KR20050025965A

KR20050025965A - 외부 로터를 가진 전기 모터

Info

Publication number: KR20050025965A
Application number: KR1020057000611A
Authority: KR
Inventors: 월터스로렌스
Original assignee: 네오드라이브 엘엘씨
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2005-03-14
Also published as: EP1529330A1; US20040104635A1; US6765329B2; AU2002340062A1; JP2006513681A; US20020158543A1; CN1639944A; US6879078B2; RU2005100751A; WO2004008606A1; US7337524B2; CA2493381A1; CZ200583A3; US20040107562A1

Abstract

전기 모터는 스테이터가 고정 장착되고 로터가 회전가능하게 장착되는 샤프트를 포함한다. 샤프트는 샤프트에 장착되고 그 위에 압축되어 유지되는 복수의 플레이트에 의해 강화된다. 샤프트에 대한 로터의 위치와 샤프트에 대한 로터의 회전 속도는 매우 정확한 광반사 센서 어셈블리에 의해 결정된다. 샤프트는 조용한 동작을 위해 모터에 의해 발생된 가상의 모든 진동을 줄이는 장착 블록에 의해 구조 지지체에 장착된다. 로터 신장부는 예컨대 트레드밀과 같은 넓은 벨트를 갖는 동작에 적용가능하게 한다.

Description

외부 로터를 가진 전기 모터{ELECTRIC MOTOR WITH EXTERNAL ROTOR}

본 발명은 전기 모터내의 개선에 관한 것이고; 특히, 외부 로터를 갖는 전기 모터에 관한 것이다.

전기 모터는 많은 상이한 상용 및 주거용 분야에 일반적으로 사용된다. 전기 모터는 전형적으로 로터와 스테이터를 포함하고, 로터와 스테이터의 각각은 주변에 배치된 복수의 마그넷을 구비하고 있다. 로터상의 마그넷의 폴과 스테이터상의 마그넷의 폴은, 로터의 폴이 대응하는 스테이터의 폴로 이끌려 반발하여 스테이터에 대하여 로터가 회전하도록 제어된다. 폴의 제어는 보통 와인딩을 통과하는 전류의 방향을 변화시킴으로써 극성이 변경될 수 있는 전자기 와인딩으로부터 만들어지는 로터나 스테이터상의 일련의 마그넷중 적어도 하나에 의해 달성된다.

대부분의 전기 모터에는, 스테이터는 전기 모터의 외부 하우징의 일부이거나 외부 하우징을 형성하고 로터는 내부에 상대적인 회전을 위해 스테이터내에 장착된 샤프트를 포함한다. 그러나, 몇몇 응용분야에서는, 로터가 모터외부에 있고 스테이터가 내부에 있는 것이 바람직하다. 이러한 배치는 때때로 스쿼럴 케이지 모터라 불린다. 종종 이러한 스쿼럴 모터는 무브러시 정류자와 DC전력에 의해 유도되어, 무브러시 DC모터(BLDC)라고도 불린다. 외부 로터를 갖는 전기 모터는 전형적으로, 벨트 내부에 위치되는 동안 벨트와 같은 것을 구동하는데 사용된다. 이러한 구성에 대한 적당한 응용분야는 물질 처리 분야이거나 트레드밀일 것이다.

물질 처리 응용분야의 스쿼럴 케이지 모터에 몇가지 문제점이 있다. 외부 로터를 갖는 전기 모터와 관련된 하나의 난점은 전력 출력이 보통 캐핑되어 있어서 짧은 물질 처리 수행만이 단일 모터에 의해 구동될 수 있고 비교적 가벼운 무게의 물질만이 모터에 의해 추진될 수 있다. 전기 모터로부터의 보다 큰 출력 전력은 전형적으로 구성요소의 크기를 증가시킴으로써 달성되지만, 스쿼럴 케이지 모터에 대하여는, 크기 증가는 비실용적이다. 보다 커진 직경의 스테이터는 로터의 무게 증가와 균형 상태 때문에 바람직하지 않다. 스테이터의 길이가 길어지면 로터와 스테이터간의 자기 인력에 따른 스테이터를 장착하는 샤프트의 편향을 일으켜 로터와 스테이터를 접촉하게 하여, 모터의 성능을 줄이거나, 극단적인 경우에는, 모터 회전을 함께 억제하게 한다.

또다른 난점은 특히, 고속이나 높은 토크에서 모터를 냉각하는 것이다. 적은 부하나 낮은 속도에서는, 냉각은 문제가 되지 않지만, 보다 많은 전력 출력과 고속을 갖는 이러한 모터에 대한 필요때문에, 회전부로부터 열을 전달하여 제거하기 위한 필요성은 명백하다. 물질 처리 응용분야에서의 가장 작은 스쿼럴 케이지 모터는 내부 오일에 의해 냉각되고, 이것은 내부 씰링 문제를 일으킨다.

이러한 모터에 관한 또다른 문제점은, 노이즈, 조립, 및 낮은 속도에서 스무드한 동작을 위한 정확하게 제어하는 정류 및 토크하에서의 속도 변화를 포함한다. 보다 높은 토크 출력으로, 특히 고속에서, 진동및 결과적인 노이즈는 허용될 수 없게될 수 있다. 더욱이, 홀 효과 센서에 의해 스테이터에 관한 로터의 위치를 결정하는 것이 알려져 있지만, 속도나 토크의 정밀한 변화를 제어하는 이러한 방법의 정확도는 허용될 수 없다는 것이 발견되었다. 또한, 이러한 모터의 길이는 구조에 의해 제한된다. 보다 넓은 벨트가 필요한 응용분야, 예컨대 트래드밀에 대해, 이러한 모터는 충분히 길지 않기 때문에 효과적으로 구동 롤러가 될 수 없다.

도 1은 본 발명에 따른 외부 로터를 갖는 전기 모터를 도시한 도면;

도 2는 도 1의 라인2-2를 따라 취한 전기 모터의 단면도;

도 3은 도 2의 라인3-3을 따라 취한 전기 모터의 단면도;

도 4는 본 발명에 따른 스테이터의 하나의 코일 모듈의 사시도;

도 5는 본 발명에 따른 로터 케이지의 사시도;

도 6은 로터 케이지의 고정 마그넷을 조립하기 위한 지그의 사시도;

도 7은 스테이터를 위한 주 조립 단계를 도시한 조립 사시도;

도 8은 스테이터의 로터의 주 조립 단계를 도시한 조립도;

도 9는 본 발명에 따른 외부 로터를 갖는 전기 모터를 포함한 트레트밀의 사시도; 및

도 10은 본 발명에 따른 외부 로터를 갖는 전기 모터를 포함한 물질 처리 시스템의 일부의 사시도;

도 11은 제 2 실시예의 샤프트, 로터, 및 스테이터사이의 공간 관계를 도시하는 제 2 실시예의 전기 모터의 길이방향 단면도;

도 12는 도 11의 라인12-12를 따라 취한 단면도;

도 13은 각진 키웨이를 도시하는 샤프트의 평면도;

도 14는 전기 컨듀이트를 위한 내부 통로를 도시하는 샤프트의 1 단부의 확대 부분 단면도;

도 15는 명확화를 위해 로터와 단부 캡을 제거하고 샤프트에 장착된 스테이터의 길이 방향 단면도;

도 16은 명확화를 위해 샤프트가 제거된 도 15의 라인16-16을 따라 취한 단면도;

도 17은 명확화를 위해 스테이터, 샤프트, 및 단부 캡이 제거된 로터와 하우징의 길이방향 단면도;

도 18은 스테이터를 위한 자기 플럭스의 방향 변화를 도시하는 도 17의 라인 18-18을 따라 취한 단면도;

도 19는 본 발명에 따른 전기 모터를 위한 하우징의 열린 단부를 닫기 위한 단부 캡의 단부도;

도 20은 도 19의 라인19-19를 따라 취한 단면도;

도 21은 샤프트에 대하여 커버를 씰링하기 위한 커버의 단부도;

도 22는 도 21의 라인22-22를 따라 취한 단면도;

도 23은 본 발명에 따른 장착 블록의 전개도;

도 24는 마운팅 블록에 장착된 본 발명에 따른 조립된 모터의 단부도;

도 25는 도 24의 라인25-25를 따라 취한 모터의 일부 및 장착 블록의 평면 단면도;

도 26은 대안의 실시예에서 도 24와 마찬가지의 모터의 일부와 마운팅 블록의 평면 단면도;

도 27은 본 발명에 따른 외부 로터를 갖는 전기 모터의 제 3 실시예의 하나의 변형예의 교차 단면도;

도 28은 본 발명에 따른 모터의 제 3 실시예의 제 2 변형예의 교차 단면도;

도 29는 본 발명에 따른 모터의 제 3 실시예의 전개도;

도 30은 도 28의 라인30-30을 따라 취한 교차 단면도;

도 31은 도 28에 도시된 모터의 일부의 교차 단면도;

도 32는 도 28에 도시된 모터의 신장부의 교차 단면도;

도 33은 본 발명에 따른 센서 어셈블리의 전개 좌완도; 및

도 34는 도 33의 센서 어셈블리의 전개 우완도.

구조 지지체에 고정 장착되고 와인딩 극성을 변경하기 위한 가역 전류를 일으킬 수 있는 복수의 와인딩을 구비한 샤프트를 포함하는 내부 스테이터, 및 샤프트에 회전가능하게 장착되고 스테이터의 주변에 대하여 방사상으로 간격지고, 각각이 적어도 하나의 소정의 폴을 갖는 복수의 마그넷을 구비한 외부 로터를 포함하는 타입의 전기 모터를 개량한 본 발명에 의해 상기한 문제점 및 기타의 문제점이 해결된다. 본 발명의 1 태양에서, 스테이터는, 와인딩이 마그넷에 접촉하도록 하는 경향이 있는 외력에 의한 샤프트의 만곡을 억제하기 위한 충분한 압축하에서 샤프트상에 복수의 플레이트를 포함한다.

