"インナロータ磁極変調機械用ロータであって、前記磁極変調機械のステータのステータ磁界との相互作用のためのロータ磁界を発生させるように構成され、前記ロータの長手方向軸を中心に回転するように適合されているロータにおいて、前記長手方向軸の周りに円周方向に配置され、各々が磁束を発生させるように磁化の方向で磁化されている複数の永久磁石と各々が、前記複数の永久磁石のそれぞれ1つによって発生する磁束のために少なくとも2次元の磁束経路を提供するように適合された複数の軸方向磁束誘導部材であって、前記2次元磁束経路は軸方向成分を含む、複数の軸方向磁束誘導部材と、前記複数の永久磁石の半径方向内側に配置された内側管状支持部材を備える支持構造と、前記複数の永久磁石の1つ又は複数によって発生する磁束のために少なくとも半径方向の経路を提供するように適合された少なくとも1つの外側磁束誘導部材とを備える、ロータ。前記外側磁束誘導部材は、前記永久磁石及び前記軸方向磁束誘導部材を取り囲む外側管状支持構造を備える、請求項1に記載のロータ。前記外側管状支持部材及び前記内側管状支持部材間に半径方向に延在する複数のスポーク部材をさらに備える、請求項2に記載のロータ。前記スポーク部材は、前記外側磁束誘導部材及び前記支持構造のうちの少なくとも1つの一体部分として形成されている、請求項3に記載のロータ。前記永久磁石は、個々のスポーク部材によって互いに円周方向に分離されている、請求項3又は4に記載のロータ。前記スポーク部材は、少なくとも半径方向の磁束経路を提供するようにさらに適合されている、請求項3から5までのいずれか一項に記載のロータ。前記スポーク部材は積層金属板で作られている、請求項3から6までのいずれか一項に記載のロータ。前記スポーク部材を形成する前記積層金属板は、個々の半径方向/円周方向平面に配置されている、請求項7に記載のロータ。前記外側磁束誘導部材は積層金属板で作られている、請求項1から8までのいずれか一項に記載のロータ。前記外側磁束誘導部材を形成する前記積層金属板は、個々の半径方向/円周方向平面に配置されている、請求項9に記載のロータ。前記支持構造は積層金属板で作られている、請求項1から10までのいずれか一項に記載のロータ。前記支持構造を形成する前記積層金属板は、個々の半径方向/円周方向平面に配置されている、請求項11に記載のロータ。前記支持構造は非磁性材料で作られている、請求項1から10までのいずれか一項に記載のロータ。前記複数の軸方向磁束誘導部材の各々は、積層金属板で作られている、請求項1から13までのいずれか一項に記載のロータ。前記複数の軸方向磁束誘導部材の各々を形成する前記積層金属板は、少なくとも軸方向及び円周方向の範囲を有する個々の平面に配置されている、請求項14に記載のロータ。前記複数の軸方向磁束誘導部材の各々を形成する前記積層金属板は、少なくとも軸方向及び半径方向の範囲を有する個々の平面に配置されている、請求項14に記載のロータ。前記複数の軸方向磁束誘導部材の各々は、3次元磁束経路を提供する軟磁性材料から作られている、請求項1から13までのいずれか一項に記載のロータ。前記永久磁石の磁化の前記方向は、少なくとも半径方向成分を有する、請求項1から17までのいずれか一項に記載のロータ。前記永久磁石の磁化の前記方向は、少なくとも円周方向成分を有する、請求項1から18までのいずれか一項に記載のロータ。ステータ、及び、請求項1から19までのいずれか一項に記載のロータを備える電気機械。第1の態様によれば、インナロータ磁極変調機械用ロータが本明細書に開示され、ロータは、磁極変調機械のステータのステータ磁界と相互作用するためのロータ磁界を発生させるように構成されており、前記ロータは、ロータの長手方向軸の周囲を回転するように適合されており、ロータは、回転中、長手方向軸を取り囲む円筒形の外面を画定し、ロータは、長手方向軸の周囲に円周方向に配置され、各々が磁束を発生させるように磁化の方向に磁化されている、複数の永久磁石と、各々が、複数の永久磁石の各々によって発生する磁束のための少なくとも2次元の磁束経路を提供するように適合された複数の軸方向磁束誘導部材であって、2次元磁束経路は軸方向成分を含む、複数の軸方向磁束誘導部材と、複数の永久磁石の半径方向内側に配置された内側管状支持部材を備える支持構造と、複数の永久磁石の1つ又は複数によって発生する磁束のための少なくとも半径方向の経路を提供するように適合された少なくとも1つの外側磁束誘導部材とを備える。したがって、本明細書に開示されるのは、半径方向で主ギャップ磁束経路を使用する設計の機械の軸方向に効率的な磁束経路を示す永久磁石ロータの実施例である。さらに、本明細書に開示されるロータの実施例は高い突極性を有し、すなわち、これらは、適切な表現の直d軸及び横q軸間の全体的な磁束経路リラクタンスの著しい変動を示し、したがって、かなりの追加のリラクタンストルクを提供する。埋設磁石機械では、リラクタンスの違いを、それらの磁化に対して直角電気的に、すなわち、磁極ピッチの半分に等しい角度の軸の磁石を過ぎて磁束を流すために積層磁性材料を使用することによって促進させることができる。さらに、本明細書に記載されるロータの実施例は、ロータの高回転速度時であっても、明確に画定されたエアギャップを提供する。複数の永久磁石は、円周の周りの磁石が1つおきに磁化方向で反転されるように配置されてもよい。これによって、個々のロータ磁極セクションは、等しい極性を示す磁石のみと結びつくことができる。いくつかの実施例では、永久磁石は、内側管状支持部材の外側取り付け表面上に取り付けられる。ロータは、2から200の間、5から60の間、又は10から30の間など、任意の数の永久磁石を備えてもよい。内側及び/又は外側管状支持部材は、任意の軸方向の長さを有してもよい。いくつかの実施例では、内側及び/又は外側管状支持部材の軸方向の長さは、永久磁石及び/又は軸方向磁束誘導部材の軸方向の長さに対応する。