JPH09191623A - アキシャルエアギャップ・ブラシなし電動モータ - Google Patents

アキシャルエアギャップ・ブラシなし電動モータ

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JPH09191623A
JPH09191623A JP8145837A JP14583796A JPH09191623A JP H09191623 A JPH09191623 A JP H09191623A JP 8145837 A JP8145837 A JP 8145837A JP 14583796 A JP14583796 A JP 14583796A JP H09191623 A JPH09191623 A JP H09191623A
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winding
brushless electric
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air gap
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    • H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 正弦波形的に分布されたトルク機能を発生す
る巻線パターンをアキシャルエアギャップ・ブラシなし
モータに提供してトルク高調波を除去可能にしかつ必要
な巻線の相互接続を容易にする。 【解決手段】 アキシャルエアギャップ・ブラシなしモ
ータは、複数の永久磁極を有する回転子（１６）と、複
数の導体層及び導体層を接続するための接続層を有する
固定子（１２）とを備えている。モータは３相電流で導
体層を励起することによって動作される。電流は導体の
磁界を増加し、その磁界は永久磁石の磁界と相互に作用
し合う。磁石は、奇数高調波を最小にすることによって
トルクリップルを最小にするように、互いに隔てられい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アキシャルエアギ
ャップ・ブラシなし電動モータ、更に詳細にはディスク
固定子巻線を有する形式のアキシャルエアギャップ・ブ
ラシなし電動モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】アキシャルエアギャップ・ブラシなしモ
ータは知られている。例えば、「ブラシなしＤＣプリン
トモータ」という表題のアーノルド（Ａｒｎｏｌｄ）及
びゲイガー（Ｇｅｉｇｅｒ）に付与された米国特許（Ｕ
Ｓ−Ａ）第４，２２８，３８４号を参照されたい。この
ようなモータは３相固定子巻線及び回転する永久磁石を
備える。もしブラシなしＤＣモータとして使用されるな
ら、モータ構造は、好ましくは、軸の回転と同期して固
定子巻線を附勢するために軸位置エンコーダ及びスイッ
チングアレー（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ａｒｒａｙ）を備
える。上記米国特許の固定子巻線は、連続する巻線が六
つの位置で切断されて６組のコイルを形成する点を除い
て、ブラシ型モータ用の連続する閉鎖式アーマチュア巻
線と基本的に同じである。巻線は切断端に手ではんだ付
けされて接続された導体を介して附勢される。このよう
なモータは自動生産設備により大量生産するのは困難で
あった。
【０００３】これらのモータは、所望のトルクリップル
よりも高いトルクリップルを受けている。上記米国特許
によるモータは正弦波形の磁束分布を与えず、その結
果、所望のトルクリップルより大きなトルクリップルを
引き起こす比較的大きな奇数の高調波になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、正弦波形的
に分布されたトルク機能を発生する巻線パターンをアキ
シャルエアギャップ・ブラシなしモータに提供し、トル
ク高調波を除去可能にしかつ必要な巻線の相互接続を容
易にすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願の一つの発明による
アキシャルエアギャップ・ブラシなし電動モータは、複
数の永久磁極を有する回転子と、複数の導体層を有する
固定子巻線であって、前記導体層の各々が内側タップと
外側タップとの間でそれぞれ伸びているほぼ放射状の平
坦な複数の導体を備え、前記内側タップが前記巻線の内
周に配置され、前記外側タップが前記巻線の外周に配置
され、前記導体層の一つの導体層の前記内側タップの全
てが他の導体層の内側タップと相互に接続され、前記導
体層の一つの導体層の複数の前記外側タップが他の導体
層の複数の前記外側タップと相互に接続されて複数の自
由外側タップを残す固定子巻線と、前記固定子巻線を形
成するように前記自由外側タップを相互に接続しかつそ
のための端子を与えるための接続層と、固定子磁束戻り
通路を与える磁気材料と、を備えて構成されている。本
願の他の発明によるアキシャルエアギャップ・ブラシな
し電動モータは、複数の永久磁極を有する回転子と、複
数の導体層を有する固定子巻線であって、前記導体層の
各々が内側タップと外側タップとの間でそれぞれ伸びて
いるほぼ放射状の平坦な複数の導体を備え、前記内側タ
ップが前記巻線の内周に配置され、前記外側タップが前
記巻線の外周に配置され、前記導体層の一つの導体層の
前記内側タップの全てが他の導体層の内側タップと相互
に接続され、前記導体層の一つの導体層の複数の前記外
側タップが他の導体層の複数の前記外側タップと相互に
接続されて、前記導体層の前記放射状の導体の選ばれた
一つを除去することによって複数の自由外側タップに残
す固定子巻線と、前記固定子巻線を形成するように前記
自由外側タップを相互に接続しかつそのための端子を与
えるための接続層と、固定子磁束戻り通路を与える磁気
材料と、を備えて構成されている。本願の別の発明によ
るアキシャルエアギャップ・ブラシなし電動モータは、
（イ）（１）複数の導体層のほぼ放射状の平坦な複数の
導体、（２）固定子巻線を形成するように前記複数の導
体層を相互に接続しかつ前記巻線用の端子を与えるため
の接続層及び（３）固定子磁束戻り通路を与える、磁気
材料の静止ディスクを有する固定子と、（ロ）複数の永
久磁極を有し、前記永久磁極が隔てられて隣接する磁極
間で６ないし１１％の平均隙間を与えてトルクリップル
を減少する回転子と、を備えて構成されている。本願の
更に別の発明によるアキシャルエアギャップ・ブラシな
し電動モータは、複数の永久磁極を有する回転子と、複
数の導体層内に複数のほぼ放射状の導体を有する固定子
と、固定子巻線を形成するように前記複数の導体層を相
互に接続するための、かつ前記巻線用の端子を与えるた
めの接続層と、固定子磁束戻り通路を与える磁気材料と
を備えて構成されている。