바람직하게는, 복수의 플레이트는 복수의 와인딩을 전달하는 와인딩 코어를 형성한다. 플레이트는 와인딩폴상에 와인딩을 유지하기 위한 각각의 폴의 단부상에 캡을 갖는 와인딩폴을 형성한다. 플레이트는 적어도 하나의 로크너트에 의해 압축되어 유지되고 와인딩의 길이방향 축이 샤프트의 길이방향 축에 대하여 예각을 형성하도록 와인딩이 코어상에 방향을 이루게 된다. 전형적으로 예각은 10도일 것이다.

본 발명의 또다른 태양은, 구조 지지체에 고정 장착되고 와인딩 극성을 변경하기 위한 가역 전류를 일으킬 수 있는 복수의 와인딩을 구비한 샤프트를 포함하는 내부 스테이터, 및 샤프트에 회전가능하게 장착되고 스테이터의 주변에 대하여 방사상으로 간격지고, 각각이 적어도 하나의 소정의 폴을 갖는 복수의 마그넷을 구비한 외부 로터를 포함하는 타입의 전기 모터용의 와인딩 코어를 형성하는 방법이다. 본 방법은 샤프트에 샤프트의 길이방향 축에 대하여 예각으로 방향을 이루는 키웨이를 제공하는 단계; 각각의 단부에 캡을 갖는 방사형 폴 및 키웨이와 일치하는 모양의 키웨이를 각각 갖는 플레이트를 제공하는 단계; 샤프트상에 스톱을 위치시키는 단계; 복수의 플레이트가 샤프트에 장착될때까지 제 1 플레이트가 스톱에 대항하여 지탱한채로 키웨이에 이어서 샤프트상에 각각의 플레이트를 슬라이딩하는 단계; 플레이트를 압축하여 층을 형성하는 단계; 및 마지막 플레이트에 인접한 샤프트상에 로크너트를 고정하여 층을 압축한채로 유지시키는 단계를 포함한다.

동 타입의 와인딩 코어를 형성하는 대안의 방법은 적어도 하나의 키웨이를 갖는 빈 실린더형 지그를 제공하는 단계; 중심 개구, 각각의 단부에 캡을 갖는 방사형 폴, 및, 키웨이와 일치하는 모양의 키웨이를 각각 갖는 플레이트를 제공하는 단계; 스톱을 지그내에 위치시키는 단계; 복수의 플레이트가 지그에 배치될때까지 제 1 플레이트가 스톱에 대항하여 지탱한채로 키웨이에 이어서 지그내에 각각의 플레이트를 슬라이딩하는 단계; 샤프트를 중심 개구에 프레싱하는 단계; 플레이트를 압축하여 층을 형성하는 단계; 및 마지막 플레이트에 인접한 샤프트상에 로크너트를 고정하여 층을 압축한채로 유지시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 또다른 태양에 있어서, 동 타입의 전기 모터는, 적어도 하나의 장착 블록을 통해 구조 지지체에 장착된 샤프트를 포함한다. 장착 블록은 두개의 대향하는 부싱 핀을 갖는 요크, 및 샤프트를 전달하는 클램프를 구비한다. 클램프는 부싱에 장착되고 장착 블록은 토션 안정성을 유지하면서 전 방향의 모터의 진동을 줄인다.

바람직하게는, 샤프트 단부는 키잉되어 있고 클램프는 키잉된 샤프트 단부를 수납하도록 형성된 상하부 연결 플레이트를 포함한다. 상하부 연결 플레이트의 각각은 부싱에 상보적 형상의 오목부를 갖고 그 사이에 부싱을 클램핑하기 위해 서로 상호작용하도록 크기가 형성된다. 각각의 오목부는 연결 플레이트의 길이방향 축에 대하여 편심되어 위치된다.

본 발명의 또다른 태양은, 구조 지지체에 고정 장착되고 와인딩 극성을 변경하기 위한 가역 전류를 일으킬 수 있는 복수의 와인딩을 구비한 샤프트를 포함하는 내부 스테이터, 및 샤프트에 회전가능하게 장착되고 스테이터의 주변에 대하여 방사상으로 간격지고, 각각이 적어도 하나의 소정의 폴을 갖는 복수의 마그넷을 구비한 외부 로터를 포함하는 타입의 전기 모터를 개시한다. 여기서, 모터는 로터의 각각의 회전에 대하여 1000개 이상의 펄스 신호를 발생시킬 수 있는 센서 어셈블리를 포함한다. 바람직하게는, 센서 어셈블리는 광반사 센서를 포함하고, 광반사 센서는 광원, 리셉터, 및 스테이터에 대하여 로터의 움직임과 일치하는 디스크와 리셉터사이의 상대적 움직임이 있도록 1000개 이상의 방사상 그루브가 위치된 디스크를 포함한다.

마지막으로, 본 발명의 또다른 태양은, 구조 지지체에 장착된 샤프트의 제 1 단부 및 그렇게 장착되지 않은 샤프트의 제 2 단부를 갖는 동 타입의 전기 모터이다. 로터는 제 2 샤프트 단부의 보다 가까운 단부에 장착된 신장부를 갖는다. 제 2 샤프트는 구조 지지체에 고정된 1 단부 및 샤프트와 동일선상의, 신장부에 회전가능하게 장착된 제 2 단부를 구비한다.

도 1-3은 전기 모터(10)의 동작을 제어하기 위한 제어 시스템(12)과 함께 본 발명의 1 태양에 따른 전기 모터(10)의 제 1 실시예를 도시한 것이다. 전기 모터(10)는 로터(22)내에 위치된 스테이터(20)를 포함한다. 스테이터(20)는, 스페이서(28)에 의해 분리된, 복수의 와인딩 어셈블리(26)(도 4참조)에 고정 장착되는 샤프트(24)를 포함한다. 로킹 와셔(30)는 와인딩 어셈블리(26)를 스페이서(28)에 대하여 샤프트(24)상에 고정한다.

샤프트(24)는 바람직하게는 와인딩 어셈블리로부터 모터 외부까지 필요한 전기 배선등의 통로를 위한 컨듀이트를 형성하기 위해 적어도 속이 빈 단부를 갖는다. 샤프트(24)는 조립하는동안 샤프트(24)를 따라 스페이스(28)의 길이방향이동을 제한하기 위해 스페이스(28)와 상호작용하는 칼라(36)에 의해 분리된 대직경부(24a)를 중심에 위치시킨다. 샤프트는 대직경부(24a)의 각각의 단부에 복수의 감소 직경부(24b, 24c, 24d)를 포함한다. 각각의 점감 직경부(24a-d)의 접합으로 대응 쇼울더(25b, 25c, 25d)를 형성한다. 키(38)는 샤프트(24)따라 길이방향으로 뻗어있다.

스페이스(28)는 웹(34)에 의해 연결된 중심 허브(31)와 주변벽(33)을 포함한다. 복수의 개구(35)가 웹(34)을 통해 뻗어있다. 방사상의 개구(37)는 주변벽(33)을 통해 뻗어있고 주변벽(33)과 허브(32)사이의 공간에 의해 주변벽(33)의 외부를 유동적으로 연결하기 위해 웹 개구(35)를 교차한다. 허브(32)의 1 단부는 중심 개구로 뻗어있는 환상의 스톱(39)을 포함하고 허브(32)가 샤프트상으로 슬라이드가능하게 장착되고 따라서 스페이서의 길이방향 이동을 제한할때 샤프트의 쇼울더(36)와 접하도록 크기가 형성된다.

와인딩 어셈블리(26)의 각각은 축 개구(44)와 키웨이(46)를 갖는 복수의 축방향 정렬된 디스크(42)를 포함한다. 복수의 디스크(40)의 정렬된 축 개구(44)와 키웨이(46)는 와인딩 코어(40)를 위한 축 개구와 키웨이를 형성한다.

각각의 디스크(42)의 주변은, 바람직하게는 디스크(42)에 대하여 40도만큼씩 이격되고 탭(52)에 의해 분리된, 복수의 와인딩 폴(50)로 형성된다. 정렬된 와인딩 폴(50)은 와인딩 축(51)을 형성한다. 와인딩 채널은 각각의 와인딩 폴(50)의 주변에 대해 형성되고 와인딩(56)을 수납하는 크기로 이루어져서 중심이 개구를 통과하게 하고, 와인딩(56)이 와인딩 폴(50)상에 슬라이드가능하게 장착되게 한다.

와인딩(56)은 와인딩 폴(50)의 각각에 대해 제공된다. 와인딩(56)은 바람직하게는 틈공간이 에폭시로 채워져 와인딩을 경화구조로 경화시키도록 열이 가해지는 전도성 와이어의 복수의 와인딩으로부터 형성된다. 각각의 와인딩은 샤프트(24)의 빈공간 내부를 통과하는 리드(도 2: 58)를 통하여 전기 제어 시스템(12)에 연결된다.

로터(22)는, 사이에 마그넷 슬롯(66)을 형성하는 평행 핑거(64)쌍을 외부 표면이 신장하는 일반적으로 실린더형 보디(62)를 갖고, 바람직하게는 알루미늄 케스팅인, 로터 케이지(60)를 포함한다. 마그넷 슬롯(66)은 보디(62) 주변에 대해 약 60도 간격으로 간격져있다. 보디(62)는 마그넷 슬롯(66)내에 위치된 개구(68)를 갖는다.

로터(22)는, 바람직하게는 강철로 만들어진 커버(72)와 두쌍의 마그넷(74)을 포함하는 마그넷 어셈블리(70)를 더 포함한다. 마그넷(74)은 바람직하게는, 커버(72)가 마그넷 슬롯(66)내에 위치될 때 보디(62)의 마그넷 슬롯(66)내에 마그넷(74)이 고정되도록 커버(72)상에 위치된다.

