JPH07503598A - ブラシ無しｄｃモータ／発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 ブラシ無しＤＣモータ／発電機 産業上の利用分野 本発明は二相または区間毎に二相で永久磁化された、回転式または線形のブラシ 無しＤＣモータ及び発電機に関する。

従来の技術 はとんとの電気式モータは、等しくモータとしてもまたは発電機としても使用で きる。以下に於てモータと言う用語が一般的に用いられているが、全ての記述さ れている実施例は等しく発電機としても使用できる。

多くの電気式モータまたは発電機は、はんの少しの変更で回転式としてもまたは 線形機械としても構築できる。以下に於て、たとえ、いくつかの実施例か単に回 転式または線形機械としてのみ記述されていたとしても、同じ原理がもう一方の 種類の電気機械に適用できることを理解されたい。従って、例えば「スライド」 または「スライダ」および「回転子」は基本的に同じ部分を示す。

数ワットおよびそれを超える範囲のブラシ無しＤＣモータに対する市場は、三相 巻線が重なりあう固定子を有する設計のもので全面的に占有されている。これは ひとつの相に属するコイルで取り囲まれている領域が、ひとつの磁束を運ぶ鉄磁 極のみを含むものでは無いことを意味している。それはまた別の相に属する巻線 を含むスロットも取り囲んでいる。これは磁極鉄質量の非常に効率的な使用とは 言えず、そして／または長い銅巻線を必要とする。

数ワットおよびそれを超える範囲のブラシ無しＤＣモータに対する市場はまた、 永久磁石か磁束経路を閉路する透磁性支持構造（通常は鉄製）の上に組み立てら れている回転子を存する設計のもので全面的に占有されている。この構造は回転 子に大きな慣性または質量を与える。

典型的な従来技術によるモータが国際出願明細書ＰＣＴ／ＤＥ　８６１００４３ ７に開示されている。このモータは２つの固定子部分を存し、両固定子部分とも 複数相の巻線を搭載している。これはひとつの相に属するコイルで取り囲まれた 領域かひとつの磁束を運ぶ鉄磁極のみを含むもので無いことを意味している。こ れはまた別の相に属する巻線を含むスロットをも取り囲んでいる。これは磁極鉄 質量の非効率的な使用であり、長い銅巻線を必要とし、すなわち、この従来式モ ータは重くて高い銅損をイ■する。更に、多相巻線を効率的に使用するためには 、磁石が周辺の多くの部分をカバーしなければならず、従って回転子に対して高 い慣性モーメントを与える。

各々の固定子か２つの部分に分割されているモータは簡単化された巻線の可能性 を高め、従って低価格モータの可能性を高めている。各々の相に対してモータ軸 と同心の単一コイル巻線を使用したいくつかの従来技術による設計がある。しか しなから、これらか高効率低慣性モータとして使用される際にはきびしい制約か ある。

この様な従来技術モータの１つが米国特許明細書第４，７１４，８５３号に開示 されている。ここでは基本的に円筒形の形状を有する環状永久磁石回転子か、各 々か１つの相をのせている２つの固定子部品の間に挿入されている。各々の固定 子は２つの嵌合する単一・鋼板のカップ状の磁極部材から成り、この鋼板はそこ に巻線か配置されている環状の狭い空間を定めている。磁極部材は回転子に対面 する複数の突極を有する。歯の半径方向厚さは一定であり、各々の磁極部材から 突極まての間にはかなりの隙間が存在する。弱い磁石を使用した小さなモータで 使用される場合は（米国特許明細書第４，７１４，８５３号の第２図に示す実施 例では、明らかにフエライＩ−磁石を用いている）、発生された全磁束は条件に 見合った厚さの鋼板を容易に透過するはずである。低速で運転されている場合は 、磁束変化周波数か低いので、磁極部材内で生じる渦電流損失も許容範囲である 。

しかしなから渦電流は大きなモータ及びより高いエネルギーの永久磁石材料に対 して急速に増加する。これら２つの場合は磁極部材の厚さを増やす必要かあり、 これは指定された速度に於ける渦電流を急速に増大させる。速度がより早くなる とまた、磁束変化速度か大きくなるために渦電流が増加する。もしも突極の間の 接線方向の隙間か小さく保たれる場合は、相巻線の自己インダクタンスおよび突 極歯間の漂遊磁束による回転子磁束の損失部分かかなり大きくなり、これは歯の 半径方向１’Ｘさか増すにつれて（すなわち、磁極部材内の膜材か厚くなるため に）、固定子高さおよび歯の数か増すに従って急速に増大するであろう。もしも 接線方向隙間か磁極ピッチに比較して大きな場合は、残留トルクが大きくなるで あろう。

またこの設計では第４図を参照して後はど説明するのと同じ効果で回転子のある 部分でモータの外部に漂遊磁場か生じるはずである。しかしながら、この効果は 単−膜歯内に生じる磁束が制限されるために、おそらく小さなものとなる。

米国特許明細書第４，９２２．１４５号および特公昭６２−９５９５８号公報は 、ともに、全領域を覆う磁石を具備した永久円盤形状回転子を有する二相モータ に関する。両設計とも２つの固定子を有し、その各々は２の部品で構築さね、各 々の固定子内に単相コイル巻線を有する。高性能モータを指向する場合は、両設 計とも先に米国特許明細書第４．７１４．８５３号に関して述べたものと同一の 議論と同様の問題を与える。

両設計とも後はど第５図を参照して説明するのと同一の効果により、回転子のあ る部分でモータの外部に漂遊磁場を引き起こすであろう。

各々か単相巻線を搭載した２の固定子部品を使用した従来技術による高性能モー タは、固定磁石回転子に対面する磁束を乗せた固定子部品の異なる機械的配列を 用いて先に述べた問題を避けている。この様なモータの１の実施例かＥＰ特許０ 　３１９　６３２　Ａｌに開示されている。この円盤回転子モータに於て、２の 固定子は円盤回転子の異なる区間に作用する。これは突極間での漂遊磁束損失の 問題を軽減するが、その理由は相１の複数の固定子磁極に対面している回転子は 互いに１つのグループに纏められ、相２の磁極に対面する全ての回転子は遠くは なれているからである。しかしながら、この構成では、円盤回転子磁極の約４０ ％しか結合していない。１つの固定子部品の活性領域内では、１つおきの円盤回 転子磁極のみか結合されている。またとの固定子極とも全く結合していない回転 子部品も存在し、これは固定子巻線が本来固定子磁極部材を含むべき空間を占拠 しているためである。このため、高温で閉磁回路となっても磁石強度を維持でき るような高級永久磁石材料を使用する必要かある。

発明の目的 本発明の第１の目的は、重量比に対して高いトルク／力を具備し、合理的に低い コギング１−ルク／力を有する高効率の電動モータを得ることである。

本発明の別の目的は、低価格級の高エネルギー磁石の高効率使用を可能とする本 発明に基づ（モータまたは発電機は従来技術によるモータが直面していた上述の 問題を解決するか、または少なくともかなり低減している。また先に述へた欠点 の多くは添（：Ｊの特許請求の項で定める本発明に基づ（モータまたは発電機で は取り除かれている。

永久磁石回転子／スライ１−は多数の等間隔に配置された交互に変化する極性の 磁極を存し、これはほとんど透磁性を持たないか透磁性かごく僅かの鉄部を有す る。永久磁石回転子／スライド磁石は通常磁極ピッチの半分より少し多くをカバ ーしている。

固定子は、互いに向かい合う２つの固定子部品の１つまたはいくつかの対で構成 されている。各々の固定部品は回転子／スライド磁極と同一ピッチの複数の磁極 をイｒする。対になっている固定子部品は回転子／スライドの各々の側に配列さ れていて、互いに電気角で９０度変位している。対の中の２つの固定子部品の各 々は固定子部品内の磁極を交互の極性で分極するために、１つの相毎に巻線を存 する。実施例によっては、固定子部品のいくつかの対か同一回転子／スライドの 異なる部分上で動作するものもある。

同−固定子部品内の回転子／スライドに対面する固定子磁極の間の間隙は、磁極 ピンチに比較すると小さい。固定子の磁束を通す部品は、いくつかの実施例では プラスチックモールド部品て作られており、これは粒子をカバーし、かつ粒子を 互いに絶縁する熱プラスチツク材料と一緒に接着された鉄粉で形成されている。

多くの永久磁石同期モータでは、永久磁石は回転子の全周をカバーする。本発明 に基づくモータは、台形または正弦波モータのいずれにも対応して設計できる。

本発明に基づく台形回転モータでは、永久磁石は多くの場合回転子の周辺長のお よそ５５から７０９６程度しかカバーしない。台形線形モータの場合には、これ はスライドまたは可動部品の実効長の約５５−７０％に相当する。これは回転子 の慣性または線形モータスライドの質量を低減し、回転子からの全磁束をも低減 する。これは固定子内の磁束を減少させる。これは軟鉄部品内の磁束密度の低下 を可能とし、鉄損失か低下するか、またはより薄い軟鉄部品を可能とし、従って 巻線用に更に場所を確保し銅損を減少させる。本発明に基づく正弦波磁化モータ では、回転子およびスライドは、はとんど全周または全長に沿って永久磁石部材 を持つ必要かある。例えば小型モータの様な実施例では、台形モータよりも均質 円盤の回転子にする方が、組み立てコストを低減するので、コスト的に有利であ る。

この様な円盤は、円盤の部分を選択的に磁化する事によって磁極か与えられる。

従って、本発明の１つの特徴として、ブラシ無し電動モータまたは発電機が提供 されており、これは円筒または平板リングの様な比較的薄いリング形状を存する 環状回転子を含む。回転子は回転軸の回りに回転するように配置されており、回 転子の回りに交互に分極されている永久磁石磁極を具備している。モータはまた 透磁性基部リングを含み、コイルを巻き付けられた透磁性突極を具備した、内部 固定子および外部固定子とを含む。１つの固定子の全ての磁極に属するコイルは １つの電気損を形成するように接続されており、別の固定子の全ての磁極に属す るコイルはもう１つの電気損を形成するるように接続されている。

