(57)【要約】【課題】ブラシレスＤＣモータを含むシステムを提示する。【解決手段】システムは、ロータアセンブリとステータアセンブリとを含み得る。ロータアセンブリは、第１のリング形状、若しくは第１のリング形状の一部を有し、第１の磁場を生成する第１の永久磁石と、第１の永久磁石と結合するロータシャフトと、第１の永久磁石と結合する第１の磁気リングとを含み得る。ステータアセンブリは、ロータアセンブリと回転自在に結合するものであり、磁性のある、リング形状若しくは部分的にリング形状の巻きベースと、巻きベースに巻かれるコイルと、第１の磁気リングに向かって巻きベースから延在する複数の磁気突出部とを含み得る。特に、個々の磁気突出部は、他の磁気突出部から離隔しており、第１の永久磁石の区画、巻きベースの区画、磁気突出部の一つ、及び第１の磁気リングの区画が、磁力線のための擬似的経路を設け得る。【選択図】図１
2007244190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスＤＣモータを含むシステムであって、
ブラシレスＤＣモータは、ロータアセンブリと、ロータアセンブリと共軸であり回転自在に結合するステータアセンブリとを含み、
ロータアセンブリは、
第１のリング形状、若しくは第１のリング形状の一部を有し、第１の磁場を生成する第１の永久磁石と、
第１の永久磁石と共軸であり結合するロータシャフトと、
第１の永久磁石と共軸であり結合する第１の磁気リングと
を含み、
ステータアセンブリは、
磁性のある、リング形状若しくは部分的にリング形状の巻きベースと、
巻きベースに巻かれるコイルと、
第１の磁気リングに向かって巻きベースから延在する複数の磁気突出部と
を含み、
個々の磁気突出部は他の磁気突出部から離隔しており、
第１の永久磁石の区画、巻きベースの区画、磁気突出部の一つ、及び第１の磁気リングの区画が、磁力線のための擬似的経路を設けることを特徴とするシステム。
【請求項２】
磁力線のための擬似的経路がループ状疑似経路であり、コイルからの電流と第１の磁場との相互作用が、ロータアセンブリを駆動するトルクを生成することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
コイルが直列に接続され巻きベースに沿って螺旋状に巻かれ、コイルが、円周方向に離隔される複数のグループを有し、個々のコイルグループは複数の磁気突出部の２つの磁気突出部の間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
第１の磁気リング、複数の磁気突出部、及び巻きベースの各々が、フェライト、強磁性体、若しくは軟磁性部材のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
ステータアセンブリが、第１の永久磁石と巻きベースとの間に第１のギャップを、磁気突出部と第１の磁気リングとの間に第２のギャップを伴って、ロータセンブリに回転自在に連結することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
システムが、更にステータアセンブリに連結する電源モジュールを含み、ＤＣ電圧をモータに供給するように適合されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
第１の永久磁石により生成される第１の磁場の極性が第１のリング形状の放射方向若しくは軸方向のうちの一つに延在することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
第１の永久磁石が、第１の磁気リングの内側リムに結合し、
巻きベースの外側リムが、間に第１のギャップを挟んで第１の永久磁石の内側リムに対向し、
複数の磁気突出部が巻きベースから放射方向に延在し、複数の磁気突出部が円周方向に離隔し、
複数の磁気突出部の一つの少なくとも一部が、間に第２のギャップを挟んで第１の磁気リングの平側面に対向することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
ロータアセンブリが更に、
ロータシャフトに連結し、第１の磁気リングより小さく第１の磁気リングと共軸である、第２の磁気リングと、
第２の磁気リングに連結し、第２のリング形状若しくは第２のリング形状の一部を有し第２の磁場を生成し、第２の磁気リングの外側リムに連結する、第２の永久磁石と
を含み、
巻きベースが、第１の永久磁石と第２の永久磁石との間に配置され、
巻きベースの内側リムが、間に第３のギャップを挟んで第２の永久磁石の外側リムに対向し、
複数の磁気突出部が巻きベースから放射方向及び逆放射方向に延在し、
複数の磁気突出部の一つの少なくとも一部が、間に第４のギャップを挟んで第２の磁気リングの平側面に対向することを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
第１の永久磁石が、第１の磁気リングの平側面に連結し、
巻きベースの平側面が、間に第１のギャップを挟んで第１の永久磁石の平側面に対向し、
複数の磁気突出部が、巻きベースからロータシャフトの軸方向に平行な方向に延在し、複数の磁気突出部が円周方向に離隔し、
複数の磁気突出部の一つの少なくとも一部が、間に第２のギャップを挟んで第１の磁気リングの平側面に対向することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
第１の永久磁石が、第１の磁気リングの平側面に連結し、
巻きベースの第１の平側面が、間に第１のギャップを挟んで、第１の永久磁石の平側面に対向し、
複数の磁気突出部が、巻きベースからロータシャフトの軸方向に平行な方向に延在し、複数の磁気突出部が円周方向に離隔し、
巻きベースの第１の平側面から外側に延在する複数の磁気突出部の一つの少なくとも一部が、間に第２のギャップを挟んで、第１の磁気リングの外側リムに対向することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
ロータアセンブリが更に、
ロータシャフトに連結し、第２のリング形状若しくは第２のリング形状の一部を有し第２の磁場を生成し、第１の永久磁石と共軸である、第２の永久磁石と、
第２の永久磁石に連結し、第２の永久磁石の平側面に連結する第２の磁気リングと
を含み、
巻きベースが、第１の永久磁石と第２の永久磁石との間に配置され、
巻きベースの第２の平側面が、間に第３のギャップを挟んで、第２の永久磁石の平側面と対向し、
複数の磁気突出部が、巻きベースからロータシャフトの軸方向と並行に二方向に延在し、
巻きベースの第２の平側面から外側に延在する複数の磁気突出部の一つの少なくとも一部が、間に第４のギャップを挟んで、第２の磁気リングの外側リムに対向することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
電気エネルギを力学エネルギに変換し若しくは力学エネルギを電気エネルギに変換する電磁気デバイスであって、
ロータアセンブリと、ロータアセンブリと回転自在に結合するステータアセンブリとを含み、
ロータアセンブリは、
第１のリング形状、若しくは第１のリング形状の一部を有し、第１の磁場を生成する第１の永久磁石と、
第１の永久磁石と結合するロータシャフトと、
第１の永久磁石と結合する第１の磁気リングと
を含み、
ステータアセンブリは、
磁性のある、リング形状若しくは部分的にリング形状の巻きベースと、
巻きベースに巻かれるコイルと、
第１の磁気リングに向かって巻きベースから延在する複数の磁気突出部と
を含み、