ロータ、例えば、支持構造は、ロータ及びステータ間の相互作用によって発生するトルクを伝達するための手段を備えてもよい。いくつかの実施例では、支持構造は、発生されたトルクを伝達するためのシャフトに接続される。いくつかの実施例では、軸方向磁束誘導部材は、軟磁性粉末のような軟磁性材料から作られ、これによって、ロータの製造を簡単にし、効率的な磁束集中を実現し、半径方向、軸方向及び円周方向の磁束経路成分を可能にする軟磁性材料の効率的な3次元磁束経路の利点を活用する。これによって、成形を単一の圧縮ツール構成で行うことができる粉末成形法の使用によって、同じ工程で軸方向磁束誘導部材を効率的に作ることができる。さらに、3次元すべての磁束経路を単一の磁束誘導部材に効率的に設けることができるため、ロータの半径方向の厚さを減らすことができる。これは、さらに、永久磁石をより大きい周囲を有するより大きい直径上に配置することができ、ギャップの直径が一定に保たれるため、接線方向により広い磁石を可能にする。これは、十分な磁界強度を供給するためにこれらの厚さ及び断面積を増加させながら、より安価な磁石例えば、フェライトの使用を許容することができる。軟磁性粉末は、例えば、軟磁性鉄粉末、或いは、Co若しくはNi又はこれらの一部を含む合金を含む粉末であってもよい。軟磁性粉末は、実質的に純粋な水でアトマイズした鉄粉、又は、電気絶縁体で被覆された不規則な形の粒子を有するスポンジ鉄粉であってもよい。この文脈で、用語実質的に純粋は、粉末から異物が十分に除去されているべきであり、不純物のO、C及びNの量が最小限に保たれているべきであることを意味する。平均粒径は、概して300μmより下で10μmより上である。しかしながら、軟磁性特性が十分であり、粉末が型圧縮に適している限り、任意の軟磁性金属粉末又は金属合金粉末を使用することができる。粉末粒子の電気絶縁体は、無機材料で作られてもよい。特に好適なのは、米国特許第6348265号参照により本明細書に組み込まれるに開示されている種類の絶縁体であり、これは、絶縁酸素及びリン含有バリアを有する本質的に純粋な鉄から構成されるベース粉末の粒子に関する。絶縁された粒子を有する粉末は、スウェーデンのHoganasABから入手可能なSomaloy登録商標500、Somaloy登録商標550、又はSomaloy登録商標700として利用可能である。外側磁束誘導部材は、半径方向の磁束経路と、ロータのアクティブエアギャップに対して半径方向外側に面する界面とを提供し、磁束がアクティブエアギャップを経てステータに伝達できるようにする。外側磁束誘導部材は、さらに、円周方向磁束経路を提供することができ、具体的には、外側磁束誘導部材は、半径方向/円周方向平面に少なくとも2次元の磁束経路を提供することができる。外側磁束誘導部材が、永久磁石及び軸方向磁束誘導部材を取り囲む外側管状支持構造を備える場合、ロータ構造の強度は増加し、したがって、改善された高速動作を可能にする。軸方向磁束誘導部材は、軸方向磁束経路を提供する。いくつかの実施例では、ロータは軸方向磁束誘導部材を備え、軸方向磁束誘導部材は、例えば、金属粉末から製造された軟磁性構成要素として、又は、ロータの軸方向と平行な平面、例えば、半径方向/軸方向平面若しくは円周方向/軸方向平面に本質的に配向された積層物として形成されてもよい。軸方向磁束誘導部材は、軸方向/円周方向平面又は軸方向/半径方向平面に少なくとも2次元の磁束経路を提供することができ、したがって、軸方向の磁束の集中を可能にし、同時に、軸方向磁束誘導部材及び外側磁束誘導部材間の磁束経路の効率的な伝達を可能にする。軸方向磁束誘導部材は、したがって、軸方向磁気戻り経路のいくつか又はすべてをロータに生じさせるように配置されてもよい。したがって、磁極変調機械の実施例では、ステータの軸方向磁路を回避することができ、したがって、より簡単で安価なステータ構造を可能にし、そうでなければコイルの周囲のみ及び磁石の周囲のみに生じるかもしれない不要な磁気漏れ経路を、磁石及びコイルを連結することなく回避する。軸方向磁束誘導部材は、外側磁束誘導部材とは異なる別個の構成要素として設けられてもよい。軸方向磁束誘導部材は、磁石から半径方向外側の、又は、磁石に接線方向に隣接する領域に配置されてもよい。これらの軸方向磁束誘導部材は、磁界の円周方向成分から結果として生じる渦電流を最小にするために適切な方向を与えるように、半径方向/円周方向に配置された他の積層物内のスロット又は開口部に配置されてもよい。軸方向磁束誘導部材は、磁界が実質的に半径方向及び/又は軸方向の又は、実質的に一定の領域に、例えば、磁石に近接して配置されてもよい。軸方向磁束誘導部材が積層物として形成されている場合、積層物は、磁石の磁化方向の方向に配置された積層物の平面によって配向されてもよい。軸方向磁束誘導部材は、例えばエンドプレートによって、ロータコアの軸方向端部で遠心力に対して拘束されてもよい。いくつかの実施例では、ロータは、ロータの各軸方向端部にエンドプレートを備え、各軸方向磁束誘導部材の少なくとも一部は、エンドプレートの個々の穴を通って軸方向に延在する。代わりに又は加えて、軸方向磁束誘導部材は、遠心力に対して半径方向に軸方向磁束誘導部材を支持するための、ロータコアの個々の軸方向端部の他の支持構造に結合されてもよい。軸方向磁束誘導部材は、次いで、それ自体の遠心力を取るが、また、磁石の遠心力をも取るビームになり、こうした役割から半径方向/円周方向積層物のスポークを除去する。半径方向/円周方向積層物のスポークを除去する又は少なくとも減少させることができることが、軸方向磁束誘導部材を拘束することの他の利点である。これは、磁気シャント効果を減少又は回避すらし、これはひいては、より小さいしたがってより安価な磁石を使用することを可能にし、したがって、結果としてより小さいしたがってより安価な機械になる。