(57)【要約】第１数の相互に離間した極を備えた第１部分を含む整流子又は回転子／走行子である第１部品と、第１部分の極との磁気相互作用により電気エネルギーと機械エネルギーとを変換するために配置された第２数の相互に離間した極を備えた、第１部分と実質的に同じ長さの第２部分を含む回転子／走行子又は整流子である第２部品と、第１部品又は第２部品内の永久磁石とを含む電動機器であり、第２数が、運動方向の磁気干渉力を実質的に低減するように、１つだけ第１数と異なり、各部品の極の間の間隙の間隙深さが、各部品の本体と他の部品の極との間の磁気相互作用を実質的に減衰させるのに十分に深いことにより、第１部品と第２部品との間の磁気干渉力が低減され、各部品が、運動方向に対して垂直に作用する磁力を実質的に打ち消すように、第１部品と第２部品との間の運動方向に対して横手の、且つ、部品の深さを通り抜ける方向に対称である。
2012508551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１数の相互に離間した極を備えた第１部分を含む整流子又は回転子／走行子である第１部品と、
前記第１部分の極との磁気相互作用により電気エネルギーと機械エネルギーとを変換するために配置された第２数の相互に離間した極を備えた、前記第１部分と実質的に同じ長さの第２部分を含む回転子／走行子又は整流子である第２部品と、
前記第１部品又は前記第２部品内の永久磁石と
を含む電動機器であって、
前記第２数が、運動方向の磁気干渉力を実質的に低減するように、１つだけ前記第１数と異なり、
各部品の極の間の間隙の間隙深さが、各部品の本体と他の部品の極との間の磁気相互作用を実質的に減衰させるのに十分に深いことにより、前記第１部品と前記第２部品との間の磁気干渉力が低減され、
各部品が、運動方向に対して垂直に作用する磁力を実質的に打ち消すように、前記第１部品と前記第２部品との間の運動方向に対して横手の、且つ、部品の深さを通り抜ける方向に対称である、電動機器。
【請求項２】
前記永久磁石を備えた前記部品の前記間隙深さが、いずれの永久磁石（ＰＭ）の厚さも除いて、前記ＰＭの厚さに少なくとも等しい、請求項１に記載の電動機器。
【請求項３】
前記永久磁石を備えた前記部品の前記間隙深さが、いずれのＰＭの厚さも除いて、前記部品の前記極幅にほぼ等しい、請求項２に記載の電動機器。
【請求項４】
前記第１部品の前記極及び前記第２部品の前記極が、前記極の間の前記間隙で、各部品上で実質的に等しく離間する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機器。
【請求項５】
前記極の間の前記間隙が、各部品上の前記極の極幅に実質的に等しい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動機器。
【請求項６】
前記第１部分の前記極が電気コイルを含み、前記第２部品の前記極が前記電磁石を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動機器。
【請求項７】
前記第１部品の前記極が前記永久磁石を含み、前記第２部品の前記極が電気コイルを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動機器。
【請求項８】
前記永久磁石の極面が、隣接する極で交互に変わる、請求項６又は７に記載の電動機器。
【請求項９】
前記機器が、電気的周期を有するコントローラにより駆動されるモータであり、各コイルが、前記電気的周期の第１半期中に、単一のスイッチを介して、前記コントローラから電力を受け取る、請求項６〜８のいずれか１項に記載の電動機器。
【請求項１０】
前記機器が、電気的周期を有するコントローラにより駆動されるモータであり、各コイルが、前記電気的周期の第１半期中に、前記コントローラから正の電力を受け取り、前記電気的周期の第２半期中に、負の電力を受け取る、請求項６〜８のいずれか１項に記載の電動機器。
【請求項１１】
各コイルが、Ｈブリッジ構成では４つのスイッチを介して前記電力を受け取る、請求項１０に記載の電動機器。
【請求項１２】
各コイルが、半ブリッジ構成では２つのスイッチを介して前記電力を受け取る、請求項１０に記載の電動機器。
【請求項１３】
各コイルが、前記電気的周期の約四分期にわたり前記電力を受け取る、請求項６〜１２のいずれか１項に記載の電動機器。
【請求項１４】
前記機器が、回転子又は走行子を介して動力入力を受け取る発電機であり、各コイルの端子が電力出力を与える、請求項６〜８のいずれか１項に記載の電動機器。
【請求項１５】
前記コイルの第１組みが、電力を受け取り、前記コイルの第２組みが、電力出力を与える、請求項６〜８のいずれか１項に記載の電動機器。
【請求項１６】
前記機器が直線型機器であり、各部分の度量が距離である、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の電動機器。
【請求項１７】
前記機器が回転機器であり、各部分の度量が角度である、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の電動機器。
【請求項１８】
前記第１部分が、前記回転機器の前記第１部品の第１半部分を形成し、前記第２部分が、前記回転機器の前記第２部品の第１半部分を形成する、請求項１７に記載の電動機器。
【請求項１９】
請求項１７又は１８のうちの１項に記載の第１電動機器と、
請求項１７又は１８のうちの１項に記載の第２電動機器と
を含む電動機器であって、
前記第１電動機器及び前記第２電動機器が、それらの各々の部品上に同数の極を有し、共通の駆動軸を共有し、
前記第１電動機器の前記極が、磁気干渉力を低減するように、前記第２電動機器の前記極の中心から外して置かれる、電動機器。
【請求項２０】
