ｂの数は、磁極２１０の数と等しい及び／又はこれとは異なることができる。
【００６１】
任意の適切な方法を使用して、第１の弓形領域３１１Ａと選択磁極２１０の間に第１の相互作用をもたらすことができ、これは第２の弓形領域３１１Ｂと選択磁極２１０との間の第２の相互作用とは異なることができる。
【００６２】
例えば、第１の弓形領域３１１Ａと第２の弓形領域３１１Ｂとは、幾何学的に異なることができる。換言すれば、第１の弓形領域及び第２の弓形領域３１１Ａ、３１１Ｂは、異なる幾何形状（又は形状）で形成することができる。従って、第１の弓形領域３１１Ａと選択磁極２１０との間の第１の距離は、第２の弓形領域３１１Ｂと選択磁極２１０との間の第２の距離よりも小さくすることができる。第１の距離と第２距離における相違により、第１の弓形領域３１１Ａと選択磁極２１０との間の第１の吸引力が、第２の弓形領域３１１Ｂと選択磁極２１０との間の第２の吸引力よりも強力になる。
【００６３】
図８Ａは、代替的な実施形態のモータ１００を示す例示的な詳細図である。図８Ａでは、第１の弓形領域３１１Ａと第２の弓形領域３１１Ｂ（点線によって表す）とは、異なる幾何形状とすることができる。第１の弓形領域３１１Ａと第２の弓形領域３１１Ｂとは、同じ材料で作られた一様な構造を形成することができる。図８Ａに示すように、第１の弓形領域３１１Ａは、中心軸線１１０から第１の固定子半径３１４Ａを有することができる。第１の固定子半径３１４Ａは、中心軸線１１０と第１の弓形領域３１１Ａの第１の表面３１９Ａとの間の距離とすることができる。第１の固定子半径３１４Ａは、中心軸線１１０の周りで均一に示される。
【００６４】
図８Ａに示すように、回転子２００は、固定子３００に近位の第１の表面２３０Ａを有することができる。図８Ａの回転子２００の選択磁極２１０は、中心軸線１１０から第１の回転子半径２１４Ａを有することができる。第１の回転子半径２１４Ａは、中心軸線１１０と回転子２００の第１の表面２３０Ａとの間の距離とすることができる。第１の回転子半径２１４Ａは、回転子２００の円周の周りで均一でありこと及び／又は異なることができる。例えば、図８Ａには、第１の回転子半径２１４Ａが中心軸線１１０の周りで均一に示される。
【００６５】
回転子２００と第１の固定子部分３１０との間に空隙１３０が規定される。空隙１３０は、回転子２００の円周と固定子３００の円周との間に形成することができる。空隙１３０の半径方向の幅は、第１の固定子半径３１４Ａと第１の回転子半径２１４Ａとの間の差に等しくできる。空隙１３０の幅は、回転子２００の周囲の周りで均一であること及び／又は異なることができる。
【００６６】
第１の弓形領域３１１Ａに隣接する空隙１３０は均一とすることができる。空隙１３０が「均一」であるとは、第１の表面３１９Ａが中心軸線１１０の周りに均一な距離で配置されることを指すことができる。換言すると、固定子３００の第１の表面の３１９Ａと回転子２００とは、中心軸線１１０の周りに同軸とすることができる。従って、第１の弓形領域３１１Ａは、選択磁極２１０に均一な磁力を及ぼすことができる。モータ１００に均一な空隙１３０を設けることによって、モータ１００のコギングトルクを低下できることが好都合である。
【００６７】
第２の弓形領域３１１Ｂは、中心軸線１１０の周りに第２の固定子半径３１４Ｂを有することができる。第２の固定子半径３１４Ｂは、中心軸線１１０と第２の弓形領域３１１Ｂの第１の表面３１９Ａとの間の距離とすることができる。第２の固定子半径３１４Ｂは、均一な（又は不変な）半径又は可変な半径とすることができる。第２の固定子半径３１４Ｂは、第１の固定子半径３１４Ａよりも大きい、小さい、又はこれと同じとすることができる。図８Ａには、第２の固定子半径３１４Ｂが第１の固定子半径３１４Ａよりも大きく示される。第２の弓形領域３１１Ｂは、凹部３１１Ｃを定めることができる。第２の固定子半径３１４Ｂと第１の固定子半径３１４Ａとの間の差に起因して、第２の弓形領域３１１Ｂに隣接する空隙１３０の大きさは、第１の弓形領域３１１Ａに隣接する空隙１３０よりも大きくすることができる。
【００６８】
従って、巻線３３０が非通電の場合、第１の弓形領域３１１Ａと選択磁極２１０との間の第１の相互作用は、第２の弓形領域３１１Ｂと選択磁極２１０との間の第２の相互作用よりも大きくすることができる。従って、回転子２００を始動位置に引き付けることができる。
【００６９】
代替的に、図８Ｂに示すように、第２の弓形領域３１１Ｂは、その内部に穴部３１１Ｄを定めることができる。穴部３１１Ｄは、第２の弓形領域３１１Ｂの円周方向内面と円周方向外面との間に位置し、内面によって覆われることが好ましく、従って隠れた穴部と呼ぶことができる。第１の弓形領域３１１Ａの円周方向内面は、中心軸線の周りに均一な第１の半径を有する。第２の弓形領域３１１Ｂの円周方向内面は、中心軸線の周りに均一な第２の半径を有する。この実施形態では、第１の半径は第２の半径と等しい。穴部３１１Ｄは、第２の弓形領域３１１Ｂの軸方向長さの一部に又は全体に延びることができる。
【００７０】
追加的に及び／又は代替的に、第１の弓形領域３１１Ａの第１の材料は、透磁率及び／又は磁化率のような磁気特性を有し、磁気特性は、第２の弓形領域３１１Ｂの第２の材料の磁気特性とは異なることができる。１つの実施形態では、第１の材料の透磁率及び／又は磁化率は、第２の材料の透磁率／磁化率よりも大きくすることができる。従って、第１の弓形領域３１１Ａと第２の弓形領域３１１Ｂとは、それらの幾何形状が同じであっても、選択磁極２１０によって発生した磁界を受けて異なる方法で磁化することができる。それによって、選択磁極２１０は、第２の弓形領域３１１Ｂに引き付けられるよりも第１の弓形領域３１１Ａにより強く引き付けられる。従って、選択歯部２１０に対する第１の弓形領域３１１Ａの位置及び第２の弓形領域３１１Ｂの位置は、選択歯部３２０に対する選択磁極２１０の始動位置を決定することができる。
【００７１】
図９は、別の代替的な実施形態のモータ１００を示す例示的な詳細図である。図９に示す第１の弓形領域３１１Ａ及び第２の弓形領域３１１Ｂは、それぞれ異なる材料で作ることができる。
【００７２】
第１の弓形領域３１１Ａは、第１の材料で作ることができる。第２の弓形領域３１１Ｂは、少なくとも部分的に第１の材料とは異なる第２の材料で作ることができる。１つの実施例において、図９に示す凹部３１１Ｃを含む第２の弓形領域３１１Ｂは、第１の材料から形成することができ、凹部３１１Ｃは、第２の材料で一部を又は全体を充填することができる。別の実施例において、第２の弓形領域３１１Ｂは、全体的に第２の材料から形成することができる。
【００７３】
凹部３１１Ｃが第２の材料で全体的に充填される場合、第１の弓形領域及び第２の弓形領域３１１Ａ、３１１Ｂの第１の表面３１９Ａは、中心軸線１１０から均一な距離とすることができる。換言すると、第１の弓形領域及び第２の弓形領域３１１Ａ、３１１Ｂの幾何形状は、同じとすることができる。
【００７４】
第１の材料の透磁率及び／又は磁化率は、第２の材料の透磁率及び／又は磁化率とは異なることができる。例えば、第２の材料の透磁率は、第１の材料の透磁率よりも小さくすることができる。非限定的な実施例において、第１の材料は軟強磁性材料を含み、第２の材料は反磁性材料を含むことができる。
【００７５】
従って、第１の弓形領域３１１Ａ及び第２の弓形領域３１１Ｂは、異なる幾何形状を有すること及び／又は異なる材料で作ることができ、これによって第１の弓形領域３１１Ａと選択磁極２１０との間の第１の相互作用は、第２の弓形領域３１１Ｂと選択磁極２１０との間の第２の相互作用とは異なる。
【００７６】
例えば、第２の材料は、凹部３１１Ｃを部分的に充填すること又は過充填することができる。従って、第１の弓形領域及び第２の弓形領域３１１Ａ、３１１Ｂの第１の表面３１９Ａは、中心軸線１１０からの距離が異なるものとすることができる。従って、第２の弓形領域３１１Ｂの幾何形状は、第１の弓形領域３１１Ａの幾何形状とは異なることができる。加えて、第１の弓形領域３１１Ａ及び第２の弓形領域３１１Ｂは、異なる材料で作ることができる。
【００７７】
図１０は、別の代替的な実施形態のモータ１００を示す例示的な概略図である。図１０には、固定子３００が第２の固定子部分３４０を含んで示される。第２の固定子部分３４０は、第１の同心部分３１０の周りに同心的に配置して示される。第１の固定子部分３１０と第２の固定子部分３４０との間に、少なくとも１つの歯部３２０を配置することができる。第１の固定子部分３１０と第２の固定子部分３４０とは、歯部３２０を介して連結できることが好都合である。第２の固定子部分３４０は、歯部３２０、コイル３３２、及び／又は第１の固定子部分３１０を保護することができる。追加的に及び／又は代替的に、第２の固定子部分３４０は、コイル３３２が歯部３２０に沿って移動すること及び／又は歯部３２０から分離することを防ぐことができる。
【００７８】
図１０に示すように、少なくとも１つの歯部３２０は、第１の端領域３２１と、端領域３２１と対向する第２の端領域３２２とを含む。第１の端領域３２１及び第２の端領域３２２は、それぞれ、第１の固定子部分３１０及び第２の固定子部分３４０に連結することができる。それによって、第１の固定子部分３１０は、第２の固定子部分３４０と回転子２００との間に配置することができる。