전기 모터(10)는 로터 케이지(60)가 슬라이드가능하게 수납되고 스테이터(20)가 로터 케이지(60)내에 슬라이딩가능하게 수납되는 외부 하우징(80)을 더 포함한다. 하우징은 바람직하게는 카본 스틸로 만들어진다. 하우징(80)의 단부는, 바람직하게는 알루미늄으로 만들어진, 단부 캡(82)에 의해 막혀있다. 단부 캡(82)은 오목부의 내부 개구 근방의 축 그루브내에 수납된, 스냅링이나 유사한 리테이너(88)에 의해 허브(84)내에 유지되는, 세라믹 베어링(86)이 슬라이딩가능하게 장착되는 오목부를 구비한 중심 허브(84)를 포함한다.

중심 허브(84)는 방사상 웹(92)에 의해 주변벽(90)에 연결된다. 주변벽(90)은 하우징의 내경과 실질적으로 같은 외경을 갖는다. 방사상의 웹(92)은 주변벽(90)을 넘어 방사상으로 뻗어있는 환상의 스톱(94)을 포함한다. 환상의 스톱(94)은 하우징(88)의 내경보다 큰 외경을 갖고 단부 캡 주변벽(90)의 삽입깊이를 제한한다. 일련의 핀(96)이 방사상 웹(92)에 형성되고 그 내외부축으로 뻗어있다. 핀(96)은 모터가 회전할때 전기 모터(10)의 내부 온도를 냉각하는것을 돕는다. 필수적으로, 핀(96)은 공냉식의 열싱크로서 기능한다.

단부 캡(82)은 환상의 스톱(102)으로 뻗는 축 개구(100)을 구비한 커버(98)를 더 포함한다. 동심링(104)이 커버(98)에 형성되고 단부 캡(82)의 외부상에 동심링(106)과 일치한다. 동심링(104, 106)은, 커버(98)가 샤프트(24)상에 슬라이드가능하게 장착될때 포개져서 래비린쓰 씰을 형성하여 먼지와 기타 입자가 모터 내부로 들어오는 것을 차단한다.

제어 시스템(12)은 샤프트(24)상에 위치한 홀 센서(110) 및 로터 케이지(60)상에 장착된 대응 엘리먼트(112)를 포함한다. 엘리먼트(112)는 마그넷(74)의 폴과 일치하도록 위치된다. 홀 센서(110)는 스테이터(20)에 대하여 로터 케이지(60)를 추진하도록 와인딩(56)을 통과하는 전류의 방향을 변경하는 (도시안된) 전기 회로에 연결된다. 이러한 타입의 전기 제어는 잘알려져 있고 더 상세하게 설명하지 않는다.

전기 모터의 제 1 실시예의 어셈블리

이하의 어셈블리 설명은 많은 단계를 포함한다. 이러한 많은 단계의 순서는 중요하지 않다. 따라서, 어셈블리 설명은 주로 전기 모터(10)를 조립하는데 필요한 단계와 다양한 부분의 상호연결을 주로 설명하기 위한 것이다. 어셈블리 설명은 어셈블리 단계의 순서를 제한하도록 의도되지 않는다.

도 6을 참조하면, 전기 모터(10)의 조립은 마그넷(74)을 커버(72)에 조립함으로써 시작한다. 마그넷(74)은 바람직하게는, 매우 높은 자기 밀도를 가지는, 네오디뮴으로 만들어진다. 예컨대, 하나의 마그넷 슬롯(66)에 대한 마그넷 쌍의 각각은 350파운드의 분리력을 가진다. 자기 밀도가 커고 따라서 마그넷(74)에 대해 큰 자기력이 주어지면, 마그넷은 주의깊게 다루어져야 하고, 마그넷이 자기적으로 물체와 결합하는 것을 원하지 않으면, 조립하는 동안 서로 또는 또다른 자기 물질에 가까운 근방에 가져가서는 안된다.

도 6을 참조하면, 마그넷을 조립하는데 있어서, 지그(120)는 베이스(122)를 포함하고 마그넷이 로터 케이지(60)의 보디(62)내의 마그넷 개구(68)내에 맞추어지도록 소정의 방향으로 커버(72)에 마그넷(74)을 부착하도록 커버(124)가 제공된다. 지그의 바닥(122)은, 커버(72)를 슬라이딩가능하게 수납하도록 크기가 형성되는, 채널(126)을 형성하는 U자형 단면을 갖는다. 포지셔닝 개구(128)가 마그넷 슬롯(66)내의 개구(68)의 스페이싱에 대응하는 스페이싱에서 채널(126)내에 제공된다.

마그넷(74)을 커버(72)에 조립하기 위해, 마그넷 쌍은 포지셔닝 개구(128)내에 위치된다. 개구는 마그넷(74)의 정상부가 채널(126) 바닥보다 다소 아래이거나 동면이 되도록 크기가 형성된다. 그 다음에 커버(124)는 지그 바닥(122)의 정상에 위치되어 채널(126)의 개구 정상을 닫는다. 커버는 바람직하게는 지그(120)의 장소에 클램핑된다. 그 다음에 마그넷 커버(72)는 지그(120)의 개방 단부중 하나에 슬라이딩가능하게 삽입된다. 강철 마그넷 커버(72)가 마그넷(74)과 마주치면, 마그넷은 마그넷 커버(72)에 부착될 것이다. 마그넷 커버(72)와 마그넷(74) 사이의 마찰 계수는, 마그넷에서 커버(72)를 벗겨내기 위한 분리력(약 350파운드)에 비하여 마그넷(74)에 관하여 커버(72)를 슬라이딩하는데 비교적 적은 힘(본 발명의 마그넷에 대하여 약 70-80파운드)이 필요하도록 충분히 작다. 필요하면, 마찰 계수를 줄이고 따라서 마그넷(74)위에 커버(72)를 슬라이딩하는데 필요한 힘을 줄이기 위해 커버(72)나 마그넷(74)상에 소량의 윤활유를 바를 수 있다. 커버(72)가 완전히 지그(120)내에 위치되면, 지그 커버(124)는 클램핑해제되고 제거된다. 그 다음에 마그넷 커버(72)는, 로터 케이지(60)로 삽입하기 위해 적당히 방향을 이룬, 마그넷(74)을 전달하는 채널(126)의 개방 정상부로부터 들어올려진다.

마그넷(74)을 소정의 위치에서 마그넷 커버에 장착하는 프로세스는 특정 로터 케이지(60)를 위해 필요한 마그넷 어셈블리(70)의 수만큼 반복된다. 그러나, 모터의 크기에 따라 보다 적거나 많은 어셈블리가 사용될 수 있다. 완전한 마그넷 어셈블리(70)는 조립후 1 마그넷 어셈블리의 마그넷이 또다른 마그넷 어셈블리와 결합되는 것을 피하기 위해 서로 충분히 멀리 떨어져 저장되어야 한다.

마그넷 어셈블리(70)가 일단 조립되면, 바람직하게는 마그넷 슬롯(66)내에 마그넷 어셈블리(70)를 동시에 펀칭함으로써, 로터 케이지(60)의 마그넷 슬롯(66)으로 위치된다. 로터 케이지(60)는 바람직하게는, 알루미늄과 같은, 비자기 물질로부터 만들어지므로, 마그넷(74)과 로터 케이지(60)사이의 자기 상호작용이 크게 중요하지 않다.

스테이터(20)의 어셈블리로 이동시키면서, 처음에, 각각의 와인딩 코어(40)는 종래의 방식으로 조립된다. 와인딩(56)은 와인딩 폴(50)위에 슬라이딩가능하게 장착된다. 이러한 프로세스는 특정 모터에 필요한 와인딩 어셈블리의 수만큼 반복된다. 도시된 바와 같이, 전기 모터(10)는 단 2개의 와인딩 어셈블리(26)만을 요구한다. 그러나, 보다 적게 또는 보다 많은 와인딩 어셈블리가 필요한 것은 본 발명의 범위이고 전기 모터(10)의 특정 동작 파라메터, 특히 전력 출력에 좌우된다. 주어진 와인딩 어셈블리(26)에 대하여, 와인딩 어셈블리가 많을수록, 모터는 보다 많은 전력을 발생시킨다.

도 7을 참조하면, 와인딩 어셈블리(26)가 완성되면, 스테이터(20)는 와인딩 어셈블리(26), 스페이서(28), 및 샤프트(24)에 단부 캡(82)중 하나를 장착함으로써 조립된다. 처음에, 스페이서(28)는 환상의 스톱(37)이 샤프트 칼라(36)에 접할때까지 샤프트의 1 단부에 슬라이딩가능하게 장착된다. 그 다음에 와인딩 어셈블리(26)는 와인딩 어셈블리(26)내의 키웨이(46)가 샤프트(24)상의 키(38)와 정렬하도록 샤프트(24)에 관하여 방향이 정해진다. 와인딩 어셈블리(26)는 와인딩 코어(40)가 스페이서(28)의 허브(32)와 인접할때까지 샤프트(24)에 슬라이딩된다. 로킹 와셔(30)는 와인딩 코어(40)와 접하는 관계로 샤프트의 대향단부위에 슬라이딩가능하게 장착되고, 샤프트 칼라(36)와 접하는 관계인, 스페이스(28)에 대하여 와인딩 코어(40)를 유지하는 위치에 로킹된다.

와인딩 어셈블리(26)가 샤프트(24)에 장착될때, 와인딩(56)의 내부 단부는 주변벽(33)과 스페이서(28)의 허브(32)사이에 수납되는 것을 주목할 필요가 있다. 허브(32)의 단부와 주변벽(33)은 스페이서(28)의 개방 단부를 효과적으로 닫고 그 내부에 와인딩(56)의 단부를 에워쌓기 위해 와인딩 코어(40)와 인접하는 관계에 있다. 따라서, 와인딩(56)의 내부 단부는 웹 개구(35)와 대응 주변벽 개구(37)에 의해 액세스가 제공되는 스페이서(28)의 닫힌 내부내에 유지된다.

