(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が複数のシート金属層を含む複数の延長磁極コアを含む電気機械用の螺旋状に巻かれた積層スタックであって、該スタックは、共に螺旋状に巻かれて前記スタックを形成する複数のシート金属プロファイルから構築されており、
前記複数のシート金属プロファイルの各々は、非対称な磁極端プロファイルを含み、当該非対称な磁極端プロファイルの各々は、磁極ステムの第１の側の磁極拡張部を含み、
前記スタック内において、各々の延長磁極コアが磁極ステム、及び前記スタックを軸方向から見たときに当該スタックが対称となるように前記スタックを軸方向から見たときに当該磁極ステムの両側にある磁極拡張部を有するように、前記複数のシート金属プロファイルの前記非対称な磁極端プロファイルは組み合わされている、ことを特徴とする電気機械用の積層スタック。
【請求項２】
非対称な磁極端プロファイルは、磁極ステムの先端領域の第１の側における第１の横方向プロファイルと、前記磁極ステムの前記先端領域の第２の側における第２の横方向プロファイルとを含む非対称な磁極端プロファイルを有し、前記第１の横方向プロファイルと前記第２の横方向プロファイルは類似しておらず、該両方の横方向プロファイルは、前記磁極ステムの中心線に対して対称でない、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気機械用の積層スタック。
【請求項３】
前記非対称な磁極端プロファイルは、厚みが２倍の領域を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の電気機械用の積層スタック。
【請求項４】
前記非対称な磁極端プロファイルの前記第１の横方向プロファイルは、折り曲げ線において接続され、組み合わさって２倍の厚み領域を形成する主磁極拡張部及び補助磁極部分を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の電気機械用の積層スタック。
【請求項５】
各々の非対称な磁極端プロファイルに関して、前記主磁極拡張部、前記補助磁極部分及び前記折り曲げ線は、前記２倍の厚み領域において、前記補助磁極部分の端面が前記主磁極拡張部の端と実質的に位置合わせされるようにサイズ決めされ構成される、
ことを特徴とする請求項４に記載の電気機械用の積層スタック。
【請求項６】
前記複数のシート金属プロファイルのうちの第１のシート金属プロファイルは、前記複数のシート金属プロファイルのうちの第２のシート金属プロファイルと入れ子状になってほぼ対称的なプロファイルをもたらす、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電気機械用の積層スタック。
【請求項７】
前記スタック中の前記延長磁極コアの磁極端幅（ＰＴＷ）は、磁極ピッチ（ＰＰ）と磁極ステム幅（ＰＳＷ）の差よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電気機械用の積層スタック。
【請求項８】
前記複数のシート金属プロファイルは、螺旋状に巻かれた螺旋スタックの形で交互配置されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の電気機械用の積層スタック。
【請求項９】
該磁極拡張部は２倍の厚み領域を有し、前記延長磁極コアにおいて、各シート材料層は、磁極ステムと、前記シート金属プロファイルのうちの第１のプロファイルの磁極拡張部と、隣接する層のシート金属プロファイルの前記磁極端プロファイルの前記磁極拡張部の前記２倍の厚み領域の少なくとも一部とを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気機械用の積層スタック。
【請求項１０】
前記非対称な磁極端プロファイルの各々は、磁極ステムの第１の側の磁極拡張部（ＰＥ）と、前記磁極ステムの第２の側の空隙とを含むことを特徴とする請求項１に記載の電気機械用の積層スタック。
【請求項１１】
前記磁極ステムの前記第２の側の前記空隙は、前記磁極ステムの前記第２の側から磁極拡張部全体が省かれるように前記磁極ステムの前記第１の側の前記磁極拡張部と同じ距離延びる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の電気機械用の積層スタック。
【請求項１２】
前記磁極ステムの前記第２の側の前記空隙は、前記磁極ステムの前記第１の側の前記磁極拡張部の全長の一部のみにわたって延び、前記磁極ステムの前記第２の側の磁極拡張部が前記磁極ステムの前記第１の側の前記磁極拡張部よりも短いことを特徴とする請求項１０に記載の電気機械用の積層スタック。
【請求項１３】
前記磁極ステムの前記第２の側の前記磁極拡張部の長さは、前記磁極ステムの前記第１の側の前記磁極拡張部の長さの２５％〜８０％であることを特徴とする請求項１２に記載の電気機械用の積層スタック。
【請求項１４】
前記磁極拡張部は、折り曲げ線で接続された主磁極拡張部及び補助磁極部分を有し、該主磁極拡張部及び該補助磁極部分は、組み合わさって２倍の厚み領域を形成し、前記１つのプロファイルの前記補助磁極部分は、前記スタック内の隣接する層の磁極端プロファイルの前記空隙内に存在する、
ことを特徴とする請求項１０から１３の何れか１項に記載の電気機械用の積層スタック。
【請求項１５】
非対称の磁極端プロファイルについて、前記主磁極拡張部、前記補助磁極部分及び前記折り曲げ線は、前記２倍の厚み領域において、前記補助磁極部分の端面が前記主磁極拡張部の端と実質的に位置合わせされかつ、１つの非対称の磁極端プロファイルの前記補助磁極部分が、前記スタック内の隣接する層の他の非対称の磁極端プロファイルの前記空隙を実質的に埋めるようにサイズ決めされ構成される、
ことを特徴とする請求項１４に記載の電気機械用の積層スタック。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載の積層スタックを含む電気機械のステータであって、前記積層スタックは、閉じた経路に続くヨークと、複数の半径方向外向きに延びる磁極コアとを定め、前記磁極コアの少なくとも一部を電気絶縁部が覆い、複数の前記絶縁された磁極コアの周囲に少なくとも１つの導電体がコイル状に配置される、
ことを特徴とする電気機械用のステータ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のステータと、ローターとを備える、
ことを特徴とする電気機械。
【請求項１８】
ほぼ固定されたタブ内で回転するように取り付けられた洗濯ドラムと、該ドラムを直接回転させるように接続されたモータとを備えた洗濯機であって、前記モータは、駆動シャフトに固定されたローターと、前記タブの第２の表面に固定された請求項１６に記載のステータとを有する、
ことを特徴とする洗濯機。
【請求項１９】
電気機械用の螺旋状に巻かれた積層スタックの形成方法であって、
互いに噛み合った第１及び第２のシート金属プロファイルを１つの金属ストリップから同時に形成し、前記複数のシート金属プロファイルの各々は、非対称な磁極端プロファイルを含み、当該非対称な磁極端プロファイルの各々は、磁極ステムの第１の側の磁極拡張部を含み、前記金属ストリップ内で、他方のシート金属プロファイル中の隣接する磁極ステムどうしの間に配置され、
複数の前記非対称な磁極端プロファイルが、磁極ステム及び当該磁極ステムの両側の磁極拡張部を有する結合プロファイルを生産するように、前記第２のシート金属プロファイルを反転させて、前記第１のシート金属プロファイルの上に配置し、
前記第１及び第２のシート金属プロファイルを共に螺旋状に巻いて、軸方向から見たときに対称となる前記スタックを形成する、電気機械用の螺旋状に巻かれた積層スタックの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電気機械及び関連器具に関する。具体的には、本発明のいくつかの特徴、態様及び利点は、洗濯機などの用途に向けて作製され使用されるモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
洗濯機及びその他の電気器具のメーカーは、常に自社製品に関するコスト削減のプレッシャーを受けている。メーカーがコストを削減できる１つの方法として、様々な異なる製品に使用できるモジュール組立体を形成することによるものが挙げられる。従って、モジュール組立体を一層使用することが望まれている。また、原材料をより効率的に使用するように製品を設計することにより材料コストを削減することも特に注目されている。最後に、性能及びエネルギー効率を向上させるというプレッシャーも存在する。これらのプレッシャーは、電気モータ又は発電機などの関連する電気機械を使用する他の業界にも存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５，３５３，６１３号明細書
【特許文献２】米国特許第５，１５０，５８９号明細書
【特許文献３】米国特許第４，３６４，１６９号明細書
【特許文献４】米国特許第６，５５９，５７２号明細書
【特許文献５】米国特許第６，５７７，０９６号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従って、本発明のいくつかの特徴、態様及び利点によれば、人々に有用な選択肢を与える電気機械が提供される。また、本発明のいくつかの特徴、態様及び利点は、電気モータ及び／又はモータを使用する電気器具の効率を高め、又はコストを削減するためのいくらかの助けにもなる。
【０００５】
いくつかの構成では、電気機械の積層スタックが、交互配置された複数のシート金属プロファイルで構成される。この金属プロファイルは、非対称な磁極端プロファイルを含む。この非対称な磁極端プロファイルは、磁極体の第１の側の磁極拡張部と、磁極体の第２の側の空隙とを含む。磁極拡張部は、螺旋巻きの前に２倍の厚みを有する。
【０００６】
いくつかの構成では、複数の型打ちされたシート金属プロファイルが、螺旋状に巻かれた螺旋スタックの形で交互配置される。
【０００７】
いくつかの構成では、磁極体の第２の側の空隙が、磁極体の第２の側から磁極拡張部全体が省かれるように磁極体の第１の上の磁極拡張部の全長に延びる。
【０００８】
いくつかの構成では、非対称な磁極端が、主磁極拡張部及び補助部分を含む。
【０００９】
いくつかの構成では、主磁極拡張部及び補助磁極部分が、折り曲げ前に折り曲げ線で接続され、折り曲げ後に組み合わさって２倍の厚みを形成する。
【００１０】
いくつかの構成では、主磁極拡張部、補助磁極拡張部及び折り曲げ線が、折り曲げ後に、補助磁極拡張部の端面が主磁極拡張部と実質的に位置合わせされた状態で、折り曲げた先端特徴部が適所に位置するようにサイズ決めされ構成される。
【００１１】
いくつかの構成では、第１の磁極の２倍の厚みの磁極拡張部が、第３の磁極の２倍の厚みの磁極拡張部を支持し、第１の磁極の磁極体と第３の磁極の磁極体との間に第２の磁極体が位置する。
【００１２】
いくつかの構成では、巻線を巻く前に、２つの型打ちしたプロファイルのうちの第１のプロファイルが、２つの型打ちしたプロファイルのうちの第２のプロファイルと入れ子になってほぼ対称的なプロファイルをもたらす。
【００１３】
いくつかの構成では、組み立て時に、磁極端幅が、交互配置処理によって可能になるだけ、又は設計によって必要とされるだけわずかに磁極ステムよりも広い。
【００１４】
いくつかの構成では、組み立てた積層スタックにおいて、磁極体の長さが磁極端幅の最大１０倍である。
【００１５】
いくつかの構成では、金属スタンピングが、ヨーク幅の９０％程度の背骨切り取り部分を含む。
【００１６】
