JP2003533162A - 単極式横断磁束機械 - Google Patents

単極式横断磁束機械

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JP2003533162A
JP2003533162A JP2001582894A JP2001582894A JP2003533162A JP 2003533162 A JP2003533162 A JP 2003533162A JP 2001582894 A JP2001582894 A JP 2001582894A JP 2001582894 A JP2001582894 A JP 2001582894A JP 2003533162 A JP2003533162 A JP 2003533162A
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stator
radial
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yoke
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カスティンガー ギュンター
パヴェレッツ アントン
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Abstract

(57)【要約】 単極式横断磁束機械では、製造技術の点で有利なモジュール構造を得るために、ステータ（１１）及びロータ（１２）は、同数の等しいステータモジュール（１４）及びロータモジュール（１５）を有し、その場合複数のロータモジュール（１５）は互いに整合してロータ軸（１３）上に固着されており、かつ複数のステータモジュール（１４）はケーシング（１０）内で回転角度分だけ回動されている。この回転角度は、ステータモジュール（１４）が２個存在する場合には、電気的に９０゜であり、ステータモジュール（１４）がｍ個存在する場合には、電気的に３６０゜／ｍであり、但しこの場合ｍは整数でありかつ２よりも大である。各ステータモジュール（１４）は、ロータ軸線（１９）に対して共軸に配置されたリングコイル（２３）と、該リングコイルに被さる複数のＵ形ステータヨーク（２４）と、該ステータヨーク間に配置された磁束帰路形成子（２５）を有している。各ロータモジュール（１５）は、外歯歯列を有する２つのロータリング（１６，１７）と、該ロータリング間に介在していてロータ軸線（１９）の方向に単極式に磁化された永久磁石リング（１８）とから成っている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野： 本発明は、請求項１に発明の上位概念として規定したように、１本のロータ軸
線を中心として回転可能なロータと前記ロータ軸線に対して同心的なステータと
を備えた単極式横断磁束機械、しかも前記ロータが少なくとも１つのロータモジ
ュールを有し、該ロータモジュールが夫々、一定歯ピッチの歯列を有していて共
軸に配置された２つの強磁性ロータリングと、両ロータリング間に緊締されてい
て前記ロータ軸線の方向に単極式に磁化された１つの永久磁石リングとから構成
されており、かつ前記ステータが、前記ロータモジュールに対応配設された少な
くとも１つのステータモジュールを有し、該ステータモジュールが、前記ロータ
軸線に対して共軸に配置されたリングコイルと、該リングコイルに被さる複数の
Ｕ形ステータヨークとから成り、該ステータヨークが、前記歯ピッチに相当する
ピッチで１つのケーシングに固着されている形式の、単極式横断磁束機械に関す
る。
【０００２】 背景技術： 欧州特許出願公開第０ ５４４ ２００号明細書に基づき、横断磁束式のハイブ
リッド同期機械（Hybrid Synchronous Machine with Transverse Magnetic Flux
）として公知になっている前記形式の機械では、各ロータリングの付設歯は、ロ
ータ軸線から離反したロータリング外周に延びる歯列と、ロータ軸線寄りのロー
タリング内周に延びる歯列を同一の歯ピッチで有している。各ロータリングにお
ける歯列はその場合、歯ピッチ１つ分ずつ相互にずらされている。ステータのヨ
ークピッチは、内位歯列又は外位歯列の歯ピッチに等しいので、一方のロータリ
ングの外歯と他方のロータリングの内歯とが常に１つのステータヨークの下に同
時に位置している。軸方向に単極磁化されたリング磁石を介在させた夫々２つの
ロータリングから成る両ロータモジュールは、ロータの軸線方向で見て相互に離
反した１ロータ体の両側に緊締されており、該ロータ体は回転軸受を介してケー
シングに支持されている。ケーシングによって受容された各ステータモジュール
のステータヨークはＵ字形に形成されており、かつ、ロータ軸線に対して平行に
方位づけられたヨーク脚片によって、前記ロータモジュールの両ロータリングの
内歯列と外歯列とに覆い被さっている。各ステータモジュールにおいてロータ軸
線に対して同心的に配置された円形のリングコイルは、ステータヨークのヨーク
基底を通過しており、要するに、ロータ体から離反した方の外位ロータリングの
リング面とステータヨークの横ウェブとの間の領域内に位置している。
【０００３】 永久磁石励磁式の横断磁束機械は、刊行物としての例えば Michael Bork著：
”Entwicklung und Optimierung einer fertigungsgerechten Transversalfluss
maschine”，Diss.82, RWTH Aachen , Shaker Verlag , Aachen ,1997, 8 pp に
基づいて公知になっている。円形状に巻かれたステータ巻線は、複数の軟鉄製の
Ｕ形ヨークによって囲まれ、該Ｕ形ヨークは、回転方向で磁極ピッチの２倍の間
隔をとって配置されている。該Ｕ形ヨークの開放端部は、ステータとロータとの
間の空隙に方位づけられてステータの磁極を形成している。該ステータ磁極に対
して永久磁石小板が配置され、しかも１つのステータヨークの磁極に対向する両
永久磁石小板が逆極性を有するように配置されている。ロータの回転時に一時的
にステータの磁極間に位置しかつ強磁性帰路を有していない永久磁石を短絡させ
るために、ステータ内には磁束帰路形成子が配置されている。該磁束帰路形成子
は、永久磁石の磁束がヨーク脚片およびリングコイルを介して漂遊してステータ
磁束の弱化によってステータ磁束の鎖交効果を低下するのを防止する。従って磁
束帰路形成子によって機械の出力が著しく向上されることになる。
【０００４】 発明の開示： 本発明の単極式横断磁束機械によって得られる利点は、機械の任意の所望の位
相条列（Straengigkeit）を、等しく構成されたステータユニットとロータユニ
ットを加えること又は省くことによって、つまりモジュール式に組立てることに
よって実現するところの、モジュール式構造の単純化にある。夫々１つのステー
タモジュールと１つのロータモジュールとから成るモジュールユニットの個数を
増加するに伴って、機械の回転真円度は改善され、かつ、始めはステップ・バイ
・ステップ状の機械挙動も、トルクの経過中にリプルのない連続的な回転へ移行