第１の永久磁石の区画、巻きベースの区画、磁気突出部の一つ、及び第１の磁気リングの区画が、磁力線のための擬似的経路を設けることを特徴とする電磁気デバイス。
【請求項１４】
コイルが直列に接続され巻きベースに沿って螺旋状に巻かれ、コイルが、円周方向に離隔される複数のグループを有し、個々のコイルグループは複数の磁気突出部の２つの磁気突出部の間に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の電磁気デバイス。
【請求項１５】
第１の永久磁石により生成される第１の磁場の極性が第１のリング形状の放射方向若しくは軸方向のうちの一つに延在することを特徴とする請求項１３に記載の電磁気デバイス。
【請求項１６】
第１の永久磁石が、第１の磁気リングの内側リムに結合し、
巻きベースの外側リムが、間に第１のギャップを挟んで第１の永久磁石の内側リムに対向し、
複数の磁気突出部が巻きベースから放射方向に延在し、複数の磁気突出部が円周方向に離隔し、
複数の磁気突出部の一つの少なくとも一部が、間に第２のギャップを挟んで第１の磁気リングの平側面に対向することを特徴とする請求項１３に記載の電磁気デバイス。
【請求項１７】
ロータアセンブリが更に、
ロータシャフトに連結し、第１の磁気リングより小さく第１の磁気リングと共軸である、第２の磁気リングと、
第２の磁気リングに連結し、第２のリング形状若しくは第２のリング形状の一部を有し第２の磁場を生成し、第２の磁気リングの外側リムに連結する、第２の永久磁石と
を含み、
巻きベースが、第１の永久磁石と第２の永久磁石との間に配置され、
巻きベースの内側リムが、間に第３のギャップを挟んで第２の永久磁石の外側リムに対向し、
複数の磁気突出部が巻きベースから放射方向及び逆放射方向に延在し、
複数の磁気突出部の一つの少なくとも一部が、間に第４のギャップを挟んで第２の磁気リングの平側面に対向することを特徴とする請求項１６に記載の電磁気デバイス。
【請求項１８】
第１の永久磁石が、第１の磁気リングの平側面に連結し、
巻きベースの平側面が、間に第１のギャップを挟んで第１の永久磁石の平側面に対向し、
複数の磁気突出部が、巻きベースからロータシャフトの軸方向に平行な方向に延在し、複数の磁気突出部が円周方向に離隔し、
複数の磁気突出部の一つの少なくとも一部が、間に第２のギャップを挟んで第１の磁気リングの平側面に対向することを特徴とする請求項１３に記載の電磁気デバイス。
【請求項１９】
第１の永久磁石が、第１の磁気リングの平側面に連結し、
巻きベースの第１の平側面が、間に第１のギャップを挟んで、第１の永久磁石の平側面に対向し、
複数の磁気突出部が、巻きベースからロータシャフトの軸方向に平行な方向に延在し、複数の磁気突出部が円周方向に離隔し、
巻きベースの第１の平側面から外側に延在する複数の磁気突出部の一つの少なくとも一部が、間に第２のギャップを挟んで、第１の磁気リングの外側リムに対向することを特徴とする請求項１３に記載の電磁気デバイス。
【請求項２０】
ロータアセンブリが更に、
ロータシャフトに連結し、第２のリング形状若しくは第２のリング形状の一部を有し第２の磁場を生成し、第１の永久磁石と共軸である、第２の永久磁石と、
第２の永久磁石に連結し、第２の永久磁石の平側面に連結する第２の磁気リングと
を含み、
巻きベースが、第１の永久磁石と第２の永久磁石との間に配置され、
巻きベースの第２の平側面が、間に第３のギャップを挟んで、第２の永久磁石の平側面と対向し、
複数の磁気突出部が、巻きベースからロータシャフトの軸方向と並行に二方向に延在し、
巻きベースの第２の平側面から外側に延在する複数の磁気突出部の一つの少なくとも一部が、間に第４のギャップを挟んで、第２の磁気リングの外側リムに対向することを特徴とする請求項１９に記載の電磁気デバイス。
【請求項２１】
ブラシレスＤＣモータを有するコンピュータ周辺デバイスであって、
モータは、ロータアセンブリと、ロータアセンブリと回転自在に結合するステータアセンブリとを含み、
ロータアセンブリは、
第１のリング形状、若しくは第１のリング形状の一部を有し、第１の磁場を生成する第１の永久磁石と、
第１の永久磁石と結合するロータシャフトと、
第１の永久磁石と結合する第１の磁気リングと
を含み、
ステータアセンブリは、
磁性のある、リング形状若しくは部分的にリング形状の巻きベースと、
巻きベースに巻かれるコイルと、
第１の磁気リングに向かって巻きベースから延在する複数の磁気突出部と
を含み、
第１の永久磁石の区画、巻きベースの区画、磁気突出部の一つ、及び第１の磁気リングの区画が、磁力線のための擬似的経路を設けることを特徴とするコンピュータ周辺デバイス。
【請求項２２】
コイルが直列に接続され巻きベースに沿って螺旋状に巻かれ、コイルが、円周方向に離隔される複数のグループを有し、個々のコイルグループは複数の磁気突出部の２つの隣接の磁気突出部の間に配置されることを特徴とする請求項２１に記載のコンピュータ周辺デバイス。
【請求項２３】
第１の永久磁石により生成される第１の磁場の極性が第１のリング形状の放射方向若しくは軸方向のうちの一つに延在することを特徴とする請求項２１に記載のコンピュータ周辺デバイス。
【請求項２４】
第１の永久磁石が、第１の磁気リングの内側リムに結合し、
巻きベースの外側リムが、間に第１のギャップを挟んで第１の永久磁石の内側リムに対向し、
複数の磁気突出部が巻きベースから放射方向に延在し、複数の磁気突出部が円周方向に離隔し、
複数の磁気突出部の一つの少なくとも一部が、間に第２のギャップを挟んで第１の磁気リングの平側面に対向することを特徴とする請求項２１に記載のコンピュータ周辺デバイス。
【請求項２５】
ロータアセンブリが更に、
ロータシャフトに連結し、第１の磁気リングより小さく第１の磁気リングと共軸である、第２の磁気リングと、
第２の磁気リングに連結し、第２のリング形状若しくは第２のリング形状の一部を有し第２の磁場を生成し、第２の磁気リングの外側リムに連結する、第２の永久磁石と
を含み、
巻きベースが、第１の永久磁石と第２の永久磁石との間に配置され、
巻きベースの内側リムが、間に第３のギャップを挟んで第２の永久磁石の外側リムに対向し、
複数の磁気突出部が巻きベースから放射方向及び逆放射方向に延在し、
複数の磁気突出部の一つの少なくとも一部が、間に第４のギャップを挟んで第２の磁気リングの平側面に対向することを特徴とする請求項２４に記載のコンピュータ周辺デバイス。
【請求項２６】
第１の永久磁石が、第１の磁気リングの平側面に連結し、
巻きベースの平側面が、間に第１のギャップを挟んで第１の永久磁石の平側面に対向し、
複数の磁気突出部が、巻きベースからロータシャフトの軸方向に平行な方向に延在し、複数の磁気突出部が円周方向に離隔し、
複数の磁気突出部の一つの少なくとも一部が、間に第２のギャップを挟んで第１の磁気リングの平側面に対向することを特徴とする請求項２１に記載のコンピュータ周辺デバイス。
【請求項２７】
第１の永久磁石が、第１の磁気リングの平側面に連結し、
巻きベースの第１の平側面が、間に第１のギャップを挟んで、第１の永久磁石の平側面に対向し、
複数の磁気突出部が、巻きベースからロータシャフトの軸方向に平行な方向に延在し、複数の磁気突出部が円周方向に離隔し、
巻きベースの第１の平側面から外側に延在する複数の磁気突出部の一つの少なくとも一部が、間に第２のギャップを挟んで、第１の磁気リングの外側リムに対向することを特徴とする請求項２１に記載のコンピュータ周辺デバイス。
【請求項２８】
ロータアセンブリが更に、
ロータシャフトに連結し、第２のリング形状若しくは第２のリング形状の一部を有し第２の磁場を生成し、第１の永久磁石と共軸である、第２の永久磁石と、
第２の永久磁石に連結し、第２の永久磁石の平側面に連結する第２の磁気リングと
を含み、