주변벽 개구 및 웹 개구(35)를 통해 스페이서(28)의 닫힌 내부로 수지 물질이 주입된다. 충분한 량의 수지가 스페이서(28)의 내부를 완전히 채우기위해 주입된다. 샤프트(24), 와인딩 어셈블리(26), 및 수지로 채워진 스페이서(28)의 스테이터 서브어셈블리가 수지를 경화시키기에 적당한 온도로 가열된다.

샤프트(24), 와인딩 어셈블리(26), 스페이서(28), 및 가열된 수지채우기로부터 얻어진 스테이트 서브어셈블리는 샤프트(24)만의 것보다 훨씬 굽힘 강성를 갖는 구조를 생성한다. 증가된 강성에 의해 와인딩 코어(40)와 샤프트(24)사이의 닫힌 피트, 와인딩 코어(40)와 스페이서(28)간의 압축 마운팅, 및 수지로 채워진 스페이서(28)의 관점에서 서브어셈블리의 단면 영역을 효과적으로 증가시키는데 기여한다. 도 2의 라인(130)은 샤프트(24)에 따라 제조되지만 서브어셈블리의 유효 강성를 갖는 샤프트의 유효 직경을 나타낸다.

와인딩(56)을 위한 전기 리드가 샤프트(24) 내부를 통해 뻗어있는 전기 컨듀이트에 연결되는 것을 가정한다. 전기 리드의 연결은 주지되어 있고 본 발명의 중요한 부분을 형성하지 않으므로, 상세히 설명하지는 않을 것이다. 또한 홀 센서(110)가 샤프트 서브어셈블리가 완성된후에 종래의 방식으로 샤프트(24)에 장착되는 것을 주목해야 한다.

샤프트 어셈블리가 완성되면, 이미 세라믹 베어링(86)이 설치된, 단부 캡(82)중 하나가 베어링의 단부가 샤프트(24)의 감소 직경부(24b)의 쇼울더(25c)와 접하고 커버 스톱(102)이 샤프트(24)의 감소 직경부(24c)상의 쇼울더(25d)와 접할때까지 단부 캡의 허브(84)내의 개구를 통해 샤프트를 슬라이딩함으로써 샤프트(24)의 단부에 장착된다.

도 8을 참조하면, 대응 단부 캡(82)과 함께 샤프트 서브어셈블리는 로터 보디(62)내에 슬라이딩가능하게 장착된다. 제 1 와인딩 어셈블리(26)가 로터 케이지 보디(62)내에 수납되면, 마그넷(74)은 와인딩을 마그넷과 접촉하도록 끌어당긴다. 마그넷(74)을 마그넷 커버(72)에 장착하는 것에 관해, 마그넷이 매우 강한 분리력을 갖지만, 마찰 계수는 스테이터 어셈블리가 로터 케이지 보디(62)의 내부로 슬라이딩될 수 있을 정도로 충분히 낮다. 필요하면, 슬라이딩을 보다 용이하게 하기 위해 로터 케이지 보디(62)의 내부나 샤프트 어셈블리상에 윤활유를 바를 수 있다.

스테이터와 로터의 서브어셈블리는 하우징(80)내에 슬라이딩가능하게 장착된다. 로터/스테이터 서브어셈블리를 삽입할때, 마그넷(74)은 하우징(80)의 일부를 연결하고, 따라서 하우징(80)의 길이방향축을 형성하고 샤프트(24)는 다소 오프셋된다. 로터/스테이터 서브어셈블리가 완전히 삽입되면, 단부 캡 주변벽(90)상의 태퍼링된 표면(120)은 단부에서 하우징(80)에 관하여 하우징의 에지와 샤프트(24) 중심에 접촉할 것이다. 태퍼링된 표면(120)의 웨지 효과는 하우징(80)으로부터 몇몇 마그넷을 분리하고, 따라서 하우징과 샤프트의 길이방향 축을 비스듬하게 한다.

필요하지는 않지만, 하우징 내면은 1이상의 엠보스를 갖고 단부 캡(82)의 주변벽(90)은 대응하는 수의 만입부나 그루브를 가져서 단부 캡 주변벽(90)을 하우징(80)의 개방 단부에 삽입할때, 엠보스 대응 만입부나 그루브내로 수납되어 하우징(80)의 단부에 단부 캡(82)을 효과적으로 로킹할때까지 주변벽(90)을 다소 구부리는 것이 바람직하다.

전기 모터(10)의 어셈블리를 완성하기 위해, 샤프트(24)의 대향 단부에 다른 단부 캡(82)이 슬라이딩가능하게 장착된다. 마그넷(74)의 강도가 주어져서 스테이터(20)의 1측의 적어도 일부는 로터 케이지 보디(62)와 물리적으로 접촉하고, 따라서 샤프트(24)는 하우징(80)에 대한 축에서 다소 비껴나 있음을 유념해야 한다. 단부 캡(82)의 주변벽(90)의 외부 단부는 다소 태퍼링 되어있다(120). 이러한 구성에 의해, 제 2 단부 캡(82)이 하우징(80)의 개방 단부에 삽입되면, 단부 캡(82)의 주변벽(90)의 태퍼링되거나 웨지-형상의 외부 에지는 하우징(80)의 일부의 내부 에지와 접촉할 것이다. 주변벽(90)을 하우징(80)의 단부에 계속하여 삽입함으로써 하우징(80)과 로터 케이지(60)의 축상으로 정렬된 축과 샤프트의 길이방향 액세스를 정렬하기 시작할 것이다. 단부 캡(82)의 완전한 삽입시에, 와인딩 어셈블리(26)는 로터 케이지 보디(62)의 내면과 접촉하는곳으로부터 끌려나갈 것이다. 그 다음에 샤프트위에 슬라이딩가능하게 장착되어 중심 허브(84)를 닫고 대기로부터 세라믹 베어링(86)을 밀봉한다.

조립된 부분에서, 와인딩 어셈블리(26)의 외부와 로터 케이지 보디(62)의 내부사이에 0.5mm의 갭이 있다. 마그넷(74)이 매우 큰 자기력이 주어져서, 마그넷이 하우징(80)과 결합하는 경향이 있고, 다행히도 스테이터 서브어셈블리의 여분의 강성에 의해 저항이 작용된다. 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 모터는 피크가 3.0킬로와트인 전력을 발생시키고 대략 95%의 효율로 약 850rpm에서 정상 1.6킬로와트 전력에서 동작할 수 있다. 발생된 최대 고정 토크는 18.2Nm이다. 모터(10)의 성능은 모터(10)의 사이즈가 비교적 작다는 것을 고려하면 매우 크다. 하우징(80)은 길이 약 417mm이고 직경이 114.3mm이다. 각각의 와인딩 어셈블리(26)는 대략 그 길이가 135mm이다.

동작

모터의 동작은 주지의 방식으로 제어되고 개략적으로만 설명될 것이다. 모든 DC전기 모터에 관하여, 경우에 따라서 로터상에 영구 마그넷을 밀거나 당기기 위해 스테이터상의 폴의 극성을 변경시킴으로써 스테이터에 대하여 로터가 전진한다. 본 발명에 따른 스테이터는 스테이터의 주변에 대하여 대략 40도 간격으로 배치된 와인딩(56)에 의해 형성된 9개의 폴(51)을 갖는다. 로터상의 영구 마그넷은 로터의 주변에 대해 60도 만큼씩 간격져있다. 영구 마그넷은 와인딩의 폭보다 다소 큰 폭을 갖는다.

하나의 영구 마그넷 폴이 하나의 와인딩 폴위에 중심이 위치될때, 다음의 영구 마그넷은 일반적으로 인접 폴의 옆사이에 바로 중심이 위치되고, 영구 마그넷의 일부는 와인딩의 각각의 일부를 중첩한다. 후속의 마그넷(74)은 와인딩 폴(51)위에 다시 중심이 위치된다. 마그넷(74)의 폴과 와인딩(56)사이에 고정된 물리적 관계로 주어져서, 홀 센서(110)는 마그넷의 폴 위치를 감지하고, 로터의 회전을 계속하게 하기 위해 필요한 마그넷(74)을 푸시풀하는데 필요한 와인딩의 극성을 플립하기 위해 와인딩을 통과하는 전류의 방향을 변화시키기위해 전기 제어(12)에 의해 사용되는, 대응 신호를 출력하는데 사용될 수 있다. 많은 영구 마그넷과 와인딩이 알려져있고 알려진 관계로 이격되어 있기 때문에 하나의 홀 센서만이 필요하다. 그러나, 홀센서는 원한다면 와인딩(56)의 폴의 전부나 일부를 위한 스테이터에 대하여 위치될 수 있다.

전기 제어는 스테이터에 관하여 로터를 전진시킴은 물론 스테이터에 관하여 로터의 방향을 역으로도 할 수 있다. 마찬가지로, 전기 제어는 전기 모터의 전진 또는 역진 동작을 제동하는데 효과적으로 사용될 수 있다. 전기 제어에 의하여 전기 모터를 전진, 역진, 및 제동하기 위한 기술은 주지되어 있고 상세하게 설명하지는 않는다.

모터의 속도는 와인딩에 인가된 전압의 크기를 조절함으로써 제어된다. 전압이 증가할때, 모터의 속도는 비례해서 증가한다. 따라서, 단순하고 잘 알려진 전압 제어가 모터의 속도를 제어하는데 필요한 전부이다. 모터의 속도를 제어하는데 전압 제어를 사용하는 이점은 속도가 전기 모터에 전압 공급의 제한내에서 필연적으로 연속적으로 조절가능하고 특정 기계의 내부 저항은 모터에 의해 구동된다는 점이다.

