JP2020507299A - セグメント化された軸方向磁界回転エネルギ装置用のシステムおよび装置 - Google Patents

Abstract

軸方向磁界回転エネルギ装置（３１）は、回転軸（３５）および磁石（３７）を含む回転子（３３）を含み得る。さらに、固定子（１４１）は回転子と同軸であり得る。固定子は、軸の周りで相互に結合された複数の固定子セグメント（１４２）を含み得る。各固定子セグメントは、コイル（１４９）を含むＰＣＢ層（１４７）を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）（１４５）を含み得る。各固定子セグメントはまた、１つのみの電気的位相を含み得る。固定子自体は１つまたは複数の電気的位相を含み得る。【選択図】図１

Description

本出願は、２０１７年１月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／４４５，０９１号、２０１７年１月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／４４５，２１１号、２０１７年１月１２日に出願された米国仮特許出願第６２／４４５，２８９号、２０１７年２月１０日に出願された米国仮特許出願第６２／４５７，６９６号、２０１７年１２月２２日に出願された米国仮特許出願第６２／６０９，９００号、および２０１８年１月８日に出願された米国特許出願第１５／８６４，６０４号に付与された優先権およびそれらの利益を主張する。これらはそれぞれ完全な形で参照により本明細書に組み入れられる。

本発明は、概して軸方向磁界回転エネルギ装置に関し、特に、１つまたは複数のプリント回路基板（ＰＣＢ）固定子を有するモジュール式モータおよび発電機のためのシステム、方法および装置に関する。

米国特許第５７８９８４１号明細書など、層状ディスク固定子を有する従来のアキシャルエアギャップブラシレスモータが知られている。この特許は、波状または重ね合わせ構成で相互接続されたワイヤを使用する固定子巻線を開示している。そのようなモータは比較的大型で、製造が困難である。米国特許第６４１１００２号明細書、米国特許第７１０９６２５号明細書、および米国特許第８８２３２３４号明細書など、ＰＣＢ固定子を使用する軸方向磁界電気装置も知られている。しかしながら、これらの設計のいくつかは複雑で比較的高価であり、それらはモジュール式ではない。したがって、費用対効果の高い軸方向磁界回転エネルギ装置の改良が引き続き関心を集めている。

軸方向磁界回転エネルギ装置のためのシステム、方法、および装置の実施形態が開示される。例えば、軸方向磁界回転エネルギ装置は、回転軸および磁石を含む回転子と；回転子と同軸の固定子とを含むことができ、固定子は軸の周りで相互に結合された複数の固定子セグメントを含み、各固定子セグメントは、コイルを含むＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、各固定子セグメントは１つのみの電気的位相を含む。

軸方向磁界回転エネルギ装置の別の実施形態は、回転軸および磁石を含む回転子と；回転子と同軸の固定子とを含むことができ、固定子は軸の周りで相互に結合された複数の固定子セグメントを含み、各固定子セグメントは、コイルをそれぞれが含む複数のＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、ＰＣＢ層は軸方向に互いに離間され、ＰＣＢのそれぞれは、偶数のＰＣＢ層を有し、ＰＣＢ層は層対を含み、各層対はビアによって電気的に相互に結合された２つのＰＣＢ層として定義され、各層対は別のビアによって別の層対に結合される。

軸方向磁界回転エネルギ装置のさらに別の実施形態は、回転軸および磁石を含む回転子と；回転子と同軸の固定子とを含むことができ、固定子は複数の固定子セグメントと複数の電気的位相とを含み、各固定子セグメントはコイルを有する少なくとも１つのＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、各固定子セグメントは１つのみの電気的位相を含む。

これらの実施形態の上記および他の目的および利点は、添付の特許請求の範囲および添付の図面と併せて、以下の詳細な記載を考慮することで当業者には明らかとなるであろう。

実施形態の特徴および利点が達成され、より詳細に理解されることができるように、添付の図面に示されるその実施形態を参照することによって、より詳細な記載をすることができる。しかしながら、図面はいくつかの実施形態を例示するに過ぎず、したがって、他の同等に有効な実施形態が存在し得るため、範囲を限定すると見なされるべきではない。

軸方向磁界回転エネルギ装置の実施形態の上面図である。 図１の線２−２に沿って取られた、図１の装置の側断面図である。 図１および２の装置の実施形態の分解等角図である。 プリント回路基板（ＰＣＢ）を有する単相固定子の実施形態の上面図である。 固定子のコイル層のみの実施形態の拡大等角図である。 固定子のコイル層のみの別の実施形態の拡大分解等角図である。 図５に示される固定子の一部の拡大等角図である。 図５に示される固定子の一部の拡大分解等角図である。 図５に示される固定子の一部の拡大等角図である。 固定子の層上のトレースの実施形態の概略的な部分分解側面図である。 ＰＣＢを有する多相固定子の実施形態の上面図である。 固定子の頂部コイル層および垂直に隣接する回転子の磁石の代替実施形態の上面図である。 軸方向磁界回転エネルギ装置の別の実施形態の実施形態の簡略化された上面図である。 図１０の装置の簡略化された側断面図である。 図１０および１１の装置の実施形態の簡略化された分解等角図である。 セグメント化された固定子の実施形態の簡略化された上面図である。 セグメント化された固定子の別の実施形態の簡略化された上面図である。 ＰＣＢ用のトレースの実施形態の簡略化された上面図である。 図１５の実施形態の簡略化された等角図である。 図１５および１６のＰＣＢのトレース層の実施形態の概略的な分解等角図である。 モジュールの実施形態の上面図である。 図１８の線１９−１９に沿って取られた、図１８のモジュールの側断面図である。 図２０Ａ。図１８および１９のモジュールの実施形態の分解等角図である。 図２０Ｂ〜図２０Ｈ。図２０Ａのモジュールの実施形態の等角図および側断面図である。 モジュールの別の実施形態の分解等角図である。 図２１のモジュールの実施形態の組み立てられた等角図である。 ラッチがそれぞれ開かれた状態および閉じられた状態のスタックモジュールの実施形態の等角図である。 ラッチがそれぞれ開かれた状態および閉じられた状態のスタックモジュールの実施形態の等角図である。 モジュールの実施形態の上面内部図である。 モジュール用本体の実施形態の分解等角図である。 軸方向磁界回転エネルギ装置用のＰＣＢ固定子の実施形態の上面図である。 図２７のＰＣＢ固定子の実施形態の一部の拡大上面図である。 取り付けられたセンサを含む固定子の実施形態の等角図である。 埋め込まれたセンサを含む固定子の実施形態の等角図である。 固定子セグメント用のアセンブリの実施形態の等角図である。 固定子セグメント用のアセンブリの実施形態の反対の等角図である。

異なる図面における同じ参照符号の使用は、類似のまたは同一のアイテムを示す。

図１〜３は、軸方向磁界回転エネルギ装置（ＡＦＲＥＤ：ａｘｉａｌ ｆｉｅｌｄ ｒｏｔａｒｙ ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｖｉｃｅ）を備える装置３１の一実施形態の様々な図を示す。用途に応じて、装置３１は、電気エネルギを機械的動力に変換するモータ、または機械的動力を電気エネルギに変換する発電機を含むことができる。

Ｉ．パネル

装置３１の実施形態は、回転軸３５と、磁石（すなわち、少なくとも１つの磁石３７）とを含む少なくとも１つの回転子３３を含み得る。図３の実施形態には複数の磁石３７が示されている。各磁石３７は少なくとも１つの磁極を含むことができる。

装置３１はまた、回転子３３と同軸の固定子４１を含むことができる。回転子３３は、シャフト４３に、および以下のアイテムのうちの１つまたは複数などの他のハードウェアと結合することができる：マウントプレート、結合器、ワッシャ、ベアリング、スペーサまたはアライメント要素。固定子４１の実施形態は、図４に示すプリント回路基板（ＰＣＢ）４５などの単一の一体型パネルを含むことができる。ＰＣＢ４５は、少なくとも１つのＰＣＢ層４７を含むことができる。例えば、本明細書に記載の特定の実施形態は、１２個のＰＣＢ層４７を含む。ＰＣＢ層４７は、平行で軸方向に離間することができる。各ＰＣＢ層４７は、少なくとも１つの導電トレース４９を含むことができる。各トレース４９は、所与のＰＣＢ層４７上に形成された別個の導電特徴部である。例えば、８つのトレース４９が図４に示されている。トレース４９は、図４に示すコイルなど、所望のパターンに構成することができる。

図４は、１２層ＰＣＢ４５内の１つのＰＣＢ層４７の実施形態を示す。他の１１層のＰＣＢ層は類似しており、相違点は以下の図に関して後述する。図示されたＰＣＢ層４７上で、（単一のコイルを形成する）各トレース４９は、コイルの外縁に第１の端子５１、およびコイルの中心に第２の端子５３を含む。トレース４９は、ビア５５を使用して他のトレース４９に接続されている。第１の組のビア５５は、各コイルの外縁で第１の端子５１に隣接して配置され、第２の組のビア５５は、各コイルの中心で第２の端子に隣接して配置される。この実施形態では、図５および図６Ａ〜６Ｄに関連してより完全に説明されるように、図示されたＰＣＢ層４７上のトレース４９は、この図示されたＰＣＢ層４７上の隣接トレース４９に直接接続されず、むしろ別のＰＣＢ層４７上の対応するトレース４９にそれぞれ直接接続される。

この実施形態では、各トレース４９は、その第１の端子５１からその第２の端子５３まで連続して途切れず、そのようなトレース４９への接続は、第１および第２の端子５１、５３に対してのみ行われる。各トレース４９は、電気接続のための他の端子を有さない。言い換えれば、各トレース４９は、第１の端子５１と第２の端子５３との間に追加のビア５５を含まない他の電気接続がない状態で継ぎ目なく連続することができる。図４に示すように、所与のトレース４９の幅は均一でなくてもよい。例えば、外側トレースコーナに対応する幅１７１は、内側トレースコーナに対応する幅１７３より広くてもよい。単一のコイルを形成する隣接する同心トレース部分間のギャップ１７５は、隣接するトレース（すなわち、別々のコイル）間のギャップ１７７と同じでも異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、所与のトレースは、ＰＣＢの外径に隣接し、軸３５に垂直な平面内の外幅と、ＰＣＢの内径に隣接し、その平面内の内幅とを含むことができる。いくつかの実施形態では、外幅は内幅よりも大きくてもよい。いくつかの実施形態では、所与のトレースは、互いに平行ではない内側および外側の反対縁部を含むことができる。

図５は、図４に示すＰＣＢ層４７を組み込んだ１２層ＰＣＢ４５の実施形態を示す。１２層のＰＣＢ層４７のそれぞれは、狭い間隔で離間され、４７．１〜１２とラベル付けされたＰＣＢ層４７の「サンドイッチ」を形成する。最上部のＰＣＢ層４７．１上に、第１のトレース４９．１１（本明細書では「コイル４９．１１」とも記載される）が示されており、その第１の端子５１．１は装置３１の外部端子６１に結合されている。最下部ＰＣＢ層４７．１２上に、トレース４９．１２８が示され、その第１の端子５１．１２は装置３１の外部端子６３に結合されている。この実施形態では、１２層のＰＣＢ層４７．１〜１２のそれぞれに８つのトレース４９（コイル）がある。これらのトレースは、外部端子６１に流れ込む電流が９６個のコイルを通って流れ、次いで外部端子６３から流れ出る（または逆に外部端子６３に流れ込み、外部端子６１から流れ出る）ように互いに結合される（以下でより完全に記載される）。この実施形態では、ただ１つのトレース４９（例えばコイル４９．１１）が装置３１のための外部端子６１に結合され、そしてただ１つのトレース４９（例えばコイル４９．１２８）が装置３１のための外部端子６３に結合される。モータの場合、両方の外部端子６１、６３が入力端子であり、発電機の場合、両方の外部端子６１、６３が出力端子である。この実施形態で理解され得るように、各ＰＣＢ層は、同一平面上にあり、軸を中心として互いに角度対称に離間された複数のコイルを含み、軸に関して隣接するＰＣＢ層のコイルは軸に対して互いに円周方向に整列し、対称的なコイルの積み重ねを軸方向に画定する。

図６Ａは、図５に示す１２層ＰＣＢ４５の一部の分解図であり、これは、コイルがビア５５、５９によってどのように一緒に結合されているかをより良く示すため、したがってどのように電流が外部端子６１に流れ、９６個のコイルを通り、次いで外部端子６３から流れ出るかをより良く示すためにラベル付けされる。入力電流８１．１が外部端子６１に流れ込むと仮定する。この電流は、電流８１．２および８１．３として（ＰＣＢ層４７．１上の）コイル４９．１１を周って「渦巻状」に流れ、コイル４９．１１の第２の端子５３に達する。ビア５５．１が、コイル４９．１１の第２の端子５３を、コイル４９．１１の直ぐ下のＰＣＢ層４７．２上の対応するコイル４９．２１の第２の端子に結合する。したがって、電流は、ビア５５．１を通って電流８１．４として流れ、次いでコイル４９．２１の第１の端子５１に達するまで電流８１．５としてコイル４９．２１を周って渦巻状に流れる。ビア５５．２は、コイル４９．２１の第１の端子５１を、第１のコイル４９．１１に隣接するＰＣＢ層４７．１上のコイル４９．１２の第１の端子に結合する。この実施形態では、第１のＰＣＢ層４７．１上のトレース４９は、第２のＰＣＢ層４７．２上のトレースに対して概して反転（鏡像）されているので、ビア５５．１はコイル４９．１１および４９．２１のそれぞれの第２の端子５３上の両方の「タブ」と重なり、同様にビア５５．２はコイル４９．１２および４９．２１のそれぞれの第１の端子５１上の両方の「タブ」と重なり、これは後続の図に関して以下でより完全に記載される。したがって、電流はビア５５．２を通って電流８２．１としてＰＣＢ層４７．１上のコイル４９．１２の第１の端子５１に流れる。