いくつかの構成では、切り取り部分が、形成具の周囲における又はパターン形状に合わせたほぼ対称的な積層スタックの曲げの形成を容易にするための開口部を形成する。
【００１７】
いくつかの構成では、切り取り部分が、積層スタックを通じた磁束の伝達を可能にする深さを有する。
【００１８】
いくつかの構成では、電気機械用積層スタックが、各々が複数のシート金属層を含む複数の延長磁極コアを含む。このスタックは、複数のシート金属プロファイルから構築される。金属プロファイルは、非対称な磁極端プロファイルを含む。非対称な磁極端プロファイルは、磁極体の第１の側に磁極拡張部を含む。磁極拡張部は、２倍の厚み部分を含む。延長磁極コアでは、シート材料の各層が、磁極体と、各シート金属プロファイルのうちの第１のプロファイルの磁極拡張部と、隣接するプロファイルの磁極拡張部の２倍の厚み部分の少なくとも一部とを含む。
【００１９】
いくつかの構成では、複数のシート金属プロファイルが、螺旋状に巻かれた螺旋スタックの形で交互配置される。
【００２０】
いくつかの構成では、非対称な磁極端が、主磁極拡張部及び補助部分を含む。
【００２１】
いくつかの構成では、主磁極拡張部及び補助磁極部分が、折り曲げ前に折り曲げ線で接続され、折り曲げ後に組み合わさって２倍の厚みを形成する。
【００２２】
いくつかの構成では、主磁極拡張部、補助磁極拡張部及び折り曲げ線が、折り曲げ後に、補助磁極拡張部の端面が主磁極拡張部と実質的に位置合わせされた状態で、折り曲げた先端特徴部が適所に位置するようにサイズ決めされ構成される、
【００２３】
いくつかの構成では、第１の磁極の２倍の厚みの磁極拡張部が、第３の磁極の２倍の厚みの磁極拡張部を支持し、第１の磁極の磁極体と第３の磁極の磁極体の間に第２の磁極体が位置する。
【００２４】
いくつかの構成では、巻線を巻く前に、２つのプロファイルのうちの第１のプロファイルが、２つのプロファイルの第２のプロファイルと入れ子状になってほぼ対称的なプロファイルをもたらす。
【００２５】
いくつかの構成では、組み立て時に、磁極端幅は、交互配置処理によって可能になるだけ、又は設計によって必要とされるだけわずかに磁極ステムよりも広い。
【００２６】
いくつかの構成では、組み立てた積層スタックにおいて、磁極体の長さが磁極端幅の最大１０倍である。
【００２７】
いくつかの構成では、金属プロファイルが、ヨーク幅の９０％程度の背骨切り取り部分を含む。
【００２８】
いくつかの構成では、切り取り部分が、形成具の周囲における又はパターン形状に合わせたほぼ対称的な積層スタックの曲げの形成を容易にするための開口部を形成する。
【００２９】
いくつかの構成では、切り取り部分が、積層スタックを通じた磁束の伝達を可能にする深さを有する。
【００３０】
いくつかの構成では、積層スタックが、各々が複数のシート金属層を含む複数の延長磁極を含む。このスタックは、螺旋状に巻かれた螺旋スタックの形で交互配置された複数のシート金属プロファイルから構築される。
【００３１】
いくつかの構成では、複数のシート金属プロファイルが同じものでなく、各延長磁極内では、隣接するシート金属プロファイルの形状が実質的に異なるが、組み合わせた場合には、磁極体と、磁極体の両側の磁極拡張部とを有する。
【００３２】
いくつかの構成では、各プロファイルが、磁極体の先端領域の第１の側における第１の横方向プロファイルと、磁極体の先端領域の第２の側における第２の横方向プロファイルとを含む非対称な磁極端プロファイルを有する。第１の横方向プロファイルと第２の横方向プロファイルは類似しておらず、これらの横方向プロファイルは、磁極体の中心線に対して対称でない。
【００３３】
いくつかの構成では、非対称な磁極端が、厚みが２倍の領域を含む。
【００３４】
いくつかの構成では、非対称な磁極端の第１の横方向プロファイルが、主磁極拡張部及び補助部分を有する。
【００３５】
いくつかの構成では、主磁極拡張部及び補助磁極部分が、折り曲げ前に折り曲げ線で接続され、折り曲げ後に組み合わさって２倍の厚みを形成する。
【００３６】
いくつかの構成では、主磁極拡張部、補助磁極拡張部及び折り曲げ線が、折り曲げ後に、補助磁極拡張部の端面が主磁極拡張部と実質的に位置合わせされた状態で、折り曲げた先端特徴部が適所に位置するようにサイズ決めされ構成される。
【００３７】
いくつかの構成では、プロファイルの第１の磁極の２倍の厚みの磁極拡張部が、プロファイルの第３の磁極の２倍の厚みの磁極拡張部を支持し、プロファイルの第１の磁極の磁極体とプロファイルの第３の磁極の磁極体の間にプロファイルの第２の磁極体が位置する。
【００３８】
いくつかの構成では、巻線を巻く前に、２つのプロファイルのうちの第１のプロファイルが、２つのプロファイルの第２のプロファイルと入れ子状になってほぼ対称的なプロファイルをもたらす。
【００３９】
いくつかの構成では、組み立て時に、磁極端幅は、交互配置処理によって可能になるだけ、又は設計によって必要とされるだけわずかに磁極ステムよりも広い。
【００４０】
いくつかの構成では、組み立てた積層スタックにおいて、磁極体の長さが磁極端幅の最大１０倍である。
【００４１】
いくつかの構成では、金属プロファイルが、ヨーク幅の９０％程度の背骨切り取り部分を含む。
【００４２】
いくつかの構成では、切り取り部分が、形成具の周囲における又はパターン形状に合わせたほぼ対称的な積層スタックの曲げの形成を容易にするための開口部を形成する。
【００４３】
いくつかの構成では、切り取り部分が、積層スタックを通じた磁束の伝達を可能にする深さを有する。
【００４４】
いくつかの構成では、ヨークが閉じた経路を形成し、このヨークから複数の磁極コアが放射状に広がる。
【００４５】
いくつかの構成では、磁極コアがヨークから半径方向外向きに延びる。
【００４６】
いくつかの構成では、ヨークから延びる約２０個〜約５０個の磁極コアが存在する。
【００４７】
いくつかの構成では、スタックが、プロファイルの平面配向に垂直な方向に８ｍｍ〜８０ｍｍの厚みを有する。
【００４８】
いくつかの構成では、プロファイルのスタックが、プロファイルの平面配向に平行な１５０ｍｍよりも大きな最大寸法を有する。
【００４９】
いくつかの構成では、プロファイルのスタックが、プロファイルの平面配向に平行な１８０ｍｍよりも大きく４００ｍｍ未満の最大寸法を有する。
【００５０】
いくつかの構成では、積層スタックが、閉じた経路に続くヨークと、複数の半径方向外向きに延びる磁極コアとを定める。電気絶縁部が磁極コアの少なくとも一部を覆うことができ、複数の絶縁された磁極コアの周囲には、少なくとも１つの導電体をコイル状に配置することができる。
【００５１】
いくつかの構成では、電気機械が、上述したような積層スタックを含むステータと、ローターとを備える。
【００５２】
いくつかの構成では、洗濯機器が、ほぼ固定されたタブ内で回転するように取り付けられた洗濯ドラムと、このドラムを直接回転させるように接続されたモータとを含む。モータは、駆動シャフトに固定されたローターと、タブの第２の表面に固定された上述のステータとを有する。
【００５３】
本明細書で説明する積層スタックの開発は、一般にモータ及び発電機を含む電気機械に関する。この開発を組み込む積層スタックを使用して、ステータ又はいくつかのローター、並びに外側ローター機及びいくつかの内側ローター機において利点をもたらすことができる。必ずしも以下のように限定されるわけではないが、本明細書で説明する実施形態は、クリーニング店の機器に応用される外側ローターの電気モータに関する。上述した利点の中には、このような用途のみに適用できるものもある。
【００５４】
本明細書で説明するあらゆるモータステータ及びモータステータスタックは組み合わせることができる。様々な説明する実施形態からの様々な特徴は、図示又は明確に説明していない組み合わせで共に使用することができ、このような組み合わせも企図される。
【００５５】
以下、本発明を限定するのではなく例示することを意図した好ましい実施形態の図面を参照しながら、本発明のこれらの及びその他の特徴、態様及び利点について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明のいくつかの特徴、態様及び利点により配置され構成されたモータを有する洗濯機の概略側面図である。
【図２】図１の洗濯機のタブの壁及びベアリングハウジングの後面斜視図である。
【図３】図２のベアリングハウジングの後面斜視図である。
【図４】図２のベアリングハウジングの側面図である。
【図５】図１のモータのステータの斜視図である。
【図６】図５のステータの強磁性の磁化可能部材の斜視図である。
【図７】図５の線７−７に沿って切り取った断面図である。
【図８】図５の線８−８に沿って切り取った断面図である。
【図９】図２及び図５のステータ及び壁の分解図である。
【図１０】図９のステータと壁の間に使用するスペーサの平面図である。
【図１１】図１０の線１１−１１に沿って切り取った断面図である。
【図１２】図９のステータと壁の間の接続部の部分的拡大断面図である。
【図１３】コア素材スタックの単純化した平面図である。
【図１４】図５のステータの２つのコア素材を形成できる材料のストリップの平面図である。
【図１５】磁極端部の補助部分を折り曲げたコア素材の斜視図である。
【図１６】共に入れ子状になった２つのコア素材の斜視図である。
【図１７】図５のステータの２つのコア素材を形成できる材料のストリップの平面図である。
【図１８】磁極の端部に加えられた磁極端を有するステータの単純化した図である。
【図１９】ステータに取り付け中の延長磁極端アセンブリの斜視図である。
【図２０】ステータに取り付けられた延長磁極端アセンブリの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
まず、図１を参照して分かるように、本発明のいくつかの特徴、態様及び利点は、直接駆動型アセンブリ１０２を備えた洗濯機１００に関する。図示の洗濯機１００は、フロントロード式洗濯機を含むが、本発明のいくつかの特徴、態様及び利点は、限定ではなく一例として米国特許第５，３５３，６１３号及び米国特許第５，１５０，５８９号に示されるようなトップロード式洗濯機で使用することもでき、これらの特許はその全体が引用により本明細書に組み入れられる。また、本発明のいくつかの特徴、態様及び利点は、限定ではなく一例として、ハイブリッド車、（例えば、自転車及びスクータで使用されるような）車輪内モータ、自動車のオルタネータ、工業用電気モータ、発電機及び手持ち式工具などの他のタイプの装置内の電気機械と共に使用することもできる。
【００５８】
図１に示すように、図示の洗濯機１００は外側キャビネット１０４を備える。外側キャビネット１０４は、内側に洗濯ドラム１１０が装着されたタブ１０６を収容する。洗濯ドラム１１０は、一般に固定されたタブ１０６内で回転する。
【００５９】
引き続き図１を参照すると、図示のタブ１０６の後部付近には、モータ１１２が取り付けられている。図示の構成では、モータ１１２が洗濯ドラム１１０に接続されて、モータ１１２が洗濯ドラム１１０を直接回転できるようになっている。従って、モータ１１２は、直接駆動アセンブリ１０２の少なくとも一部を形成する。
【００６０】
図示のモータ１１２は、ステータ１１４を備える。ステータ１１４は、タブ１０６の壁１１６に直接的又は間接的に接続することができる。ステータ１１４を壁１１６に接続するには、限定ではなく一例としてベアリング保持器又は取り付け板アセンブリを使用することができる。図示の構成では、タブ１０６の壁１１６が後壁であり、ステータ１１４を固定できる第２の表面を定める。この第２の表面は、タブ１０６の向きに応じてタブ１０６の側壁、底部、頂部又はその他のいずれかの好適な部分とすることも、或いはモータ１１２と共に使用する装置の他のいずれかの実質的に非回転な部材とすることもできる。
【００６１】
