(57)【要約】  本発明は電気モータ（１）の作動方法に関する。上記電気モータ（１）は少なくとも３つのコイル（３、４、５）を有する少なくとも１つの第１ステータ（２）と少なくも２つの磁石（７、８）を有するロータ（６）とを備え、上記第１ステータ（２）及び上記ロータ（６）は軸方向（９）に沿って相互に隣接配置され、上記コイル（３、４、５）は周方向（１０）に沿って相互に隣接配置される。上記電気モータ（１）は少なくとも以下の２つの状態で作動される。すなわち、（ａ）第１状態においては、上記コイル（３、４、５）が３相交流のそれぞれ異なる位相で作動され、上記ロータ（６）が回転軸（１１）を中心に回転し、（ｂ）第２状態においては、上記コイル（３、４、５）が同一位相の交流で作動される。【選択図】図５
2021516030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気モータ（１）の作動方法であって、
上記電気モータ（１）が少なくとも３つのコイル（３、４、５）を有する少なくとも１つの第１ステータ（２）と
少なくも２つの磁石（７、８）を有するロータ（６）と
を備え、
上記第１ステータ（２）及び上記ロータ（６）が軸方向（９）に沿って相互に隣接配置され、
上記コイル（３、４、５）が周方向（１０）に沿って相互に隣接配置され、
上記電気モータ（１）が少なくとも以下の２つの状態で作動される、すなわち、
（ａ）第１状態においては、上記コイル（３、４、５）が３相交流のそれぞれ異なる位相で作動され、上記ロータ（６）が回転軸（１１）を中心に回転し、
（ｂ）第２状態においては、上記コイル（３、４、５）が同一位相の交流で作動される、方法。
【請求項２】
上記電気モータ（１）を上記２つの状態で作動させることにより、上記ロータ（６）が上記第１状態における上記電気モータ（１）の作動によって駆動され、時間的に並行してボディ部（１４）が上記第２状態における上記電気モータ（１）の作動によって加熱される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記電気モータ（１）が少なくとも３つのコイル（３、４、５）を有する第２ステータ（１２）を備え、上記ロータ（６）が上記軸方向（９）に沿って上記第１ステータ（２）と上記第２ステータ（１２）との間に配置される、上記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
導電性ボディ部（１４）が、上記第２状態において少なくとも上記電気モータ（１）が作動する間に誘導加熱され、半径方向（１３）において少なくとも１つのステータ（２、１２）の少なくとも内部又は外部に配置される、上記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
上記ボディ部（１４）の第１比抵抗が、コイル（３、４、５）のコア（１５）の第２比抵抗よりも小さい請求項４に記載の方法。
【請求項６】
上記各コイル（３、４、５）が、上記少なくとも１つのステータ（２、１２）の第１端部（１６）を起点に第２端部（１７）まで延伸するコア（１５）を有し、上記ロータ（６）が上記少なくとも１つの第２端部（１７）に隣接配置され、上記ボディ部（１４）が周方向（１０）の全体に亘って延伸し、かつ軸方向（９）に沿って上記少なくとも１つの第１端部（１６）まで延伸している上記請求項４及び請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
上記ボディ部（１４）が上記少なくとも１つの第１端部（１６）において上記コイル（３、４、５）の上記コア（１５）に当接する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
上記第２状態において、上記電気モータ（１）に供給される電力のうち、上記少なくとも１つのステータ（２、１２）内の第１部分及び上記ボディ部（１４）内の第２部分が熱に変換され、上記第１部分が上記第２部分の８０％以下である上記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
液体（１９）を供給するポンプ（１８）が上記電気モータ（１）により駆動され、上記第１状態において上記ポンプ（１８）が作動され、上記第２状態において少なくとも上記ポンプ（１８）により供給され得る上記液体（１９）が加熱される上記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
上記第２状態において使用される電力が、少なくとも上記電気モータ（１）の定格電力の１％以上である上記請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