정상 동작동안, 모터는 약 80와트의 열에너지를 발생시킬 것이다. 발생시키는 전력과 열에 비해 적은 크기의 모터가 주어져서, 특히 열이 마그넷(74)상에 생길 수 있는 성능에 부정적인 손상을 일으키므로, 열을 발산하는 것은 중요하다. 단부 캡(82)상의 핀은 모터에 의해 발생된 열에너지를 발산하기 위한 공냉식 열싱크로서 기능한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 핀은 단부 캡의 내부로부터 외부로 뻗어있다. 핀의 내부 위치는 모터내부에서 공기순환을 강제하여 열형성 부위를 제거한다. 모터의 회전에 의해 핀이 회전하게 하여 하우징내의 공기를 순환시킨다. 하우징내의 공기 순환 패턴은 보디(62)상의 마그넷 슬롯(66)사이의 개방 공간을 통과함으로써 길이방향으로 형성될 수 있다. 로터 케이지의 형상과 함께 단부 캡상의 핀은 복잡하지 않고 모터의 크기를 증가시키지 않고 열 에너지를 제거하는 강제 공냉식 열싱크를 형성한다.

응용

도 9는 본 발명에 따른 전기 모터(10)의 1 가능한 응용예를 도시한 것이다. 도 9는 본 발명에 따른 전기 모터(10)가 1 단부에 장착되고 타단부는 롤러(144)가 장착된 덱(142)을 포함하는 트레드밀(140)을 도시한 것이다. 벨트가 전기 모터(10)의 하우징(80)에 대해 걸쳐있고 롤러(144)는 사이의 덱을 포착하고 있다. 벨트(146)는 전기 모터(10)의 하우징(80)과 물리적으로 접촉하므로, 하우징(80)의 회전에 의해 트레드밀의 벨트를 회전시킬 것이다.

상기한 전기 모터(10)는 바람직하게는 142rpm에서 0.27킬로와트 및 854rpm에서 1.60킬로와트의 대응 전력 요구조건으로 2 내지 12mph사이에서 동작한다.

도 10은 전기 모터(10)의 또다른 응용분야를 도시한 것이다. 도 10에서, 덱(152)을 구비한 컨베이어(150)를 포함하는 단순한 물질 처리 시스템이 도시되고, 모터(10)는 1 단부에 장착되고 1이상의 롤러(154)는 덱(152)상의 다양한 위치에서 장착된다. 컨베이어 벨트(156)는 롤러(154)와 전기 모터(10)에 걸쳐있다. 하우징(80)의 회전에 의해 컨베이어 벨트(156)를 움직이게 한다.

이러한 어느 경우의 응용분야에서, 본 발명은 정상 동작동안 비교적 높은 출력(1.6킬로와트)을 갖는 동시에 비교적 작은 직경(114mm)을 갖는다는 점에서 종래의 전기 모터보다 이점이 있다. 전기 모터(10)의 낮은 프로파일에 의해 제한된 공간이 요구되는 다양한 응용분야에서 사용가능하게 한다. 줄어든 프로파일에 의해 또한 벨트의 크기를 줄이고 보다 큰 직경의 종래의 모터와 관련된 관성 제동의 문제를 줄인다.

본 발명에 따른 전기 모터의 또다른 이점은 필요한 중간 스페이서(28)와 함께 단순히 4개의 와인딩 어셈블리(26)를 부가함으로써 모터의 전력 출력이 증가될 수 있다는 점이다. 물론, 이러한 구성은 보다 긴 샤프트(24)를 요한다. 그러나, 종래의 디자인과 달리, 종래의 모터에 내재한 편향을 크게 줄이는 보다 큰 직경의 샤프트를 효과적으로, 함께 형성하는 부가 스페이서(28)를 부가적인 와인딩 어셈블리(26)가 포함할 수 있고, 따라서 동작하는 동안 로터와 스테이터를 충분히 접촉하게 하는 샤프트 편향의 부정적인 결과를 제거하기 때문에 샤프트의 길이는 대체로 중요하지 않다.

제 2 실시예

도 11-12는 본 발명에 따른 제 2 실시예의 전기 모터(210)를 도시한 것이다. 제 2 실시예의 전기 모터(210)는 제 1 실시예의 전기 모터(10)과 물리적으로 및 기능적으로 유사하거나 일치하는 많은 구성요소를 포함한다. 따라서, 가능한 범위에서, 제 1 실시예와 유사한 제 2 실시예의 구성요소는 200증가된 유사한 식별 번호를 붙일 것이다.

전기 모터(210)는 전기 모터(210)의 동작을 제어하기 위한 모든 전자장치를 포함하는 전기 제어 시스템(212)을 포함한다. 전기 제어 시스템은 제어 시스템(12)와 일치하므로 도시하지 않는다. 전기 제어 시스템(12)은 많은 주지의 제어 시스템에 의해 달성될 수 있고 본 발명의 근본적인 부분을 형성하지는 않는다. 따라서, 상세히 설명하지는 않을 것이다. 일반적으로 제어 시스템(12)은 영구 마그넷의 폴에 관하여 각각의 와인딩의 폴의 위치를 직간접적으로 모니터하고 이러한 정보를 사용하여, (정역방향으로의) 로터의 회전, (일반적으로 전압의 크기를변화시킴으로써) 모터 속도, 제동을 포함할 수 있는 모터의 가속/감속을 유효하게 하도록 와인딩을 통과하는 전류의 스위칭을 제어할 수 있어야 한다.

전기 모터(210)는 로터(222)내에 장착된 스테이터(220)를 포함한다. 스테이터(220)는 비회전 샤프트(224)에 고정적으로 장착된다. 로터(222)는 샤프트(224)에 회전가능하게 장착된다. 샤프트의 단부는, 샤프트를 컨베이어 시스템의 구조 엘리먼트나 특정 응용분야의 구조 엘리먼트에 장착하는, 장착 블록(225)에 의해 고정적으로 유지된다.

도 13 및 14를 참조하면, 샤프트(224)는 환상의 쇼울더(224B)에서 1 단부에 그리고 환상의 넥(224C)에서 타단부에 종단하는 일정한 직경의 중심부(224A)를 포함한다. 환상의 넥(224C)은 로킹 링부(224D)로 이어지고, 다음에 줄어든 직경의 센서 장착부(224E)로 이어진다. 환상의 그루브(224F)가 센서 장착부(224E)와 베어링 장착부(224G)사이에 배치된다. 줄어든 직경의 키(224H)는 베어링 장착부(224G)로부터 뻗어있다. 환상의 쇼울더(224B)로부터 외부로의 샤프트(224)의 타단부는 환상의 그루브(224F), 베어링 장착부(224G) 및 키(224H)를 포함한다는 점에서 구조와 마찬가지다. 스테이터 키웨이(224I)는 어셈블리의 논의에서 이후에 설명되는 이유로 선택적이다. 전기 컨듀이트(224K)가 샤프트의 1 단부에 제공되고 제어 시스템으로부터 와인딩까지의 전기 배선 및 임의의 내부 센서를 위한 통로를 제공한다.

도 15-16을 참조하면, 스테이터(220)는 제 1 실시예의 복수의 와인딩 어셈블리(26)에 비하여 샤프트(224)에 고정적으로 장착된 단일 와인딩 어셈블리(226)를 포함한다. 단일 와인딩 어셈블리(226)는 복수의 와인딩(256)이 장착되는 와인딩 코어(240)를 포함한다는 점에서 제 1 실시예의 와인딩 어셈블리의 구조와 유사하다. 와인딩 코어(40)와 같이, 와인딩 코어(240)는 복수의 디스크나 플레이트(242)를 포함한다. 플레이트는 샤프트에 장착될때 일련의 와인딩 폴(250)을 형성한다. 와인딩 폴(250)의 각각은 캡(252)에서 종단하고, 와인딩(256)을 효과적으로 거기에 유지시킨다. 와인딩 폴(250)은 와인딩 채널(254)에 의해 분리된다.

와인딩(256)은 전통적이고 와인딩 폴(250)에 대하여 감긴 와이어를 포함한다. 와인딩 채널(254)은, 진동을 줄이기 위해, 바람직하게는 두개의 컴포넌트 에폭시 수지인 수지로 채워져있다.

와인딩 폴(250)은 플레이트에 대해 중심상에 바람직하게는 20도마다 이격되어 있다. 와인딩 폴의 각각의 대향 단부는 바람직하게는 서로 방사상으로 20도 오프셋되고, 따라서 인접한 와인딩 폴의 대향 단부가 방사상으로 정렬되게 한다. 즉, 주어진 방향으로의 회전을 가정하면, 각각의 와인딩은 리딩 단부 및 트레일링 단부를 가질 것이다. 1와인딩의 트레일링 단부는 트레일링 와인딩의 리딩 단부에 방사상으로 정렬되어 있다.

도 11, 12, 17, 및 18을 참조하면, 제 2 실시예의 전기 모터(210)에 대한 로터(222)는 영구 마그넷이 외부 하우징에 직접적으로 장착되기 때문에 로터 케이지가 필요하지 않다는 점에서 제 1 실시예의 전기 모터(10)와 다르다. 제 2 실시예의 로터(222)는 복수의 금속링(260)이 슬라이드가능하게 수납되는 하우징(280)를 포함한다.

하우징(280)은 필연적으로 제 1 실시예의 하우징(80)과 일치한다. 하우징(280)은 개방 단부(272)를 갖는 일반적으로 실린더형을 갖는다. 하우징의 외부는 개방 단부(272)에 인접한 태퍼링된 부분(274)을 갖는다. 하우징의 빈내부에 환상의 칼라(276)가 위치하여 제 1 내경(278)과 제 2 내경(280)사이에 경계를 형성한다. 제 1 내경은 링(260)의 외경과 일치한다. 제 2 내경(280)은 칼라(276)에서 개방 단부(272)로 뻗어있고 제 1 내경(278)보다 크다.