図示のモータ１１２は、ステータ１１４の半径方向外向きに延びるローター１２０も備えて、いわゆるインサイドアウトブラシレスＤＣモータ又は突極モータを構成するようになる。
【００６２】
ローター１２０は、いずれかの好適な形で駆動シャフト１２２に固定することができ、駆動シャフト１２２は、いずれかの好適な形で洗濯ドラム１１０に固定することができる。図示の構成では、駆動シャフト１２２が、一般に水平な軸を中心に回転するように構成される。いくつかの構成では、駆動シャフト１２２を、（例えば、トップロード式洗濯機では）一般に垂直な軸又は他のいずれかの方位角を中心に回転するように構成することができる。従って、本発明のいくつかの特徴、態様及び利点は、重力又は回転軸の向きに対してあらゆる方向に延びる駆動シャフトと共に使用することができる。
【００６３】
図２を参照すると、ベアリングハウジング１２４が壁１１６により支持されている。ベアリングハウジング１２４は、以下に限定されるわけではないが、例えばアルミニウム、鉄、鋼又は複合材料を含むあらゆる好適な材料から形成することができる。
【００６４】
図３に示すように、ベアリングハウジング１２４は、ほぼ円筒形の本体１２６を有することが好ましい。図示の構成では、ベアリングハウジング１２４が、内壁１３０及び外壁１３２を有する。内壁１３０及び外壁１３２は実質的に円筒形であり、内壁１３０と外壁１３２の間に定められるベアリングハウジング１２４の厚みは実質的に均一である。しかしながら、いくつかの構成では、内壁１３０のみが実質的に円筒形である。
【００６５】
引き続き図３を参照すると、図示のベアリングハウジング１２４は、１又はそれ以上の取り付けボス１３４も含む。図示の構成では、本体１２６の外壁１３２から３つの取り付けボス１３４が放射状に広がる。３つの取り付けボス１３４を使用すると、改善された平衡度を得ることができるので好ましい。いくつかの構成では、２つ、４つ、５つ、６つ又はそれ以上の取り付けボス１３４を使用することができる。
【００６６】
図３及び図４を参照して分かるように、各取り付けボス１３４は、取り付け面１３６を含むことが好ましい。取り付け面１３６は、本体１２６のモータ端部１４０から離間することが好ましい。いくつかの構成では、取り付け面１３６とモータ端部１４０が、垂直軸の機械では約０〜約２５ｍｍの距離Ｄだけ離れ、水平軸の機械では約２５ｍｍ〜約５０ｍｍの距離Ｄだけ離れる。いくつかの構成では、距離Ｄが約０〜約５０ｍｍである。１つの構成では、距離Ｄが約２５ｍｍである。
【００６７】
再び図３を参照して分かるように、各取り付けボス１３４は、開口部１４２を含むことが好ましい。開口部１４２は、穴を含むことが好ましい。開口部１４２は、ねじ部品を受け入れるようにテーパ状になった穴を含むことがさらに好ましい。いくつかの構成では、この穴を非貫通とすることができる。
【００６８】
図９を参照すると、タブ１０６の壁１１６にステータ１１４を取り付けた状態を示している。ベアリングハウジング１２４は、あらゆる好適な方法で壁１１６に固定することができる。しかしながら、壁１１６は、ベアリングハウジング１２４の周囲にモールドされることが好ましい。壁１１６をベアリングハウジング１２４でオーバーモールドすることがより好ましい。
【００６９】
壁１１６は、モータ側表面１４４と、このモータ側表面１４４のほぼ反対側にあるドラム側表面１４６とを有する。図示のように、壁１１６のモータ側表面１４４は、複数の半径方向に延びる横梁１５０を含む。各横梁１５０は壁１１６を補強する。他の構成を用いて壁１１６を補強することもできる。
【００７０】
壁１１６は、ほぼ中心にあるハブ部１５２も含む。図示の構成における横梁１５０は、中心ハブ部１５２から放射状に広がる。中心ハブ部１５２は、ベアリングハウジング１２４をほぼ取り囲む。ベアリングハウジング１２４及び中心ハブ部１５２は、壁１１６の中心ハブ部１５２に対してベアリングハウジング１２４が回転しないように互いに固定することができる。
【００７１】
図５を参照すると、１つの構成によるステータ１１４を詳細に示している。図示のステータ１１４は、明確にするために巻線を含まないものを示している。ステータ１１４は、突磁極１６２を有する強磁性の磁化可能部材１６０を含む。図６に、部材１６０を単純化した形で分かりやすく示している。限定するわけではないが部材１６０を含むステータ１１４は、あらゆる好適な方法で形成することができる。例えば、いくつかの構成では、ステータ１１４の部材１６０を、非螺旋状に巻線が巻かれたステータとすることができる。他の構成では、ステータ１１４の部材１６０に、後述する方法を含む方法で螺旋状に巻線を巻くことができる。いくつかの形態では、ステータの全体直径を、約１５０ｍｍ〜約５００ｍｍ、約２００ｍｍ〜約４００ｍｍ、又は約２５０ｍｍ〜約３５０ｍｍとすることができる。
【００７２】
磁極１６２はヨーク１６４から外向きに延びる。背骨と呼ばれることもあるヨーク１６４は、部材１６０の内周を形成する壁１６６を定めることができる。一般に、各磁極１６２は、ヨーク１６４と磁極端１６８の間に延びる、磁極体と呼ばれることもある磁極ステム１６７を含む。各磁極端１６８は、ステータ１１４の外周に沿って位置する磁極面１７０を含む。また、各磁極端１６８のプロファイルは、磁極端背面１６９及び磁極端端部１７１を含み、磁極端背面１６９はヨーク１６４に面し、磁極端端部１７１は隣接する磁極１６２の磁極端端部１７１に面する。
【００７３】
再び図５を参照して分かるように、ステータ１１４は、強磁性の磁化可能部材１６０を支持するフレーム１７２も含む。いくつかの構成では、フレーム１７２がプラスチック材料で形成される。フレーム１７２は、ポリブチレンテレフタレート樹脂などで形成されることが好ましい。フレーム１７２は、部材１６０の磁極面１７０を覆わないことが好ましい。
【００７４】
フレーム１７２は、あらゆる好適な方法で形成することができる。例えば、以下に限定されるわけではないが、米国特許第５，１５０，５８９号に開示されている技術を用いてフレーム１７２を形成することができ、この特許はその全体が引用により本明細書に組み入れられる。米国特許第５，１５０，５８９号に開示されるように、フレーム１７２は、射出成形によって部材１６０の周囲に形成され、部材１６０の磁極面１７０を完全に覆わないことが好ましい。いくつかの構成では、磁極面１７０の少なくとも一部を覆うことができる。この射出成形されたフレームは、端子ソケットを有することが好ましい。磁極に巻線を巻く場合、巻付機が巻線の後端部をこの端子ソケット内に自動的に位置付け、限定ではなく一例として鋤形などの外部巻線接続部をソケットに挿入することができる。或いは、これらの接続の一部又は全部を手動で完成させることもできる。
【００７５】
図５及び図７を参照すると、図示のフレーム１７２は、ヨーク１６４の内壁１６６から半径方向内向きに延びるウェブ１７４を含む。ウェブ１７４は、ベアリングハウジング１２４の本体１２６の外壁１３２に適合する中心開口部１７６を含む。図示の構成では、ウェブ１７４が、壁側表面１８０及びローター側表面１８１を含む。中心開口部１７６は、フランジ１８２によって定められることが好ましい。図示のフランジ１８２は、壁側表面１８０から離れて延びる。他の構成も可能である。
【００７６】
再び図５を参照して分かるように、ウェブ１７４は、少なくとも１つの開口部１８４を含む。図示の構成では、ウェブ１７４が３つの開口部１８４を含む。この３つの開口部１８４は、ベアリングハウジング１２４の開口部１４２と同様に、中心軸を中心に約１２０度離れて位置することが好ましい。１又はそれ以上の開口部１８４は、これらを完全に取り巻く表面によって定めることもできるが、図示の開口部１８４は完全に包囲されていない。正確には、図示の開口部１８４の各々は、ウェブ１７４の中心開口部１７６に沿って位置する間隙１９０を含む壁１８６によって定められる。換言すれば、開口部１８４と中心開口部１７６は、間隙１９０を通じて直接連通する。また、図８に示すように、図示の開口部１８４の各々は、各開口部１８４にほぼ隣接してウェブの厚みを増やしたエンボス部１９２を貫いて延びる。各中心開口部１７６の各軸端には、平坦な床面１９４、１９６を設けることが好ましい。
【００７７】
図９を参照して分かるように、ステータ１１４は、いずれかの好適な締結具を用いてベアリングハウジング１２４の壁１１６に固定される。図示の構成では、締結具がボルト又はねじ２００である。各締結具２００の頭部とステータ１１４のウェブ１７４との間には、ワッシャー２０２を介在させることができる。壁１１６とステータ１１４の間には、スペーサ２０４を介在させることが好ましい。これらのスペーサ２０４は、ステータ１１４のウェブ１７４と壁１１６のベアリングハウジング１２４との間に介在することがより好ましい。これらのスペーサは、ベアリングハウジング１２４上の取り付けボス１３４の取り付け面１３６と、ステータ１１４のウェブ１７４の平坦な床面１９４との間に介在することがさらに好ましい。従って、図示の実施形態では、ステータ１１４のオーバーモールド部分と、壁１１６のベアリングハウジング１２４との間にスペーサ２０４が装着される。このようにして、プラスチック部品（例えば、ウェブ１７４）と金属部品（例えば、ベアリングハウジング１２４）との間にスペーサ２０４が装着される。用途によっては、取り付け面とステータ１１４の一部との間にスペーサ２０４を介在させて、ステータを取り付け面に取り付ける一方で、取り付け面から好適に離間させることができる。
【００７８】
スペーサ２０４は、ステータ１１４をタブ１０６に接続するための、異なる設計検討に特化した取り付け形状をもたらすという利点を有する。ドラム１１０及びステータ１１４の速度、質量及びサイズは、機械の設計毎に異なり得るので、スペーサ２０４により、タブ１０６とステータ１１４の間の接続のカスタマイズが可能になる。従って、スペーサ２０４は、アセンブリのモジュール化を容易にする。換言すれば、スペーサ２０４は、ドラムとステータの接続面を異なる締結具の長さで、及び異なるドラムとステータの間の間隔で固定できるように異なる比率を有することができる。
【００７９】
スペーサ２０４は、プラスチック材料で形成されることが好ましい。スペーサ２０４は、構造ポリマーで形成されることがより好ましい。いくつかの構成では、スペーサ２０４が、硫化ポリフェニレン（ＰＴＳ）、ガラス充填ＰＥＴ、又はその他の好適な材料で形成される。いくつかの構成では、スペーサ２０４が、実質的に非導電性の材料で形成される。具体的には、スペーサ２０４は、電気モータでよく目にする範囲の非導電性材料で形成されることが好ましい。いくつかの構成では、スペーサ２０４全体が、非導電性構造ポリマーから形成される。
【００８０】
スペーサ２０４の形成に使用する材料は、特定の用途に照らして選択することができる。スペーサ２０４は、締結具２００からベアリングハウジング１２４に軸力を伝達する。換言すれば、通常、スペーサ２０４は常に圧縮力を受けている（すなわち、締結具２００の頭部からの力が、ワッシャーを介してスペーサ２０４及びベアリングハウジング１２４に伝わる）。また、スペーサ２０４には、トルクの伝達時、及び洗濯機１１０内の負荷の不均衡時にも力が加わる。従って、いくつかの実施形態では、スペーサが圧縮状態に置かれた場合、材料の圧縮率が実質的に一定である（すなわち、材料のクリープがごくわずかである）ことが好ましい。例えば、ＰＴＳ又はＰＥＴに約１０重量％〜約５０重量％のガラス繊維の強化材を加えて、約４００ニュートン〜約１２００ニュートンの圧縮力に打ち勝つ実質的に一定の圧縮率（すなわち、約２％未満）を与えることができる。
【００８１】
スペーサ２０４に構造ポリマーを使用すると、予想外にスペーサ２０４の性能が向上する。具体的には、構造ポリマーのスペーサ２０４は、金属締結具２００の圧縮力により伝達される圧縮負荷を金属製のスペーサに比べて減衰させることができる。換言すれば、スペーサを通じて伝達される物理的衝撃が小さくなる。