【０００６】本発明による好ましいアキシャルエアギャ
ップ・ブラシなしモータは、複数の永久磁極を有する回
転子と、巻線部分を形成する複数の導体層を有する固定
子と、導体層によって形成された巻線部分を相互に接続
するための接続層とを備えている。最も好ましい実施例
において、モータは３相電流で導体層内の放射状導体を
励起することによって動作される。ＡＣ同期モータを提
供するために、固定子巻線を通して流れる電流は回転磁
界を発生し、その磁界は永久磁石の磁界と相互に作用す
る。もしトルクが回転子に加えられると、その機械は発
電機として機能する。もし回転子位置センサが追加され
かつ適当な制御器が使用されるなら、モータはブラシな
しＤＣモータ（しばしばＡＣサーボモータと呼ばれる）
として動作され得る。同じ固定子構造は誘導電動機をつ
くるのに使用され得る。
【０００７】本発明による巻線は、波形に相互に接続さ
れた少なくとも二つの導体層を必要とする。各極表面を
横切る放射状導体は三つのグループに分けられ、各グル
ープは極表面のおおよそ１／３又は電気角１２０°に亙
って伸びている。半相巻線は連続する放射状導体を相互
に接続することによって形成され、連続する導体の位置
は層の間で交互になっている。一対のこのような半相巻
線はモータの完全な相のための巻線をつくっている。六
つの半相巻線は二つの相における極表面の全てを被って
いて、相互に接続されたとき３相モータ巻線をつくって
いる。波形になっている別の対の導体層が追加されかつ
並列に接続され得る。代わりに、重ね形になっている別
の導体層の対が追加されかつ直列に接続されてもよい
【０００８】本発明による３相モータ巻線は、六つの半
相巻線を備え、半相巻線の各々は、これらの巻線が接続
層を介して相互に接続されるように、３対のエンドタッ
プを有する必要がある。打ち抜き加工、エッチング加工
その他に適した一つの実施例によれば、内周にあるタッ
プは巻線におけるコイルの数にしたがって等しく隔てら
れ、しかるに外周にあるタップはコイルの数に６を加え
た数にしたがって隔てられれいる。外側のタップの接近
した角度間隔は自由エンドタップに対して空間を与える
ために必要である。追加の接続層にある導体は前記半相
巻線の自由タップを相互に接続して、放射状導体の各グ
ループを通して電流を正しい方向に流す３相モータ巻線
を形成する。たの好ましい実施例によれば、導体パター
ンは切り込み作業（ｎｏｔｃｈｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉ
ｏｎ）によって作られ、ある導体はその後取り除かれて
巻線を相互接続するための自由エンドタップを与える。
進み巻線を有する８極モータに対して、層毎に１０５
個、１２９個、１５３個、１７７個又は２０１個の導体
で最適の結果が達成された。戻り８極形式に対しては、
層毎に１１１個、１５９個又は１８３個の導体で最適の
結果が達成された。
【０００９】本発明によるモータはトルクリップルを実
質的に除去するように設計可能である。従来のブラシな
しモータの設計は、通常永久磁石装置を使用し、その永
久磁石装置は台形の磁束分布を与え、その結果トルクリ
ップルが顕著に表れる。本発明によるモータは、好まし
くは円形の、高エネルギ、Ｎｅ／Ｂ／Ｆｅ磁石を使用し
てエアギャップの大きさを最小にし、かつ好ましい正弦
波形の分布に近い磁束分布を与える。好ましくないトル
クリップルは磁束分布の奇数の高調波歪によって引き起
こされる。第３の高調波は３相モータの設計では相殺さ
れる傾向がある。本発明によれば、第５及びより高い奇
数高調波が隣接する磁石の間に公称ギャップを与えるこ
とによって減少され得ることが発見された。隣接する磁
石間の少なくとも６％のギャップが好ましく、かつ少な
くとも２の因子によって第５の及びより高い高調波を除
去する。磁石間の最も好ましい公称ギャップはおおよそ
１０％である。より高い奇数の高調波は、磁石の幾つか
を移動して隣接する磁石間に不均一の間隔を与えること
によって、更に減少され得る。８極モータにおける好ま
しい実施例は、対向する対の隣接する磁石を移動して隣
接する磁石間のギャップを減少することである。例え
ば、１０％の公称ギャップにより、約７％の移動で最適
の結果が達成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の説明のための実施例は、
アキシャルエアギャップ・ブラシなしモータである。図
１は、本発明による８極アキシャルエアギャップ・ブラ
シなしモータの横断面を示す。モータは、一つ又はそれ
以上の導体１４によって附勢される固定子巻線を有する
固定子１２と、永久磁石１８ａ及び１８ｂが固着された
回転子１６と、軸２０とを備えている。固定子巻線は幾
つかの導体層及び相互接続層を使用して作られている。
導体１４によって供給される多相電流は、固定子巻線を
通して流れて回転する磁束を発生する。回転する磁束は
永久磁石の磁束と相互に作用して回転子を回転させ、そ
れによって回転子に取り付けられた軸２０を回転させ
る。
【００１１】モータは、円筒状の外殻２２及び端板２４
ａ及び２４ｂを有するハウジング内に包囲されている。
ハウジングは鉄材料で作られ、その鉄材料は電気磁気干
渉の放射を阻止するシールドを提供する。端板２４ａは
軸及び軸受け２６ａを受ける貫通孔２５ａを有してい
る。端板２４ｂは、軸及び軸受け２６ｂを受ける貫通孔
２５ｂを有している。端板２４ｂは、更に、固定し巻線
を附勢するための導体１４用の貫通孔２７を有してい
る。ねじ付き穴３０は、環状の磁束戻し板４６を固定子
端板２４ｂに固定するためにボルト３２を受ける。長尺
ボルト３６のような固定具が端板を円筒状外殻に固定す
るために使用される。
【００１２】図１の回転子は軸に固定されたカラー４０
と、ボルト４２及び４４によってカラーに固定された磁
束戻り板３８とを備えている。磁束戻り板３８は永久磁
石を取り付けるための台を提供し、かつ磁石用の磁束戻
り通路を与える。同様に、環状の鉄板４６は固定子巻線
用の磁束戻り通路を与える。固定子巻線１２は鉄板４６
に固定されている。
【００１３】固定子巻線の概念上の表示は図２に示さ
れ、その図２はほぼ半径方向に伸びる巻線部分すなわち
巻線セグメント（例えばセグメント２４０）で作られて
いる固定子を描いている。巻線セグメントは環状の区域
に平均に分布されている。セグメントの上には８個の円
２１０−２２４が重ねられ、これら８個の円は回転子磁
極の相対位置を示す。
【００１４】固定子巻線は層を成してつくられる。各層
は、ほぼ半径方向に伸びている巻線セグメントを備え、
その巻線セグメントは別の層の巻線セグメントに接続さ
れた相巻線をつくっている。相巻線は接続層を使用して
相互に接続され、完全な固定子巻線を形成している。
【００１５】固定子の個々の層を作る多くの技術が存在
する。これらの技術のうち、エッチング加工、メッキ加
工、印刷加工及び加圧接着加工（総称して「印刷加工技