【００７９】
歯部３２０、第１の固定子部分３１０、及び／又は第２の固定子部分３４０は、別々に形成すること及び／又は一体に形成することができる。例えば、歯部３２０の少なくとも１つ（又は全て）と第１の固定子部分３１０とは、一体部品として一緒に形成することができる。追加的に及び／又は代替的に、歯部３２０の少なくとも１つ（又は全て）と第２の固定子部分３４０とは、一体部品として一緒に形成することができる。追加的に及び／又は代替的に、歯部３２０の少なくとも１つ（又は全て）は、第１の固定子部分３１０及び／又は第２の固定子部分３４０に対して別々に形成することができる。
【００８０】
追加的に及び／又は代替的に、モータ１００はホールセンサ３９０を含むことができる。ホールセンサ３９０は、回転子２００に対して所定位置に組み込むことができる。モータ１００の動作中に、ホールセンサ３９０は、これに隣接する選択磁極２１０の極性を測定することができる。測定された極性は、回転子２００が移動を開始するために固定子３００に通電される極性を提示できることが好都合である。図１０では、ホールセンサ３９０は、第２の固定子部分３４０に取り付けられ、第２の固定子部分３４０によって第１の固定子３１０から分離して示される。しかしながら、ホールセンサ３９０は、回転子２００に対して任意の他の適切な位置に組み込むことができる。
【００８１】
好都合には、モータ１００は、１又は２以上の磁気ブリッジ３１３を含むことができる。図１１は、別の代替的な実施形態のモータ１００を示す例示的な概略図である。図１１に示すように、第１の固定子部分３１０は、磁気ブリッジ３１３（点線にて表す）を含むことができる。磁気ブリッジ３１３は、２つの隣接する歯部３２０の間に配置することができる。換言すれば、第１の固定子部分３１０のうちの２つの隣接する歯部３２０の間のセグメントは、磁気ブリッジ３１３を形成することができる。通電されると、巻線３３０は、歯部３２０及び／又は第１の固定子部分３１０に磁束を発生させることができる。磁気ブリッジ３１３は、巻線３３０によって発生した磁束を遮り、磁束を図５に示す回転子２００に向かって押し込むことができる。
【００８２】
例えば、巻線３３０は、通電されると、２つの隣接する歯部３２０を、それぞれ極性が反対の磁界を生成する方法で磁化することができる。それによって、磁束は、第１の固定子部分３１０において円周方向に形成できる。
【００８３】
円周方向に形成された磁束と比較すると、半径方向に形成された磁束は、回転子２００と第１の固定子３１０との間の結合をもたらすことができ、それによってモータ１００（図５に示す）を効率的に作動させることができる。磁気ブリッジ３１３は、第１の固定子部分３１０のうちの２つの隣接する歯部３２０の間に形成された弓形セグメント３１３Ｚを含むことができる。磁気ブリッジ３１３は、第１の固定子部分３１０の磁気抵抗を大きくすることができる。換言すれば、磁気ブリッジ３１３の磁気抵抗は、第１の固定子部分３１０の隣接する弓形セグメント３１３Ｙの磁気抵抗よりも大きい。
【００８４】
図１１には、磁気ブリッジ３１３の数が歯部３２０の数と等しいように示されるが、磁気ブリッジ３１３の数は、歯部３２０の数と等しいこと及び／又はこれとは異なることとすることができる。磁気ブリッジ３１３の数が歯部３２０の数と等しい場合、磁気ブリッジは、各対の隣接する歯部３２０の間に形成することができ、それにより好都合に対の隣接する歯部３２０の間に磁束を半径方向に形成できる。
【００８５】
磁気ブリッジ３１３は、任意の所定の形状及び／又はサイズとすることができる。例えば、磁気ブリッジ３１３の半径方向の幅は、第１の固定子部分３１０の別の弓形セグメントの半径方向の幅よりも小さくすることができる。その結果、第１の固定子部分３１０を円周方向に通過する磁束を低減することができる。図１２を参照すると、磁気ブリッジ３１３（点線にて表す）は、第１の固定子部分３１０の弓形セグメント３１３Ｚを含むことができる。弓形セグメント３１３Ｚは、１又は２以上の溝部３１３Ａを定めることができる。溝部３１３Ａは、第１の固定子部分３１０の表面３１９Ｂ上に形成されて所定形状とすることができる。磁気ブリッジ３１３を回転子２００に対向する第１の固定子部分３１０の表面３１９Ｂ上に形成することによって、好都合に、回転子２００（図示しない）の始動位置に及ぼす影響は無視できる程度とすることができる。
【００８６】
磁気ブリッジ３１３は、第１の固定子部分３１０の隣接する弓形セグメント３１３Ｙと同じ材料で形成することができる。図１２に示すように、磁気ブリッジ３１３は、２つの溝部３１３Ａを含むことができる。図１２から分かるように、各溝部３１３Ａは、固定子３００の平面図で円弧形状とすることができる。しかしながら、磁気ブリッジ３１３は、他の所定形状（及び／又はサイズ）を有するように構成すること及び／又は他の所定材料で作ることができる。固定子３００の平面図における磁気ブリッジ３１３の形状（及び／又はサイズ）は、中心軸線１１０の方向に見た場合の磁気ブリッジ３１３の断面形状と呼ぶことができる。
【００８７】
固定子３００の平面図では、磁気ブリッジ３１３は、任意の所定数で、長方形状、円弧形状、四角形状、三角形状、多角形形状、又はその組み合わせといった任意の所定のサイズ、形状、及び／又は寸法の溝部３１３Ａを形成することができる。溝部３１３Ａのサイズ、形状、及び／又は寸法は、均一にすることが好ましいが異なることもできる。各溝部３１３Ａは、第１の固定子部分３１０を少なくとも部分的に及び／又は全体的に軸方向に横断することが好ましい。
【００８８】
図１３は、代替的な実施形態の磁気ブリッジ３１３を示す例示的な詳細図である。図１３には、１つの溝部３１３Ａを定める磁気ブリッジ３１３が示される。換言すると、固定子３００は、磁気ブリッジ３１３の一部として溝部３１３Ａを定めることができる。溝部３１３Ａは、固定子３００の平面図で円弧形状とすることができる。
【００８９】
図１４は、別の代替的な実施形態の磁気ブリッジ３１３を示す例示的な詳細図である。図１４には、各々が中心軸線１１０に垂直な投影面で長方形状とされた３つの溝部３１３Ａを含む、磁気ブリッジ３１３が示される。
【００９０】
追加的及び／又は代替的に、１又は２以上の磁気ブリッジ３１３は、第１の固定子部分３１０の隣接する弓形セグメント３１３Ｙ（図１１に示す）の材料とは異なる材料から、少なくとも部分的に形成することができる。例えば、１又は２以上の溝部３１３Ａに充填材を設けることができる。
【００９１】
充填材は、磁気ブリッジ３１３に隣接する第１の固定子部分３１０の材料とは異なる材料を含むことができる。例えば、充填材の磁化率及び／又は透磁率は、第１の固定子部分３１０の隣接する弓形セグメント３１３Ｙの磁化率及び／又は透磁率よりも小さくすることができる。例えば、充填材は非磁性体を含む。充填材は、強磁性でない及び／又は常磁性でない材料を含むことができる。例示的な非磁性材料は、非鉄材料、アルミニウム、非鉄合金、炭素、銅、プラスチック及び／又は同様なものを含むことができる。
【００９２】
追加的及び／又は代替的に、１又は２以上の磁気ブリッジ３１３は、第１の固定子部分３１０が１又は２以上の開口を定める、弓形セグメントを含むことができる。図１５は、別の代替的な実施形態の磁気ブリッジ３１３を示す例示的な詳細図である。図１５を参照すると、各磁気ブリッジ３１３は、第１の固定子部分３１０を軸方向に貫通して少なくとも部分的に形成された２つの開口３１３Ｂを含んで示される。実際には、開口３１３Ｂは、磁気ブリッジ３１３を形成する第１の固定子部分３１０の半径方向幅を縮小することができる。磁気ブリッジ３１３は、説明目的のために２つの開口３１３Ｂを含んで図示及び説明されるが、任意の所定数の開口３１３Ｂを含むことができる。さらに、開口３１３Ｂは、第１の固定子部分３１０を部分的に貫通して形成される場合、第１の固定子部分３１０の表面上で視認できる及び／又は視認できない場合がある。すなわち、開口３１３Ｂは、第１の固定子部分３１０の内部に形成された空隙として定めることができる。随意的に、開口３１３Ｂは、少なくとも部分的に充填材を充填することができる。
【００９３】
追加的及び／又は代替的に、第１の固定子部分３１０は、磁気ブリッジ３１３の一部としてスロットを形成することができる。図１６は、別の代替的な実施形態の磁気ブリッジ３１３を示す例示的な詳細図である。図１６には、第１の固定子部分３１０が、磁気ブリッジ３１３の一部としてスロット３１３Ｄを形成して示される。
【００９４】
図１６には、第１の固定子部分３１０が複数の別個の固定子部材３１０Ａを含んで示される。各固定子部材３１０Ａは、それぞれの歯部３２０に接続されかつ別の固定子部材３１０Ａに隣接して配置されて示される。各対の隣接した固定子部材３１０Ａは、それらの間にスロット３１３Ｄが形成される。スロット３１３Ｄは、２つの隣接する固定子部材３１０Ａを少なくとも部分的に分離することができる。
【００９５】