금속링(260)은 일단 원하는 위치에 위치되면 하우징(280) 내부에 결합된다. 바람직하게는, 금속링은 네오디뮴 철 붕소로 제조된다. 도시된 실시예에서, 링은 외경이 10.43센티미터이고 내경이 9.83센티미터이다. 링의 각각은 너비가 3.35센티미터이고, 10개의 링이 전체 길이 33.5센티미터를 이루어 하우징(280)내를 가로질러 뻗어있다.

금속링(260)은 하우징(280)의 내부에 결합된후에 자화된다. 하우징에 삽입되어 장착된후에 금속링(260)이 자화되어 실질적으로 네오디뮴 철 붕소 마그넷의 강도에 관한 제 1 실시예의 로터에 연계된 조립의 난점이 제거된다.

도 18을 참조하면, 금속링(260)은 각각의 링이 교번 자류 방향의 세그먼트(262)를 갖는 방식으로 자화된다. 도 16의 화살표(265)는 대응 세그먼트(262)에 대한 자기장의 방향을 나타낸다. 바람직하게는, 세그먼트(262)는 링(260)중심에 대해 대략 30도마다 자류를 번갈아 일으킨다.

세그먼트(262)의 30도 스페이싱이 와인딩 코어의 각각의 20도 스페이싱과 협동하고 따라서 1 와인딩 폴의 리딩 단부가 주어진 세그먼트(262)를 넘어 회전할때, 대략 트레일링 와인딩 폴의 2분의 1(10° arc)이 주어진 세그먼트아래에 위치된다. 인접 와인딩과 주어진 세그먼트사이에 중첩되어 주어진 세그먼트나 마그넷에 관하여 와인딩내에 중첩이 없는 제 1 모터에 비해 보다 연속적인 모터 전력 출력을 일으킨다. 인접 와인딩과 주어진 마그넷사이의 중첩량은 모터의 전력 출력 필요조건에 따라 변할 수 있다.

제어기는 와인딩(56)과 같은 방식으로 와인딩(256)을 통과하는 전류를 스위칭하여 로터(222)의 회전을 유효하게 한다. 필수적으로, 영구 마그넷의 중심선이 대응 와인딩의 중심선을 통과하여 와인딩이 초기에 영구 마그넷을 와이딩 중심선으로 끌고 그 다음에 영구 마그넷을 와인딩 중심선으로부터 멀어지도록 밀때의 방향으로 스위칭된다. 영구 마그넷의 길이방향 축에 관하여 와인딩의 각방향은, 영구 마그넷의 길이방향 중심점이 와인딩의 길이방향 중심점을 통과할때 전형적으로 전류를 스위칭하게 할 것임을 주목해야 한다.

도 19-20을 참조하면, 하우징(280)의 개방 단부(272)를 닫기위해 단부 캡(282)이 제공된다. 단부 캡(282)은 단부 캡(82)와 일치하고, 세라믹 베어링(286)을 위한 시트를 집합적으로 형성하는, 스톱(287)을 갖는 개구(285)를 통하여 형성하는 중심 허브(284)를 포함한다. 환상의 그루브(288)는 중심 허브의 내부 단부에 위치된다. 방사상의 웹(292)에 의해 연결된 주변벽(290)은 중심 허브(284)로부터 뻗어있다. 방사상의 웹(292)의 일부는 주변벽(290)을 넘어 뻗어서 주변 스톱(294)을 형성한다. 주변벽(290)의 팁은 태퍼링되어(291) 단부 캡을 하우징(280)에 삽입하는 것을 돕는다. 핀(296)은 방사상의 웹(292)으로부터 외부로 뻗어있다.

도 21 및 22를 참조하면, 커버(298)가 제공되고 환상의 스톱(302)을 뻗는 축상 개구(300)을 갖는다. 커버(298)의 내면상에 동심링(304)이 형성되고 중심 허브 개구를 둘러싸서 커버(298)가 단부 캡(282)에 장착될때 래비린쓰 씰을 형성하는 동심링(306)에 맞물려있다.

도 23은 본 발명에 따른 장착 블록(225)을 도시한다. 장착 블록(225)의 유일한 구성은 토션 안정성을 유지하여 응용분야의 모터의 성능이 손상되지 않도록 전 방향의 모터의 진동을 없앤다. 마그넷(74)은 나사산이 형성된 장착 볼트(316)를 삽입하기 위해 뻗어있는 아퍼추어(314)를 각각의 암(312)아 갖는 일반적으로 U자형 요크(310)을 포함한다. 각각의 암(312)으로부터 내부로 뻗어있는 핀(318)은 엘라스토머 부싱(320)을 수납한다. 클램프(322)는 볼트(324)에 의해 단부 키(224H)를 압축하여 유지한다. 클램프(322)는 하부 연결 플레이트(326)와 상부 연결 플레이트(328)를 포함하고, 각각은 그 나머지와 협동하도록 설계되어 단부 키(224H)를 클램핑한다. 플레이트(326, 328)는 단부 키(224H)의 모양에 상보적인, 중심에 위치한 키 모양 오목부(330)를 갖는다. 양자 또한 각각의 단부에서 개방된 반실린더형 오목부(332)를 갖고 각각의 플레이트를 통해 중심선(A)으로부터 오프셋된다. 반실린더형 오목부의 직경은 부싱(320)의 직경과 (거의 같거나) 같다. 아퍼추어(334)는 각각의 플레이트의, 키모양 오목부(330)과 각각의 반실린더형 오목부(332)사이에 위치된다. 하부 플레이트내의 아퍼추어(334)는 바람직하게는 나사산이 형성된다.

도 24에 도시된 바와 같이 조립될때, 연결 플레이트(326, 328)는 볼트(324)로 서로 고정되고 모터의 단부 키(224H)는 키형상 오목부(330)내에 포개지고, 핀(316)위에 부싱(320)은 반실린더형 오목부(332)에 수납된다. 따라서, 전체 모터 어셈블리는 엘라스토머 부싱(320)에 의해 요크(310)상에 지지됨을 볼 수있다. 금속간 접촉이 없어서, 모터에 의해 발생된 진동은 부싱(320)에 의해 완전히 흡수되고, 따라서 노이즈를 감소시킨다.

더욱이, 반실린더형 오목부(332)의 편심 위치는 커버 플레이트(98, 298)를 가지거나 없이 장착 블록(225)의 사용을 가능하게 한다. 커버 플레이트(98, 298)의 사용(도 2, 7, 11, 22 참조)은 선택적임을 이해할 것이다. 예컨대, 커버 플레이트(298)가 사용된 도 25에 도시된 바와 같이, 연결 플레이트(326, 328)는 커버 플레이트에 인접한 플러시 측(336)에 의해 위치된다. 한편, 커버 플레이트가 사용되지 않은, 도 26에서, 연결 플레이트(326, 328)는 모터에 인접한 돌출하는 측(338)에 의해 위치되어 커버 플레이트에 의해 점유되었을 몇몇 공간을 점유한다.

전기 모터의 제 2 실시예의 조립

제 2 실시예의 전기 모터(210)의 조립이 설명될 것이다. 제 1 실시예의 전기 모터(10)과 같이, 정확한 순서의 조립 단계는 본 발명에서 중요하지 않다. 조립 단계는 단지 본 발명을 보다 잘 이해하기 위해 설명되고 그 순서가 제한으로 고려되지 않아야 한다.

스테이터(220)의 조립 프로세스는 자기력하에 있을때 스테이터가 편향에 저항하기 위해 필요한 강성을 얻는데 중요하다. 이것은 로터와 스테이터사이의 에어 갭이 1mm정도로 매우 작기때문이다. 에어 갭의 변화는 제조 허용오차와 기타의 영향에 의해 자연적으로 발생한다. 모터의 1 단부와 타단사이의 에어 갭의 상이한 치수에 의해 스텡터가 만곡하거나 편향되게하고, 너무 많이 편향되면 로터와 스테이터사이의 접촉을 일으켜, 모터로부터의 유효하게 파괴할 수 있다.

스테이터(220)는 두가지 방법중 하나로 조립된다. 제 1 방법은 샤프트(224)내에 있다면 키웨이(224I)를 사용한다. 스페이서(288)가 샤프트위에 위치되어 환상의 쇼울더(224B)에 대하여 지탱한다. 그 다음에, 각각이 키웨이(224I)의 크기와 형상과 일치하는 키 개구를 갖는, 복수의 플레이트(242)가 샤프트(224)의 제어 단부상에 슬라이딩되고, 제 1 플레이트는 스페이서(288)에 대해 지탱하고, 각각의 연속하는 플레이트는 이전 플레이트에 대하여 지탱한다. 각각의 플레이트는 바람직하게는, 0.35mm의 두께를 갖는 스탬핑된 주석으로 형성된다. 따라서, 대략 980개의 플레이트가 샤프트상에 위치되고, 정확한 수는 샤프트의 길이에 좌우되고 모터의 크기에 크게 좌우된다. 설명된 방법에 대한 길이의 상한은 모터에 대해 약 20"인것으로 발견되었다. 각각의 플레이트의 키(246)는 플레이트(242)가 삽입될때 샤프트 키웨이(224I)에 정렬된다. 샤프트 키웨이(224I)와 플레이트 키(246)의 정렬과 샤프트(224)위에 플레이트(242)를 슬라이딩 삽입에 의해 와인딩 코어(240)의 와인딩 폴(250)을 형성한다.