術」）のような、プリント回路構造の周知の技術があ
る。一般的に、プリント回路ハンドブック（Ｐｒｉｎｔ
ｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ（Ｃｌｙｄ
ｅ Ｆ．Ｃｏｏｍｂｄ，Ｊｒ．ｅｄ．１９６７））を参
照されたい。導体層を形成するための他の適当な技術
は、銅板から導体パターンを打ち抜く技術がある。最も
好ましい技術は、切り込み加工（ｎｏｔｃｈｉｎｇ ｏ
ｐｅｒａｔｉｏｎ）を介して導体層を形成することであ
り、その切り込み加工において、銅板が割り出されかつ
隣接する巻線セグメント間の金属が連続動作で切り込ま
れる。単一の打ち抜き及び切り込み動作に付いての詳細
な記載に付いては米国特許第３，４８８，５３９を参照
されたい。
【００１６】図３［Ａ］ないし図３［Ｃ］は、異なる層
の巻線部分すなわち巻線セグメントがいかにして巻線コ
イルを形成するかを説明する。図３Ａは、第１の層（層
１）の一部である第１の巻線セグメント３０２を示す。
部分３０２は内側タップ３１０と、内側ラップタップ
（ｗｒａｐ ｔａｐ）３１２と、有効な放射状の導体３
１４と、外側ラップ３１６と、外側タップ３１８とを備
えている。図３Ｂは、他の層における巻線セグメント３
１５を示し、その巻線セグメントは図３Ａの巻線セグメ
ントと対称形状である。図３Ｃから解るように、セグメ
ント３０２の外側タップはセグメント３０４の外側タッ
プに接続されて巻線コイル３０６を形成されてもよい。
セグメント３０２及び３０４は、それぞれ有効な放射状
の導体３１４及び３１５を備え、二つの放射状の導体で
コイル３０６を形成する。同様に、層１の残りの部分は
層２の部分と相互に接続されて固定子巻線を形成する。
【００１７】図３Ｃに示されたコイルは波形巻線用のコ
イルである。すなわち、一対のセグメント（例えば、セ
グメント３０２及びセグメント３０４）に対して、内側
タップと外側タップとの間の角度変位はコイルスパンの
半分にほぼ等しい。重ね巻用のコイルは、内側タップが
外側タップとほぼ整合するように内側ラップの巻部（ｉ
ｎｖｏｌｕｔｅ）が配置されている点を除いて、部分３
０２及び３０４と似た巻線セグメントから作られてい
る。
【００１８】本発明の好ましい固定子巻線に対して、設
計は次の条件を満たさなければならない。 （１）相巻線をつくっている導体層は物理的に同じでな
ければならない。 （２）導体層間の接続は別個の接続層によって成されな
ければならない。 （３）２相巻線に対して、相巻線は互いに電気的に１２
０°及び機械的に１２０°移動されなければならない。 （４）各部分の有効放射状導体部分は固定子の中心に関
して半径方向に向けられなければならない。 （５）コイルの二つの有効放射状導体部分は極の直径に
ほぼ等しいスパンを有しなければならない。
【００１９】本発明による８極モータのコンピュータシ
ミュレーションは、前述の設計条件が１層当たりのセグ
メントの特定の数で満たされ得る。一つの層内のセグメ
ントの許容される範囲が１００ないし２２０の範囲であ
るとき、条件を最も満足するセグメントの数は進み巻に
対して１０５、１２９、１５３、１７７及び２０１であ
り、また戻り巻に対して１１１、１３５、１５９及び１
８３である。
【００２０】説明のための実施例において、モータ巻線
は五つの層を備え、それらは四つの導体層と一つの接続
層とで構成されている。層は上に向かって数えられる。
層１ないし４は、相巻線を形成する放射状の導体セグメ
ントを備えている。層５は別個の相巻線を相互に接続す
るための接続層である。並列巻（波形のみ）において、
層１ないし４は波形をしており、物理的に同じである。
直巻におい、層１及び２は波形をしており、層３及び４
は重ね形をしている。以下で記載する図において、上面
が示されている。層１及び２０１は物理的に同じである
が、一つの層は他に関して逆転され、その結果、層は図
に表れるとき互いに左右対称（右側左転配置）の関係に
なっている。層３及び４は、同様に互いに逆転されてい
る。
【００２１】好ましい実施例において、モータは３相モ
ータである。モータ巻線は六つの半相巻線でつくられて
いる。すなわち＋Ａ半相巻線、＋Ｂ半相巻線、＋Ｃ半相
巻線、−Ａ半相巻線、−Ｂ半相巻線及び−Ｃ半相巻線で
ある。モータ内のコイルの合計数はＺであり、したがっ
て、モータ内のセグメントの合計数は２Ｚ（二つの導体
層）又は４Ｚ（四つの導体層）である。同じ半相のコイ
ルは相互に接続されかつ半相巻線になっている。半相巻
線はＰＰ・Ｚｐｐｈコイルから成り、ここでＰＰは極対
の数である、Ｚｐｐｈは極毎で半相毎のコイルの数であ
る。モータに六つの半相巻線があるから、コイルの合計
数はＺ＝６・ＰＰ・Ｚｐｐｈで表され得る。
【００２２】以下の記載において、二つの好ましい実施
例に付いて詳細に述べる。第１の実施例（図４ないし図
１０に示されている）は、印刷又は打ち抜き技術のいず
れかを使用するが切り込み技術を使用しないで作られ得
る。第２の実施例（図１１ないし図１８に示されてい
る）は上述の三つの技術のいずれでも、すなわち印刷、
打ち抜き、又は切り込み技術を使用して作られ得る。第
２の実施例において、切り込み技術により作るのを容易
にするために、層上のセグメント間の間隔は、導体パタ
ーンが単一の切り込み工具で作られるように、同じでな
ければならない。接続層への接続のための間隔は選択さ
れた巻線セグメントを取り除くことによって達成され
る。巻線全体に亙って間隔やセグメント形状が同じでな
くてもよい第１の実施例に対して、接続層への接続のた
めの間隔は内周に存在するタップ空間より外周のタップ
空間を大きくすることによって達成される。
【００２３】図４は第１の実施例による巻線用の＋Ａ半
相巻線４０２を示している。永久磁極２１０−２２４は
巻線に重ねて示されている。＋Ａ半相巻線は磁極表面の
各々のおおよそ１／３を被う放射状巻線のグループを備
えていて、そのグループの各々は五つの放射状導体を備
えている。半相巻線は外側タップ＋Ａで始まりかつ層１
内の内側タップまで磁石２１０を横切って内側に進む。
この内側タップは層２内の内側タップに接続され、巻線
は他のタップまで磁石２２４を横切って外側に進み、巻
線のコイルを完成する。この外側タップは層１内の外側
タップに接続されて第２のコイルを開始する。半相巻線
はこのように進んで連続するコイルを形成し、各コイル
は層１内の内側に向いた放射状導体と、層２内の外側に
向いた放射状導体とを備えている。各極の表面を横切っ
て五つの放射状導体を通して進んだ後、半相巻線は、図
４で外側に向いた矢印で示されるように外側タップ＋Ａ
において終わる。
【００２４】外側タップ−Ａで始まる−Ａ半相巻線が図
５に示されている。この半相巻線は磁石２１０を横切っ
て内側に進みかつ磁石２１２を横切って外側に進む。−
Ａ半相巻線は反時計回り方向に進むが、＋Ａ半相巻線は
時計回り方向に進む。層１内の特定の磁極表面を横切る