スロット３１３Ｄは、任意の所定のサイズ、形状、及び／又は寸法の円周方向幅Ｗを有することができる。空隙１３０の幅は、回転子２００の円周に周りで不均一とすることができる。すなわち、モータ１００は、最小の空隙及び／又は最大の空隙を有することができる。１つの実施例において、最小の空隙１３０の幅に対するスロット３１３Ｄの円周方向幅Ｗの比率は、０から４の範囲とすることができる。好都合には、スロット３１３Ｄは、空隙１３０の全体的な均一性を維持し、結果的に空隙１３０の磁束の半径方向の均一性を維持するように十分に小さくことができる。
【００９６】
図１７は、代替的な実施形態の磁気ブリッジ３１３を示す例示的な詳細図である。図１７に示すように、固定子３００は、磁気ブリッジ３１３の一部としてスロット３１３Ｄを形成することができる。スロット３１３Ｄは、充填材で少なくとも部分的に充填して示される。スロットには、部分的に及び／又は全体的に充填材で充填することができる。
【００９７】
図１２〜図１７には、形状及びサイズが一定である固定子３００の磁気ブリッジ３１３が示されている。しかしながら、固定子３００の１又は２以上の磁気ブリッジ３１３の形状、サイズ、寸法、及び／又は材料は、一定とすること及び／又は異なることができる。
【００９８】
モータ１００の選択的性能特性は、磁極２１０、磁気ブリッジ３１３、又はその組み合わせによって影響を受けることがある。例えば、磁極２１０及び／又は磁気ブリッジ３１３のサイズ、形状、及び／又は寸法を変更すると、モータ１００の選択的性能特性を改善することができる。
【００９９】
磁極２１０及び／又は磁気ブリッジ３１３のサイズ、形状、及び／又は寸法がモータ１００の特性に及ぼす影響を示すために、以下にいくつかの実施形態を示す。モータ１００の各実施形態の図面に、モータ１００のトルク（即ち、コギングトルク及び逆起電力（逆ＥＭＦ））の曲線を示す図面が続く。
【０１００】
例えば、トルク及び／又は逆起電力は、巻線３３０（図６及び図７に示す）が非通電の場合に測定することができる。回転子２００（図６及び図７に示す）の中心軸線１１０（図６及び図７に示す）に軸（図示しない）を組み込むことができる。測定時、けん引エンジンが回転子２００を駆動し、軸を制御して所定速度で回転させることができる。従って、けん引エンジンは、軸に加わるトルクを検知することができる。追加的に及び／又は代替的に、コイル３３２（図６に示す）内の電流を測定することによって逆起電力を同時に取得することができる。トルク曲線及び逆起電力曲線は、選択歯部３２０に対する回転子２００の回転角の関数として示される。
【０１０１】
図１８は、別の代替的な実施形態のモータ１００を示す例示的な詳細図である。図１８には、回転子２００が複数の磁極２１０を含んで示され、各々の磁極２１０はエッジ領域２１１を有する。エッジ領域２１１は、中心軸線１１０から一定距離で配置することができる。図１８に示すように、磁気ブリッジ２１０は溝部３１３Ａを含むことができる。    
【０１０２】
図１９は、図１８のモータ１００のトルクを、回転子２００の回転角の関数として示す例示的なグラフである。トルク曲線は、周期的な波形を有して示される。図１９に示すように、モータ１００には、領域４００に局所的な最小トルク４０２がある。領域４００での局所的な最小のトルク４０２は、起こり得るデッドポイントの可能性がある。デッドポイントは、トルク曲線に沿ったモータ１００が運動を開始できない点と呼ぶことができる。デッドポイントは、少なくとも部分的に、半径方向の磁束密度が不十分であることに多分起因する。
【０１０３】
図２０は、図１８のモータ１００の逆起電力を、回転子２００の回転角の関数として示す例示的なグラフである。逆起電力曲線は、周期的な波形を有して示される。図２０に示すように、モータ１００には、領域４０１に局所的な最小逆起電力４０４がある。巻線３３０（図６に示す）によって発生する逆起電力と巻線３３０を通過する電流Ｉとの間の関係は、式（１）によって量子化することができる。
【０１０４】
Ｕ−Ｅ＝ｉ*Ｒ＋Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）      式（１）
Ｕは電源電圧、Ｅは逆起電力、ｉは巻線３３０を通過する電流、Ｌは巻線３３０のインダクタンス、Ｒは巻線３３０の抵抗、及びｔは時間である。従って、（Ｕ−Ｅ）は領域４０１で有意な値とすることができ、急増する電流ｉをもたらす場合がある。急増する電流ｉは、大幅な熱発生及びエネルギ浪費につながるので望ましくない。
【０１０５】
図２１は、別の代替的な実施形態のモータ１００を示す例示的な詳細図である。図２１に示すように、エッジ領域２１１を有する磁極２１０は、中心軸線１１０から不均一な距離で配置される。換言すれば、磁極２１０のエッジ領域２１１と中心軸線１１０との間の距離は、円周方向でエッジ領域２１１の中央部分からエッジ領域２１１の端部まで変動することができる。エッジ領域２１１と中心軸線１１０との間の距離は、エッジ領域２１１の中央部分からエッジ領域２１１の端部分まで減少して示される。その結果、空隙１３０は、エッジ領域２１１の中央部分でエッジ領域２１１の端部分よりも小さくすることができる。例えば、半径方向において、エッジ領域２１１の端部分の空隙１３０の幅とエッジ領域２１１の中央部分の空隙１３０の幅との比率は、５：１から１．５：１の範囲とすることできる。各磁極のエッジ領域２１１は、磁極２１０の中間の半径方向線に関して対称であることが好ましい。
【０１０６】
図２２は、図２１のモータ１００のトルクを示す例示的なグラフである。図２２では、領域４００は単調であり、図１９に示した局所的な最小部４０２を含まない。従って、図２２は、磁極２１０の形状、サイズ、及び／又は寸法を調節することで、図１９の可能性のあるデッドポイントを低減すること及び／又は除去できることを示す。デッドポイント除去は、磁極２１０の形状の変更により、空隙１３０（図２１に示す）内の磁束密度が変化することに起因する可能性がある。
【０１０７】
図２３は、図２１のモータ１００の逆起電力（逆ＥＭＦ）を示す例示的なグラフである。図２３に示すように、領域４０１に局所的な最小の逆起電力４０４が依然として存在する可能性がある。従って、磁極２１０の形状を図２１に示した方法で調節したとしても電流ｉのピークは必ずしも除去されない場合がある。
【０１０８】
追加的に及び／又は代替的に、モータ１００の特性は、磁気ブリッジ３１３の幾何形状によって影響を受けることがある。図２４は、別の代替的な実施形態のモータ１００を示す例示的な詳細図である。図２４に示すように、エッジ領域２１１は、中心軸線１１０からの距離を一定とすることができる。固定子３００は、磁気ブリッジ３１３としてスロット３１３Ｄを形成することができる。
【０１０９】
図２５は、図２４のモータ１００のトルクを示す例示的なグラフである。図２５では、領域４００は、図１９に示す局所的な最小トルク４０２を有していない。従って、図２５は、図２４に示すスロット３１３Ｄを使用するといった、形状、サイズ、及び／又は寸法を調節することにより、図１９で可能性のあるデッドポイントを低減すること及び／又は除去することができることを示す。スロット３１３Ｄが図２４に示す空隙１３０の磁束密度が増大するのでデッドポイントを除去することができる。この増大は、磁気ブリッジ３１３を変更する結果として、図２４に示す固定子３００の磁気抵抗が変化することに少なくとも部分的に起因する。
【０１１０】
図２６は、図２４のモータ１００の逆起電力（逆ＥＭＦ）を示す例示的なグラフである。図２６に示すように、領域４０１は、図２０に示す局所的な最小逆起電力４０４を含まない。従って、図２４に示すスロット３１３Ｄの使用により、巻線３３０を通過する電流ｉの急激な上昇が低減及び／又は除去され、それによって逆起電力の曲線の平滑性が改善され、モータ１００の動作時のコギング及び騒音を低減することができる。スロット３１３Ｄが図２４に示す空隙１３０の磁束密度が増大するので局所的な最小逆起電力４０４を除去することができる。この増大は、磁気ブリッジ３１３を変更する結果として、固定子３００（図２４に示す）の磁気抵抗が変化することに少なくとも部分的に起因する。
【０１１１】
図２７は、別の代替的な実施形態のモータ１００を示す例示的な詳細図である。磁極２１０のエッジ領域２１１は、図２１に示す磁極２１０のエッジ領域２１１に関して前述した方法で可能になるように、中心軸線１１０からの距離を不均一にすることができる。固定子３００は、磁気ブリッジ３１３としてスロット３１３Ｄを形成することができる。
【０１１２】
図２７では、磁極２１０と第１の固定子部分３１０との間の空隙１３０は、エッジ領域２１１の中央部分からエッジ領域２１１の端部分まで増大することができる。エッジ領域２１１の中央部分と第１の固定子部分３１０との間の空隙１３０は、空隙１３０の最小部を形成することができる。
【０１１３】
図２８は、図２７のモータ１００のトルクを示す例示的なグラフである。図２８では、領域４００には図１９に示す局所的な最小トルク４０２が存在しない。図２８に示すトルク曲線は、図２５に示すトルク曲線よりも滑らかである。従って、中心軸線１１０からの距離が不均一であるエッジ領域２１１の使用により、トルク曲線の平滑性が改善されるので、モータ１００の動作時のコギング及び騒音を低減することができる。
【０１１４】
