JP2007244190A - ブラシレスdcモータ及びそれを利用するシステム - Google Patents
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Abstract
【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
【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
Description
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。
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。
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。
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。
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。
米国特許第5519270号
特開平02−197236号公報
特開平07−230663号公報
特開平08−033299号公報
特開平11−206077号公報
特開昭62−044057号公報
欧州特許公開番号1128524
英国特許公開番号1439367
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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1に示すモータの一部の断面図を示す。
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。
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。
本発明に係るブラシレスDCモータの断面図を示す。
図5に示すモータの一部の断面図を示す。
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。
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。
本発明に係るブラシレスDCモータの断面図を示す。
図9に示すモータの一部の断面図を示す。
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。
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。
本発明に係るブラシレスDCモータの断面図を示す。
図13に示すモータの一部の断面図を示す。
図13及び図14に示すロータアセンブリの斜視図を示す。
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。
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。
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。
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18に示すモータの例示の部品の斜視図を示す。
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。
Claims (29)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
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