電気モータ（１）を備え、
上記電気モータ（１）が少なくとも３つのコイル（３、４、５）を有する少なくとも１つの第１ステータ（２）と
少なくとも２つの磁石（７、８）を有するロータ（６）と
を有し、
上記第１ステータ（２）及び上記ロータ（６）が軸方向（９）に沿って相互に隣接配置され、
上記コイル（３、４、５）が周方向（１０）に沿って相互に隣接配置され、
導電性ボディ部（１４）が半径方向（１３）において上記第１ステータ（２、１２）の少なくとも内部又は外部に配置され、
上記ボディ部（１４）の第１比抵抗がコイル（３、４、５）のコア（１５）の第２比抵抗よりも小さく、
上記電気モータ（１）が上記請求項のいずれか１項に記載の方法で作動され得るモータアセンブリ（２０）。
【請求項１２】
請求項１１に記載のモータアセンブリ（２０）を少なくとも備え、液体（１９）を供給するために上記電気モータ（１）により駆動され得るポンプ（１８）をさらに備え、上記ポンプ（１８）により供給され得る上記液体（１９）が上記ボディ部（１４）を介して加熱され得るように上記ボディ部（１４）が配置されるポンプアセンブリ（２１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのステータとロータとを備える電気モータの作動方法に関する。具体的には、電気モータはアキシャルフラックスモータ（ＡＦＭ）である。
【背景技術】
【０００２】
電気モータの駆動力に加え電気モータの加熱力を使用できる技術適用が知られている。例えば、排気ガス処理装置に使用される尿素水溶液（例えばアドブルー）を供給する際、尿素水溶液の加熱が必要となる場合がある。ポンプの駆動に使用する電気モータは、例えば尿素水溶液の解凍に使用可能な熱も生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０６６７１４Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の事情を踏まえ、本発明は先行技術に関連して記載された問題を少なくとも軽減する、又は解決することを目的とする。具体的には、電気モータの作動方法が提示され、電気機械はこの作動方法により加熱力が生成されるように使用される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これらの目的を達成するため、請求項１の特徴に係る方法を提示する。有利な構成は従属項の主題となる。これらの請求項で個々に特定された特徴は、技術的に適切な方法で相互に組み合わせ可能であり、明細書の説明内容及び図面の詳細により補足しうる。こうした組み合わせや補足によりさらなる発明の変形実施形態が提示される。
【０００６】
電気モータの作動方法であって、上記電気モータが少なくとも３つのコイルを有する少なくとも１つの第１ステータと少なくも２つの磁石を有するロータとを備える方法が提示される。上記第１ステータ及び上記ロータは軸方向に沿って相互に隣接配置される。上記コイルは周方向に沿って（共通直径のもとで）相互に隣接配置される。上記電気モータは少なくとも以下の２つの状態で作動される、すなわち、
（ａ）第１状態においては、上記コイルが３相交流のそれぞれ異なる位相で作動され、上記ロータが回転軸を中心に回転するよう構成され（回転速度は毎分０回転よりも大きい）、
（ｂ）第２状態においては、上記コイルが同一位相の交流で作動される。
【０００７】
具体的には、上記第２状態における上記電気モータの消費電力は、ボディ部に対して（一時的に、又は所定の時間間隔で）排他的に使用される。上記ボディ部は、具体的には、上記少なくとも１つのステータ及び上記ロータから距離を置いて配置される。
【０００８】
また、上記ロータが回転軸を中心に毎分０回転超の回転速度で回転するように、消費電力は上記ロータの駆動に（一時的に、又は所定の時間間隔で）付加的に又は排他的に使用され得る。
【０００９】
第２状態において、ボディ部は、具体的には誘導加熱により加熱される。上記ボディ部は、例えば上記電気モータの筐体（又は筐体の一部）を形成する。上記ボディ部は液体のための通路を形成することが可能である。これにより、上記ボディ部を介して液体が加熱され得る。
【００１０】
電磁誘導による加熱では、熱はボディ部それ自体から直接生成される。つまり、熱が熱伝導によって伝達される必要がない。加熱力は十分に制御することが可能である。誘導加熱を目的として、上記ステータ又は上記ステータの上記コイルは上記ボディ部の材料内部で渦電流を生成する交流磁場を発生させる。誘導加熱は非導電材料（例えば、タンクの壁面）によっても発生し得る。ボディ部の周囲は（具体的には、誘導加熱されたボディ部からの熱放射又は熱伝導により）間接的にのみ加熱される。