【００８２】
図１０及び図１１を参照すると、図示のスペーサ２０４は内壁２１０を有する。図示の構成では、内壁２１０が、ほぼ円筒形の通路２１２を定めることができる。通路２１２は、関連する締結具２００が通過するための緊密に嵌合する穴を定めることが好ましい。いくつかの構成では、内壁２１０が、製造を容易にするための少なくとも約０．５度の抜き勾配を有する。
【００８３】
通路２１２は、通路２１２の長さに沿って変化できる他の断面形状を有することもできる。例えば、通路２１２は、締結具２００がスペーサ２０４を貫いて延びることができる少なくとも部分的に円形、長円形、四角形、又はあらゆる一般的に開いた形状の断面を有することができる。いくつかの構成では、通路２１２を、締結具（例えば、端部が平坦な締結具）がスペーサ２０４に対して回転する可能性を低減するために１つ又は２つの平坦面を有する穴などの非円形の又は非対称の穴であることを意図された、締結具よりも大きな内径の穴とすることができる。いくつかの構成では、通路が半径方向にある程度膨張又は収縮できるように、スロットによって通路２１２の長さを延ばすことができる。他の構成では、スロットが実質的に軸方向に延びることができる。さらに別の構成では、スロットが螺旋状に又は傾斜して延びることができる。有利なことに、図１０及び図１１に示すほぼ円筒形の形状は、製造が容易であることが分かった。
【００８４】
内壁２１０は、スペーサ２０４の軸方向の長さを完全に貫いて延びる。従って、内壁２１０は、一般にステータ側表面２１４とタブ側表面２１６の間に延びる。スペーサ２０４の外側の形状は、あらゆる好適な構成とすることができる。図示の構成では、スペーサが、ほぼ円筒形の第１の外側部分２２０と、ほぼ円筒形の第２の外側部分２２２とを有する。いくつかの構成では、第１及び第２の外側部分２２０、２２２が、製造を容易にするための少なくとも約０．１度の抜き勾配を有する。図示の構成では、第１の外側部分２２０及び第２の外側部分２２２が段面２２４によって分離される。他の構成も可能である。
【００８５】
図示の構成では、タブ側表面２１６、第２の外側部分２２２及び段面２２４が、フランジ状端部２２６を定める。段面２２４（例えば、タブ側表面２１６とステータ側表面２１４の差分）は、フランジ状端部２２６の厚み（例えば、第２の外側部分２２２の軸方向長さ）よりも大きいことが好ましい。タブ側表面２１６からステータ側表面２１４までの面積が減少すると、ステータ側表面２１４の面積も減少する。図１２に示すように、第１の外側部分２２０の縮小された断面は、ステータフレーム１７２のウェブ１７４の開口部１８４内に延びることができる。従って、第１の外側部分２２０の縮小されたプロファイルにより、スペーサ２０４とステータフレーム１７２の間の物理的係合を高めることができる。
【００８６】
これらのスペーサは構造ポリマーで形成されるので、ステータ１１４と壁１１６を接合する表面間に非標準的な形状を受け入れることができる。例えば、いくつかの用途では、図示の構造ポリマースペーサ２０４のポリマー結合の表面積を、金属スペーサで可能になるはずの表面積よりも大きくすることができ、従ってスペーサ２０４の表面上の局所的な応力が低減される。いくつかの構成では、スペーサ２０４が、スペーサ２０４とこれに接続される表面（例えば、ベアリングハウジング１２４及びステータフレーム１７２）との間の接続を向上させる表面特性又は表面構造を有することができる。いくつかの構成では、スペーサ２０４と、スペーサ２０４が当接する１又はそれ以上の表面（例えば、ベアリングハウジング１２４の取り付け面１３６、及びステータフレーム１７２の平坦な床面１９４）とが、連動構造又は協働構造を有することができる。例えば、非対称なフランジ端、１又はそれ以上の表面からの突起（例えば、嵌合先の空隙を伴う支柱、凸部）、又はその他の特徴部によって、スペーサ２０４を当接する１又はそれ以上の表面と係合させることができる。これらの連動構造又は協働構造は、位置決め特徴部を含むことができ、及び／又はスペーサ２０４と別の構造（例えば、ベアリングハウジング１２４又はステータフレーム１７２）の間で負荷を伝達することができる。
【００８７】
さらに広く言えば、スペーサ２０４上のあらゆる凸状の特徴部は、スペーサが当接する表面上に形成された対応する逆の形をした凹状の空間を有することができ、この逆も可能である。これらの係合し合う特徴部は工具鋼に機械加工されて、この結果、スペーサ２０４、フレーム１７２及び／又はベアリングハウジング１２４内の残留応力のレベルを低下できることが好ましい。これらの係合し合う特徴部の深さ及び特定の形状は、スペーサ２０４の位置によって対抗する必要がある力に依存する。例えば、いくつかの構成では、スペーサ２０４に使用するポリマー材料のねじり応力が降伏応力の約１／３未満になるように、これらの係合し合う特徴部の雌部が、約３ｍｍの深さ及び十分な表面積を有する。いくつかの用途では、特徴部の深さ及び断面積を、あらゆる横方向負荷が十分に広い面積にわたって広がるほど十分に大きくすることによって係合し合う特徴部の形状を決定し、連動が上手くいかない可能性を低減することができる。１つの構成では、ベアリングハウジング１２４がリップ部、フランジ部などを有し、この上に又はこれに接してスペーサ２０４を配置することができる。例えば、このリップ部又はフランジ部がベアリングハウジング１２４の開口部１４２を取り囲むようにし、限定ではなく一例として、このリップ部又はフランジ部にスペーサ２０４を圧入又は滑り嵌合させることができる。
【００８８】
図１１を参照して分かるように、内壁２１０とステータ側表面２１４の交差部は、面取りした端部２３０を有することが好ましい。いくつかの構成では、ステータ側表面２１４と第１の外側部分２２０の交差部が面取りした端部２３２を有する。いくつかの構成では、第２の外側部分２２２と段面２２４の交差部が面取りした端部２３４を有する。いくつかの構成では、第１の外側部分２２０と段面２２４の交差部がフィレット面２３６を有する。
【００８９】
スペーサ２０４の形状は、全体としてスペーサ２０４の動きの速さ及び位置（例えば、回転中心からの半径方向距離）から予想される負荷を受け入れる体積及び比率で形成されることが好ましい。また、スペーサ２０４の様々な部分のサイズ、比率及び寸法は、機械の機能特性に基づいて変更することができる。例えば、ドラムの最大回転速度、質量、及び中心回転軸のからの締結具の半径方向距離が決まると、特定のモータ形状から生じる負荷に合わせてフランジの外径、フランジの厚み、シリンダ壁の厚み及びスペーサの高さを適切な安全率で設計することができる。スペーサ２０４は、同様の質量及び強度の金属スペーサの場合よりも接触面積が広くなるので、締結具をステータ１１４及びタブ１０６から隔離し、タブ１０６及びステータ１１４の表面上の応力が最小かつ局所的になるように締結具２００を位置決めすることが好ましい。
【００９０】
再び図６を参照すると、上述したように、強磁性の磁化可能部材１６０は、あらゆる好適な方法で形成することができる。例えば、部材１６０は、各端部に整列及び連結用ノッチを有する連結されたステータプロファイル要素のスタックを接続することにより製造することができる。しかしながら、ステータ部材は、限定ではなく一例として米国特許第５，１５０，５８９号に開示されるような螺旋巻線技術によって製造されることが好ましく、この特許はその全体が引用により本明細書に組み入れられる、
【００９１】
図１３を参照すると、説明を容易にするために複数の寸法属性を特定したコア素材のプロファイルの一部を示している。磁極端１６８は、（１）磁極端幅ＰＴＷ、及び（２）磁極拡張部ＰＥとして示す２つの主要寸法を有する。図示のように、磁極端１６８において終端する磁極ステム１６７は、磁極ステム幅ＰＳＷを有する。一般的に言えば、磁極ステム幅ＰＳＷと２つの磁極拡張部ＰＥの和が磁極端幅ＰＴＷを定める。また、磁極長ＰＬも示している。最後に、１つの磁極から次の磁極までの距離を磁極ピッチＰＰとして定める。
【００９２】
コア素材３０２は、材料のストリップ３００から連続的に形成することができる。図１４に単純化して破線で示すストリップ３００は、電磁鋼板を含むことが好ましい。いくつかの構成では、この電磁鋼板が、軽く絶縁された表面を有することができる。好ましい形態では、ストリップ３００に使用するシート材料の両面を絶縁体でコーティングして、螺旋状に巻いた後に隣接する層間における導電の可能性を低減する。
【００９３】
このストリップ３００からは、両磁極１６２と、これらの磁極１６２間に延びるヨーク１６４とを含む少なくとも１つの、好ましくは１つよりも多くのコア素材３０２を形成することができる。図１４に示すように、２つのコア素材３０２を同時に形成する場合、これらの２つのコア素材３０２は互いに鏡像であることが好ましい。さらに、２つのコア素材３０２を同時に形成する場合、これらの２つのコア素材３０２は、廃棄物を削減するために交互配置される（図示のように）ことが好ましい。このような交互配置処理は、限定ではなく一例として米国特許第４，３６４，１６９号に開示されており、この特許はその全体が引用により本明細書に組み入れられる。
【００９４】
図１４に示すようにコア素材３０２を交互配置する場合、磁極１６２、磁極端１６８及び磁極長ＰＬ（すなわち、磁極１６２の半径方向長さ）の寸法が相互に関連し合う。例えば、磁極端１６８の磁極端幅ＰＴＷが広いと磁極面１７０が広くなり、これによりステータ磁極１６２内に結合される磁界量が増え、従ってモータ１１２の性能が向上する。しかしながら、ローターからの磁界が磁極ステム１６７内の鋼を飽和させる可能性を低減するために、磁極１６２は、最小限の所望の磁極ステム幅ＰＳＷを有することが好ましい。２つのコア素材３０２を交互配置する場合、各コア素材３０２の隣接する磁極ステム１６７間の距離（すなわち、磁極ピッチＰＰ）は、ヨーク１６４の円周方向長さを完成したステータ１１４の磁極１６２の個数で除算したものにほぼ等しい。磁極端の構成をほぼ対称と仮定すれば、シート３００上の各部品の間隔を所与とすると、磁極ステム幅ＰＳＷと磁極端幅ＰＴＷの和は磁極ピッチＰＰ以下でなければならない（すなわち、磁極ステム幅ＰＳＷ＋磁極端幅ＰＴＷ≦磁極ピッチＰＰ）。
【００９５】
交互配置時の別の形状関係は、磁極１６２の磁極長ＰＬに関する。磁極が半径方向外向きに延びるステータ（例えば、米国特許第５，１５０，５８９号の図３）の場合、外径を一定として磁極長ＰＬを長くすると、必然的にヨーク１６４の円周方向長さは短くなる。ヨーク１６４の円周方向長さが短くなるので、磁極ピッチＰＰも短くなり、これにより上述した関係に照らして磁極ステム幅ＰＳＷ及び磁極端幅ＰＴＷの最大寸法が小さくなる。
【００９６】
引用により全体が本明細書に組み入れられる米国特許第６，５５９，５７２号では、ヨークに最も近い磁極の端部における磁極ステム幅を抑え又は狭めることにより、磁極端幅を増やしながら依然として交互配置の形態を維持しようとしている。この方法によって得られる構造は、磁極幅が狭まることによってコアの領域内の磁極の強度も落ちるのであまり望ましくない。このため、狭めることにより、可能な磁極長も短くなる場合がある。
【００９７】
また、センサレスベクトル制御（限定ではなく一例として、引用により全体が本明細書に組み入れられる米国特許第６，５７７，０９６号を参照）を使用できるモータ１１２などのモータでは、磁極を狭めないこと（幅を減らした磁極部分を有さないこと）によりモータ性能が向上すると考えられる。高トルク負荷での動作中には、磁極を狭めると磁気飽和が増すことが分かっている。センサレスベクトル制御は、磁気飽和に非常に弱い。従って、センサレスベクトル制御を使用する時には、狭まった領域を特徴としないステータ磁極プロファイルが望ましいと考えらえる。従って、センサレスベクトル制御を使用する用途では、磁極ステム幅ＰＳＷを大幅に縮小したり、又は狭めたりせずに磁極端幅ＰＴＷを増やすことができる構成が非常に望ましいと考えられる。