巻きベースが、第１の永久磁石と第２の永久磁石との間に配置され、
巻きベースの第２の平側面が、間に第３のギャップを挟んで、第２の永久磁石の平側面と対向し、
複数の磁気突出部が、巻きベースからロータシャフトの軸方向と並行に二方向に延在し、
巻きベースの第２の平側面から外側に延在する複数の磁気突出部の一つの少なくとも一部が、間に第４のギャップを挟んで、第２の磁気リングの外側リムに対向することを特徴とする請求項２７に記載のコンピュータ周辺デバイス。
【請求項２９】
ハードドライブ、光ドライブ、磁気ドライブ、テープドライブ、プリンタ、スキャナ、コピー機、カメラ、及びビデオカメラのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２１に記載のコンピュータ周辺デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略、ＤＣモータを含むＤＣモータ及びシステムに関する。特に、本発明は、ブラシレスＤＣモータを含むＤＣモータ及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気モータが登場して、数十年、ものによっては１世紀以上経っている。電気モータは、モータ作動の際に通常回転素子であるロータと通常非回転素子であるステータとの間の相互作用を駆動する、電流の結果として生成される磁力を、利用するものである。言い換えれば、モータはステータに供給される電気エネルギを、モータに連結する素子若しくはデバイスを駆動する機械力に変換できる。同一の若しくは類似の構成及び機構を利用すれば、機械力を電気エネルギに戻し変換するジェネレータが構成され得る。
【０００３】
電気モータは、２つの主要なカテゴリ、ＤＣ（直流）モータとＡＣ（交流）モータとに分類され得る。ローテータが動作する際に、電流を通すワイヤをもつれさせることを回避するために、ＤＣモータは、ステータからの一対のブラシと、回転ロータに電流を与えるためのロータからのレセプタを、利用してもよい。しかしながら、伝導性ブラシが要求されるために、そのデザインによってＤＣモータは、空電、ノイズ、振動、ブラシや他の伝導素子の装着、望ましくない熱やスパークの生成、電気的若しくは機械的効率の欠如、スピードの限界、モータ動作における死角、ヒステリシス損失、トルクリプル、及びコギングなどの不都合を被ることがある。
【０００４】
ＤＣモータと対照して、ＡＣモータにはブラシもレセプタも必要ではない。しかしながら、ＡＣモータには、トルク、スピード、若しくはその両方を制御するための位相変更回路や他の関連回路が必要となる。場合によっては、それら回路が必要であるためにＡＣモータシステムのコスト及びサイズが増大してしまい、不人気の実現不能な選択となってしまう。そのデザインによってＡＣモータは、関連のモータ駆動若しくはモータ制御回路の必要性、ノイズ、振動、望ましくない熱の生成、電気的若しくは機械的効率の欠如、スピードの限界、モータ動作における死角、ヒステリシス損失、トルクリプル、及びコギングなどの不都合を被ることがある。
【０００５】
なお、特許文献１は、磁気ディスクや磁気光ディスクなどの、コンピュータシステムの外部メモリとして利用されるディスクドライブに適合的なスピンドルモータを開示する。特許文献２は、電動機や発電機等の回転電力機に関する発明を開示する。特許文献３は、ディスクファイル装置用スピンドルモータを開示する。特許文献４は、超薄型磁気ディスク装置に組込まれてディスクを回転させるモータを開示する。特許文献５は、配線基板が内蔵されている扁平形ブラシレス直流モータを開示する。特許文献６は、ロータの回転角にかかわらず全回転域にわたって高い効率を得るブラシレスモータを開示する。特許文献７は、放射状ギャップタイプ電気ロータリモータのアーマチャ構造を開示する。そして、特許文献８は、ブラシレス電気モータを開示する。
【特許文献１】米国特許第５５１９２７０号
【特許文献２】特開平０２−１９７２３６号公報
【特許文献３】特開平０７−２３０６６３号公報
【特許文献４】特開平０８−０３３２９９号公報
【特許文献５】特開平１１−２０６０７７号公報
【特許文献６】特開昭６２−０４４０５７号公報
【特許文献７】欧州特許公開番号１１２８５２４
【特許文献８】英国特許公開番号１４３９３６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、従来のモータの不都合を克服する改良された電気モータ及びシステムが望まされている。新しいモータ設計若しくは新しい駆動素子を利用するシステムも望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る実施例では、ブラシレスＤＣモータを含むシステムが提示される。システムは、ロータアセンブリとステータアセンブリとを含み得る。ロータアセンブリは、第１のリング形状、若しくは第１のリング形状の一部を有し、第１の磁場を生成する第１の永久磁石と、第１の永久磁石と結合するロータシャフトと、第１の永久磁石と結合する第１の磁気リングとを含み得る。ステータアセンブリは、ロータアセンブリと回転自在に結合するものであり、磁性のある、リング形状若しくは部分的にリング形状の巻きベースと、巻きベースに巻かれるコイルと、第１の磁気リングに向かって巻きベースから延在する複数の磁気突出部とを含み得る。特に、個々の磁気突出部は、他の磁気突出部から離隔しており、第１の永久磁石の区画、巻きベースの区画、磁気突出部の一つ、及び第１の磁気リングの区画が、磁力線のための擬似的経路を設け得る。
【０００８】
本発明に係る実施例では、電気エネルギを力学エネルギに変換し若しくは力学エネルギを電気エネルギに変換する電磁気デバイスが更に提示される。電磁気デバイスは、ロータアセンブリとステータアセンブリとを含み得る。ロータアセンブリは、第１のリング形状、若しくは第１のリング形状の一部を有し、第１の磁場を生成する第１の永久磁石と、第１の永久磁石と結合するロータシャフトと、第１の永久磁石と結合する第１の磁気リングとを含み得る。ステータアセンブリは、ロータアセンブリと回転自在に結合するものであり、磁性のある、リング形状若しくは部分的にリング形状の巻きベースと、巻きベースに巻かれるコイルと、第１の磁気リングに向かって巻きベースから延在する複数の磁気突出部とを含み得る。特に、第１の永久磁石の区画、巻きベースの区画、磁気突出部の一つ、及び第１の磁気リングの区画が、磁力線のための擬似的経路を設け得る。
【０００９】
本発明に係る実施例では、ブラシレスＤＣモータを有するコンピュータ周辺デバイスが更に提示される。モータは、ロータアセンブリとステータアセンブリとを含み得る。ロータアセンブリは、第１のリング形状、若しくは第１のリング形状の一部を有し、第１の磁場を生成する第１の永久磁石と、第１の永久磁石と結合するロータシャフトと、第１の永久磁石と結合する第１の磁気リングとを含み得る。ステータアセンブリは、ロータアセンブリと回転自在に結合するものであり、磁性のある、リング形状若しくは部分的にリング形状の巻きベースと、巻きベースに巻かれるコイルと、第１の磁気リングに向かって巻きベースから延在する複数の磁気突出部とを含み得る。特に、第１の永久磁石の区画、巻きベースの区画、磁気突出部の一つ、及び第１の磁気リングの区画が、磁力線のための擬似的経路を設け得る。一つの実施例では、コンピュータ周辺デバイスは、ハードドライブ、光ドライブ、磁気ドライブ、カメラ、及びビデオカメラのうちの少なくとも一つを含み得る。
【発明の効果】
【００１０】