【００１１】
上記電気モータは少なくとも１つのステータとロータとを備える。具体的には、上記電気モータは少なくとも１つのステータとロータとを備えるアキシャルフラックスモータであり、それらは軸方向に沿って相互に同軸上にかつ相互に隣接して配置される。
【００１２】
上記電気モータの上記ステータは、具体的には軟質磁性材料を有する。軟質磁性材料には、例えば「軟磁性複合材料」（ＳＭＣ）と呼ばれるもの、又は電気鉄板及びＳＭＣの合材がある。上記ステータの上記コイルはコアを有し、上記コアは軟質磁性材料の圧縮及び加熱により製造されることが好ましい。ここで、ＳＭＣ材料は焼結されない。ただし、コアが永続的に形状を保持するために製造温度は融点よりも低く制御されるが、十分な温度である。
【００１３】
上記ロータは、具体的には、例えばくぼみの中に永久磁石及び／又は軟質磁性要素を有する。永久磁石は、好ましくは永久励起同期モータ又はブラシレスＤＣモータ（ＢＬＤＣと省略される）を構成するように使用され得る。一方、例えば軟質磁性要素は上記電気モータとしてのリラクタンスモータを製造するために使用され得る。
【００１４】
特にＳＭＣを使用するステータの設計、及びロータにも関わるさらなる詳細は、例えば国際公開第２０１６／０６６７１４Ａ１号に記載されている。この国際公開は本発明の開示範囲内で参照され、この参照は完全な形で行われる。
【００１５】
上記電気モータの具体的な電力消費（つまり、最大駆動力）は、１０００ワット（定格電力）未満、好ましくは５００ワット未満、特に好ましくは１００ワット未満である。
【００１６】
具体的には、上記電気モータがここで消費する電力は、一方で上記ロータを駆動するために使用され（第１状態）、これにより上記ロータは回転軸を中心に毎分０回転超の回転速度で回転する。他方、上記電気モータが消費する電力はボディ部を加熱するために使用される（第２状態）。
【００１７】
具体的には、上記電気モータは上記２つの状態で作動され得る。これにより、上記ロータが上記第１状態における上記電気モータの作動によって駆動され、時間的に並行してボディ部が上記第２状態における上記電気モータの作動によって加熱される。
【００１８】
ここで、時間的に並行とは、具体的には第１状態と第２状態との切替（具体的には、継続的な往復動作）が、ある時間間隔（例えば、１秒）で発生し、特定条件下ではこの時間間隔における長さの異なる部分間隔のもとで発生することを意味する。
【００１９】
上記ロータの駆動のための電力消費、及びボディ部の加熱のための電力消費は、具体的には時間的に並行して発生し得る（つまり、例えば１秒の時間間隔内で交互に）。あるいは、それぞれの電力消費は排他的にも発生し得る（つまり、時間間隔内の電力消費が加熱のみに、又は駆動のみに充てられる）。
【００２０】
具体的には、上記電気モータは（本来的には）上記ロータを駆動するために使用される。ここでは、上記電気モータが第１駆動力によって作動される場合（この駆動力は上記電気モータの全電力消費、具体的には最大駆動力、すなわち例えば上記電気モータの定格電力と考え得る）、上記ボディ部は上記第１駆動力の（具体的には、最大駆動力の）最大１０％、具体的には最大５％、好ましくは最大１％に相当する第１加熱力によって加熱される。具体的には、上記第１駆動力の９０％以上（あるいは９５％以上又は９９％以上）が上記ロータを駆動するために使用される。
【００２１】
上記ボディ部に伝達される上記加熱力は、具体的には上記ボディ部内の電気抵抗によって熱に変換されるワット単位の電力である。
【００２２】
具体的には、磁石のキャリアを上記ロータとみなす。具体的には、上記ロータは、上記ロータと他の構成要素との境界が明確になるように、上記少なくとも１つの第１ステータから一定距離を置いて軸方向に沿って配置される。
【００２３】
上記電気モータは、電気的な第２駆動力によって駆動され得る。ここで、電気的な第２加熱力により上記ボディ部が加熱され、上記第２加熱力は上記第２駆動力の２０％以上、特には５０％以上、好ましくは８０％以上である。具体的には、上記第２駆動力の８０％以下（あるいは５０％以下又は２０％以下）が上記ロータを駆動するために使用される。
【００２４】
したがって、ここでは上記電気モータに利用される電力（第１駆動力又は第２駆動力）の可変割合、又は必要に応じて固定割合を熱に変換することを提示する。この熱は誘導加熱によりボディ部に生成されることが好ましい。
【００２５】
具体的には、第１駆動力及び第２駆動力が絶対値で同一ならば、絶対値で相互に（大きく）異なる第１加熱力及び第２加熱力が設定され得る。
【００２６】