플레이트(242)가 샤프트(224)에 장착되면, 제 2 스페이서(288)가 샤프트위에 슬라이드가능하게 장착되고 플레이트(242)와 접촉 인접하여 유지된다. 중요하게도, 그 다음에, 예컨대 유압 프레스에 의해 플레이트는 서로 압축된다. 압축력은 플레이트층을 형성하는 것과 같은 것이고 6X10⁴ 내지 10X10⁴뉴턴 범위에 있다. 그 다음에 로크너트(289)가 충분한 토크에 의해 스페이서(288)에 대하여 샤프트상에 나사산이 형성되어 압축하에서 함께 층을 유지한다. 압축에 의해 압축하지 않았을때보다 스테이터를 3배의 강성을 가지게 하여, 로터의 마그넷에 의해 스테이터에 도입된 만곡 모멘트에 저항하게 한다. 그 다음에 종래의 방식으로 와인딩 폴(250)주위로 와이어를 감아서 와인딩(256)을 형성한다.

스테이터를 구성하는 제 2 방법은 샤프트(224)내에 키웨이가 없을때 지그나 케이지를 사용한다. 케이지는 벽으로부터 내부로 돌출한 하나 이상의 가이드를 갖는 필연적으로 속이 빈 실린더이다. 가이드는 케이지의 길이를 신장하고 케이지의 길이방향 축에 관하여 10도의 각으로 배치된다. 가이드는 상보적 형상의 가이드 또는 플레이트의 각각의 폴사이의 갭과 일치하도록 크기가 형성된다. 플레이트는 케이지내에 쌓여있고, 가이드는 서로 인접한 적당한 위치에서 플레이트를 향하게 한다. 스페이서(288)는 스택의 각각의 단부에 배치된다. 그 다음에 1 단부상의 스페이서(288)가 환상의 쇼울더(224B)에 인접할때까지 샤프트(224)는 플레이트 스택의 중심 아퍼추어로 유압에 의해 프레싱된다.

동일한 프레싱 동작, 또는 별개의 단계로, 상기한 압축력에 의해 플레이트는 층에 압축되고 로크너트는 샤프트에 나사산이 형성되어 층을 함께 유지한다.

와인딩 폴(250)주위에 와인딩(256)이 조립되면, 스테이터(220)와 로터(222)가 조립될 수 있다. 바람직하게는, 스테이터(220)는 로터(222)의 내부로 슬라이딩가능하게 삽입된다. 링(260)은 바람직하게는 이미 자화되었기때문에, 스테이터(220)는 로터(222)의 자화된 링(260)과 접촉하여 끌려올것이다. 그 다음에 스테이터(220)는 로터(222)의 링(260)의 내부를 통해 슬라이딩가능하게 삽입될 수 있다. 제 1 실시예에서와 같이, 스테이터(220)와 로터(222)사이에 마찰 계수를 줄이기 위해 윤활유가 사용될 수 있다.

단부 캡(82)과 베어링(86)을 하우징(280)에 장착하는 것은 제 1 실시예에서 상기한 바와 같고 상세하게 설명하지 않을 것이다. 단부 캡(282), 세라믹 베어링(286), 및 커버(298)가 조립되면, 상기한 바와 같이, 어셈블리는 장착 블록(225)에 장착될 준비가 된다.

제 3 실시예

본 발명에 따른 모터(410)의 제 3 실시예가 도 27-32에 도시되어 있다. 제 3 실시예의 전기 모터(410)는 제 2 실시예의 전기 모터(210)와 물리적으로 및 기능적으로 유사하거나 일치하는 많은 구성요소를 포함한다. 따라서, 가능한 범위에서, 제 1 실시예의 구성요소와 유사한 제 2 실시예의 구성요소는 200증가된 유사한 식별번호를 가질 것이다.

제 3 실시예와 제 2 실시예의 주된 차이는 로터(422)의 길이와 임의의 주어진 순간에 와인딩의 위치를 탐지하는 센서 구조에 있다. 도 27에 도시된 제 3 실시예의 변형례에서, 로터(422)와 샤프트(424)가 신장되어 1 단부와 스테이터상의 층사이에 공간이 있음을 알 수 있다. 즉, 층의 중심이 모터의 두 단부사이에 있지 않다. 중심에 두는 것은 모터가 효과적으로 기능하는데 중요한 것은 아니다. 그러나, 달성될 수 있는 길이에 제한이 있고, 그 제한은 마그넷에 의해 도입된 만곡 모멘트에 의한 편향되는 샤프트의 경향에 의해 결정되어 시작한다.

트레드밀과 같은, 어떤 응용분야를 위하여 보다 긴 길이를 획득하기 위해, 도 28-32의 변형례는 허용가능한 해결책인 것으로 발견되었다. 우선 도 28, 29 및 31을 보면, 모터 부분(400)은 단부 캡(482)을 지나 뻗어있는 연결부(402)를 가지고 있음을 볼 것이다. 연결부(402)는 로터(422)의 단부에 환상의 에지(406)에 의해 형성된 개방 단부(404)를 갖는다. 연결부(402)내의 단부 캡(482)을 바로 지나 내부 환상의 그루브(408)이고 복수의 아퍼추어(500)가 그루브에 연결부의 벽을 통해 뻗어있다. 환상의 에지(406)에는 적어도 하나의 슬롯(502)이 형성된다. 스테이터(420)의 샤프트(424)는 단부 캡(482)을 지나 몇몇 지점에서 종단됨을 이해할 것이다.

도 28, 29, 32는 모터부분(400)이 길게 뻗어있는 신장부(510)을 잘 도시한 것이다. 신장부(510)는 로터 신장부(512)와 축 어셈블리(514)를 포함한다. 로터 신장부(512)는 필수적으로 로터(422)와 동일한 직경, 두깨, 및 구성을 갖는 실린더형 구조이다. 로터 신장부(512)의 근단부(512)는 환상의 에지(518), 및 환상 에지의 다소의 내측, 및 근방의 환상의 쇼울더(520)에서 종단한다. 로터 신장부(512)의 원단부(522)는 필수적으로 모터의 단부 캡(482)와 같은 구성을 갖는 단부 캡(524)에 의해 닫힌다. 단부 캡(524)은 바람직하게는 프레스 피트 및/또는 웰딩에 의해 로터 신장부에 고정된다. 원단의 환상의 쇼울더(526)는 단부 캡(524)의 내측에 있다.

축 어셈블리(514)는 지지 블록(528)과 축(530)을 포함한다. 지지 블록(528)은 원단의 환상의 쇼울더(526)에 대하여 로터 신장부(512)의 근단부(522)로 강화된 디스크 프레스 피트이다. 축(530)은 키잉된 단부(532), 및 환상의 스페이싱 보스(538)에 의해 분리된 제 1 및 제 2 베어링 표면(534, 536)을 갖는다. 제 1 베어링(540)은 스플리트 링(544)에 의해 지지 블록(528)의 중심 개구(542)에 고정되고 (바람직하게는 두배인) 제 2 베어링(546)은 또다른 스플리트 링(548)에 의해 단부 캡(524)에 고정된다. 축은 제 2 베어링(546)에 수납된 제 1 베어링 표면(534) 및 제 1 베어링(540)에 수납된 제 2 베어링 표면(536)에 의해 장착된다. 축(530)의 길이방향 축은 샤프트(424)의 길이방향축과 동일선상에 있음을 이해할 것이다.

커플러(550)는 신장부(510)를 커플링부(500)에 연결한다. 커플러(550)는 제 1 단부에 제 1 환상의 에지(552) 및 타단부에 제 2 환상의 에지(554)를 갖는 빈 튜브이다. 방사사으이 리브(556)은 제 1 환상의 에지가까이에서 튜브로부터 외부로 뻗어있고 로터(422)와 신장부(510)의 외경과 필수적으로 같은 외경을 같는다. 방사상의 리브는 1측에서 제 1 환상의 쇼울더(558)에 의해 그리고 타측에서 제 2 환상의 쇼울더(560)에 의해 경계지어진다. 커플러(550)는 프레스 피트 및/또는 웰딩에 의해 신장부(510)에 고정되고 커플러(550)의 제 1 환상의 에지(552)는 로터 신장부(510)의 근방의 환상의 쇼울더(520)에 접하고 로터 신장부의 근방의 환상의 에지(518)는 커플러의 제 1 환상의 쇼울더(558)에 접한다. 필요하면, 로터 신장부의 근방의 환상의 에지(518)와 커플러의 제 1 환상의 쇼울더(558)의 접합부에 용접된다.

외부 환상의 그루브(562)는 방사상의 리브(556)와 제 2 환상의 에지(554)사이에 있다. 도 30을 참조하면, 외부 환상의 그루브(562)에 스플리트 클램프 링(564)가 배치된다. 클램프 링(564)은 각각이 복수의 나사산이 형성된 아퍼추어(566)를 갖는 두개의 하프링을 포함한다. 나사산이 형성된 아퍼추어(566)는 로터(400)의 커플링부(402)내의 아퍼추어(500)와 리지스트리가 되도록 위치된다. 클램프 링 볼트(568)는 아퍼추어(566)에 나사끼워맞춤된다. 서로 180도로 배치된, 한쌍의 로케이터 핀(568)이 외부 원형의 그루브(562)내의 커플러(550)에 장착되어 아퍼추어(500, 566)에 의해 클램프 링(564)의 위치를 리지스트리로 유지한다. 클램프 링 볼트(568)가 빠지면, 클램프 링(564)은 외부 환상의 그루브(562)내에 포개진다.

이 위치에서, 커플러(550)의 제 2 환상의 에지(552)는 로터(422)의 커플링부(402)의 개방 단부(404)로 프레스 피트 맞물림되어 수납될 수 있다. 커플링시에, 커플러(550)의 제 2 환상의 에지(552)는 단부 캡(482)에 접하고 그리고/또는 커플링부(402)의 환상의 에지(406)는 커플러(550)의 환상의 쇼울더(560)에 접하는 것을 볼 수 있다. 동시에, 클램프 링(564)은 환상의 그루브(408)와 리지스트리로 된다. 클램프 링 볼트(568)가 들어오면, 클램프 링(564)은 커플러(550)내의 외부 환상의 그루브(562)로부터 커플링부(402)내의 환상의 그루브(408)로 이동하게 되고, 따라서 커플러를 커플링부에 클램핑한다. 보다더 고정하기 위해, 안전핀(570)이 슬롯(502)내에 수납될 쇼울더(560)근방의 커플러(550)로부터 돌출하여 커플링부에 대하여 커플러가 회전하는 것을 막는다.