ブラシレスＤＣモータのための本明細書の種々の設計は、種々のシステムの要求に適合するように、改良を加えて若しくは改良を加えることなく、利用され得る。設計及び用途によっては、本発明の設計を利用するブラシレスＤＣモータは、空電、ノイズ、振動、ブラシやレセプタの装着、望ましくない熱の生成、電気的若しくは機械的効率の欠如、回転スピードの限界、モータ動作における死角、ヒステリシス損失、トルクリプル、及びコギングなどの、従来のモータに関連する一つ又はそれ以上の不都合の効果を回避若しくは減少できる。
【００１１】
ある例では、例示のＤＣモータは、２つ又はそれ以上のギャップ即ちエアギャップを有し、それらの各々はリング形状ギャップ即ちエアギャップ領域であればよい。図面に示されるように、コイルは直列の連結のコイルグループであり、コイルは概略放射方向に巻きベースの表面に巻かれる。多数の突出部は、リング形状に渡って、若しくはリング形状の一部に渡って、均等に拡張し、安定性を向上させる。そのような設計により、モータは、ブラシ無く、且つ、モータを動作する電流の位相の変化を要求すること無く、動作することができる。従って、より簡素でコスト効率のよい設計及び操作が、達成され得る。
【００１２】
更に、本明細書の永久磁石の各々は、例示のリング形状磁石を実現するため、単一ピースのリング形状磁石であっても、複数の磁石の組み合わせであってもよい。そして、コイルは、単層若しくは複数層のコーティングなどの、絶縁コーティングを伴うワイヤによって、形成されてよい。
【００１３】
本発明の実施例の以下の開示は、例示及び記述の目的のために為した。それらは、網羅的なものではないし、開示の形態のみに本発明を限定するものではない。本明細書に記載の実施例につき多数の変更や改良が可能である。本発明の範囲は添付の請求項及びその均等物により、定義されるべきものである。
【００１４】
更に、本発明の典型的な例を記載する際、明細書は、特定の構造や構成要素の組み合わせを有するとして本発明に係るシステムやデバイスを提示した。しかしながら、システムやデバイスが明細書に示す特定の構造や組み合わせに依存しない限り、システムやデバイスは、記載される特定の構造や組み合わせに限定されるべきではない。他の変更や改良が可能である。従って、明細書内の独立した構成要素の特定の構造、組み合わせ、若しくは形状は、請求項への限定として解釈されるべきではない。請求項は本発明の範囲を定義する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態、添付の図面に示される実施例を、以下参照する。
【００１６】
本発明に係る実施例は、光学若しくは磁気ドライブ、ハードドライブ、及びコンピュータ周辺デバイスなどのブラシレスＤＣモータを有するシステム、カメラ、ビデオカメラ、サーボシステム、又は振動機構を含む。モータは、ロータアセンブリとステータアセンブリの間に２つ又はそれ以上のギャップを形成するように設計されてもよい。ギャップは、一つ又はそれ以上の磁場と交差するリング形状ギャップであってもよい。ブラシレスＤＣモータは、ロータアセンブリを駆動する磁場ラインのための一つ又はそれ以上の環状の“疑似”経路を設ける、巻き線設計及び磁気突起部を伴うステータアセンブリを、利用してもよい。結果として、モータ及び関連の制御回路を駆動する電流内の位相変化は、不必要となり得る。以下の例で示すモータ及びシステムは、従来のモータに伴う問題点の一つ又はそれ以上を回避して減少させ、効率性を改善し、ノイズを減少し、非常に低い回転速度で稼動し得る。
【００１７】
図１は、ブラシレスＤＣモータの例の断面図を示す。図２は、図１に示すモータの一部の断面図を示す。図１及び図２を参照して、ブラシレスＤＣモータは、ロータアセンブリ及びステータアセンブリなどの複数の部品を含む。ロータアセンブリは、第１の永久磁石２７、第１の永久磁石２７と共軸であり連結するロータシャフト２４、及び更に第１の永久磁石２７と共軸であり連結する第１の磁気リング２８を含んでもよい。第１の永久磁石２７は、リング形状若しくはリング形状の一部を有し、第１の磁場を生成し得る。設計により、ロータアセンブリは、ロータアセンブリの一つ又はそれ以上の部分に連結するロータハブ２１を含んでもよい。ステータアセンブリは、ロータアセンブリと回転自在に結合し、このことにより両者の間の相互の動作若しくは回転が可能になる。図３は、図１及び図２に示されるロータアセンブリの斜視図を示す。図２及び図３を参照して、ステータアセンブリは、磁気のリング形状の巻きベース２６ｂ、巻きベース２６ｂに巻かれるコイル２６ａ、及び巻きベース２６ｂから第１の磁気リングに向かって延在する複数の磁気突出部２６ｃを含んでもよい。突出部２６ｃの各々は他の突出部から間を置いて離隔してもよい。図１及び図２を参照して、設計によっては、ステータアセンブリは、一つ又はそれ以上のベース２２、円筒スリーブ２３、及びシールキャップ２５を含み、それらの各々は、ステータアセンブリの一つ又はそれ以上の部品に連結し、又は、ステータアセンブリの一つ又はそれ以上の部品に回転自在に連結し得る。
【００１８】
図２を参照すると、第１の永久磁石２７の区画、巻きベース２６ｂの区画、磁気突出部２６ｃの一つ、及び第１の磁気リング２８の区画が、磁力線のための“擬似的”経路を設けており、該経路は図２に示す矢印付きループ２９で示される方向に従うものである。磁場のための付加的な擬似的経路は、突出部２６ｃの各々に対しても同様に形成され得る。概略、磁力線のための経路は“擬似的”なものであるとされ得る。けだし、それらの線は想像上のものであり、磁場の方向若しくは流れを表す若しくは可視化するために設けられるからである。一つの例では、コイル２６ａからの電流と第１の永久磁石２７により生成される第１の磁場との相互作用により、ロータアセンブリを駆動するトルクが生成され、これによりステータアセンブリに対して相対的にロータアセンブリが回転される。
【００１９】
図４は、一つの例におけるブラシレスＤＣモータの例示部品の斜視図を示す。図３及び図４を参照すると、一つの例では、コイルは直列に接続され、リング形状若しくは一部リング形状巻きベース２６ｂに沿って螺旋状に巻かれる。言い換えれば、リング形状ベース２６ｂには、他の設計若しくは製造上の配慮のために、巻きを容易にする開口部が設けられ得る。図３及び図４に示すように、コイルが直列に接続されると、直列の多重コイルを含むコイルセットと見なすことができる。例として、コイルは、図の例に示される１２コイルグループなどの複数のグループを有してもよく、それらは円周方向に離隔されており個々のコイルグループは２つの隣接する突出部２６ｃの間に配置される。図に示すように、ステータアセンブリは、隣接するコイルグループの間のスペースと交差する、若しくは該スペースから突出する、１２の突出部を有し得る。一つの例では、第１の磁気リング２８、突出部２６ｃ、及び巻きベース２６ｂの各々は、特定の磁気特性を与えるフェライト、強磁性体、軟磁性部材、若しくはそれらの２つ又はそれ以上の組み合わせを含んでもよい。
【００２０】
図１を参照すると、ステータアセンブリは、ロータアセンブリとの間に一つ又はそれ以上のギャップ、即ちエアギャップを伴って、ロータアセンブリに回転自在に結合してもよい。例えば、図２は、第１の永久磁石２７（若しくは少なくともその一部）と巻きベース２６ｂ（若しくは少なくともその一部）との間に、リング形状の第１のギャップ即ちエアギャップ３０を示す。図２は、突出部２６ｃの各々と第１の磁気リング２８の近傍区画との間に、第２のギャップ、即ちエアギャップ２０も示す。第１の磁気リング２８の近傍区画は、突出部の存在する位置に実質的に対応する区画である。一つの例では、図２に示すような磁力線のための環状の擬似的経路を設けるために、第１の永久磁石２７により生成される磁場の極性は、リング形状の永久磁石２７の放射方向に実質的に延在してもよい。
【００２１】