する。機械の総トルクはモジュールユニットのトルク関与分の和であるので、機
械の総トルクは簡単に現存の要求に問題なく適合することができる。
【０００５】 従来慣用の横断磁束機械に対比して本発明の単極式横断磁束機械は、ロータの
単極式磁化が単純になり、かつ個別的な多数の永久磁石を避けることによって構
造が単純になるという利点を有している。ステータ巻線内で発生した磁束は一次
的にもはや永久磁石を通過せず、むしろロータリングの歯を通過して磁束帰路形
成子を介して閉じるので、歯はより効果的に活用される。より優れた磁束案内状
況が生じ、かつ漂遊磁束の総比率が僅かになる。更に磁束帰路形成子は、ステー
タ内に対極を発生するのに役立つので、ステータとロータにおいて同一の磁極数
が得られる。ステータヨーク間の外向き区分が比較的大きな面積を有するリング
コイルは、冷却作用を向上させるので、リングコイル内に高い電流密度を得るこ
とが可能になる。
【０００６】 請求項１の独立請求項に記載した単極式横断磁束機械の有利な実施形態及び改
良は、従属請求項において挙げた構成手段によって可能になる。
【０００７】 本発明の有利な１実施形態では、磁束帰路形成子は、夫々１つのロータリング
に半径方向で対置する２本の短い脚片と、この短い両脚片を互いに結合する１本
の横ウェブとから成るＣ形形状を有しており、前記横ウェブは、円形に形成され
たリングコイルの、ロータ軸線寄りの内面側で、ロータ軸線に対して平行に延び
ている。
【０００８】 本発明の、前記とは択一的な１実施形態では、磁束帰路形成子は、ステータヨ
ークに等しく構成されており、かつ、夫々１つのロータリングに半径方向で対置
する２本の長い脚片と、この長い両脚片を互いに結合してロータ軸線に対して平
行に延びる横ウェブとから成るＵ形形状を有している。ステータモジュールのリ
ングコイルは半径方向平面内で、ロータ軸線に対して点対称的に蛇行状に成形さ
れており、しかも前記リングコイルが順次交互に、１つのステータのヨーク脚片
間を通り、次いでロータ軸線から離反した方の、１つの磁束帰路形成子の横ウェ
ブの外面側を超えて延びるように成形されている。これによって得られる利点は
、ヨークと磁束帰路形成子のために同一の工具を使用することができ、これによ
って同一の工具を用いて、より高い個数を製作できることである。リングコイル
を蛇行形態にすることは比較的簡単である。
【０００９】 本発明の有利な実施形態によれば、各ステータモジュールは、２つの半割シェ
ルから成るケーシング内に収容されており、前記の両半割シェルは等しく構成さ
れかつ鏡面対称的に互いに突合わされており、かつ、ステータヨーク及び磁束帰
路形成子を挿嵌するために軸方向で互いに整合する半径方向溝並びに、リングコ
イルを受容するために鏡面対称的に互いに対置されていてケーシング軸線に対し
て同心的に設けられた凹所を有している。これによって同一の構成部分と単純な
接合技術とによる自己支持式のステータ構造が得られ、これは高度に自動化され
た大量生産のために最適である。ステータモジュール構成エレメント（ステータ
ヨーク、磁束帰路形成子、リングコイル）の正確な位置決めを伴う自己支持兼自
己保持機能は、個々のステータモジュールだけに限定されるものではなく、別の
ステータモジュール相互の位置決めのため及び動力伝達もしくはトルク伝達のた
めにも使用される。
【００１０】 本発明の殊に有利な実施形態によれば、各半割シェルは、インナーリングと、
該インナーリングに対して同心的なアウターリングと、前記のインナーリング及
びアウターリング相互を一体的に結合した複数の放射状ウェブとから成るラチス
形構造を有している。磁束帰路形成子を受容する複数の半径方向溝が前記インナ
ーリング内に穿設されているのに対して、ステータヨークを受容する半径方向溝
はインナーリング、放射状ウェブ及びアウターリングにわたって延在している。
放射状ウェブ間に位置する開口を有する当該ラチス構造は、能動的な磁気的及び
電気的なステータ構成エレメントから冷却媒体としての空気に対する強力な熱伝
達及び周辺外気への強力な放熱を可能にする。
【００１１】 本発明の有利な１実施形態によれば、ステータヨークと、該ステータヨークを
受容する半径方向溝は、形態及び寸法の点で、ステータヨークを半径方向溝内に
挿嵌した場合に両半割シェルが互いに接し合って半径方向及び軸方向でずれ不能
に固定的に位置決めされているように、互いに調和されている。従ってステータ
ヨークは２つの機能、つまり一方では磁束を案内する機能を有すると共に、他方
では、両半割シェルを纏めて保持しかつ正しく位置決めする機械的なクランプの
機能を有している。
【００１２】 機械的なクランプの機能を実現するためにステータヨークは、本発明の有利な
実施形態では、その横ウェブの両側に夫々１つの突出するフックを有し、該フッ
クは、半径方向溝内にステータヨークを挿嵌した場合に、両半割シェルの放射状
ウェブに、前記半径方向溝から離反した方の背面側で係合式にオーバーラップす
る。
【００１３】 単極式横断磁束機械を多位相条列形に構成する場合、しかも複数のロータモジ
ュールがロータ軸上に軸整合して配置されておりかつ複数のステータモジュール
相互が固定角度分だけ回動されており、該固定角度が２位相条列形構造の場合に
は電気的に９０゜移相されており、ｍ位相条列形構造の場合には、ｍ＞２とすれ
ば、電気的に３６０゜／ｍ移相されているような形式の場合、放射状ウェブ間で
延びている、半割シェルのアウターリングのリング区分内に、半径方向溝から離
反した方の半割シェルの外面側を起点として、２つの相互に隔たった半径方向レ
セスが穿設されており、該半径方向レセスの周方向幅が、ステータヨークにおい
て突出しているフックの幅に等しく、前記半径方向レセスの半径方向深さは、前
記フックの根部の軸方向深さに等しい。等しい両半割シェルを鏡面対称的に互い
に突合せるために、リング区分における一方の半径方向レセスは、１つのステー
タヨーク用の後続する半径方向溝に対して固定角度分だけずらして、また他方の
半径方向レセスは、１つのステータヨーク用の先行する半径方向溝に対して前記
と等しい固定角度分だけずらして配置されている。各リング区分毎に１つの半径
方向レセス内に、隣接したステータモジュールの突出したフックが侵入し、かつ
、隣接したステータモジュール間に必要な回転角度ずれを保証する。
【００１４】 多位相条列形構造の択一的な実施形態では、複数のステータモジュールが軸方
向で整合しているのに対して、複数のロータモジュールは、前に特定したように
等しい固定角度分だけ相互に回動されてロータ軸上に配置されている。多位相条
列形機械をこのように構成した場合には、アウターリングにおける前記半径方向
レセスは省かれ、かつ、軸方向で並列的に位置している複数のステータモジュー
ルのステータヨークがその横ウェブ域において、軸方向に延びるブリッジによっ
て互いに結合されている。互いに結合されたステータヨークの両外位ステータヨ
ークはその各外面側に、横ウェブから突出するフックを有し、該フックは、前記
ステータヨークを半径方向溝内へ挿嵌した場合に、両外位の半割シェルの放射状
ウェブに、半径方向溝から離反した方の背面側でオーバーラップして係合する。
介在するブリッジによって互いに結合されたステータヨークは、一体的な押抜き