先行する請求項のいずれか１項に記載の電動機器を含む、電力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機器に関し、特に、磁気干渉力を低減するように配置された永久磁石を備えた電動機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石を備えた機器を含む既存の機器では、磁気干渉力が、望ましくないエネルギー損失、機器の消耗及び／又は滑らかな動作の中断に寄与する。電気機器とも呼ばれる電動機器は、直線型モータ及び回転式モータ及び発電機を含む。磁気干渉力（トルクを含む）は、電気エネルギーと機械エネルギーとの間の効率的な変換を妨げるか又は少なくとも寄与しない磁気相互作用により生じる力を含み、従って、電動機器の効率及び／又は滑らかな動作が低減される。磁気干渉力は、運動とは反対の力（例えば、回転機器内の脈動トルク）と、機器の軸受上の摩擦、スティクション及び力に寄与し得る移動部品間の（例えば、回転子と整流子との間の）引力とを含む場合がある。例えば、機器部分の運動経路上に、運動とは逆方向に作用する反対の力を含む磁気干渉力が機器の効率を低減するように作用する、特定の位置があり得る。この反対の力を克服するために、追加の電力が、機器を始動する際に特に問題となり得る電動機器に供給されなければならない。
【０００３】
既存の電動機器では、永久磁石が、整流子極のほぼ近くの整流子本体の周囲に沿って離間しているので、整流子極と回転子との間に磁力が生じ得る。電磁石を備えた電動機器では、整流子極が回転子鉄芯のすぐ近くにあるので、電磁石にエネルギーが与えられる際に、整流子極と回転子本体との間に望ましくない磁力が生じ得る。既存の電動機器では、磁性材料内に磁石を埋め込むことで、磁石の効率が減少し得る。
【０００４】
電動機器は、電力源により制御され、電力を動力に変換する。既存の電動モータは、制御回路が非効率である場合があり、特に、随時動作する磁界を高い動作周波数で生成する電気コイルに、電力を与えるように処理される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既存の電動機器に関連する１つ以上の不利な点又は制約に対処すること若しくはそれらを改善することが、或いは、有用な代用案を少なくとも与えることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明により提供されるのは、
第１数の相互に離間した極を備えた第１部分を含む整流子又は回転子／走行子である第１部品と、
第１部分の極との磁気相互作用により電気エネルギーと機械エネルギーとを変換するために配置された第２数の相互に離間した極を備えた、第１部分と実質的に同じ長さの第２部分を含む回転子／走行子又は整流子である第２部品と、
第１部品又は第２部品内の永久磁石と
を含む電動機器であり、
第２数が、運動方向の磁気干渉力を実質的に低減するように、１つだけ第１数と異なり、
各部品の極の間の間隙の間隙深さが、各部品の本体と他の部品の極との間の磁気相互作用を実質的に減衰させるのに十分に深いことにより、第１部品と第２部品との間の磁気干渉力が低減され、
各部品が、運動方向に対して垂直に作用する磁力を実質的に打ち消すように、第１部品と第２部品との間の運動方向に対して横手の、且つ、部品の深さを通り抜ける方向に対称である。
【０００７】
実施形態では、機器の動作中に、第２部品は、第１部品に対して移動し、磁気干渉力は、力と脈動トルク等のトルクとを含む。各部品は、他の部品上の磁極（永久磁石又は電磁化極）に磁気的に引き付けられ得る軟磁性材料の本体を有する。一方の部品の極と他方の部品の本体との間で距離を大きく保つことで、それらの間の引力（それにより、運動方向に垂直な望ましくない力）が低減される。第１部品の間隙の最小限の深さは、一方の部品に利用される永久磁石の厚さに実質的に等しい、即ち、磁極面から本体までの間隙深さの全体は、磁石の厚さの２倍に等しい。
【０００８】
永久磁石を備えた部品の間隙深さが、いずれの永久磁石（ＰＭ）の厚さも除いて、少なくともＰＭの厚さにほぼ等しくてもよく、好ましくは、部品の極幅の２０％、１０％、又は５％以内、又は前記極幅に実質的に等しくてもよい。
【０００９】
各部品の極は、各部品上の極幅の約２０％、１０％、又は５％以内であるか、若しくは、前記極幅に実質的に等しい極間の間隙で、各部品上で実質的に等しく離間され得る。
【００１０】
各部品の極を、運動方向に垂直な軸に対称に配置することで、運動方向に垂直な逆方向で等量の磁気干渉力を直接与え、従って、運動方向に直交する力を実質的に打ち消すことができる。
【００１１】
第１部品の極は、電気コイルを含んでもよく、第２部品の極は、永久磁石を含んでもよい。代わりに、第１部品の極は、永久磁石を含んでもよく、第２部品の極は、電気コイルを含んでもよい。
【００１２】
永久磁石の極面は、隣接する極で交互に変わり得る。例えば、一方の部品の永久磁石の極面は、部品全体に沿って、交互に、北−南−北−南−北−南に変わる。
【００１３】
電動機器は、回転機器であってもよく、その場合、各部分の度量は、角度である。第１部品が、回転子であってもよく、第２部品が、整流子であってもよい（その逆もあり得る）。第１部分は、回転機器の第１部品の第１半部分を形成することができ、第２部分は、回転機器の第２部品の第１半部分を形成することができる。これは、半径方向の磁気干渉力を低減することを可能にし得る。代わりに、電動機器は、直線型機器であってもよく、その場合、各部分の度量は、距離である。第１部品は、走行子又は移動子であってもよく、第２部品は、整流子であってもよい（その逆もあり得る）。
【００１４】
電動機器は、電気的周期を有するコントローラにより駆動されるモータであってもよい。幾つかの実施形態では、各コイルは、電気的周期の第１半期中に、単一スイッチを介して、コントローラから電力を受け取る。他の実施形態では、各コイルは、電気的周期の第１半期中に、コントローラから正の電力を受け取り、電気的周期の第２半期中に、負の電力を受け取る。各コイルは、Ｈブリッジ構成では４つのスイッチを介して、又は、半ブリッジ構成では２つのスイッチを介して、電力を受け取ることができる。
【００１５】
各コイルは、電気的周期のほぼ４分の１にわたり、電力を受け取ることができる。
【００１６】
機器は、回転子又は走行子を介して動力入力を受け取る発電機であってもよく、各コイルの端子は、電力出力を与えることができる。コイルの第１組みは、電力を受け取ることができるのに対し、コイルの第２組みは、電力出力を与えることができる。これにより、機器は、モータ及び発電機として同時に機能することができる。第一部品は、回転式発電機内の回転子、又は、直線型発電機内の走行子であってもよい。