【００９８】
図１４を参照すると、図示の磁極端１６８は非対称であり、必ずしも磁極ステム１６７を狭めることなく磁極端幅ＰＴＷを増やす方法を提供する。要するに、素材３０２を非対称とすることにより、上述した幾何学的制約の一部を克服することができる。例えば、非対称な磁極端形状を使用すれば、もはや磁極ステム幅ＰＳＷと磁極端幅ＰＴＷの和が磁極ピッチ以下でなくてもよい。従って、磁極ステム幅ＰＳＷ及び／又は磁極端幅ＰＴＷに、非対称な構成を使用しない場合に考えられるよりも幅広い寸法を使用することができる。例えば、図示の構成では、非対称な構成を使用しない構成に対し、磁極拡張部ＰＥを実質的に２倍とすることができる。いくつかの構成では、組み立て時の磁極端幅が磁極ステム１６７（すなわち、磁極ステム幅ＰＳＷ）より３．５倍も広い。さらに、より長い磁極長ＰＬを使用することもできる。素材３０２の磁極端１６８は非対称なので、コア素材３０２内では、磁極ステム幅ＰＳＷの両側の磁極拡張部ＰＥは同じものではない。磁極の非対称の程度は、磁極ステム１６７及び磁極端１６８の寸法要件に応じて変更することができる。図１４に示す実施形態では、磁極ステム１６７の第１の側において磁極端１６８の全長に空隙が延びているので、磁極端１６８は、素材３０２全体に沿って磁極ステム１６７から一方向のみに外向きに延び、磁極ステム１６７の第２の側には磁極端１６８が存在しなくなっている。
【００９９】
図１７を参照すると、図示の磁極端１６８は、図１４と同様に非対称であり、必ずしも磁極ステム１６７を狭めることなく磁極端幅ＰＴＷを増やす方法を提供している。この構成では、磁極ステム１６７の第１の側において磁極端１６８の全長の一部にのみ空隙が延びているので、磁極端１６８は、磁極ステム１６７の第１の側では全長にわたって外向きに延び、磁極ステム１６７の第２の側からは全長の一部のみにわたって外向きに延びる。いくつかの実施形態では、磁極ステム１６７の第２の側から延びる磁極端１６８の延長部を、磁極ステム１６７の第１の側から延びる磁極端１６８の延長部の約０％〜約１００％とすることができる。他の実施形態では、磁極ステム１６７の第２の側から延びる磁極端１６８の延長部を、磁極ステム１６７の第１の側から延びる磁極端１６８の延長部の約２５％〜約８０％とすることができる。他の実施形態では、磁極ステム１６７の第２の側から延びる磁極端１６８の延長部を、磁極ステム１６７の第１の側から延びる磁極端１６８の延長部よりも約１ｍｍ〜約５ｍｍ短くすることができる。
【０１００】
この非対称性は、コア素材３０２の対における相対するコア素材３０２にも反映されることが好ましい。鏡像関係にあるコア素材３０２では、この鏡像関係のコア素材３０２の一方を反転させて、鏡像関係のコア素材３０２の他方の上に配置することができる。各磁極１６２を位置合せして上方から見ると、完全な磁極端１６８の外観を見ることができる。さらに、素材３０２を積み重ね、曲げて積層スタックを形成した場合、この積層スタックは、上方から見た時にほぼ対称性を示す。しかしながら、磁極面１７０には、磁極ステム１６７の両側に１層おきに間隙が存在するようになる。換言すれば、磁極拡張部ＰＥは、１つおきの磁極１６２の層から形成される。この間隙が存在する結果、磁極拡張部は、このような間隙が存在しない場合よりも容易に磁界によって飽和され得る。
【０１０１】
図１５を参照すると、図１４に示す非対称なコア素材３０２の補助部分３１０を磁極端１６８の少なくとも別の部分の上に折り返し、間隙を補助部分で実質的に埋めることによって容易な飽和を回避しながら非対称な構成部品からほぼ対称的な磁極端を形成することを示している。図１４に示すコア素材３０２は、磁極拡張部の一部をその上に折り返すことにより形成された磁極拡張部ＰＥの少なくとも一部を有することができる。しかしながら、用途によっては、既存の磁極拡張部ＰＥに別個の構成部品を適用して、層間に存在したであろうはずの間隙を適用時にこの別個の構成部品が実質的に埋めるようにすることもできる。
【０１０２】
折り曲げた構成部品であっても、又は別個の構成部品であっても、結果として得られる磁極端面１７０にはほぼ間隙がないことが好ましい。非対称な素材３０２の使用に起因して磁極端面１７０上に存在したであろうはずの間隙は補助部分３１０で埋めることができ、この補助部分３１０は、一体形成することも、別個の構成部品とすることも、又はこれらの混合とすることもできる。用途によっては、１又はそれ以上の間隙が残ってもよいが、磁極端面１７０上には間隙が存在しないことが好ましい。また、補助部分３１０又は別個の構成部品は、形状プロファイル（すなわち、平面図で見た時の磁極端１６８のプロファイル）に完全に適合し、従って間隙を完全に埋めることが望ましいが、少なくとも磁極端面１７０を定める表面には実質的に隙間がないことが好ましい。換言すれば、素材のプロファイル及び別個の構成部品のプロファイルは、少なくとも磁極面に適合することが好ましい。完成した磁化可能部材１６０に間隙が全く又は最小限しか存在しないことにより、完成した磁化可能部材１６０の飽和抵抗が向上する。
【０１０３】
いくつかの構成では、上述した別個の構成部品が、いずれかの好適な材料から形成された小プロファイルの挿入片を含むことができる。構成によっては、この挿入片を軟磁性材料から形成することができる。図１４、図１５及び図１６に示す構成では、一体的な補助部分３１０で間隙が埋められる。いずれにせよ、補助部分３１０を使用して、非対称な磁極拡張部から生じたであろうはずの間隙の少なくとも一部を埋めることができる。従って、磁極拡張部ＰＥの少なくとも一方は、補助部分３１０を含むことが好ましい。
【０１０４】
補助部分３１０は、ステータ１１４のより従来的な積層プロファイルを形成する際に、通常はコア素材３０２を生成する上で使用されないストリップ３００のいずれかの部分とすることができる。換言すれば、補助部分３１０は、ストリップ３００の通常は廃棄される部分で形成できることが好ましい。補助部分３１０は、図１３及び図１５に破線で示す折り曲げ線ｆを中心に磁極端１６８の主要部分３１２を実質的に反映することが好ましい。
【０１０５】
図１５を参照して分かるように、補助部分３１０は、磁極端１６８の主要部分３１２の上に折り返せることが好ましい。図１５に示す構成では、補助部分３１０の全てが主要部分３１２に対して同じ方向に折り返される（上方に折り返される）ように示しているが、１又はそれ以上の補助部分３１０を主要部分３１２の下に折り返すこともできる。さらに、構成によっては、入れ子状にする（すなわち、補助部分３１０と交互に積み重ねる）ために反転させなくて済むように４つのコア素材３０２を準備することができる。このような構成により、組み立て及び製造が改善される。
【０１０６】
再び図１３を参照すると、単一の折り曲げ線に沿って主要部分３１２に接続された１つの補助部分３１０しか示していないが、１つよりも多くの補助部分３１０を用いて、これらの補助部分３１０を対応する折り曲げ線に沿って主要部分３１２に接続することもできる。さらに、補助部分３１０は、主要部分３１２とヨーク１６４のほぼ間に（磁極端１６８の内側に）位置するように示しているが、主要部分３１２のあらゆる部分に接続することができる。例えば、主要部分３１２を他のストリップ３００上の補助部分３１０とヨーク１６４の間に（すなわち、磁極端１６８の外側に）配置した状態で補助部分３１０を配置することもできる。さらに、主要部分３１２を補助部分３１０と磁極ステム１６７の間に（すなわち、磁極端１６８の側部に）配置した状態で補助部分３１０配置することもできる。補助部分３１０を磁極端１６８の内側に配置すると、製造工程で廃棄されたであろうはずの材料を活用することができる。補助部分３１０を磁極端１６８の外側に配置すること、及び補助部分３１０を磁極端１６８の側部に配置することは可能ではあるが、磁極ステム幅ＰＳＷ又は最大磁極端幅ＰＴＷが狭くなるのであまり望ましくない。そうは言うものの、このような配置を使用することもできる。
【０１０７】
再び図１４を参照すると、コア素材３０２は一連の切り取り部分３０４を有することもできる。各切り取り部分３０４は、コア素材３０２の長さに沿ってほぼ均一に離れていることが好ましい。切り取り部分３０４は、図示のコア素材３０２のための整列及び結合ノッチを定める。いくつかの構成では、コア素材が、突起、窪み、又は突起と窪みの組み合わせを含むことができる他の整列及び／又は結合特徴部を有することができる。
【０１０８】
図１３を参照して分かるように、切り取り部分３０４は、切り取り部分３０４の領域におけるコア素材３０２のヨーク１６４の幅ＹＷの２／３程度とすることができる。１つの実施形態では、切り取り部分３０４をヨーク１６４の幅ＹＷの約９０％とすることができる。いくつかの構成では、切り取り部分３０４を省くことができる。図示の構成では、切り取り部分３０４が一般にＣ字形である。切り取り部分３０４は、あらゆる好適なプロファイルを有することができる。限定ではなく一例として、切り取り部分３０４は、Ｖ字形、Ｕ字形、端部を丸めた直線状の切り込み、或いはコア素材３０２の材料を除去して、コア素材３０２が実質的な平面歪みを伴わずに形成具の周囲で又はパターン化形状に合わせて曲がる能力を向上させる別のプロファイル又はプロファイルの組み合わせとすることができる。構成によっては、切り取り部分を使用せずに、背骨に沿って穴を形成することもできる（図１７）。さらに、切り取り部分３０４の深さ及び／又は切り取り部分３０４の形状は、積層部材１６０を通じて磁束を伝達できるものであることが好ましい。
【０１０９】
型打ちしたほぼ平坦なコア素材３０２は、端部を湾曲させることができる。いくつかの構成では、型打ちしたほぼ平坦なコア素材３０２の端部を湾曲させて、隣接する鋼のターンが接触するように構成された連続する螺旋構造にすることができる。コア素材３０２は、磁極１６２がヨーク１６４から外向きに延びるように巻線を巻かれることが好ましい。いくつかの構成では、隣接するターン間に絶縁面が存在することが好ましい。例えば、ストリップ３００が軽く絶縁された表面を含む場合、螺旋構造の隣接するターン間にこの絶縁面が存在するようになる。隣接するターンは、あらゆる好適な方法で互いに固定することができる。限定ではなく一例として、用途によっては、隣接するターンを互いにリベット留めすることができる。積層体の各層は、螺旋スタックのターンによって定められたものであるか、又は各層の個々のプロファイルよって定められたものであるか、又は各層の部分よって定められたものであるかに関わらず、閉じられた経路に続くヨーク及び複数の延びる磁極コアを定める。いくつかの実施形態では、磁極コアが半径方向外向きに延びる。
【０１１０】
いくつかの構成では、この積層体構成により、２つのプロファイルの磁極を素材内で交互に配置することによって原料の積層材料の利用が改善され、これによりこれらのプロファイルの端部を湾曲させて共に組み立てた後に完成した積層スタック内で広い磁極が形成される。この利点は、とりわけ半径方向外向きに延びる磁極を有する機械に当てはまる。これらの機械では、説明した積層体構成を使用すると、たとえコア部材の端部を湾曲させた場合に各磁極端間の間隔が大きくなったとしても、各磁極端間のスロットを狭くすることができる。この利点は、特にヨークの直径に対して磁極長が短い場合に、半径方向内向きに延びる磁極を有する機械にも当てはまる。これらのコアでは、最終的な積層体において狭いスロットを実現することが磁極ステムの幅により制限される。説明した積層体構成では、磁極ステムが広い場合でもスロットを狭くすることができる。これらの利点は、広い環状コアを有する機械において最も明らかである。
【０１１１】