ロータアセンブリ、ステータアセンブリ、若しくはその両方の一部の物理的構造は、モータの用途に依存して、様々に設計され得る。例として、図１及び図２を参照すると、第１の永久磁石２７は、第１の磁気リング２８の内側リムに結合してもよい。更に、巻きベース２６ｂの外側リムは、間にギャップ即ちエアギャップ３０を挟んで、第１の永久磁石２７の内側リムに対向してもよい。更に、図３に示すように、突出部２６ｃは巻きベース２６ｂから放射方向に延在し、突出部２６ｃは円周方向で離隔してもよい。図１及び図２を参照すると、突出部２６ｃの一つの少なくとも一部は、間にギャップ即ちエアギャップ２０を挟んで、第１の磁気リング２８の一平側面に対向してもよい。
【００２２】
図５〜図８はブラシレスＤＣモータの別の例示の設計を示す。図５はブラシレスＤＣモータの断面図を示す。図６は、図５に示すモータの一部の断面図を示す。図５及び図６を参照すると、ブラシレスＤＣモータは、ロータアセンブリやステータアセンブリなどの、複数の要素を含み得る。ロータアセンブリは、第１の永久磁石４７、第１の永久磁石４７と共軸で結合するロータシャフト４４、及び更に第１の永久磁石４７に結合する第１の磁気リング４８を、含み得る。第１の永久磁石４７は、リング形状、若しくはリング形状の一部を有し、第１の磁場を生成し得る。設計によっては、ロータアセンブリはロータハブ４１を含んでもよい。
【００２３】
ステータアセンブリはロータアセンブリに回転自在に結合し、これにより、両者の間での相対的動作若しくは回転が可能になる。図７は、図５及び図６に示すロータアセンブリの斜視図を示す。図６と図７を参照すると、ステータアセンブリは、磁気のリング形状若しくは一部リング形状の巻きベース４６ｂ、巻きベース４６ｂに巻かれるコイル４６ａ、巻きベース４６ｂから第１の磁気リング４８に向かって延在する複数の磁気突出部４６ｃを、含み得る。個々の突出部は、相互に離隔していてもよい。設計によっては、ステータアセンブリは、一つ又はそれ以上のベース４２、円筒スリーブ４３、及びシールキャップ４５を含み、それらの各々は、ステータアセンブリの一つ又はそれ以上の部品に連結し、又は、ステータアセンブリの一つ又はそれ以上の部品に回転自在に連結し得る。
【００２４】
図６を参照すると、第１の永久磁石４８の区画、巻きベース４６ｂの区画、磁気突出部４６ｃの一つ、及び第１の磁気リング４７の区画が、磁力線のための擬似的経路を設けており、該経路は図６に示す矢印付きループ４９で示される方向に従うものである。磁場のための付加的な擬似的経路は、突出部４６ｃの各々に対しても同様に形成され得る。一つの例として、コイル４６ａからの電流と第１の永久磁石４７により生成される第１の磁場との相互作用により、ロータアセンブリを駆動するトルクが生成され、これによりステータアセンブリに対して相対的にロータアセンブリが回転される。
【００２５】
図８は、一つの例におけるブラシレスＤＣモータの例示部品の斜視図を示す。図７及び図８を参照すると、一つの例では、コイルは直列に接続され、リング形状若しくは一部リング形状巻きベース４６ｂに沿って螺旋状に巻かれる。図７及び図８に示すように、コイルが直列に接続されると、直列の多重コイルを含むコイルセットと見なすことができる。例として、コイルは、図の例に示される１２コイルグループなどの複数のグループを有してもよく、それらは円周方向に離隔されており個々のコイルグループは２つの隣接する突出部４６ｃの間に配置される。図に示すように、ステータアセンブリは、隣接するコイルグループの間のスペースと交差する、若しくは該スペースから突出する、１２の突出部を有し得る。一つの例では、第１の磁気リング４８、突出部４６ｃ、及び巻きベース４６ｂの各々は、特定の磁気特性を与えるフェライト、強磁性体、軟磁性部材、若しくはそれらの２つ又はそれ以上の組み合わせを含んでもよい。
【００２６】
図５を参照すると、ステータアセンブリは、ロータアセンブリとの間に一つ又はそれ以上のギャップ即ちエアギャップを伴って、ロータアセンブリに回転自在に結合してもよい。例えば、図６は、第１の永久磁石４７（若しくは少なくともその一部）と巻きベース４６ｂ（若しくは少なくともその一部）との間に、リング形状の第１のギャップ即ちエアギャップ５０を示す。図６は、突出部４６ｃの各々と第１の磁気リング４８の近傍区画との間に、第２のギャップ即ちエアギャップ４０も示す。第１の磁気リング４８の近傍区画は、突出部の存在する位置に実質的に対応する区画である。一つの例では、図６に示すような磁力線のための環状の擬似的経路を設けるために、第１の永久磁石４７により生成される磁場の極性は、リング形状の永久磁石４７の放射方向に実質的に延在してもよい。
【００２７】
ロータアセンブリ、ステータアセンブリ、若しくはその両方の一部の物理的構造は、モータの用途に依存して、様々に設計され得る。例として、図５及び図６を参照すると、第１の永久磁石４７は、第１の磁気リング４８の平側面に結合してもよい。巻きベース４６ｂの平側面は、間にギャップ即ちエアギャップ５０を挟んで、第１の永久磁石４７の平側面に対向してもよい。図７を参照すると、突出部４６ｃは巻きベース４６ｂからロータシャフト４４の軸に並行な方向に延在してもよい。そして、突出部４６ｃは、図７に示すように、円周方向で離隔してもよい。図６を参照して、突出部４６ｃの一つ又はそれ以上の少なくとも一部は、間にギャップ即ちエアギャップ４０を挟んで、第１の磁気リング４８の一平側面に対向してもよい。
【００２８】
図９〜図１２はブラシレスＤＣモータの別の例示の設計を示し、それらは、図５〜図８に示す例の修正若しくは拡張と考えられ、ロータアセンブリのための永久磁石と磁気リングの付加的なセットを含み、ステータアセンブリからの付加的な磁気突出部を伴う。図９は、ブラシレスＤＣモータの断面図を示す。図１０は、図９に示すモータの一部の断面図を示す。図９及び図１０を参照すると、ブラシレスＤＣモータは、ロータアセンブリやステータアセンブリなどの、複数の要素を含み得る。ロータアセンブリは、第１の永久磁石６５ａ、第１の永久磁石６５ａと共軸で結合するロータシャフト６１、及び更に第１の永久磁石６５ａと共軸で結合する第１の磁気リング６４ａを、含み得る。第１の永久磁石６５ａは、リング形状、若しくはリング形状の一部を有し、第１の磁場を生成し得る。設計によっては、ロータアセンブリは、ロータシャフト６１の一部であるロータハブ４１を含んでもよい。
【００２９】
ステータアセンブリはロータアセンブリに回転自在に結合し、これにより、両者の間での相対的動作若しくは回転が可能になる。図１０と図１１を参照すると、ステータアセンブリは、磁気のリング形状若しくは一部リング形状の巻きベース６６ｂ、巻きベース６６ｂに巻かれるコイル６６ａ、巻きベース６６ｂから第１の磁気リング４８ａに向かって延在する複数の磁気突出部６６ｃを、含み得る。個々の突出部は、相互に離隔していてもよい。設計によっては、ステータアセンブリは、一つ又はそれ以上のベース６２及びベアリング６３ａ、６３ｂを含み、それらの各々は、ステータアセンブリの一つ又はそれ以上の部品に連結し、又は、ステータアセンブリの一つ又はそれ以上の部品に回転自在に連結し得る。
【００３０】
図１０を参照すると、第１の永久磁石６５ａの区画、巻きベース６６ｂの区画、磁気突出部６６ｃの一つ、及び第１の磁気リング６４ａの区画が、磁力線のための擬似的経路を設けており、該経路は図１０に示す上方の矢印付きループ６９ａで示される方向に従うものである。一つの例として、コイル６６ａからの電流と第１の永久磁石６５ａにより生成される第１の磁場との相互作用により、ロータアセンブリを駆動するトルクが生成され、これによりステータアセンブリに対して相対的にロータアセンブリが回転される。
【００３１】