この端子から、コイル４９．１１および４９．２１について記載したのと同様に、コイル４９．１２および４９．２２を通って電流が流れる。例えば、電流は、電流８２．２および８２．３として（ＰＣＢ層４７．１上の）コイル４９．２１を周ってコイル４９．２１の第２の端子５３に流れ、ビア５５．３を通って電流８２．４としてコイル４９．２２の第２の端子５３に流れ、次いでコイル４９．２２の第１の端子５１に達するまで電流８２．５および８２．６としてコイル４９．２２を周って流れる。前と同様に、ビア５５．４が、コイル４９．２２の第１の端子５１を、コイル４９．１２に隣接するＰＣＢ層４７．１上のコイル４９．１３の第１の端子５１に結合する。この結合構成は、上部の２つのＰＣＢ層４７．１、４７．２上の全ての残りのトレース４９に対して複製され、電流は、ＰＣＢ層４７．２上の最後のコイル４９．２８に達するまでこれらの残りのトレース４９を通って流れる。上部の２つのＰＣＢ層４７．１、４７．２上の１６個すべてのコイルを既に流れた後、電流は、次のＰＣＢ層４７．３に向けられる。具体的には、ビア５９．１が、コイル４９．１１および４９．２１の真下にあるＰＣＢ層４７．３上のコイル４９．３１の第１の端子にコイル４９．２８の第１の端子５１を結合する。この実施形態では、ＰＣＢ層４７．２上のコイルをＰＣＢ層４７．３上のコイルに結合するそのようなビア５９は１つだけである。対照的に、ＰＣＢ層４７．１、４７．２上のコイルを互いに結合する１５個のそのようなビア５５がある。この実施形態では、そのような結合は、コイルの第１および第２の端子５１、５３においてのみ生じる。

第３のＰＣＢ層４７．３と第４のＰＣＢ層４７．４との間のビア５５は、上述の第１のＰＣＢ層４７．１と第２のＰＣＢ層４７．２との間のビア５５と同一に構成され、したがってビア構成および対応する電流の流れは繰り返される必要はない。これは、最下層のＰＣＢ層４７．１２（ここでは図示せず）に達するまで、ＰＣＢ層「サンドイッチ」を通って下方に続く。上述したように、トレース（コイル）４９．１２８の第１の端子５１は、外部端子６３に接続されている。したがって、外部端子６１を通って内側に流れる電流は、９６個のコイル全てを流れた後、外部端子６３を通って外側に流れる。

図６Ｂは、図５に示したビア群５５の拡大図である。このビア群は、１２層のＰＣＢ層４７．１〜１２のそれぞれの上に垂直に整列されたコイル４９．１〜１２の群のそれぞれに対して、それぞれの第２の端子５３に隣接している。上述のように、第２のＰＣＢ層４７．２上のトレース４９は、第１のＰＣＢ層４７．１上のトレース４９に対して概して反転（鏡像）されているので、ビア５５は、これらのそれぞれの隣接コイルのそれぞれの第２の端子５３上の両方の「タブ」と重なる。図６Ｂに示すように、コイル４９．１８（第１の層、第８のコイル）上で、第２の端子５３．１８はトレースの側面に延びるタブを含む。鏡像状に、コイル４９．２８（第２の層、第８のコイル）上で、第２の端子５３．２８はトレースの側面に対して反対方向に延びるタブを含み、その結果これら２つのタブは重なる。ビア５５がこれら２つの重なり合うタブを互いに結合する。同様に、図示の実施形態は１２層のＰＣＢ層４７を含むので、５つの追加ビア５５のそれぞれは、重なり合う端子５３．３８および５３．４８、重なり合う端子５３．５８および５３．６８、重なり合う端子５３．７８および５３．８８、重なり合う端子５３．９８および５３．１０８、および重なり合う端子５３．１１８および５３．１２８をそれぞれ結合する。

図６Ｃは、これらのビア５５のうちの２つを分解図で示している。コイル４９．３８の端子５３．３８は、コイル４９．４８の端子５３．４８と重なり合い、第１のビア５５によって互いに結合されている。コイル４９．５８の端子５３．５８は、コイル４９．６８の端子５３．６８と重なり合い、第２のビア５５によって互いに結合されている。図から理解されるように、これらの対の重なり合うタブは、それらの対応するビア５５と共に、半径方向に互い違いに配置されているので、そのようなビア５５は、めっきスルーホールビアを使用して実装することができる。あるいは、そのようなビア５５は埋め込みビアとして実装することができ、その場合、ビアは互い違いに配置する必要はなく、むしろ垂直方向に整列させることができる。

図６Ｄは、図５にも示したビア５９の群の拡大図である。この実施形態では、これらのビア５９は、１つの特定の隣接する一対の垂直方向に整列したコイル４９の間（例えば、最上層コイル４９．１１と４９．１８の間）のギャップに配置される一方、ビア５５は他の隣接する一対の垂直方向に整列されたコイル４９の間のギャップに配置される。この図では、ビア５９はめっきスルーホールビアとして示されている。ビア５５、５９は、対応するコイルのそれぞれの第１の端子５１上で両方の「タブ」と重なる。ビア５５は、垂直方向に隣接する層上の水平方向に隣接するコイルを結合し、一方ビア５９は、垂直方向に隣接する層上の水平方向に整列したコイルを結合し、それら両方は６Ａに示される。この実施形態に示されるビア５９は５つのみである、それというのも、最上部のコイル４９．１１の第１の端子５１が外部端子６１に結合され、最下部のＰＣＢ層４７．１２のコイル４９．１２８の第１の端子５１が外部端子６３に結合され、それぞれの第１の端子５１が対で一緒に結合されているコイルを有する１０層のＰＣＢ層（４７．２〜１１）だけを残すからである。例えば、最も内側のビア５９．５は、ＰＣＢ層４７．１０上のそれぞれのコイルをＰＣＢ層４７．１１上のそれぞれのコイルに結合する。

様々な実施形態では、各トレース４９は、少なくとも１つのビア５５を用いて他のトレース４９に電気的に結合することができる。図６Ａに示すように、各ＰＣＢ層４７は、８つのトレース４９と、トレース４９間に１つのみのビア５５とを有する。いくつかの実施形態では、すべてのトレース４９は別のトレース４９に電気的に結合される。一緒に２つのトレース４９がトレース対５７を画定する。図７において、１２層のＰＣＢ層４７．１〜１２があり、６個のトレース対５７．１〜６がある。

各トレース対５７は、少なくとも１つの他のビア５９（例えば、１つだけのビア５９など）を用いて別のトレース対５７に電気的に結合することができる。いくつかのバージョンでは、各トレース対５７（たとえばコイル対）内のトレース４９（たとえばコイル）は、図６Ａに示すように、異なるＰＣＢ層４７上に配置することができる。しかしながら、他のバージョンでは、各トレース対５７内のトレース４９は同一平面上にあり、同じＰＣＢ層４７上に配置されてもよい。

いくつかの実施形態において、少なくとも２つのトレース４９（例えば、コイル）は電気的に直列に結合されている。他のバージョンでは、少なくとも２つのトレース４９（例えば、コイル）は電気的に並列に結合されている。さらに他のバージョンでは、少なくとも２つのトレース４９は電気的に並列に結合され、少なくとも２つの他のトレース４９は電気的に直列に結合される。

装置３１の実施形態は、電気的に並列に結合された少なくとも２つのトレース対５７を含むことができる。他のバージョンでは、トレース対５７の少なくとも２つが電気的に直列に結合されている。さらに他のバージョンでは、少なくとも２つのトレース対５７が電気的に並列に結合され、少なくとも２つの他のトレース対５７が電気的に直列に結合される。

図４および６に示すように、各ＰＣＢ層４７（上面図には最も上のＰＣＢ層４７のみが示されている）は、ＰＣＢ４５の全体（上面）表面の総表面積（ＴＳＡ）であるＰＣＢ層表面積（ＬＳＡ）を含む。ＴＳＡは、図示されている中心穴および取り付け穴など、ＰＣＢ４５内の穴を含まない。ＰＣＢ層４７上の１つまたは複数のトレース４９（図４に示す８つのコイル）は、コイル表面積（ＣＳＡ）を含むことができる。ＣＳＡは、それらの「銅表面積」だけではなく、コイル（すなわちそれらの周囲内）の全底面積を含む。ＣＳＡは、ＰＣＢ層表面積の少なくとも約５５％、少なくとも約６０％、少なくとも約６５％、少なくとも約７０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８０％、少なくとも約８５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９７％、またはさらに少なくとも約９９％など、ＰＣＢ層表面積の少なくとも約５０％の範囲内にあることができる。他の実施形態では、コイル表面積は、ＰＣＢ層表面積の約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、またはさらには約７０％以下など、ＰＣＢ層表面積の９９％以下であることができる。他の実施形態では、コイル表面積はこれらの値のいずれかの間の範囲内にあることができる。

ＣＳＡはまた、ＰＣＢ上またはＰＣＢ内の任意のセンサまたは回路（ＩＯＴ素子など）に関して計算することができる。ＩＯＴ素子は、ＴＳＡの５０％以下に制限することができる。さらに、ＩＯＴ素子は、ＣＳＡ内に埋め込むことができ、またはＴＳＡの少なくとも一部に埋め込むことができ、これはＣＳＡに含まれない。

コイルを形成する各トレースの総面積（すなわち、導電トレースを含むが、必ずしも導電トレース間のスペースを含むことはできない）は、コイル表面積と見なすことができる。装置３１の性能は、コイルが形成されている下にあるＰＣＢ層の表面積に対して、総コイル表面積を増大させることによって改善されると考えられる。

いくつかの実施形態（図４）では、装置３１は単一の電気的位相を含む固定子４１を含むことができる。固定子４１の変形は単一の電気的位相からなることができる。各ＰＣＢ層４７は、同一平面上にありかつ軸３５（図２および図３）の周りに対称的に離間している複数のコイルを含むことができる。一例では、各コイルは単一の電気的位相からなる。

図８は、少なくとも２つの電気的位相（例えば、図示の３つの位相）を含む固定子４１の一実施形態を示す。各ＰＣＢ層４７は、電気的位相ごとに示されているように複数のコイル（トレース４９など）を含むことができる。例えば、図８は、３つの位相Ａ、ＢおよびＣに対応するコイルを示す。各電気的位相Ａ、Ｂ、Ｃのコイルは、各ＰＣＢ層４７内で軸３５（図２および図３）に対して互いに角度的にオフセットし、電気的位相Ａ、Ｂ、Ｃ間の所望の位相角シフトを定めることができる。図６では、各ＰＣＢ層４７上に９つのトレース４９がある。図８の固定子４１の実施形態は３つの位相であるので、位相Ａの各トレース４９は位相Ａの他のトレース４９から１２０電気角度離れており、位相ＢおよびＣの隣接するトレース４９から４０電気角度離れている。（位相ＡおよびＣに対する）位相Ｂのおよび位相Ｃ（相対的最上層ＡおよびＢ）のトレース４９についても同様に離される。

いくつかの実施形態では、各コイル（例えばトレース４９）は単一の電気的位相からなることができる。あるいは、コイルは、２つ以上の電気的位相（例えば、図８に示される３つの位相）を用いて固定子４１を有効にするように構成され得る。

図９の例は、装置３１の一実施形態のいくつかの内側構成要素だけの簡略図である。磁石３７のそれぞれは、磁石の半径方向の縁部または要素６７（本明細書では「磁石半径方向縁部６７」とも呼ばれる）を含むことができ、トレース４９のそれぞれは、トレースの半径方向の縁部または要素６９（本明細書では「コイル半径方向縁部６９」とも呼ばれる）を含むことができる。磁石３７は、回転子３３（図２）の一部であり、静止固定子４１に対して軸線３５を中心に回転する。磁石３７およびトレース４９の半径方向縁部部分が装置３１の動作中に軸に対して回転方向に整列するとき、半径方向要素６７、６９の少なくとも一部は、互いに斜めにされる（すなわち、平行ではない）ことができる。いくつかの実施形態では、磁石およびコイル半径方向縁部部分が軸に対して回転方向に整列するとき、磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部は平行ではなく、互いに角度的に斜めにされる。図９は、磁石３７の半径方向端部部分（すなわち、磁石３７の角に近い磁石の半径方向の端部６９）がコイル４９の半径方向の端部部分と回転方向に整列される磁石３７の回転位置を示し、それは磁石半径方向縁部６９とコイル半径方向縁部６７との間の斜め方向の曲がりを示す。一変形例では、半径方向要素６７、６９は、磁石３７およびトレース４９の前側の半径方向縁部または後側の半径方向縁部とすることができる。別の例では、磁石およびトレース半径方向縁部または要素６７、６９は図示のように直線状であることができ、磁石３７およびトレース４９が軸方向において回転方向に整列するとき、磁石およびトレース半径方向要素６７、６９のどの部分も平行ではない。

いくつかの実施形態では、磁石半径方向要素６７はトレース半径方向要素６９に対して角度的に斜めであることができ、角度的斜めは、０．１度超、少なくとも約１度、少なくとも約２度、少なくとも約３度、少なくとも約４度、またはさらには少なくとも約５度など、０度を超えることができる。他のバージョンでは、角度的斜めは、約６０度以下、約４５度以下、約３０度以下、約２５度以下、約１５度以下、約１０度以下、またはさらには約５度以下など、約９０度以下であることができる。あるいは、角度的斜めは、これらの値のいずれかの間の範囲内にあることができる。

代替実施形態では、半径方向要素６７、６９の少なくとも一部は、回転整列中に互いに平行であることができる。

ＩＩ．セグメント

軸方向磁界回転エネルギ装置のいくつかの実施形態は、固定子が幾分異なって構成され得ることを除いて、アセンブリハードウェアを含む装置３１について記載されたものと同様の方法で構成され得る。例えば、図１０〜１２は、理解を容易にするためにいくつかの要素のみが示されている装置１３１の簡略化されたバージョンを示す。装置１３１は、回転子１３３と同軸の固定子１４１を含むことができる。任意選択的に、各回転子１３３は、それを通って延びる１つまたは複数のスリットまたはスロット１３６（図１０）を含むことができる。いくつかのバージョンでは、スロット１３６は軸１３５（図１２）に対して傾斜しており、したがって単に垂直ではない。スロット１３６の角度は、一定の勾配で提供され得、装置１３１内の冷却空気流を促進し得る。スロット１３６は、空気流が回転子１３３を通っておよび／またはその周囲で引かれるまたは押されることを可能にし得る。特に複数の固定子セグメントを有する実施形態において、および特に外径Ｒ−ＥＸＴに関係なく固定子アセンブリの内径Ｒ−ＩＮＴ（図１４）を有する実施形態において、追加のスロットを回転子スペーサ１４３（図１２）などの回転子スペーサに設けることができる。