部品として構成されているのが有利である。
【００１５】 発明を実施するための最良の形態： 次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００１６】 図面で種々の平面図、斜視図及び断面図で概略的に図示した単極式横断磁束機
械は、ステータ１１を保持した機械ケーシング１０並びに前記ステータ１１内で
回転するロータ１２を備え、該ロータは、前記機械ケーシング１０内で軸支され
たロータ軸１３に捩れ不能に座着している。ロータ１２は複数のロータモジュー
ル１５を、かつステータ１１は同数のステータモジュール１４を有している。前
記ロータモジュール１５は、軸方向で相前後してロータ軸１３に直接捩れ不能に
装着されており、かつ前記ステータモジュール１４は、軸方向で相前後して、か
つ所属のロータモジュール１５に対しては半径方向で機械ケーシング１０に固着
されている。夫々１つのステータモジュール１４と１つのロータモジュール１５
とから成るモジュールユニットの個数は、単極横断磁束機械の選択した位相条列
によって決定されており、図示実施例の選択位相条列は２位相条列形であり、従
って２個のモジュールユニットを有している。しかし単極横断磁束機械は、１位
相条列形又は３位相条列形又は多位相条列形に構成することもできる。ステータ
モジュール１４及びロータモジュール１５、要するにモジュールユニットは等し
く構成されているので、単極横断磁束機械はモジュール構造を有しており、かつ
モジュールユニット個数の増減によって、出力及びトルクに関する現存の要求に
対して問題なく適合することができる。
【００１７】 ロータモジュール１５は、２つの共軸的な歯付きの強磁性ロータリング１６，
１７から成り、両ロータリングはロータ軸１３に座着し、かつ両者間に１つの永
久磁石リング１８を緊締しており、該永久磁石リングは軸方向で、要するにロー
タ軸線又はケーシング軸線１９の方向に単極磁化されている。図３では永久磁石
リング１８の磁化が例示されており、かつ、該永久磁石リング１８によって発生
される磁束２０が破線で図示されている。全漂遊磁束経過を最適化して永久磁石
リング１８の活用を一層良くするために、該永久磁石リングのリング状の両端面
が、ロータリング１６，１７の互いに向き合った両側面の各中央に形成された軸
方向凹設部２９，３０内に収容されている。各ロータリング１６，１７の、ロー
タ軸線１９から離反した方の外周には、一定の歯ピッチで歯が形成されているの
で、生成する歯列の、各歯溝２１によって分割された歯２２相互は、等しい回転
角度間隔を有している。ロータリング１６の歯２２とロータリング１７の歯２２
は軸方向で相互に整合している。一体に成形された複数個の歯２２を有するロー
タリング１６，１７は薄層板から成っており、かつ、軸方向で互いに接し合う等
しい押抜き断裁薄板から構成されるのが有利である。
【００１８】 ロータモジュール１５を半径方向間隔をとって同心的に包囲するステータモジ
ュール１４は、ロータ軸線１９に対して共軸に配置されたリングコイル２３並び
に、該リングコイル２３に覆い被さる複数のＵ形のステータヨーク２４を有して
いる。同じく押抜き断裁薄板から薄層板として纏められたステータヨーク２４は
本実施例では、ロータモジュール１５の歯ピッチに等しいヨークピッチで機械ケ
ーシング１０に固定されているので、ステータヨーク相互は、ロータリング１６
，１７の歯２２に等しい回転角度間隔を有している。ステータヨーク２４はこの
場合、夫々一方のヨーク脚片２４１を、所属のロータモジュール１２の一方のロ
ータリング１６に、また他方のヨーク脚片２４２を他方のロータリング１７に半
径方向で整合させるように配置されており、しかもヨーク脚片２４１，２４２の
、磁極面を形成する自由端面２４４は、半径方向間隙をおいてロータリング１６
，１７に対置している（図１及び図３参照）。本実施例では前記自由端面２４４
は、ロータリング１６，１７に等しい軸方向幅を有している。しかしヨーク脚片
２４１，２４２の自由端面２４４が、ロータリング１６，１７を超えて軸方向で
片側又は両側に張出しているのも有利である。ロータ１２の回転方向で順次に続
くステータヨーク２４間には夫々１つの磁束帰路形成子２５が配置されている。
やはり断裁薄板から薄層板として製作された磁束帰路形成子２５相互は、ステー
タヨーク２４に等しい回転角度間隔を有し、かつステータヨーク２４に対して、
ヨークピッチの１／２だけずらして、つまり磁極ピッチτずらして配置されてい
る。磁束帰路形成子２５はロータ軸線１９に対して平行に両ロータリング１６，
１７を超えるまで延在し、かつ該ロータリングに対して、ステータヨーク２４と
等しい半径方向間隙をもって対置している。回転方向で測定した磁束帰路形成子
２５の幅は、回転方向で測定したステータヨーク２４の幅にほぼ等しいのに対し
て、回転方向で測定した、ロータリング１６，１７の歯２２の幅は、磁極ピッチ
τよりも小である。
【００１９】 図２に基づいて判るように、ロータ歯幅ｂＺＲとしても表記したロータリング
１６，１７における歯２２の幅は、ステータ歯幅ｂＺＳとして表記したステータ
ヨーク２４及び磁束帰路形成子２５の幅に比較して著しく大きく設計されており
、しかもロータ歯幅ｂＺＲ対ステータ歯幅ｂＺＳの比は１よりも大で２よりも小
である。その上限値はその場合、より低く保たれるのが有利であり、例えば１．
５に等しくか又は１．５以下に選ばれる。ステータヨーク２４と磁束帰路形成子
２５が磁極ピッチτ分だけ正確にずらして配置されているのではなく、むしろ両
者の相互間隔が磁極ピッチτとは異なる場合、改善された機械挙動が得られ、例
えば瞬間リプル周波数が平滑化される。
【００２０】 図１〜図５に示した実施例では磁束帰路形成子２５は、各ロータリング１６，
１７に対して半径方向で対置する２本の短い脚片２５１，２５２と、前記の両脚
片を結合する横ウェブ２５３とから成るＣ形形態を有し、前記横ウェブ２５３は
、円形に形成されたリングコイル２３の、ロータ軸線１９に対面した方の内面側
でロータ軸線１９に対して平行に延びている。磁束帰路形成子２５及びステータ
ヨーク２４をこのように構成したことによって、円形のリングコイル２３はステ
ータヨーク２４をヨーク脚片基底に沿って通過し、かつ前記の磁束帰路形成子２
５とステータヨーク２４との間では夫々１つの磁束帰路形成子２５を超えて延び
ている。短い脚片２５１，２５２の端面２５４の軸方向幅は、本実施例ではロー
タリング１６，１７の軸方向幅に等しく構成されている。しかし短い脚片２５１
，２５２は、軸方向でロータリング１６，１７を超えて張出すこともできる。
【００２１】 図１では斜視図で、また図４及び図５では概略的な平面図で図示したように、
単極式横断磁束機械を２相形に構成した場合、軸方向で互いに並んでロータ軸１
３上に座着している、両モジュールユニットの両ロータモジュール１５は、互い
に整合して配向されており、かつ、機械ケーシング１０内で軸方向で並列配置さ
れた、両モジュールユニットの両ステータモジュール１４は相対的に９０゜電気
的に回動されており、これは１／２磁極ピッチτに相当する。図４及び図５に図
示した８磁極形の機械構成の場合、このずれは、２２．５゜の回動角度に相当し