具体的には、上記電気モータは少なくとも３つのコイルを有する第２ステータを備える。上記ロータは上記軸方向に沿って上記第１ステータと上記第２ステータとの間に配置され得る。上記第１ステータ及び上記ロータの配置に関する記載は、具体的には、上記第２ステータに同様に適用される。
【００２７】
上記ロータは、具体的には上記回転軸に対して同軸方向に延伸するドライブシャフトに接続される。具体的には、上記ドライブシャフトは少なくとも１つのステータを通って延伸する。
【００２８】
導電性ボディ部は、上記第２状態において少なくとも上記電気モータが作動する間に誘導加熱され、半径方向において少なくとも１つのステータの少なくとも内部又は外部に配置されることが好ましい。
【００２９】
代替として又は追加として、上記ボディ部は上記ロータになり得る。上記ロータはこのため、上記磁石に加え、ボディ部と呼ばれるキャリア材料を有する。
【００３０】
具体的には、上記ボディ部の第１比抵抗（オーム×ミリメートル２／メートル）はコイルのコアの第２比抵抗よりも小さい。
【００３１】
具体的には、上記コアに使用される上記ＳＭＣ材料は比抵抗が大きい。具体的には、上記ボディ部（例えば鋼から製造される）は（上記コアに使用される上記材料よりも）比抵抗が小さい。
【００３２】
具体的には、上記ボディ部は特に供給される加熱力を熱に変換する役割を果たす。上記ボディ部は、効果的に加熱できるよう、鉄成分又はフェライトから構成されることが好ましい。具体的には、上記ボディ部は少なくとも１つのコイルのコアよりもフェライト成分を著しく多く含む。
【００３３】
具体的には、第１比抵抗は第２比抵抗の２分の１以下、好ましくは５分の１以下、特に好ましくは１０分の１以下である。
【００３４】
特にモータアセンブリを搭載するために、必要な面を上記ボディ部で覆うことができる。例えば、上記ステータは上記ボディ部に挿入されているため、（必要に応じて、上記ボディ部及び上記ステータを配向するための軽いプレス嵌め又は隙間嵌め、及びその後の鋳造により）挿入と同時に放射状の固定又は配向が可能である。
【００３５】
上記ボディ部は上記モータアセンブリの筐体の一部を成し、かつ搭載用ボディ部として使用できる。さらに、上記ボディ部に軸受手段を直接押嵌するために適した構造を上記ボディ部に確保することが可能である。
【００３６】
具体的には周囲の温度が上記ボディ部の上記最低温度よりも低い場合、上記加熱力により、上記ボディ部は最低温度として例えば摂氏５０℃、特には摂氏１００℃に達しうる。上記加熱力は、上記ボディ部が所定の最高温度、好ましくは摂氏１００℃を超えないように調節されることが好ましい。具体的には、上記ボディ部は上記最高温度にまで急速に加熱され十分な加熱力が供給される。これにより、上記ボディ部は例えば液体及び／又はその他構成要素に対するさらなる熱伝導にもかかわらず、この最高温度を維持する。
【００３７】
具体的には、上記ボディ部の温度は直接的に又は間接的に計測され、かつ／あるいは供給された上記加熱力又は温度モデルをもとに算出又は推定される。
【００３８】
具体的には、上記少なくとも１つの（各）ステータの各コイルは、上記少なくとも１つのステータの第１端部を起点に第２端部まで（具体的には上記軸方向に並行して）延伸するコアを有し、ここでは上記ロータが上記少なくとも１つの第２端部に隣接配置される。
【００３９】
上記ボディ部は、具体的には周方向の全体に亘って（半径方向において上記コア又は上記コイルの内部又は外部に）延伸し、かつ軸方向（及び軸方向に並行して延びる回転軸）に沿って上記コアの上記少なくとも１つの第１端部まで延伸する。
【００４０】
上記ボディ部は、上記少なくとも１つの第１端部において上記コイルの上記コアに当接することが好ましい。
【００４１】
具体的には、磁束は、上記電気モータの電力（駆動力）のうち最大割合が上記ボディ部により熱に変換され得るように、上記ボディ部を介して方向付けされる。
【００４２】
具体的には、上記ボディ部は、上記ロータの上記第１ステータとは対向しない終端を起点に、上記軸方向に沿ってかつ半径方向において上記コイルの内部又は外部にあって、上記第１端部まで延伸する。
【００４３】
具体的には、上記ボディ部は上記少なくとも１つの第１端部において半径方向に沿って、少なくとも上記コアの配置範囲に亘って延伸する。
【００４４】
具体的には、上記ボディ部は上記第２端部において半径方向に沿って、かつ上記ロータの上記第１ステータとは対向しない終端に沿って、少なくとも（上記ロータの上方に整列配置される）コアの配置範囲に亘って延伸する。
【００４５】
２つのステータが配置されている場合、上記ボディ部は具体的には上記ステータの各第１端部を起点に第２端部まで、又は第２端部を超えて延伸する。これにより、いずれのケースにおいても上記電気モータの上記磁束が上記２つのステータのコアを介して、又は１つのステータのコアを介して方向付けされる。