固定子４１について記載したように単一パネルＰＣＢ４５を備えるのではなく、固定子１４１は複数の固定子セグメント１４２を含むことができ、それらのそれぞれは別個のＰＣＢ１４５とすることができる。固定子セグメント１４２は、機械的および電気的に相互に結合されるなど、相互に結合されることができる。各固定子セグメント１４２は、本明細書の他の箇所に記載されているように、１つまたは複数のＰＣＢ層１４７（図１３）を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含むことができる。一例では、各ＰＣＢ１４５は、偶数のＰＣＢ層１４７を有することができる。代替実施形態では、ＰＣＢ１４５は、奇数のＰＣＢ層１４７を有することができる。

固定子セグメント１４２の実施形態は、ただ１つの電気的位相を含むかまたはそれに対応することができる。さらに、装置１３１の固定子１４１は、ただ１つの電気的位相からなるかまたはそれに対応することができる。他のバージョンでは、固定子１４１は複数の電気的位相を含むかまたはそれに対応することができる。図１３に示すように、各固定子セグメント１４２は、図示のコイルなどの少なくとも１つの導電トレース１４９を有する少なくとも１つのＰＣＢ層１４７を含む。いくつかのバージョン（図１４）では、各固定子セグメント１４２は、同一平面上にありかつ軸１３５（図１１および１２）に対して互いに角度的に離間した複数のトレース１４９（例えばコイル）を有する少なくとも１つのＰＣＢ層１４７を有することができる。一例では、各トレース１４９は単一の電気的位相を含むことができる。別のバージョンでは、各固定子セグメント１４２は複数のＰＣＢ層１４７を含むことができ、そのそれぞれは１つの電気的位相のみに対応するように構成することができる。いくつかのバージョンでは、各固定子セグメント１４２上の各ＰＣＢ層１４７は、１つの電気的位相のみに対応するように構成されている複数の軸方向共平面トレース１４９を含むことができる。

いくつかの実施形態（図１３）では、各ＰＣＢ層１４７は、ＰＣＢ１４５のほぼ内径（ＩＤ）からＰＣＢ１４５のほぼ外径（ＯＤ）まで延びる少なくとも１つの半径方向トレース１５０を含むことができる。一例では、各ＰＣＢ層１４７は、最外部トレース部分１５２から同心円状の最内部トレース部分１５４まで連続するトレース１４９を含むことができる。トレース１４９は、直線状側部と面取りされた角部１５６とを有する半径方向トレース１５０を含むことができる。半径方向トレースの直線状側部は、テーパ状にすることができ、半径方向距離が増加するにつれてトレース幅が増加する。内側端部ターントレース１４６および外側端部ターントレース１４８が、半径方向トレース１５０の間に延びて同心コイルを形成する。

テーパトレースおよびコイルに関して、テーパは、ＰＣＢ固定子に含めることができる導電材料（例えば、銅）の量を改善することができる。多くのモータおよび発電機は円形をしているので、コイルは概して円形であり得、そして一緒にまとめて固定子上に収まるために、コイルの周辺は幾分パイスライス形状または三角形であり得る。いくつかのバージョンでは、コイルは、軸に垂直な平面内で同じ幅を有することができ、他のバージョンでは、コイルは、コイルの導体（例えば、銅）密度を増加させるためにテーパ状にすることができる。銅密度を改善することは、電気抵抗、Ｉ^２Ｒ損失および発熱を低減し、より高い効率を有する機械を提供するためにより高い電流を運ぶ能力を増大させるために重要な価値を有し得る。

別のバージョンでは、各ＰＣＢ層１４７は直線状トレース１４９のみを含むことができる（図１５〜１７）。直線状トレース１４９は、最外部トレース１５２から同心の最内部トレース１５４まで連続することができる。一例では、ＰＣＢ層１４７のどのトレース１４９も非直線状ではない。しかしながら、直線状トレース１４９のみの実施形態は、例えば丸みを帯びた角または面取りされた角などのターンを含むことができる。本明細書で使用されるとき、「ターン」は、半径方向トレースを端部ターントレースに接続するトレース部分を含む。他の実施形態では、ＰＣＢ層１４７は、曲線状トレースなどの１つまたは複数の非直線形を含むことができる。

本明細書に注記されるように、ＰＣＢ１４５は、軸方向に互いに離間している複数のＰＣＢ層１４７を含むことができる。ＰＣＢ層１４７は層対１５７を含むことができる（図１７；対１５７．１から１５７．４を参照）。各層対１５７は、互いに電気的に結合されている２つのＰＣＢ層として定義することができる。１つのバージョンでは、ＰＣＢ層１４７の少なくとも１つは、直列または並列に他のＰＣＢ層１４７に電気的に結合されている。別のバージョンでは、少なくとも１つの層対１５７は別の層対１５７に直列または並列に電気的に結合されている。一実施形態では、層対１５７のうちの少なくとも１つは、互いに軸方向に隣接する２つのＰＣＢ層１４７．６および１４７．７を含む。別の実施形態では、層対１５７のうちの少なくとも１つは、互いに軸方向に隣接していない２つのＰＣＢ層１４７．１および１４７．３を含む。同様に、層対１５７の少なくとも１つは、層対の前記少なくとも１つが電気的に結合されている層対１５７と軸方向に隣接することができる。逆に、層対１５７の少なくとも１つは、層対１５７の前記少なくとも１つが電気的に結合されている層対１５７と軸方向に隣接しないことができる。

ＰＣＢ層１４７の実施形態は、少なくとも１つの層セット１８１（図１７）を含むことができる。例えば、層セット１８１は、第１の層１４７．１、第２の層１４７．２、第３の層１４７．３、および第４の層１４７．４を含むことができる。いくつかのバージョンでは、第１のビア１５９が第１の層１４７．１を第３の層１４７．３に結合し、第２のビア１５５が第３の層１４７．３を第２の層１４７．２に結合し、第３のビア１５９が第２の層１４７．２を第４の層１４７．４に結合することができる。一例では、第１、第２、および第３のビア１５９、１５５、１５９は、層セット１８１をイントラ結合する唯一のビアである。これらの例では、２つの軸方向に直接隣接するＰＣＢ層１４７．１および１４７．２は、互いに直接に電気的に結合されない。図１７において、ビア１５９のそれぞれは、介在するＰＣＢ層１４７を迂回しながら（すなわち、接触せずに）一対の隣接しないＰＣＢ層１４７を結合する。例えば、ビア１５９．１は、ＰＣＢ層１４７．１をＰＣＢ層１４７．３に結合し、ＰＣＢ層１４７．２と接触しない。逆に、ビア１５５のそれぞれは、一対の隣接するＰＣＢ層１４７を結合する。例えば、ビア１５５．２は、ＰＣＢ層１４７．２をＰＣＢ層１４７．３に結合する。ＰＣＢ層のそれぞれの対を互いに結合する各ビア１５５、１５９は、対応する層対１５７を形成する。例えば、層対１５７．１は、ＰＣＢ層１４７．１およびＰＣＢ層１４７．３を含む。層対１５７．２はＰＣＢ層１４７．２およびＰＣＢ層１４７．３を含む。層対１５７．３は、ＰＣＢ層１４７．２およびＰＣＢ層１４７．４を含む。層対１５７．４はＰＣＢ層１４７．４およびＰＣＢ層１４７．５を含む。層対１５７．５はＰＣＢ層１４７．５およびＰＣＢ層１４７．７を含む。層対１５７．６はＰＣＢ層１４７．６およびＰＣＢ層１４７．７を含む。層対１５７．７はＰＣＢ層１４７．６およびＰＣＢ層１４７．８を含む。

図１７では、各ビアは、鈍い端部と尖った端部とを有するように示されている。この形状は、各ビアの２つの端部の間の構造上の違いを暗示することを意図するものではなく、むしろ各ビアを通る電流の方向の一貫した表示を提供することを意図する。さらに、各ビアは、対応する一対のＰＣＢ層１４７を結合するのに必要な範囲でのみ垂直方向に延びるようにも示されているが、特定の実施形態において、各ビアはＰＣＢ全体を貫通するめっきスルーホールビアとして実装することができる（例えば、図６Ｄのビア５９を参照）。そのようなめっきスルーホールビアのそれぞれは、そのようなビアと重なるトレース１４９を有する任意のＰＣＢ層１４７と接触することができる。図１７に示す実施形態では、所与のスルーホールビアは、２つのＰＣＢ層１４７のみと重なって接続する一方、残りのすべてのＰＣＢ層１４７のトレース１４９は、所与のビアと重ならず、所与のビアに接続されない。あるいは、いくつかの実施形態は、接続されるべき対応するＰＣＢ層１４７の間でのみ垂直方向に延びる埋め込みビアを含むことができる。

ＩＩＩ．モジュール

図１８、１９、２０Ａ〜２０Ｈは、１つまたは複数の軸方向磁界回転エネルギ装置２３１用のモジュール２０１の実施形態を開示している。装置２３１は、本明細書に開示されている任意の軸方向磁界回転エネルギ装置の実施形態を含むことができる。これらの図に示される実施形態では、モジュール２０１は、側壁２１１を有するハウジング２０３と、３つの固定子（ＰＣＢ固定子パネル２４５として示される）と、４つの回転子アセンブリ２４２、２４４とを含む。各回転子アセンブリ２４４は２つの固定子２４５間に垂直に配置され、同一回転子パネル２３６の対と、回転子永久磁石２３７の群とを含む。各回転子パネル２３６は、回転子磁石２３７のそれぞれを位置決めするための一組の凹状の窪みを含み、２つの回転子パネル２３６は反対側の上部および下部回転子パネル２３６の間に回転子磁石の群のそれぞれを挟み込むように一緒に固定されている。各回転子アセンブリ２４２は、固定子２４５とハウジング２０３との間に垂直に配置され、トルクプレート２３３、回転子パネル２３４、および回転子永久磁石２３７の群を含む。

回転子アセンブリ（例えば２４２、２４４）間の垂直方向の間隔は、介在する固定子パネル２４５の穴を通って１つの回転子アセンブリから隣接する回転子アセンブリに延びるスペーサ（例えば２６２、２６３）によって維持される。回転子の間隔は、固定子パネル２４５の厚さと、固定子パネル２４５の（上および／または下などの）所望の空隙間隔とに対応する。各回転子スペーサは、回転子アセンブリと固定子との間の空隙を画定することができる（およびまた後述するように、側壁スロットの高さ２１５を画定することができる）。各回転子スペーサは、２つの回転子アセンブリ間に配置されている。例えば、回転子スペーサ２６２は、最上部の回転子アセンブリ２４２と隣接する内側の回転子アセンブリ２４４との間に配置される（最下部の回転子アセンブリ２４２についても同様）。各回転子スペーサ２６３は、隣接する内側回転子アセンブリ２４４の間に配置されている。ここに示すように、そのような回転子スペーサ２６３は、内側回転子アセンブリに対する最上部および最下部の回転子アセンブリ２４２の機械的差異により、回転子スペーサ２６２と異なる厚さを有することができ、すべての回転子と固定子との間に同じ空隙間隔を画定する。回転子スペーサ２６２、２６３を使用することにより、複数の回転子（例えば、回転子アセンブリ２４２、２４４）を積み重ねることが可能になり、それによってモジュール２０１の構成に著しい柔軟性を提供することができる。

ハウジング２０３の実施形態は、側壁２１１を含むことができる（図２０Ａ〜２０Ｈおよび２１）。側壁２１１は、軸線２３５に対して所望の角度配向で固定子（例えば、固定子パネル２４５）を配向するように構成することができる。複数の固定子２４５を含む用途では、側壁２１１は、複数の側壁セグメント２１２を含むことができる。側壁セグメント２１２は、軸に対してモジュール２０１の所望の電気的位相角（例えば、図２０Ｃおよび図２５参照）で複数の固定子２４５を角度的にオフセットするように構成することができる。一例では、側壁２１１は、その中に形成された１つまたは複数のスロット２１４を有する半径方向内面を含むことができる。各スロット２１４は、軸線２３５に対して固定子２４５の所望の角度方向を維持するために固定子２４５の外縁部を受け入れて保持するように構成することができる。図２０Ａ〜２０Ｈに示される実施形態では、各側壁２１１は、側壁セグメント２１２の嵌合対の間に形成された３つのスロット２１４を含む。いくつかの実施形態では、そのような嵌合対の上部および下部側壁セグメント２１２は同一であり、したがって交換可能に使用することができるが、他の企図される実施形態では、上部および下部側壁セグメント２１２は、非対称のスロット２１４、取り付け穴の配置の違い、または他の態様によって異なることがある。

上述のように固定子２４５の角度オフセットを提供することに加えて、スロット２１４は、各固定子２４５の外縁を他の固定子４１に対して所定の軸方向位置に、垂直方向などの軸方向に位置決めするように構成することができる。回転子スペーサ２６２、２６３は、各固定子２４５（その最も内側の範囲における）と、対応する回転子アセンブリ（例えば、図２０Ａ、２０Ｂ、および２０Ｄの２４２、２４４）との間の軸方向の間隔を各固定子２４５の（例えば、上および下の）両方の軸方向側で決定するので、側壁スロット２１４（すなわち、そのようなスロット２１４の高さ２１５）と回転子スペーサ２６２、２６３との組み合わせは、固定子２４５と回転子アセンブリ２４２、２４４との間の正確な空隙間隔を維持するのに役立つ。単一の固定子２４５を有する他の実施形態では、各側壁セグメント２１２は、１つの側壁スロット２１４を提供するように構成することができる。側壁セグメント２１２の群は、モジュール２０１の周りに半径方向に離間される多数のスロット２１４（例えば８個のそのようなスロット２１４）を一緒に提供する。集合的にそのような側壁スロット２１４は、固定子と隣接する回転子との間の空隙間隔を取ることを容易にすると見なすことができる。

モジュール２０１のバージョンは、ハウジング２０３を第２のモジュール２０１の第２のハウジング２０３に機械的に結合するように構成された機械的特徴（例えば、図２１のキー付きシャフト２０９）を有するハウジング２０３を含むことができる。加えて、ハウジング２０３は、ハウジング２０３を第２のハウジング２０３に電気的に結合する電気的要素（例えば、図２１および２２の電気コネクタ結合具２０４）を備えるように構成することができる。一例では、モジュール２０１は空冷され、液体冷却されない。他のバージョンでは、液体冷却される実施形態を採用することができる。

いくつかの例では、モジュール２０１は、フレーム２０５（図２１〜２２）などの介在構造を用いて第２のモジュール２０１に間接的に結合されるように構成することができる。モジュール２０１は、用途に応じて他の構成要素と共に第２のモジュール２０１に間接的に結合されるように構成されるように、フレーム２０５に直接結合されるように構成することができる。別の例では、モジュール２０１は、フレームも、シャーシも他の介在構造もなしに第２のモジュール２０１に直接結合されるように構成することができる。