＋半相巻線導体の各グループに対して、層２内の同じ磁
極表面を横切る−Ａ半相巻線の対応するグループが存在
する。
【００２５】図６に示されるように、＋Ａ半相巻線及び
−Ａ半相巻線が点線接続部によって示されるように相互
に接続されたとき、電流は層１及び層２内の磁極表面を
横切って同じ方向に流れる。＋Ａ及び−Ａ半相巻線組み
合わせは相Ａ巻線と呼ばれる。
【００２６】図６の巻線パターンと似た巻線パターン
が、図７及び図８に示されるように、＋Ｂ半相巻線、−
Ｂ半相巻線、＋Ｃ半相巻線及び−Ｃ半相巻線に対して形
成される。図７は結果としてできた相Ｂ巻線を、かつ図
８は結果としてできた相Ｃ巻線を示している。しかしな
がら、相Ｂ巻線及び相Ｃ巻線の位置は、相Ａ巻線に比較
して１／３の磁極間隔だけ移動され、また、お互いに移
動されている。
【００２７】図９は、図６、図７及び図８の巻線が組み
合わされたときできる層１のパターンを示す。同じよう
なパターンが層２に形成されかつ二つの層は共に六つの
半相巻線を形成する。半相巻線は図１０に示されるよう
な接続層によって接続される。接続層は１２個のタップ
１００２−２０２４を有する。−Ａ半相巻線はタップ１
００２とタップ１００４との間で接続される。＋Ａ半相
巻線はタップ１００６とタップ１００８との間で接続さ
れ、タップ１００８は３相Ｙ字状回路の形状の共通の中
央の一部である。したがって、Ｙ字状回路の相Ａの枝部
は、直列に接続された−Ａ半相巻線及び＋Ａ半相巻線か
ら構成され、タップ１００８は共通の接続部である。相
Ｂ及び相Ｃは同様に接続されている。−Ｂ半相巻線はタ
ップ１０１０とタップ１０１２との間に配置され、＋Ｂ
半相巻線はタップ１０１４とタップ１０１６との間に配
置されている。−Ｃ半相巻線はタップ１０１８とタップ
１０２０との間に配置され、＋Ｃ半相巻線はタップ１０
２２とタップ１０２４との間に配置されている。
【００２８】二つの上記導体層及び図１０の接続層は、
本発明のモータ用の２層固定子を形成している。４層固
定子巻線は上記導体層に二つの導体層を並列に加えるこ
とによって形成される。コイルが並列に接続されるの
で、図１０の接続層は必要なＹ字状接続を提供するため
に使用される。
【００２９】上述のように、本発明の第２の実施例は、
切り込み技術を使用しての製造を容易にしている。この
説明のために、固定子巻線は層で作られ、その各々は最
初に等しく隔てられた１２９個の導体セグメントを有す
る。
【００３０】図１１はＡ＋半相巻線１１０２を示してい
る。半相巻線は磁極表面の各々のおおよそ１／３を被う
放射状導体のグループを備える。半相巻線は外側タップ
Ａ＋（層２タップ位置０）で始まり、層２内の内側タッ
プまで磁石２１０を横切って内側に進む。この内側タッ
プは層１内の内側タップに接続されかつ巻線は外側タッ
プまで磁石２１２を横切って外側に進んで第１のコイル
を完成する。層１内の外側タップは層２内の外側タップ
に接続されて第２のコイルを開始する。半相巻線はこの
ように進んで連続するコイルを形成し、そのコイルの各
々は層２内の内側に向かう放射状導体と層１内の外側に
向かう放射状導体とを備えている。各磁極表面を横切っ
て五つの放射状導体を通して進んだ後、半相巻線は層２
タップ位置１２４で示される放射状導体を横切って外側
に進みかつＡ＋として示されている外側タップで終わ
る。
【００３１】外側タップＡ−で始まる（層１タップ位置
１１）−Ａ半相巻線が図１２に示されている。この半相
巻線は磁石２１０を横切って内側に進みかつ磁石２２４
等を横切って外側に進む。Ａ−半相巻線は反時計回り方
向に進むが、Ａ＋半相巻線は時計回り方向に進む。層２
内の特定の磁極表面を横切るＡ＋半相巻線導体の各グル
ープに対して、層１内の同じ磁極表面を横切るＡ−半相
巻線の対応する巻線が存在する。図１１及び図１２の巻
線パターンに似た巻線パターンが、それぞれ図１３、図
１４、図１５及び図１６に示されるように、Ｂ＋半相巻
線、Ｂ−半相巻線、Ｃ＋半相巻線及びＣ−半相巻線に対
して形成される。
【００３２】図１１ないし図１６のＡ＋半相巻線パター
ン、Ａ−半相巻線パターン、Ｂ＋半相巻線パターン、Ｂ
−半相巻線パターン、Ｃ＋半相巻線パターン及びＣ−半
相巻線パターンは、図１７に示されるように３相Ｙ字状
回路形状内の接続層によって相互に接続されている。接
続層は１２個のタップ１７０２ないし１７２４を有す
る。Ａ＋半相巻線はタップ１７０２とタップ１７０４と
の間に接続されている。Ａ−半相巻線はタップ１７０６
とタップ１７０８（共通のＹ字状回路タップ）との間に
接続されている。したがって、図１８に示されるよう
に、Ａ＋半相巻線及びＡ−半相巻線は直列に接続されて
相Ａ巻線を形成する。相Ｂ巻線及び相Ｃ巻線は同じよう
に作られる。Ｂ＋半相巻線はタップ１７１０とタップ１
７１２との間に配置され、Ｂ−半相巻線はタップ１７１
４とタップ１７１６との間に配置されている。Ｃ＋半相
巻線はタップ１７１８とタップ１７２０との間に配置さ
れ、Ｃ−半相巻線はタップ１７２２とタップ１７２４と
の間に配置されている。
【００３３】図１９は、図１１ないし図１６の巻線が組
合わされたときでいる上導体層パターン（層１）を示し
ている。パターンは図１７の接続層の上に重ねられる。
図１９の接続層パターンは１２３個の外側タップと６個
の使用されていないタップ位置を備えている。上層にお
ける使用されていないタップ位置は下導体層（層２）内
のタップを接続層タップ（０から時計方向）１７０４、
１７１４、１７１２、１７２２、１７２０及び１７０６
に接続するために使用される。図１９に示される上導体
層は、銅板の１２９個の等しく隔てられた導体セグメン
トを切り込むことによってかつその後タップ位置１１、
３８、５４、８１、９７及び１２４における６個のセグ
メントを選択的に取り除くことによって作られて空間を
与え、その空間内で下導体層を接続層に接続する。同様
にタップ位置１１、３８、５４、８１、９７及び１２４
における導体セグメントは下導体層（層２）から取り除
かれて下導体層のタップを接続層に接続するための空間
を提供する。
【００３４】上記二つの導体層及び図１７の接続層は本
発明のモータの２相固定子を形成する。４相固定子巻線
は上記の導体層に二つの導体層を更に並列に加えること
によって作られ得る。コイルは並列に接続されているの
で、図１７の接続層は必要なＹ字状接続を与えるために
使用される。
【００３５】本発明の原理にしたがって作られたモータ
はトルクリップルを実質的に除去するように設計され得
る。モータがいかにリップルを除去するかを記載する前
に、トルクリップルの数理的な解析に付いて説明する。
【００３６】時間の関数としてのトルクの式は次のよう
になる。 Ｔｑ（ｔ）＝Ｐ（ｔ）／ω（ｔ） ｗ（ｔ）に関する基準化（ｎｏｒｍａｌｉｚｅ）を簡素
化するために、ω（ｔ）＝１とすると、 Ｔｑ（ｔ）＝Ｐ（ｔ） したがって、この解析の目的のために、時間の関数とし