ロータの磁気構造は、軸方向磁束誘導部材の導入によっても、さらにこれらの部分の半径方向の寸法を大きくすることによっても損なわれることがないため、本明細書で定義されるロータ構造の実施例の遠心力を処理する能力に大きな改善があるかもしれない。これは、所定の寸法の機械が、実質的により高速に動作することができ、特定の出力の比例した増加と、サイズ、重量、効率及びコストの結果として生じる減少とをもたらすことを意味する。所定の速度で動作するはるかにより大きいロータより高い出力用途のためのが容易になることも意味する。いくつかの実施例では、軸方向磁束誘導部材が上述したように遠心力に対して拘束されている場合、軸方向磁束誘導部材は、例えば、軸方向磁束誘導部材を半径方向/円周方向の積層物の穴に配置することによって、ロータの半径方向/円周方向の積層物の少なくとも一部を拘束することができる。これは、速度及び/又はロータ径のさらなる増加を可能にする。本明細書に記載された配置での、軸方向磁束誘導部材コアの軸方向端部に拘束されてもよいの、半径方向/円周方向の積層体との組合せは、機械的整合性と、したがって速度/サイズ制限とを大きく改善し、同時に、大きな渦電流損失を生じることなしに、良好な軸方向磁気経路を提供する。ロータの良好な軸方向磁気経路は、ステータの軸方向磁気戻り経路すなわち、クローを減少させる、又は除去することすら可能にし、これはサイズの縮小を意味するが、より重要なことには、良好な軸方向経路は、突極性を維持し、したがって、かなりのリラクタンストルクを達成するために有益である。これは、機械が、インバータ駆動されるときに競合される場合、非常に望ましい特徴である。永久磁石が個々のスポーク部材によって互いに円周方向に分離されている場合、ロータ構造の強度はさらに増加される。スポーク部材がさらに、少なくとも半径方向の磁束経路を提供するように適合されている場合、効率的で小型のロータ構造が提供される。スポーク部材は、積層金属板から作られてもよい。いくつかの実施例では、管状支持部材は、半径方向-接線方向平面に磁束経路を提供する積層金属板から作られ、永久磁石は半径方向に磁化され、各軸方向磁束誘導部材は、永久磁石の1つから半径方向外側に延びる金属板積層歯ボディ部材として形成され、且つ、実質的に半径方向/軸方向平面に磁束経路を提供するように適合され、ロータは、金属板積層歯ボディ部材のそれぞれから半径方向外側に延びる金属板積層歯先端部材として各々形成されると共に、半径方向-接線方向平面に磁束経路を提供するように適合された複数の外側磁束誘導部材を備える。金属板積層物は、スチール板積層体であってもよい。いくつかの実施例では、管状支持部材は、少なくとも半径方向に磁束経路を提供する積層金属板から作られ、永久磁石は半径方向に磁化され、軸方向磁束誘導部材の各々は、永久磁石の1つから半径方向外側に延びる、軟磁性成分、例えば軟磁性粉末成分から作られた歯ボディ部材として形成されると共に、3次元すべて半径方向、接線方向/円周方向、軸方向に磁束経路を提供するように適合される。外側磁束誘導部材は、歯ボディ部材を取り囲む積層金属板の連続管状構造、例えばスリーブとして形成されてもよい。いくつかの実施例では、永久磁石は円周方向に磁化され、各永久磁石は、2つの軸方向磁束誘導部材間に円周方向に挟まれてもよく、軸方向磁束誘導部材の各々は、少なくとも円周方向及び軸方向成分を有する磁束経路を提供するように適合された金属板積層部材として形成されてもよい。外側磁束誘導部材は、永久磁石及び軸方向磁束誘導部材を取り囲む管状構造を形成する積層金属板から形成されてもよい。外側磁束誘導部材を形成する積層金属板は、外側管状部材から半径方向内側に延びるスポーク部材をさらに備えてもよい。各スポーク部材は、個々の軸方向磁束誘導部材間に挟まれた2つの永久磁石を円周方向に分離してもよい。いくつかの実施例では、ロータは、永久磁石及び/又は軸方向磁束誘導部材の軸方向の長さより短い軸方向の長さを各々が有する2つの外側磁束誘導部材を備えてもよい。このような実施例では、外側磁束誘導部材は、それらの間の円周方向のギャップを残して、ロータの個々の軸方向端部に近接して配置されてもよい。したがって、軸方向磁束誘導部材が、外側磁束誘導部材の軸位置に向かう軸方向の磁束の集中を可能にするため、外側磁束誘導部材は、永久磁石の軸方向範囲全体を覆う必要はない。したがって、磁気特性を大幅に損なうことなく、ロータ構造の重量及び/又は慣性モーメントを減少することができる。いくつかの実施例では、外側磁束誘導部材の軸方向の範囲及び位置は、ロータ及びステータ間のアクティブエアギャップの軸方向の幅に対応するように制限されてもよい。いくつかの実施例では、ギャップは、永久磁石及び/若しくは軸方向磁束誘導部材を遠心力に対して拘束する環状支持部材、例えば、リボン、スリーブ又は管によって少なくとも部分的に満たされてもよい。環状支持部材は、非磁性材料、例えば、アルミニウム、マグネシウム合金、ポリマ系材料、複合材料、ガラス繊維やカーボン繊維等の繊維材料、又は上記の組合せから作られてもよい。別の態様によれば、本明細書に開示されるのは、電気的回転機械、例えば、磁極変調機械であり、前記機械は、本明細書に記載したようなステータ及びロータを備える。ステータは、ステータ磁極クローが部分的に重なる又は重ならないステータであってもよい。いくつかの実施例では、ステータは、実質的に円形で複数の歯を含む第1のステータコアセクションと、実質的に円形で複数の歯を含む第2のステータコアセクションと、第1の円形ステータコアセクション及び第2の円形ステータコアセクション間に配置されたコイルとを備え、第1のステータコアセクション、第2のステータコアセクション、コイル及びロータは、ロータの長手方向軸によって画定される共通の幾何学的な軸を取り囲んでおり、第1のステータコアセクション及び第2のステータコアセクションの複数の歯は、ロータに向かって突き出すように配置され、第2のステータコアセクションの歯は、第1のステータコアセクションの歯に対して円周方向に位置がずれている。