いくつかの実施形態において、少なくとも１つの回転子２３３と、少なくとも１つの磁石２３７と、少なくとも１つのトレース１４９を有する少なくとも１つのＰＣＢ層１４７を有する少なくとも１つのＰＣＢ２４５を有する少なくとも１つの固定子２４１とをハウジング２０３の内側に配置し、ハウジング２０３によって囲むことができる。

いくつかのバージョンでは、各モジュール２０１は単一の電気的位相からなる。他のバージョンでは、各モジュール２０１は複数の電気的位相を含む。各モジュール２０１の例は、複数のＰＣＢパネル２４５を含むことができる（図２０Ａ〜２０Ｈ）。各ＰＣＢパネル２４５は、単一の電気的位相または複数の電気的位相を含むことができる。ＰＣＢパネルは、一体型パネルであることができる、または本明細書の他の箇所に記載されるように固定子セグメントを含むことができる。

１つのバージョンでは、モジュール２０１および第２のモジュール２０１は互いに同一であるように構成することができる。別のバージョンでは、モジュール２０１と第２のモジュール２０１は異なってもよい。例えば、モジュール２０１は、以下の変数：電力入力または出力、回転子２３３の数、磁石２３７の数、固定子４１の数（前の図を参照）、ＰＣＢ２４５の数、ＰＣＢ層４７の数（前の図を参照）、トレース４９の数（前の図を参照）、および軸２３５に対する角度配向、のうちの少なくとも１つが第２のモジュール２０１と異なり得る。例えば、いくつかの実施形態では、これらの変数のうちの１つまたは複数を変更して、電力効率、トルク、達成可能な毎分回転数（ＲＰＭ）の違いを達成することができ、その結果、異なるモジュール２０１を利用して、負荷または他の所望の動作パラメータに応じて動作をより良く調整することができる。

モジュール２０１のいくつかの実施形態は、モジュールを互いに機械的に固定するように構成された少なくとも１つのラッチ２０７（図２３および２４）を含むことができる。図２３は、ラッチ２０７が開いた状態で一緒に入れ子にされたモジュールを示し、図２４は、ラッチ２０７が閉じた状態で一緒に入れ子にされたモジュールを示す。一例では、ラッチ２０７は、軸２３５に関して対称的に配置することができる。別のバージョンでは、最も上のモジュール（図示せず）を別のモジュールの上に軸方向に重ね、一番上のモジュールは２番目のモジュールと構造的に異なることができる。例えば、一番上のモジュール２０１は、その底部側にのみラッチ２０７を含み、その頂部側でそのようなラッチ２０７を省くことができる。別の例として、シャフト２０９は、一番下のモジュール２０１から延びることができるが、一番上のモジュール２０１から延びることはできない。

図２１〜２４に示されるように、モジュール２０１はキー付きシャフト２０９を含むことができる。モジュール２０１は、別のモジュール２０１に機械的に結合するように構成することができるキー付きシャフトに取り付けることができる。

いくつかの実施形態は、本体２１３（図２６）（本明細書では「筐体」とも呼ばれる）をさらに含むことができる。本体２１３は、本体２１３内に複数のモジュール２０１を収容し、同軸上に取り付けるように構成することができる。図示の例では、本体２１３は、留め具で互いに連結された２つの半体を含む。各モジュール２０１が単一の電気的位相を含むバージョンについては、本体２１３は、モジュール２０１を軸２３５に対して所望の電気的位相角に維持するように構成することができる。本体２１３が複数の電気的位相を含むバージョンについては、本体２１３は、モジュール２０１を軸２３５に対して所望の電気的位相角に維持するように構成することができる。

他のバージョンでは、複数の本体２１３が存在し得る。各本体２１３は、各本体２１３を少なくとも１つの他の本体２１３に機械的に連結するように構成された連結構造、および各本体２１３を少なくとも１つの他の本体２１３に電気的に連結するように構成された電気要素などの機械的特徴を含み得る。各本体２１３は、少なくとも１つの他の本体２１３に直接または間接的に連結するように構成することができる。

いくつかの発電機実施形態では、本体（または２つ以上の相互連結本体）は、交流出力の複数の電気的位相（約４〜９９など；例えば、少なくとも１０、１１、１２、１３、１４、１５またはそれ以上）電気的位相を含むことができる。したがって、ＡＣ電流出力は整流されることも電力変換を必要とすることもなくＤＣのような出力リップルのように振る舞うことができる。他のバージョンでは、そのようなＡＣ電流出力は整流することができる。

エネルギを提供するためのシステムの実施形態も開示される。例えば、システムは、軸方向磁界回転エネルギ装置を構成する複数のモジュール２０１を含むことができる。モジュール２０１は、相互に交換可能に接続可能であり、システムを所望の電力出力用に構成することができる。各モジュールは、本明細書に記載の任意の実施形態に基づいて構成することができる。このシステムは発電機またはモータを含むことができる。システムの実施形態は、異なるように構成された少なくとも２つのモジュール２０１を含むことができる。例えば、モジュール２０１は、以下の変数：電力出力または入力、回転子の数、磁石の数、固定子の数、ＰＣＢの数、ＰＣＢ層の数、コイルの数、および軸に対する角度配向、のうちの少なくとも１つによって互いに異なり得る。

軸方向磁界回転エネルギ装置を修理する方法の実施形態も同様に開示される。例えば、方法は以下のステップ：複数のモジュール２０１を有する本体２１３を準備することを含むことができる。各モジュール２０１は、本明細書に開示されている実施形態のいずれかについて記載したように構成することができる。方法はまた、モジュール２０１が同軸となるようにモジュール２０１を機械的および電気的に結合すること：軸方向磁界エネルギ装置を作動すること：モジュール２０１の１つに関する問題を検出し、軸方向磁界エネルギ装置の動作を停止させること：本体２１３を開き、問題のモジュール２０１が取り付けられている他のすべてのモジュール２０１から問題のモジュール２０１を取り外すこと：問題のモジュール２０１の代わりに交換用モジュール２０１を本体２１３に導入し、問題のモジュール２０１が取り付けられていた他のモジュール２０１に交換用モジュール２０１を取り付けること：次いで、軸方向磁界エネルギ装置を再作動することを含むことができる。

本方法の他の実施形態は、軸に対して少なくとも１つの所望の電気的位相角にモジュールを角度的に整列させることを含む。別のバージョンでは、この方法は、複数の本体２１３を準備すること、および本体２１３を機械的および電気的に結合することを含むことができる。

軸方向磁界回転エネルギ装置を作動する方法のさらに他の実施形態は、複数のモジュールを有する筐体を提供することであって、各モジュールはハウジングと、ハウジングに回転可能に取り付けられた回転子であって各回転子は軸および磁石を含む回転子と、回転子と同軸にハウジングに取り付けられた固定子であって各固定子はコイルを有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み各固定子は単一の電気的位相からなり、固定子の選択されたものは軸に対して所望の位相角に設定される固定子とを備えている、複数のモジュールを有する筐体を提供することと、モジュールが筐体内で同軸になるようにモジュールを機械的および電気的に結合することと、次いで、軸方向磁界エネルギ装置を作動させることとを含むことができる。言い換えれば、単相固定子を同じ位相角に設定することは単相機械を形成することができ、単相固定子を異なる位相角に設定することは多相機械（または２を超える位相）を形成することができる。

任意選択的に、筐体および各モジュールは単一の電気的位相を含むことができ、方法は軸に対して所望の電気的位相角でモジュールを角度的に整列させることを含むことができる。この方法は、複数の電気的位相を有する筐体を含むことができ、各モジュールは単一の電気的位相を含み、軸に対して所望の電気的位相角でモジュールを角度方向に向けることを含むことができる。筐体および各モジュールは、複数の電気的位相を含み、軸に対して所望の電気的位相角でモジュールを角度的にずらすことを含むことができる。

本方法のいくつかのバージョンは、複数の本体を提供することを含むことができ、本方法はさらに、本体を機械的および電気的に結合して一体型システムを形成することを含む。各モジュールは、所望の電気的位相角で軸に対して互いに角度的にずれている複数の固定子を含むことができる。一例では、各固定子は１つのＰＣＢのみからなる。他の例では、各固定子は、互いに結合されて各固定子を形成する２つ以上のＰＣＢを含む。さらに別のバージョンでは、筐体は、本明細書に記載されるように、電力変換なしにクリーンな直流（ＤＣ）のようなリップルと実質的に等価な交流（ＡＣ）出力のいくつかの電気的位相を有することができる。

他のバージョンでは、軸方向磁界回転エネルギ装置を修理する方法は、互いに結合された複数の本体を提供することであって、各筐体は複数のモジュールを有し、各モジュールはハウジングと、ハウジングに回転可能に取り付けられた回転子であって軸および磁石を含む回転子と、回転子と同軸にハウジングに取り付けられた固定子であってプリント回路基板（ＰＣＢ）を含む固定子とを含む、提供することと、モジュールを機械的および電気的に結合することと、軸方向磁界回転エネルギ装置を作動することと、第１の筐体内の第１のモジュールに関する問題を検出し、軸方向磁界回転エネルギ装置の動作を停止させることと、第１の筐体を開き、第１の筐体および第１のモジュールが取り付けられている他のいずれかのモジュールから第１のモジュールを取り外すことと、第１のモジュールの代わりに第２のモジュールを第１の筐体に導入し、第２のモジュールを、第１のモジュールが取り付けられていた前記他のいずれかのモジュールに取り付けることと、次いで、軸方向磁界回転エネルギ装置を再作動することとを含む。

各モジュールの実施形態は、筐体内でただ１つの向きを有することができ、その結果、各モジュールは、筐体に対して単一の方法で導入または取り出すことができる。このような設計の目的は、システムで作業をしている人が、新しいモジュールを既存のシステムに間違った位置で再導入できないようにすることである。それは１つの向きでしか行うことができない。この方法は、ＡＦＲＥＤの動作が中断されている間に行われる可能性があり、第１のモジュールの処理は、前記いずれかの他のモジュールを中断することなく、また前記いずれかの他のモジュールに手を加えることも影響を及ぼすこともなく行われる。

図２７は、本明細書に開示されるものなどの軸方向磁界回転エネルギ装置用のＰＣＢ固定子３１１の別の実施形態を示す。ＰＣＢ固定子３１１は、導電性の１つまたは複数のトレース３１３を有する基板を備える。図示のバージョンでは、ＰＣＢ固定子３１１は８個のトレースのコイル３１３を含む。さらに、ＰＣＢ固定子３１１は２層以上のトレース３１３を含むことができる。各層のトレース３１３は層と同一平面上にある。さらに、トレース３１３は、ＰＣＢ固定子の中心軸３１５の周りに配列されている。

図２８は図２７のＰＣＢ固定子の一部の拡大上面図である。図示の実施形態では、各トレース３１３は、（軸３１５に対して）半径方向部分３１７と、半径方向部分３１７間に延在する端部ターン３１９とを含む。各トレース３１３は、スリット３２１で分割することができる。いくつかのバージョンでは、半径方向部分３１７だけがスリット３２１を含む。スリット３２１は、動作中の渦電流損失を減らすのを助けることができる。渦電流は作動中に磁界に対抗する。渦電流を減らすと、磁気強度が上がり、システムの効率が上がる。対照的に、トレースが広いと渦電流の構築を許容し得る。トレース３１３のスリットは、渦電流が形成される機会を減らすことができる。スリットは、電流がトレース３１３を通ってより効果的に流れるように強制することができる。

軸方向磁界回転エネルギ装置は、それと一体化された１つまたは複数のセンサを含む「スマートマシーン」を含むことができる。いくつかの実施形態では、そのようなセンサは、軸方向磁界回転エネルギ装置の動作に関するデータを監視、検出、または生成するように構成することができる。特定の実施形態において、動作データは、電力、温度、回転速度、回転子位置、または振動データのうちの少なくとも１つを含み得る。

あるバージョンの軸方向磁界回転エネルギ装置は、それと一体化された１つまたは複数の制御回路を含む一体型機械を備えることができる。軸方向磁界回転エネルギ装置の他のバージョンは、１つまたは複数のセンサと、それと一体化された１つまたは複数の制御回路とを含む完全に一体化された機械を含むことができる。例えば、１つまたは複数のセンサおよび／または制御回路は、ＰＣＢと一体化すること、および／またはハウジングと一体化することができる。モータの実施形態では、これらの制御回路を使用して機械を駆動または推進することができる。例えば、いくつかのモータ実施形態では、そのような制御回路は、外部電源を受け取るように結合された入力を含むことができ、１つまたは複数の固定子コイルを流れる電流を供給するように結合された出力を含むこともできる。いくつかの実施形態では、制御回路は、機械にトルクおよび／またはトルク指令を供給するように構成される。いくつかの発電機実施形態では、そのような制御回路は、コイルを通って流れる電流を受け取るように結合された入力を含むことができ、外部電源を生成するように結合された出力を含むこともできる。

例えば、１つまたは複数のセンサおよび／または制御回路をＰＣＢ固定子３１１と一体化することができる。図２９は、その最も上のＰＣＢ層４７に取り付けられた一体型センサ（例えば、３４２、３４６）を有する別の例示的な固定子３４０を示す。このようなセンサ３４２の１つは、外部装置へ／からデータを送信／受信するために使用することができ、かつ電力をセンサ３４２に結合するために使用されることができる二次コイル３４４に結合されている。いくつかの実施形態では、二次コイルは、動作中に発生した磁束を利用してセンサ３４２に電力を供給するように構成することができる。いくつかの実施形態では、二次コイルは、外部コイル（図示せず）から誘導結合電力を受け取るように構成することができる。二次コイル３４４はまた、特定の実施形態ではそのような二次コイルは固定子コイル４９よりもはるかに小さい可能性があるので、本明細書ではマイクロコイルまたは小型コイルとも呼ばれ得るが、相対的な大きさの推論は意図されない。むしろ、そのような二次コイル３４４は、上述のように、回転子磁石と協働する固定子コイル４９とは異なる。ＰＣＢ固定子３１１と一体化されたそのような二次コイルは、特定の実施形態では、ＰＣＢ固定子３１１上に配置することができる（例えば、その最も上のＰＣＢ層４７上に製作される、または取り付けられる）。ＰＣＢ固定子３１１と一体化されたそのような二次コイルは、特定の実施形態では、ＰＣＢ固定子３１１内に配置する（すなわち、その中に埋め込む）ことができる。いくつかの実施形態では、二次コイル３４４は、それに接続されたセンサに電力を供給する。そのような結合電力は、センサに対する主電力または補助電力であり得る。