、また図１に図示した３２磁極形の機械構成の場合には回転方向で５．６２５゜
のずれ角度に相当する。択一的な実施態様では、両ステータモジュール１４を軸
方向で互いに整合させて配列し、かつ、ロータ軸１３上に座着するロータモジュ
ール１５を前記の９０゜の電気的な角度だけ相対的に回動させることも可能であ
る。
【００２２】 次に図４〜図７に基づいて、モータとして働く場合の機械の作用態様を説明す
る。その場合図４及び図５では２相形機械が概略的な平面図で図示されているが
、但しこの場合、平面図で見て前位のモジュールユニットの後方に位置するモジ
ュールユニットのステータモジュール１４は、判り易くするために拡径して図示
されている。ロータ軸１３上に捩れ不能に座着していてロータ１２を形成してい
る、モジュールユニットの両ロータモジュール１５は、互いに整合しているので
、平面図で見て前位のモジュールユニットのロータモジュール１５しか図面から
は看取できない。図４と図５では、ロータ１２を２つの異なった回転位置で同一
の機械が図示されている。図６では、ロータ１２の回転位置Θを関数とする両ス
テータモジュール１４における両リングコイル２３に対する給電線図が図示され
ている。各リングコイル２３は双極的に給電され、要するに、例えば等振幅の、
正の電流パルスと負の電流パルスとで交番に負荷され、しかも前記電流パルスは
、ステータモジュール１４の両リングコイル２３において相互に９０゜移相され
ている。
【００２３】 図４においてロータ１２の回転位置が回転角度Θ１にある場合、リングコイル
２３は正の電流パルスで負荷される。リングコイル２３における瞬間的な電流方
向が図４では、リングコイル２３に沿った矢印２６によってシンボル化されてい
る。この電流は、図４において１つのステータヨーク２４、１つの歯２２及び１
つの磁束帰路形成子２５について矢印２７によって示唆したように、ステータヨ
ーク２４、ロータリング１６，１７の歯２２及び磁束帰路形成子２５を介して流
れるステータ磁束を発生する。ステータ磁束２７はその場合、一方のヨーク脚片
２４１から、該ヨーク脚片に対向する歯２２へ半径方向に流れ、かつ磁束帰路形
成子２５、第２のヨーク脚片２４２及びステータヨーク２４の横ウェブ２４３（
図４では図示せず）を経て閉じる。図３に示したように、ロータリング１６内で
は半径方向外向きに、かつロータリング１７内では半径方向内向きに方位づけら
れている磁束２０は、図４及び図５では矢印２０によってシンボル化されている
。図示の磁束経過から判るように、磁束２０はステータ磁束２７に対して、ステ
ータヨーク２４の領域では逆方向であり、かつ磁束帰路形成子２５の領域では順
方向である。従って歯２２は、ステータヨーク２４によって反撥され、かつ磁束
帰路形成子２５によって引き付けられるので、ロータ１２は矢印２７の方向に角
度ステップ１つ分だけ回動する。第２のステータモジュール１４内のリングコイ
ル２３が等しく９０゜移相して給電されると、同等のプロセスが生じ、ロータ１
２は等しい回転角度分だけ回転されるので、全体として回転角度Θ２分だけ回転
したことになる（図５）。ここでリングコイル２３における電流インパルスの電
流方向が反転される。この電流方向の反転は、図５においてリングコイル２３に
沿った矢印２６によって示唆されている。磁束２０が不変であってもステータ磁
束は、図５で矢印２７によって示唆したように変化する。従ってロータ１２の歯
２２はステータヨーク２４によって引き付けられ、かつ磁束帰路形成子２５によ
って反撥されるので、ロータ１２は矢印２８で示した同じ回転方向に更に運動す
る。次いで９０゜位相をずらして、第２のステータモジュール１４内のリングコ
イル２３に供給される電流パルスが反転され、同じ動作が再び反復される。図６
に示した両ステータモジュール１４の給電パターンから判るように、前記の動作
は、ロータ１２の３６０゜の回転角度全体にわたって続行されるので、ロータ１
２は循環する。
【００２４】 図７には、ロータ１２の回転角度Θを関数として、ロータ軸１３に生じるトル
クが図示されている。上位２つの線図は、両モジュールユニットによって各分担
分に応じて供給されるようなトルクの経過が図示されている。図７の最下位線図
は、ロータ軸１３で取出し可能な総トルクが示されており、この総トルクは、両
モジュールユニットによって発生された個別モーメントの和から生じる。図７か
ら判るようにトルクＭは回転角度Θに関連して変動するので、トルク経過は不都
合なリプル（脈動）を有している。機械の磁極数が増加される一方、機械のモジ
ュールユニットの個数、ひいては位相条列数が増大されると、前記のリプルは余
り顕著にならなくなる。その場合、図１に図示した３２磁極形の機械構成は、電
気的にも製作技術的にも有利と判った。
【００２５】 本実施例で説明した２位相条列形の機械は、２位相条列以上の位相条列に構成
することもできる。位相条列の個数ｍ、従って空間的に平行に配置されていて１
本の共通なロータ軸１３上に座着する複数の同一のロータモジュール１５を備え
たモジュールユニットの個数が２よりも大きな整数である場合には、ステータ１
１に軸方向で相前後して配置されたステータモジュール１４は、３６０゜／ｍの
角度分だけ電気的に相互にずらされ、要するに３個のモジュールユニットを備え
た３位相条列形機械の場合には１２０゜だけ電気的にずらされねばならない。
【００２６】 図１〜図５に示した単極式横断磁束機械の実施例では、リングコイル２３は円
形に構成されかつロータ軸１９に対して同心的に配置されている。これによって
ステータヨーク２４及び磁束帰路形成子２５を異なった幾何学的形状に構成する
ことが必要になる。図８に展開斜視図として区分的に図示したような、モジュー
ルユニットの択一的な実施形態では、磁束帰路形成子２５′はステータヨーク２
４と等しく構成されている。該ステータヨーク２４は図８では略示したにすぎず
、かつその割合の点で、例えば図４及び図５の場合のようにロータリング１６，
１７の歯２２の割合に適合されてはいない。ステータヨーク２４と同様に、磁束
帰路形成子２５′は、各ロータリング１６，１７に半径方向で対置する２つの長
い脚片２５１′，２５２′と、前記の両脚片を互いに結合してロータ軸線１９に
対して平行に延びる横ウェブ２５３′とから成るＵ形形状を有している。ステー
タ磁束を発生させるために一方ではステータヨーク２４を通って、他方では磁束
帰路形成子２５′の横ウェブ２５３′を超えて導かれねばならないリングコイル
２３′は従って、半径方向平面内においてロータ軸線１９に対して点対称的に蛇
行形に成形されているので、リングコイルは一方では、ロータ軸線１９寄りの、
ステータヨーク２４の横ウェブ２４３の内面に沿って、また他方では、ロータ軸
線１９から離反した方の、磁束帰路形成子２５′の横ウェブ２５３′の外面に沿
って延びている。
【００２７】 前記の各ステータモジュール１４は自己支持構造として構成されており、この
ために２つの半割シェル３１，３２から成るケーシング３０内に収容されている
。両半割シェル３１，３２は等しく構成されており、かつ図９の分解図から判る
ように鏡面対称的に重ね合わされている。各半割シェル３１，３２は、インナー
リング３３と、これに対して同心的なアウターリング３４とから成るラチス形構