本発明の異なる態様は、上述したロータ及び電気的回転機械を含み異なった方法で、並びに、以下の及び他の装置及び製造方法で実施されることができ、以下の及び他の装置及び製造方法の各々は、上述した態様の少なくとも1つと関連して説明した利益及び利点の1つ又は複数をもたらし、各々は、上述した及び/又は従属請求項で開示した態様の少なくとも1つに関連して説明した好適実施例に対応する1つ又は複数の好適実施例を有する。さらに、本明細書に記載した態様の1つに関連して説明した実施例は他の態様に等しく適用できることが理解されるであろう。本発明の上記及び/又は追加の目的、特徴及び利点は、添付図面の参照と共に、以下の例示的且つ非限定的な本発明の実施例の詳細な説明によってさらに明らかにされるであろう。以下の説明では添付図面への参照が行われ、添付図面は、本発明をどのように実施できるかを例示として示す。本発明は、実例の1つが図1aに概略分解斜視図で示される磁極変調電気機械100の範囲にある。磁極変調電気機械ステータ10は、基本的には、軟磁性コア構造によって形成される複数の歯102に磁気的に供給する中央単一コイル20の使用によって特徴付けられる。他の一般的な電気機械構造については、コイルは個々の歯コアセクションの周囲に形成されるが、この場合ステータコアはコイル20の周囲に形成される。磁極変調機械トポロジの実例は、時には、例えば、クローポール、クロウフット、ランデル、又は、TFM機械として認識される。より具体的には、図示した磁極変調電気機械100は、複数の歯102を各々含むと共に実質的に円形である2つのステータコアセクション14、16と、第1の円形ステータコアセクション及び第2の円形ステータコアセクション間に配置されたコイル20と、複数の永久磁石22を含むロータ30とを備える。さらに、ステータコアセクション14、16、コイル20及びロータ30は、共通の幾何学的な軸103を取り囲んでおり、2つのステータコアセクション14、16の複数の歯は、閉回路磁束経路を形成するためにロータ30に向かって突き出るように配置される。図1の機械は、この場合にはステータ歯がロータに向かって半径方向に突き出し、ステータがロータを取り囲むため、ラジアル型のものである。しかしながら、ステータは、等しく良好にロータに対して内側に配置されることができ、この形式は以下の図面のいくつかにも例示されている。以下に示される本発明の範囲は、磁極変調電気機械のどのような特定の形式にも限定されない。例えば、本発明は、単相機械に限定されず、多相機械にも等しく良好に適用することができる。アクティブロータ構造30は、偶数個のセグメント22、24から構築されるが、ロータ磁極セクション24とも呼ばれる半数のセグメントは、軟磁性材料及び永久磁石材料22の他の半数のセグメントから作られる。最先端の方法は、これらのセグメントを個々の構成要素として製造することである。しばしば、セグメントの数はかなり大きくてもよく、典型的には個々のセクションに10から50程度である。永久磁石22は、永久磁石の磁化方向が実質的に円周方向になるように、すなわち、N極及びS極がそれぞれ実質的に円周方向に面するように配置される。さらに、他の永久磁石に対して反対方向の磁化方向を有する永久磁石22が、円周方向に数えて1つおきに配置される。所望の機械構造の軟磁性磁極セクション24の磁気機能は、完全に3次元であり、軟磁性磁極セクション24は、変動する磁束を3つの空間方向すべてで高い透磁率で効率的に運ぶことができることが要求される。図1bは、図1の場合と同じラジアル磁極変調電気機械を、どのようにステータ歯102がロータに向かって延びるか、及びどのように2つのステータコアセクション14、16のステータ歯が互いに対して回転方向にずれているのかをより明確に示す組み立てられた機械の断面図で示す。図2は、磁極変調機械用ステータの実例の概略図を示す。図3は、磁極変調機械用ステータの別の実例の概略図を示す。両方のステータは、2つのステータコアセクション14、16及びステータコアセクション間に挟まれたコア20を備え、ステータコアセクションは、それぞれ、2つのステータコアセクション14、16のステータ歯が互いに対して回転方向にずれているような、複数の半径方向に延びる歯102を有し、すべては図1に関連して説明したようなものである。図2のステータは、図1に関連して説明したステータと同様であるが、図3のステータの歯102はクローポールとして形成されており、すなわち、これらは、軸方向に延びるクローポールセクション302を有する。クローポールセクション302は、半径方向に突き出る歯102の先端からコイル及び個々の他のステータ磁極セクションに向かって軸方向に延びる。クローポールは、ステータの軸方向の長さにわたって部分的に軸方向に延びる。以下では、図1aから図1bに示す磁極変調電気機械の一部として、及び/又は、図2及び図3に示されたステータの1つと組み合わせて使用することができるロータの実例がより詳細に説明される。本願で説明されるロータは、上述したものと異なる形式の磁極変調機械のステータと共に使用されてもよいことを理解すべきである。図4は、磁極変調機械用ロータの実例を示す。具体的には、図4aは、ロータの斜視図を示し、図4bは、ロータと、磁極変調機械の対応するステータ、例えば、図2に示すステータの断面図を示す。図4のロータは、ロータの長手方向軸404を取り囲む管状中央支持部材403を備える。管状支持部材は、ロータによって駆動されるべきシャフト又は軸を受けるための中央開口部405を画定する。管状支持構造403は、軸方向に積み重ねられた積層環状スチール板で作られ、すなわち、積層物は、半径方向/円周方向平面と平行な平面を画定する。