センサ３４６は、上部ＰＣＢ層４７上のトレース４９のうちの１つの第１の端子５１に結合され、その位置における電圧、温度などの動作パラメータを感知することができ、また取り付けられたコイル（例えば、コイル４９のうちの１つ）によって電力を供給されることもできる。センサ３４８は外部端子３５０に結合され、同様にその位置における電圧、温度などの動作パラメータを感知することができ、また外部端子３５０に結合された電圧によって電力を供給されることもできる。センサ３５０は、ＰＣＢ固定子３４０の外縁部に配置されるが、ＰＣＢ層４７上のどの導体とも結合されていない。

いくつかの実施形態では、そのようなセンサは、コイル４９のうちの１つに直接埋め込むことができ、コイル４９によって直接電力を供給されることができる。いくつかの実施形態では、そのようなセンサは、第１の端子５１とセンサ３４６との間の接続など、ＰＣＢ層４７上または内に配置された別個の接続を介して電流を供給され、コイル４９に接続されることができる。そのような接続は、ＰＣＢ層４７上に配置されるか、またはＰＣＢ内に（例えば、ＰＣＢの内部層上に）配置され得る。他の実施形態では、センサおよび／または回路は外部電源から電力を得ることができる。例えば、１つのタイプの外部電源は、モータまたは発電機のハウジングに結合することができる従来型の壁コンセントであり得る。

センサは、発電機またはモータ製品のオペレータにリアルタイムの動作データ、ならびに特定の実施形態では製品の様々なパラメータに関する予測データを提供することができる。これには、機器の動作状況と、メンテナンスのスケジュールの方法および時期とが含まれ得る。このような情報は製品の中断時間を減らし、製品の寿命を延ばすことができる。いくつかの実施形態では、センサはハウジング内に一体化することができる。いくつかの例では、センサは、図３０に示されるように、ＰＣＢ固定子３４０内に埋め込むことができる（例えば、センサ３６２、３６６、３６８、３７２、およびコイル３６４）。

これらの用途のためのセンサの一例は、ホール効果センサである。ホール効果センサは、近接スイッチング、位置決め、速度検出、および電流感知用途に使用される。最も単純な形では、ホール効果センサはアナログトランスデューサとして動作し、直接電圧を返す。

センサの別の例は光学センサである。光学センサは、ＵＶ光と近赤外光との間の波長範囲内の電磁波の強度を測定することができる。基本的な測定装置はフォトダイオードである。フォトダイオードと電子機器を組み合わせることでピクセルが作られる。一例では、光学センサは、光学素子を使用して磁気回転子の位置を測定または検出する光学エンコーダを含むことができる。

センサの別の例は、温度を測定するための熱電対センサである。熱電対は、異なる金属製の２本のワイヤレッグを含む。ワイヤレッグは一端で互いに溶接されて接合部を形成する。接合部は温度が測定される場所である。接合部の温度が変化すると、電圧が発生する。

別の任意選択のセンサは加速度計である。加速度計は加速力を測定するために使用される電気機械装置である。そのような力は、連続的な重力のように静的であり得る、または多くのモバイルデバイスの場合のように、動きまたは振動を感知するために動的であり得る。加速度は、速度の変化、つまり時間で割った速度の測定値である。

ジャイロスコープのように機能するジャイロセンサもまた、これらのシステムにおいて使用することができる。ジャイロセンサは、ナビゲーションシステム、自動パイロット、およびスタビライザにおいて安定性を提供したり、基準方向を維持したりするために使用することができる。

ＰＣＢ固定子３４０はまた、トルクセンサを含むことができる。トルクセンサ、トルク変換器またはトルク計は、軸方向磁界回転エネルギ装置などの回転システム上のトルクを測定し記録するための装置である。

別の任意選択のセンサは振動センサである。振動センサは、線速度、変位と近接、または加速度を測定、表示、および分析することができる。振動は、たとえわずかな振動であっても、機械の状態の明確な兆候になり得る。

様々な実施形態において、図２９および図３０に示されるセンサはＰＣＢ固定子３４５と一体化される制御回路を表すこともできる。このような制御回路は、（図２９に示すセンサと同様に）ＰＣＢの表面上に配置することができ、（図３０に示すセンサと同様に）ＰＣＢ内に配置する（すなわち、埋め込む）ことができ、および／またはハウジング（たとえば、図１８のハウジング２０３）と一体化されるかその中に組み込まれることができる。

いくつかの発電機実施形態では、制御回路は、固定子コイル内で発生したＡＣ電圧から外部の所望の電源（例えば、コイル電圧とは異なる大きさを有するＡＣ電圧、コイル電圧を整流することによって発生したＤＣ電圧）への電力変換を実施できる。いくつかのモータ実施形態では、制御回路は、モータを駆動するために所望のＡＣ電流波形を固定子コイルに供給することができる一体型駆動回路を実装することができる。いくつかの例では、一体型駆動装置は可変周波数駆動装置（ＶＦＤ）とすることができ、モータと同じハウジングと一体化することができる。本明細書に開示されるセンサおよび／または回路は、ハウジングの、その中のまたは内の任意の要素に無線または有線で接続することができる。あるいは、センサおよび／または回路は、ハウジングに対して遠隔に配置することができる。

これらのセンサおよび制御回路のそれぞれは、無線ネットワーク環境を介して外部装置と通信するように構成された無線通信回路を含むことができる。このような無線通信は、単方向または双方向であり得、システムの状態を監視する、システムを作動させる、予測データを通信する等に有用であり得る。ネットワークを介した無線通信は、例えば、タームエボリューション（ＬＴＥ）、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、ワイドバンドＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）、ワイヤレスブロードバンド（ＷｉＢｒｏ）、またはセルラー通信プロトコルとしてのモバイル通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）のうちの少なくとも１つを用いて実行され得る。

追加的または代替的に、無線通信は、例えば近距離通信を含むことができる。近距離通信は、例えば、ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｆｉｄｅｌｉｔｙ（ＷｉＦｉ）、ブルートゥース（登録商標）、近距離無線通信（ＮＦＣ）、またはＧＮＳＳのうちの少なくとも１つによって実行され得る。ＧＮＳＳは、例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）、Ｇｌｏｎａｓｓ（登録商標）全地球航法衛星システム、Ｂｅｉｄｏｕ（登録商標）航法衛星システム、またはＧａｌｉｌｅｏ（登録商標）、欧州全地球規模衛星ベース航法システムのうちの少なくとも１つを含み得る。本開示では、「ＧＰＳ」および「ＧＮＳＳ」という用語は互いに交換可能に使用される。ネットワークは、通信ネットワーク、例えば、コンピュータネットワーク（例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ））、インターネット、または電話ネットワークのうちの少なくとも１つであり得る。

特定の実施形態では、そのような無線通信回路は、上述の動作データなどの遠隔測定情報を通信するために二次コイル（例えば、二次コイル３４４）に結合することができる。

図３１および３２は、固定子セグメント３８０を互いに機械的に結合して固定子を形成するためのアセンブリの実施形態を示す。留め金３８２が、２つの隣接する固定子セグメント３８０上の取り付けパッド３８１の部分上を滑動し、２つのボルト（例えば、ボルト３８４）のそれぞれの上に一対のナットによって固定されている。留め金３８２は、上述のように側壁スロット２１４内に配置することができる位置合わせタブ３９２を含む。２つの隣接する固定子セグメント３８０の内径縁部は、環状リングの形状のチャネル付き回転子スペーサ３９０内に滑り込む。いくつかの実施形態では、この回転子スペーサ３９０は、回転子が回転している間、回転子スペーサ３９０および固定子が静止したままであることを可能にするために、回転子と共にスラスト軸受に乗ることができる。他の実施形態では、上述のような回転子スペーサ（例えば、図１８、２０Ａ〜２０Ｈ）は、チャネル付き回転子スペーサ３９０の開口中心内に嵌合することができる。

隣接する固定子セグメント３８０、３８１間の電気接続は、それぞれの回路３８６、３８８間のワイヤ３８７を使用して実施することができる。回路３８６は、固定子セグメント３８０の上部層（またはビアを使用して別の層）の上のトレースに接続することができる。同様に、回路３８８は、固定子セグメント３８１のいずれかの層の上のトレースに接続することができる。そのような回路３８６、３８８は、上（図２９〜３０）に記載のセンサのいずれかを含むことができるが、単にそれぞれのＰＣＢからワイヤ３８７への電気接続を提供することもできる。他の実施形態では、電気接続は、導電性材料であり、コイルに接続され、次いでその内面上に導電性材料を同じく含み得る留め金を介してこれらの部品を結合するＰＣＢの取り付け面を介して行うこともできる。

電気接続は、導電性取り付けパッド３８３と組み合わせて留め金３８２を使用して実施することもできる。取り付けパッド３８３が連続的で切れ目がない場合、留め金３８２は固定子の周囲に共通の電気接続を提供することができる。そのような取り付けパッドが不連続であり、２つのピースに分割されている場合（破線で示すように、ここで各ピースはそのセグメント上のトレースのそれぞれの端子に結合され、留め具３８２はそのような固定子セグメントを直列に接続することができる。

軸方向磁界回転エネルギ装置は、多くの用途に適している。ＰＣＢ固定子３４０は、永久磁石型発電機およびモータなどの装置用の所望の電力基準およびフォームファクタのために構成することができる。そのような設計は、より軽量で、製造がより容易で、維持がより容易であり、そしてより高い効率が可能である。

永久磁石型発電機（ＰＭＧ）用途の例は、風力発電機、マイクロ発電機用途、永久磁石直接駆動発電機、蒸気タービン発電機、水力発電機、熱発電機、ガス発電機、薪発電機、石炭発電機、高周波発電機（例えば、６０Ｈｚ超の周波数）、携帯型発電機、補助電源ユニット、自動車、オルタネータ、回生制動装置、回生制動装置用ＰＣＢ固定子、バックアップまたは待機電力用発電機、バックアップまたは待機電力用発電機用ＰＭＧ、軍用ＰＭＧおよび航空宇宙用ＰＭＧを含み得る。

他の実施形態では、永久磁石モータ（ＰＭＭ）の例は、ＡＣモータ、ＤＣモータ、サーボモータ、ステッピングモータ、ドローンモータ、家電製品、ファンモータ、電子レンジ、真空機械、自動車、電気自動車のドライブトレーン、産業機械、生産ラインモータ、モノのインターネットセンサ（ＩＯＴ）対応、暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）、ＨＶＡＣファンモータ、実験装置、精密モータ、軍用、自律車両用モータ、航空宇宙および航空機用モータを含み得る。

他のバージョンは以下の実施形態のうちの１つまたは複数を含み得る：

１．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

回転軸および磁石を含む回転子と、

回転子と同軸の固定子であって、軸方向に離間した複数のＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、各ＰＣＢ層は、２つのみの電気接続用端子を有するコイルを含み、各コイルはその２つのみの端子間で連続的であり途切れることがなく、各コイルは単一の電気的位相からなり、各コイルの２つの端子のうちの１つはビアを介して別のコイルに電気的に結合されてコイル対を画定する、固定子とを含み、

各コイル対は、別のビアを介して別のコイル対に電気的に結合されている、軸方向磁界回転エネルギ装置。

２．各ＰＣＢ層が複数のコイルを含み、各コイル対のコイルが同一平面上にあり、同じＰＣＢ層上に配置されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

３．各コイル対のコイルが異なるＰＣＢ層に配置されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

４．コイルの少なくとも２つが電気的に直列に結合されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

５．コイルの少なくとも２つが電気的に並列に結合されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

６．コイルの少なくとも２つが電気的に並列に接続され、少なくとも２つの他のコイルが電気的に直列に接続されている、上記実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

７．コイル対のうちの少なくとも２つが電気的に並列に結合されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

８．コイル対のうちの少なくとも２つが電気的に直列に結合されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

９．コイル対のうちの少なくとも２つが電気的に並列に結合され、少なくとも２つの他のコイル対が電気的に直列に結合される、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１０．各ＰＣＢ層がＰＣＢ層表面積を含み、各ＰＣＢ層上のコイルが、ＰＣＢ層表面積の少なくとも約７５％〜約９９％の範囲内のコイル表面積を有する複数のコイルを含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１１．各ＰＣＢ層が、同一平面上にありかつ軸周りに対称的に間隔を置いて配置された複数のコイルを含み、軸に関して隣接するＰＣＢ層内のコイルが、軸に対して互いに円周方向に整列され、軸方向に対称的なコイルのスタックを画定する、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１２．固定子が単一の電気的位相からなる、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１３．固定子が少なくとも２つの電気的位相を含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１４．各ＰＣＢ層が電気的位相ごとに複数のコイルを含み、電気的位相ごとのコイルが各ＰＣＢ層内で軸に対して互いに角度的にオフセットされ、電気的位相間の所望の位相角シフトを定める、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１５．固定子が単一の一体型パネルを備える、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１６．各コイルが１つのビアのみで他のコイルに結合されている、上記実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１７．各コイル対が１つのビアのみで別のコイル対に結合されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１８．ビアが複数のビアを含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１９．前記別のビアが複数のビアを含む、これら実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２０．軸方向磁界回転エネルギ装置が発電機である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２１．軸方向磁界回転エネルギ装置がモータである、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２２．軸方向磁界回転エネルギ装置が２つ以上の電気的位相と、２つ以上の外部端子とを備える、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２３．コイルが互いに同一である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２４．コイルの少なくとも２つが互いに同一ではなく、サイズまたは形状の少なくとも１つによって互いに異なる、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２５．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

回転軸および磁石を備える回転子と、

回転子と同軸の固定子であって、軸方向に離間した複数のＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含む固定子とを含み、各ＰＣＢ層がコイルを含み、複数のＰＣＢ層が、

複数のコイル層対であって、各コイル層対のコイルが異なるＰＣＢ層上にあり、コイル層対の少なくとも２つが互いに並列に結合され、コイル層対の少なくとも別の２つが互いに直列に結合される、複数のコイル層対を含む、軸方向磁界エネルギ装置。

２６．固定子が少なくとも２つの電気的位相を含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２７．各ＰＣＢ層が各電気的位相について複数のコイルを含み、各電気的位相についてのコイルが各ＰＣＢ層内で軸に対して互いに角度的にオフセットされ、電気的位相間の所望の位相角シフトを定める、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２８．各コイルは単一の電気的位相からなる、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２９．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