【００１７】
電動機器は、第１電動機器と第２電動機器とを含んでもよい。第１電動機器及び第２電動機器は、それらの各々の部品上に同数の極を有し、共通の駆動軸を共有する。第１電動機器の極は、磁気干渉力を低減するように、第２電動機器の極の中心から外して置かれる。中心を外して配置された極を備えた同軸の回転子を有することで、個別の機器のうちの１つの力がゼロではない位置で、磁気干渉力を取り消すことにより、脈動トルク等の磁気干渉力を更に低減することができる。
【００１８】
電動機器は、電力システムの一部であってもよい。
【００１９】
実施形態では、電動機器の幾何形状は、既存の電動機器と比較して、多くの（直線型機器に対して）並進位置又は（回転機器に対して）回転位置に、磁気干渉力の打ち消し又は低減又は釣り合いを与える。機器の２つの部品の間の、（回転機器内の）整流子と回転子との間の、又は、（直線型機器内の）整流子と走行子との間の磁気相互作用により、磁気干渉力が生じる。磁気干渉力は、機器の運動方向に（回転機器内の接線方向の力及びトルク、例えば、脈動トルク）又は直接的に２つの部品の間に（回転機器内の半径方向の力）あり得る。磁気干渉力の低減により、電動機器（モータ及び／又は発電機）内に運動を与えるのに必要とされる電力が低減され、従って、その動作効率及び／又は滑らかさが増す。
【００２０】
好ましい実施形態が、単に例として、縮尺が定められていない付属の図面を参照しつつ、以下に更に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】電動機器の第１部品の第１部分と電動機器の第２部品の第２部分の模範図である。
【図２】永久磁石極を含む第１部分と電磁石極を含む第２部分の模範図である。
【図３】電磁石極を含む第１部分と永久磁石極を含む第２部分の概略図である。
【図４】図４ａは、運動方向の横手方向に互いに整列して配置される、第１部分の極と第２部分の極の概略図である。図４ｂは、運動方向において、第１部品の２つの極の間の途中に配置される第２部品の極の概略図である。図４ｃは、運動方向において、第１部品の２つの極と対称に配置される第２部品の２つの極の概略図である。図４ｄは、運動方向において、第２部品の２つの極の間の途中に配置される第１部品の極の概略図である。
【図５】複数の部分と永久磁石極とを含む整流子を有する、直線型電動機器の概略図である。
【図５Ａ】複数の部分と電磁石とを含む整流子を有する、直線型電動機器の概略図である。
【図６】各々が複数の部分を含む回転子及び整流子を有する、電動回転機器の概略図である。
【図７】図７ａは、ゼロ度の位置での電動回転機器の概略図である。図７ｂは、１８度の位置での回転機器の概略図である。図７ｃは、３６度の位置での回転機器の概略図である。図７ｄは、５４度の位置での回転機器の概略図である。
【図８】電動機器用のスイッチコントローラの概略的ブロック図である。
【図９】低周波数で動作するスイッチコントローラにより駆動される電動モータのタイミング図である。
【図１０】高周波数で動作するスイッチコントローラにより駆動される電動モータのタイミング図である。
【図１１】電動モータ用のＨブリッジコントローラの概略的ブロック図である。
【図１２】ＨブリッジコントローラのＨブリッジ回路のブロック図である。
【図１３】低周波数でＨブリッジコントローラにより駆動される電動モータのタイミング図である。
【図１４】高周波数でＨブリッジコントローラにより駆動される電動モータのタイミング図である。
【図１５】半ブリッジコントローラのブロック図である。
【図１６】半ブリッジコントローラの半ブリッジ回路のブロック図である。
【図１７】低周波数で動作する半ブリッジコントローラにより制御される電動モータのタイミング図である。
【図１８】高周波数で動作する半ブリッジコントローラにより制御される電動モータのタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本明細書に記載されるのは、磁気相互作用により電気エネルギーと機械エネルギーとを変換するために配置される２つの部品を備えた電動モータ（例えば、回転式モータ、回転式発電機、直線型モータ又は直線型発電機）である。２つの部品は、例えば、（回転機器内の）整流子及び回転子、又は、（直線型機器内の）整流子及び走行子である。各部品は、整数個の等しい長さ（回転機器では角度量、又は、直線型機器では直線量）の部分を含む。
【００２３】
機器構成
【００２４】
図１に示されるように、部分は、例えば、第１部分１０２及び第２部分１０４は、各々が、本体１０６、１０８と１つ以上の極１１０、１１２とを含む。２つの部分１０２、１０４は、動作中に、互いに対して、極１１０、１１２の横列と整列する運動方向１１４に移動する。極１１０、１１２内に含まれる磁石により生成される磁界のために、２つの部分１０２、１０４は、磁気的に相互作用する。磁石により、第１部分１０２の極面１１６を第２部分１０４の隣接する極面１１８に主に連結する磁界が生じる。これらの磁界により磁力が生じるので、電動モータでは、部分１０２、１０４が、運動方向１１４に移動する。発電機では、極、例えば、第２部分１０４の極１１２の周りに巻かれるコイル内に、これらの磁界の動きにより電流が生成されるので、部分１０２、１０４が互いに対して運動方向１１４に移動する際に、電気が生成される。
【００２５】
各部分１０２、１０４の本体１０６、１０８は、珪素鉄、コバルト鉄、ニッケル合金、低炭素鋼、磁性ステンレス鋼等のような軟磁性材料により主に形成される。
【００２６】
第１部分１０２の極１１０は、軟磁性材料で形成され、図２に示されるような永久磁石２０２、又は、図３に示される電磁石３０２であり得る磁石を含む。第１部分１０２の各極１１０は、実質的に等しい第１極幅１２０で形成される。第１部分１０２の隣接する極１１０間で、第１部分１０２の磁性材料内の間隙１２２は、本体１０６及び極１１０の中よりも磁界を連結するのが難しい高透磁率の領域を作り出すように形成される。各間隙１２２は、極面１１６の面上のいずれの永久磁石も除いた、極面１１６と本体１０６との間の間隙１２４を有する（間隙深さ１２４は、「極の高さ」としても知られている）。各間隙１２２は、その上、間隙幅１２６が、極幅１２０に実質的に等しい。間隙１２６は、回転機器では角度幅である。