図２９は、図２７のモータ１００の逆起電力（逆ＥＭＦ）を示す例示的なグラフである。図２９に示すように、領域４０１には図２０に示す局所的な最小の逆起電力４０４がない。従って、スロットを磁気ブリッジ３１３として使用することにより、巻線３３０を通過する電流ｉの急激な上昇を低減すること及び／又は除去することができる。さらに、図２９の逆起電力は、図２６のグラフに示す逆起電力よりも曲線が滑らかである。従って、中心軸線１１０からの距離が変動するエッジ領域２１１の使用により、逆起電力曲線の平滑性が改善され、モータ１００の動作時のコギング及び騒音を低減することができる。
【０１１５】
図３０は、別の代替的な実施形態のモータ１００を示す例示的な詳細図である。回転子２００は、回転子鉄心２２０及び複数の磁極２１０を含むことができる。磁極２１０は、例えば、回転子鉄心２２０の円周の周りに配置することができる。
【０１１６】
図３０には、回転子鉄心２２０の表面に配置された磁極２１０が示される。好都合には、回転子２００の構成は単純である低コストとすることができる。所定の実施形態では、磁極２１０は、交互の極性配列で配置することができる。１又は２以上の磁極２１０は、半径方向に磁化することができる。
【０１１７】
本明細書に示したモータ１００は、図１の従来のモータ１０よりも優れた利点を有する。図１には、モータ１０が円周方向に不均一である円弧形状の磁極片１８を有することが示される。例えば、回転子１９の外径が一定であっても、回転子１９と各々の磁極片１８との間の空隙は、時計回りの方向で徐々に減少する。換言すれば、磁極片１８の内側面は、回転子１９の外面と同軸ではないので、各固定子磁極１２及び／又は磁極片１８に対応する空隙の幅は、円周方向で徐々に変化する。その結果、始動位置では、回転子１９の各磁極の中間は、対応する固定子磁極１２の中間からオフセットすることになる。巻線１３が通電された場合、回転子１９は、時計回りの方向に始動できるが、反時計回りの方向には始動できない。
【０１１８】
モータ１０とは対照的に、モータ１００は、第１の弓形領域３１１Ａ、第２の弓形領域３１１Ｂ、及び中心軸線１１０に共通中心を有することができる回転子２００を含む。磁極２１０のエッジ領域２１１は、中心軸線１１０の周りに同軸に配置することができる。従って、磁極２１０のエッジ領域２１１は、固定子３００の第１の弓形領域３１１Ａと効果的に同軸にすることができる。そのような幾何形状は、動作時のコギングを低減するので、振動及び騒音を低減することができる。さらに、選択歯部３２０に対する第２の弓形領域３１１Ｂの位置を調節することにより、モータ１００は、２つの反対方向１２１、１２２（図７に示す）の両方に信頼性をもって始動することができ、これは、２つの反対方向の何れか一方のみに始動できるモータ１０とは異なる。
【０１１９】
本明細書では、回転子２００及び／又は磁極２１０は、説明目的のみのために固定子３００内に配置して図示及び説明されるが、固定子３００を部分的に及び／又は全体的に取り囲むことができる。図３１は、代替的な実施形態のモータ１００を示す例示的な概略図である。図３１では、回転子２００及び／又は磁極２１０は、固定子３００を取り囲んで示される。回転子２００は、中心軸線１１０の周りに中心を置いた輪状とすることができる。固定子３００は、少なくとも部分的に回転子２００内に配置することができる。磁極２１０は、第１の固定子部分３１０に隣接して位置することができる。
【０１２０】
本開示に開示されたモータ１００の特徴及び利点は、固定子３００内に配置された回転子２００を有するモータ１００に制限されない。従って、本開示に開示されたモータ１００の特徴及び利点は、図３１のモータ１００に等しく及び／又は同様に適用可能である。
【０１２１】
図３２は、モータ１００を含む実施形態の電気器具９００を示す例示的な概略図である。図３２に示すように、電気器具９００は、モータ１００によって駆動されるように構成された負荷９１０を含む。負荷９１０は、モータ１００の回転運動を、電気器具９００の利用を実現する運動に変換することができる。
【０１２２】
随意的に、負荷９１０は、モータ１００によって駆動される軸９１２を含む。軸９１２は、中心軸線１１０の位置で回転子２００（図３に示す）に直接連結することができる。追加的に及び／又は代替的に、軸９１２は、回転子２００の回転を軸９１２に伝達するために、例えば１又は２以上の歯車及び／又は他の適切な機械的接続部を介して回転子２００へ間接的に連結される。
【０１２３】
図３２に示すように、負荷９１０は回転機器９１４を含むことができ、回転機器９１４は、モータ９００に連結されて回転運動を生成するためにモータ１００によって駆動される。回転機器９１４は、モータ９００に直接及び／又は図３２に示すように軸９１２を介して連結することができる。電気器具９００は、回転機器９１４の形状、サイズ、寸法、材料、及び／又は機能に基づいて、モータ１００の動作時に所定の仕事を行なうことができる。例示的な電気器具９００は、乾燥機、巻上げシャッタ、窓昇降機、動力工具、又はこれらの組み合わせを含むことができる。
【０１２４】
電気器具９００は、図３２に、モータ１００を駆動するための随意的なモータコントローラ９３０を含んで示される。例えば、モータコントローラ９３０は、電気信号を発生すること及び／又は電気信号をモータ１００の巻線３３０（図３に示す）に伝達して巻線３３０を励起することができる。モータコントローラ９３０は、１又は２以上の汎用マイクロプロセッサ（例えばシングル及び／又はマルチコアプロセッサ）、特定用途向け集積回路、特定用途向け命令セットプロセッサ、物理特性処理ユニット、ディジタル信号処理ユニット、コプロセッサ、ネットワーク処理ユニット、音響機器処理ユニット、暗号化処理ユニット、及び／又は同様なものを含むことができる。モータコントローラ９３０は、任意の適切な有線及び／又は無線通信技術によってモータ１００に接続することができる。
【０１２５】
図３３は、モータ１００を含む実施形態の電気器具９００を示す例示的な概略図である。図３３に示す回転機器９１４は、所定の形状、サイズ、及び／又は寸法のブレードを含むことができる。回転機器９１４は軸に取り付けられ、モータ１００によって駆動されて流体（図示しない）を移動させるための回転運動を生じることができる。
【０１２６】
流体は、気体、液体、紛体、又はその組み合わせを含む。モータ１００は、電気器具９００の用途に基づいて、回転機器９１４を駆動して、流体を撹拌すること、混合すること、方向的に移動させること、及び／又は放出することができる。回転機器９１４は、制限なく、流体に追加的な及び／又は代替的な作用を及ぼすことができる。随意的に、電気器具９００は、回転機器９１４及び／又は流体を少なくとも部分的に収納するためのチャンバ９４０を含むことができる。例示的な電気器具９００は、ガスポンプ、排水ポンプ、医療ポンプ、食器洗浄機、洗濯機、換気ファン、ヘアドライヤ、レンジフード、真空掃除機、圧縮機、排気ファン、冷蔵庫又はその組み合わせを含むことができる。
【０１２７】
図３４は、モータ１００を動作させるための実施形態の方法１０００を示す最上位の例示的なフローチャートである。固定子３００に対する回転子２００の位置は、ステップ１１００で検出することができる。回転子２００の位置は、例えば、回転子２００に関連する選択磁極２１０の極性を検出することによって検出できる。ホールセンサ３９０（図１０に示す）は、隣接する磁極２１０の極性を検出することができる。
【０１２８】
固定子３００は、ステップ１２００で、回転子２００の検出位置に基づいて通電される。例えば、固定子３００は、ステップ１２００で、回転子２００の検出位置に基づく電気信号によって通電することができる。固定子３００に対して回転子２００の選択方向での移動を開始させるために、電気信号を固定子３００に適用することができる。移動方向は、電気信号の極性を逆にすることによって変更できる。通電することは、巻線３３０に電流及び／又は電圧を供給することを含むことができる。電流は、ステップ１１００における回転子２００の検出位置、及び検出方向に基づく極性を有することができる。
【０１２９】
本明細書に説明したように、モータ１００は、方向１２１、１２２（図７に示す）の何れでも始動するように構成できる。方向１２１又は方向１２２の何れで始動するかは、電気信号の極性によって制御することができる。電気信号の極性を逆にすることにより、モータ１００に逆方向の移動を開始させることができる。従って、方向が選択されかつ選択磁極２１０の極性が検出された場合、電気信号の極性はそれに応じて決定され、モータ１００に供給することができる。
【０１３０】
例えば、通電することは、選択磁極２１０と、選択磁極２１０に対して時計回りの方向１２１で直下流の歯部３２０との間に吸引力を発生させることを含み、それによって回転子２００が時計回りの方向１２１の移動を開始する。
【０１３１】
別の実施例において、通電することは、選択磁極２１０と、選択磁極２１０に対して反時計回りの方向１２１で直下流の歯部３２０との間に吸引力を発生させることを含み、それによって回転子２００が反時計回りの方向１２１の移動を開始する。
【０１３２】