回転軸および磁石を備える回転子と、

回転子と同軸の固定子であって、軸方向に互いに離間した第１のＰＣＢ層および第２のＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、各ＰＣＢ層が、連続的なコイルを含み、各コイルは２つのみの電気接続用端子を有する、固定子と、

コイルのそれぞれの１つの端子を介してコイルを電気的に結合するための１つのみのビアと
を含む、軸方向磁界回転エネルギ装置。

３０．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

回転軸および磁石を含む回転子と、

回転子と同軸の固定子であって、少なくとも２つの電気的位相を有する単一の一体型パネルからなるプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、ＰＣＢは軸方向に離間した複数のＰＣＢ層を含み、各ＰＣＢ層は複数のコイルを含み、各コイルは２つのみの電気接続用端子を有し、各コイルはその２つのみの端子間で連続的であり途切れることはなく、各コイルは単一の電気的位相からなり、各コイルの２つの端子の一方は１つのみのビアで別のコイルと電気的に結合されてコイル対を画定し、各コイル対は別の１つのみのビアで別のコイル対と電気的に結合される、固定子とを含み、

各ＰＣＢ層のコイルは同一平面上にあり、軸の周りに対称的に離間しており、隣接するＰＣＢ層のコイルは互いに円周方向に整列して軸方向に対称的なコイルのスタックを画定し、

各ＰＣＢ層は電気的位相ごとに複数のコイルを含み、電気的位相ごとのコイルは各ＰＣＢ層内で軸に対して互いに角度的にオフセットされて電気的位相間の所望の位相角シフトを定める、軸方向磁界回転エネルギ装置。

１．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

回転軸および磁石を備える回転子と、

回転子と同軸の固定子であって、軸を中心として互いに結合された複数の固定子セグメントを含み、各固定子セグメントは、コイルを含むＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、各固定子セグメントは１つのみの電気的位相を含む、固定子と
を含む、軸方向磁界回転エネルギ装置。

２．固定子が１つのみの電気的位相からなる、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

３．固定子が複数の電気的位相を含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

４．コイルが互いに同一である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

５．各ＰＣＢ層が、同一平面上にありかつ軸に対して互いに角度的に離間している複数のコイルを含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

６．各固定子セグメントが複数のＰＣＢ層を含み、そのそれぞれが前記１つのみの電気的位相を提供するように構成されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

７．各固定子セグメント上の各ＰＣＢ層が、同一平面上にありかつ前記１つのみの電気的位相を提供するように構成された複数のコイルを含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

８．各コイルが、ＰＣＢのほぼ内径からＰＣＢのほぼ外径まで延びる半径方向トレースを含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

９．各コイルは、最も外側のトレース部分から同心の最も内側のトレース部分まで連続するトレースを含み、コイルは、直線状の側部およびターンを有する半径方向要素を含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１０．各コイルは、最も外側のトレースから同心の最も内側のトレースまで連続するもっぱら直線状のトレースを含み、ＰＣＢ層のトレースは非直線状ではなく、前記各コイルはもっぱら直線状のトレースを接合する角を備える、これらの実施形態９のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１１．各ＰＣＢ層がＰＣＢ層表面積を含み、各ＰＣＢ層上のコイルが、ＰＣＢ層表面積の少なくとも約７５％〜約９９％の範囲内のコイル表面積を有する複数のコイルを含む、これらの実施形態０のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１２．各ＰＣＢ層が、同一平面上にありかつ軸を中心に対称的に離間した複数のコイルを含み、隣接するＰＣＢ層内のコイルが、軸に対して互いに周方向に整列し、軸方向に対称的なコイルのスタックを画定する、これらの実施形態１のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１３．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

回転軸および磁石を含む回転子と、

回転子と同軸の固定子であって、軸を中心に互いに結合された複数の固定子セグメントを含み、各固定子セグメントは、それぞれコイルを含む複数のＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、各ＰＣＢ層は軸方向に互いに離間され、ＰＣＢのそれぞれは偶数のＰＣＢ層を有し、各ＰＣＢ層は層対を含み、各層対はビアにより相互に電気的に結合された２つのＰＣＢ層として定義され、各層対は別のビアで別の層対に結合される固定子と
を備える、軸方向磁界回転エネルギ装置。

１４．ＰＣＢ層の少なくとも１つが、別のＰＣＢ層に直列に電気的に結合されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１５．ＰＣＢ層の少なくとも１つが別のＰＣＢ層に並列に電気的に結合されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１６．少なくとも１つの層対が別の層対に直列に電気的に結合されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１７．少なくとも１つの層対が別の層対に並列に電気的に結合されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１８．層対の少なくとも１つが、互いに軸方向に離間しかつ軸方向に隣接する２つのＰＣＢ層を含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１９．層対の少なくとも１つが、互いに軸方向に隣接していない２つのＰＣＢ層を含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２０．層対の少なくとも１つが、層対の前記少なくとも１つが電気的に結合されている層対に軸方向に隣接している、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２１．層対の少なくとも１つが、層対の前記少なくとも１つが電気的に結合されている層対と軸方向に隣接していない、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２２．コイルが互いに同一である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２３．コイルのうちの少なくとも２つが互いに同一ではなく、サイズ、形状または構造のうちの少なくとも１つによって互いに異なる、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２４．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

回転軸および磁石を含む回転子と、

回転子と同軸の固定子であって、複数の固定子セグメントおよび複数の電気的位相を含み、各固定子セグメントは、コイルを有する少なくとも１つのＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、各固定子セグメントが、１つのみの電気的位相を含む固定子と
を含む、軸方向磁界回転エネルギ装置。

２５．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

回転軸および磁石を備える回転子と、

回転子と同軸の固定子であって、軸を中心として互いに結合された複数の固定子セグメントを含み、各固定子セグメントが、コイルをそれぞれ含む複数のＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、ＰＣＢ層は軸方向に互いに離間され、ＰＣＢのそれぞれは偶数のＰＣＢ層を有し、ＰＣＢ層は層対を含み、各層対は互いに電気的に結合された２つのＰＣＢ層として定義される固定子とを含み、

各ＰＣＢ層のコイルは、同一平面上にありかつ軸を中心に角度的および対称的に互いに離間しており、隣接するＰＣＢ層のコイルは互いに円周方向に整列して軸方向に対称的なコイルのスタックを画定する、軸方向磁界回転エネルギ装置。

２６．固定子が１つのみの電気的位相からなり、コイルが互いに同一である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２７．固定子が複数の電気的位相を含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２８．各ＰＣＢ層が、１つのみの電気的位相を提供するように構成されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２９．各固定子セグメント上の各ＰＣＢ層上のコイルが、前記１つのみの電気的位相を提供するように構成されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

３０．軸方向磁界回転エネルギ装置が単一の電気的位相からなる、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１．軸方向磁界回転エネルギ装置用のモジュールであって、

ハウジングであって、ハウジングを第２のモジュールの第２のハウジングに機械的に結合するように構成された結合構造と、ハウジングを第２のハウジングに電気的に結合するように構成された電気要素とを有するハウジングと、

ハウジングに回転可能に取り付けられ、軸および磁石を含む回転子と、

回転子と同軸にハウジングに取り付けられ、コイルを含むＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含む固定子と
を含む、軸方向磁界回転エネルギ装置用のモジュール。

２．回転子および固定子がハウジングの内側に配置され、そしてハウジングによって囲まれている、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

３．回転子が複数の回転子を含み、磁石が複数の磁石を含み、固定子が複数の固定子を含み、固定子のそれぞれが複数のＰＣＢ層を含み、それぞれのＰＣＢ層が複数のコイルを含む、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

４．モジュールがフレームに直接結合されるように構成され、モジュールが第２のモジュールに間接的に結合されるように構成される、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

５．ハウジングが、軸に対して所望の角度配向で固定子を配向させる側壁を含む、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

６．固定子が複数の固定子を含み、側壁が、軸に対して所望の角度配向で複数の固定子を角度的にオフセットする複数の側壁セグメントを含む、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

７．各側壁セグメントが、スロットが形成された半径方向内面を含み、スロットが、軸に対する固定子の所望の角度配向を受けて維持し、スロットは、固定子と回転子との間のある空隙間隔で固定子の外縁部を集合的に保持する、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

８．固定子が空冷式であり、液体冷却式ではない、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

９．ＰＣＢ層が、それぞれが複数のコイルを有する複数のＰＣＢ層を含み、各コイルが２つのみの端子を有し、各コイルがその２つのみの端子間で連続していて途切れることがなく、各コイルはビアによって別のコイルに電気的に結合される、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

１０．２つのコイルが互いに結合されてコイル対を画定し、各コイル対が別のビアを介して別のコイル対に電気的に結合される、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

１１．各コイル対のコイルが異なるＰＣＢ層に配置されている、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

１２．各コイルは１つのみのビアで別のコイルに結合され、各コイル対は１つのみの別のビアで別のコイル対に結合される、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

１３．固定子が複数の固定子セグメントを含み、そのそれぞれがＰＣＢを含む、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

１４．固定子が１つのみの電気的位相からなる、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

１５．固定子が複数の電気的位相を含む、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

１６．軸方向磁界回転エネルギ装置用のモジュールであって、

ハウジングであって、ハウジングを第２のモジュールの第２のハウジングに機械的に結合するように構成された結合構造と、ハウジングを第２のハウジングに電気的に結合するように構成された電気要素とを有するハウジングと、

ハウジングに回転可能に取り付けられた複数の回転子であって、軸および磁石を備える複数の回転子と、

回転子と同軸にハウジングに取り付けられた複数の固定子であって、各固定子が、コイルを含むＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、固定子はハウジングの内側で互いに電気的に結合されている複数の固定子と
を含む、軸方向磁界回転エネルギ装置用のモジュール。

１７．軸方向磁界回転エネルギ装置用のモジュールであって、

ハウジングであって、ハウジングを第２のモジュールの第２のハウジングに機械的に結合するように構成された結合構造と、ハウジングを第２のハウジングに電気的に結合するように構成された電気要素とを有するハウジングと、

軸に対してハウジングに回転可能に取り付けられ、それぞれが磁石を含む回転子と、

回転子と同軸にハウジングに取り付けられた固定子であって、固定子のそれぞれが、ＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、各ＰＣＢ層がコイルを含む、固定子とを含み、

ハウジングは、軸に対して所望の角度配向に固定子を配向し、所望の位相角で固定子を角度的にオフセットする複数の側壁セグメントを含み、側壁セグメントは、スロットが形成された半径方向内面を含み、スロットは、それぞれの固定子の所望の角度配向および軸方向間隔を維持し、スロットは、固定子と回転子との間の所望の空隙間隔で固定子の外縁を集合的に保持する、軸方向磁界回転エネルギ装置用のモジュール。

１８．回転子および固定子がハウジングの内側に配置され、およびハウジングによって囲まれる、これらの実施形態のいずれかのモジュールであって、さらに、

フレームを備え、モジュールはフレームに直接結合されるように構成され、モジュールは第２のモジュールに間接的に結合されるように構成される、モジュール。

１９．各コイルが２つのみの端子を有し、各コイルはその２つのみの端子間で連続的であり途切れることがなく、各コイルはビアを介して別のコイルに電気的に結合される、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

２０．各コイルが、１つのみのビアで別のコイルに結合される、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

２１．２つのコイルが互いに結合されてコイル対を画定し、各コイル対が別のビアを介して別のコイル対に電気的に結合される、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

２２．モジュールが以下のうちの少なくとも１つを備える、これらの実施形態のいずれかのモジュール：

各コイル対のコイルが、異なるＰＣＢ層に配置されている、または

各コイル対が、１つのみのビアを用いて別のコイル対に結合されている。

２３．各固定子が複数の固定子セグメントを含み、固定子セグメントのそれぞれがＰＣＢを含む、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

２４．各固定子が１つのみの電気的位相からなる、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

２５．各固定子が複数の電気的位相を含む、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

２６．軸方向磁界回転エネルギ装置用のモジュールであって、

軸を有するハウジングと、

軸の周りでハウジングに回転可能に取り付けられ、それぞれが磁石を含む回転子と、

回転子と同軸にハウジングに取り付けられた固定子であって、各固定子が、コイルを含むＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、各固定子が単一の電気的位相からなる固定子とを備え、

選択された固定子は、モジュールが２つ以上の電気的位相を含むように、所望の位相角で軸に対して互いに角度的にオフセットされる、軸方向磁界回転エネルギ装置用のモジュール。

２７．ハウジングが、複数の側壁セグメントを有する側壁を含む、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

２８．各側壁セグメントがその内面にスロットを含み、側壁セグメントが、軸に対して所望の角度配向で固定子に係合して配向し、各固定子が所望の位相角で他の固定子に対して角度的にオフセットされ、固定子は側壁セグメントのスロット内に着座し、そしてスロットは、固定子と回転子との間の所望の空隙間隔で固定子の外縁部を集合的に保持する、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

２９．各固定子が１つのみのＰＣＢからなる、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

３０．各固定子が、互いに結合されて各固定子を形成する２つ以上のＰＣＢを含む、これらの実施形態のいずれかのモジュール。

１．システムであって、

軸方向磁界回転エネルギ装置を構成する複数のモジュールを含み、モジュールは所望の電力入力または出力のために互いに接続され、各モジュールが

軸を有するハウジングであって、少なくとも１つの他のモジュールに機械的に結合され、そして前記少なくとも１つの他のモジュールに電気的に結合されるハウジングと、

ハウジングに回転可能に取り付けられ、それぞれが磁石を含む回転子と、

コイルを含むＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）をそれぞれが含む固定子と
を含む、システム。

２．モジュールが互いに同一である、これらの実施形態のいずれかのシステム。

３．モジュールのうちの少なくとも２つが、電力出力、回転子の数、磁石の数、固定子の数、ＰＣＢの数、ＰＣＢ層の数、コイルの数、または軸に対する角度配向のうちの少なくとも１つが互いに異なる、これらの実施形態のいずれかのシステム。

４．モジュールが互いに直接結合されている、これらの実施形態のいずれかのシステム。

５．モジュールが互いに間接的に結合されている、これらの実施形態のいずれかのシステム。

６．各モジュールが、モジュールを機械的に固定するラッチを含み、ラッチは軸に対して対称的に配列されている、これらの実施形態のいずれかのシステム。

７．モジュールのうちの１つが、別のモジュールと軸方向に接続された第１のモジュールを含み、第１のモジュールが前記別のモジュールと構造的に異なる、これらの実施形態のいずれかのシステム。