【００２７】
機器内の空気摩擦（「風損」）を低減するために、間隙１２２及び／又は１２８内に、アルミニウム、銅、プラスチック等のような非磁性材料を挿入することができる。
【００２８】
第２部分１０４の各極１１２は、第２部分１０４内で隣接する極１１８から、高さ１３０と幅１３２とを同様に有する間隙１２８により分離される。それは、対応して、第１部分１０２の間隙１２２、間隙高さ１２４及び間隙幅１２６と同じである。
【００２９】
第２部分１０４の極１１２は、極幅１３４が、第１部分１０２の極幅１２０と同じであり、間隙幅１３２に実質的に等しい。第２部分の各極１２２は、軟磁性材料で形成され、図２に示されるような電磁石２０４、又は、図３に示されるような永久磁石３０４であり得る磁石を含む。各電磁石２０４は、銅線等の磁気配線のコイルを含む。
【００３０】
各部分１０２、１０４は、長さＬが等しい（回転機器では角度量であり得る）が、図１、２及び３に示されるように、極１１０，１１４の数が等しくない。一方の部分には、第１数の極があり（例えば、第１部分１０２には、３つの極１１０があり）、他方の部分には、第２数の極がある（例えば、第２部分には、２つの極１１２がある）。第２数の極は、第１数の極と１だけ異なる（即ち、第２数は、第１数よりも大きく又は小さくなり得る）。言い換えると、一方の部分は、極数ｎを有し、他方の部分は、極数ｎ＋１を有する。２つの部分の間のこの極数比、ｎ：ｎ＋１により、磁気干渉力を、特に、脈動トルク等の、回転機器の動きとは反対の運動方向１１４に作用する磁気干渉力を低減することができる。
【００３１】
極比率ｎ：（ｎ＋１）を有することで、極１１０、１１２の磁化により運動方向１１４に生じる磁力は、運動方向１１４で互いに対して、２つの部分１０２、１０４の複数の位置で実質的に打ち消される。例えば、図４ａに示されるような、電動機器の第１部品１０４の極１１０と第２部品４０４の直接隣接する極１１２の直接的な整列では、２つの極１１０、１１２間の磁力は、運動方向１１４にいずれの成分も含まない。同様に、図４ｂに示されるような、運動方向１１４において第１部品４０２の２つの極１１０の間の途中に配置される第２部品４０４の極１１２では、極１１０、１１２の間の磁力が運動方向１１４において釣り合うので、この配置では、極１１０、１１２の間で運動方向１１４に作用する正味の力がゼロである。同様に、図４ｃに示されるような、第２部品４０４の極１１２の対と対称に配置される第１部品４０２の極１１０の対では、極１１０、１１２の間の力がこの位置において実質的に釣り合うので、運動方向１１４の力はない。同様に、図４ｄに示されるような、運動方向１１４において第２部品４０４の２つの極１１２の間の途中に配置される第１部品４０２の極１１０では、運動方向１１４の力は釣り合う。極１１０、１１２が、電動機器の各部品４０２、４０４内の等しい長さの整数個の部分１０２、１０４の中に配置されることで、２つの部品４０２、４０４が運動方向１１４で互いに対して移動する際に、極１１０、１１２は、（図４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄに示されるような）運動方向１１４においてゼロ力の位置に、複数の位置／時間点で配置されることになる。この配置により、運動方向１１４の磁気相互作用力を実質的に低減することができる。
【００３２】
ｎの値が高くなれば、磁気干渉力の打ち消しが起こる位置の数は多くなる。打ち消しが存在する点の間の位置では、運動方向１１４のその結果得られる力は、ゼロではないが、大きなｎ値に対して、例えば、３よりも大きなｎに対して、又は、実施し得る程度の大きさのｎに対して大きくはない。一般に、ｎ及び（ｎ＋１）を有する部分の協働する対は、部分長Ｌ当たり、２×ｎ×（ｎ＋１）の位置を有することになり、その結果得られる運動方向１１４の力は、実質的にゼロである。２ｎ（ｎ＋１）の高い値により、運動方向の磁気干渉力は、大きく低減される。
【００３３】
例えば、図５に示される直線型電動機器５００は、直線型整流子５０２の形の第１部品と、走行子５０４の形の第２部品とを含む。直線型整流子５０２は、各々が複数の整流子極５０８と本体５１０とを有する、複数の直線型整流子部分５０６を含む。各整流子極５０８は、各極面で永久磁石５１１を含む。整流子極５０８は、極５０８自体と等しい幅（即ち、極幅と等しい間隙幅）の極５０８間の間隙で、等しく離間される。走行子５０４は、電磁石を含む走行子極５１２と、本体５１４とを含む。走行子５０４は、各々が２つの極５１２を含んで同じ本体５１４を共有する、２つの走行子部分５１６を含む。
【００３４】
直線型電動機器５００では、走行子５０４が、１つの走行子部分５１６の長さを有し、前記走行子部分は、２つの走行子極５１２を含む。直線型整流子５０２は、複数の直線型整流子部分５０６を含み、前記直線型整流子部分の各々は、長さが走行子部分５１６と同じであり、３つの整流子極５０８を含む。このように、走行子部分５１６は、ｎの極数を有し、直線型整流子部分５０６は、ｎ＋１の極数を有する。
【００３５】
直線型電動機器５００内の直線型整流子５０２は、運動方向１１４に垂直な、且つ、部品の深さを通り抜ける（例えば、頂部と底部との間の、又は、２つの対向する側面の間の）磁力を打ち消すように、走行子５０４の対向側に配置される。各部品の深さは、図５の頁に示される大きさに沿った深さである。直線型整流子５０２及び走行子５０４である機器の２つの部品は、運動方向１１４に垂直な方向に対称であり、これにより、運動方向１１４に対して垂直に作用する磁気干渉力を実質的に低減することができる。例えば、一方の側面のみ、例えば、直線整流子５０２の一方の側面５０２Ａを形成する直線型整流子部分５０６と、走行子５０４の同じ対応する側面５０４Ａを形成する走行子部分５１６が、共に動作している場合、部品５０２Ａ、５０４Ａの間で運動方向１１４に対して垂直に作用する磁力は、運動方向１１４に垂直な大きな力を受けることになり、前記力は、機械的手段、例えば、誘導レールを用いて相殺される必要がある。相互作用する極の組みの各対に対称的な鏡面像を与えることにより、運動方向１１４に垂直な磁気干渉力は、実質的に低減される。これらの力を低減することにより、電動機器の動作は、より滑らかになり、より効率的になり得る。