ロータは、管状支持部材403の外周面の周りに一様に分布された偶数個の永久磁石422をさらに備える。各永久磁石は、管状支持構造の軸方向の長さに沿って軸方向に延在する。この実例では、永久磁石は、対向する長方形の表面を有する比較的薄い板として形成される。半径方向内側の表面は、管状支持部材の外側表面に接続される、例えば、接着される、機械的に固定される、等である。永久磁石は、ロータの半径方向に磁化され、半径方向に永久磁石を通過して、すなわち、半径方向内側の表面と、半径方向内側の表面と反対側の半径方向外側の表面とを通過して延在する磁束を提供する。各永久磁石の円周方向に見て隣接する永久磁石が、これらが隣接する永久磁石とは異なる磁界の方向を有するように、永久磁石は交互の極性で配置される。ロータは、少なくとも軸方向の磁束経路を提供する複数の軸方向磁束誘導部材401をさらに備え、軸方向磁束誘導部材401の各々は、永久磁石のそれぞれの半径方向外側の表面上に配置される。各軸方向磁束誘導部材は、積層スチール板のブロックとして形成される。スチール板は、永久磁石と実質的に同じ軸方向及び接線方向の寸法を有するブロックを形成するように、且つ、軸方向及び実質的に半径方向の平面を画定するように、円周方向に積み重ねられた長方形の板である。ロータは、2つの外側磁束誘導部材402a、bが軸方向磁束誘導部材401の各々の半径方向外側の表面上に配置されるような、複数の外側磁束誘導部材402a及び402bをさらに備える。したがって、軸方向磁束誘導部材及び外側磁束誘導部材は、それぞれ半径方向に延在するロータ歯又は磁極を共同で形成し、軸方向磁束誘導部材は歯ボディを形成し、外側磁束誘導部材は歯先端を形成する。外側磁束誘導部材は、軸方向に積み重ねられた積層スチール板のブロックとして形成される。板は、概して台形形状を有するが、台形の平行な辺のより長い方は曲線として形成される。板は、ロータの長手方向軸に垂直な平面に配置され、すなわち、これらは、円周方向/半径方向平面の平面を画定する。さらに、積層板は、外側磁束誘導部材が共同で円形の円周を画定するように、それらの湾曲した側を半径方向外側にして配置される。外側磁束誘導部材は、ロータの軸方向の寸法より短い軸方向の長さを有し、これらは、これらが中央ギャップ406によって軸方向で分離されるように、軸方向磁束誘導部材401上にペアで配置される。図4bに示すように、電気回転機械の一部として組み立てられると、外側磁束誘導部材は、ステータのステータコアセクションの1つの歯14、16と軸方向に整列される。外側磁束誘導部材が個々の歯と円周方向に整列されると、ロータは3次元磁束経路を提供し、ここで、永久磁石422を通って延在する半径方向磁束は、軸方向磁束誘導部材401に軸方向に集中し、外側磁束誘導部材によって、アクティブエアギャップ409及びステータの対応する歯に向かって半径方向に供給される。内側支持部材403は、磁束がある永久磁石から隣接する永久磁石に伝達できるようにするように、半径方向及び円周方向の磁束経路を提供する。図4に示すロータは、図2に示すステータ、すなわち、クローポールを持たない又は少なくとも比較的小さい歯、すなわ歯テータの単相セクションの軸方向の範囲の一部、例えば半分未満に沿ってのみ延在する歯を有するステータを備える磁極変調機械での使用に適している。したがって、内側支持部材403、軸方向磁束誘導部材401及び外側磁束誘導部材402a、bの積層体の異なる方向は、少なくとも軸方向の磁束の集中を含むロータの3次元磁束経路を支持するように選択される。図5は、磁極変調機械用ロータの別の実例を示す。具体的には、図5aはロータの斜視図を示し、図5bはロータと、磁極変調機械の対応するステータ、例えば、図3に示すようなクローポールステータとの断面図を示す。図5のロータは、図4のロータと類似し、すべて図4に関連して説明したような、板を積層した管状内側支持部材503、内側支持部材503の円周の周りに交互の極性で配置された複数の半径方向に磁化された永久磁石522、及び、各永久磁石の半径方向外側に配置された板を積層した軸方向磁束誘導部材501を備える。図5のロータは、図4の外側磁束誘導部材402a、bと同様であるが、ロータの軸方向の長さ全体に沿って、又は、ロータの軸方向の長さの少なくともかなりの部分に沿って軸方向に延在する、板を積層した外側磁束誘導部材502をさらに備える。したがって、図5の実例では、単一の外側磁束誘導部材のみが各軸方向磁束誘導部材501に接続される。図5のロータは、したがって、図5bに例示するように、クローポールステータ、例えば図3に示すようなステータとの組合せに特に適している。図6は、磁極変調機械用ロータの別の実例を示す。図6のロータは図5のロータと同様であり、ロータは、すべて図5と関連して説明したような、板を積層した管状内側支持部材603,及び、内側支持部材603の円周の周りに交互の極性で配置された複数の半径方向に磁化された永久磁石622を備える。図6のロータは、永久磁石622のそれぞれの半径方向外側の表面上に各々が配置された複数の軸方向磁束誘導部材601をさらに備える。各軸方向磁束誘導部材は、例えば、適切な粉末冶金プロセスを使用して軟磁性粉末から作られた、軟磁性材料のブロックとして形成される。軟磁性軸方向磁束誘導部材601は、したがって、軟磁性構成要素が2つの次元への磁束経路を効果的に制限する積層面を含まないため、3次元すべての磁束経路を容易にする。その結果、軟磁性軸方向磁束誘導部材601は、図5の軸方向磁束誘導部材501及び外側磁束誘導部材502の磁束誘導特性を単一の構成要素に兼ね備える。それにもかかわらず、図6のロータは、軸方向に積み重ねられ積層された環状スチール板で作られた管状構造又はスリーブとして形成された外側磁束誘導部材602を備える。