【００４６】
上記ボディ部は、具体的には複数パーツから構成される。ここで、上記ボディ部の個々のパーツは相互に当接するか、又は可能な限り小さいギャップ（空隙）を介して相互に分離されるように配置される。上記ギャップは、具体的には１ミリメートル以下であり、特には０．５ミリメートル以下であり、特に好ましくは２００マイクロメートル以下である。具体的には、このようなギャップは上記ロータと上記ボディ部との間に存在する（上記ギャップは、具体的には上記回転軸に対して垂直な平面において延長する）。
【００４７】
具体的には、上記第２状態において、上記電気モータに供給される電力（駆動力）のうち、上記少なくとも１つのステータ内の（又は両方のステータ内の）第１部分及び上記ボディ部内の第２部分が熱に変換され、上記第１部分が上記第２部分の８０％以下、特には４０％以下、好ましくは２０％以下、特に好ましくは５％以下である。
【００４８】
具体的には、液体を供給するポンプが上記電気モータにより駆動され、上記第１状態において上記ポンプが（上記液体を供給するために）作動され、上記第２状態において少なくとも上記ポンプにより供給され得る上記液体が加熱される。
【００４９】
具体的には、上記第２状態で使用される電力（駆動力）は、上記電気モータの定格電力の１％以上、特には１０％以上、好ましくは２５％以上、特に好ましくは５０％以上である。
【００５０】
第２状態において、上記コイルは同一位相の交流によって作動される。つまり、特に上記ロータが駆動されないよう、複数位相の交流は適用されない。誘導加熱によって上記ボディ部で熱を生成し得る交流磁場が、上記交流によって生成される。
【００５１】
しかしながら、上記電気モータは、上記第１状態及び上記第２状態の作動するモードが時間的に重複する（つまり、少なくとも部分的には時間的に並行する）ように、又は相互に時間的なずれを有するように実装される他の状態においても作動され得る。
【００５２】
代替として又は追加として、ここでは以下の方法を採用できる。
【００５３】
上記電気モータは複数のコイルを有する少なくとも１つの第１ステータと少なくとも２つの磁石を有するロータとを備える。上記第１ステータ及び上記ロータは軸方向に沿って相互に隣接配置される。上記コイルは周方向に沿って（共通直径のもとで）相互に隣接配置される。ここで、上記ロータの回転速度は、上記電気モータの（各位相の）第１周波数信号により可変に設定可能である。具体的には、上記ロータの上記回転速度は、上記電気モータの第１周波数信号に応じて変化する。具体的には、上記電気モータは、上記電気モータの第１周波数信号を介して、上記ロータを駆動するための（ワット単位の）電力（駆動力）を伝達し、第２周波数信号を介して上記ボディ部を加熱する加熱力を伝達する。ここで、第１周波数信号及び第２周波数信号は（周波数の面で）少なくとも２倍（特には３倍又は５倍）相違する。それゆえ、具体的には、第２周波数信号の周波数は第１周波数信号の周波数よりも少なくとも２倍（あるいは３倍又は５倍）大きい。
【００５４】
具体的には、上記第２周波数信号は、例えば慣性質量又は物性値に起因して、この第２周波数信号を介した上記ロータの駆動が不可能となる程度に高い周波数を有する。具体的には、上記第２周波数信号により伝達される電力は、実質的に排他的に熱に変換される。
【００５５】
具体的には、上記第１周波数信号及び上記第２周波数信号は相互に同時に伝達される。上記第１周波数信号及び上記第２周波数信号は相互に重ねて（つまり、同時に）伝達可能である。したがって、上記電気モータに利用される駆動力は、（実質的に所望の大きさで）上記駆動力が同時に及び／又は相対的に確定した後、上記ロータを駆動する電力及び上記ボディ部を加熱する加熱力の両方に変換され得る。
【００５６】
上記第１周波数信号及び第２周波数信号は、相互に時間的なずれを有するように（排他的に）伝達され得る。
【００５７】
上記電気モータは、第２状態において、上記第２加熱力として上記ロータを（本来的には）排他的に加熱するために伝達される第２駆動力（つまり電気モータの電力消費）によって駆動されるのが好ましい。ここで、具体的には、上記ロータを駆動するために電力を使用しない。このため、具体的には上記ロータの上記回転速度は、上記電気モータによる電力消費（第２駆動力）の発生にもかかわらず毎分０回転である。
【００５８】
具体的には、上記第２状態において上記電気モータは加速されない。つまり、具体的には上記ロータによる毎分０回転超の回転速度は実現され得るが、熱変換に排他的に使用される上記駆動力によって上記ロータは加速されない。
【００５９】