【００３６】
図５Ａに示されるような直線型電動機器５００Ａは、直線型整流子５５２の形の第１部品と、各極面で永久磁石５１１を備えた走行子５５４の形の第２部品とを含む。直線型電動機器５００Ａの配置は、直線型整流子５５２が永久磁石を備えた極を含み、走行子５５４が電磁石５１１を備えた極を含むことを除いて、上述の直線型電動機器５００の配置に対応する。直線型電動機器５００Ａの動作は、対応して、直線型電動機器５００の動作と同じである。
【００３７】
動作（即ち、随時動作期）中の電動機器の能率を最適にするために、永久磁石（ＰＭ）を備えた各極の高さは、ＰＭの厚さを除いて、少なくともＰＭの厚さであり、好ましくは、部品の極幅の２０％、１０％、又は５％以内であるか、若しくは、前記極幅に実質的に等しい。これにより、極磁石と本体の軟磁性材料との間のいずれの引力も実質的に低減される。これにより、ほとんど全ての磁界線を、両部品の本体に向けてではなく、異なる部品上の隣接する極の間に向けることもできる。このように、これらの磁界線は、主に、有用な力／トルクの生成に寄与していることになる。
【００３８】
間隙幅１２６、１３２の値／寸法は、磁石の高さと、利用される磁石の種類（ネオジウム・鉄・硼素、サマリウムコバルト、セラミック、又はアルニコ）に依存し、他の部品の隣接する極又は次に隣接する極と相互に作用する磁石の末端での磁気外縁部場を実質的に低減する。間隙幅１２６、１３２の値は、各々の極の周りの電磁コイル巻線のための十分な空間を与えるように、極の高さ（又は、間隙深さ）と組み合わせて選択される。例えば、各部品の極は、各部品上の極の極幅の約２０％、１０％、又は５％以内であるか、若しくは、前記極幅に実質的に等しい極間の間隙で、各部品上で実質的に等しく離間され得る。
【００３９】
電動機器は、図６に示されるような、回転式整流子６０２と回転子６０４とを含む電動回転機器６００であり得る。回転式整流子６０２は、軟磁性材料の本体６０６と、隣接する整流子極６０８の間の等しい間隙６０９で回転式整流子６０２の周りに等しく離間した複数の整流子極６０８とを含む。整流子間隙６０９は、角度幅が、整流子極６０８に実質的に等しい。各整流子極６０８は、極６０８の周りの巻線により形成される電磁石の形態の磁石を含む。回転子６０４は、本体６１０と、回転子極６１２に実質的に等しい角度幅の回転子間隙６１４により回転子６０４の周りに等しく離間した複数の回転子極６１２とを含む。各回転子極６１２は、極面上に、永久磁石の形態の磁石を含み、電動回転機器６００内で機械エネルギーと電気エネルギーとの間の変換を与える極６０８、６１２間の磁気相互作用のために、整流子極６０８と向き合う。回転子６０４は、回転子６０４の中心の軸６１６の周りで、運動方向１１４に回転する。回転式整流子６０２は、各々がｎ個の整流子極６０８を有する複数の整流子部分を含み、整流子部分は、角度量が、（ｎ＋１）個の回転子極６１２を含む対応する回転子部分と等しい。回転子電動機器６００は、回転式整流子６０２及び回転子６０４の各々の中に少なくとも２つの部分を有するように配置されており、一般に、運動方向１１４に垂直な、且つ、回転子６０４及び整流子６０２の深さを通り抜ける線に沿って対称であり、半径方向（即ち、運動軸６１６の輻状方向）の磁気干渉力を実質的に打ち消すことができ、それは、直線型電動機器５００を参照しつつ上に記載された横手方向の磁気干渉力の打ち消しと等価である。回転子６０４及び整流子６０２の深さは、機器の、その回転軸に沿った深さである。
【００４０】
電動回転機器６００では、ｎ＝４であり、回転子６０４は、その５つの極６１２の各々に取り付けられた永久磁石を備えた一方の部分と、同様に５つの極６１２を備えた直径方向に対向する部分とで構成される。回転式整流子６０２は、その４つの極６０８の各々の上に（コイルから形成される）電磁石を備えた一方の部分と、同様に４つの極６０８を備えた直径方向に対向する部分とで構成される。回転子部分が向き合う角度は、１８０度である。整流子部分が向き合う角度は、同様に、１８０度である。各部品の直径方向に対向する部分が、図６の点線６１８の反対側に示される。
【００４１】
電動機器６００は、全ての回転極６１２が極面を有し、極性が交互に変わる、即ち、図７ａに示されるように北／南／北／南／等である、磁石で構成され得る。
【００４２】
電動機器６００を回転式モータとして利用して、回転子極６１２上の永久磁石と整流子極６０８上の電磁石との間の磁気相互作用により、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する（つまり、回転子６０４が回転する）ことができる。電源からの電流は、電磁石のコイル（巻線）に通され、それにより、回転子６０４の永久磁石極に力を与える磁界が生成される。各整流子極６０８の磁界は、電磁石内の電流により、強度と方向の両方で制御される。
【００４３】
電気的コントローラ
【００４４】
モータとして構成される電動機器では、電動機器は、モータに電流を供給する電気的コントローラを含み、駆動モータと呼ばれるモータを制御する切替装置（又は、「切替方式」）を有し得る。駆動モータは、その整流子極の上に電磁石を備えた回転式電動モータ、その回転子極の上に電磁石を備えた回転式電動モータ、又は、その整流子極又は走行子極の上に電磁石を備えた直線型電動モータであり得る。駆動モータは、ｎ個の回転子／走行子極、又はｎ個の整流子極を有し得る。例えば、駆動モータは、回転機器６００の形態のものであり得る。
【００４５】
電気的コントローラは、電動機器のコイルへの電流の供給を制御するように構成され、それにより、駆動モータの好ましい動きとは反対の磁界は、実質的に防止されるか、又は、少なくとも最小限にされる。例えば、図１０、１４及び１８を参照しつつ以下に記載される駆動モータの高周波動作でさえも、その結果得られる生成された磁化が一般的に、好ましいモータの向きに駆動モータが動くのに有利である（即ち、対応する）場合のみに、電気的コントローラは、駆動モータの電磁石のコイルに電力を実質的に与える。このように、各コイルは、駆動モータの好ましい動きとは一般に反対の（他方の部品の極に関連する）磁気干渉力を生成する、いずれかの実質的な磁界を生成するようには駆動されない。