ての力は時間の関数としてのトルクと同じである。
【００３７】３相モータに対して、電磁力の式は次のよ
うに与えられる。 Ｐ（ｔ）＝ｅa（ｔ）・ｉa（ｔ）＋ｅb（ｔ）・ｉ
b（ｔ）＋ｅc（ｔ）・ｉc（ｔ） ここで、ｅa（ｔ）は相Ａの逆起電力 ｉa（ｔ）は相Ａの電流 ｅb（ｔ）は相Ｂの逆起電力 ｉb（ｔ）は相Ｂの電流 ｅc（ｔ）は相Ｃの逆起電力 ｉc（ｔ）は相Ｃの電流 である。もしモータ駆動装置が次の電流 ｉa（ｔ）＝ｓｉｎ（ωｔ） ｉb（ｔ）＝ｓｉｎ（ωｔ−１２０°） ｉc（ｔ）＝ｓｉｎ（ωｔ−２４０°） を与え、かつモータが次の、 ｅa（ｔ）＝ｓｉｎ（ωｔ） ｅb（ｔ）＝ｓｉｎ（ωｔ−１２０°） ｅc（ｔ）＝ｓｉｎ（ωｔ−２４０°） ３相逆起電力を有するように設計されると、その時トル
ク（力）に対する式を次のように書くことができる。 Ｔｑ（ｔ）＝ｓｉｎ（ωｔ）・ｓｉｎ（ωｔ） ＋ｓｉｎ（ωｔ−１２０°）・ｓｉｎ（ωｔ−１２０°） ＋ｓｉｎ（ωｔ−２４０°）・ｓｉｎ（ωｔ−２４０°） ＝ｓｉｎ2（ωｔ）＋ｓｉｎ2（ωｔ−１２０°） ＋ｓｉｎ2（ωｔ−２４０°） この点において、三角恒等式（ｔｒｉｇｏｎｏｍｅｔｒ
ｉｃ ｉｄｅｎｔｉｔｙ）を適用でき、 ｓｉｎ2（α）＋ｓｉｎ2（α−１２０°）＋ｓｉｎ
2（α−２４０°）＝３／２ 次のようになる。 Ｔｑ（ｔ）＝Ｐ（ｔ）＝３／２ したがって、正弦波形の励起電流及び逆起電力に対し
て、トルクはｔのあらゆる値に対して一定である。すな
わち、トルクはリップルがなくなる。正弦波形の又は正
弦波形に近い励起電流はモータ駆動装置によって与えら
れると仮定する。この場合、トルクリップルの量は、逆
起電力が純シヌソイド（ｓｉｎｕｓｏｉｄ）からそれて
いる量に直接比例する。それ故、トルクリップルを解析
するために、逆起電力をいかに正弦波形に近づけるかを
解析することで十分である。
【００３８】同様の相巻線Ａ、Ｂ及びＣを有する３相モ
ータに対して、巻線の一つに対する逆起電力の解析は三
つの巻線全てを説明するのに十分である。更に、巻線は
いくつかのコイルの直列接続である。本発明の３相モー
タに対するトルクリップルは次の式で表されることにな
る。 ｅa（ｔ）＝ｅcoil1（ｔ）＋ｅcoil2（ｔ）＋・・・＝
Σｅcoili（ｔ） 逆起電力に貢献するのは各導体の導体（セグメント）部
分であるから、上記式は次のように書き直される。 ｅcoili（ｔ）＝ｅsegi1（ｔ）＋ｅsegi2（ｔ）＋・・
＝Σｅsegij（ｔ） そこで、 ｅa（ｔ）＝Σｅcoil1（ｔ）ΣΣｅsegij（ｔ）＝Σｅ
segk（ｔ） ここで、ｋは巻線Ａ内のすべてのセグメントを意味す
る。したがって、巻線逆起電力は導体逆起電力の直線的
な組み合わせである。
【００３９】磁界を通して動く導体に対して、発生する
電圧の大きさＥは次のように与えられる。 Ｅ＝ＢＬＶ ここで、Ｂは磁束密度であり、Ｌは導体の長さであり、
Ｖは導体の速度である。扱っている場合において、与え
られたセグメントに対して、Ｅ（逆起電力）は時間の関
数であり、Ｌ（導体の有効長さ、すなわち磁極の下にあ
る部分）は時間及び初期回転子位置の関数である。した
がって、上記式は次のようになる。 ｅsegk（ｔ）＝ＢＬ（θko ,ｔ）Ｖ（ｔ） ここでθkoは回転子に関するセグメントの初期位置であ
る。速度が一定であることを考慮し、速度に付いて基準
化すると、 ｅsegk（ｔ）＝ＢＬ（θko ,ｔ） この関係を表す他の方法は、 ｅsegk（ｔ）＝ＢＬ（θk） ここで、θkはセグメント及び回転子の相対位置であ
る。回転子が一定の角速度ｗで回転しているとき、θk
＝θko＋ωｔであり、セグメントに対する逆起電力は次
のように表される。 ｅsegk（ｔ）＝ＢＬ（θko＋ωｔ） したがって、セグメントの逆起電力波形のプロットを得
るために、ＢＬは回転子位置（ＢＬ対θK）の関数とし
てプロットされ得る。更に、与えられた周波数の正弦波
形の直線的組み合わせはその周波数の正弦波形であり、
それ故、もしセグメントの逆起電力波形が純粋に正弦波
形的であれば、相巻線逆起電力波形は純粋に正弦波形的
である。上述のように、逆起電力を正弦波に近づけるこ
とができればできるほど、モータのトルクリップル特性
はよくなる。
【００４０】本発明によるモータのコンピュータシミュ
レーションが、モータのＢＬ対θk特性のプロットを作
るのに使用された。回転子のモデルは、図２０に示され
るように、４極対、８極（１９０２ないし１９２４）回
転子である。各極は直径Ｄｍを有し、極の中心は直径Ｂ
ＣＤを有する回転子ボルト円（ｂｏｌｔ ｃｉｒｃｌ
ｅ）上にある。各極対は逆起電力波形の３６０°（電気
角度）と関連つけられている。したがって、図に示され
た４極対は逆起電力波形の１４４０°（電気角度）を有
している。後述のＢＬ対θkのプロットにおいて、θkは
０°から７２０°まで変化される。換言すれば、ＢＬは
モータ１回転の１／２に対してプロットされる。極の位
置決めがｘ軸線の回りで常に対称であるから、７２０°
のプロットは逆起電力波形を十分に記載するのに十分で
ある。
【００４１】ボルト円に沿った極の配置を定義する二つ
の変数は、図２０に示され、隙間１９０２と移動量すな
わち変位量１９０４である。これらの変数は通常次の二
つのファクタによってシミュレーション上で定義され
る。 （１）隙間ファクタＣｓは、どの極の中心も移動される
前の極間の元の隙間を表す。Ｃｓの値はＣｓ＝隙間／
（隙間＋Ｄｍ）によって与えられる。次の式はＣｓを極
の直径及びボルト円直径に関連付ける。 Ｄｍ＝ＢＣＤ×ｓｉｎ［（１−Ｃｓ）２２．５°］ （２）磁石不均一ファクタＣｐは図２０に示された移動
を表す。その図から分かるように、極１９１２及び１９
２４の中心は極１９１０の中心に接近するように移動さ
れ、一方極１９１６及び１９２０の中心は極１９１８に
接近するように移動される。次の式はＣｐを中心移動角
度に関連付ける。中心移動角度＝Ｃｐ×２２．５°
【００４２】二つの上記ファクタに加えて、コンピュー
タシミュレーションに対して考慮された第３のファクタ
がある。第３のファクタは導体短絡ファクタ又はＣｓｓ
と呼ばれる。セグメントの直線部分Ｌｓは次の式によれ
ば、Ｃｓｓに関係する。 Ｌｓ＝（１−Ｃｓｓ）２２．５° モータのシミュレーションは三つのファクタＣｓ、Ｃｐ
及びＣｓｓの種々の値に対して運転された。シミュレー
ション運転の結果及びそれらから得られた結果は以下に
記載されている。
【００４３】図２１［Ａ］は、Ｃｓ＝０％、Ｃｐ＝０％
及びＣｓｓ＝０％の場合の単一セグメントに対するＢＬ
対θkプロットを示す。図２１［Ｂ］において、図２１
［Ａ］の曲線は再生され（曲線２００２）かつ曲線２０
０２をつくっている高調波はその上に重ねられている。
基本波は基本２００４として示され、第３の高調波は曲
線２００６として示され、第５の高調波は曲線２００８
として示されている。図２２［Ａ］及び図２２［Ｂ］は
Ｃｓ＝６％、Ｃｐ＝０％及びＣｓｓ＝０％の場合の同様