図１２は、一つの例におけるブラシレスＤＣモータの例示部品の斜視図を示す。図１１及び図１２を参照すると、一つの例では、コイルは直列に接続され、リング形状若しくは一部リング形状巻きベース６６ｂに沿って螺旋状に巻かれる。図１１及び図１２に示すように、コイルが直列に接続されると、直列の多重コイルを含むコイルセットと見なすことができる。例として、コイルは、図の例に示される１２コイルグループなどの複数のグループを有してもよく、それらは円周方向に離隔されており個々のコイルグループは２つの隣接する突出部６６ｃの間に配置される。図に示すように、ステータアセンブリは、隣接するコイルグループの間のスペースと交差する、若しくは該スペースから突出する、１２の突出部を有し得る。一つの例では、第１の磁気リング６４ａ、突出部６６ｃ、及び巻きベース６６ｂの各々は、特定の磁気特性を与えるフェライト、強磁性体、軟磁性部材、若しくはそれらの２つ又はそれ以上の組み合わせを含んでもよい。
【００３２】
図９を参照すると、ステータアセンブリは、ロータアセンブリとの間に一つ又はそれ以上のギャップ即ちエアギャップを伴って、ロータアセンブリに回転自在に結合してもよい。例えば、図１０は、第１の永久磁石６５ａ（若しくは少なくともその一部）と巻きベース６６ｂ（若しくは少なくともその一部）との間に、リング形状の第１のギャップ即ちエアギャップ７０ａを示す。図１０は、突出部６６ｃの各々と第１の磁気リング６４ａの区画との間に、第２のギャップ即ちエアギャップ６０ａも示す。第１の磁気リング６４ａの区画は、突出部の存在する位置に実質的に対応する区画である。一つの例では、図１０に示すような磁力線のための環状の擬似的経路を設けるために、第１の永久磁石６５ａにより生成される磁場の極性は、リング形状の永久磁石６５ａの軸方向に実質的に延在してもよい。
【００３３】
ロータアセンブリ、ステータアセンブリ、若しくはその両方の一部の物理的構造は、モータの用途に依存して、様々に設計され得る。例として、図９及び図１０を参照すると、第１の永久磁石６５ａは、第１の磁気リング６４ａの平側面に結合してもよい。図１０に示す上方の側面である、巻きベース６６ｂの第１の平側面は、間に第１のギャップ即ちエアギャップ７０ａを挟んで、第１の永久磁石６５ａの別の平側面（即ち、図１０に示す下方の平側面）に対向してもよい。突出部６６ｃは巻きベース６６ｂからロータシャフト６１の軸に並行な方向に延在してもよい。そして、突出部６６ｃは、図１１に示すように、円周方向で離隔してもよい。図１０を参照して、巻きベース６６ｂの第１の平側面（即ち、図１０に示す上方の平側面）から外側に延在する突出部６６ｃの一つ又はそれ以上の少なくとも一部は、間に第２のギャップ即ちエアギャップ６０ａを挟んで、第１の磁気リング６４ａの外側リムに対向してもよい。
【００３４】
図９及び図１０を参照すると、第１の永久磁石６５ａ及び第１の磁気リング６４ａに加えて、ロータアセンブリは更に、第２の磁気磁石６５ｂ及び第２の磁気リング６４ｂを含み得る。一つの例では、第２の永久磁石６５ｂは、第２の磁気リング６４ｂ、即ち、特に第２の磁気リング６４ｂの平側面に結合する。更に、第２の磁気リング６４ｂはロータシャフト６１にも結合する。第１の永久磁石６５ａと同様に、第２の永久磁石６５ｂは、第２のリング形状、若しくは第２のリング形状の一部を有し、第２の磁場を生成する。この例では、第２の永久磁石６５ｂは第１の永久磁石６５ａと共軸で、第１の永久磁石６５ａと実質的に同じサイズ及び形状を有し得る。従って、第２の永久磁石６５ｂの区画、巻きベース６６ｂの区画、磁気突出部６６ｃの一つ、及び第２の磁気リング６４ｂの区画が、磁力線のための独立の擬似的経路を設けており、該経路は図１０に示す下方の矢印付きループ６９ｂで示される方向に従うものである。一つの例として、コイル６６ａからの電流と第２の永久磁石６５ｂにより生成される第２の磁場との相互作用により、ロータアセンブリを駆動するトルクが生成され、これによりステータアセンブリに対して相対的にロータアセンブリが回転される。
【００３５】
図１０を参照すると、巻きベース６６ｂは第１の永久磁石６５ａと第２の永久磁石６５ｂとの間に位置し、巻きベース６６ｂの第２の平側面（即ち、図１０に示す下方の平側面）は、第３のギャップ、即ちエアギャップ７０ｂを間に挟んで、第２の永久磁石６５ｂの平側面（即ち、図１０に示す上方の平側面）に対向してもよい。図１０に示すように、突出部６６ｃは、巻きベース６６ｂからロータシャフト６１の軸に並行な方向に二方向で延在してもよい。そして、巻きベース６６ｂの第２の平側面（即ち、図１０に示す下方の平側面）から外側に延在する一つの突出部の少なくとも一部は、間に第４のギャップ即ちエアギャップ６０ｂを挟んで、第２の磁気リング６４ｂの外側リムに対向してもよい。
【００３６】
図１〜図４に示す例は、種々の設計要求に適合するように変更されてもよい。図１３〜図１６は、種々の設計のうちの一例を示し、当該例は、一つ又は二つのセットの永久磁石とロータアセンブリのための磁気リングとを含んでもよい。図１３はブラシレスＤＣモータの断面図を示す。図１４は、図１３に示すモータの一部の断面図を示す。図１３及び図１４を参照すると、ブラシレスＤＣモータは、ロータアセンブリやステータアセンブリなどの、複数の要素を含み得る。ロータアセンブリは、第１の永久磁石８５ａ、第１の永久磁石８５ａと結合するロータシャフト８１、及び更に第１の永久磁石８５ａと結合する第１の磁気リング８４ａを、含み得る。第１の永久磁石８５ａは、リング形状、若しくはリング形状の一部を有し、第１の磁場を生成し得る。設計によっては、ロータアセンブリは、ロータシャフト８１の一部としての一つ又はそれ以上のハブシャフト、ベアリング８３ａ、８３ｂ、ベアリングワッシャ８８ｂ、及びベアリングクランプ８８ｃを含んでもよく、それらの各々は、ロータアセンブリの一つ又はそれ以上の部分に結合してもよく、ロータアセンブリの一つ又はそれ以上の部分に回転自在に結合してもよい。
【００３７】
図１３及び図１４を参照すると、ステータアセンブリは、ロータアセンブリに回転自在に結合し、これにより、両者の間での相対的動作若しくは回転が可能になる。図１５は図１３及び図１４に示すロータアセンブリの斜視図を示す。図１４と図１５を参照すると、ステータアセンブリは、磁気のリング形状若しくは一部リング形状の巻きベース８６ｂ、巻きベース８６ｂに巻かれるコイル８６ａ、巻きベース８６ｂから第１の磁気リング８４ａに向かって延在する複数の磁気突出部８６ｃを、含み得る。個々の突出部８６ｃは、相互に離隔していてもよい。設計によっては、ステータアセンブリはモータベース８７ｃを有し、一つ又はそれ以上のステータアセンブリ部品を含み、連結し、又は、回転自在に連結し得る。一つの例では、エンコーダ、即ちエンコードコンポーネント８７ａ及び／又は８７ｂが含まれ、位置取り、回転、又は他のフィードバック情報をモータ制御回路、又はモータ状態感知回路に与える。
【００３８】
図１４を参照すると、第１の永久磁石８５ａの区画、巻きベース８６ｂの区画、磁気突出部８６ｃの一つ、及び第１の磁気リング８４ａの区画が、磁力線のための擬似的経路を設けており、該経路は図１４に示す左方の矢印付きループ８９ａで示される方向に従うものである。一つの例として、コイル８６ａからの電流と第１の永久磁石８５ａにより生成される第１の磁場との相互作用により、ロータアセンブリを駆動するトルクが生成され、これによりステータアセンブリに対して相対的にロータアセンブリが回転される。
【００３９】