外側磁束誘導部材602は、軸方向磁束誘導部材601を取り囲み、ロータの高速回転中に永久磁石及び軸方向磁束誘導部材に作用する遠心力を相殺するため、効率的な半径方向磁束経路、及び、ロータの増加した機械的安定性の両方を提供する。さらに、軸方向磁束誘導部材601としての軟磁性構成要素の使用は、軸方向磁束誘導部材の半径方向の厚さを、図4及び図5の実例の歯ボディ及び歯先端の半径方向の厚さの合計と比べて減少させることを可能にする。これは、永久磁石をより大きい周長を有するより大きい直径上に配置することができ、ギャップの直径が一定に保たれるため、接線方向により広い磁石を可能にする。これは、等しい磁界強度を実現するために拡大された厚さ及び断面積を有するより安価な磁石例えば、フェライトの使用を可能にする。管状外側磁束誘導部材602には、隣接する軸方向磁束誘導部材601間に円周方向に配置された、すなわち、ギャップ611と円周方向に整列された軸方向に延在する溝612が設けられる。溝612は、管状構造の減少した厚さを結果として生じ、したがって、円周方向の増加した磁気抵抗を結果として生じ、したがって、漏れ磁束を減少させる。磁極変調機械のような電気機械のトルクは、ステータ構成要素及びロータ構成要素間のギャップを横断する磁束に関係する。磁束経路は、常に閉じた連続的な回路を示す。磁極変調機械では、磁束は、永久磁石、及びステータのコイルの電流によって誘起される。ロータ及びステータの相対回転位置に応じて、2種類のトルク、同期トルク及びリラクタンストルクを区別することができる。図7及び図8は、同期トルク及びリラクタンストルクをそれぞれ提供する、本明細書で開示されるロータの実施例の磁束経路を示す。図7及び図8は、図4に示すようなロータの磁束経路を示す。同様の磁束経路が、本明細書に記載したロータの他の実例によって提供されることは認識されるであろう。図7は、図2に示すステータとの組合せで図4のロータを示す。具体的には、図7では、ロータは、すべての他の外側磁束誘導部材402a、bがステータ歯の対応するものと円周方向に整列されるように、円周方向に配置される。残りの外側磁束誘導部材は、ステータ歯間の個々のギャップと整列される。したがって、図7に示す位置で、すべての永久磁石は、それに接続された軸方向磁束誘導部材の1つを通り、ステータの単一のステータ歯102とのアクティブエアギャップ409を通る磁束経路を有する。この位置での磁束経路は、同期トルク磁束経路と呼ばれる。同期トルク磁束経路の実例は、ライン707として図7に示される。概して、同期トルク磁束経路707は、ロータの永久磁石422を通過する。この磁束は、ステータ歯及びロータ磁極が互いに円周方向に整列される、いわゆるd軸位置でピークに達する。この位置は図7に示される。同期トルクのソースは、したがって、永久磁石の磁束及びコイルの磁束の両方である。図8は、図2に示すようなステータとの組合せで図4のロータを示す。具体的には、図8では、ロータは、各ステータ歯102が2つの隣接する外側磁束誘導部材402a、bの個々の部分と共通のギャップを有するように2つの隣接する外側磁束誘導部材402a、b間のギャップと円周方向に整列されるように円周方向に配置される。この位置での磁束経路は、リラクタンストルク磁束経路と呼ばれる。リラクタンストルク磁束経路の実例は、ライン807として図8に示される。概して、リラクタンストルク磁束経路807は、ロータの軟磁性スチール構造のみを通過する。この磁束は、図8に示すように、すべてのステータ歯がロータ磁極に同時に面するいわゆるq軸位置で、すなわち、2つのロータ磁極間のスロットがステータ歯の中央に集中している時、ピークに達する。これは、結果として機械の追加のトルクを生じることができる低リラクタンスを有する短い磁束経路を形成する。リラクタンストルクのためのソースは、ステータコイル20のコイル磁束である。図9は、磁極変調機械用ロータの別の実例を示す。図9のロータは図5のロータと同様であり、ロータは、すべて図5に関連して上述したような、板を積層した管状内側支持部材903、内側支持部材903の円周の周りに交互の極性で配置された複数の半径方向に磁化された永久磁石922、及び、各永久磁石922の半径方向外側に配置された板を積層した軸方向磁束誘導部材901を備える。図9のロータは、図5の外側磁束誘導部材502と類似した板を積層した外側磁束誘導部材902をさらに備える。しかしながら、図5の外側磁束誘導部材502は、個々のギャップ511によって互いに円周方向に分離されているが、外側磁束誘導部材902は、軸方向磁束誘導部材901を取り囲む連続円周構造を形成するように、軸方向に延在するブリッジ部912によって互いに接続されている。さらに、連続円周構造は、隣接する軸方向磁束誘導部材間のギャップに沿って延在する半径方向に延びるスポーク923によって、内側支持部材903に接続される。したがって、内側支持部材903、外側磁束誘導部材902及びスポーク923は、軸方向に積み重ねられた、概して環状のスチール板から形成された単一の板積層構造によって形成されてもよく、スチール板の各々は、シャフトのための中央開口部を提供する中央切り抜きと、永久磁石及び軸方向磁束誘導部材を受けるための円周方向に分布された切り抜きとを有する。したがって、スポークが外側磁束誘導部材の連続円周構造が変形するのを防ぐ、高い回転速度であっても効率的な磁束経路及び高い機械的強度を提供する、製造するのが特に容易なロータ構造が実現する。円周構造のブリッジ部912は、漏れ磁束を減らすように厚さが薄くされる。図9の実施例は、図5の実例と同様の軸方向連続外側磁束誘導部材によって示されているが、図9の実施例は、図4の実施例と同様の、各永久磁石に1対の軸方向に分離した外側磁束誘導部材を設けるように変更されてもよいことは理解されるであろう。