従来のモータ１０の巻付けプロセスには往復式シャトル巻回機が必要とされるので、モータ１００を製造するための改善された方法が必要である。図３５は、モータ１００を作るための実施形態の方法２０００を示す最上位の例示的なフローチャートである。図３５を参照すると、固定子３００はステップ２１００で組み立てることができ、回転子２００はステップ２２００にて組み立てることができる。回転子２００を作る例示的なプロセスは、円周を備える回転子鉄心２２０を形成すること、回転子鉄心２２０の円周の周りに少なくとも１つの磁極２１０を配置することを含むことができる。磁極２１０は、回転子鉄心２２０の表面に取り付けること及び／又は回転子鉄心２２０に部分的に埋め込むことができる。例えば、埋め込まれた磁極２１０の表面は、回転子鉄心２２０の表面と同一平面とすることができる。
【０１３３】
回転子２００は、ステップ２３００で、第１の固定子部分３１０及び第２の固定子部分３４０内に配置することができる。例えば、回転子２００は、第１の固定子部分３１０内に収容すること、第１の固定子部分３１０及び第２の固定子部分３４０内に配置すること、及び／又は同心的に配列することができる。
【０１３４】
図３５には、ステップ２１００〜２３００を連続した順番で行なうことが示されるが、ステップ２１００〜２３００は任意の順番で行なうことができる。追加的に及び／又は代替的に、ステップ２１００〜２３００のうちの２つ又はそれ以上は同時に行なうことができる。
【０１３５】
図３６は、代替的な実施形態の方法２０００を示す例示的なフローチャートである。図３７は、別の代替的な実施形態のモータ１００を示す例示的な詳細図である。図３７のモータ１００は、図３６の方法２０００を用いて作ることができる。方法２０００は、図３６及び図３７の両方を用いて説明される。
【０１３６】
図３６によれば、巻線３３０は、ステップ２１１１にて選択歯部３２０に巻き付ける。図３７に示すように、第１の固定子部分３１０は、内側固定子部分とすることができる。歯部３２０は、第１の端領域３２１及び第２の端領域３２２を有することができる。図３７には、モータ１００の歯部３２０が、第２の固定子部分３４０と一体的に形成されて示される。巻線３３０は、モータ１００の１又は２以上の歯部３２０の周りに、図６に関して前述した方法で巻くことができる。隣接する各歯部３２０の間に十分な空間が存在するので、巻線３３０は、歯部３２０へ容易に巻き付けることができる。それによって、巻線３３０を製造する難しさを好都合に低減できる。
【０１３７】
図３６では、歯部３２０は、ステップ２１１２で選択固定子部分に組み付けて固定子３００を形成する。選択固定子部分は、第１の固定子部分３１０及び／又は第２の固定子部分３４０を含むことができる。
【０１３８】
１つの実施例において、図３７に示すように、歯部３２０が組み付けられる選択固定子部分は、第１の固定子部分３１０を含むことができる。図３７のモータ１００は、第１の固定子部分３１０を第２の固定子部分３４０内に収容することによって組み立てることができる。歯部３２０は、第１の端領域３２１を介して第１の固定子部分３１０に取り付けて固定子３００を形成することができる。
【０１３９】
別の実施例において、少なくとも１つの歯部３２０は、第１の固定子部分３１０及び第２の固定子部分３４０の両方とは別々に形成することができる。図３８は、別の代替的な実施形態のモータ１００を示す例示的な詳細図である。図３８に示すように、少なくとも１つの歯部３２０は、第１の固定子部分３１０及び第２の固定子部分３４０の両方と別体とすることができる。換言すれば、少なくとも１つの歯部３２０は、第１の固定子部分３１０及び第２の固定子部分３４０の両方に対して別個に形成することができる。
【０１４０】
その場合、ステップ２１１１における巻付けは、歯部３２０の周りに巻線３３０を巻き付けることを含むことができる。歯部３２０の第１の端部分及び第２端部分３２１、３２２は、各々、第１の固定子部分３１０及び第２の固定子部分３４０から分離することができる。巻線３３０は、二重フライ巻回機を用いて、歯部３２０に巻き付けることができる。好都合には、巻付けプロセスの効率を改善できる。
【０１４１】
ステップ２１１２における組み立ては、第１の固定子部分３１０を第２の固定子部分３４０内に収容すること、歯部３２０の第１の端部分及び第２の端部分３２１、３２２をそれぞれ第１の固定子部分３１０及び第２の固定子部分３４０に取り付けることを含むことができる。すなわち、巻線３３０を歯部３２０に巻き付けた後、歯部３２０は、第１の固定子部分３１０及び第２の固定子部分３４０に連結することができる。
【０１４２】
図３６には、ステップ２１１１〜２１１２を連続する順番で行なうことが示されるが、ステップ２１１１〜２１１２は、任意の順番で及び／又は同時に行なうことができる。ステップ２１１１及び／又はステップ２１１２は、１又は２以上のプロセスに分けることができる。例えば、歯部３２０は、第１の固定子部分３１０に取り付けることができる。巻線３３０は、歯部３２０の周りに巻き付けることができる。次いで、巻線付きの歯部３２０は、第２の固定子部分３４０に取り付けることができる。
【０１４３】
図３９Ａ〜図３９Ｅは、別の代替的な実施形態の方法２０００による例示的な固定子３００の組み立てを示す例示的な詳細図である。図３９Ａには第１の固定子部分３１０が示される。図３９Ａに示すように、歯部３２０は、第１の固定子部分３１０に連結されここから延びている。換言すれば、歯部３２０は、第１の固定子部分３１０と一体的に形成することができる。
【０１４４】
固定子３００は、磁気ブリッジ３１３として複数の開口３１３Ｂを形成することができる。しかしながら、磁気ブリッジ３１３は、制限なく、図１２〜図１７を参照して説明した方法で、他の選択形状を含むことができる。従って、方法２０００は、随意的に、磁気ブリッジ３１３を第１の固定子部分３１０上に形成するステップ（図示しない）を含むことができる。例えば、磁気ブリッジ３１３を形成するステップは、第１の固定子部分３１０に、例えばドリルで穴をあけることによって開口３１３Ｂを形成するステップを含むことができる。
【０１４５】
図３９Ｂには例示的なボビン３５０が示される。ボビン３５０は、図３９Ａに示す歯部３２０を受け入れるための１又は２以上の開口部３５０Ａを定めることができる。例示的なボビン３５０は、非磁性体で作ることができる。ボビン３５０は、固定子３００とは別個に形成することができる。図３９Ｂには、ボビン３５０が一体構造で示される。図３９Ｂのボビン３５０は、第１の固定子部分３１０に連結し及び／又は１又は２以上の歯部３２０を受け入れることができる。
【０１４６】
図３９Ｃは、第１の固定子部分３１０と一体に形成されかつボビン３５０が組み込まれた歯部３２０を示す。図３９Ｃに示すように、第１の固定子部分３１０は、ボビン３５０によって受け入れることができる。巻線３３０は、ボビン３５０の上に及び／又はその周りに巻き付けることができる。例えば、巻線３３０は、二重フライ巻回機を用いてボビン３５０に巻き付けることができる。それによって、巻線３３０を製造する効率を好都合に改善できる。
【０１４７】
歯部３２０を取り囲むボビン３５０の幾何形状により、巻線３３０を容易に巻き付けることを保証できる。随意的に、ボビン３５０は、巻線３３０を歯部３２０から絶縁するために絶縁材で作ることができる。巻線３３０は、ボビン３５０の周りに巻き付けて巻線組立体３３１を形成する。
【０１４８】
図３９Ｄには、例示的な第２の固定子部分３４０が示される。図３９Ｄの第２の固定子部分３４０は一体構造である。第２の固定子部分３４０は、歯部３２０（図３９Ｃに示す）に所定の方法によって取り付けるために、協働回り止め３４１を含むことができる。換言すれば、協働回り止め３４１は、歯部３２０の第２の端部分３２２（図３９Ａに示す）と協働するために使用できる。
【０１４９】
図３９Ｅに示すように、巻線組立体３３１は、第２の固定子部分３４０に組み付けることができる。第２の端領域３２２は、協働回り止め３４１に取り付けることができる。こうして、歯部３２０は、第２の固定子部分３４０に結合して組み付けることができる。
【０１５０】
図４０は、モータ１００を作るための実施形態の方法２０００を示す例示的なフローチャートである。図４１Ａ〜図４１Ｃは、図４０の代替的な実施形態の方法２０００によるモータ１００の組み立てを示す例示的な詳細図である。方法２０００は、図４０及び図４１Ａ〜図４１Ｃを参照して説明される。図４０は、ステップ２１２１〜２１２２を連続する順番で行うことを示すが、ステップ２１２１〜２１２２は、任意の順番及び／又は同時に行なうことができる。
【０１５１】
図４０に示すように、巻線３３０は、ステップ２１２１で歯部３２０の周りに巻き付けることができる。歯部３２０は、少なくとも１つのセグメント化された固定子部分に連結することができる。セグメント化された固定子部分は、図４１Ｃに集合的に示す第１の固定子部分及び第２の固定子部分３１０、３４０の少なくとも一方を含む。換言すると、第１の固定子部分及び第２の固定子部分３１０、３４０は、セグメント化することができる。例えば、セグメント化することは、円周方向にセグメントすることを含む。セグメント化された固定子部分は複数のセグメントを含むことができ、その少なくとも１つは円弧形状とすることができる。
【０１５２】