いくつかの構成では、積層されたモータステータスタック（例えば、磁化可能部材１６０）を準備することが、共に螺旋状に巻線が巻かれた少なくとも２つのコア素材３０２を特徴とする。これらの２つのコア素材３０２の各々は、非対称な磁極端プロファイルを有すること（すなわち、磁極端１６８が非対称な磁極拡張部ＰＥを特徴とすること）が好ましい。一般に、非対称な磁極端プロファイルは、少なくとも１つの補助部分３１０、及び少なくとも１つの主要部分３１２を含む。いくつかの構成では、１又は複数の補助部分３１０と主要部分３１２が、実質的に同じ形状（例えば、折り曲げ線ｆにより分離された鏡像）であり、或いは非対称な磁極拡張部ＰＥが巻き付け前に２層になるように構成される。１つの構成では、巻き付け前に補助部分３１０を主要部分３１２上に配置し（例えば、折り返し）、補助部分３１０を主要部分３１２にほぼ適合させる。いくつかの構成では、巻き付け前に補助部分を主要部分３１２上に配置し、一般に補助部分３１０を、磁極端の一方の側と他方の側の形状の違いに適合する（例えば、磁極端の間隙の形状と実質的に噛み合う）ように成形する。従って、磁極端１６８の磁極拡張部ＰＥの少なくとも一部は、磁極１６２の別の部分に比べて２倍の厚みに形成することができる。いくつかの構成では、この部分が、少なくともヨーク１６４に比べて２倍の厚みを有することができる。
【０１１２】
補助部分３１０は、主要部分３１２上に折り返され、２つの鏡像関係のコア素材３０２は、螺旋スタックに巻かれる前に共に積み重ねられることが好ましい。他の方法では、各プロファイルの端部を曲げて隣接する層から分離させた状態のコア素材を螺旋スタックに形成する際に、コア素材を交互配置することができる。１つの構成では、１又は複数の補助部分３１０により、磁極ステム１６７の反対側に磁極端１６８の１つおきの層が形成される。使用する層の数は、使用する磁極数及びモータ設計に望ましい磁束伝達に基づいて決定することができる。従って、全体的な厚みは実質的に変化するが、いくつかの形態では、モータの厚みを、約８ｍｍ〜約８０ｍｍ、約１０ｍｍ〜約６０ｍｍ、又は約１２ｍｍ〜約４０ｍｍとすることができる。コア素材は、積層材料のウェブから型打ちすることにより、或いは限定ではなく一例として、水切断、プラズマ切断又はレーザ切断などの他の切断方法により生産することができる。コア素材を螺旋コア形成作業で使用する場合、これらの素材は、徐々に形成機械内に進入する積層体の連続ウェブから切断することができる。含まれているあらゆる補助部分を曲げる工程は、切断されたストリップが形成機械内を移動している時に行うことができる。
【０１１３】
図１８を参照すると、本発明のいくつかの特徴、態様及び利点により配置され構成された磁極端構造４００を加えたステータ１１４の外端の単純化した軸方向断面を示している。通常、ローター１２０の磁石４０２は、軸方向に延びてステータ積層体の各端部よりもはみ出る。例えば、磁化可能部材１６０の軸方向長さが約２２ｍｍである場合、ローター磁石４０２の軸方向長さは約３６ｍｍである。はみ出る理由は、磁石４０２の端部からの磁界がステータ１１４内に結合し、はみ出ていない磁石に比べてステータ１１４内に結合する磁界を高めるためである。しかしながら、一般にステータ１１４の積層スタックの高さは、ステータ１１４の巻き線４０４を受け取る部分、及びインサイドアウト構成に起因して、ローター１２０がステータ１１４に対して回転するのに十分なクリアランスをもたらす巻かれたステータを有する必要性によって決まる。
【０１１４】
図１８を参照すると、図示の磁極端構造４００は、輪郭形成された磁極面１７０のサイズを増やして、増加した磁石４０２の長さをより良く活用している。磁極端構造４００を使用することにより、磁石４０２の軸方向端部における磁石材料の貢献度が増す。モータ１１２のトルク定数は、コイル４０４と磁石４０２を結合する磁束の大きさに比例するので、この結合が増すとトルク定数も大きくなる。要するに、コイル４０４と磁石４０２を結合する磁束は、コイル４０４内の磁界強度とコイル４０４の断面積の積に等しい。従って、磁極端構造４００を使用することにより、磁極端構造４００を使用しない同じサイズの構造に比べてトルク定数を高めることができ、及び／又は効率を上げることができる。
【０１１５】
モータの全体的な軸方向長さを最小化することが望ましいようないくつかの用途では、磁極端構造４００により、磁石４０２の軸方向長さ及び磁極ステム１６７（すなわち、積層スタック）の軸方向長さを短くすることができる。このような用途では、磁極端構造４００を使用するモータの磁束が磁極端構造を使用しない大型のモータの磁束に相応するまで軸方向長さを短くすることにより、軸方向に薄いモータ及び材料コストの削減の両方を実現することができる。
【０１１６】
引き続き図１８を参照すると、磁極端構造４００は、磁極ステム１６７上に位置する巻線４０４のほぼ外側に存在する磁極端１６８の領域に加えられた１又はそれ以上の追加層４０６を有することができる。換言すれば、磁極端構造４００は、軸方向の磁極ステム長さＡＰＳＬに比べて長いほぼ軸方向の磁極端長さＡＰＴＬを、より好ましくは磁極面１７０において有する積層ステータ構造をもたらす。いくつかの構成では、軸方向の磁極ステム長さＡＰＳＬを約２２ｍｍとすることができ、磁極端構造４００は、磁極端１６８の頂部及び底部の両方において軸方向の磁極端長さＡＰＴＬを約２〜４ｍｍ増やすことができる。
【０１１７】
磁極端構造４００は、あらゆる好適な材料で形成することができる。図１８に示す追加層４０６は、限定ではなく一例として電磁鋼板から形成することができる。いくつかの構成では、この電磁鋼板が、軽く絶縁された表面を有することができる。いくつかの構成では、隣接する層間における導電の可能性を低減するためにシート材料の両面を絶縁体でコーティングする。
【０１１８】
追加層４０６は、あらゆる好適な方法で形成することができる。例えば、追加層４０６は、あらゆる好適な折り畳み法で形成することができる。いくつかの構成では、この追加層を扇型に折ること、ワニ型に折る（ｇａｔｏｒ  ｆｏｌｄｅｄ）こと、又は好ましくは素材３０２を製造した結果生じる廃棄片から保持された短縮片のスタックから形成することができる。追加層４０６は、限定ではなく一例として、スポット溶接、レーザ溶接、接着剤、オーバーモールディング、封入、押圧係止構成（ｐｒｅｓｓ  ｌｏｃｋｉｎｇ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓ）などを含むあらゆる好適な方法で磁極端１６８に取り付けることができる。接着剤は、オーバーモールディング中に追加層４０６を磁極端に保持できるほど十分に強力なものであることが好ましい。接着剤は、オーバーモールディング中に生じる温度に対する耐熱性を有することがより好ましい。
【０１１９】
いくつかの構成では、磁極端構造４００によって磁極端面１７０の少なくとも中央部分の軸方向長さが長くなる（すなわち、磁極端構造４００を有していない構造に比べて磁極端面１７０の中央部分の軸方向長さが長くなる）。磁極端構造４００は、磁極端面１７０のプロファイルにほぼ適合し、磁極端延長部ＰＥに定められる磁極端面１７０の各部分（すなわち、磁極ステム１６７から磁極端端部１７１まで延びる磁極端面１７０の各部分）を含むことができるとさらに好ましい。
【０１２０】
図１８に示すように、磁極端構造４００は、軸方向寸法（例えば、軸方向の磁極端長さＡＰＴＬ）が磁極端面１７０から磁極ステム１６７に向かって半径方向逆向きに短くなるようなテーパ状とすることができる。いくつかの構成では、追加層４０６の１又はそれ以上の層上にコイル４０４を容易に巻き付けられるように、磁極端構造４００を、モータの中心を通って延びる軸から約３０度テーパ状にすることができる。他の構成では、磁極端構造４００を、平面図で見た時に磁極端１６８のプロファイルに実質的に適合する層で形成することができる。しかしながら、このような構成では、図１８に示す構成に対して磁束結合が実質的に高くならない一方で、使用する材料、従って質量が増える。
【０１２１】
図１９及び図２０を参照すると、磁極端構造４００の別の構成をより詳細に示している。図１８に示す構成では軸方向の磁極端長さＡＰＴＬを増やしているが、図１９及び図２０に示す構成では少なくとも軸方向の磁極端長さＡＰＴＬと磁極端幅ＰＴＷを増やしている。
【０１２２】
図１９及び図２０に示すように、磁極端構造４００は、少なくとも１つのフレーム部材４１０を有することができる。図示の実施形態では、２つのフレーム部材４１０が備わる。フレーム部材４１０は、あらゆる好適な構成を有することができる。いくつかの構成では、フレーム部材４１０を２つの同一部材４１０とすることができる。
【０１２３】
フレーム部材４１０は、あらゆる好適な材料から作製することができる。限定ではなく一例として、フレーム部材４１０は、金属から形成することができる。いくつかの構成では、ステータ１１４の使用中に金属材料を流れる渦電流の可能性を低減又は排除するために、金属フレーム部材が、樹脂などの非導電性材料でコーティングされた部分を有することができ、又は酸化などの表面調整を行うことができる。いくつかの構成では、フレーム部材４１０を、金属を多く充填したポリマー材料で形成することができる。ポリマーに対する金属の割合は、磁束及び機械強度に関する特定の構成の設計目標に合うように選択することができる。いくつかの構成では、フレームが、Ｈｏｇａｎａｓ社製などの軟磁性複合材料から作製される。軟磁性複合材料とは、三次元磁気特性を有する圧迫して熱処理した金属粉末成分のことである。この材料は、単一ステップで複雑な形状の均一な等方成分を形成するように圧縮された、表面絶縁された鉄粉末粒子で構成される。フレーム部材４１０を形成するために使用する材料は、有意な熱的及び化学的変形を伴わずにポリマーのオーバーモールドを可能にできることが好ましい。
【０１２４】
図１９を参照して分かるように、図示のフレーム部材４１０は本体４１２を含む。本体４１２は、あらゆる好適な方法で形成することができる。例えば、本体４１２は、単一構造とすることができ、扇型に折ること、ワニ型に折ること、別個の構成部品で構成することなどができる。本体４１２は、外面４１４を有することが好ましい。外面４１４は、磁極端面１７０とほぼ隣接することができる。換言すれば、外面４１４は、部材１６０によって定められる磁極端面１７０の残りの部分とともに実質的に均一な表面を形成することが好ましい。
【０１２５】
本体４１２は、あらゆる好適なプロファイルを有することができる。いくつかの実施形態では、本体４１２を軸方向（すなわち、ステータ１１４の軸方向）に見ると、本体４１２に当接する磁極端１６８の部分を軸方向に見たものと実質的に同じ形状である。他の実施形態では、本体４１２の少なくとも一部が、本体４１２に当接する磁極端１６８の部分と実質的に同じ形状である。
【０１２６】
図示の構成では、フレーム部材４１０が少なくとも１つのポスト４１６も含む。図示の構成では、フレーム部材４１０が２つのポスト４１６を含む。例えば、図示の構成では、２つのフレーム部材４１０が磁極端１６８の対応する表面に当接する各本体の表面で磁極端１６８を挟み込む場合、一方のフレーム部材４１０の２つのポスト４１６が他方のフレーム部材４１０の２つのポスト４１６にほぼ当接するように、２つのポスト４１６は、軸方向の磁極の基線長の約半分だけ延びるようにサイズ決めされる。各ポスト４１６を当接させる必要はないが、ポスト４１６を当接させると、構造内の間隙が減少又は排除されるという利点がある。いくつかの構成では、各フレーム部材４１０が、軸方向の磁極の基線長全体に延びる単一のスロットを含む。他の構成も可能である。
【０１２７】
図１９に示すように、一方又は両方の磁極端端部１７１には、ノッチ又は係合特徴部４２０を形成することができる。係合特徴部４２０は、両方の磁極端端部１７１に形成されることが好ましい。さらに、１つよりも多くの形状の係合特徴部４２０を使用することができ、単一の磁極１６２上で２つの異なる係合特徴部４２０を使用することができるが、単一の係合特徴部４２０を採用することにより製造が単純化される。上記では、非対称な磁極拡張部を使用する構成について説明した。このような構成では、係合特徴部４２０を、反転して入れ子状にした時に磁極端１６８の両端が係合特徴部４２０を含むようにして、延びている磁極拡張部内に配置することができる。