この目的のため、内側支持部材、外側磁束誘導部材及びスポークを形成するスチール積層構造は、中央の板のみが内側環状部材を提供し、軸方向に外側の板は図9に示す形状を有する、異なった形状のスチール板によって形成されてもよい図10は、磁極変調機械用ロータの別の実例を示す。図10のロータは図6のロータと同様であり、ロータは、すべて図6に関連して説明したような、板が積層された管状内側支持部材1003、内側支持部材1003の円周の周りに交互の極性で配置された複数の半径方向に磁化された永久磁石1022、各永久磁石1022の半径方向外側に配置された軟磁性軸方向磁束誘導部材1001、及び、軸方向に積み重ねられて積層された環状スチール板で作られた管状構造として形成された外側磁束誘導部材1002を備える。さらに、管状構造1002は、隣接する軸方向磁束誘導部材1001間のギャップに沿って延在する半径方向に延びるスポーク1023によって、内側支持部材1003に接続される。したがって、内側支持部材1003、外側磁束誘導部材1002及びスポーク1023は、軸方向に積み重ねられた、概して環状のスチール板から形成された単一の板積層構造によって形成されてもよく、スチール板の各々は、シャフトのための中央開口部を提供する中央切り抜きと、永久磁石及び軸方向磁束誘導部材を受けるための円周方向に分布された切り抜きとを有する。したがって、図4から図10のロータは、すべて、図4から図6、図9から図10で点線矢印によって示すようなロータの半径方向で磁化された永久磁石を備え、半径方向に永久磁石を通過して、すなわち、半径方向内側の表面と、半径方向内側の表面と反対側の半径方向外側の表面とを通過して延在する磁束を提供する。各永久磁石の円周方向に見て隣接する永久磁石が、これらが隣接する永久磁石とは異なる磁界の方向を有するように、永久磁石は交互の極性で配置される。図11は、磁極変調機械用ロータの別の実例を示す。図11のロータは、ロータの長手方向軸を取り囲む管状中央支持部材1103を備える。管状支持部材は、ロータによって駆動すべきシャフト又は軸を受けるための中央開口部を画定する。支持構造1103はロータの磁気回路の一部ではないため、概して、管状支持構造1103は、任意の適切な材料、例えば、非磁性材料、例えば、アルミニウム、マグネシウム合金、ポリマ系材料、複合材料、ガラス繊維やカーボン繊維等の繊維材料、又は上記の組合せから作られてもよい。ロータは、管状支持部材1103の外周面の周りに分布する偶数個の永久磁石1122をさらに備える。各永久磁石は、管状支持構造の軸方向の長さに沿って軸方向に延在する。図11の実例では、永久磁石は、対向する長方形の表面及び側壁を有する比較的薄い板として形成される。半径方向内側の側壁は、管状支持部材の外側表面に当接し、管状支持部材の外側表面に接続されてもよく、例えば、接着又は機械的に固定されてもよい。永久磁石は、ロータの円周方向に磁化され、点線矢印によって示すように円周方向/接線方向の永久磁石を経て、すなわち、長方形表面を経て延びる磁束を提供する。各永久磁石の円周方向に見て隣接する永久磁石が、これらが隣接する永久磁石とは異なる磁界の方向を有するように、永久磁石は交互の極性で配置される。図11の実例では、内側支持部材は、軸方向に延在するリッジ1133、例えば、内側支持部材の半径方向に突き出る押出部を備え、その上に永久磁石が配置される。リッジは、トルク負荷を支持する。磁石は、この構造に接着されてもよいが、大きい積層リングが磁石及び軸方向磁束部材を半径方向で支持するため、磁石の追加の固定は必要ないかもしれない。各永久磁石は、2つの軸方向磁束誘導部材1101a、b間に、円周方向に挟まれる。各軸方向磁束誘導部材は、積層スチール板のブロックとして形成される。スチール板は、永久磁石と実質的に同じ軸方向及び半径方向の寸法を有するブロックを形成するように、且つ、軸方向及び接線方向永久磁石の位置で接線方向の平面を画定するように積み重ねられた長方形の板である。したがって、軸方向磁束誘導部材1101a、bは、軸方向及び接線方向の磁束経路を、円周方向で永久磁石に出入りする磁束に提供する。ロータは、管状支持構造から半径方向内側に延びると共に永久磁石及び軸方向磁束誘導部材の隣接する組を分離するスポーク部材1123を含む管状構造として形成された外側磁束誘導部材1102をさらに備える。外側磁束誘導部材及びスポーク部材は、軸方向に積み重ねられて積層された環状スチール板で作られる。外側磁束誘導部材1102は、軸方向磁束誘導部材1101a、b及び永久磁石を取り囲み、ロータの高速回転中に永久磁石及び軸方向磁束誘導部材に作用する遠心力を相殺するため、効率的な半径方向及び円周方向磁束経路と、ロータの増加した機械的安定性との両方を提供する。リッジ1133は、狭いベース及びより広い半径方向外側の部分を有するくさび形断面を有する。スポーク1123は、対応してより広い半径方向内側の端部を有し、したがって、スポークをリッジによって係合させ、拘束することを可能にする。代わりに又は追加で、スポークは内側支持部材1103に別の方法で結合されてもよい。本明細書に記載の種々の実施例では、軸方向磁束誘導部材は、遠心力に対してロータコアの軸方向端部で、例えば、図12aから図12dに示すように、エンドプレートによって拘束されてもよい。図12aから図12dは、ロータの異なった実施例の半径方向/軸方向平面での断面図を示す。図12aは、すべて図5に関連して説明したような、板を積層した管状内側支持部材1203、内側支持部材1203の円周の周りに交互の極性で配置された複数の半径方向に磁化された永久磁石1222、各永久磁石の半径方向外側に配置された板を積層した軸方向磁束誘導部材1201、及び、板を積層した外側磁束誘導部材1202を備える、図5のロータの半径方向/軸方向平面での断面図を示す。図12aは、さらに、ロータを取り付けることができる中心シャフト1244を示す。図12bは、図12aのロータと同様だが、軸方向磁束誘導部材1201が軸方向に永久磁石1222及び外側磁束誘導部材1202を越えて延びるロータの半径方向/軸方向平面での断面図を示す。