図４１Ａには、歯部３２０が、第１の端領域３２１を介して第１の固定子部分３１０の第１のセグメント３１５Ａと一体に形成され、さらに第２の端領域３２２を介して第２の固定子部分３１０の第１のセグメント３４２Ａに連結されて示される。
【０１５３】
図４１Ｂに示すように、歯部３２０は、ボビン３５０に組み付けることができる。巻線３３０は、ボビン３５０に巻き付けて巻線組立体３３１を形成することができる。例えば、巻線３３０は、二重フライ巻回機を用いて、ボビン３５０に巻き付けることができる。それによって、巻線３３０を製造する効率を好都合に改善できる。
【０１５４】
ボビン３５０は、複数のボビンセグメントにセグメント化することができる。図４１Ｂには、選択されたボビンセグメント３５１Ａが歯部３２０に組み付けられて示される。
【０１５５】
第１のセグメントは、ステップ２１２２にてセグメント化した固定子部分の第２のセグメントに組み付けて固定子３００を形成することができる。図４１Ｃに示すように、複数の巻線組立体３３１は、第２の固定子部分３４０の各セグメントを連結することによって組み立てられる。換言すれば、第２の固定子部分３４０を形成するために、第２の固定子部分３４０の第１のセグメント３４２Ａと第２の固定子部分３４０の第２のセグメント３４２Ｂとを組み立てることができる。第１のセグメント及び第２セグメント３４２Ａ、３４２Ｂは、溶着及び／又は従来の機械的接続構造によって互いに固定的に連結することができる。例示的な機械的接続構造は、協働回り止めを含むことができる。図４１Ｃには、楔形の凹部に係合した楔形の突起を含む協働回り止め３４３が示される。
【０１５６】
第１の固定子部分３１０の第１のセグメント３１５Ａと第２のセグメント３１５Ｂとは、第１の固定子部分３１０を形成することができる。第１の固定子部分３１０は、連続する構造又は図４１Ｃに示すように連続しない構造を備えることができる。スロット３１３Ｄは、第１のセグメント３１５Ａと第２セグメント３１５Ｂとの間に形成することができる。
【０１５７】
図４１Ｃには、回転子２００が磁極２１０を含んで示される。磁極２１０は、図１８及び図２４に示した回転子２００を参照して前述した方法で提供される、中心軸線１１０からの距離が不均一のエッジ領域２１１を有することができる。
【０１５８】
図４２には、回転子２００が磁極２１０を含んで示され、磁極２１０は、図２１及び図２７に示した回転子２００を参照して前述した方法で提供される、中心軸線１１０からの距離が均一のエッジ領域２１１を有する。
【０１５９】
図４１Ｃ及び図４２に示すように、隣接する歯部３２０の間の空間は、巻線３３０を歯部３２０に巻き付け後、第１のセグメント及び第２セグメント３４２Ａ、３４２Ｂを組み立てるので、巻線３３０によって好都合にほぼ完全に充填できる。
【０１６０】
図４１Ａ〜図４１Ｃ及び図４２のモータ１００とは対照的に、図１のモータ１０では、フライヤー等の巻線工具が通過するために空間を部分的に確保する必要があるので、隣接する歯１５の間の空間は巻線１３によって部分的に充填されるだけである。
【０１６１】
好都合には、方法２０００を使用して、歯部３２０を作るための材料を完全に利用することができる。また、歯部３２０を作るのに必要な材料が少なくなる。巻線３３０は、二重フライ巻回機を用いて歯部３２０に巻き付けることができる。好都合には、巻線３３０の巻付け効率を改善できる。
【０１６２】
第１の固定子部分３１０及び／又は第２の固定子部分３４０は、制限なく、任意の方法でセグメント化することができる。図４１Ａに示すように、第１のセグメント３１５Ａ、３４２Ａは、歯部３２０に対して対称とすることができる。１つの実施形態では、第１のセグメント３１５Ａ、３４２Ａの少なくとも一方は、歯部３２０に対して非対称とすることができる。
【０１６３】
図４３Ａから図４３Ｃは、別の代替的な実施形態の方法２０００によるモータ１００の組み立てを示す例示的な詳細図である。図４３Ａに示すように、歯部３２０の第１の端部分及び第２の端部分３２１、３２２は、それぞれ第１の固定子３１０の第１のセグメント３１５Ａ、及び第２の固定子部分３４０の第１のセグメント３４２Ａに結合することができる。第２の固定子部分３４０の第１のセグメント３４２Ａは、歯部３２０に対して非対称に示される。
【０１６４】
図４３Ｂに示すように、巻線組立体３３１は、巻線３３０を巻き付けた後に形成することができる。歯部３２０は、ボビン３５０のボビンセグメント３５１Ａに収容することができる。巻線３３０は、ボビンセグメント３５１Ａに巻き付けることができる。十分な空間がボビンセグメント３５１Ａの周りに存在するので、巻線３３０は、ボビンセグメント３５１Ａに容易に巻き付けることができる。それによって、巻線３３０を製造する難しさを好都合に低減できる。１つの実施例では、巻線３３０は、二重フライ巻回機を用いてボビンセグメント３５１Ａに巻き付けることができる。それによって、巻線３３０を製造する効率を好都合に改善できる。
【０１６５】
図４３Ｃに示すように、４つの巻線組立体３３１は、モータ１００を形成するために、協働回り止め３４３を介して組み立てることができる。４つの巻線組立体３３１は、図４３Ｃに説明目的で示される。モータ１００は、制限なく、任意の所定数の均一な及び／又は異なる巻線組立体３３１を組み立てることによって形成することができる。
【０１６６】
従って、図４３Ａ〜図４３Ｃに示すように、方法２０００を使用することによって、歯部３２０を作るための材料を完全に利用することができる。従って、歯部３２０を作るのに必要な材料が少なくなる。巻線３３０は、二重フライ巻回機を用いて歯部３２０に巻き付けることができる。巻線３３０の巻付け効率を好都合に改善できる。
【０１６７】
１つの実施例において、セグメント化された固定子部分は、第１の固定子部分３１０を含むことができる。第１の固定子部分３１０はセグメント化することができる。第２の固定子部分３４０は一体構造とすることができる。図４４Ａ〜図４４Ｆは、別の代替的な実施形態の方法２０００によるモータ１００の組み立てを示す例示的な詳細図である。図４４Ａには、歯部３２０が、第１の固定子部分３１０の第１のセグメント３１５Ａに結合された第１の端領域３２１と、第２の固定子部分３４０から分離した第２の端領域３２２とを有して示される。
【０１６８】
図４４Ｂにはボビンセグメント３５１Ａが示される。ボビンセグメント３５１Ａは、巻線３３０を巻き付ける（図４４Ｄに示す）前に、図４４Ａの歯部３２０に組み付けることができる。
【０１６９】
図４４Ｃには、歯部３２０をボビンセグメント３５１Ａに組み付けできることが示される。ボビンセグメント３５１Ａは、歯部３２０を受け入れると共に、随意的に歯部３２０を巻線３３０（図４４Ｄに示す）から絶縁することができる。
【０１７０】
図４４Ｄには、巻線３３０をボビンセグメント３５１Ａ及び歯部３２０に巻き付けて、巻線組立体３３１を形成することが示される。複数の巻線組立体３３１が形成できる。１つの実施例では、巻線３３０は、二重フライ巻回機を用いて、ボビンセグメント３５１Ａに巻き付けることができる。それによって、巻線３３０を製造する効率を好都合に改善できる。
【０１７１】
図４４Ｅには、第２の固定子部分３４０が一体構造で示される。随意的に、第２の固定子部分３４０は、歯部３２０を取り付けるために１又は２以上の協働回り止め３４１を含むことができる。
【０１７２】
図４４Ｆに示すように、４つの巻線組立体３３１は、それぞれの協働回り止め３４１を介して第２の固定子部分３４０に取り付けることができる。すなわち、ステップ２１２２（図４０に示す）は、固定子３００を形成するために、歯部３２０の第２の端部分３２２を第２の固定子部分３４０に取り付けることを含むことができる。
【０１７３】
図４５Ａ〜図４５Ｆは、別の代替的な実施形態の方法２０００によるモータ１００の組み立てを示す例示的な詳細図である。図４５Ａには、歯部３２０が、第１の固定子部分３１０の第１のセグメント３１５Ａと一体に形成された第１の端領域３２１、及び第２の固定子部分３４０と分離した第２の端領域３２２を有して示される。
【０１７４】
図４５Ｂにはボビン３５０が示される。図４５Ｂのボビン３５０は、一体構造とすることができる。ボビン３５０は、固定子３３０全体にわたって巻線３３０を歯部３２０から随意的に絶縁することができる。
【０１７５】
図４５Ｃには、複数の歯部３２０がボビン３５０み組み付けできることが示される。従って、ボビン３５０は、複数の歯部３２０を受け入れるための構造を提供することができる。
【０１７６】
図４５Ｄは、ステップ２１２１（図４０に示す）で、ボビン３５０及び歯部３２０に巻線３３０を巻き付けて、巻線組立体３３１を形成することを示す。ボビン３５０は、巻線３３０を歯部３２０から絶縁することができる。巻線組立体３３１が形成できる。１つの実施例では、巻線３３０は、二重フライ巻回機を用いてボビン３５０に巻き付けることができる。それによって、巻線３３０を製造する効率を好都合に改善できる。
【０１７７】
図４５Ｅには、第２の固定子部分３４０が一体構造で示される。随意的に、第２の固定子部分３４０は、歯部３２０を任意の従来の方法で取り付けるために適切な構造を含むことができる。例えば、図４５Ｅに示すように、第２の固定子部分３４０は、歯部３２０を取り付けるために１又は２以上の協働回り止め３４１を含むことができる。