固定子磁極は回転子の移動方向に垂直な幅を有し、これは少な（とも回転子に隣 接した領域では、磁極の長さ方向に渡ってほぼ均一である。

固定子磁極は前記基部リングに配置された第１の部分を含む。各々の磁極のこの 第１の部分は側面を存し、これは回転子の移動方向に基本的に垂直でまた磁極に 隣接する回転子の表面にも垂直となるように配置されている。固定子磁極は回転 子に対面するそれらの端部に側方突起を含み、この突起は第１の部分に接続され 、回転子の移動方向と基本的に平行と逆平行との方向に延びており、回転子の移 動方向の中で内部固定子および外部固定子の隣接する磁極の間に、磁極か回転子 に対面する側での回転子の移動方向での磁極の広がりに比較して小さな間隙のみ が残されるように形成されている。

１つの磁極の各々１つの側方突起の回転子の移動方向に平行および逆平行の方向 の長さは、同一方向の磁極の第一部分の長さと同じ程度であり、例えば、第１の 部分の長さのおよそ半分である。

回転子周囲の一部のみに永久磁石磁極が具備されている。従って回転子周辺の相 当の部分が磁石磁極でカバーされておらず、例えば永久磁石磁極は半分より少し 多く、例えは回転子の周囲の５５−７０％のみをカバーしている。

本発明の別の特徴ではモータ発電機か提供されており、これは回転軸の回りに回 転するように配置された環状回転子を存し、薄い円筒の形状を有し回転子の回り に交互に分極された永久磁石磁極を具備している。モータまたは発電機はまた環 状内部固定子および環状外部固定子を有し、各々は一対の磁極部材を含む。各々 の磁極部材はまた環状であり各対の磁極部材は互いに反対の関係となるように配 置されている。各々の磁極部材はその回転子の周辺に対面する周辺部に、間隔を 置いて配置された突起固定子磁極を含み、これらは一対の磁極部材の磁極か同じ 対のもう一方の磁極部材の磁極交互に配列されている。固定子の各々は回転子軸 と同軸の環状コイルを有し、ここで内部固定子のフィルは１つの電気損を形成す るように接続され、外部固定子のコイルはもう１つの電気損を形成するように接 続されている。各々の対の磁極部材は環状の溝を形成し、これは内部固定子に関 しては回転軸に対して開いており、外部固定子に関しては反対の半径方向に対し て開いている。前記溝の各々ひとつは前記環状コイルの１つを搭載し、１つの透 磁性リングか面記溝の各々１つの開いた頂部に配置されている。

透磁性リングはその側面を半径方向に整列された多数の金属板素子で構成され、 それぞれ内部および外部固定子用の内部および外部保持リングで固定されている 。

本発明のもう１つの特徴では、モータまたは発電機か提供されており、これはモ ータ軸の回りに回転するように配置され、薄い円筒形状を有し回転子の回りに交 互に分極された永久磁石磁極を具備する環状回転子を含む。モータまたは発電機 はまた環状内部固定子及び環状外部固定子を含み、その各々は一対の磁極部材を 含む。各々の磁極部材はまた環状をしており、各対の磁極部材は互いに反対の関 係となるように配置されている。各々の磁極部材はそれらが回転子の周囲に対面 する周辺上に互いに離れた突起固定子磁極を含み、一対の磁極部材の磁極が同じ 対の別の磁極部材の磁極と交互になるように構成されている。固定子の各々１つ は回転軸と同軸の環状コイルを搭載し、内部固定子のコイルは１つの電気損を形 成するように接続され、外部固定子のコイルはもう１つの電気損を形成するよう に接続されている。磁極部材の突極は、通常半径方向に延びており、突極はその 回転子に対面している終端部で横方向突起を具備し、これは内部固定子およびま た外部固定子の隣接する磁極の前記突起の間が周辺方向に小さな間隙のみを残す ように構成されている。

各々の磁極部材のリング部分は基本的に平らで放射状平面内に配置されている。

突極の内部部分は一般的にリング部分に平行に延びており、回転子に面している 突極の外側部分は内部部分の平面と基本的に平らなリング部分に対して斜めの角 度の関係となるように延びており、この角度は好適に４５度、例えば１５−７５ 度の範囲である。

磁極部材は好適に積層鉄で作られており、平板リング部分および斜めに曲げられ た突部を仔する板状素子を含む。また前記リング部分のみに対応する形状を有す る板状素子も含まれている。これらの後者の素子は最初に述べた素子の間に差し 挟まれる。

本発明のもう１つの特徴として、モータまたは発電機か提供されており、これは 一定の幅を有し永久磁石磁極を具備した薄い可動部品を含み、永久磁石は可動部 品の反対側の広い表面上に配置されており交互に磁化されている。モータまちは 発電機は第１の固定子部品と第２の固定子部品とを含み、各々は一対の磁極部材 を含む。各々の対の磁極部材は互いに反対の関係になるように配置されており、 各磁極部材は可動部品の広い表面に対面している、自身の表面上に間隔を置かれ た突出した固定子磁極を、１つの対の１つの磁極部材の磁極か同一対の別の磁極 部材の磁極と交互になるように含んでいる。各々の固定子部品は薄い可動部品の 広い表面に対してほぼ平行に配置された、大きな巻線部分を有するコイルを搭載 しており、第１の固定子のコイルは第１の電気損を形成するように接続され、第 ２固定子のコイルはもう１つの電気損を形成するように接続されている。可動部 品の広い表面の一部のみに永久磁石か具備されており、永久磁石が好適に回転子 の周辺の５５−７０％のみをカバーするように具備されている。

磁極部材の突極は概して可動部品の広い表面に対して垂直な平面内に延びている 。突極には可動部品に対面しているそれらの終端部に側方突起を具備しており、 突起は一般的に可動部品の長軸方向に向けて、第１の固定子および第２の固定子 の隣接する前記突起の間か可動部品の長軸方向に対して小さな間隙のみが残され るように配置されている。

可動部品に面する突極の外部部分は可動部品の広い表面に対して斜めの角度を持 つように延びており、この角度は好適に４５度または１５−７５度の範囲である 。

可動部品の反対側に配置されている各々の磁極部材の基本部品は、可動部品の広 い表面に概して垂直に配置されている。次に突極の内側部分は概して基本部品に 平行に延び、また可動部品に対面している突極の外側部分は内側部分の平面およ び基本的に平板な基本部品に対して斜めの角度となる関係で延びており、この角 度は好適に４５度または１５−７５度の範囲である。第１の固定子そして／また は第２の固定子は、基本的に等しい固定子セグメントを含み、各々の固定子セグ メントは順に２つの磁極部材を含む。各々の固定子に対するこれらの固定子セグ メントは、互いに平行に配置されており、同一コイルに属する巻線部分を搭載し 、これらの巻線部分は可動部品の長軸方向に対して概して平行である。

本発明の別の特徴として電気ｖｉ減の部品、典型的には回転子またはスライド、 が提供されており、これらは基部に装着された永久磁石を含み、前記部品は電気 ｔｆｉｆｉのもう一方の部品、典型的には固定子に対して可動である。前記磁石 は可動方向に対して基本的に垂直方向に磁化されており、これらは従来同様少な くともひとつの基部の部品上をほぼ均質にカバーするように分配されている。可 動方向に垂直な永久磁石の断面領域は、前記移動方向の中で変化するが、その変 化は前記領域が前記永久磁石の中心部に配置されている断面では、前記磁石の縁 により近く配置されている断面よりはかなり大きくなるように変化している。

断面の前記領域は、前記磁石の中心からその各々の縁の方向で、少なくともかな りの距離に渡って単調に減少する。

断面の前記領域の変化は、都合良く基本的に正弦波的である。

従来同様、永久磁石は通常前記移動方向に垂直に測定して一定幅を存する。

永久磁石はまた基本的に平板な基部表面を存し、ここで永久磁石は前記基部に支 持されてし・る。

永久磁石は均質に磁化されているかまたは好適に完全磁化されている。

第１ａ図は本発明に基づく１つのモータの実施例の断面図を示し、これはベル形 状の回転子と個別に巷かれた磁極とを存する。この実施例は積層鋼板技術で製造 するのに好適である。

第１ｂ図は第１ａ図に示すモータの実施例の空隙と巻線部の拡大図を示し、ここ てはモータ部内での原理的な磁場か図示されている。

第２図は本発明に基づく六相モータの６分の１を示し、これはベル形状の回転子 と個別に巻かれた磁極と力対の固定子対を有する。

第３ａ図および第３ｂ図は本発明に基づ（モータの固定子と巻線を巻き付けられ ていない回転子とを示し、これはベル形状の回転子と個別に巻かれた磁極とを有 する。

第３Ｃ図は、回転子上に完全に磁化された永久磁石を使用し正弦波状逆起電力を 与える回転子配列を示す。

第４ａ図は本発明に基づくモータの１つの実施例を示し、これはベル形状の回転 子と１つの用向で全ての磁極に対して共通な単一コイル巻線を存する。この実施 例は積層鋼板を用いて好適に作ることができる。

第４ｂ図および第４Ｃ図はそれぞれ、第４ａ図に示すモータの内部固定子で使用 される、打ち抜きおよび曲げ加工された電気的鋼板部品の平面図並びに立面図で ある。

第４ｄ図は第４ｂ−４ｃ図に図示されるのと同様の、２枚の打ち抜きおよび曲げ 加工された電気的鋼板部品を示し、部品間にひとつのスペーサワッシャを有する 。

第４ｅ図および第４ｆ図は、第４ａ図に示すのと同様のモータの固定子で用いら れる、電気的鋼板部品の円環を含む交番磁束橋構成を示す。

第５ａ図は本発明に基づくモータの１つの実施例を示し、これは円盤形状の回転 子と１つの相の全ての磁極に共通な単一コイル巻線とを存する。この実施例は金 属粉末技術を用いて好適に製造できる。