のプロットを示し、図２３［Ａ］及び図２３［Ｂ］はＣ
ｓ＝８％、Ｃｐ＝４％及びＣｓｓ＝０％の場合の同様の
プロットを示す。三つの上記単一セグメントの場合に対
する結果の要約は、いくつかの他の単一セグメントのシ
ミュレーション運転の結果と共に表１に表される。
【００４４】表１において、Ｂ１は基本波のピーク値を
示す。Ｂ１欄に示される数値は、基本波のピーク値を逆
起電力波形のピーク値のパーセンテージとして表してい
る。同様に、Ｂ３欄、Ｂ５欄及びＢ７欄の数値は、第
３、第５及び第７の高調波のピーク値を逆起電力波形の
ピーク値のパーセンテージとして、それぞれ表わしてい
る。
【００４５】
【００４６】表１で大事なことは、Ｂ０．５．で表わさ
れる欄である。これは磁石の移動が適用された場合に現
れる高調波を言及する。このような場合の例に対する図
２３［Ａ］において、逆起電力波形は３６０°の点の回
りで非対称である。しかるに、波形は７２０°毎に繰り
返す。この理由により、波形は０．５ω成分を含むと言
える。すなわち、もし位置Ｘにおいて０．５高調波の値
がＫであると、位置Ｘ＋３６０°における値は−Ｋであ
り、二つの値は互いに相殺する。本発明にしたがって作
られたモータにおいて、巻線の隣接するコイルは非常に
接近しているが円周方向に隔てられて（電気的に３６０
°離れるように）いて、それ故、高調波はそれ自身有効
に打ち消す。したがって、表１から分かるように、０．
５高調波はトルクリップルを最小にするように試みると
き殆ど関係ない。
【００４７】３相モータにおいて、第３の逆起電力波形
がそれ自身を有効に打ち消すことを注意すべきである。
したがって、トルクリップルを減少するのに第１に関係
するのは、第５及び第７の逆起電力波形の減少である。
【００４８】表２は本発明にしたがってつくられた相Ａ
巻線（Ｚ＝１２９）によって発生される逆起電力高調波
の大きさを示す。この表２の各見出しは、異なるＣｓ、
Ｃｐ及びＣｓｓの組み合わせに関しかつ逆起電力波形に
加えて、上記Ｃｓ、Ｃｐ及びＣｓｓの組み合わせに対す
る最大、最小及びピーク対ピークのモータリップルを含
む。表２から解るように、隣接する極間の少なくとも６
％（隙間ファクタＣｓ＝６％）の公称隙間は好ましくか
つ少なくとも二つのファクタによって第５及びそれより
高い高調波を取り除く。極間の最も好ましい公称隙間は
おおよそ１０％である。高い奇数高調波すなわち奇数調
波は、いくつかの極を移動して隣接する極間の間隔を不
均等にすることによって、更に減少され得る。８極モー
タにおける好ましい配置は、対向する対の隣接する極を
移動して隣接する極間の隙間を減少することである。例
えば、約１０％の公称隙間で、最適の結果が約７％（磁
石不均一ファクタＣｐ＝７％）の名目上の移動で達成さ
れた。
【００４９】回転子の極の上記のような隙間の形成及び
移動により、巻線の逆起電力が減少されることになり、
それによりモータのトルクリップルが減少することにな
る。したがって、６ないし１１％の隙間ファクタ及び約
７％の磁石不均一ファクタは好ましい実施例において望
ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアキシャルエアギャップ・ブラシ
なしモータの断面図である。
【図２】本発明によるアキシャルエアギャップ・ブラシ
なしモータの概念表示図である。
【図３】［Ａ］は本発明による第１の巻線セグメントを
説明する図であり、［Ｂ］は本発明による第２の巻線セ
グメントを説明する図であり、［３］は、［Ａ］及び
［Ｂ］の巻線セグメントを組み合わせて形成されたコイ
ルを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例による＋Ａ半相巻線を示
す図である。
【図５】本発明の第１の実施例による−Ａ半相巻線を示
す図である。
【図６】本発明の第１の実施例による完全な相Ａ巻線
（＋Ａ半相及び−Ａ半相）を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施例による相Ｂ巻線を示す図
である。
【図８】本発明の第１の実施例による相Ｃ巻線を示す図
である。
【図９】図６、図７及び図８の相巻線が組合わされたと
きにできた層１の巻線パターンを示す図である。
【図１０】組合わされた相Ａ、相Ｂ及び相Ｃ巻線と共に
使用するのに適した接続層を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施例による＋Ａ半相巻線を
示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施例による−Ａ半相巻線を
示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施例による＋Ｂ半相巻線を
示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施例による−Ｂ半相巻線を
示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施例による＋Ｃ半相巻線を
示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施例による−Ｃ半相巻線を
示す図である。
【図１７】図１１ないし図１６の半相巻線を相互に接続
するのに適した接続層を示す図である。
【図１８】本発明による六つの半相巻線が図１７の接続
層によりいかにして相互に接続されるかを説明する回路
図である。
【図１９】図１１ないし図１６の相巻線及び図１７の接
続層が組合わされたときできる巻線パターンを示す図で
ある。
【図２０】本発明による回転子の概念図である。
【図２１】［Ａ］は、本発明による第１の回転子の実施
例を組み込んでいるモータによって発生される逆起電力
を表すプロットを示す図であり、［Ｂ］は、第１、第３
及び第５の曲線を高調波を重ねた、［Ａ］の曲線のプロ
ットを示す図である。
【図２２】［Ａ］は、本発明による第２の回転子の実施
例を組み込んでいるモータによって発生される逆起電力
を表すプロットを示す図であり、［Ｂ］は、第１、第３
及び第５の高調波の曲線を重ねた、［Ａ］の曲線のプロ
ットを示す図である。
【図２３】［Ａ］は、本発明による第３の回転子の実施
例を組み込んでいるモータによって発生される逆起電力
を表すプロットを示す図であり、［Ｂ］は、第１、第３
及び第５の高調波の曲線を重ねた、［Ａ］の曲線のプロ
ットを示す図である。
【符号の説明】
１２ 固定子 １４ 導体 １６ 回転子 １８ａ、１８ｂ
永久磁石 ２０ 軸 ２２ 外殻 ２４ａ、２４ｂ 端板 ２５ａ、２５ｂ
貫通孔 ２６ａ ２６ｂ 軸受け ３８ 磁束戻り
板 ４０ カラー ４６ 環状の鉄
板 ２１０−２２４ 永久磁極 ３０２ 巻線セグメント ３１０ 内側タ
ップ ３１４ 放射状の導体 ３１６ 外側ラ
ップ ３１８ 外側タップ ４０２ 半相巻