【００４６】
電気的コントローラは、周期Ｔｅで周期的に、各コイルに電流を与える回路を含む。以後に記載される例示のタイミング配置（即ち、時間領域配置）では、駆動電流は、各周期Ｔｅで繰り返される。タイミング配置（例えば、図９、１０、１３、１４、１７及び１８内で）は、四分周期、即ち、Ｔｅ／４を参照して記載され得る。各周期の開始は、「点Ａ」と呼ばれ、第１四分周期の終端は、「点Ｂ」と呼ばれ、半周期の終端は、「点Ｃ」と呼ばれ、第３四分周期の終端は、「点Ｄ」と呼ばれ、周期の終端（これは、次の周期の開始に対応する）は、「点Ｅ」と呼ばれる。回転式駆動モータでは、これらの点は、（固定整流子に対する）回転子の角度変位に対応する（逆も又同様である）。様々な機器では、モータの四分電気的周期運動に対応するこれらの角度変位点は、ｎの異なる値に対して、値が異なる。
【００４７】
回転機器６００の形態の例示の駆動モータでは、電磁石の各コイル内の電流は、各電磁石に対して、回転子６０４の角度位置に基づいてタイミング配置を有する例示の電気的コントローラにより制御される。例示の回転機器６００の四分周期点は、以下である：（Ａ）図７ａに示されるように、第１回転子極６１２Ａが第１整流子極６０８Ａと真っ直ぐに整列される、電気的周期Ｔｅの開始でのゼロ度の第１角度位置（「点Ａ」と呼ばれる）、（Ｂ）図７ｂに示されるように、第１回転子極６１２Ａが第１整流子極６０８Ａから運動方向において１８度の角度だけ回転された、Ｔｅの１／４での１８度の位置（「点Ｂ」と呼ばれる）、（Ｃ）図７ｃに示されるように、第１回転子極６１２Ａが第１整流子極６０８Ａから３６度の角度へ回転された、Ｔｅの１／２での３６度の位置（「点Ｃと呼ばれる」）、（Ｄ）図７ｄに示されるように、第１回転子極６１２Ａが第１整流子極６０８Ａから５４度の角度へ回転された、Ｔｅの３／４での５４度の位置（「点Ｄと呼ばれる」）。点Ｄから更に１８度の角度だけ回転することにより、回転子６０４は、ゼロ度の点（即ち、図７ａに示される点Ａ、「点Ｅ」とも呼ばれる）へ再び移動し、第３回転子極６１２Ｃが、第１整流子極６０８Ａと真っ直ぐに整列するように移動し、それにより、サイクルを繰り返す（第３回転子極６１２Ｃは、磁気極性が第１回転子極６１２Ａと同じである）。この実施例で与えられる特定の角度は、回転機器６００での２つの部品の互いに対する四分部分移動に関する。
【００４８】
駆動モータは、回転子が一回転を通して回転するのにかかる時間を指す機械的周期Ｔｍを有する。機械的周期Ｔｍと電気的周期Ｔｅとの間の関係は、異なる例示の駆動モータに対して、特に、ｎ及びｎ＋１の異なる値に対して異なる。例えば、回転機器６００の形態の駆動モータでは、（ｎ＋１）＝５であり、電気的周期（Ｔｅ）は、機械的周期（Ｔｍ）の１／５である。
【００４９】
図８に示されるような、例示の電気的スイッチコントローラ８００では、各電磁石は、スイッチにより駆動される。交流電流対直流電流（ＡＣ／ＤＣ）コンバータ又はバッテリーバンク等の直流電流（ＤＣ）電源８０２は、電力エレクトロニクススイッチ８１０、８１０＊を利用して、駆動モータ（例えば、例示の機器６００）内の電磁石のモータコイル８１２、８１２＊（「Ｍコイル」又は「ＭＣ」とも呼ばれる）にＤＣ電流を供給する。直流電流対直流電流（ＤＣ／ＤＣ）コンバータ８０４は、ＤＣ電力源８０２からのＤＣ電力を、位置センサ８０６及びコントローラ回路８０８を動作させるのに適切なＤＣ電圧に変換する。位置センサ８０６は、整流子５０２、６０２に対する走行子５０４又は回転子６０４の位置を定め、コントローラ回路８０８のための位置信号を生成する。コントローラ回路８０８は、位置信号に基づいて前記位置信号と同期され、正確に選択された時間で、スイッチ８１０、８１０＊を同時に切り替える（オン／オフにする）。各スイッチは、実質的に導通している場合にオン状態にあり、実質的に導通していない場合にオフ状態にある。コントローラ回路８０８は、入力コントローラ、又は、事前に設定された若しくは事前に選択された速度値に基づいて、走行子５０４又は回転子６０４の速度（即ち、モータの速度）も制御する。
【００５０】
機器内で直径方向に対向している整合コイル８１２及び８１２＊の対並びにそれらの各々のスイッチ８１０、８１０＊は、同期電流が、運動方向に垂直な（又は、「横手方向の」）潜在的な磁気干渉力を含む反対の磁力を差し引き、実質的に打ち消す（又は、少なくとも低減する）ように制御される。一般に、運動方向に対して横手方向の又は垂直な磁気干渉力を低減する又は実質的に打ち消すことにより、モータ軸受等からの望まれない摩擦を低減することができ、従って、モータの効率及び寿命が増す。
【００５１】
低周波数で動作するスイッチコントローラ８００により駆動される例示の駆動モータの各コイルに対する電気入力波形及び機械出力波形は、図９に示されるように関連している。図９（ａ）は、コイル電流を有することが、点Ａと点Ｃとの間での効率的な動きに有利である時を示す。図７ａ及び図７ｂに示されるような例示の機器６０６では、第１整流子極６０８Ａと第１回転子極６１２Ａが点Ａで整列し、点Ｂに約Ｔｅ／４だけ回転するまで、前記第１整流子極の磁化が前記第１回転子極と同じ磁気極性を有するように、コイル電流の方向が制御される。このように、第１整流子極６０８Ａは、第１回転子極６１２Ａに反撥し、第１回転子極６１２Ａとは反対の磁気極性を有する第２回転子極６１２Ｂを引きつける。図９（ｂ）は、スイッチ８１０が（従って、同期したスイッチ８１０＊も）、点Ａと点Ｂとの間でオン状態であることを示す。スイッチ８１０を（従って、同期したスイッチ８１０＊も）オフにすることにより、図９（ａ）に示されるように、コイル電流を有することが不利になる際に、コイル電流は、降下時間ｔｆのために減衰し、点Ｃでゼロに達することができる。図９（ｃ）は、電流上昇時間（ｔｒ）と下降時間（ｔｆ）とを含むコイル電流波形を示す。ｔｒ及びｔｆは、コイルインダクタンスの、そのＤＣ抵抗に対する比であるコイルの時定数に依存している。低周波数動作では、上昇時間及び下降時間は、周期Ｔｅの実質的な部分ではない。図９（ｄ）は、供給電圧（Ｖｄｃ）、切替状態（Ｓｓ）及びコイル電流（Ｉ）の積、又は、Ｐｅ＝Ｖｄｃ×Ｓｓ×Ｉである電気入力（Ｐｅ）の瞬時電力を示す。図９（ｅ）は、コイル電流のために現れたトルクの波形を示す。最大トルクは、点Ｂである。図９（ｆ）は、トルク（Ｔｑ）と回転子の角速度（ω）との積、又は、Ｐｍ＝Ｔｑ×ωである機械出力（Ｐｍ）の瞬時電力を示す。