第５ｂ図は第５ａ図に示すモータの磁極と永久磁石部分の拡大図を示す。

第５ｃ図は第５ａ図に図示された磁極部材の拡大図を示し、主要な磁束漏洩領域 を示している。

第６ａ図は本発明に基づく線形モータの断面図を図式的に示し、これはモールド された固定子部品とひとつの相の全ての磁極に共通な単一コイル巻線とを有する 。

第６ｂ図は第６ａ図の線形モータの長袖方向の部分図を示す。

第６ｃ図は第６ａ図の線形モータの部分上面図を示す。第６ａ−６ｃ図のモータ は積層鋼板または金属粉末技術を用いて好適に製造できる。

第６ｄ図は第６ａ図と同様な図式図であり、第６ａ−６ｃ図に示すのと同様の線 形モータ用の電気的積層鋼板製の固定子部分を示す。

第７ａ図は本発明に基づ（モータの１つの実施例を示し、これはベル形状の回転 子と１つの相の全ての磁極に共通な単一コイル巻線を存する。この実施例は金属 粉末技術を用いて好適に製造できる。

第７ｂ−７ｄ図は第７ａ図に示す固定子機構の透磁性部品のモールド部品を四分 割した断面を示し、それぞれ線分Ｂ−Ｂ、Ｃ−ＣおよびＤ−Ｄに沿った断面図で ある。

第８ａ−８ｃ図は本発明に基づくモータの１つの実施例を示し、これは円盤状回 転子と全部で４つの個別の鉄粉モールド部品で構成された固定子部品を存する。

原理的に同一のモータを２．３個の異なる形状に打ち抜かれた平板な電気的鋼板 を重ね合わせた部品を用いて構築できる。

第９ａ図は本発明に基づくモータのひとつの実施例を示し、これはベルト車形状 の回転子と各相用の２つの固定子部品を有し、各々の相は単一コイル巻線を有す る。この実施例は金属粉末技術によって製造するのに適している。

第９ｂ−９ｃ図は本発明に基づ（１つの実施例を示し、これは１つのベルト車形 状回転子、４つの固定子部品および４つの相を有する。この実施例は転造鋼で製 造するのに適している。

第１Ｏ図は本発明に基づく四相線形モータを示し、これは個別に巻かれた磁極と 二対の固定子部品とを存する。

第１１図は第１０図に示すのと同様のモータに対する巻線配列を示しているか、 各グループ内で更に多数の磁極を有するモータを対象として意図している。

第１２ａ図および第’Ｉ　２ｂ図はそれぞれ従来型ブラシ無しモータと本発明に 基づくモータの原理的磁束パターンを示している。

実施例の詳細な説明 以後「回転子」という用語は、電気式回転モータの従来の可動部品を指し示すよ うに用いられ、「固定子」という用語は従来の固定部品を示す。しかしながら、 応用例によっては、「回転子」と名付けられた部品か固定部品であり、「固定子 」が可動部品であるものもある。これらの用語は本発明の記述を容易にするため にのみ使用されており、本発明か固定式「回転子」および回転式「固定子」を存 するモータにも等しく用いられることを理解されたい。

同様に、「スライド」または「スライダー」および「固定子」という用語は線形 電動モータに対して従来通りに用いられている。また、これらの用語は本発明の 説明を容易にするためにのみ用いられており、本発明は固定［スライド」または 「スライダー」または可動ｒ固定子」を有するモータに対しても等しく使用でき ることを理解されたい。

また回転式電動モータ用にのみ記述されている多くの実施例は線形モータにも容 易に適用でき、またその逆も容易に実施できる。従って本発明は全ての電動モー タに適用され得ると考えられる。また、線形モータは可動部品の経路を曲線形状 とすることも出来る。

第１ａ−１ｂ図は本発明に基づ（回転モータの第１の実施例を示す。第１ａ図は モータの回転軸に垂直方向の断面図であり、第１ｂ図は同じ図の拡大図を図示す る。

モータは環状回転子１００を含み、これは２つの固定子、内部固定子と外部固定 子との間の円筒状スロット内に挿入されている。回転子の可動部品は好適に個別 の磁石１０１を含み、この例では１６個の磁石を含む。しかしながら回転子はこ の代わりに部分的に磁化された環状リングを含むことも可能である。個別の磁石 は互いに結合されるかまたは磁気的に不活性な物質、本発明とは関連無し、から なる支持素材で支持されており、ベル形状の回転子を形成している。磁極は好適 にＮｄＦｅＢまたはＮｄＰｒＦｅＢまたは５ｎＣｏの様な永久磁石材で作られて いる。永久磁極は偶数番号の磁極は同一極性、そして奇数番号の磁極はその反対 極性を存する方向に並へられている。磁石は空隙周辺の１／２より若干多く、例 えば５５−７０９６を覆っている。

内部固定子は基部リング＋１０とモータ軸から半径方向に延び、はとんどの従来 型電動モータと同様、例えば積層鉄て作られた、１６個の磁極歯ｌ１ｌ−１２６ を含む。第１ｂ図の拡大図の中に、磁極歯１１７が完全に図示されている。

内部固定子の全ての磁極（ｌ　］　ｌ−１２６）は巻線を存する。第１ａ図およ び第１ｂ図では磁極１１７の回りの巻線１２７のみが図示されている。第１ａ図 および第１ｂ図に示されている実施例は２つの電気損を存する１６極モータ（す なわちこのモータは１６個の磁極を存する）であり、各々の相は１つの磁極グル ープを有するかまたはそれに属している。内部固定子上の１６個の磁ｆｉｌ１１ −１２６は１つのグループを形成し、外部固定子上の１６個の磁極１３１−１４ ６は別のグループを形成する。

１つのグループ内の全ての固定子磁極は同一の角ピッチ（第１ａ図および第１ｂ 図の実施例の場合は、３６０／＋６＝２２．５度）を存し、これは回転子上の永 久磁石磁極のピッチど同一である。同一の固定子部品内で直接回転子に面してい る固定子磁極の部分の間の間隔は、磁極ピッチに比較して小さく、例えば磁極ピ ッチの１／１０−１／２０程度である。従って磁極は周囲に突出する部分、すな わち可動部に沿う方向また反対方向に延びる部分を有し、これらの突出部は固定 子の表面に直接隣接し、可動部の経路に面している領域で最大の拡張部を存する 。

巻線型磁極は各々の単一磁極の回りに巻き付けられたコイルを有する。１３回巻 き付けられた配線は、第１ｂ図に見られるように磁極＋１７の回りの巻線１２３ を構成し、これらには磁極の左側には点で、また右側にはバラ印で印が付けられ ている。偶数番号の磁Ｎｉ１１２，１１４．１１６，１１８．１２０等の回りの コイルは同一方向に巻き付けられており、一方、奇数番号の磁極Ｉｌｌ、１１３ ゜１１５．１１７，１１９、等の回りのコイルは反対方向に巻かれているか、ま たは逆方向に接続されている。付属の電源回路からの電流でコイルが励起される と、この電流は内部固定子内で奇数番号磁１ｆｉｌ１１−１２５を１つの方向に 磁化し、そして偶数番号磁極１１２−１２６を反対方向に磁化する。

外部固定子は内部固定子と同様の構造をしており、基部リング１３０と、横方向 に延びた部分を具備した１６個の放射状に突起した磁ｔｉ１３１−１４６を有す る。巻線パターンは同じである。全ての奇数番号の磁極は両側に隣接する２つの 磁極とは反対の極性か各々の磁極に与えられるように巻き付けられているか、ま たは接続されている。２つの固定子は互いに同心となり、電気的に９０度（図示 されている場合では機械的に１１．２５度）離れるように固定されている。

第」ｂ図はまた回転子と２つの固定子内の磁場または磁束の流れをも図示してい る。図の理解を容易にするために、各々の永久磁石１０１は第１ｂ図に於て６本 の磁束線に対応する磁束を駆動できるように仮定している。図に示されるように 、磁束密度は永久磁石の表面、磁極内および基部リング１００および１２０内に 渡ってかなりバランスを保って保持されている。これは均質で良く磁化され磁束 伝導材料を備えた薄い固定子を可能とする。これは高い機械トルクを発生する軽 量モータを可能とする。

全ての永久磁石に対する比較的一定の磁束密度は永久磁石の最低磁束密度を高く 保つ。これは永久磁石技術にとって、より安価な磁石材料（ＳｍＣｏの代わりに ＮｄＦｅＢの様に）の使用を可能としたり、またはより高いエネルギー密度を存 する等級（ＢＨ強度が２１０−２６５ｋＪ／ｍ３程度の材質の代わりに、２６０ −３３５ｋＪ／ｍ３程度のＮｄＦｅＢ材料を使用したような）の使用を可能とす る。

第１ｂ図から容易に理解されるように、回転子永久磁石の時計方向の動きは、機 械的または地理的角度で最初の１０度の間は、第１ｂ図の１４３−１４３で示さ れている、磁極１３６の部分を通る磁束にはなかなか変化を与え難い。従ってほ とんどｅｍｆ　（起電力）は磁極１３６の回りに巻き付けられているコイル内に は誘導されない（また対称性のため、外部固定子磁極１３１−１４２の回りに巻 き付けられているその他のコイルにも誘導されない）。一方、磁極１１７に巻き 付けられているコイル１２３を通る磁束には大きな変化が生じるであろう（また 対称性かあるため、全ての内部固定子磁極１１１−１２２に巻き付けられている コイル内にも生じる）。

仮に上記の時計方向の動きか機械的な角度で約９度継続すると、磁石１０３から のほとんど全ての磁束は磁極１１６を離れて磁１１１７に移行するであろう。

この新たな位置でその磁束のいくらかは磁極１３７を通り始める。回転子の動き の最初の９度の間、実際上磁極１０３からのほとんど全ての磁束は磁極＋３６を 通っていた。従って磁極＋　１１−１２２を通る磁束変化がほとんと完了した時 点で、これに磁極１３＋−１４２を通る全ての静止磁束が変化し始める。この様 にして、回転子の位置に係わらず内部または外部固定子のいずれかを通る電流は 回転子にトルクを生成することができる。もう一方の固定子は受動磁束経路とし て働きその巻線を通る電流は好適に零である。（位置によっては、すなわちもし も第１ｂ図の回転子か１度反時計回りに動かされると、両固定子には通常電流の 半分が流れる）。