線 １００２−２０２４ タップ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１２月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアキシャルエアギャップ・ブラシ
なしモータの断面図である。
【図２】本発明によるアキシャルエアギャップ・ブラシ
なしモータの概念表示図である。
【図３】［Ａ］は本発明による第１の巻線セグメントを
説明する図であり、［Ｂ］は本発明による第２の巻線セ
グメントを説明する図であり、［Ｃ］は、［Ａ］及び
［Ｂ］の巻線セグメントを組み合わせて形成されたコイ
ルを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例による＋Ａ半相巻線を示
す図である。
【図５】本発明の第１の実施例による−Ａ半相巻線を示
す図である。
【図６】本発明の第１の実施例による完全な相Ａ巻線
（＋Ａ半相及び−Ａ半相）を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施例による相Ｂ巻線を示す図
である。
【図８】本発明の第１の実施例による相Ｃ巻線を示す図
である。
【図９】図６、図７及び図８の相巻線が組合わされたと
きにできた層１の巻線パターンを示す図である。
【図１０】組合わされた相Ａ、相Ｂ及び相Ｃ巻線と共に
使用するのに適した接続層を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施例による＋Ａ半相巻線を
示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施例による−Ａ半相巻線を
示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施例による＋Ｂ半相巻線を
示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施例による−Ｂ半相巻線を
示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施例による＋Ｃ半相巻線を
示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施例による−Ｃ半相巻線を
示す図である。
【図１７】図１１ないし図１６の半相巻線を相互に接続
するのに適した接続層を示す図である。
【図１８】本発明による六つの半相巻線が図１７の接続
層によりいかにして相互に接続されるかを説明する回路
図である。
【図１９】図１１ないし図１６の相巻線及び図１７の接
続層が組合わされたときできる巻線パターンを示す図で
ある。
【図２０】本発明による回転子の概念図である。
【図２１】［Ａ］は、本発明による第１の回転子の実施
例を組み込んでいるモータによって発生される逆起電力
を表すプロットを示す図であり、［Ｂ］は、第１、第３
及び第５の曲線を高調波を重ねた、［Ａ］の曲線のプロ
ットを示す図である。
【図２２】［Ａ］は、本発明による第２の回転子の実施
例を組み込んでいるモータによって発生される逆起電力
を表すプロットを示す図であり、［Ｂ］は、第１、第３
及び第５の高調波の曲線を重ねた、［Ａ］の曲線のプロ
ットを示す図である。
【図２３】［Ａ］は、本発明による第３の回転子の実施
例を組み込んでいるモータによって発生される逆起電力
を表すプロットを示す図であり、［Ｂ］は、第１、第３
及び第５の高調波の曲線を重ねた、［Ａ］の曲線のプロ
ットを示す図である。
【符号の説明】 １２ 固定子 １４ 導体 １６ 回転子 １８ａ、１８ｂ
永久磁石 ２０ 軸 ２２ 外殻 ２４ａ、２４ｂ 端板 ２５ａ、２５ｂ
貫通孔 ２６ａ ２６ｂ 軸受け ３８ 磁束戻り
板 ４０ カラー ４６ 環状の鉄
板 ２１０−２２４ 永久磁極 ３０２ 巻線セグメント ３１０ 内側タ
ップ ３１４ 放射状の導体 ３１６ 外側ラ
ップ ３１８ 外側タップ ４０２ 半相巻
線

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の永久磁極を有する回転子と、 複数の導体層を有する固定子巻線であって、前記導体層
    の各々が内側タップと外側タップとの間でそれぞれ伸び
    ているほぼ放射状の平坦な複数の導体を備え、前記内側
    タップが前記巻線の内周に配置され、前記外側タップが
    前記巻線の外周に配置され、前記導体層の一つの導体層
    の前記内側タップの全てが他の導体層の内側タップと相
    互に接続され、前記導体層の一つの導体層の複数の前記
    外側タップが他の導体層の複数の前記外側タップと相互
    に接続されて複数の自由外側タップを残す固定子巻線
    と、 前記固定子巻線を形成するように前記自由外側タップを
    相互に接続しかつそのための端子を与えるための接続層
    と、 固定子磁束戻り通路を与える磁気材料と、を備えたアキ
    シャルエアギャップ・ブラシなし電動モータ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のアキシャルエアギャッ
    プ・ブラシなし電動モータにおいて、前記自由外側タッ
    プは外側タップの位置の数が内側タップ位置の数より多
    くして形成されているアキシャルエアギャップ・ブラシ
    なし電動モータ。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のアキシャルエアギャッ
    プ・ブラシなし電動モータにおいて、前記自由外側タッ
    プ位置が前記導体層の前記放射状の平坦な導体の選ばれ
    た一つを取り除くことによって形成されているアキシャ
    ルエアギャップ・ブラシなし電動モータ。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のアキシャルエアギャッ
    プ・ブラシなし電動モータにおいて、前記固定子が四つ
    の導体層を備えているアキシャルエアギャップ・ブラシ
    なし電動モータ。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載のアキシャルエアギャッ
    プ・ブラシなし電動モータにおいて、前記導体層の二つ
    の導体層の少なくとも前記ほぼ放射状の平坦な導体が波
    形に相互接続されているアキシャルエアギャップ・ブラ
    シなし電動モータ。
  6. 【請求項６】 請求項４に記載のアキシャルエアギャッ
    プ・ブラシなし電動モータにおいて、前記導体層の二つ
    の導体層の少なくとも前記ほぼ放射状の平坦な導体が重
    ね形に相互接続されているアキシャルエアギャップ・ブ
    ラシなし電動モータ。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載のアキシャルエアギャッ