また、電気モータを備え、上記電気モータが少なくとも３つのコイルを有する少なくとも１つの第１ステータと少なくとも２つの磁石を有するロータとを有するモータアセンブリが提示される。上記第１ステータ及び上記ロータは軸方向に沿って相互に隣接配置され（かつ相互に同軸上に配置され）、上記コイルは（共通直径のもとで）周方向に沿って相互に隣接配置される。導電性ボディ部は、半径方向において上記第１ステータの少なくとも内部又は外部に配置される。代替として又は追加として、上記ロータは上記ボディ部を形成する。上記ボディ部の第１比抵抗はコイルのコアの第２比抵抗よりも小さい。上記電気モータは既に記載の当該作動方法で作動され得る。
【００６０】
また、既に記載の当該モータアセンブリを少なくとも備え、液体を供給するために上記電気モータにより駆動され得るポンプをさらに備えるポンプアセンブリが提示される。上記ポンプにより供給され得る上記液体が上記ボディ部を介して加熱され得るように上記ボディ部が配置される。
【００６１】
具体的には、当該モータアセンブリ及び／又は当該ポンプアセンブリは上述の当該作動方法を実施するために適しかつ構成されたコントロールユニットを備える。これにより、上記コントロールユニットは、上記ロータを駆動する電力及び上記ボディ部を加熱する加熱力を、少なくとも部分的には相互に独立して制御し得る。
【００６２】
当該作動方法に関する記載は、当該モータアセンブリ及び当該ポンプアセンブリに対して同様に適用される。また、当該モータアセンブリ及び当該ポンプに関する記載は、当該作動方法に対して同様に適用される。
【００６３】
具体的には、上記少なくとも１つのステータは、液密方式のもとで（必要に応じて、ガス密方式でもある方式のもとで）上記ロータから分離されるように配置される。
【００６４】
したがって、一方ではロータを駆動するために（つまり、回転運動を実施するために）、また他方では誘導加熱によりボディ部を標的として加熱するために電気モータが使用される方法を提示する。ここで、上記ボディ部を排他的に加熱し、上記ロータを全く駆動しないこともできる。これは、特には氷点が約−１１℃の尿素水溶液といった、凍結しうる液体の場合に有利である。このため、上記ボディ部により、一方でタンクに貯蔵した液体を解凍し、その後温度を上げながら供給することが可能である。
【００６５】
したがって、上記電気モータは特に高い水準で加熱力を利用可能にする。具体的には、ここでの加熱力は定格電力程度のオーダーとなり得る。
【００６６】
上記電気モータは、具体的にはアキシャルフラックスモータと呼ばれるものであり、上記ロータ及び上記少なくとも１つのステータは軸方向に沿って相互に隣接配置される。上記ステータは共通直径のもと周方向に沿って相互に隣接配置され、それぞれがコイルを巻きつけられた複数のコア（ｎ×３、ここでｎ＝１、２、３、・・・）を有する。上記ロータは（上記コアの直径と同一の又は相違する）共通直径のもとで周方向に沿って相互に隣接配置され、キャリア材料に搭載された複数の磁石を有する。磁石の数はコイルの数とは相違し得る。
【００６７】
注意事項として、ここで使用した序数詞（第１、第２、第３等）は、主に（単に）複数の類似した事物、変数又はプロセスを区別する役割を果たすものであることを付言する。すなわち、具体的には、これらの事物、変数又はプロセスの間に相互の依存関係及び／又は順序性が定義されているとは限らない。依存関係及び／又は順序性が必要である場合は、ここで明示的に記載されるか、又は当業者が具体的に記載された実施態様を参照することで明らかとなるように提示される。
【００６８】
以下、本発明及び技術環境を、図面を参照しつつ詳説する。なお、示した実施例によって発明を限定することは意図していない。具体的には、明示的に言及しない限り、図面で説明された事項の部分的な側面を抽出し、他の構成要素及び本明細書及び／又は図面から示唆される事項と組み合わせることも可能である。同一の参照記号は同一の事物を示す。これにより、必要に応じて他の図面からの説明を追加で使用することも可能である。図面においては、それぞれが模式的なものである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は、電気モータを示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に係る電気モータの一部を示す斜視図である。
【図３】図３は、モータアセンブリに搭載された図１に係る電気モータを示す第１斜視図である。
【図４】図４は、図３に係るモータアセンブリを示す第２斜視図である。
【図５】図５は、図３及び図４に係るモータアセンブリを示す第２状態の斜視図である。