図示されている実施例では常に全ての永久磁石の全力を使用できる。最大短期ト ルクは、巻線電流にかかわらず巻線を通る磁束に対する永久磁石の駆動力で制限 される。従って本発明に基づくモータは高価な永久磁石をその一部を使用したり 、または全く使用しないということか無いので、浪費しない。

第２図は本発明に基づく個別の巻線磁極を有する六相回転モータの６分の１を示 している。

回転子は４０個の磁極を有し、その２０１−２０９か図示されている。

１２個の固定子部品か存在し、各相に対して２つづつである。内部固定子は６つ の磁極グループを有し、その中の１つだけか図には完全に示されていて、これは 点線の放射線の間に配置されている。グループは６つの磁極２２１−２２６を有 する。いずれの磁極グループに於いても６つの磁極に対する磁極ピッチは、回転 子磁石のピッチと同一であるかまたは非常に接近している。隣接の磁極グループ は巻線の巻かれていない磁束平衡磁極２９２および２９４で分離されている。

外部固定子は６つの磁極グループを有し、その内のｌっだけが図には完全に示さ れている。グループは６つの磁極２５１−２５６を有する。いずれの磁極グルー プに於いても６つの磁極に対するピッチは回転子磁石のピッチと同一であるかま たは非常に接近している。隣接する磁極グループは好適に巻線の巻かれていない 特別磁束平衡磁極２９＋および２９３で分離されている。外部固定子上の巻線は 図示されていない。

各々の内部固定子グループは、内部固定子グループの中心を挟んで反対側のグル ープと同相に接続されており、従って内部固定子上で三相を与える。

各々の外部固定子グループは、中心を挟んで反対側の外部固定子グループと同相 であり、従って外部固定子上に三相を与える。全部の組合せ部材では六相を与え る。もしもモータ磁石および巻線か完全に利用されると、これらは、例えば各々 の相に対するＨブリッジを用いて個別に駆動できる。磁石を最適使用するために 、図に示す２つの固定子磁極グループは二相システムの２つの相に接続すること がてきる（それらか同じ永久磁石の二面に対向するため）。３つの二相システム は、従って電気的に３０度の遊離またはオフセットを有する。この配列は第１ａ およびｌｂ図に示す簡単なモータよりも小さなトルクリップルを有する機械トル クを与える。また電気角で３０度毎にいずれかのモータ磁石か１２個の磁極グル ープのふたつの中心に而しているので、コギングトルクもより小さくなる。

第３ａ図および第３ｂ図は本発明に基づく軸モータを示す。固定子は好適に転造 電気鋼で作られている。無限長電気条片鉄を巻き付け、後になるにしたかって増 大する半径を補償するためにスロット間距離を徐々に増やす巻線スロットを打ち 抜いて固定子積層を製造するための装置は市販されている。

第３ａ図および第３ｂ図は巻線の巻き付けられていない固定子並びに回転子を示 す。２つの固定子部品３０１および３０２かあり、各々３０３の様な８個の磁極 を有し基部リング３０４て保持されている。各々の磁極は巻線（図示せず）を有 し、同−固定子部品上の全ての巻線は同一相に接続されている。

回転子３０４は正弦波的に磁化され８磁極を具備した連続リングの形式を存する 。リングの内径および外径は一定であるか、磁化強度はリング上の場所によって 異なる。これは第３ａ図のリング上で異なる寸法のＮおよびＳ記号で図示されて いる。

第３ｂ図は回転子から見た巻線の巻かれていない固定子部品３０１を示す。第３ ａ図に於いて、基部リング３０１に近い第１の磁極部間の長さ３０５とこの基本 磁極開帳３０５から突き出している磁極部材３０８の間の長さ３０６との幅の関 係は第１図、第２図および第１０図の様なその他の図に示されるような典型的な 関係であるところの２倍以下である。これは固定子の形状の結果である。第３ｂ 図に示されるように、同一関係か固定子の内側に見られる、すなわち回転子に面 している磁極軸３０９と基部リングからの磁極の磁極幅３１０は、他の図と同様 はぼ２対ｌである。

回転子の正弦波的な磁化は回転子に面する磁極幅と固定子基部リングに近接する 磁極幅に対して何らの変更も要求しない。幅ｌ、長さｌそして１．ＩＴのピーク 磁束密度の正弦波的に磁化された磁極からの全磁束は、幅０．６３６６、長さＩ そして１．１Ｔの磁束密度を具備した磁石と等価である。本発明に基づ（台形磁 化モータ用の永久磁石磁極は通常回転子表面の５５−７０％程度を覆っていると 考えられるので、この様な回転子で生成される全磁束は全回転子表面を覆う理想 的正弦波回転子に類似しており、もしも台形磁化モータが表面の６３．６６％を 覆う理想磁石を存する場合は同等である。回転子に面する磁極幅３０９と基部リ ングからの磁極の磁極幅３１０は利用可能な材料の結果である。磁極前面幅（３ ０９）がＪｃｍで長さがＩｃｍの場合はおよそ１．ＩＴｘｏ、６３６＝０゜０７ Ｅ−４Ｖｓのピーク磁束を受ける。基部磁極鉄内で１．５Ｔ程度のピーク磁束密 度を維持するためには、その幅（３１０）は０．７／１．５＝０．４６ｃｍでな ければならず、およそ２対ｌの関係を与える。

第３Ｃ図は永久磁石の物理的な形状によって、はぼ正弦波的な逆起電力か配置さ れている回転子を図示する。第３ａ図に示す従来型の配列とは異なって、磁石は その全表面に渡って完全に磁化されている。この配列によって完全に磁化された 磁石材料の使用が可能となり、これは磁石材料消費を節約し、本発明の設計目標 である、低コスト、高エネルギー磁石か常にその表面上で高い磁束密度を維持で きる固定子の設計を提供することに合致している。

第３Ｃ図には１つの塊３１０かほぼ正弦波の半波の形の磁石が配列されている。

３１０の様な磁石は軸３１２を具備した８角形円盤３１１に接着され、更に高い 引っ張り強度の配線３１３の様な細い繊維素材の巻線で磁石の回りを固定されて いる。

同様の発明アイデアが本発明に基づく線形スライドモータにも、円筒形状または ベル形状回転モータにも実施可能である。これはまた従来型ブラシ無しモータに も適用できる。

第４ａ図は本発明に基づく回転式電動モータのもう１つの実施例を示す。第１ａ −１ｂ図に示す磁極１１７の回りの各々の磁極の巻き付けられたコイル１２３の 様な１つのコイルを持つ代わりに、各々の相用の巻線はモータの回転軸の回りの 単一コイルを含む。

内部および外部固定子の透磁性部品は、図に示されている様に多くの従来型電動 モータと同様に積層、転造電気鋼で製造することが可能であるが、これとは別に それらを後はど第７ａ−７ｄ図を参照して説明するように、プラスティック接合 川内に組み込まれた表面をコーティングされた鉄粉からなる合成材料を含む二つ のモールド部品で形成することもできる。

第４ａ図はモータの断面図を示し、第４ｂ図および第４Ｃ図は転造電気鋼板を打 ち抜いてかつ曲げ加工した部品で、内部固定子の上半分を形成する部品を図示す る。

このモータは１２個の磁極を存する。磁極数かもっと多ければ限られた少ないコ イル電流でトルクを増やすことか出来るが、これはコイル電流か高（なると漂遊 磁束を増やしまた指定された速度での鉄損を増やす。

内部固定子は下部部品４０２、透磁性環状素子４０！および下部部品４０２と同 じ素子で構成された上部部品４０３とを含む。これらの部品４０２および４０３ は多数の透磁性積層板を含む。この様な素子の１つか第４ｂ図および第４Ｃ図に 図示されている。環状素子４０１は環状変圧器の内部と同様に鋼薄板を巻いたも の、打ち抜きリングを重ねたものまたは小さな鉄粒子を含むモールド部品で構成 てきる。

内部固定子巻線４５１はモータ軸４０７と同軸の単一コイルの形を存する。

第４ｂ図は上部および下部部品４０２および４０３を構成する素子の１つを示す 。この素子の偶数番号磁極４１２，４１４等は最初に板を打ち抜き、続いて第４ Ｃ図に示すように磁極を折り曲げて製造される。第４ｂ図に示される上部固定子 部品の磁極４１２，４１４等は第１図の磁極１１２，１１４等に対応する。同− 固定子部品内の回転子に面する固定子磁極間の間隙は磁極ピッチに比較して、横 方向に突き出た三角形部品４０８のために小さく、これは基本的に棒状の磁極軸 から広かっている。（第４ｂ図内の４０８で図示されている２つの側部部品の間 の空間のほとんどの部分は、内部固定子のもう一方の半分に属する奇数番号の歯 で満たされている）。この歯の設計目的は第５ａ−５ｃ図に図示する実施例で詳 細に説明する。

もしも曲げ部品の厚さが一様の場合は、電気的鋼板製のワッシャ４６０を第４ｄ 図に示すように各々の部品の間に挿入して、部品の間に出現するであろう空間を 満たすことかできる。図の理解を容易にするために、ただ２つの部品４６０のみ か描かれている。多くのモータと同様、通常は数千の同様の部品４６０が各々の 固定子内に存在する。

偶数番号磁極４１２，４１４等内の回転子磁石で生じた正味の磁束は、同じ極性 を存し、基部リング４１０を透過するであろう。続いて環状部品４ｏ１．下部内 部固定子部品４０２そして奇数番号磁極を通って別の回転子磁石に続く。第１ａ −１ｂ図に於て、磁極１１７内の全ての正味磁束はコイル１２３および磁極ｌ１ ６または１１８を取り巻くコイルの一方を通らなければならなかった。第４ａ図 の実施例では、六個全ての奇数番号磁極を通る正味磁束は環状部品４０１そして 内部固定子コイル４５１を通らなければならない。