８．モジュールが同軸であり、モジュールを機械的に結合するキー付きシャフトに取り付けられている、これらの実施形態のいずれかのシステム。

９．筐体をさらに含み、モジュールが筐体の内側に取り付けられて互いに結合されている、これらの実施形態のいずれかのシステム。

１０．筐体が、それぞれ少なくとも１つの他の筐体に機械的に結合され、かつ前記少なくとも１つの他の筐体に電気的に結合された複数の筐体を備える、これらの実施形態のいずれかのシステム。

１１．各固定子が単一の電気的位相からなり、選択された固定子が軸に対して所望の電気的位相角で互いにオフセットされている、これらの実施形態のいずれかのシステム。

１２．各固定子が複数の電気的位相を含む、これらの実施形態のいずれかのシステム。

１３．各モジュールが単一の電気的位相を含み、モジュールは軸に対して所望の電気的位相角で互いに角度的にオフセットされている、これらの実施形態のいずれかのシステム。

１４．各モジュールが複数の電気的位相を含み、モジュールが軸に対して所望の電気的位相角で互いに角度的にオフセットされている、これらの実施形態のいずれかのシステム。

１５．モジュールの全てのそれぞれの位相角もまた角度的に整列されるように、モジュールは軸に対して互いに角度的に整列される、これらの実施形態のいずれかのシステム。

１６．アセンブリであって、

軸方向磁界回転エネルギ装置を構成するモジュールであって、モジュールは所望の電力入力または出力のために互いに機械的および電気的に接続されており、各モジュールは単一の電気的位相からなるモジュールと、
内部にモジュールが取り付けられて結合されている筐体とを含み、各モジュールが、

軸を有し、少なくとも１つの他のモジュールに機械的に結合され、かつ前記少なくとも１つの他のモジュールに電気的に結合されたハウジングと、

ハウジングに回転可能に取り付けられ、磁石を含む回転子と、

固定子であって、各固定子が、ＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、各ＰＣＢ層がコイルを含む固定子とを含む、アセンブリ。

１７．モジュールが互いに同一である、これらの実施形態のいずれかのアセンブリ。

１８．モジュールの少なくとも２つは、電気出力、回転子の数、磁石の数、固定子の数、ＰＣＢの数、ＰＣＢ層の数、コイルの数、または軸に対する角度配向のうちの少なくとも１つが互いに異なる、これらの実施形態のいずれかのアセンブリ。

１９．モジュールが互いに直接結合されている、これらの実施形態のいずれかのアセンブリ。

２０．モジュールが互いに間接的に結合されている、これらの実施形態のいずれかのアセンブリ。

２１．各モジュールが、モジュールを別のモジュールに機械的に固定するラッチを含み、ラッチは軸に対して対称的に配列されている、これらの実施形態のいずれかのアセンブリ。

２２．モジュールのうちの１つが、別のモジュールと軸方向に接続された第１のモジュールを含み、第１のモジュールが前記別のモジュールと構造的に異なる、これらの実施形態のいずれかのアセンブリ。

２３．モジュールが同軸であり、モジュールを機械的に結合するキー付きシャフトに取り付けられている、これらの実施形態のいずれかのアセンブリ。

２４．筐体が、筐体を少なくとも１つの他の筐体に機械的に結合する結合構造と、筐体を前記少なくとも１つの他の筐体に電気的に結合する電気要素とをそれぞれが有する複数の筐体を含む、これらの実施形態のいずれかのアセンブリ。

２５．モジュールが、軸に対して所望の電気的位相角で互いに角度的にオフセットされている、これらの実施形態のいずれかのアセンブリ。

２６．アセンブリであって、

軸方向磁界回転エネルギ装置を構成する複数のモジュールであって、モジュールは同一であり、所望の電力入力または出力に対して互いに交換可能に接続可能であり、アセンブリは単一の電気的位相からなる発電機またはモータである、複数のモジュールと、

内部にモジュールが取り付けられて結合される筐体とを含み、各モジュールが、

ハウジングであって、軸と、ハウジングを少なくとも１つの他のモジュールに機械的に結合する結合構造と、ハウジングを少なくとも１つの他のモジュールに電気的に結合する電気要素とを有するハウジングと、

ハウジングに回転可能に取り付けられた複数の回転子であって、回転子は磁石を含む複数の回転子と、

複数のＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）をそれぞれが含み、各ＰＣＢ層が複数のコイルを含む、複数の固定子と
を含むアセンブリ。

２７．筐体が、筐体を少なくとも１つの他の筐体に機械的に結合する結合構造と、筐体を前記少なくとも１つの筐体に電気的に結合する電気要素とをそれぞれが有する複数の筐体を備える、これらの実施形態のいずれかのアセンブリ。

２８．モジュールが、軸に対して所望の電気的位相角で互いに角度的にオフセットされている、これらの実施形態のいずれかのアセンブリ。

２９．軸方向磁界回転エネルギ装置を維持する方法であって、

（ａ）複数のモジュールを有する筐体を提供し、各モジュールは、ハウジングと、ハウジングに回転可能に取り付けられた回転子であって、軸および磁石を含む回転子と、回転子と同軸にハウジングに取り付けられた固定子であって、プリント回路基板（ＰＣＢ）を含む固定子とを含む、提供すること、

（ｂ）モジュールを機械的および電気的に結合すること、

（ｃ）軸方向磁界回転エネルギ装置を作動すること、

（ｄ）第１のモジュールに関する問題を検出し、軸方向磁界回転エネルギ装置の動作を停止させること、

（ｅ）筐体を開き、筐体および第１のモジュールが取り付けられているいずれかの他のモジュールから第１のモジュールを取り外すこと、

（ｆ）第１のモジュールの代わりに第２のモジュールを筐体内に導入し、第２のモジュールを、第１のモジュールが取り付けられていた前記他のいずれかのモジュールに取り付けること、次いで

（ｇ）軸方向磁界回転エネルギ装置を再作動することを含む方法。

３０．これらの実施形態のいずれかの方法であって、

第１のモジュール内の第１の固定子に関する問題を検出し、軸方向磁界回転エネルギ装置の動作を停止させること、

第１のモジュールを開き、第１のモジュールから第１の固定子を取り外すこと、

第１の固定子の代わりに第２の固定子を第１のモジュールに導入すること、次いで

軸方向磁界回転エネルギ装置を再作動すること
をさらに含む方法。

１．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

ハウジングと、

ハウジングの内側に取り付けられ、回転軸および磁石を有する回転子と、

回転子と同軸のハウジング内に取り付けられた固定子であって、コイルを有するＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を備える固定子と、

ハウジング内に一体化されたセンサであって、軸方向磁界回転エネルギ装置の動作に関するデータを監視、検出、または生成するように構成されているセンサと
を含む軸方向磁界回転エネルギ装置。

２．動作データが、電力、温度、回転速度、回転子位置、または振動データのうちの少なくとも１つを含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

３．センサが、ホール効果センサ、エンコーダ、光学センサ、熱電対、加速度計、ジャイロスコープ、または振動センサのうちの少なくとも１つを含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

４．これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

軸方向磁界回転エネルギ装置はモータであり、

センサは、モータ内の回転子の位置に関する情報を提供するように構成され、

センサはハウジングに取り付けられている、軸方向磁界回転エネルギ装置。

５．センサが無線通信回路を含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

６．センサが、軸方向磁界回転エネルギ装置の動作データを外部装置に送信するように構成されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

７．センサがＰＣＢと一体化されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

８．センサがコイルに直接埋め込まれており、コイルによって直接電力を供給されるように構成されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

９．センサが、ＰＣＢの上または内部に配置された別個の電気接続を介して電力を供給されコイルに接続されるように構成されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１０．センサに結合されたＰＣＢと一体化された二次コイルをさらに含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１１．二次コイルが、動作中に発生した磁束を利用してセンサに電力を供給するように構成されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１２．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

ハウジングと、

ハウジングの内側に取り付けられ、回転軸および磁石を有する回転子と、

回転子と同軸のハウジングの内側に取り付けられた固定子であって、コイルを有するＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を備える固定子と、

ハウジング内に取り付けられた制御回路であって、コイルに結合され、コイルを流れる電流を受け取るように結合された入力、またはコイルを流れる電流を供給するように結合された出力のうちの少なくとも１つを含む制御回路と
を含む軸方向磁界回転エネルギ装置。

１３．制御回路がＰＣＢと一体化されている、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１４．これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

軸方向磁界回転エネルギ装置が発電機であり、

制御回路は、コイルを流れる電流を受け取るように結合された入力を含み、外部電源を生成するように結合された出力をさらに含む、軸方向磁界回転エネルギ装置。

１５．これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

軸方向磁界回転エネルギ装置がモータであり、

制御回路は、外部電源を受け取るように結合された入力を含み、コイルを流れる電流を供給するように結合された出力をさらに含む、軸方向磁界回転エネルギ装置。

１６．ハウジング内に一体化されたセンサをさらに含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

センサは、モータ内の回転子の位置に関する情報を提供するように構成され、

センサはハウジングに取り付けられている、軸方向磁界回転エネルギ装置。

１７．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

ハウジングと、

ハウジングの内側に取り付けられ、回転軸および磁石を有する回転子と、

回転子と同軸のハウジングの内側に取り付けられた固定子であって、コイルを有するＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を備える固定子と、

ＰＣＢと一体化されたセンサと、

ＰＣＢの上または内部に配置され、センサに結合された二次コイルと
を含む軸方向磁界回転エネルギ装置。

１８．センサが、ＰＣＢの上または内部に配置された別個の電気接続を介して電力を供給されかつコイルに接続されるように構成され、センサは、二次コイルを使用して軸方向磁界回転エネルギ装置の動作データを外部装置に送信するように構成される、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１９．二次コイルが、動作中に発生した磁束を利用してセンサに電力を供給するように構成され、センサは他の方法でコイルに接続されていない、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２０．これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

センサは、ホール効果センサ、エンコーダ、光学センサ、熱電対、加速度計、ジャイロスコープ、または振動センサのうちの少なくとも１つを含み、

センサは無線通信回路を含む、軸方向磁界回転エネルギ装置。

１．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

回転軸および複数の磁石を含む回転子であって、各磁石は軸に対して半径方向に延在し、各磁石は磁石半径方向縁部を含む回転子と、

回転子と同軸の固定子であって、固定子は、それぞれが複数のコイルを有する複数のプリント回路基板（ＰＣＢ）層を含み、各コイルはコイル半径方向縁部を含む、固定子とを含み、

磁石およびコイル半径方向縁部部分が軸に対して回転方向に整列するとき、磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部は平行ではなく、他方に対して角度的に斜めである、軸方向磁界回転エネルギ装置。

２．角度的斜めが少なくとも約０．１度である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

３．角度的斜めが少なくとも約１度である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

４．角度的斜めが約２５度以下である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界転エネルギ装置。

５．磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部がそれぞれ磁石およびコイルの前側の半径方向縁部または後側の半径方向縁部である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

６．磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部のそれぞれが直線状であり、磁石およびコイル半径方向縁部部分が軸に対して回転方向に整列しているとき、磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部のいずれの部分も平行ではない、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

７．磁石およびコイル半径方向縁部部分が回転方向に整列するとき、磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部の少なくともいくつかの部分が互いに平行である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

８．磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部が完全に直線状ではない、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

９．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

回転軸および磁石を含む回転子であって、各磁石は磁石半径方向縁部を有する回転子と、

回転子と同軸の固定子であって、固定子は、軸を中心に互いに結合された複数の固定子セグメントを含み、各固定子セグメントは、コイルを含むＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、各コイルはコイル半径方向縁部を有する固定子とを含み、

磁石およびコイル半径方向縁部部分が軸に対して回転方向に整列するとき、磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部は平行ではなく、他方に対して角度的に斜めである、軸方向磁界回転エネルギ装置。

１０．角度的斜めが少なくとも約０．１度である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１１．角度的斜めが少なくとも約１度である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１２．角度的斜めが約２５度以下である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１３．磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部の前記少なくとも一部はそれぞれ磁石およびコイルの前側半径方向縁部または後側半径方向縁部である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１４．磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部のそれぞれが直線状であり、磁石およびコイルの前記少なくとも一部が回転方向に整列しているとき、磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部のいずれの部分も平行ではない、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１５．磁石およびコイルの前記少なくとも一部が回転方向に整列するとき、磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部の少なくとも一部が互いに平行である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１６．磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部が完全に直線状ではない、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１７．軸方向磁界回転エネルギ装置用のモジュールであって、

ハウジングであって、ハウジングを第２のモジュールの第２のハウジングに機械的に結合し、そしてハウジングを第２のハウジングに電気的に結合するように構成されたハウジングと、

ハウジングに回転可能に取り付けられ、軸および磁石を含み、磁石は磁石半径方向縁部を有する回転子と、

回転子と同軸にハウジングに取り付けられた固定子であって、コイルを有するＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、コイルはコイル半径方向縁部を有する固定子とを含み、

磁石およびコイルの半径方向縁部部分が軸に対して回転方向に整列するとき、磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部の少なくとも半径方向縁部部分は平行ではなく、他方に対して角度的に斜めである、軸方向磁界回転エネルギ装置用のモジュール。

１８．角度的斜めが少なくとも約０．１度であり、角度的斜めが約２５度以下である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１９．磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部はそれぞれ磁石およびコイルの前側半径方向縁部または後側半径方向縁部である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２０．磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部が直線状であり、磁石およびコイル半径方向縁部部分が回転方向に整列するとき、磁石半径方向縁部およびコイル半径方向縁部のいずれの部分も平行でない、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

ハウジングと、

ハウジングの内側に取り付けられ、回転軸および磁石を有する回転子と、

回転子と同軸のハウジングの内側に取り付けられた固定子であって、導電性のトレースを有するＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、トレースは、軸に対して半径方向に延びる半径方向トレースと、半径方向トレース間に延びる端部ターントレースとを含み、トレースはトレースの少なくともいくつかの部分を通って延びるスリットを含む固定子と
を含む軸方向磁界回転エネルギ装置。

２．スリットが半径方向トレースのみにある、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

３．スリットのそれぞれが直線状である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

４．スリットのそれぞれがもっぱら直線状であり、スリットが非直線状部分を含まない、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