【０１２８】
２つの本体４１２及び対応するポスト４１６は、これらを組み合わせた時に、磁極端端部１７１の少なくとも一部を含めて磁極端１６８をほぼ取り囲む。図示の構成では、磁極端構造４００が磁極端面１７０を覆っていない。しかしながら、磁極端面１７０の少なくとも一部を含めて磁極端１６８にほぼ係合する磁極キャップを定めるように本体４１２を延ばすことも可能である。
【０１２９】
係合特徴部４２０は、図１９ではＶ字形のノッチとして示しているが、あらゆる好適な構成を有することができる。限定ではなく一例として、係合特徴部４２０は、半円形プロファイル、Ｖ字形のノッチ、四角形プロファイル、長方形プロファイル、又は平面以外のいずれかの形状のプロファイルを通過させることにより形成される表面の形状が、材料に沿って通過した距離によってこのプロファイルの角柱を形成するような他のいずれかの二次元プロファイルにより形成された溝を含むことができる。従って、この凹状の係合溝は、あらゆる便利な断面形状のものとすることができる。また、係合特徴部４２０は、窪ませたり、或いは単一の又は一連の凹形状にしたりする必要がない。むしろ、係合特徴部４２０を、いずれかの好適な単一の又は一連の形状を有する隆起部、突起部などとして、フレーム部材４１０が相補的な単一の又は一連の形状を有するようにすることができる。
【０１３０】
フレーム部材４１０及び磁極端１６８は、フレーム部材が磁極端１６８上を摺動して最終的な組み立て位置に至るように構成されることが好ましい。最終的な組み立て位置では、フレーム部材４１０の少なくとも一部が互いに及び磁極端１６８と当接することが好ましい。フレーム部材４１０及び磁極端１６８は、フレーム部材４１０が磁極端１６８に対して半径方向に移動しないように固定されることが好ましい。また、フレーム部材４１０は、上述したオーバーモールディングによってフレーム部材４１０が磁極端１６８に対して適所に固定されるまでフレーム部材４１０が適所に留まるように、磁極端１６８に対する軸方向の移動に対して何らかの抵抗力を有することができる。
【０１３１】
フレーム部材４１２は、図１８を参照しながら上述した追加層４０６に比べ、磁極端１６８の外側寸法を少なくとも一次元で、好ましくは少なくとも二次元で、可能であれば三次元全てで延ばすことが有利であり好ましい。フレーム部材４１０は、磁極端端部１７１と係合することによって磁極端１６８の外側寸法を少なくとも二次元で延ばす。
【０１３２】
組み立て中、磁化可能部材１６０のオーバーモーディング前には、フレーム部材４１０は磁極端１６８上に位置することができる。オーバーモールディング中には、あらゆる好適な技術を使用してフレーム部材４１０を適所に保持することができ、オーバーモールディング後には、オーバーモールドされた構造が、フレーム部材を適所に保持する助けとなる。
【０１３３】
本明細書で使用する「交互配置された複数の型打ちされたシート金属プロファイルから構築された電気機械のためのほぼ対称的な積層スタック」は、明示的に反対の意味で記述していない限り、スタックを軸方向に見た時に全体として対称性を有することを意味すると解釈すべきである。換言すれば、この積層スタックは、単独で見た時にはほぼ非対称な場合もある構成部品を含むが、全体として見た時にはほぼ対称である。
【０１３４】
好ましい特徴
上記では、いくつかの実施形態を提示して提案した。これの実施形態は、潜在的な発明及び好適な態様の範囲を具体化するものであり、以下の段落ではこれらの少なくともいくつかを特定する。
【０１３５】
１．交互配置された複数の型打ちされたシート金属プロファイルから構築される電気機械用積層スタックであって、この金属プロファイルは、非対称な磁極端プロファイルを含み、この非対称な磁極端プロファイルは、磁極体の第１の側の磁極拡張部と、磁極体の第２の側の空隙とを含む。
【０１３６】
２．複数の型打ちされたシート金属プロファイルは、螺旋状に巻かれた螺旋スタックの形で交互配置される、第１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１３７】
３．磁極体の第２の側の空隙は、磁極体の第２の側から磁極拡張部全体が省かれるように磁極体の第１の側の磁極拡張部の全長に延びる、第１項又は第２項に記載のほぼ対称的な電気機械用積層スタック。
【０１３８】
４．非対称な磁極端は、主磁極拡張部及び補助部分を含む、第１項から第３項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１３９】
５．巻線を巻く前に、２つの型打ちしたプロファイルのうちの第１のプロファイルが、２つの型打ちしたプロファイルのうちの第２のプロファイルと入れ子になってほぼ対称的なプロファイルをもたらす、第１項から第４項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１４０】
６．組み立て時に、磁極端幅が、交互配置処理によって可能になるだけ、又は設計によって必要とされるだけわずかに磁極ステムよりも広い、第１項から第５項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１４１】
７．組み立てた積層スタックにおいて、磁極体の長さは磁極端幅の最大１０倍である、第１項から第６項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１４２】
８．磁極拡張部は、螺旋巻きの前に２倍の厚みを有する、第１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１４３】
９．複数の型打ちされたシート金属プロファイルは、螺旋状に巻かれた螺旋スタックの形で交互配置される、第８項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１４４】
１０．磁極体の第２の側の空隙は、磁極体の第２の側から磁極拡張部全体が省かれるように磁極体の第１の側の磁極拡張部の全長に延びる、第８項又は第９項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１４５】
１１．非対称な磁極端は、主磁極拡張部及び補助部分を含む、第８項から第１０項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１４６】
１２．主磁極拡張部及び補助磁極部分は、折り曲げ前に折り曲げ線で接続され、折り曲げ後に組み合わさって２倍の厚みを形成する、第１１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１４７】
１３．主磁極拡張部、補助磁極拡張部及び折り曲げ線は、折り曲げ後に、補助磁極拡張部の端面が主磁極拡張部と実質的に位置合わせされた状態で、折り曲げた先端特徴部が適所に位置するようにサイズ決めされ構成される、第１２項の電気機械用積層スタック。
【０１４８】
１４．第１の磁極の２倍の厚みの磁極拡張部は、第３の磁極の２倍の厚みの磁極拡張部を支持し、第１の磁極の磁極体と第３の磁極の磁極体の間に第２の磁極体が位置する、第８項から第１３項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１４９】
１５．巻線を巻く前に、２つの型打ちしたプロファイルのうちの第１のプロファイルが、２つの型打ちしたプロファイルのうちの第２のプロファイルと入れ子になってほぼ対称的なプロファイルをもたらす、第８項から第１４項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１５０】
１６．組み立て時に、磁極端幅が交互配置処理によって可能になるだけ、又は設計によって必要とされるだけわずかに磁極ステムよりも広い、第８項から第１５項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１５１】
１７．組み立てた積層スタックにおいて、磁極体の長さが磁極端幅の最大１０倍である、第８項から第１６項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１５２】
１８．金属スタンピングは、ヨーク幅の９０％程度の背骨切り取り部分を含む、第１項から第１７項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１５３】
１９．切り取り部分は、形成具の周囲における又はパターン形状に合わせたほぼ対称的な積層スタックの曲げの形成を容易にするための開口部を形成する、第１８項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１５４】
２０．切り取り部分は、ほぼ対称的な積層スタックを通じた磁束の伝達を可能にする深さを有する、第１８項又は第１９項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１５５】
２１．各々が複数のシート金属層を含む複数の延長磁極コアを含む電気機械用積層スタックであって、このスタックは、複数のシート金属プロファイルから構築され、金属プロファイルは非対称な磁極端プロファイルを含み、非対称な磁極端プロファイルは、磁極体の第１の側に磁極拡張部を含む、磁極拡張部は２倍の厚み部分を含み、延長磁極コアでは、シート材料の各層が、磁極体と、各シート金属プロファイルのうちの第１のプロファイルの磁極拡張部と、隣接するプロファイルの磁極拡張部の２倍の厚み部分の少なくとも一部とを含む。
【０１５６】
２２．複数のシート金属プロファイルは、螺旋状に巻かれた螺旋スタックの形で交互配置される、第２１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１５７】
２３．非対称な磁極端は、主磁極拡張部及び補助部分を含む、第２１項又は第２２項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１５８】
２４．主磁極拡張部及び補助磁極部分は、折り曲げ前に折り曲げ線で接続され、折り曲げ後に組み合わさって２倍の厚みを形成する、第２３項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１５９】
２５．主磁極拡張部、補助磁極拡張部及び折り曲げ線は、折り曲げ後に、補助磁極拡張部の端面が主磁極拡張部と実質的に位置合わせされた状態で、折り曲げた先端特徴部が所に位置するようにサイズ決めされ構成される、第２４項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１６０】
２６．第１の磁極の２倍の厚みの磁極拡張部は、第３の磁極の２倍の厚みの磁極拡張部を支持し、第１の磁極の磁極体と第３の磁極の磁極体の間に第２の磁極体が位置する、第２１項から第２５項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１６１】
２７．巻線を巻く前に、２つのプロファイルのうちの第１のプロファイルが、２つのプロファイルの第２のプロファイルと入れ子状になってほぼ対称的なプロファイルをもたらす、第２１項から第２６項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１６２】
２８．組み立て時に、磁極端幅が、交互配置処理によって可能になるだけ、又は設計によって必要とされるだけわずかに磁極ステムよりも広い、第２１項から第２７項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１６３】