外部固定子は内部固定子と同様の方法で構築される。その環状部品４０４は内部 固定子部品４０１に対応し、外部固定子コイル４５３は内部固定子コイル４５Ｉ に対応する。外部固定子か積層板から構築される場合は、これらは外部基部リン グの形状を有し、ここから磁極（完全な外部固定子のその他の全ての磁極に対応 ）か基本的に半径方向に沿って内部に延びる形状となる。第４ａ図に示す実施例 に於て、外部コイルの平均周囲長さは内部コイルのほぼ２倍である。２つの相で 等しい抵抗値を得るために、外部コイルの断面積は内部コイルのそれのほぼ２倍 でなければならず、これもまた第４ａ図から見て取れる。

第４ｅ図および第４ｆ図は上部固定子部品４０６から下部部品４０５への磁束経 路を構築するための別の方法を示している。これは転造鋼板製の小さな垂直条片 ４６２を含み、固定子部品４０６および４０５を形成する水平部品の終端に而し ている。この配列によって固定子４０６の最上部板部品内の磁力線は、４０６内 の全ての残りの板部品間の全ての空気間隙を通る必要がな（、下部固定子部品４ ０５に到達する。

巻線４５１および４５３内の電流変化は起電力を生し、これは軸、ベアリング、 上部ベアリング押え４５５、後面カバー４５４、外部固定子４０４−４０５−４ ０６および前面遮蔽４５７を通るループ電流を引き起こす。これを避けるために 、この可能性のあるループの何処かに、例えばベアリング押え４５５を電気的絶 縁材で作るといたように、電気的絶縁物を挿入する必要がある。

回転子の永久磁石４１１力徊転子ベル４１３内に挿入または装着されている。

ベル４１３は好都合に軽く、電気的にも磁気的にも不導の物質で作られている。

ベル４１３を回転子軸４０７に固定する方法は、本発明とは関係が無い。

回転子の磁石部品はこれとは別に、個別の磁石とほぼ同一の磁束パターンを与え るように磁化された機械的に均質なリングで作ることもできる。あるいは回転子 の磁石部品を、対応する個別の磁石モータ内の磁極数の半分に等しい数の正弦波 周期で回転子に沿って正弦波磁束分布を与えるように磁化された機械的に均質な リングで作ることも出来る。これは回転子の慣性モーメントを増大させるが、コ ギングトルクを減少しトルクリップルを低減する。

第５ａ−５ｃ図は本発明に基づく回転モータの更に別の実施例を図示する。この 実施例に於て回転子は円盤形状をしている。第３ａ図に示す軸モータとは異なっ て、これは各々の相毎に１つの共通コイルを有する。永久磁石は第５ｂ図に詳細 を示すようにその他の実施例と基本的に同様の方法で円盤内に挿入されており、 第５ｂ図は第５ａ図の線ｂ−ｂに沿った断面図を示す。

２つの固定子かあり、図に示すようにモールドされた透磁性部品５０１，５０３ および５０５を含む１つの上部固定子と、部品５０２，５０４および５０６を含 む１つの下部固定子とである。各々の固定子内に１つの巻線（５０７および５０ ８）か存在する。各々の巻線は回転子軸５１２に巻き付けられた単純コイルの形 状を有する。

２つの固定子は第５ｂ図に示すように互いに電気角で９０度離れて配置されてい る。回転子に対面している磁極部材は、同−固定子部品内の回転子に対面してい る固定子磁極の間の間隙か磁極ピッチに比較して小さいと言う点に於て、第１図 と同様な基本形状を有する。これは第５ｂ図に見ることができ、ここでは磁極５ ０５および５０３の間隔は回転子円盤内の磁石から見た場合は小さい。これは回 転子磁石内の最少磁束密度を増やし、それにより永久磁石材料のより広い選択か 可能となる。これはまた残留１−ルクを減少する。

磁極部材はまた、例えは磁極５０３および５０５の間の空間部の漂遊磁束を低減 するように配置されている。これは第５ｂ−５ｃ図に示す形状で実現される。

１５ｂ図には隣接するｔ１１１部材の間隔は、磁極か５１１の様な回転子磁石対 面する回転子経路に近いところでは短く、回転子磁石から離れるに従って広くな るように図示されている。第５ａ図およびその拡大詳細図である第５Ｃ図には磁 極部材５０３か磁極部材５０５から分離され別の方向を向いているように図示さ れている。磁束の空気中への漏洩か生しる主な領域は第５Ｃ図に陰影が付けられ ており、下部で陰影か濃い部分では磁極部材５０３と５０５の間の間隔はより小 さい。

第５ａ−５ｃ図に示す実施例では、この磁束漏洩領域はゴチック様式のアーチの 様な形状をしている。第４ａ図のモータでは基本的に三角形である。

２つの固定子は第５ａ−５ｃ図には図示されていない方法によって互いに機械的 に取り付けられている。図に示されるように上部回転子の５０１，５０３および ５０５の様な３つのモールドされた部品は、互いに、接着、ネジ止めまたはその 他の方法によって取り付けられており、これは本発明の範囲ではなく図にも示さ れていない。

回転子の永久磁石５１１は回転円盤５１３に挿入されるかまたは取り付けられて いる。円盤５１３は先と同じように好適に軽量で、電気的および磁気的に不導な 材料で作られている。円盤５１３を回転軸５１２に固定する方法は、本発明の範 囲ではなく図示されていない。

第５ａ図に示す実施例と同様の小型モータは、しばしば第５ｂ図に示す個別磁石 を均質な永久リングで置き換え得るという特長を存し、これは組み立てコストを 低くし、より小さなコギングトルクを可能とする。図示されているものより少な い数の磁極は、鉄損をより少なくするのでより高速での運転を可能とする。

これはまた漂遊磁束を減少し、従って低速でのより高い銅損と適度なトルクとい う点を我慢すればより高いｖｌ減出力を可能とする。

１５ａ−５ｃ図に基づく電動モータは２つの潜在的な欠点を存する。巻線５０７ および５０８内での電流遷移により生しるループ電流はベアリング、回転子軸お よび素子５０１−５１５−５０２を通って流れ得る。この潜在的な問題には多く の可能な解決策がある。１つは下部遮蔽５０２を、無視できる程度の導電性を有 する鉄混合材料で作ることである。もう１つの潜在的な問題は漂遊磁場であって 、これは回転子がある位置に在る時に」二部固定子素子５０５から下部固定子素 子５０６に流れ、これはモータの外部鞘５１５に近い物体に望ましくない効果を 引起こす可能性かある。この問題は外部鞘５１５の直径を増やすことによって低 減できる。

第６ａ−６ｄ図は本発明に基づく線形モータの実施例を図示する。この実施例に 於て、「回転子」は「スライダー」または「スライド」て置き換えられ、これは ２つの平行な永久磁石列を有する。先に説明した回転モータと同様、各々の列の 永久磁石は反対極性で並べられている。

２つの固定子部品かあり、第６ａ図および第６Ｃ図に示すように、１つの上部固 定子はスライドの一方の側に配置されていて、モールドされた透磁性の部品６０ １−６０５を含み、そして１つはスライドのもう一方の側の１つの下部固定子６ ０７である。各々の固定子内に１つの巻線（それぞれ６０６および６０８）があ る。各々の巻線は２つの長い平行スライドを存する閉ループとして構成されてい る単純コイルの形状を有する。

２つの固定子は第６Ｃ図に図示されるように、互いに電気角で９０度離れている 。２つの固定子は第６ａ−６ｃ図には示されていない手段によって互いに機械的 に取り付けられている。各々の固定子の五つのモールド部品、上部固定子の素子 ６０１−６０５は、互いに接着、ネジ止めまたはその他の本発明の範囲には含ま ない手段よって取り付けられている。スライダーに対面している磁極部材は、同 −固定子内のスライダーに対面している固定子磁極の間隔が磁極ピッチに比較し て小さいと言う点に於て、第１ａ−１ｃ図と同じ基本形状をしている。これは第 ６ｃ図に示されており、ここては磁ｔｆｊ６０１と６０２の間の間隔はスライダ ー内の磁石の位置から見たときには小さい。歯状設計の目的は第５ａ−５ｃ図に 示す回転モータに対して詳細に説明した。

スライダー永久磁石６１１はスライダー押えまたは支持具６１２の中に挿入され ている。押え具６１２は先に説明したように好適に軽量で、電気的かつ磁気的な 不導を１科で作られている。

スライダーの磁石部品はこれに代わって、個別磁石とほぼ同じ磁束パターンを与 えるように磁化された機械的に均質な棒で作ることか出来る。

スライダー押え具６１２を定位置に保持するために使用される線形ベアリングお よび押え具６１２を負荷に接続するために用いられる装置は、本発明には関係な いので図には示されていない。

第６ｄ図は第６ａ図に示されるものと類似の１つの実施例の上部固定子部品を示 す。しかしながら第６ｄ図に於て、固定子は鍛造電気鋼板を打ち抜き（また部品 ６２０に対しては更に曲げ加工）した部品で構築されている。フィルタ条片６２ １は第４ｄ図のフィルタワッシャ４６０と同様に挿入されている。図面の理解を 容易にするためにただ２つの部品６２０のみが描かれている。多くの従来型電動 モータと同様、通常は数千の同様の部品６２０が各々の固定子内に存在する。

部品６２２は第４ｅ図に図示されたのと同様の方法で転造電気鋼部品を打ち抜き 重ね合わせたものである。

第６ｄ図に図示する固定子設計は原理的に軸回転モータにも使用できる。これは 第３ａ図および第３ｂ図の説明の中で述べた、固定子板をコイルにするのに適し た磁極を打ち抜くことの出来る機器と同様の機器を必要とするが、更に打ち抜き 後に磁極の曲げ加工を行う付加機能を必要とする。

第７ａ−７ｄ図は第４ａ−４ｆ図に示す実施例と同様な、本発明に基づく回転モ ータの別の実施例を示す。ここでは固定子部品は例えば鉄の小さな粒子と、例え ば熱プラスティックの様な絶縁相とを用いたモールドである。