造を有しており、前記のインナーリング３３とアウターリング３４は複数の放射
状ウェブ３５によって互いに一体的に結合されている。半割シェル３１，３２内
には、インナーリング３３、放射状ウェブ３５及びアウターリング３４にわたっ
て延びる、ステータヨーク２４を収容するための半径方向溝３６が設けられてい
る一方、インナーリング３３だけにわたって延びているにすぎない、磁束帰路形
成子２５を挿嵌するための半径方向溝３７が設けられている。半径方向溝３６，
３７の総個数は、ステータエレメント（ステータヨーク及び磁束帰路形成子）の
個数に等しく、かつ、３２磁極形の単極式横断磁束機械について図９に示した実
施例では３２個である。半径方向溝３６，３７の幅はその場合、ステータヨーク
２４もしくは磁束帰路形成子２５の厚さに調和されており、かつ半径方向溝３６
，３７の軸方向深さは、ステータヨーク２４もしくは磁束帰路形成子２５の軸方
向幅の１／２よりも僅かに大きく設計されている。前記半径方向溝３６，３７の
傍で、互いに重ね合わされた両半割シェル３１，３２は、ステータモジュール１
４のリングコイル２３を受容するために（図１参照）、鏡面対称的に互いに対向
していてケーシング軸線３８に対して同心的に配置された凹所３９を有している
。凹所３９はその場合、放射状ウェブ３５内に穿設されているので、図８では図
示を省いたリングコイル２３は、インナーリング３３とアウターリング３４と放
射状ウェブ３５とによって封鎖された空気通過口４０を介して延びており、該空
気通過口を通して、リングコイル２３、ステータヨーク２４及び磁束帰路形成子
２５からの最適の熱導出が保証されている。
【００２８】 ステータヨーク２４と半径方向溝３６は、半径方向溝３６，３７内にステータ
ヨーク２４及び磁束帰路形成子２５を挿嵌した場合に、ケーシング３０の両半割
シェル３１，３２が半径方向及び軸方向でずれ不能に固定的に位置決めされてい
るように、互いに調和されている。このためにステータヨーク２４は、図１〜図
３に示した実施例に対して改変されており、かつ（図１０では平面図で図示し、
また図９ではケーシング３０における挿嵌位置で図示したステータヨーク２４か
ら判るように）横ウェブ２４３の両側には、フック基根部４１１と、ヨーク脚片
２４１，２４２に対して平行に延びるオーバーラップラグ４１２とから成る外向
き半径方向に突出するフック４１を夫々有しており、該フックは、ステータヨー
ク２４を半径方向溝３６内に挿嵌した場合に（図９）、両半割シェル３１，３２
の半径方向ウェブ３５に、半径方向溝３６から離反した方の背面側から、形状嵌
合式にオーバーラップする。このためにステータヨーク２４を受容するために、
アウターリング３４内に位置する各半径方向溝３６の端部では、溝底に半径方向
レセス４２が穿設されており、該半径方向レセスの半径方向深さは、ステータヨ
ーク２４を半径方向溝３６内に位置正しく挿嵌した場合に、前記フック４１のフ
ック基根部４１１の、インナーリング３３の方に向いた下縁が、前記半径方向レ
セス４２の基底に当接するように設計されている。従ってステータヨーク２４は
一方では半径方向でトレランス正しく位置決めされていると共に、他方では所属
のフック４１のオーバーラップラグ４１２でもって両半割シェル３１，３２を互
いにぴったりと緊締する。
【００２９】 単極式横断磁束機械の自動的な起動を保証するために該単極式横断磁束機械は
、図１に図示したように、少なくとも２位相条列形に構成されている。各ステー
タモジュール１４はその場合、前記のケーシング１０内に収容され、かつ両ケー
シング３０は、相対的に９０゜だけ電気的に回動されて軸方向で突合わされる。
単極式横断磁束機械が３２磁極形として構成されている場合、前記の回動ずれは
、空間的には５．６２５゜の回転角度に相当する。両ケーシング３０の前記回転
ずれをトレランス正しく保証するために、放射状ウェブ３５間で延びて空気通過
口４０の外側を制限するところの、各半割シェル３１，３２のアウターリング３
４の各リング区分３４１では、半径方向溝３６，３７から離反した半割シェル３
１，３２の外面側から、２つの相互に離間した等しい半径方向レセス４３，４４
が穿設されている。該半径方向レセス４３，４４の幅は、ステータヨーク２４の
両側に突出するフック４１の幅に等しく、かつ前記半径方向レセス４３，４４の
半径方向深さは、前記フック４１の軸方向寸法に等しい。半径方向レセス４３と
、ケーシング３０の周方向で後続するステータヨーク２４用の半径方向溝３６と
の周方向距離及び、半径方向レセス４４と、ケーシング３０の周方向で先行する
ステータヨーク２４用の半径方向溝３６との周方向距離は、単極式横断磁束機械
が２位相条列形に構成されている場合に両ステータモジュール１４を相対的に回
動せねばならない角度に相当している。２位相条列形構成の場合、前記の周方向
距離は電気的に９０゜であり、要するに３２磁極形の場合、空間的には５．６２
５゜に相当する。多位相条列形機械の場合この回転角度ずれは３６０゜／ｍであ
り、但しその場合ｍは、互いに接し合うステータモジュール１４の個数であり、
かつ２よりも大であるとする。半割シェル３１，３２が互いに接し合っている場
合、フック４１は、次のステータモジュール１４のケーシング３０の隣接半割シ
ェルの半径方向レセス４３又は４４内に係合しているので、両ステータモジュー
ル１４は周方向で正確に位置決めされている。
【００３０】 ケーシング３０内におけるステータモジュール１４の組付けは接合技術によっ
て次のようにして行われる。すなわち： 図９で下位半割シェル３１に装備された１つの磁束帰路形成子２５を例示した
ように、先ず一方の半割シェル３１においてインナーリング３３の全ての半径方
向溝３７に磁束帰路形成子２５が装備される。その後、リングコイル２３（図１
）が、放射状ウェブ３５に設けた周方向で整合する凹所３９内に挿入される。次
いで他方の半割シェル３２が、前組付けされた半割シェル３１の上に載設され、
その際、半割シェル３１から軸方向に突出する磁束帰路形成子２５が、半割シェ
ル３２の半径方向溝３７内へ侵入する。それに続いて外側からステータヨーク２
４が、突出するフック４１のフック基根部４１１を半径方向レセス４２の基底に
当接させるまで半径方向溝３６内へ挿嵌され、しかも前記当接と同時にオーバー
ラップラグ４１２が放射状ウェブ３５の背面側にオーバーラップし、こうして両
半割シェル３１，３２を軸方向で互いに緊締する。両半割シェル３１，３２内に
おけるステータヨーク２４の位置は、図９では下位半割シェル３１における１ス
テータヨーク２４について例示されている。
【００３１】 単極式横断磁束機械が多位相条列形に構成されている場合、同じ方式で接合さ
れた第２のステータモジュール１４の第２のケーシング３０が第１のケーシング
３０に装着され、その場合、すでに説明したようにステータヨーク２４のフック
４１は、第２ケーシング３０の一方の半径方向レセス４３又は４４内に係合し、
かつステータモジュール１４相互の電気的な９０゜回動を保証する。全部で４つ
の半割シェル３１，３２の両方の外位半割シェル３１，３２には夫々、ロータ軸
１３を支承するための軸受シールド４５が固着される。該軸受シールド４５の半
部が図１２において斜視図で図示されている。このような２つの軸受シールド半