【図６】図６は、図３及び図４に係るモータアセンブリを示す第１状態の斜視図である。
【図７】図７は、モータアセンブリの他の変形実施形態を示す分解斜視図である。
【図８】図８は、図７に係るモータアセンブリを示す第２状態の断面斜視図である。
【図９】図９は、図７に係るモータアセンブリを示す（他の）第２状態の断面斜視図である。
【図１０】図１０は、ポンプアセンブリを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
図１は電気モータ１を示す斜視図である。電気モータ１は少なくとも１つの第１ステータ２とロータ６とを備える。電気モータ１はアキシャルフラックスモータであり、ステータ２及びロータ６が軸方向９に沿って相互に同軸上にかつ相互に隣接して配置される。ロータ６は、周方向１０に沿って交互に第１磁石７（第１極）及び第２磁石８（第２極）を有する。ここでは、６つの磁石７、８（各３つ）が配置される。ステータ２は軸方向９に沿って、コイル３、４、５を通って延伸するコア１５を有する。各コイル３、４、５は３相交流発電機の位相に接続される。コイル３、４、５は、次の順で周方向１０に沿って配置される。すなわち、第１コイル３、第２コイル４、第３コイル５、第１コイル３等の順である。ここでは、９つのコイル３、４、５（各３つ）が配置される。
【００７１】
各コア１５はステータ２の第１端部１６を起点にステータ２の第２端部１７まで延伸する。ここで、ロータ６は第２端部１７に隣接配置される。
【００７２】
図２は、図１に係る電気モータ１の一部を示す斜視図である。ここでは、図１に関する記載を参照する。
【００７３】
ここでは、コイル３、４、５は図示されていない。
【００７４】
図３はモータアセンブリ２０に搭載された図１に係る電気モータ１を示す第１斜視図である。図４は、図３に係るモータアセンブリ２０を示す第２斜視図である。ここでは、図１に関する記載を参照する。
【００７５】
モータアセンブリ２０は電気モータ１と、半径方向１３において第１ステータ２の外部に配置される導電性ボディ部１４とを備える。ボディ部１４の第１比抵抗は、コイル３、４、５のコア１５の第２比抵抗よりも大きい。電気モータ１は記載された方法で作動され得る。
【００７６】
ボディ部１４は、（半径方向１３においてコア１５又はコイル３、４、５の外部において）周方向１０の全体に亘って延伸し、かつ軸方向９（及び軸方向９に並行して延びる回転軸１１）に沿ってステータ２の第２端部１７を起点にステータ２の第１端部１６まで延伸する。ボディ部１４は、ステータ２の第１端部１６においてコイル３、４、５のコア１５と当接する。ボディ部１４は、第１端部１６において半径方向１３に沿って、コア１５の配置範囲に亘って延伸する（図４）。ここでボディ部１４は、（第２端部１７を起点に第１端部１６までの）円筒部及び（第１端部１６における）底を有するポット形状を形成する。
【００７７】
図５は、図３及び図４に係るモータアセンブリ２０を示す第２状態の斜視図である。ここでは、図３及び図４に関する記載を参照する。
【００７８】
第２状態において、コイル３、４、５は同一位相の交流によって作動される。つまり、特にロータ６が駆動されないよう、複数位相の交流は適用されない（つまり、個々の電流の間に位相のずれが存在しない）。この交流は、ボディ部１４内に熱を生成可能な交流磁場を発生させる。この交流磁場は、電磁誘導により発生し、かつ伝達される磁束２２に起因する。
【００７９】
磁束２２は、電気モータ１の電力（駆動力）のうち最大割合がボディ部１４により熱に変換され得るように、ボディ部１４を介して方向付けされる。ボディ部１４は、磁束２２が第２端部１７を起点に軸方向９に沿って第１端部１６に至り、コア１５に再び戻るように方向付けする。
【００８０】
図示した矢印は、共通位相により生成され、ある時点で常に同一の強度を有する磁束２２を示す。
【００８１】
図６は、図３及び図４に係るモータアセンブリ２０を示す第１状態の斜視図である。ここでは、図３及び図４に関する記載を参照する。
【００８２】
第１状態においては、コイル３、４、５が３相交流発電機のそれぞれ異なる位相で作動され、ロータ６が回転軸１１を中心に回転するよう構成される（回転速度は毎分０回転よりも大きい）。図示した矢印は、ある時点で位相に応じて強度が異なる磁束２２を示す。ここで、磁束２２は具体的にはロータ６を経由して（それぞれ同一位相で作動するコイル３、４、５の）コア１５に戻るよう方向付けされる。ボディ部１５の磁束２２は、具体的には無視できる程度の大きさで生成される。
【００８３】
図７はモータアセンブリ２０の他の変形実施形態を示す分解斜視図である。
【００８４】