図１６は、一つの例におけるブラシレスＤＣモータの例示部品の斜視図を示す。図１５及び図１６を参照すると、一つの例では、コイルは直列に接続され、リング形状若しくは一部リング形状巻きベース８６ｂに沿って螺旋状に巻かれる。図１５及び図１６に示すように、コイルが直列に接続されると、直列の多重コイルを含むコイルセットと見なすことができる。例として、コイルは、図の例に示される１２コイルグループなどの複数のグループを有してもよく、それらは円周方向に離隔されており個々のコイルグループは２つの隣接する突出部８６ｃの間に配置される。図に示すように、ステータアセンブリは、隣接するコイルグループの間のスペースと交差する、若しくは該スペースから突出する、１２の突出部を有し得る。一つの例では、第１の磁気リング８５ａ、突出部８６ｃ、及び巻きベース８６ｂの各々は、特定の磁気特性を与えるフェライト、強磁性体、軟磁性部材、若しくはそれらの２つ又はそれ以上の組み合わせを含んでもよい。
【００４０】
図１３を参照すると、ステータアセンブリは、ロータアセンブリとの間に一つ又はそれ以上のギャップ即ちエアギャップを伴って、ロータアセンブリに回転自在に結合してもよい。例えば、図１４は、永久磁石８５ａ（若しくは少なくともその一部）と巻きベース８６ｂ（若しくは少なくともその一部）との間に、リング形状の第１のギャップ即ちエアギャップ９０ａを示す。図１４は、突出部８６ｃの各々と第１の磁気リング８４ａの近傍区画との間に、第２のギャップ即ちエアギャップ８０ａも示す。第１の磁気リング８４ａの近傍区画は、突出部の存在する位置に実質的に対応する区画である。一つの例では、図１４に示すような磁力線のための環状の擬似的経路を設けるために、第１の永久磁石８５ａにより生成される磁場の極性は、リング形状の永久磁石８５ａの放射方向に実質的に延在してもよい。
【００４１】
ロータアセンブリ、ステータアセンブリ、若しくはその両方の一部の物理的構造は、モータの用途に依存して、様々に設計され得る。例として、図１３及び図１４を参照すると、第１の永久磁石８５ａは、第１の磁気リング８４ａの内側リムに結合してもよい。また、巻きベース８６ｂの外側リムは、間にギャップ即ちエアギャップを挟んで、第１の永久磁石８５ａの内側リムに対向してもよい。更に、図１５に示すように、突出部８６ｃは巻きベース８６ｂから放射方向に延在し、突出部８６は円周方向で離隔してもよい。図１３及び図１４を参照すると、突出部８６ｃの一つの少なくとも一部は、間にギャップ即ちエアギャップを挟んで、第１の磁気リング８４ａの一平側面に対向してもよい。
【００４２】
図１３及び図１４を参照すると、第１の永久磁石８５ａ及び第１の磁気リング８４ａに加えて、ロータアセンブリは更に、第２の磁気磁石８５ｂ及び第２の磁気リング８４ｂを含み得る。一つの例では、第２の永久磁石８５ｂは、第２の磁気リング８４ｂ、即ち、特に第２の磁気リング８４ｂの外側リムに結合する。更に、第２の磁気リング８４ｂはロータシャフト８１にも結合する。第１の永久磁石８５ａと同様に、第２の永久磁石８５ｂは、第２のリング形状、若しくは第２のリング形状の一部を有し、第２の磁場を生成する。この例では、第２の磁気リング８４ｂは第１の磁気リング８５ａより小さく、第１の磁気リング８５ａと共軸である。従って、第２の永久磁石８５ｂの区画、巻きベース８６ｂの区画、磁気突出部８６ｃの一つ、及び第２の磁気リング８４ｂの区画が、磁力線のための独立の擬似的経路を設けており、該経路は図１４に示す右方の矢印付きループ８９ｂで示される方向に従うものである。一つの例として、コイル８６ａからの電流と第２の永久磁石８５ｂにより生成される第２の磁場との相互作用により、ロータアセンブリを駆動するトルクが生成され、これによりステータアセンブリに対して相対的にロータアセンブリが回転される。
【００４３】
図１４を参照すると、巻きベース８６ｂは第１の永久磁石８５ａと第２の永久磁石８５ｂとの間に位置し、巻きベース８６ｂの内側リムは、第３のギャップ、即ちエアギャップ９０ｂを間に挟んで、第２の永久磁石８５ｂの外側リムに対向してもよい。モータを駆動するための更なるトルクを設けるために、磁気突出部８６ｃは、放射方向及び逆放射方向の両方で巻きベース８６ｂから延在してもよい。一つの例では、磁気突出部８６ｃの少なくとも一部は、間に第４のギャップ即ちエアギャップ８０ｂを挟んで、第２の磁気リング８４ｂの平側面に対向してもよい。
【００４４】
上記に示すように、ブラシレスＤＣモータの例が示されている。種々のシステムは、多数の種々の用途のためのブラシレスＤＣモータを組み込んでもよい。例えば、ブラシレスＤＣモータは、コンピュータ、コンピュータ周辺機器、記憶装置、サーボシステム、振動機構、及び他のシステムに、含まれてもよい。例えば、ハードドライブ、光ディスクドライブ、磁気ドライブ、テープドライブ、プリンタ、スキャナ、サーボシステム、サーボ制御デバイス、モバイルホン、通信デバイスやゲームデバイスなどの携帯デバイス、若しくは、コピアは、それらを駆動し部品を動かす上述のモータを組み込んでもよい。更に、ブラシレスＤＣモータは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、又は、レンズや他の部品を駆動するモータを用いる他の画像キャプチャシステムで利用され得る。種々のシステムでの利用のために、システムは、ブラシレスＤＣモータのステータアセンブリに連結する電源モジュールを含んでもよく、電源モジュールが、ＤＣ電圧をモータに与えるように適合されてもよい。システムがモータから要求するトルク、回転スピード、及び操作特性によっては、電源モジュール若しくは回路は様々に設計され得る。
【００４５】
図１７は、本発明に係る一つの例の、リング形状ベース内に開口部を伴う、巻きベース９０の別例の構成の斜視図を示す。上述のように、ブラシレスＤＣモータのための巻きベースには、リング形状若しくはリング形状の一部が備えられ、それら形状は完全なリングでもリングの一部でもよい。言い換えれば、巻きベースには、図１７に示す巻きの例のように、巻きを容易にするための、若しくは他の設計上や製造上の配慮のための、開口部が設けられ得る。同様に、ロータアセンブリ、若しくはステータアセンブリの一つ若しくはそれ以上の部品が、リング形状内に設けられてもよく、そのリング形状は種々の設計上や製造上の考慮事項のために、完全なリングでもリングの一部でもよい。そして、部分的なリングの形状とスパンは、種々の設計条のファクタによって、変動し得る。
【００４６】
ロータアセンブリ若しくはステータアセンブリの一つ若しくはそれ以上の形状若しくはスパンを変動することによって、モータは、ロータアセンブリが回転する間に振動を生じるようにも、モータに繋がる他のデバイスの振動を駆動するようにも、設計可能である。図１８は、スリムタイプデザインで示された振動モータの例の断面図を示す。一つの例では、ロータアセンブリの一つ又はそれ以上の部品は、リングの一部の形状を有するように設計され得る。図１９は、部分的なリング形状を有するロータアセンブリの例を示し、該ロータアセンブリは図１８で示すモータ内で利用され得る。図１９を参照すると、ロータアセンブリは、ロータシャフト１０４、永久磁石１０７、及び磁気リング１０８を含み得る。
【００４７】
図１８を参照して、ブラシレスＤＣモータは、ロータアセンブリやステータアセンブリなどの、複数の要素を含み得る。ロータアセンブリは、第１の永久磁石１０７、第１の永久磁石１０７と共軸であり連結するロータシャフト１０４、及び更に第１の永久磁石１０７と共軸であり連結する第１の磁気リング１０８を含んでもよい。第１の永久磁石１０７は、リング形状若しくはリング形状の一部を有し、第１の磁場を生成し得る。設計により、ロータアセンブリは、ロータアセンブリの一つ又はそれ以上の部分に連結するロータハブ２１を含んでもよい。ステータアセンブリは、ロータアセンブリと回転自在に結合し、このことにより両者の間の相互の動作若しくは回転が可能になる。
【００４８】