第７ａ図はモータを通る軸部を示し、第７ｂ−７ｄ図は図に示すように内部固定 子を形成する下部モールド部品を通る３つの放射状区域を示す。第７ｂ−７ｄ図 に示す区域はそれぞれ第７ａ図の”Ｂ−Ｂ’　、”Ｃ−Ｃ”および”Ｄ−Ｄ”で 示す線に沿ったものである。

モータは図に示すように１６個の磁極を有する。より多（の磁極を持つことが多 くの場合好適である。これは指定されたコイル電流でのトルクを増大する。磁束 周波数か高けれは指定された角速度を増加させるがより多くの磁極を必要とする 。

内部固定子の偶数番号の磁極７１２，７１４等は下部の基部リング７１７と一緒 にモールドされている。上部および下部の内部固定子のモールドされた部品は同 一形状を有するが、これらは互いに対面するように配置され組み立てられた固定 子の磁極ピッチに相当する角度分のオフセットを存する。

原理的な磁束経路は第４ａ−４ｆ図に示す回転モータと同様である。磁束は７０ １の様な全ての偶数番号の歯から入り、下部の基部リング７１７を通り表面７１ ８を通って上部内部固定子部品に抜ける。

７０１の様な歯は第７ｂ図に示すようにその上部では薄く、第７ｃ図および第７ ｄ図に示すように下部の基部リング７１７に近付（に従ってその断面が徐々に大 きくなる。大きな断面積は基部７１７に対して歯を通して、徐々により多（の磁 束を移さなければならないので必要である。第７ａ図の切断線”Ｄ”から判るよ うに、第７ｄ図に示す断面は歯の前面に立つ永久磁石７１９から全磁束を運ばな ければならない。内部固定子巻線は７２３に配置されている１つのコイルであり 、回転子軸の回りに巻き付けられている。歯設計の目的は残留トルクと磁束漏洩 に関連し、第５ａ−５ｃ図に図示する実施例に基づいて詳細に説明している。

回転子の永久磁石７１９はベル形状回転子構造７２０の中に挿入されているかま たは取り付けられている。構造７２０は先の説明同様好適に軽量で、電気的また 磁気的に不導の材料で作られている。構造７２０を回転軸７２１に固定する方法 は本発明には関係なく、図にも示されていない。先の説明同様回転子の磁石部分 は、これに代わって個別の磁石とほぼ同じ磁束パターンを与えるように磁化され た機械的に均質なリングで作ることかできる。しかしながら、これは先に述べた のと同様回転子の慣性モーメントを増加させる。

外部固定子は同様の方法で構築される。表面７２２は内部固定子表面７１８に対 応し、７２４に配置されている外部固定子コイルは内部固定子コイル７２３に対 応する。外部固定子コイル７２４の断面積は内部固定子７２３のそれよりも大き く、従って既に第４ａ−４ｆ図のモータて説明したように抵抗値をほぼ等しくて きる。

第７ａ図に基づ〈実施例は２つの潜在的な欠点を有する。７２３および７２４に 配置された巻線内での電流遷移によって生じるループ電流が、ベアリング、回転 軸、前面および背面遮蔽そして外部固定子を通って流れ得る。この潜在的な問題 には多くの可能な解決策かある。１つは第４ａ図で絶縁ベアリング押え具として 図示している。もう１つの潜在的な問題は漂遊磁場であり、これは回転子がある 位置に在る時に内部から外部固定子に流れ、これはモータ前面または背面遮蔽に 近接した物体に好ましくない効果を与える可能性がある。この問題は非導電性で 熱伝導性の良い素子７２５を挿入する事で低減できる。しかしながら、これはモ ータの軸長を長くする。

第８ａ−８ｃ図は本発明に基づくモータの１つの実施例を示し、これは円盤形状 回転子と全部で４つの個別の鉄粉モールド部品で構築された固定子部品とを存す る。

第８ａ図は全ての磁気的に関連する部品がそれらの位置に配置されている巻線モ ータの側面図を示す。軸８０］は前面固定子部品８０２−８０３から外に出てお り、この固定子部品は２つの磁極８０２および８０３て構築されている。磁極は それぞれ鉄粉モールド部品で構成されている。この素子は巻線を取り外した状態 て第８Ｃ図に図示されている。前面固定子部品の２つの巻線８０４および８０５ また同様に背面固定子巻線部品の２つの磁極の内の１つの巻線８０６も見ること か出来る。

第８ｂ図は第８ａ図のモータの断面を巻線を取り除いた形で図示している。前面 固定子部品の磁極８０３のみか見られる。断面は２つの前面固定子部品８０２お よび８０３の間の境界に沿っている。断面図は２つの背面固定子部品８０７およ び８０８を通っている。鉄粉モールド部品８０８は、第８Ｃ図と同じ断面図で分 離されて図示されている。

モータは円盤形状回転子８０８を存し、これは２つの磁極を有するＮｅＦｅＢの 様な高エネルギー磁石のリングから構成されている。非磁性体滑り溝を具備した ふたつの回転子ベアリング８１１および８１２は回転子８１０と固定子部品との 間の８１４の様な空気間隙を確保している。回転子磁石の誘引によってベアリン グの予圧か確実に行える。間隔保持リング８１３は前面および背面固定子部品が 整列状態からずれるのを防止している。ベアリングの予圧を低減するために、バ ネワッシャを固定子部品とベアリングとの間に挿入できる。この様な場合は間隔 保持リング８１３は固定子部品上の回転子磁石の誘引の平衡をとる。共にモータ を保持しているモータ容器および補助部品は本発明とは関係ないため図示されて いない。

第９ａ図は回転モータの１つの実施例を図示しており、ここでは先に述べた第４ ａ−４ｆ図、第５ａ−５ｃ図および第７ａ−７ｄ図のモータの欠点が基本的に取 り除かれている。回転子の永久磁石、固定子の透磁性部品および巻線に関する限 り、モータは線分Ａ−Ａで示された平面に関して対称である。従って線分Ａ−Ａ で示される平面を横切る漂遊磁束で生じる磁力は存在しない。従って外部固定子 の外側の物体は変化する磁場の影響は受けない。

２つの内部固定子内の電流は異なる方向に流れるので、これらがモータ軸内に誘 導する電圧は互いに打ち消しあう。これは外部固定子内を流れる電流に対しても 正しい。

前面遮蔽９０１および背面遮蔽９０２は先に述べた様に、磁気的にまた電気的に 不導て熱伝導物質、例えば金属粉混成材料または好適なセラミックスで作ること ができる。遮蔽の外部表面から内部固定子までの距離は内部から外部固定子への 影響または漂遊磁束を減少させる。第９ｂ図および第９Ｃ図は本発明に基づく四 相回転モータの軸断面図と半径方向の図とを示す。モータは個別に巻かれた磁極 を有する。この実施例は基本的に第１ａ−１ｂ図に示す２つのモータを同一回転 軸を用いて組み合わせて構築したものである。したがって第９ｃ図の半径方向断 面は第１ａ図に類似している。２つのシステムを電気角で４５度ずらして組み合 わせることによって、リップルトルクは二相システムに比較して低減できる。

第１θ図は本発明に基づく、個別に巻かれた磁極と四相とを存する線形モータの １つの実施例を示す。

モータは２つの固定子の間のスロット内に挿入された中央スライドを含む。スラ イドの活性部分は１０個の磁石１００１−１０１０を含む。これらの磁石は堅固 でまっすぐのスライドを形成するように、磁気的に不活性の物質で互いに取り付 けられているが、これは図示されておらずまた本発明とは無関係である。磁石磁 極は好適にＮｄＦｅＢ、ＮｄＰｒＦｅＢまたは５ｎＣｏの様な永久磁石材料で作 られている。永久磁石磁極は全ての偶数番号磁極か同じ極性を有し、全ての奇数 番号磁極か反対の極性を存するように並べられている。磁石は先に述べたように 磁極ピッチの１／２より若干多くを覆っている。

図に示すように固定子は１つの上部固定子部品と１つの下部固定子部品とからな る対を含み、各々の対は２相を有する。上部固定子対は、例えば、はとんどの従 来型電動モータと同様積層鉄で作られた、基部または支持部１０６３と６個の磁 極歯１０２１−１０２６を具備する６つの磁極を存する左部分を含む。モータの 要求に応じて、はとんどのまたは全ての１０２１−１０２６の様な磁極は巻線を 有する。もしも入手可能な力の方が巻線損失よりも重要な場合は、全ての磁極か 巻かれる。もしも巻線損失を最少に保つ場合は、常にスライドの磁石と関係し合 っている磁極のみが巻き付けられる。

１１０図のモータは四相を有し、各々はひとつの磁極グループを有するかまたは それに属する。図にみられるように左上固定子上の全ての磁極、すなわち６個の 磁極＋０２１−１０２６、は１つのグループを形成し、右上固定子上の全ての磁 極、すなわち６個の磁極１０４１−１０４６はもう１つのグループを形成する。

１つのグループ内の全ての固定子磁極は同一磁極ピッチを有し、これはスクイｌ −上の永久磁石磁極のピッチと同一である。従って巻線磁極は第１ｂ図の１２３ で示す巻線と同様の、各々の単独磁極の回りに巻き付けられた１つのコイルを存 する。′偶数番号の磁１１１０２２．１０２４および１０２６に巻き付けられた コイルは同一方向に巻かれており、一方、奇数番号の磁極に巻き付けられたコイ ルは、第１ａ−１ｂ図のモータで説明したのと同じ原理に基づいて、別の方向、 反対方向に巻かれているかまたは接続されている。上部固定子システムは第１ａ −１ｂ図のモータと同様に動作する磁極＋０２１−１０２６を含む。

下部固定子システムもまた第１ａ−１ｂ図のモータに似ているが、上部固定子シ ステムの磁極との関係て電気角で４５度、相がずれているまたはオフセットを有 する点か異なる。この構成は２つの二相モータを互いに前記電気的オフセットを 有するように機械的に接続したものとして説明できる。これはスライドが動く際 の力のリップルを小さくすること（より少ないコギング）を可能とし、磁気抵抗 力を低減する。

左側および右側固定子の中央部にある磁極１０６１および１０６２は磁束平衡磁 極であり、通常は巻線は在かれていない。これらの目的は上部および下部固定子 部品の間に配置されている永久磁石磁極に対する高い透磁性を有する磁束経路を 提供することである。