【００５２】
各コイルが高周波数で動作するスイッチコントローラ８００により駆動される際の、例示の駆動モータの各コイルに対する電気入力波形及び機械出力波形は、図１０に示されるように関連している。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示されるような、コイル電流及び制御されたスイッチ状態に有利な時間は、低周波数動作の場合と実質的に同じであるが、高周波数では、Ｔｅは、更に短く、従って、電流上昇時間（ｔｒ）及び降下時間（ｔｆ）は、図１０（ｃ）に示されるように、Ｔｅの１／２まで占める。スイッチコントローラ８００が図９の波形の場合よりも高い周波数で動作しているので、図１０の波形は、コイル電流の最大値及び最小値が上昇時間（ｔｒ）及び下降時間（ｔｆ）により限定されることを示す。図１０（ｄ）は、三角形を有してＴｅの約１／４を占める、電気入力（Ｐｅ）の瞬時電力を示す。図１０（ｅ）は、コイル電流のために現れるトルクの波形を示す。トルクは、点Ｂで最大である。図１０（ｆ）は、Ｔｅの約１／２を占める機械出力（Ｐｍ）の瞬時電力を示す。
【００５３】
図１０（ｃ）に示されるように、高い動作周波数では、インダクタンス及び抵抗を含む駆動モータの設定された特性により限定される割合で上昇するコイル電流は、周期Ｔｅの少なくとも四分期の後にのみ、その最小値からその最大値へ増加し、同様に、周期Ｔｅの少なくとも第２四分期後にのみ、その最大値からその最小値へ減少する。その時間の後、図１０（ａ）に示されるように、コイル電流が「有利に」存在する期間は通り過ぎる：従って、オン状態にあるスイッチの継続時間は、実質的に周期の四分期であるように選択され、周期Ｔｅの第２四分期での「不利な」電流の時間が開始される前に、コイル電流がまだ可能な限り長くにわたりオンに保たれている間に、コイル電流を、その最小値（即ち、図１０（ｃ）では、ゼロ）に低くすることができる。このように、コイルに対応する極は、駆動モータの好ましい動きとは反対の力、「磁気干渉力」の形態を生成するいずれの大きな磁界も生成しないことになる。
【００５４】
例示の電気的Ｈブリッジコントローラ１１００では、各コイルＭＣ１、ＭＣ１＊、．．．、ＭＣｎ、ＭＣｎ＊は、図１１に示されるＨブリッジ回路１２００、１２００＊により駆動される。４つのスイッチ１２０２（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４）を含むＨブリッジ回路１２００により、（＋Ｖｄｃを供給する）単極ＤＣ源８０２からの電流は、図１２に示されるように、両方向でコイルを通過することができる。
【００５５】
Ｈブリッジコントローラ１１００により駆動され、低周波数で動作する例示の駆動モータの各コイルに対する電気入力波形及び機械出力波形は、図１３に示されるように関連している。図１３（ａ）は、Ｔｅの第１半期中に正であり、Ｔｅの第２半期中に負（又は逆）である、理想的なコイル電流の波形を示す。図１３（ｂ）は、４つのスイッチ状態の波形を示す。Ｓ１及びＳ４は、正の電流がコイルを通過するのを可能にするスイッチの対を形成する（Ｓ１及びＳ４は、点Ａでオンにされ、次に、Ｓ１は、点Ｂでオフにされ、Ｓ４は、点Ｃでオフにされる）。Ｓ３及びＳ２は、負の電流がコイルを通過するのを可能にするスイッチの対を形成する（Ｓ３及びＳ２は、点Ｃでオンにされ、次に、Ｓ３は、点Ｄでオフにされ、Ｓ２は、点Ｅでオフにされる）。図１３（ｃ）は、電流が、一般に点Ａと点Ｃとの間で正であり、点Ｃと点Ｅとの間で負である、コイル電流波形を示す。図１３（ｄ）は、電気入力（Ｐｅ）の瞬時電力を示し、電力は、点Ａ〜点Ｂで及び点Ｃ〜点Ｄで電源から引かれる。図１３（ｅ）は、コイル電流のために現れるトルクの波形を示す。最大トルクは、点Ｂと点Ｄにある。図１３（ｆ）は、機械出力（Ｐｍ）の瞬時電力を示す。
【００５６】
Ｈブリッジコントローラ１１００を備え、高周波数で動作する例示の駆動モータの各コイルに対する電気入力波形及び機械出力波形は、図１４に示されるように関連している。Ｔｅに対する、図１４（ａ）に示されるような理想的なコイル電流のタイミングと、図１４（ｂ）に示されるような切替タイミングは、低周波数動作の場合と同じであるが、コイル電流は、図１４（ｃ）に示されるように、点Ａと点Ｃとの間でのみ正であり、点Ｃと点Ｅとの間でのみ負である。
【００５７】
Ｈブリッジコントローラ１１００が、図１３での波形の場合よりも高い周波数で動作しているので、図１４での波形は、コイル電流の最大値及び最小値が上昇時間（ｔｒ）と下降時間（ｔｆ）により限定されることを示す。各Ｈブリッジ回路１２００をオンにする（即ち、電流を流す）好ましい時間は、このように、最大動作周波数で約１／４Ｔｅである。図１４（ｄ）は、電気入力（Ｐｅ）の瞬時電力を示し、電力は、点Ａ〜点Ｂで及び点Ｃ〜点Ｄで電源から引かれる。図１４（ｅ）は、コイル電流のために現れるトルクの波形を示す。最大トルクは、点Ｂ及び点Ｄにある。図１４（ｆ）は、機械出力（Ｐｍ）の瞬時電力を示す。
【００５８】
例示の電動半ブリッジコントローラ１５００では、各コイルＭＣ１、ＭＣ１＊、．．．、ＭＣｎ、ＭＣｎ＊は、図１５に示されるように、半ブリッジ回路１６００、１６００＊により駆動される。２つのスイッチ１６０２（Ｓ１及びＳ２）を含む半ブリッジ回路１６００により、（＋Ｖｄｃと−Ｖｄｃの両方を供給する）双極ＤＣ源８０２から電流は、図１６に示されるように、各々のコイルを両方向で通過する。各コイルＭＣ１、ＭＣ１＊、．．．、ＭＣｎ、ＭＣｎ＊は、その各々の半ブリッジ１６００、１６００＊と電気的接地との間に接続される。
【００５９】