ロータはエンドプレート1245を備え、エンドプレート1245間に、永久磁石1222及び外側磁束誘導部材1202が軸方向に挟まれる。軸方向磁束誘導部材1201は、エンドプレート1245内の対応する穴を経て軸方向に突き出る。エンドプレートは、非磁性材料、例えば、アルミニウム、マグネシウム合金、ポリマ系材料、複合材料、ガラス繊維やカーボン繊維等のような繊維材料、又は上記の組合せから作られてもよい。エンドプレートは、高速及び高負荷時にロータ構造を機械的に支持する。図12cは、図12bのロータと同様だが、軸方向磁束誘導部材1201が、外側磁束誘導部材と同じ軸方向長さを有する狭い部分1201a、及び、エンドプレート1245の対応する穴を経て軸方向に突き出る延長部分1201bを有するロータの半径方向/軸方向平面での断面図を示す。図12cの実例では、狭い部分は半径方向外側にあり、延長部分は半径方向内側にある。図12cの実例では、エンドプレート1245は、外側磁束誘導部材及び軸方向磁束誘導部材の狭い部分を半径方向に覆う環状板の形状を有する。エンドプレート及び部分的に軸方向に延びる軸方向磁束誘導部材は、高速及び高負荷時にロータ構造を機械的に支持する。図12dは、図12cのロータと同様だが、外側磁束誘導部材1202が軸方向に延在するピン1246によってさらに支持されるロータの半径方向/軸方向平面での断面図を示す。ピン1246は、外側磁束誘導部材の積層板の対応する穴及びエンドプレート1245の対応する穴を経て延びる。したがって、ピンは、非磁性エンドプレートによって支持される。磁束誘導部材の軸方向の拘束を図5のロータを参照して例示してきたが、本明細書に記載のロータの他の実施例の磁束誘導部材を同様に拘束してもよいことは理解されるであろう。例えば、非磁性エンドプレートが図9のロータに追加されると、ブリッジ923は積層物924を支持する必要があるだけなので、ブリッジ923の負荷は低減される。図13a及び図13bは、磁極変調機械用ロータの別の実例を示す。図13aから図13bのロータは、図11のロータと同様であり、したがって、再び詳細には説明しない。図13aから図13bのロータは、図13aから図13bのロータが2つの外側磁束誘導部材1102a及び1102bを備える点で図11のロータと異なり、2つの外側磁束誘導部材1102a及び1102bは、ロータの個々の軸端に近接して、したがってこれらの間に円周方向のギャップ1331を残して配置される。2つの磁束誘導部材の各々は、スポーク部材1123を含む管状構造として形成され、スポーク部材1123は、管状構造から半径方向内側に延び、永久磁石及び軸方向磁束誘導部材の隣接する組を分離する。外側磁束誘導部材及びスポーク部材は、軸方向に積み重ねられて積層された環状スチール板で作られる。外側磁束誘導部材1102aからbの各々は、軸方向磁束誘導部材1101a、b及び永久磁石1122を取り囲み、ロータの高速回転中に永久磁石及び軸方向磁束誘導部材に作用する遠心力を相殺するため、効率的な半径方向及び円周方向磁束経路と、ロータの増加した機械的安定性との両方を提供する。各外側磁束誘導部材の軸方向の幅は、ステータによって形成されるアクティブエアギャップの軸方向の幅と一致するように選択されてもよい。図14a及び図14bは、磁極変調機械用ロータの別の実例を示す。図14aから図14bのロータは、図13aから図13bのロータと同様であり、したがって、再び詳細には説明しない。具体的には、図14aから図14bのロータは2つの外側磁束誘導部材1102a及び1102bも備え、2つの外側磁束誘導部材1102a及び1102bは、ロータの個々の軸端に近接して、したがってこれらの間に円周方向のギャップを残して配置される。図14aから図14bの実例では、円周方向スリーブ1431が、外側磁束誘導部材間のギャップに配置される。スリーブ1431は、永久磁石及び/又は軸方向磁束誘導部材を遠心力に対して拘束する。スリーブ1431は、アルミニウム、マグネシウム合金、ポリマ系材料、複合材料、ガラス繊維やカーボン繊維等の繊維材料、又は上記の組合せのような非磁性材料から作られてもよい。したがって、スリーブは、磁束に悪影響を及ぼすことなく、ロータの機械的安定性を向上させる。いくつかの実施例を詳細に説明し、示してきたが、本発明はこれらに限定されず、以下の特許請求の範囲で定義される主題の範囲内で、他の方法で具体化することもできる。具体的には、他の実施例が利用されてもよいことと、構造的及び機能的変更を本発明の範囲から逸脱することなしに行うことができることとを理解すべきである。本明細書で開示される本発明の実施例は、電気自転車又は他の電気的に駆動される車両、具体的には軽量車両用の直接車輪駆動モータに利用することができる。このような用途は、高トルク、比較的低速及び低コストへの要求を課するかもしれない。これらの要求は、増大したロータ組立てルーチンによるコスト要求に適合しこれを満たすために、小さい体積の永久磁石及びワイヤコイルを使用する小型のジオメトリで比較的高い磁極数のモータによって実現することができる。いくつかの手段を列挙する装置の請求項では、これらの手段のいくつかをまったく同一のハードウェアのアイテムによって具体化することができる。特定の手段が、互いに異なる従属請求項に記載されている、又は、異なる実施例に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有効に使用することができないことを示さない。用語備える/備えているは、本明細書で使用される場合、記載された特徴、整数、ステップ又は構成要素の存在を指定するために使用されるが、1つ又は複数の他の特徴、整数、ステップ、構成要素、又はそれらのグループの存在又は追加を妨げないことが強調されるべきである。"