【０１７８】
図４５Ｆに示すように、巻線組立体３３１は、それぞれの協働回り止め３４１を介して第２の固定子部分３４０に取り付けることができる。すなわち、ステップ２１２２（図４０に示す）は、歯部３２０の第２の端部３２２を第２の固定子部分３４０に取り付けて、固定子３００を形成することを含むことができる。
【０１７９】
実施形態において、セグメント化された固定子部分は、セグメント化された第２の固定子部分３４０を含むことができる。換言すれば、第２の固定子部分３４０はセグメント化できる。追加的に及び／又は代替的に、第１の固定子部分３１０は、一体的な及び／又はセグメント化された構造とすることができる。図４６Ａ〜図４６Ｃは、別の代替的な実施形態の方法２０００によるモータ１００の組み立てを示す例示的な詳細図である。図４６Ａでは、巻線３３０はボビン３５０に巻き付けることができる。ボビン３５０は、巻線３３０を歯部３２０（図２に示す）から絶縁することができる。例えば、歯部３２０は、ステップ２１２１（図４０に示す）での巻き付けの前にボビン３５０によって囲むことができる。第２の固定子部分３４０は、第１のセグメント及び第２のセグメント３４２Ａ、３４２Ｂを含むことができる。空隙３４４は、第１のセグメント３４２Ａと第２のセグメント３４２Ｂとの間に形成できる。空隙３４４は、巻線３３０を容易に巻付けることを可能にする十分なサイズ、形状、及び／又は寸法とすることができる。
【０１８０】
図４６Ｂには、第２の固定子部分３４０を組み立てるための例示的な充填チップ３４６が示される。充填チップ３４６は、固定子３００の材料と同じ及び／又は異なる材料で作ることができる。例えば、充填チップ３４６及び／又は固定子３００の少なくとも一部は、モータ１００の軸方向に積み重ねたケイ素鋼板のような、複数の磁気的伝導性積層体で作ることができる。例えば、図４６Ｂの充填チップ３４６は、楔形の突起３４８Ａを含んで示される。
【０１８１】
ステップ２１２２（図４０に示す）における組み立ては、第２の固定子部分３４０の第１のセグメント３４２Ａを第２の固定子部分３４０の第２のセグメント３４２Ｂに対して、それらの間の空隙３４４を充填することによって連結して、第２の固定子部分３４０を形成することを含むことができる。図４６Ｃに示すように、第１のセグメント３４２Ａは、楔形の凹部３４８Ｂを含むことができる。充填チップ３４６は、空隙３４４を充填するために、第１のセグメント及び第２セグメント３４２Ａ、３４２Ｂと協働することができる。好ましくは。充填チップ３４６は、さらに溶着によって第１及び第２のセグメント３４２Ａ、３４２Ｂに固定することができる。
【０１８２】
図４７Ａから図４７Ｃは、別の代替的な実施形態の方法２０００によるモータ１００の組み立てを示す例示的な詳細図である。図４７Ａに示す実施例において、巻線３３０はボビン３５０の周りに巻き付けることができる。空隙３４４は、第１のセグメント３４２Ａと第の２セグメント３４２Ｂとの間に形成することができる。空隙３４４は、巻線３３０を容易に巻付けるのを可能とするのに十分なサイズ、形状、及び／又は寸法とすることができる。
【０１８３】
図４７Ｂには、第２の固定子部分３４０を組み立てるための例示的な充填チップ３４６が示される。充填チップ３４６は楔形の凹部３４９Ａを含むことができる。
【０１８４】
図４７Ｃに示すように、第１のセグメント３４２Ａは、楔形の突起３４９Ｂを含むことができる。このように、充填チップ３４６は、空隙３４４を充填するために、第１のセグメント及び第２のセグメント３４２Ａ、３４２Ｂと協働することができる。
【０１８５】
追加的に及び／又は代替的に、第１のセグメント及び第２セグメント３４２Ａ、３４２Ｂは、任意の他の方法を用いて連結することができる。例えば、第１のセグメント３４２Ａと第２のセグメント３４２Ｂとは、それらの間に空隙３４４がなく接触することができる。第１のセグメント及び第２のセグメント３４２Ａ、３４２Ｂは、充填チップ３４６を使用する必要はなく、任意の従来方式によって互いに固定的に連結することができる。例示的な方法は、リベット留め、溶着、重ね溶着、及び／又は同様なものを含むことができる。
【０１８６】
図４８は、モータ１００を作る実施形態の方法２１００を示す例示的なフローチャートである。図４８に示すように、巻線３３０は、ステップ２１３１で、歯部３２０の周りに巻き付けることができる。歯部３２０は、第１の固定子部分及び第２固定子部分３１０、３４０にそれぞれ結合される第１の端領域及び第２端領域３２１、３２２を含むことができる。第１の固定子部分及び第２の固定子部分３１０、３４０の少なくとも一方は、調節可能な形状とすることができる。第１の固定子部分及び第２の固定子部分３１０、３４０の少なくとも一方は、巻付けを可能にするために及び／又は促進するために、その間に空隙３１６（図４９Ａに示す）がある複数の分離したセグメントを含むことができる。空隙３１６は、ステップ２１３１における巻付け後に、ステップ２１３１で調節可能な形状を調節することで縮小され、固定子３００を形成する。図４８には、ステップ２１３１〜２１３２が連続する順番で行なわれることを示すが、ステップ２１３１〜２１３２は、任意の順番で及び／又は同時に行なうことができる。
【０１８７】
１つの実施例において、第２の固定子部分３４０は、調節可能な形状とすることができる。図４９Ａから図４９Ｃは、代替的な実施形態の方法２１００によるモータ１００の組み立てを示す例示的な詳細図である。図４９Ａに示すように、第２の固定子部分３４０は、調節可能な形状とすることができる。追加的に及び／又は代替的に、第１の固定子部分３１０及び第２の固定子部分３４０は、セグメント化することができる。歯部３２０は、第１の固定子部分３１０の第１のセグメント３１５Ａに接続される第１の端領域３２１と、第２の固定子部分３４０の第１のセグメント３４２Ａに接続される第２の端領域３２２とを有することができる。第２の固定子部分３４０は、第１のセグメント３１５Ａと第２セグメント３１５Ｂとの間の空隙３１６を増大されるために、折り返す及び／又は折り曲げることができる。空隙３１６が十分に大きい場合には、ステップ２１３１（図４８に示す）での巻付けがより容易になる。
【０１８８】
図４９Ａは、第２のセグメント３４２Ｂに対して折り返すこと、枢動させること、及び／又は回転させることを可能にしながら、第２のセグメント３４２Ｂに接続できる第１のセグメント３４２Ａを示す。換言すると、第１のセグメント３４２Ａと第２のセグメント３４２Ｂとは調節可能に連結することができる。例えば、第２の固定子部分３４０は、金属のような延性材料で作ることができる。従って、延性材料により、第１のセグメント３４２Ａと第２のセグメント３４２Ｂとの間の相対移動が可能になる。
【０１８９】
図４９Ｂには、歯部３２０を巻線３３０から絶縁するために、歯部３２０（図２に示す）に組み付けられたボビンセグメント３５１Ａが示される。巻線３３０は、ステップ２１３１（図４８に示す）で歯部３２０の周りに巻き付けて巻線組立体３３１を形成することができる。
【０１９０】
図４９Ｃには、固定子３００を形成するために組み立てた２つの巻線組立体３３１が示される。第２の固定子部分３４０の調節可能な形状は、第１の固定子部分３１０の第１のセグメント３１５Ａと第２のセグメント３１５Ｂとの間の空隙３１６を縮小するために調節することができる。選択された巻線組立体３３１は、第２の固定子部分３４０の第３のセグメント及び第４のセグメントを３４２Ｃ、３４２Ｄを含むことができる。２つの巻線組立体３３１は、任意の適切な方法で互いに組み付けることができる。例えば、第２のセグメント及び第３のセグメント３１５Ｂ、３１５Ｃは、任意の従来の方法で連結することができる。図４１Ｃに示すように、第２のセグメント及び第３のセグメント３１５Ｂ、３１５Ｃは、それぞれ互いに協働する形状とすることができる。換言すると、第２のセグメント３４２Ｂと第３のセグメント３４２Ｃとは、協働回り止め３４１によって連結することができる。追加的に及び／又は代替的に、第２のセグメント３１５Ｂと第３のセグメント３１５Ｃとは、溶着等の接合技術によって互いに協働することができる。
【０１９１】
図５０Ａから図５０Ｃは、別の代替的な実施形態の方法２１００によるモータ１００の組み立てを示す例示的な詳細図である。図５０Ａに示すように、第１の固定子部分３１０は、調節可能な形状とすることができる。追加的に及び／又は代替的に、第１の固定子部分３１０はセグメント化できる。随意的に、第２の固定子部分３４０は一体構造体を含むことができる。歯部３２０は、第１の固定子部分３１０の第１のセグメント３１５Ａに結合された第１の端領域３２１と、第２の固定子部分３４０に結合された第２の端領域とを有することができる。
【０１９２】