２９．組み立てたほぼ対称的な積層スタックにおいて、磁極体の長さが磁極端幅の最大１０倍である、第２１項から第２８項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１６４】
３０．金属プロファイルは、ヨーク幅の９０％程度の背骨切り取り部分を含む、第２１項から第２９項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１６５】
３１．切り取り部分は、形成具の周囲における又はパターン形状に合わせたほぼ対称的な積層スタックの曲げの形成を容易にするための開口部を形成する、第３０項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１６６】
３２．切り取り部分は、ほぼ対称的な積層スタックを通じた磁束の伝達を可能にする深さを有する、第３０項又は第３１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１６７】
３３．各々が複数のシート金属層を含む複数の延長磁極を含む電気機械用積層スタックであって、このスタックは、螺旋状に巻かれた螺旋スタックの形で交互配置された複数のシート金属のプロファイルから構築される。
【０１６８】
３４．複数のシート金属プロファイルは同じものでなく、各延長磁極内では、隣接するシート金属プロファイルの形状が実質的に異なるが、組み合わせた場合には、磁極体と、磁極体の両側の磁極拡張部とを有する、第３３項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１６９】
３５．各プロファイルは、磁極体の先端領域の第１の側における第１の横方向プロファイルと、磁極体の先端領域の第２の側における第２の横方向プロファイルとを含む非対称な磁極端プロファイルを有し、第１の横方向プロファイルと第２の横方向プロファイルは類似しておらず、これらの横方向プロファイルは、磁極体の中心線に対して対称でない、第３４項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１７０】
３６．非対称な磁極端は厚みが２倍の領域を含む、第３５項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１７１】
３７．非対称な磁極端の第１の横方向プロファイルは、主磁極拡張部及び補助部分を有する、第３６項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１７２】
３８．主磁極拡張部及び補助磁極部分は、折り曲げ前に折り曲げ線で接続され、折り曲げ後に組み合わさって２倍の厚みを形成する、第３７項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１７３】
３９．主磁極拡張部、補助磁極拡張部及び折り曲げ線は、折り曲げ後に、補助磁極拡張部の端面が主磁極拡張部と実質的に位置合わせされた状態で、折り曲げた先端特徴部が適所に位置するようにサイズ決めされ構成される、第３８項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１７４】
４０．プロファイルの第１の磁極の２倍の厚みの磁極拡張部は、プロファイルの第３の磁極の２倍の厚みの磁極拡張部を支持し、プロファイルの第１の磁極の磁極体とプロファイルの第３の磁極の磁極体の間にプロファイルの第２の磁極体が位置する、第３３項から第３９項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１７５】
４１．巻線を巻く前に、２つのプロファイルのうちの第１のプロファイルが、２つのプロファイルの第２のプロファイルと入れ子状になってほぼ対称的なプロファイルをもたらす、第３３項から第４０項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１７６】
４２．組み立て時に、磁極端幅が、交互配置処理によって可能になるだけ、又は設計によって必要とされるだけわずかに磁極ステムよりも広い、第３３項から第４１項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１７７】
４３．組み立てたほぼ対称的な積層スタックにおいて、磁極体の長さが磁極端幅の最大１０倍である、第３３項から第４２項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１７８】
４４．金属プロファイルは、ヨーク幅の９０％程度の背骨切り取り部分を含む、第３３項から第４３項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１７９】
４５．切り取り部分は、形成具の周囲における又はパターン形状に合わせたほぼ対称的な積層スタックの曲げの形成を容易にするための開口部を形成する、第４４項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１８０】
４６．切り取り部分は、ほぼ対称的な積層スタックを通じた磁束の伝達を可能にする深さを有する、第４４項又は第４５項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１８１】
４７．閉じた経路を形成するヨークと、このヨークから放射状に広がる複数の磁極コアとを含む、第１項から第４６項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１８２】
４８．磁極コアは、ヨークから半径方向外向きに延びる、第４７項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１８３】
４９．ヨークから延びる２０個〜５０個の磁極コアを含む、第４８項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１８４】
５０．スタックは、プロファイルの平面配向に垂直な方向に８ｍｍ〜８０ｍｍの厚みを有する、第１項から第４９項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１８５】
５１．プロファイルのスタックは、プロファイルの平面配向に平行な１５０ｍｍよりも大きな最大寸法を有する、第１項から第５０項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１８６】
５２．プロファイルのスタックは、プロファイルの平面配向に平行な１８０ｍｍよりも大きく４００ｍｍ未満の最大寸法を有する、第１項から第５１項のいずれか１項に記載の電気機械用積層スタック。
【０１８７】
５３．第１項から第５２項のいずれか１項に記載のスタックを含む電気機械のステータであって、積層スタックは、閉じた経路に続くヨークと、複数の半径方向外向きに延びる磁極コアとを定め、磁極コアの少なくとも一部を電気絶縁部が覆い、複数の絶縁された磁極コアの周囲に少なくとも１つの導電体がコイル状に配置される。
【０１８８】
５４．第１項から第５２項のいずれか１項に記載の積層スタックを含むステータと、ローターとを備える電気機械。
【０１８９】
５５．ほぼ固定されたタブ内で回転するように取り付けられた洗濯ドラムと、このドラムを直接回転させるように接続されたモータとを備えた洗濯機であって、モータは、駆動シャフトに固定されたローターと、タブの第２の表面に固定された第５３項に記載のステータとを有する。
【０１９０】
５６．ステータ−ドラム間スペーサであって、フランジ状端部及び非フランジ状端部と、フランジ状端部から非フランジ状端部に延びる開口部とを含み、この開口部は、スペーサを貫いて完全に延びる締結具を受け入れるように適合され、フランジ状端部はフランジを有し、このフランジは、厚みを有するとともに第１の外面と第２の外面の間に段面を含み、フランジ状端部は非フランジ状端部から離間され、スペーサの１又はそれ以上の表面は、表面に対するスペーサの接続性を高めるように設計された表面特徴部を有するステータ−ドラム間スペーサ。
【０１９１】
５７．段面と第２の外径の交点に形成された第１の面取り表面と、非フランジ状端部と第１の外径の交点に形成された第２の面取り表面とをさらに有する、第５６項に記載のステータ−ドラム間スペーサ。
【０１９２】
５８．フランジ状端部は、フランジの厚みよりも大きな距離だけ非フランジ状端部から離間される、第５６項に記載のステータ−ドラム間スペーサ。
【０１９３】
５９．穴は内面を有し、この内面は、少なくとも約０．５度の抜き勾配を有する、第５６項に記載のステータ−ドラム間スペーサ。
【０１９４】
６０．第１及び第２の外径は、約１度の抜き勾配を有する、第５６項に記載のステータ−ドラム間スペーサ。
【０１９５】
６１．開口部の少なくとも一部は、丸い断面形状、長円形又は正方形である、第５６項に記載のステータ−ドラム間スペーサ。
【０１９６】
６２．ヨーク及び複数の磁極を含む強磁性の磁化可能部材を有するモータステータであって、磁極は、軸方向の磁極体長を有し、軸方向のヨーク長は、下にある少なくとも１つの巻線の軸方向の磁極体長と同じであり、複数の磁極は少なくとも１つの磁極端を有し、少なくとも１つの磁極端延長構造は、軸方向の磁極端長が軸方向の磁極体長を越えるように磁極端に固定されるモータステータ。
【０１９７】
６３．磁極は、磁極端で終端する少なくとも１つの磁極を含み、磁極端は係合特徴部を有し、少なくとも１つの磁極端延長構造は、係合特徴部と組み合うフレーム部材を含む、第６２項に記載のモータステータ。
【０１９８】
６４．係合特徴部は磁極端部に位置する、第６３項に記載のモータステータ。
【０１９９】
６５．フレーム部材は、磁極端の少なくとも２つの面を少なくとも部分的に取り囲む、第６３項に記載のモータステータ。
【０２００】
６６．少なくとも１つの磁極端延長構造は、フレーム部材に当接する第２のフレーム部材を含み、これらのフレーム部材及び第２のフレーム部材は、磁極端の少なくとも一部をほぼ取り囲む、第６３項に記載のモータステータ。
【０２０１】
６７．フレーム部材及び第２のフレーム部材は、フレーム部材が第２のフレーム部材に接触する場所にフレーム部材と第２のフレーム部材が電導性の接続部を形成しないように非導電性の表面を有する金属で形成される、第６６項に記載のモータステータ。
【０２０２】
７２．少なくとも１つの磁極端延長構造は、有意な熱的及び化学的変形を伴わずにポリマーのオーバーモールドを生じさせることができる材料を含む、第６２項に記載のモータステータ。
【０２０３】
特定の実施形態に関連して本発明を説明したが、当業者に明らかな他の実施形態も本発明の範囲に含まれる。従って、本発明の思想及び範囲から逸脱することなく様々な変更及び修正を行うことができる。例えば、必要に応じて様々な構成部品を再配置することができる。さらに、本発明を実施するために全ての特徴、態様及び利点が必ずしも必要なわけではない。従って、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲のみによって定められることが意図される。
【符号の説明】
【０２０４】
３０２  コア素材
３１０  補助部分
３１２  主要部分
【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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【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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