５．トレースが、軸に対して半径方向にテーパ状にされる、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

６．トレースが、ＰＣＢの外径に隣接しかつ軸に垂直な平面内にある外幅を含み、トレースが、ＰＣＢの内径に隣接しかつ前記平面内にある内幅を含み、外幅は内幅よりも大きい、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

７．トレースが内側および外側の反対側の縁部を含み、内側および外側の反対側の縁部の全体が互いに平行ではない、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

８．半径方向トレースのみがテーパ状にされる、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

９．トレースが、互いに平行である内側および外側の反対側の縁部を含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１０．端部ターントレースがテーパ状にされる、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１１．ＰＣＢ層がＰＣＢ層表面積を含み、ＰＣＢ層上のトレースがＰＣＢ層表面積の少なくとも約７５％〜約９９％の範囲内のトレース表面積を含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１２．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

ハウジングと、

ハウジングの内側に取り付けられ、回転軸および磁石を有する回転子と、

回転子と同軸のハウジングの内側に取り付けられた固定子であって、コイルを有するＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、各コイルがトレースを含み、トレースの少なくともいくつかが、互いに平行でない内側および外側の反対側の縁部でテーパ状にされ、トレースはＰＣＢの外径に隣接しかつ軸に垂直な平面内の外幅を含み、トレースはＰＣＢの内径に隣接しかつ前記平面内の内幅を含み、外幅は内幅より大きい、固定子と
を含む軸方向磁界回転エネルギ装置。

１３．コイルが、トレースの少なくともいくつかの部分を通って延びるスリットを含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１４．トレースが、軸に対して半径方向に延びる半径方向トレースと、半径方向トレース間に延びる端部ターントレースとを含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１５．半径方向トレースのみがテーパ状にされる、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１６．半径方向トレース内にのみスリットをさらに含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１７．スリットのそれぞれがもっぱら直線状であり、スリットが非直線状部分を含まない、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１８．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

ハウジングと、

ハウジングの内側に取り付けられ、回転軸および磁石を有する回転子と、

回転子と同軸のハウジングの内側に取り付けられた固定子であって、コイルを有するＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、各コイルはトレースを含み、トレースの少なくともいくつかはテーパ状にされ、トレースは軸に対して半径方向に延びる半径方向トレースと、半径方向トレース間に延びる端部ターントレースとを含み、半径方向トレースだけがテーパ状にされる、固定子と
を含む軸方向磁界回転エネルギ装置。

１９．半径方向トレース内にのみ直線状スリットをさらに含み、直線状スリットはもっぱら直線状であり、直線状スリットは非直線部分を含まない、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

２０．テーパ状半径方向トレースのうちの少なくともいくつかが、互いに平行ではない内側および外側の反対側の縁部を含み、トレースは、ＰＣＢの外径に隣接しかつ軸に垂直な平面内にある外幅を含み、トレースはＰＣＢの内径に隣接しかつ前記平面内にある内幅を含み、外幅は内幅よりも大きい、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１．軸方向磁界回転エネルギ装置であって、

回転軸および磁石を含む回転子と、

回転子と同軸の固定子であって、軸の周りで相互に結合された複数の固定子セグメントを含み、各固定子セグメントは、コイルを含むＰＣＢ層を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、各固定子セグメントは１つのみの電気的位相を含む、固定子と
を含む軸方向磁界回転エネルギ装置。

２．固定子が１つのみの電気的位相からなる、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

３．固定子が複数の電気的位相を含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

４．コイルが互いに同一である、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

５．各固定子セグメントが複数のＰＣＢ層を含み、そのそれぞれが前記１つのみの電気的位相を提供するように構成される、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

６．各固定子セグメント上の各ＰＣＢ層が、同一平面上にありかつ軸に対して互いに角度的に離間される複数のコイルを含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

７．各コイルが、ＰＣＢのほぼ内径からＰＣＢのほぼ外径まで延びる半径方向トレースを含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

８．各コイルが、最も外側のトレース部分から同心円状の最も内側のトレース部分まで連続するトレースを含み、コイルは直線状側部とターンとを有する半径方向要素を含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

９．各コイルが、もっぱら直線状のトレースを含み、ＰＣＢ層のトレースは非直線状ではなく、前記各コイルはもっぱら直線状のトレースを接合する角を備える、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１０．各ＰＣＢ層がＰＣＢ層表面積を含み、各ＰＣＢ層上のコイルが、ＰＣＢ層表面積の少なくとも約７５％〜約９９％の範囲内のコイル表面積を有する複数のコイルを含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１１．隣接するＰＣＢ層内のコイルが軸に対して互いに円周方向に整列され、対称的なコイルのスタックを軸方向に画定する、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１２．ＰＣＢのそれぞれが偶数のＰＣＢ層を有する、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１３．ＰＣＢ層の少なくともいくつかが、直列または並列の少なくとも一方で他のＰＣＢ層に電気的に結合される、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１４．ＰＣＢ層が層対を含み、各層対はビアによって相互に電気的に結合された２つのＰＣＢ層として定義され、各層対は別のビアによって別の層対に結合される、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置。

１５．固定子が以下の少なくとも１つを含む、これらの実施形態のいずれかの軸方向磁界回転エネルギ装置：

層対の少なくともいくつかが、直列または並列の少なくとも一方で他の層対に電気的に結合される；

層対の少なくとも１つが、軸方向に互いに離間されかつ軸方向に互いに隣接する２つのＰＣＢ層を含む；

層対の少なくとも１つが、軸方向に互いに隣接していない２つのＰＣＢ層を含む；

層対の少なくとも１つが、層対の前記少なくとも１つが電気的に結合されている層対に軸方向に隣接する；または

層対の少なくとも１つが、層対の前記少なくとも１つが電気的に結合されている層対に軸方向に隣接しない。

ここに書かれた記載は、最良の形態を含む実施形態を開示するために、また当業者が本発明を製作および使用することを可能にするために、例を使用している。特許性のある範囲は特許請求の範囲によって定義され、当業者が思い付く他の例を含むことができる。そのような他の例は、それらが請求項の文字通りの言語と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが請求項の文字通りの言語とほとんど差のない同等の構造要素を含む場合、請求項の範囲内にあることが意図される。

一般的な記載または実施例において上に記載されたすべての動作が必要とされるわけではなく、特定の動作の一部が必要とされないことがあり、記載された動作に加えて１つまたは複数のさらなる動作を実行できることに留意されたい。なおもさらに、活動が列挙される順序は必ずしもそれらが実行される順序ではない。

前述の明細書において、特定の実施形態を参照して概念を記載してきた。しかしながら、当業者であれば、以下で特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲から逸脱することなく様々な修正および変更が可能であることを理解するであろう。したがって、明細書および図面は限定的な意味ではなく例示的な意味で考えられるべきであり、そのような修正はすべて本発明の範囲内に含まれることが意図されている。

本特許文書全体を通して使用される特定の単語および句の定義を記載することは有利であり得る。「通信する」という用語、ならびにその派生語は、直接的および間接的な通信の両方を包含する。「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」および「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語、ならびにそれらの派生語は、限定なしに含むことを意味する。「または」という用語は包括的であり、および／またはを意味する。「〜と関連する」という句ならびにその派生語は、〜内に含まれる（ｂｅ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｗｉｔｈｉｎ）、〜と相互接続する、含む（ｃｏｎｔａｉｎ）、〜内に含まれる（ｂｅ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈｉｎ）、〜にまたはと接続する、〜にまたはと結合する、〜と通信可能である、〜と協働する、介在させる、並置する、〜に近接する、〜にまたはと結合されている、有する、〜の特性を有する、〜と関係を有する、またはそれらに類するものを含むように意図され得る。「〜の少なくとも１つ」という句は、アイテムのリストと共に使用されるとき、リストされたアイテムのうちの１つまたは複数の異なる組み合わせを使用することができ、リスト内の１つのアイテムだけが必要とされ得ることを意味する。例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つ」は、以下の組み合わせのうちのいずれかを含む：Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、ならびにＡおよびＢおよびＣ。

また、「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書に記載の要素および構成要素を記載するために採用されている。これは単に便宜上および本発明の範囲の一般的な意味を与えるために行われている。この記載は、１つまたは少なくとも１つを含むように読まれるべきであり、そうでないことを意味することが明らかでない限り、単数形は複数形も含む。

プリント回路基板（ＰＣＢ）は、そのような基板は製造時には通常１つまたは複数の層上に配線を含むが実際の回路要素は含まないので、プリント配線基板（ＰＷＢ）としても知られている。そのような回路素子はその後そのような基板に取り付けられる。本明細書で使用される際、ＰＣＢとＰＷＢとの間の区別は意図されていない。本明細書で使用される際、ＰＣＢ上のコイルは導電性コイルである。本明細書で使用される際、構造体と「一体化した」構成要素または物体は、構造体上または構造体内に配置することができる。そのような構成要素または物体は、構造体自体が製造された後に構造体に取り付けられる、装着される、または追加されることができ、あるいは構成要素または物体は構造体内に埋め込まれるかまたは構造体と共に製作されることができる。

本明細書に記載のいくつかの実施形態は、２つのコイルを互いに結合するために１つのビアを利用する。他の実施形態では、そのようなコイルを互いに結合するために単一のビアの代わりに複数のビアを設けることができる。

本出願における記載は、いかなる特定の要素、ステップ、または機能も特許請求の範囲に含まれなければならない必須のまたは重要な要素であることを意味すると解釈されるべきではない。特許請求される主題の範囲は許可された請求項によってのみ定義される。さらに、請求項のいずれも、正確な語「〜するための手段」または「〜するためのステップ」が機能を特定する分詞句が後に続けられて特定の請求項内で明示的に使用されない限り、添付の請求項または請求項要素のいずれに関しても米国特許法第１１２条（ｆ）を行使しない。請求項内の「機構」、「モジュール」、「装置」、「ユニット」、「構成要素」、「要素」、「部材」、「機器」、「機械」、「システム」、「プロセッサ」または「コントローラ」など（ただしこれらに限定されない）の用語の使用は、請求項自体の特徴によってさらに修正または向上されるような、当業者に知られている構造を指すように理解および意図され、米国特許法第１１２条（ｆ）を行使するつもりはない。

利益、他の利点、および問題に対する解決策を特定の実施形態に関して上で記載してきた。しかしながら、これらの利益、利点、問題に対する解決策、およびいずれかの利益、利点、または解決策が発生するかより顕著になる原因となり得るいずれの特徴も、いずれかまたはすべての請求項の重要な、要求される、または必須の特徴として解釈されるべきではない。

本明細書の読了後、当業者は、明確にするために本明細書において別々の実施形態の文脈で記載されている特定の特徴が、単一の実施形態で組み合わせて提供することもできることを理解されよう。逆に、簡潔にするために単一の実施形態の文脈で記載されている様々な特徴は、別々にまたは任意の副次的組合せで提供することもできる。さらに、範囲で述べられた値への言及は、その範囲内のありとあらゆる値を含む。

Claims (15)

1. 回転軸（３５）および磁石（３７）を含む回転子（３３）と、
   前記回転子と同軸の固定子（１４１）であって、前記軸の周りで相互に結合された複数の固定子セグメント（１４２）を含み、各固定子セグメントは、コイル（１４９）を含むＰＣＢ層（１４７）を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）（１４５）を含み、各固定子セグメントは１つのみの電気的位相を含む、固定子（１４１）と
   を含む、軸方向磁界回転エネルギ装置（３１）。
2. 前記固定子が１つのみの電気的位相からなる、請求項１に記載の軸方向磁界回転エネルギ装置。
3. 前記固定子が複数の電気的位相を含む、請求項１に記載の軸方向磁界回転エネルギ装置。
4. 前記コイルが互いに同一である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の軸方向磁界回転エネルギ装置。
5. 各固定子セグメントが複数のＰＣＢ層を含み、そのそれぞれが前記１つのみの電気的位相を提供するように構成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の軸方向磁界回転エネルギ装置。
6. 各固定子セグメント上の各ＰＣＢ層が、同一平面上にありかつ前記軸に対して互いに角度的に離間される複数のコイルを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の軸方向磁界回転エネルギ装置。
7. 各コイルが、前記ＰＣＢのほぼ内径から前記ＰＣＢのほぼ外径まで延びる半径方向トレースを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の軸方向磁界回転エネルギ装置。
8. 各コイルが、最も外側のトレース部分から同心円状の最も内側のトレース部分まで連続するトレースを含み、前記コイルは直線状側部とターンとを有する半径方向要素を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の軸方向磁界回転エネルギ装置。
9. 各コイルが、もっぱら直線状のトレースを含み、前記ＰＣＢ層のトレースは非直線状ではなく、前記各コイルは前記もっぱら直線状のトレースを接合する角を備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の軸方向磁界回転エネルギ装置。
10. 各ＰＣＢ層がＰＣＢ層表面積を含み、各ＰＣＢ層上の前記コイルが、前記ＰＣＢ層表面積の少なくとも約７５％〜約９９％の範囲内のコイル表面積を有する複数のコイルを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の軸方向磁界回転エネルギ装置。
11. 隣接するＰＣＢ層内の前記コイルが前記軸に対して互いに円周方向に整列され、対称的なコイルのスタックを軸方向に画定する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の軸方向磁界回転エネルギ装置。
12. 前記ＰＣＢのそれぞれが偶数のＰＣＢ層を有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の軸方向磁界回転エネルギ装置。
13. 前記ＰＣＢ層の少なくともいくつかが、直列または並列の少なくとも一方で他のＰＣＢ層に電気的に結合される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の軸方向磁界回転エネルギ装置。
14. 前記ＰＣＢ層が層対を含み、各層対はビアによって相互に電気的に結合された２つのＰＣＢ層として定義され、各層対は別のビアによって別の層対に結合される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の軸方向磁界回転エネルギ装置。
15. 前記固定子が以下の少なくとも１つを含む；
    前記層対の少なくともいくつかが、直列または並列の少なくとも一方で他の層対に電気的に結合される；
    前記層対の少なくとも１つが、軸方向に互いに離間されかつ軸方向に互いに隣接する２つのＰＣＢ層を含む；
    前記層対の少なくとも１つが、軸方向に互いに隣接していない２つのＰＣＢ層を含む；
    前記層対の少なくとも１つが、前記層対の前記少なくとも１つが電気的に結合されている層対に軸方向に隣接する；または
    前記層対の少なくとも１つが、前記層対の前記少なくとも１つが電気的に結合されている層対に軸方向に隣接しない、
    請求項１４に記載の軸方向磁界回転エネルギ装置。

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