電気モータ１はここで第１ステータ２と第２ステータ１２とを備え、ステータ２、１２それぞれが９つのコイル３、４、５を（すなわち、ステータ２、１２それぞれが３つの第１コイル３、３つの第２コイル４及び３つの第３コイル５を）有する。ロータ６は第１ステータ２と第２ステータ１２の間に軸方向９に沿って配置される。
【００８５】
モータアセンブリ２０は、２つのボディ部１４を備える。各ボディ部１４は、軸方向９に沿ってステータ２、１２の第２端部１７を起点に、半径方向１３においてコイル３、４、５の外部を各ステータ２、１２の第１端部１６まで延伸する。各ボディ部１４は、第１端部１６において半径方向１３に沿って、コア１５の配置範囲に亘って延伸する。各ボディ部１４は、（第２端部１７を起点に第１端部１６までの）円筒部及び（第１端部１６における）底を有するポット形状を形成する。ボディ部１４同士は、第２端部１７においてボディ部１４の端面を介して相互に当接する（図８及び図９参照）。
【００８６】
図８は、図７に係るモータアセンブリ１を示す第２状態の断面斜視図である。ここでは、図７に関する記載を参照する。
【００８７】
第２状態において、コイル３、４、５は同一位相の交流によって作動される。つまり、特にロータ６が駆動されないよう、複数位相の交流は適用されない（つまり、個々の電流の間に位相のずれが存在しない）。この交流は、（複数パーツの）ボディ部１４内に熱を生成可能な交流磁場を発生させる。この交流磁場は、電磁誘導により発生し、かつ伝達される磁束２２に起因する。
【００８８】
磁束２２は、電気モータ１の電力（駆動力）のうち最大割合がボディ部１４により熱に変換され得るように、ボディ部１４を介して方向付けされる。ボディ部１４は磁束２２が、例えば第２ステータ１２の第１端部１６を起点に、当初は半径方向１３に沿って、その後は軸方向９に沿って第１ステータ２の第１端部１６に至り、その後は軸方向９に沿って第１ステータ２のコア１５を経由し、さらにロータ６から第２ステータ１２のコア１５を経由し、第２ステータ１２の第１端部１６に再び戻るように方向付けする。
【００８９】
図９は、図７に係るモータアセンブリを示す（他の）第２状態の断面斜視図である。ここでは、図８に関する記載を参照する。
【００９０】
図８とは対照的に、ここでは磁束２２は１つのステータ２又は１２を介してそれぞれ方向付けされる。（複数パーツの）ボディ部１４は磁束２２が、例えば第２ステータ１２の第１端部１６を起点に、当初は半径方向１３に沿って、その後は軸方向９に沿って第２ステータ１２の第２端部１７に至り、その後は軸方向９に沿って第２ステータ１２のコア１５を経由し、第２ステータ１２の第１端部１６に再び戻るように方向付けする。上述と同様の記載が第１ステータ２に適用される。したがって、磁束２２は、例えば第１ステータ２の第１端部１６を起点に軸方向９に沿って第１ステータ２のコア１５を経由し、第１ステータ２の第２端部１７に至り、その後は軸方向９に沿ってボディ部１４を経由し、第１ステータ２の第１端部１６に再び戻るように方向付けされる。
【００９１】
図１０はポンプアセンブリ２１を示す斜視図である。ポンプアセンブリ２１は電気モータ１を備え、この電気モータ１は第１ステータ２（コイル３、４、５を有する）と、ロータ６（磁石７、８を有する）と、さらに液体１９を供給するために電気モータ１により駆動され得るポンプ１８とを有する。ボディ部１４は、磁石７、８を支持するロータ６のキャリア材料により構成される。このアセンブリは、ボディ部が高周波励起により加熱される場合に特に有利である。
【００９２】
しかしながら、ボディ部１４は、図３から図９に示されるように配置されることが好ましい。ここでは、液体１９は可能な限り熱伝導性の高い通路を介してボディ部に接続される。
【符号の説明】
【００９３】
１    モータ
２    第１ステータ
３    第１コイル
４    第２コイル
５    第３コイル
６    ロータ
７    第１磁石
８    第２磁石
９    軸方向
１０  周方向
１１  回転軸
１２  第２ステータ
１３  半径方向
１４  ボディ部
１５  コア
１６  第１端部
１７  第２端部
１８  ポンプ
１９  液体
２０  モータアセンブリ
２１  ポンプアセンブリ
２２  磁束
【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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【国際調査報告】
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2021516030.tif 000014
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