スライドか移動する好適な機械的範囲がスライドの任意に選択された点１０７１ て図示されており、これは点１０７２から点１０７３までの範囲を存する。

モータは各々のグループ内で６個の磁極を存するように図示されている。多くの 場合磁極の個数はもっと多い。この様な場合各々の磁極の巻き数は非常に少ない 。

第１１図は本発明に基づく線形モータの巻線配列を示し、第１Ｏ図に示すものと 似ているが各々のグループ内で更に多くの磁極を存するモータを意図している。

図は第１Ｏ図のモータの線分Ａ−Ａに沿った部分断面図を示す。また磁極１０５ ５の回りの巻線スロットも示されている（第１０図と同様の視点で）。巻線は四 巻きの帯状導体１３０１−１３０４を含み、これらは相互の上に配置されている 、１３０３および１３０４の様な２つの導体を有する二層形状をしている。磁束 平衡磁極１０６２に最も近接しているスロットは使用されていない。各々のグル ープ内で４０磁極を存するようなモータでは１０５１の様な１つの磁極での磁束 損失は無視てきる程度である。これとは別に、その他の形状の磁束平衡磁極１０ ６２はこの損失を更に軽減できる。

本発明に基づくモータのいくつかの実施例を示した後で、本発明の基本的な考え 方を従来型ブラシ無しＤＣモータと比較して説明する。

第１．２ａ−１２ｂ図はそれぞれ、従来型ブラシ無しＤＣモータと本発明に基づ くモータの原理的な磁束パターンを図示する。

第１２ａ図は従って、従来型ブラシ無し線形ＤＣモータの断面図を示す。ここに は背面鉄１２０３に装着された２つの永久磁石１２０１および１２０２と、６つ の［ｆｆ１１２１１−１２１６か存在する。断面は電気角の３６０度に相当する 。

巻線スロワｈ１２２１−１２２７が存在し、この中で１２２２および１２２５は 相Ｒに属し、スロット１２２３および１２２６は相Ｓに属する。このシステムの 寸法は、なんらかの任意の単位で与えられている。１２２２の様な巻線スロット は１相位幅、１４単位高さそして１３．７５単位面積を有し、磁極部材か０．２ ５単位面積を奪っている。１２０１の様な磁石は６単位幅である。磁石からの磁 束は１２１２の様な固定子磁極を通らなければならない。仮に磁石１２０１が１ ゜５単位たけ右に動かされたとすると、これは固定子磁極１２１２および１２１ ３にのみ対面する。従って固定子磁極内のピーク磁束密度は、１２０１の様な永 久磁石の内部より１．　５倍高くなる、それは６単位長の磁石からの磁束が４単 位長の磁極鉄を通らなければならないためである。

仮に磁石か右に移動されるとすると、固定子磁極＋２１１内のＮ磁束は減少し、 固定子磁１４１２１４内のＳ磁束は減少し、固定子磁極１２１３内のＮ磁束は増 加し、固定子磁１１２１６内のＳ磁束は増加するであろう。スロット１２２２お よびＩ２２５を通るＲコイルと、スロット１２２３および１２２６を通るＳコイ ルは共に、磁極１２＋３のために更に多くのＮ磁束を得て、磁ｔｉ１２１４のた めにＳ磁束を減らすであろう、モしてＲおよびＳ相共に永久磁石上に力を生成す ることの出来る起電力を得るはずである。

第１２ｂ図は本発明に基づくモータを示す。これは永久磁石磁極１２５１および １２５２て構成された第１の部品（スライド’）１２５０を有する。このスライ ドの上下には一対の巻線固定子部品かあり、これらは上部固定子部品１２６０と １つの下部固定子部品１２７０とて構成され、スライド１２５０の両側面に小さ な空気間隙１２５３および１２５４を挟んて対面している高い透磁性材料の磁極 ＋２６１−１２６３および＋２７１−１２７２を存する。スライド１２５０の永 久磁石磁ｆｉ１２５１および１２５２の磁化方向は、固定子部品１２６０および １２７０に面しているスライドの２つの表面に対して基本的に垂直である。

スライドの全ての位置に対して、スライドの１２５０の様なほとんどの永久磁石 磁極は、それが磁束ループを上部空気間隙１２５４を通り、上部固定子部品１２ ６０の高い透磁性体の材料で作られた対面している磁極１２６２に入り、同じ上 部空気間隙１２５４に戻り、１つの隣接する永久スライド磁石磁極」２５２を通 り、第２の空気間隙１２５３を通り、下部固定子部品１２７０の高い透磁性体の 材料で作られた１つの磁ｔｉ１２７２の中に入り、この下部固定子部品を通り、 同じ第２の空気間隙１２５３を通って元のスライド永久磁石磁極１２５１に戻る ように形成できる位置にある。

図示されているスライド位置ては、スライド永久磁石磁ｔｉＭＩ２５１の位置は この磁束ループが下部固定子部品１２７０の巻線スロット１２７４の巻線を通る 場所にある。

先に第１ａ図に示すような種々の実施例で説明したように、上部固定子部品１２ ６０のスロット１２６４および１２６５内の巻線はただひとつの相Ｖのみに属し 、上部固定子部品１２６０のスロワｌ−１２フ３−１２フ５内の巻線は１つの相 Ｕのみに属する。

先に第１ａ図に示すような種々の実施例で説明したように、上部固定子部品１２ ６０の相（Ｖ）の起電力は基本的に電気角で９０度、下部固定子部品の相（Ｕ） の起電力からずれている。第１２ｂ図に於て、各々の固定子部品は少なくとも２ つのスライドに対面する固定子磁極を有し、Ｉ２６２および１２６３の様な固定 子部品の固定子磁極のピッチは、固定子部品１２６０に対面しているスライドの 水久磁石磁１１２５＋および１２５２のピッチと同じである。第１２ｂ図は線形 モータを図示しているので、ピッチはスライドの両側で等しい。回転式の実施例 を図示している第１ａ図では、回転子の外側半径の方が内側半径よりも大きく、 従って長さで表わすとピッチは異なるが、角度で表わせば同じである。

スライドの永久磁石磁極の経路に対面している下部固定子部品の１２７１および １２７２の様な２つの隣接する固定子磁極の間の、１２７６の様な間隙の長さは 、スライドの永久磁石磁極の経路に面している１２７１および１２７２の様な固 定子磁極の長さく８．５単位）に比較すると小さい（０，５単位）。

固定子磁極の形状は以下のように作られている、すなわち、スライド１２５０の 永久磁石の経路に面している固定子表面に近い部分での、１２７０の様な同一の 固定子部品内の１２７１および１２７２の様な隣接する固定子磁極の間の１２７ ７の様な距離が、スライドの永久磁石磁極の経路に面する固定子部品表面からの 距離１２７８に従って増加し、漏れ磁束を通過させるには高い透磁性の材料では ない１２７７の様な距離が、スライドの永久磁石の経路に面している固定子部品 の表面に非常に近接した部分を除いて比較的長くなるように作られている。

システムの寸法は第１２ａ図内で使用されているものと同し任意の単位が与えら れている。１２７４の様な巻線スロットは５単位幅で７単位高さであり、２８゜ ７５平方単位の領域を存し、磁極部材は６．２５平方単位を奪っている。１２５ １の様な磁石は６単位幅である。磁石からの磁束は１２７１の様な固定子磁極を 通らなければならない。図示されている位置では磁石１２５１は下部固定子部品 １２７０の固定子磁極１２７１のみに面している。固定子磁極内のピーク磁束密 度は、従って１２５１の様な永久磁石の中よりも１．５倍高くなるか、または第 １２ａ図のモータと同様である。

仮に磁石が右に動かされるとすると、固定子磁極１２６２内のＳ磁束は２つの理 由で増加する。図に示されている初期位置では磁極１２０６に入る全てのＳ磁束 は同じ磁極内で永久磁石磁極１２５２て生成されたＮ磁束によって持ち去られる 。スライドが移動すると、磁石１２５１から更に多くのＳ磁束が流入し、同じ量 のＮ磁束が磁石１２５２が移動するために取り除かれる。従って、スロット１２ ６５を通るＶフィルは、第１２ａ図のＲおよびＳコイルがスライドの同じ動きか ら得たのと同一のＮ磁束の増加を得、■相は永久磁石上に力を生成することの出 来る起電力を得る。

図示された２つのモータを比較すると、これらはほぼ同し重量、体積（両方とも ２０単位高さ）を有する。

鉄損は高いピーク間遷移を有する鉄の体積で与えられる。モータの長さか同じと 仮定すると、この体積は鉄磁極と背面鉄の領域（２こ比例する。第１２ａ図の従 来型モータではこの領域は、６ｘ　（＋４ｘ２）＋１８ｘ２−２０４平方単位で ある。

第１２ｂ図に示す本発明に基づくモータでのこの領域は、２ｘ２ｘ　（７ｘ４） ＋２ｘ２ｘ１８＝１８４平方単位である（各々７ｘ４単位のふたつの磁極を具備 した２つの固定子部品）。第１２ａ図の従来型モータの電流を流す巻線領域は、 ２ｘ１３．７５＝２７．５平方単位である（両方の相ＲおよびＳは同時に活性化 する）。第１２ｂ図に図示されている本発明に基づくモータでのこの領域は、２ ８゜７５平方単位か、はぼこれに近い値である。これは非常に長いモータでは正 しい。

短いモータでは従来型モータの各相は、鉄の外側に長い巻線経路を必要としくＲ およびＳ巻線か１巻線等に対する通路を阻止するためである）、シばしば巻線長 の半分以下か固定子鉄の内部に入る結果となる。本発明に基づくモータに関して は、コイルは単に磁極の回りに巻かれている。従って鉄固定子の外側に長い配線 を必要とすることは希である。

非常に負荷が低い場合、永久磁石からの磁束は鉄磁極を流れるである気高負荷で は、永久磁石の漂遊磁束か増大するであろう。本発明に基づくモータでは、１２ ９０の様な巻線の中央を通る漂遊磁束線は低い透磁率の経路を５単位の長さ通ら なければならないが、一方、従来型モータの対応する線１２４０は、低透磁率の 経路を２単位長さ通らなければならないだけである。