図２０は、図１８に示すモータで利用され得るステータアセンブリの斜視図を示す。図２１は、図１８に示すモータの例示の部品の斜視図を示す。図１８、図１９及び図２１を参照して、ステータアセンブリは、磁気のリング形状の巻きベース１０６ｂ、巻きベースに巻かれるコイル１０６ａ、及び巻きベース１０６ｂから第１の磁気リング１０８に向かって延在する複数の磁気突出部１０６ｃを含んでもよい。突出部１０６ｃの各々は他の突出部から間を置いて離隔してもよい。図１８及び図２１を参照して、設計によっては、ステータアセンブリは、一つ又はそれ以上の外側カバー１０１、ベース１０２、円筒スリーブ１０３、及びシールキャップを含み、それらの各々は、ステータアセンブリの一つ又はそれ以上の部品に連結し、又は、ステータアセンブリの一つ又はそれ以上の部品に回転自在に連結し得る。
【００４９】
図１８を参照すると、第１の永久磁石１０７の区画、巻きベース１０６ｂの区画、磁気突出部１０６ｃの一つ、及び第１の磁気リング１０８の区画が、磁力線のための“擬似的”経路を設けており、該経路は図１８に示す矢印付きループ１０９で示される方向に従うものである。磁場のための付加的な擬似的経路は、突出部１０６ｃの各々に対しても同様に形成され得る。概略、磁力線のための経路は“擬似的”なものであるとされ得る。けだし、それらの線は想像上のものであり、磁場の方向若しくは流れを表す若しくは可視化するために設けられるからである。一つの例では、コイル１０６ａからの電流と第１の永久磁石１０７により生成される第１の磁場との相互作用により、ロータアセンブリを駆動するトルクが生成され、これによりステータアセンブリに対して相対的にロータアセンブリが回転され、場合によってモータの振動が生じる。
【００５０】
図２０及び図２１を参照すると、一つの例では、コイルは直列に接続され、リング形状若しくは一部リング形状巻きベース１０６ｂに沿って螺旋状に巻かれる。言い換えれば、リング形状ベース１０６ｂには、他の設計若しくは製造上の配慮のために、巻きを容易にする開口部が設けられ得る。図２０及び図２１に示すように、コイルが直列に接続されると、直列の多重コイルを含むコイルセットと見なすことができる。例として、コイルは、図の例に示される１２コイルグループなどの複数のグループを有してもよく、それらは円周方向に離隔されており個々のコイルグループは２つの隣接する突出部２６ｃの間に配置される。図に示すように、ステータアセンブリは、隣接するコイルグループの間のスペースと交差する、若しくは該スペースから突出する、１２の突出部を有し得る。一つの例では、第１の磁気リング１０８、突出部１０６ｃ、及び巻きベース１０６ｂの各々は、特定の磁気特性を与えるフェライト、強磁性体、軟磁性部材、若しくはそれらの２つ又はそれ以上の組み合わせを含んでもよい。
【００５１】
図１８を参照すると、ステータアセンブリは、ロータアセンブリとの間に一つ又はそれ以上のギャップ即ちエアギャップを伴って、ロータアセンブリに回転自在に結合してもよい。例えば、図１８は、第１の永久磁石１０７（若しくは少なくともその一部）と巻きベース１０６ｂ（若しくは少なくともその一部）との間に、リング形状の第１のギャップ即ちエアギャップ１１０を示す。図１８は、突出部１０６ｃの各々と第１の磁気リング１０８の近傍区画との間に、第２のギャップ即ちエアギャップ１００も示す。第１の磁気リング１０８の近傍区画は、突出部の存在する位置に実質的に対応する区画である。一つの例では、図１８に示すような磁力線のための環状の擬似的経路を設けるために、第１の永久磁石１０７により生成される磁場の極性は、リング形状の永久磁石１０７の放射方向に実質的に延在してもよい。
【００５２】
ロータアセンブリ、ステータアセンブリ、若しくはその両方の一部の物理的構造は、モータの用途に依存して、様々に設計され得る。例として、図１８を参照すると、第１の永久磁石１０７は、第１の磁気リング１０９の平側面に結合してもよい。図１８に示す上方の側面である、巻きベース１０６ｂの第１の平側面は、間に第１のギャップ即ちエアギャップ１１０を挟んで、第１の永久磁石１０７の別の平側面（図１８に示す下方の平側面）に対向してもよい。突出部１０６ｃは巻きベース１０６ｂからロータシャフト１０４の軸に平行な方向に延在してもよい。そして突出部１０６ｃは、図２１に示すように、円周方向に離隔されてもよい。図１８を参照すると、巻きベース１０６ｂの第１の平側面（即ち、図１８に示す上方の平側面）から外側に延在する突出部１０６ｃの一つ若しくはそれ以上の少なくとも一部は、間に第２のギャップ即ちエアギャップ１００を挟んで、第１の磁気リング１０８の外側リムに対向してもよい。上述の例は、電気エネルギを力学エネルギに変換するためのモータ、即ち電磁気デバイスを記述しているが、同一の若しくは類似の構成は、力学エネルギを電気エネルギに変換するための電磁気デバイスとしても、利用可能である。言い換えれば、ロータアセンブリは、タービン、マイクロタービン、及び他のシステムなどの、他のデバイスで駆動可能であり、ロータアセンブリ及びステータアセンブリの間の相対的な回転動作は、上述のコイルを介して電流を生成し得る。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
本発明の実施例の詳細な説明、及び発明の概要は、添付の図面と関連させて参照されるとよりよく理解される。本発明を説明するため、図面は例示を示している。しかしながら、本発明は、例示の構成及び手段のみに限定されるものではないことを理解すべきである。
【図１】本発明に係るブラシレスＤＣモータの例の断面図を示す。
【図２】図１に示すモータの一部の断面図を示す。
【図３】図１及び図２に示すステータアセンブリの斜視図を示す。
【図４】本発明に係る一例の中のブラシレスＤＣモータの例示の部品の斜視図を示す。
【図５】本発明に係るブラシレスＤＣモータの断面図を示す。
【図６】図５に示すモータの一部の断面図を示す。
【図７】図５及び図６に示すステータアセンブリの斜視図を示す。
【図８】本発明に係る一例の中のブラシレスＤＣモータの例示の部品の斜視図を示す。
【図９】本発明に係るブラシレスＤＣモータの断面図を示す。
【図１０】図９に示すモータの一部の断面図を示す。
【図１１】図９及び図１０に示すステータアセンブリの斜視図を示す。
【図１２】本発明に係る一例の中のブラシレスＤＣモータの例示の部品の斜視図を示す。
【図１３】本発明に係るブラシレスＤＣモータの断面図を示す。
【図１４】図１３に示すモータの一部の断面図を示す。
【図１５】図１３及び図１４に示すロータアセンブリの斜視図を示す。
【図１６】本発明に係る一例の中のブラシレスＤＣモータの例示の部品の斜視図を示す。
【図１７】本発明に係る一例の中の、リング形状のベース内の開口部を伴う巻きベースの、別の例示の構成の斜視図を示す。
【図１８】本発明に係る一例の中の振動モータの例の断面図を示す。
【図１９】本発明に係る一例の中の、部分リング形状を有するロータアセンブリの例を示す。
【図２０】図１８に示すモータ内で利用されるステータアセンブリの斜視図を示す。
【図２１】図１８に示すモータの例示の部品の斜視図を示す。
【符号の説明】
【００５４】
２１・・・ロータハブ、２３・・・円筒スリーブ、２４・・・ロータシャフト、２５・・・シールキャップ、２６ａ・・・コイル、２６ｂ・・・巻きベース、２６ｃ・・・磁気突出部、２７・・・第１の永久磁石、２８・・・第１の磁気リング。
【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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【図２１】
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