    プ・ブラシなし電動モータにおいて、前記自由外側タッ
    プが前記導体層によって相互に接続されて３相巻線形状
    を形成しているアキシャルエアギャップ・ブラシなし電
    動モータ。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載のアキシャルエアギャッ
    プ・ブラシなし電動モータにおいて、３相巻線形状を形
    成するように前記導体層によって相互に接続された１２
    の自由外側タップを備えるアキシャルエアギャップ・ブ
    ラシなし電動モータ。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載のアキシャルエアギャッ
    プ・ブラシなし電動モータにおいて、前記回転子が八つ
    の極を備え、巻線形状が進み形であり、導体層毎の放射
    状の導体の数が１０５、１２９、１５３、１７７又は２
    ０１であるアキシャルエアギャップ・ブラシなし電動モ
    ータ。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載のアキシャルエアギャ
    ップ・ブラシなし電動モータにおいて、前記回転子が八
    つの極を備え、巻線形状が戻り形であり、導体層当毎の
    放射状の導体の数が１１１、１３５、１５９又は１８３
    であるアキシャルエアギャップ・ブラシなし電動モー
    タ。
  11. 【請求項１１】 請求項１に記載のアキシャルエアギャ
    ップ・ブラシなし電動モータにおいて、前記ほぼ放射状
    の平坦な導体が、放射状のセグメントと、前記放射状の
    セグメントと外側タップとを接続している円弧状のセグ
    メントとを備えるアキシャルエアギャップ・ブラシなし
    電動モータ。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載のアキシャルエアギ
    ャップ・ブラシなし電動モータにおいて、各導体層は、
    導体層の全てのほぼ放射状の平坦な導体が同じ形状を有
    し、前記層の二つが組み立てられたモータにおいて互い
    に左右対称になった、漸増する打ち抜きパターンである
    アキシャルエアギャップ・ブラシなし電動モータ。
  13. 【請求項１３】 複数の永久磁極を有する回転子と、 複数の導体層を有する固定子巻線であって、前記導体層
    の各々が内側タップと外側タップとの間でそれぞれ伸び
    ているほぼ放射状の平坦な複数の導体を備え、前記内側
    タップが前記巻線の内周に配置され、前記外側タップが
    前記巻線の外周に配置され、前記導体層の一つの導体層
    の前記内側タップの全てが他の導体層の内側タップと相
    互に接続され、前記導体層の一つの導体層の複数の前記
    外側タップが他の導体層の複数の前記外側タップと相互
    に接続されて、前記導体層の前記放射状の導体の選ばれ
    た一つを除去することによって複数の自由外側タップに
    残す固定子巻線と、 前記固定子巻線を形成するように前記自由外側タップを
    相互に接続しかつそのための端子を与えるための接続層
    と、 固定子磁束戻り通路を与える磁気材料と、を備えたアキ
    シャルエアギャップ・ブラシなし電動モータ。
  14. 【請求項１４】 （イ）（１）複数の導体層のほぼ放射
    状の平坦な複数の導体、（２）固定子巻線を形成するよ
    うに前記複数の導体層を相互に接続しかつ前記巻線用の
    端子を与えるための接続層及び（３）固定子磁束戻り通
    路を与える、磁気材料の静止ディスクを有する固定子
    と、 （ロ）複数の永久磁極を有し、前記永久磁極が隔てられ
    て隣接する磁極間で６ないし１１％の平均隙間を与えて
    トルクリップルを減少する回転子と、を備えたアキシャ
    ルエアギャップ・ブラシなし電動モータ。
  15. 【請求項１５】 請求項１４に記載のアキシャルエアギ
    ャップ・ブラシなし電動モータにおいて、隣接する磁極
    間の前記平均隙間が約１０％であるアキシャルエアギャ
    ップ・ブラシなし電動モータ。
  16. 【請求項１６】 請求項１４に記載のアキシャルエアギ
    ャップ・ブラシなし電動モータにおいて、一対の直径方
    向に反対の磁極対に隣接する磁極間の隙間が変化するア
    キシャルエアギャップ・ブラシなし電動モータ。
  17. 【請求項１７】 請求項１６に記載のアキシャルエアギ
    ャップ・ブラシなし電動モータにおいて、前記対の直径
    方向に反対の磁極対に隣接する前記磁極が通常の位置か
    ら約７％移動されているアキシャルエアギャップ・ブラ
    シなし電動モータ。
  18. 【請求項１８】 請求項１４、１５、１６又は１７に記
    載のアキシャルエアギャップ・ブラシなし電動モータに
    おいて、前記導体層が相互に接続されて３相巻線を形成
    しているアキシャルエアギャップ・ブラシなし電動モー
    タ。
  19. 【請求項１９】 複数の永久磁極を有する回転子と、複
    数の導体層内に複数のほぼ放射状の導体を有する固定子
    と、固定子巻線を形成するように前記複数の導体層を相
    互に接続するための、かつ前記巻線用の端子を与えるた
    めの接続層と、固定子磁束戻り通路を与える磁気材料と
    を備えたアキシャルエアギャップ・ブラシなし電動モー
    タ。
  20. 【請求項２０】 請求項１９に記載のアキシャルエアギ
    ャップ・ブラシなし電動モータにおいて、前記固定子が
    四つの導体層を有するアキシャルエアギャップ・ブラシ
    なし電動モータ。
  21. 【請求項２１】 請求項１９に記載のアキシャルエアギ
    ャップ・ブラシなし電動モータにおいて、前記複数の導
    体層が前記接続層によって相互に接続されて３相巻線形
    状を形成しているアキシャルエアギャップ・ブラシなし
    電動モータ。
  22. 【請求項２２】 請求項１９に記載のアキシャルエアギ
    ャップ・ブラシなし電動モータにおいて、前記回転子が
    八つの極を有し、巻線形状が進み形であり、導体層毎の
    放射状導体の数が１０５、１２９、１５３、１７７又は
    ２０１であるアキシャルエアギャップ・ブラシなし電動
    モータ。
  23. 【請求項２３】 請求項１９に記載のアキシャルエアギ
    ャップ・ブラシなし電動モータにおいて、前記回転子が
    八つの極を有し、巻線形状が戻り形であり、導体層毎の
    放射状導体の数が１１１、１３５、１５９又は１８３で
    あるアキシャルエアギャップ・ブラシなし電動モータ。
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