部が、フランジ部４６によって半割シェル３１，３２のインナーリング３３に固
着される。前記フランジ部４６から直角に突出する軸受ブラケット４７は、ロー
タ軸１３（図１）用の回転軸受を収容する。
【００３２】 既に述べたように単極式横断磁束機械の多位相条列形構造は、並列的に固定配
置されたステータモジュール１４を軸整合させて配列し、かつ、ロータモジュー
ル１５相互を固定角度だけ回動してロータ軸１３上に配置するようにして実現す
ることもできる。この場合は、図１１において２位相条列形構造について例示し
たように、軸方向で並列的に位置する複数のステータモジュール１４のステータ
ヨーク２４を、その横ウェブ域において、軸方向に延びるブリッジ４８によって
互いに結合することも可能である。その場合、ブリッジ４８によって結合された
ステータヨーク２４は一体的な押抜き部品４９として構成されている。両ステー
タヨーク２４の互いに離反した方の両端部の両外面側に夫々１つの突出したフッ
ク４１が配置されている。一体的な押抜き部品４９は前組立の後に、４つの半割
シェル３１，３２における互いに整合する半径方向溝３６内へ挿入され、しかも
ブリッジ４８は、互いに接し合っている両半割シェル３１，３２の半径方向レセ
ス４２内に入り込んでおり、かつ突出するフック４１は、両方の外位半割シェル
３１，３２の放射状ウェブ３５に、半径方向溝３６から離反した方の背面側から
被さって係合する。
【００３３】 図１３には、中空軸態様として構成された１６磁極形の単極式横断磁束機械用
のモジュールユニットが図示されている。該モジュールユニットもやはり１つの
ステータモジュール１４と１つのロータモジュール１５とから成っており、ステ
ータモジュール１４とロータモジュール１５は前記と同様に構成されているので
、図１３では、同一の構成要素は同一の符号を付して図示した。図１３に示した
実施例ではロータモジュール１５は、中空軸５０に捩れ不能に座着している。完
璧な単極式横断磁束機械は、図１の場合のように、２位相条列形に構成されてお
り、従って２個のステータモジュール１４と、中空軸５０上に並列配置された２
個のロータモジュール１５とから成る２個のモジュールユニットを備えており、
しかも第２モジュールユニットのステータモジュール１４又はロータモジュール
１５はやはり第１モジュールユニットに対して９０゜電気的に回動されている。
【００３４】 単極式横断磁束機械のこのような中空軸態様は、例えば国際特許第ＷＯ ９６
／００３０１号明細書に開示されているような、電気機械式車輪ブレーキ用の駆
動モータとして特に適している。該駆動モータによって駆動される回転／並進変
換伝動装置はその場合、中空軸５０の内部に収容されているので、極度に小形構
造の車輪ブレーキが得られる。
【００３５】 また図１３に示した実施例の単極式横断磁束機械を、多位相条列形、例えば３
位相条列形に構成することも勿論可能ではあるが、電気機械式車輪ブレーキを収
容するために要する所要スペースの点で、２位相条列形の方がより有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ２位相条列形・３２磁極形の単極式横断磁束機械区分の部分的な概略斜視図で
ある。
【図２】 ８磁極形の単極式横断磁束機械の１モジュールユニットの概略平面図である。
【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面線に沿った断面図である。
【図４】 機能を説明するためにロータの１回転位置で示した２位相条列・８磁極形の単
極式横断磁束機械の概略平面図である。
【図５】 機能を説明するために図４とは異なったロータ回転位置で示した２位相条列・
８磁極形の単極式横断磁束機械の概略平面図である。
【図６】 ２位相条列形の単極式横断磁束機械の２個のモジュールユニットのステータに
対する給電線図である。
【図７】 両ロータモジュールにおけるモーメント経過線図及びロータ軸の全モーメント
経過線図である。
【図８】 改変されたステータ巻線を有する１モジュールユニット区分の部分的な展開斜
視図である。
【図９】 単位相条列・３２磁極形の単極式横断磁束機械用の、ステータモジュールを収
容するケーシングの分解斜視図である。
【図１０】 図９に示したケーシングで使用するための１ステータヨークの平面図である。
【図１１】 ２位相条列形の単極式横断磁束機械用の互いに結合された軸方向で整合する２
つのステータヨークの平面図である。
【図１２】 ロータ軸を回転支承するためにケーシングに固着すべき軸受シールド区分の部
分的斜視図である。
【図１３】 中空軸形態として構成された１６磁極形の単極式横断磁束機械の１モジュール
ユニット区分の概略斜視図である。
【符号の説明】
１０ 機械ケーシング、 １１ ステータ、 １２ ロータ、 １３
ロータ軸、 １４ ステータモジュール、 １５ ロータモジュール、
１６，１７ ロータリング、 １８ 永久磁石リング、 １９ ロータ軸
線又はケーシング軸線、 ２０ 磁束又は該磁束を表す矢印、 ２１ 歯溝
、 ２２ 歯、 ２３ リングコイル、 ２４ ステータヨーク、 ２５
，２５′ 磁束帰路形成子、 ２６，２７ 矢印、 ２８ 回転方向を示
す矢印、 ２９，３０ 軸方向凹設部、 ３１，３２ 半割シェル、 ３３
インナーリング、 ３４ アウターリング、 ３５ 放射状ウェブ、
３６，３７ 半径方向溝、 ３８ ケーシング軸線、 ３９ 凹所、 ４
０ 空気通過口、 ４１ フック、 ４２ 半径方向レセス、 ４３，４
４ 半径方向レセス、 ４５ 軸受シールド、 ４６ フランジ部、 ４
７ 軸受ブラケット、 ４８ ブリッジ、 ４９ 一体的な押抜き部品、
５０ 中空軸、 ２４１，２４２ ヨーク脚片、 ２４３ 横ウェブ、
２４４ 自由端面、 ２５１，２５２ 短い脚片、 ２５１′，２５２′
長い脚片、 ２５３，２５３′ 横ウェブ、 ３４１ リング区分、
４１１ フック基根部、 ４１２ オーバーラップラグ、 τ 磁極ピッ
チ、 ｂＺＲ ロータ歯幅、 ｂＺＳ ステータヨーク及び磁束帰路形成子
の幅、 Θ ロータの回転位置又は回転角度、 Θ１，Θ２ 回転角度、
Ｍ トルク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＢＲ，Ｉ Ｎ，ＪＰ，ＫＲ，ＵＳ Ｆターム(参考） 5H002 AA02 AA09 AB01 AB06 AE04 AE06 AE07 AE08 5H603 AA01 AA15 BB01 BB09 BB12 CA01 CA05 CB02 CC02 CC14 CC17 CE05 5H621 BB07 GA04 GA10 GA12 GA14 HH01 5H622 AA04 CA02 CA10 CB04 CB05 PP10 【要約の続き】 磁化された永久磁石リング（１８）とから成っている。

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １本のロータ軸線（１９）を中心として回転可能なロータ（
    １２）と前記ロータ軸線（１９）に対して同心的なステータ（１１）とを備えた
    単極式横断磁束機械であって、前記ロータ（１２）が少なくとも１つのロータモ
    ジュール（１５）を有し、該ロータモジュールが夫々、一定歯ピッチの歯列を有