従来型モータでは永久磁石から遠く離れた側の巻線の半分から出る巻線漂遊磁束 は低透磁率経路を１単位長さ通らねばならず、その強度を分散させるために残り の高さ７単位を有している。本発明に基づくモータでは永久磁石から遠く離れた 側の巻線の半分から出る漂遊磁束は低透磁率経路を１−５単位長さ通らねばなら ず、その強度を分散させるために残りの高さ３．５単位を有している。磁束を構 築するために必要なエネルギーは長さに比例して増加し、強度の平方に比例して 増加するので、従来型モータで要求されるエネルギーは１／（７ｘ７）および３ ／（３，５ｘ３．５）に比例し、これは本発明に基づくモータの１２倍の大きさ である。

従って、同一容積かつ同一磁極密度のモータに関しては、本発明に基づくモータ は固定子の長さか短いモータでは銅損がより少なくなる。これらは与えられた電 流密度に対してかなり低い漂遊磁束を与え、これは高負荷時により優れたピーク トルクとトルク電流モータ定数の劣化が少ないことを意味している。これは低い 電流で高いトルクか得られ、従って良好な効率と高い連続トルクを与えることを 意味している。

上述の比較では磁極密度は等しいと仮定している（両モータとも同じ磁極ピッチ を有する）。第１２ａ図の従来型モータは、ピッチか増えると漂遊磁束損失もよ り小さくてきる。５単位の同じ巻線スロット幅を得るためには、５倍大きなピッ チを必要とし、これは背面鉄および基部鉄の高さをそれぞれｌｏ単位に増やし、 その他の磁極、磁石または巻線用の場所が残らなくなる。

強調しておかなければならないのは、本発明に基づくモータをステッピングモー タと混同してはならない点である。ステッピングモータでは磁極の形状および回 転子とスライドとに近接した小さな内部磁極間隙は意味が無い。第１２ｂ図に於 て、スライド位置はその図示されている位置から、もしも相Ｕに電流か流れ相■ には電流か流れていないとすると、１単位からは自由に左右に移動できる。ステ ップモータでは１つの相に全電流か流れたときに、スライドまたは回転子位置か 正しく定められる。

本技術分野に精通の者には明らかなように、上記の電動モータは本発明の概念の 範囲内で変更や修正を行うことか出来る。

通常機能の詳細およびブラシ無しモータに共通の原理に付いては、動作原理また は異なる実施例の説明では触れなかった。ここにいくつかの例を列挙する。モー タは巻線内の電流を制御するためのいくらかの電力回路と、この電力回路が適切 な電流のもとで正しい位相を励磁することを可能とするために角度伝送器とを必 要とする。場合によっては磁石は電気的に絶縁された部分に分割される必要があ る。固定子は場合によっては、コギングトルクを減少させるためにはすかいにす る事もある。

先の説明は台形逆起電力モータおよび正弦波逆起電力モータに関してなされたも のである。個々の磁石の形状を変えることによって、異なる磁化等を行うことに よって、別の逆起電力形式のモータか実現できる。しがしなから、説明された２ つの基本の型式は本技術分野に精通の者か、必要ならばその他の逆起電力形式を 調整して製作することを可能とするであろう。

Ｆｉｇ、　６ａ　Ｆｉｇ、６ｃ Ｆｉｇ、　６ｄ Ｆｉｇ、　９（］

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．ブラシ無しモータまたは発電機であって等間隔に配置されたＮおよびＳ磁極 を有する永久磁石磁極を含み軟鉄部品を具比しないか、またはほとんど具備して いない回転子またはスライドの様な第１の部品と、 全てが互いにしっかりと取り付けられ、電気的巻線を含み高い透磁性材料の磁極 を有する固定子の様な少なくとも一対の第２の部品であって、第２の部品の対の 一方の磁極は第１の部品の一方の側面に面し、前記第２の部品の対のもう一方の 磁極は第１の部品のもう一方の側面し、第２の部品の高い透磁性材の磁極を第１ の部品の対応する側面から分離している小さな空隙を含む前記少なくとも一対の 第２の部品とを含み、 第１の部品が第２の部品に対して移動可能である前記ブラシ無しモータまたは発 電機であって、 第１の部品の永久磁石の磁化方向が、第２の部品に面している第１の部品の２つ の側面に対して基本的に垂直であり、第１および第２の部品の形状ならびに距離 が、第２の部品に対する第１の部品の全ての位置に対して、第１の部品のほとん どの永久磁石磁極の位置が、各々の永久磁石磁極が磁束ループを前記空隙の第一 番目を通し、第２の部品対の第１のメンバの高透磁性材の対面する磁極に通し、 この第２の部品対の第１のメンバを通して、同じ空隙を戻り、第１の部品の１つ の隣接する永久磁石磁極を通し、前記空隙の二番目を通し、同じ第２の部品対の 第２のメンバの高透磁性材の磁極に通し、この同じ第２の部品対の第２のメンバ を通して同じ第２の空隙を通し第１の部品の元の永久磁石磁極に戻すように駆動 できる位置にあるように構成され、第１の部品の全ての位置に対して、第１の部 品のほとんどの永久磁石磁極が、第１の部品の２つの隣接する永久磁石磁極の前 記磁束ループが第２の部品対の２つのメンバの少なくとも一方または両方の巻線 を通過する位置にあり、１つの節２の部品の巻線または複数の巻線がただ１つの 電気相に属し、各々の第２の部品内の１つの部品の相の起電力が、基本的に電気 角で９０度だけ同じ第２の部品対内の別の部品の位相の起電力からずれており、 各々の第２の部品は第１の部品に面する少なくとも２つの磁極を有し、各々の第 ２の部品の磁極のピッチが、第２の部品に面する第１の部品の永久磁石磁極のピ ッチと基本的に同じであり、第２の部品の２つの隣接する磁極の間で、第１の部 品の側面に面している間隙の領域が、第１の部品の同じ側面に面している前記第 ２の部品の磁極の領域に比較して小さく、 第２の部品の磁極の形状が、第１の部品の１つの側面に面した前記磁極表面に近 い部分での、同じ第２の部品内の隣接する磁極間の距離が、第１の部品の１つの 側面に面している前記磁極からの距離に従って増加し、漏れ磁束が通過する可能 性のある透磁率が高くない材質部分の距離が、第１の部品の側面に面した第２の 部品の表面に非常に近い部分を除いて比較的長くなるように構成されていること を特徴とする前記ブラシ無しモータまたは発電機。
2. ２．請求項１記載のモータまたは発電機であって、第１および第２の部品の磁極 の配置が、第２の部品の磁極に対面する位置にはいない第１の部品のいくつかの 永久磁石が、いずれの第２の部品にも属さない１つの磁極に対面し、短い高い透 磁性磁束経路を隣接する第２の部品に許すように配置されていることを特徴とす る前記モータまたは発電機。
3. ３．請求項１または２記載のモータまたは発電機であって、第１の部品が中空の 円筒形回転子であることを特徴とする前記モータまたは発電機。
4. ４．請求項１または２記載のモータまたは発電機であって、第１の部品が円盤形 状の回転子であることを特徴とする前記モータまたは発電機。
5. ５．請求項１または２記載のモータまたは発電機であって、第１の部品が線形の スライダであることを特徴とする前記モータまたは発電機。
6. ６．請求項１から５記載のモータまたは発電機であって、第２の部品の磁極が第 １の部品からの磁束に垂直な領域を有し、この領域は第２の部品に面する第１の 部品磁極の領域の相当な割合を占めており、台形磁化された第１の部品に対する この割合が０．５から１．０であることを特徴とする前記モータまたは発電機。
7. ７．請求項１から６記載のモータまたは発電機であって、第２の部品の磁極が、 第１の部品の第２の部品に対する移動方向に垂直な幅を有し、これはこれらの磁 極の長さに対してかなり均一であり、同一方向の永久磁石の幅とほぼ同じである ことを特徴とする前記モータまたは発電機。
8. ８．請求項１から７記載のモータまたは発電機であって、第２の部品の磁極が前 記第２の部品の基本部材に配置されている第１の部分を含み、各磁極の前記第１ の部分は側面を有し、これは基本的に第１の部品の第２の部品に対する移動方向 および磁極に隣接する第１の部品の表面に対して垂直であり、 第２の部品の磁極が第１の部品に面するそれらの端部に横方向突起を含み、この 突起は前記第１の部分に接続され、第１の部品の第２の部品に対する移動方向に 対して基本的に平行および逆平行の方向に、第２の部品の前記磁極の第１の部品 に面する表面での移動方向への延び部分に比較して、移動方向での小さな空隙の みが第２の部品の隣接する磁極の間に残されるように延びていることを特徴とす る前記モータまたは発電機。
9. ９．請求項８記載のモータまたは発電機であって、移動方向に平行および逆平行 の方向への第２の部品の磁極の前記横方向突起の付加された長さが、同一方向内 での磁極の第１の部分の長さにかなり近いことを特徴とする前記モータまたは発 電機。
10. １０．請求項１から９記載のモータまたは発電機であって、第１の部品内の第１ の永久磁石磁極ともう一方の磁極の間の移動方向の距離が、第１の部品に沿って 第１の永久磁石磁極から別の永久磁石磁極への全ての磁極につけ加えられた長さ よりもかなり長く、第１の部品の第一番目からその他の永久磁石磁極の領域のか なりの部分が永久磁石によってカバーされず、例えば永久磁石磁極は移動方向で の第１の部品に沿った前記領域の長さの５５−７０％のみをカバーすることを特 徴とする前記モータまたは発電機。
11. １１．請求項１から１０記載のモータまたは発電機であって、移動方向の永久磁 石の長さが第２の部品の磁極のこれらの部分の長さよりもかなり小さく、永久磁 石磁極の前記長さが、第１の部品に面している第２の部品の磁極部分の前記長さ の、例えば５５−７０％であることを特徴とする前記モータまたは発電機。