半ブリッジコントローラ１６００により駆動され、低周波数で動作する例示の駆動モータの各コイルに対する電気入力波形及び機械出力波形は、図１７に示されるように、関連している。図１７（ａ）は、Ｔｅの第１半期中に正であり、Ｔｅの第２半期中に負（又は、逆）である、理想的なコイル電流の波形を示す。図１７（ｂ）は、２ついの切替状態の波形を示す。スイッチＳ１により、正の電流がコイルを通過することができる（Ｓ１は、点Ａでオンにされ、次に、点Ｂでオフにされる）。スイッチＳ２により、負の電流がコイルを通過することができる（Ｓ２は、点Ｃでオンにされ、次に、点Ｄでオフにされる）。各スイッチは、各周期の１／４にわたりオンである。図１７（ｃ）は、電流が点Ａ〜点Ｃで正であり、点Ｃ〜点Ｆで負である、コイル電流波形を示す。図１７（ｄ）は、点Ａ〜点Ｂで及び点Ｃ〜点Ｄで電力が電源から引かれる、電気入力（Ｐｅ）の瞬時電力を示す。図１７（ｅ）は、コイル電流のために現れるトルクの波形を示す。最大トルクは、点Ｂ及び点Ｄにある。図１７（ｆ）は、機械出力（Ｐｍ）の瞬時電力を示す。
【００６０】
半ブリッジコントローラ１６００により駆動され、高周波数で動作する例示の駆動モータの各コイルに対する電気入力波形及び機械入力波形は、図１８に示されるように、関連している。理想的な電流及び切替タイミングは、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示されるように、Ｔｅに対して低周波数動作の場合と同じである。図１８（ｃ）は、電流が、点Ａ〜点Ｃで正であり、点Ｃ〜点Ｅで負である、コイル電流波形を示す。半ブリッジコントローラ１６００が、図１７の波形の場合よりも高い周波数で動作しているので、図１８の波形は、コイル電流の最大値及び最小値が上昇時間（ｔｒ）及び下降時間（ｔｆ）により限定されることを示す。最大周波数でのモータの動作では、各スイッチＳ１、Ｓ２をオンにする好ましい時間は、このように、図１８に示されるように約１／４Ｔｅである。図１８（ｄ）は、点Ａ〜点Ｂで及び点Ｃ〜点Ｄで電力が電源から引かれる、電気入力（Ｐｅ）の瞬時電力を示す。図１８（ｅ）は、コイル電流のために現れるトルクの波形を示す。最大トルクは、点Ｂ及び点Ｄにある。図１８（ｆ）は、機械出力（Ｐｍ）の瞬時電力を示す。
【００６１】
好ましくは、コントローラ回路を含むコントローラ（スイッチコントローラ８００、Ｈブリッジコントローラ１１００、又は半ブリッジ１５００等）は、各コイルに対してスイッチ（単一スイッチ、Ｈブリッジスイッチ又は半ブリッジスイッチ）を含むことにより、且つ、電源（直流ＤＣ源等）からコイルへ並列に電流を与えることにより、各コイル内へ個別に電流を与える（又は、「注入する」）ように構成される。直列ではなく並列にコイルに電力を供給することにより、１つのコイルのみの電気抵抗がＤＣ源の電圧を被る（直列のコイルに対する複数のコイルの電気抵抗ではない）ので、各コイル内の電流の流れが、より大きくなる。コイル内の電流が、（コイル導線の性能限界内で）より高ければ、電動機器内の電磁力は、より高くなる。
【００６２】
電動機器は、機械部品が共有された複数の個別の電動機器と等価な複数の移動性の磁気部品を含む複数部品の機器であり得る。例えば、複数部品の機器は、各々の部品上の極数が同じであって共通の駆動軸を共有する、第１電動機器及び第２電動機器を含んでもよい。第１電動機器の極は、好ましくは、磁気干渉力を更に低減するように、第２電動機器の極の中心から外して置かれる。例えば、中心を外して置かれた極を有する同軸の回転子を有することで、個別の機器のうちの１つの力がゼロではない位置で、磁気干渉力を打ち消すことにより、脈動トルク等の磁気干渉力を低減することができる。
【００６３】
電動機器は、様々な用途及びシステムに利用することができる。電動機器は、拡大縮小可能である、即ち、様々な寸法及び電力規格に作製され得る。回転式モータとして、前記電動機器は、様々な機器、電動工具、電気自動車等の中に組み込むことができる。回転式電動発電機として、前記電動機器は、風力発電機、水力発電機、ハイブリッドカー等に利用することができる。直線型電動モータとして、前記電動機器は、例えば、電磁式鉄道及び磁気式列車に利用することができる。
【００６４】
実施例
【００６５】
コンピュータで模擬試験された試作では、電動機器は、ｎ＝４である（図５Ａに示されるような、ｎ＝２である機器と同じである）直線型機器の形である。例示の機器は、部分当たり５つの極を有する整流子を含む（複数の整流子部分がある）。整流子の極幅は、３５ｍｍであり、整流子の極間隙は、３５ｍｍであり、整流子の間隙深さは、３５ｍｍである。整流子本体は、珪素鋼の軟磁性材料を含む。直線型機器は、部分当たり４つの極を有する走行子を含む（２つの走行子部分が対称にある）。走行子の極幅は、４４ｍｍであり、走行子の間隙幅は、４４ｍｍであり、走行子の間隙深さは、４４ｍｍである。走行子の磁性材料は、低炭素鋼である。走行子は、ネオジウム鉄硼素から作製される、幅が３５ｍｍ、厚さが１０ｍｍの永久磁石（ＰＭｓ）を含む。整流子は、コイル当たり１００巻きの銅線のコイルを含む。５ｍｍの空隙は、整流子極面と走行子極面とを分離する。機器の深さ、即ち、部品の深さは、運動方向を通過し、図５Ａの頁では、従って、整流子、走行子及びＰＭの深さであるが、１００ｍｍである。
【００６６】
模擬試験された試作機器のシミュレーションでは、運動方向のゼロではない磁気干渉力のピーク値は、約２６Ｎであった。電気入力ピーク電流は、コイル当たり約５０Ａである。運動方向に作り出される力のピーク値は、エネルギーを帯びたコイル当たり約５１０Ｎであった。
【００６７】
解釈
【００６８】
多くの変更は、本発明の範囲を逸脱することなく、当業者に明らかである。
【００６９】
本明細書内の、あらゆる先行文献（又は、その文献から導出される情報）、又は、周知のいずれの印刷物の参照は、その従来技術の文献（又は、その文献から導出される情報）又は周知の出版物が、本明細書が関連する試みの範囲内で共通の一般的知識の一部分を成しているという、容認又は承認又は示唆のいずれの形態でもなく、そのように解釈されるべきではない。
【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５Ａ】
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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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【国際調査報告】
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