    していて共軸に配置された２つの強磁性ロータリング（１６，１７）と、両ロー
    タリング（１６，１７）間に緊締されていて前記ロータ軸線（１９）の方向に単
    極式に磁化された１つの永久磁石リング（１８）とから構成されており、かつ前
    記ステータ（１１）が、前記ロータモジュール（１５）に対応配設された少なく
    とも１つのステータモジュール（１４）を有し、該ステータモジュールが、前記
    ロータ軸線（１９）に対して共軸に配置されたリングコイル（２３；２３′）と
    、該リングコイルに被さる複数のＵ形ステータヨーク（２４）とから成り、該ス
    テータヨークが、前記歯ピッチに相当するピッチで１つのケーシング（１０）に
    固着されている形式のものにおいて、ロータリング（１６，１７）の歯列が専ら
    、ロータ軸線（１９）から離反した、ロータリング（１６，１７）の外周に沿っ
    て設けられており、ステータヨーク（２４）が、該ステータヨーク（２４）の一
    方のヨーク脚片（２４１）を一方のロータリング（１６）に対して、かつ前記ス
    テータヨーク（２４）の他方のヨーク脚片（２４２）を他方のロータリング（１
    ７）に対して、夫々半径方向ギャップ間隔をもって対置させるようにステータモ
    ジュール（１４）内に配置されており、かつ、ロータ（１２）の回転方向で相前
    後するステータヨーク（２４）間に夫々１つの磁束帰路形成子（２５；２５′）
    が配置されており、該磁束帰路形成子が軸方向では両ロータリング（１６，１７
    ）にわたって延びかつ該ロータリングに対して半径方向ギャップ間隔をもって対
    置していることを特徴とする、単極式横断磁束機械。
  2. 【請求項２】 ロータ（１２）が２つの等しいロータモジュール（１５）を
    、かつステータ（１１）が２つの等しいステータモジュール（１４）を有してお
    り、該ステータモジュール（１４）が軸方向で並列的に１つのケーシング（１０
    ）内に、かつ前記ロータモジュール（１５）は軸方向で並列的に１本のロータ軸
    （１３）上に、夫々相互関係を維持して固着されており、しかも前記のステータ
    モジュール（１４）又はロータモジュール（１５）が夫々９０゜だけ電気的に相
    対的に回動されている、請求項１記載の単極式横断磁束機械。
  3. 【請求項３】 ロータ（１２）がｍ個のロータモジュール（１５）を、かつ
    ステータ（１１）がｍ個のステータモジュール（１４）を有し、該ステータモジ
    ュール（１４）が軸方向で並列的に１つのケーシング（１０）内に、かつ前記ロ
    ータモジュール（１５）は軸方向で並列的に１本のロータ軸（１３）上に夫々相
    互関係を維持して固着されており、しかも前記ステータモジュール（１４）又は
    ロータモジュール（１５）が夫々３６０゜／ｍの角度分だけ電気的にずらされて
    おり、その場合ｍは整数でありかつ２よりも大である、請求項１記載の単極式横
    断磁束機械。
  4. 【請求項４】 ステータヨーク（２４）及び磁束帰路形成子（２５；２５′
    ）並びにロータリング（１６，１７）が成層板から成っている、請求項１から３
    までのいずれか１項記載の単極式横断磁束機械。
  5. 【請求項５】 磁束帰路形成子（２５；２５′）がステータヨーク（２４）
    に対して磁極ピッチ１つ分だけずらして配置されている、請求項１から４までの
    いずれか１項記載の単極式横断磁束機械。
  6. 【請求項６】 ステータヨーク（２４）とロータリング（１６，１７）との
    間の半径方向ギャップ間隔と、磁束帰路形成子（２５；２５′）とロータリング
    （１６，１７）との間の半径方向ギャップ間隔が等しい大きさに設計されている
    、請求項１から５までのいずれか１項記載の単極式横断磁束機械。
  7. 【請求項７】 ステータヨーク（２４）のヨーク脚片（２４１，２４２）の
    自由端面（２４４）が、少なくともロータリング（１６，１７）に等しい軸方向
    幅を有し、殊に該ロータリングの片側又は両側を超えて張出している、請求項１
    から６までのいずれか１項記載の単極式横断磁束機械。
  8. 【請求項８】 ステータヨーク（２４）の幅と磁束帰路形成子（２５；２５
    ′）の幅が、それぞれ回転方向で測定してほぼ等しい大きさである、請求項１か
    ら７までのいずれか１項記載の単極式横断磁束機械。
  9. 【請求項９】 ロータリング（１６，１７）における歯（２２）の歯幅（ｂＺＲ ）と、ステータヨーク（２４）及び磁束帰路形成子（２５）の幅（ｂＺＳ）
    との比が、それぞれ回転方向で見て１より大で２よりも小に、殊に１．５に等し
    くか１．５よりも小に選ばれている、請求項１から８までのいずれか１項記載の
    単極式横断磁束機械。
  10. 【請求項１０】 磁束帰路形成子（２５）が、夫々１つのロータリング（１
    ６，１７）に半径方向で対置する２本の短い脚片（２５１，２５２）と、この短
    い両脚片を互いに結合する１本の横ウェブ（２５３）とから成るＣ形形状を有し
    ており、前記横ウェブが、円形に形成されたリングコイル（２３）の、ロータ軸
    線（１９）寄りの内面側で、ロータ軸線（１９）に対して平行に延びている、請
    求項１から９までのいずれか１項記載の単極式横断磁束機械。
  11. 【請求項１１】 磁束帰路形成子（２５′）が、夫々１つのロータリング（
    １６，１７）に半径方向で対置する２本の長い脚片（２５１′，２５２′）と、
    この長い両脚片を互いに結合してロータ軸線（１９）に対して平行に延びる横ウ
    ェブ（２５３′）とから成るＵ形形状を有しており、かつステータモジュール（
    １４）のリングコイル（２３′）が半径方向平面内で、ロータ軸線（１９）に対
    して点対称的に蛇行状に成形されており、しかも前記リングコイルが順次交互に
    、１つのステータ（２４）のヨーク脚片（２４１，２４２）間を通り、次いでロ
    ータ軸線（１９）から離反した方の、１つの磁束帰路形成子（２５′）の横ウェ
    ブ（２５３′）の外面側を超えて延びるように成形されている、請求項１から９
    までのいずれか１項記載の単極式横断磁束機械。
  12. 【請求項１２】 ステータヨーク（２４）及び磁束帰路形成子（２５′）が
    等しく構成されている、請求項１１記載の単極式横断磁束機械。
  13. 【請求項１３】 磁束帰路形成子（２５；２５′）の脚片（２５１，２５２
    ；２５１′，２５２′）の自由端面（２５４；２５４′）がロータリング（１６
    ，１７）に少なくとも等しい軸方向幅を有し、殊に該ロータリングの片側又は両
    側を超えて張出している、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の単極式
    横断磁束機械。
  14. 【請求項１４】 ステータモジュール（１４）が双極式にロータ（１２）の
    回転角度（Θ）に関連して電流パルスで負荷され、かつステータモジュール（１
    ４）における電流パルスが、２個のステータモジュール（１４）の場合には９０