第１のセグメント３１５Ａは、第１のセグメント３１５Ａと第２セグメント３１５Ｂとの間の空隙３１６を増大させるために、折り返すこと及び／又は折り曲げることができる。例えば、第１のセグメント３１５Ａは、破損することなく形状が変化可能な材料で作ることができる。例えば、第１のセグメント３１５Ａは、金属のような延性材料で作ることができる。こうして、延性材料により、第１のセグメント３１５Ａは、外部から加わる機械的な力の下で破損することなく形状を変更することが可能になる。追加的に及び／又は代替的に、第１のセグメント３１５Ａは、互いに折り返すこと、枢動すること、及び／又は回転することが可能となるように、回転可能に連結された２つの副セグメントで作ることができる。図５０Ａに示すように、第２の弓形領域３１１Ｂは凹部を含むことができ、第１のセグメント３１５Ａは凹部で折り返すことができる。空隙３１６が十分に大きい場合には、巻付けがより容易になる。
【０１９３】
図５０Ｂは、ボビンセグメント３５１Ａが、歯部３２０（図５０Ａに示す）に組み付け可能であることを示す。巻線３３０は、ステップ２１３１（図４８に示す）で歯部３２０の周りに巻き付けることができる。
【０１９４】
図５０Ｃには、図４８のステップ２１３２に関して説明したように、第１の固定子部分３１０の調節可能な形状が、第１の固定子３１０の隣接する第１のセグメント３１５Ａと第２のセグメント３１５Ｂとの間の空隙３１６が縮小する調節されて示されている。
【０１９５】
開示した実施形態は、様々な修正及び選択的な形態を可能にすることができ、それらの具体的な実施例は、図面に例示的に示されかつ明細書に詳細に説明される。しかしながら、開示された実施形態は、開示された具体的な形態又は方法に制限されず、むしろ開示された実施形態は、修正物、均等物、及び代替物を含むことを理解されたい。
【符号の説明】
【０１９６】
１００  モータ
１１０  中心軸線
１３０  空隙
２００  回転子
２１０  磁極
２２０  回転子鉄心
２２１  エッジ領域
２３０Ａ  第１の表面
３００  固定子
３１０  第１の固定子部分
３１１Ａ  第１の弓形領域
３１１Ｂ  第２の弓形領域
３１８  チャネル
３２０  歯部
３３０  巻線
３４４  空隙
【図１】
0003210428.tif 000003
【図２】
0003210428.tif 000004
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
0003210428.tif 000033
【図３１】
0003210428.tif 000034
【図３２】
0003210428.tif 000035
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
0003210428.tif 000039
【図３７】
0003210428.tif 000040
【図３８】
0003210428.tif 000041
【図３９Ａ】
0003210428.tif 000042
【図３９Ｂ】
0003210428.tif 000043
【図３９Ｃ】
0003210428.tif 000044
【図３９Ｄ】
0003210428.tif 000045
【図３９Ｅ】
0003210428.tif 000046
【図４０】
0003210428.tif 000047
【図４１Ａ】
0003210428.tif 000048
【図４１Ｂ】
0003210428.tif 000049
【図４１Ｃ】
0003210428.tif 000050
【図４２】
0003210428.tif 000051
【図４３Ａ】
0003210428.tif 000052
【図４３Ｂ】
0003210428.tif 000053
【図４３Ｃ】
0003210428.tif 000054
【図４４Ａ】
0003210428.tif 000055
【図４４Ｂ】
0003210428.tif 000056
【図４４Ｃ】
0003210428.tif 000057
【図４４Ｄ】
0003210428.tif 000058
【図４４Ｅ】
0003210428.tif 000059
【図４４Ｆ】
0003210428.tif 000060
【図４５Ａ】
0003210428.tif 000061
【図４５Ｂ】
0003210428.tif 000062
【図４５Ｃ】
0003210428.tif 000063
【図４５Ｄ】
0003210428.tif 000064
【図４５Ｅ】
0003210428.tif 000065
【図４５Ｆ】
0003210428.tif 000066
【図４６Ａ】
0003210428.tif 000067
【図４６Ｂ】
0003210428.tif 000068
【図４６Ｃ】
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【図４７Ａ】
0003210428.tif 000070
【図４７Ｂ】
0003210428.tif 000071
【図４７Ｃ】
0003210428.tif 000072
【図４８】
0003210428.tif 000073
【図４９Ａ】
0003210428.tif 000074
【図４９Ｂ】
0003210428.tif 000075
【図４９Ｃ】
0003210428.tif 000076
【図５０Ａ】
0003210428.tif 000077
【図５０Ｂ】
0003210428.tif 000078
【図５０Ｃ】
0003210428.tif 000079
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月9日(2017.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
磁極を含む回転子と、
固定子鉄心と、前記固定子鉄心に巻き付けられた巻線とを含む固定子と、
を備えるモータであって、
前記固定子鉄心は、第１の固定子部分、第２の固定子部分、及び前記第１の固定子部分と前記第２の固定子部分との間に結合された複数の歯部とを含み、前記第１の固定子部分は、前記回転子と対向する第１の弓形領域及び第２の弓形領域を含み、
前記第２の固定子部分は、前記固定子鉄心上に巻線を巻き付けるのを容易にするために、隣接する歯部の各対の間に空隙を定め、巻線の巻き付け後に充填チップが充填され、
前記巻線が非通電の場合、前記第１の弓形領域と前記回転子の選択された磁極との間の第１の電磁結合が、前記第２の弓形領域と前記選択された磁極との間の第２の電磁結合よりも大きく、前記磁極は選択された歯部からオフセットしており、前記巻線への通電時、前記選択された歯部に対して、前記回転子が、２つの反対方向の何れかに移動を開始可能になっている、ことを特徴とする単相モータ。
【請求項２】
前記第２の固定子部分は、複数のセグメントを備え、前記セグメントの各々は、隣接する空隙の対の間に配置され、前記充填チップは、前記第２の固定子部分の各セグメントと同じ材料、又は、前記第２の固定子部分の各セグメントとは異なる材料で作られている、請求項１に記載の単相モータ。
【請求項３】
前記第２の固定子部分は、複数のセグメントを備え、前記セグメントの各々は、隣接する空隙の対の間に配置され、前記充填チップは、楔形の突起又は凹部を有し、前記第２の固定子部分のセグメントは、対応する充填チップに係合する凹部又は突起を定める、請求項１に記載の単相モータ。
【請求項４】
前記回転子は中心軸線を定め、
前記第１の弓形領域は、前記中心軸線の周りに均一な第１の半径を有し、
前記第２の弓形領域は、前記中心軸線の周りに前記第１の半径よりも大きい第２の半径を有する、
請求項１から３のいずれかに記載の単相モータ。
【請求項５】
前記巻線が非通電の場合、前記磁極の中間半径方向線は、前記選択された歯部の中間半径方向線から、電気角４５度から１３５度の範囲にある始動角だけ角度的にオフセットする、請求項１から４のいずれかに記載の単相モータ。
【請求項６】
前記第２の弓形領域は凹部を定め、前記第２の弓形領域と前記回転子のエッジ領域との間に形成された空隙の大きさは、前記第１の弓形領域と前記回転子の前記エッジ領域との間の空隙よりも大きい、請求項１から５のいずれかに記載の単相モータ。
【請求項７】
前記歯部は、前記第１の固定子部分及び前記第２の固定子部分と一体形成される、請求項１から６のいずれかに記載の単相モータ。
【請求項８】
前記第１の固定子部分は、２つの隣接する歯部の間に配置された磁気ブリッジを形成する、請求項１から７のいずれかに記載の単相モータ。
【請求項９】
前記磁気ブリッジは、前記第１の固定子部分の他のセグメントの半径幅未満の半径方向幅を有する前記第１の固定子部分の円周方向セグメントを含む、請求項８に記載の単相モータ。
【請求項１０】
前記磁気ブリッジは、内部に形成されかつ前記回転子の中心軸の方向に貫通する開口、又は、前記第１の固定子部分の表面に前記回転子から外方に向く溝部を有する前記第１の固定子部分の円周方向セグメントを含む、請求項８に記載の単相モータ。
【請求項１１】
前記回転子の中心軸に垂直な前記溝部の断面は、長方形、円弧形、四角形、三角形、多角形、又はこれらの組み合わせとすることができる、請求項１０に記載の単相モータ。
【請求項１２】
前記回転子は中心軸線を定め、
前記第１の弓形領域は、中心軸線の周りに均一な第１の半径を有し、
前記第２の弓形領域は、中心軸線の周りに均一な第２の半径を有し、前記第２の半径は前記第１の半径と等しく、前記第２の弓形領域は、前記第２の弓形領域の内面によって覆われた穴部を定める、請求項１に記載の単相モータ。