    ゜だけ、ｍ個のステータモジュール（１４）の場合には３６０゜／ｍだけ相互に
    移相されており、その場合ｍは整数であって２よりも大である、請求項１から１
    ３までのいずれか１項記載の単極式横断磁束機械。
  15. 【請求項１５】 各ステータモジュール（１４）が、２つの半割シェル（３
    １，３２）から成るケーシング（３０）内に収容されており、前記の両半割シェ
    ルが等しく構成されかつ鏡面対称的に互いに突合わされており、かつ、一側では
    ステータヨーク（２４）を、他側では磁束帰路形成子（２５）を挿嵌するために
    軸方向で互いに整合して設けられた半径方向溝（３６，３７）並びに、リングコ
    イル（２３）を受容するために鏡面対称的に互いに対置されていてケーシング軸
    線（３８）に対して同心的に設けられた凹所（３９）を有している、請求項１か
    ら１４までのいずれか１項記載の単極式横断磁束機械。
  16. 【請求項１６】 各半割シェル（３１，３２）が、インナーリング（３３）
    と、該インナーリングに対して同心的なアウターリング（３４）と、前記のイン
    ナーリング及びアウターリング相互を一体的に結合した複数の放射状ウェブ（３
    ５）とから成るラチス形構造を有しており、かつ磁束帰路形成子（２５）を受容
    する複数の半径方向溝（３７）が前記インナーリング（３３）内に穿設されてお
    り、かつステータヨーク（２４）を受容する半径方向溝（３６）がインナーリン
    グ（３３）、放射状ウェブ（３５）及びアウターリング（３４）にわたって延在
    している、請求項１５記載の単極式横断磁束機械。
  17. 【請求項１７】 リングコイル（２３）用の凹所（３９）が放射状ウェブ（
    ３５）内に穿設されている、請求項１６記載の単極式横断磁束機械。
  18. 【請求項１８】 ステータヨーク（２４）と、該ステータヨークを受容する
    半径方向溝（３６）が互いに適合されており、ステータヨーク（２４）及び磁束
    帰路形成子（２５）を半径方向溝（３６，３７）内に挿嵌した場合に両半割シェ
    ル（３１，３２）が相接して半径方向及び軸方向でずれ不能に固定的に位置決め
    されている、請求項１５から１７までのいずれか１項記載の単極式横断磁束機械
    。
  19. 【請求項１９】 半径方向溝（３６，３７）の幅が、ステータヨーク（２４
    ）及び磁束帰路形成子（２５）の厚さに適合されており、かつ前記半径方向溝（
    ３６，３７）の軸方向深さが、ステータヨーク（２４）及び磁束帰路形成子（２
    ５）の軸方向幅の１／２よりも僅かに大きく設計されている、請求項１８記載の
    単極式横断磁束機械。
  20. 【請求項２０】 ステータヨーク（２４）がその横ウェブ（２４３）の両側
    に夫々１つの突出するフック（４１）を有し、該フックが、半径方向溝（３６）
    内にステータヨーク（２４）を挿嵌した場合に、両半割シェル（３１，３２）の
    放射状ウェブ（３５）に、前記半径方向溝（３６）から離反した方の背面側で係
    合式にオーバーラップする、請求項１８又は１９記載の単極式横断磁束機械。
  21. 【請求項２１】 複数のロータモジュール（１５）が軸方向で整合してロー
    タ軸（１３）上に配置されており、かつ複数のステータモジュール（１４）が相
    互に固定角度分だけ回動されている形式の、多位相条列形構造の単極式横断磁束
    機械において、放射状ウェブ（３５）間で延びている、半割シェル（３１，３２
    ）のアウターリング（３４）のリング区分（３４１）内に、半径方向溝（３６）
    から離反した方の半割シェル（３１）の外面側を起点として、２つの相互に隔た
    った半径方向レセス（４２，４３）が穿設されており、該半径方向レセスの周方
    向幅が、ステータヨーク（２４）において突出しているフック（４１）の幅に等
    しく、前記半径方向レセスの半径方向深さが、前記フック（４１）の軸方向寸法
    に等しく、かつ一方の半径方向レセス（４３）が、１つのステータヨーク（２４
    ）用の後続する半径方向溝（３６）に対して固定回転角度分だけずらして、また
    他方の半径方向レセス（４４）が、１つのステータヨーク（２４）用の先行する
    半径方向溝（３６）に対して前記と等しい固定回転角度分だけずらして配置され
    ている、請求項２０記載の単極式横断磁束機械。
  22. 【請求項２２】 複数のステータモジュール（１４）が軸方向で整合してお
    り、かつ複数のロータモジュール（１５）が相互に固定角度分だけ回動されてロ
    ータ軸（１３）上に配置されている形式の、多位相条列形構造の単極式横断磁束
    機械において、軸方向で並列的に位置している複数のステータモジュール（１４
    ）のステータヨーク（２４）がその横ウェブ域において、軸方向に延びるブリッ
    ジ（４８）によって互いに結合されており、互いに結合されたステータヨーク（
    ２４）の両外位ステータヨークはその各外面側に、横ウェブ（２４３）から突出
    するフック（４１）を有し、該フックが、前記ステータヨーク（２４）を半径方
    向溝（３６）内へ挿嵌した場合に、両外位の半割シェル（３１，３２）の放射状
    ウェブ（３５）に、半径方向溝（３６）から離反した方の背面側でオーバーラッ
    プして係合する、請求項１８又は１９記載の単極式横断磁束機械。
  23. 【請求項２３】 ブリッジ（４８）を介して互いに結合された両ステータヨ
    ーク（２４）が、一体的な押抜き部品（４９）として構成されている、請求項２
    ２記載の単極式横断磁束機械。
  24. 【請求項２４】 アウターリング（３４）内に位置する各半径方向溝（３６
    ）の端部の溝底内に、半径方向レセス（４２）が穿設されており、該半径方向レ
    セスの半径方向深さが、ステータヨーク（２４）を位置正しく前記半径方向溝（
    ３６）内へ挿嵌した場合に、横ウェブ（２４３）で突出するフック（４１）のフ
    ック基根部（４１１）を、インナーリング（３３）の方に向いた下縁でもって、
    半径方向レセス（４２）の基底内に当接させるように設計されている、請求項２
    ０から２３までのいずれか１項記載の単極式横断磁束機械。
  25. 【請求項２５】 ロータ軸（１３）を回転支承するために２つの軸受シール
    ド（４５）が、両外位の半割シェル（３１，３２）に装着されており、前記軸受
    シールドがフランジ部（４６）でもって前記半割シェル（３１，３２）上に固着
    されており、かつ前記フランジ部から突出する共軸の軸受ブラケット（４７）内
    に前記ロータ軸（１３）を受容している、請求項１５から２４までのいずれか１
    項記載の単極式横断磁束機械。
  26. 【請求項２６】 少なくとも１つのロータモジュール（１５）が１本の中空
    軸（５０）上に捩れ不能に配置されている、請求項１から２５までのいずれか１
    項記載の単極式横断磁束機械。
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