축(530)의 키(532)는 상기한 바와 같이 장착 블록에 고정되고 샤프트(424)의 외측 단부는 상기한 바와 같이 또다른 장착 블록에 고정도니다. 따라서 신장부(510)를 로터(402)에 고정시키고 축과 샤프트를 정렬함으로써, 로터의 회전은 또한 신장부를 횐전시킴은 명백하다. 따라서 모터는 예컨대, 트레드밀과 같은 보다 넓은 벨트에 사용될 수 있다.

위치 센서

본 발명은 도 33 및 34에 도시되지만, 모든 실시예에 같이 적용될 수 있는 신규의 위치 센서(600)를 포함한다. 위치 센서(600)는 관상부(604), 플랜지부(606), 및 관상부와 플랜지부사이에 뻗어있는 강화 리브(608)를 갖는 장착 브래킷(602)을 포함한다. 관상부(604)는, 브래킷(602)이 샤프트위에 수납되어 장착될 수 있도록 샤프트(224)의 센서부(224E)의 외경과 대략 같은 내경을 갖는다. 관상부(604)내의 핀홀(610)은 장착 핀(612)을 수납하도록 크기가 형성되고, 샤프트내의 홀(614)와 리지스트리되도록 브래킷이 위치된다. 핀(612)이 홀(610, 614)에 프레스 피트될때, 브래킷(602)은, 플랜지부(606)가 스테이터내의 마지막 플레이트(242)로 부터 이격되어 평행한 상태에서 샤프트(224)에 고정될 것이다.

플랜지부(606)는, 스페이서(618)가 각각의 아퍼추어를 둘러싸고, 바람직하게는 나사산이 형성된 몇개의 아퍼추어(616)극 갖는다. 센서 플레이트(620)는 또한, 플랜지부(606)상에 아퍼추어(616)와 리지스트리되어 위치된, 몇개의 아퍼추어(622)를 갖는다. 센서 플레이트(620)는 하기하는 바와 같이 센서(624, 626)를 전달한다.

단부 캡(282)는 허브(630)로부터 방사상으로 뻗어있는 일련의 내부 리브(628)를 갖는다. 허브(630)는 종래 방식으로 베어링(632)을 수납하도록 크기가 형성되고, 스플리트 링(634)에 의해 내부에 유지된다. 허브(630)의 환상의 단부(636)는 납작하고 적어도 인접 리브(628)의 일부는 환상의 단부(636)와 동면을 이루어 광디스크(640)를 수납하는 곳안에 효과적인 플랫을 형성한다. 광 디스크는 바람직하게는 (0.2mm두깨 정도의) 얇은 스틸이고 매우 얇고 방사상인 (0.1mm정도 폭을 가진) 그루브를 갖는다. 트랙(642)의 반경은 그루브의 개수가 1000개를 초과하도록 된다. 디스크(640)는 허브(630)의 환상의 단부(636)에 접착되거나 고정된다. 일련의 플레이트(644)가 리브(628)쌍사이의 번갈아있는 공간내의 단부 캡(282)으로부터 축으로 뻗어있다. 각각의 플레이트(644)는 아치형이고, 허브(630)의 길이방향축으로부터 반지름을 따른다.

홀 효과 센서(624)는 플레이트(644)가 각각의 마그넷의 암사이의 개방 공간을 통과하도록 센서 플레이트(620)상에 위치된 일련의 C형상 마그넷(650)을 포함한다. 단부 캡(282)은 플레이트(644)가 주어진 와인딩폴에 일치하도록 와인딩에 관하여 위치됨을 이해할 것이다. 따라서, 플레이트(644)가 마그넷(650)을 통과할때, 홀 효과에 의해 센서(624)는 로터의 회전에서 임의의 주어진 순간에 와인딩의 위치를 결정할 수 있다.

주어진 순간에 보다 정확하게 위치를 결정할 필요가 있으면, 제 2 센서(626)는 트랙으로부터 반사를 감지하기 위해, 광 디스크(640)상의 트랙(642)을 향해 직진되는 조명원(예컨대, LED)과 수신기(예컨대, 광전 트랜지스터)를 포함하는 광반사기타입이다. 트랙(642)내의 그루브가 광반사기 센서를 통과하고, 이어서 다음 그루브가 통과하기전에 인접한 플랫으로부터 반사될때마다, 대응하는 펄스 신호가 발생하고 프로세싱을 위해 제어기에 전송된다.

본 발명이 특정 실시예에 관하여 설명되었지만, 이것은 설명을 위한 것이고 제한이 아니며, 첨부된 청구항의 범위는 종래 기술이 허용하는 만큼 넓게 해석되어야함을 이해할 것이다.

Claims

구조 지지체에 고정 장착되고 와인딩 극성을 변경하기 위한 가역 전류를 일으킬 수 있는 복수의 와인딩(56, 256)을 구비한 샤프트(24, 224, 424)를 포함하는 내부 스테이터(20, 220, 420), 및 샤프트(24, 224, 424)에 회전가능하게 장착되고 스테이터(20, 220, 420)의 주변에 대하여 방사상으로 간격지고, 각각이 적어도 하나의 소정의 폴을 갖는 복수의 마그넷(74, 260)을 구비한 외부 로터를 포함하는 타입의 전기 모터(10, 210, 410)로서,

스테이터(20, 220, 420)는, 와인딩(56, 256)이 마그넷에 접촉하도록 하는 경향이 있는 외력에 의한 샤프트의 만곡을 억제하기 위한 충분한 압축하에서 샤프트(24, 224, 424)상에 복수의 플레이트(42, 242)를 구비한 것을 특징으로 하는 전기 모터(10, 210, 410).
제 1 항에 있어서, 복수의 플레이트(42, 242)는 복수의 와인딩(56, 256)을 전달하는 와인딩 코어(40, 240)를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 모터(10, 210, 410).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 플레이트(42, 242)는 와인딩폴상에 와인딩(56, 256)을 유지하기 위한 각각의 폴의 단부상에 캡을 갖는 와인딩폴(50)을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 모터(10, 210, 410).
제 1 항에 있어서, 플레이트(42, 242)는 적어도 하나의 로크너트에 의해 압축되어 유지되는 것을 특징으로 하는 전기 모터(10, 210, 410).
제 1 항에 있어서, 와인딩의 길이방향 축이 샤프트의 길이방향 축에 대하여 예각을 형성하도록 와인딩(56, 256)이 코어(40, 240)상에 방향을 이루게 되는 것을 특징으로 하는 전기 모터(10, 210, 410).
제 5 항에 있어서, 예각은 10도인 것을 특징으로 하는 전기 모터(10, 210, 410).
구조 지지체에 고정 장착되고 와인딩 극성을 변경하기 위한 가역 전류를 일으킬 수 있는 복수의 와인딩(56, 256)을 구비한 샤프트(24, 224, 424)를 포함하는 내부 스테이터(20, 220, 420), 및 샤프트에 회전가능하게 장착되고 스테이터(20, 220, 420)의 주변에 대하여 방사상으로 간격지고, 각각이 적어도 하나의 소정의 폴을 갖는 복수의 마그넷(74, 260)을 구비한 외부 로터(22, 222, 422)를 포함하는 타입의 전기 모터(10, 210, 410)용의 와인딩 코어(40, 240)를 형성하는 방법으로서,

샤프트(24, 224, 424)에 샤프트의 길이방향 축에 대하여 예각으로 방향을 이루는 키웨이(46)를 제공하는 단계;

각각의 단부에 캡을 갖는 방사형 폴 및 키웨이와 일치하는 모양의 키웨이(38)를 각각 갖는 플레이트(42, 242)를 제공하는 단계;

샤프트(24, 224, 424)상에 스톱(39, 287)을 위치시키는 단계;

복수의 플레이트가 샤프트에 장착될때까지 제 1 플레이트(42, 242)가 스톱(39, 287)에 대항하여 지탱한채로 키웨이(46)에 이어서 샤프트(24, 224, 424)상에 각각의 플레이트(42, 242)를 슬라이딩하는 단계;

플레이트(42, 242)를 압축하여 층을 형성하는 단계; 및

마지막 플레이트에 인접한 샤프트(24, 224, 424)상에 로크너트를 고정하여 층을 압축한채로 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
구조 지지체에 고정 장착되고 와인딩 극성을 변경하기 위한 가역 전류를 일으킬 수 있는 복수의 와인딩(56, 256)을 구비한 샤프트(24, 224, 424)를 포함하는 내부 스테이터(20, 220, 420), 및 샤프트에 회전가능하게 장착되고 스테이터의 주변에 대하여 방사상으로 간격지고, 각각이 적어도 하나의 소정의 폴을 갖는 복수의 마그넷(74, 260)을 구비한 외부 로터(22, 222, 422)를 포함하는 타입의 전기 모터(10, 210, 410)용의 와인딩 코어(40, 240)를 형성하는 방법으로서,

적어도 하나의 키웨이(46)를 갖는 빈 실린더형 지그(120)를 제공하는 단계;

중심 개구(44), 각각의 단부에 캡을 갖는 방사형 폴, 및, 키웨이와 일치하는 모양의 키웨이(38)를 각각 갖는 플레이트(42, 242)를 제공하는 단계;

스톱을 지그(120)내에 위치시키는 단계;

복수의 플레이트가 지그에 배치될때까지 제 1 플레이트가 스톱에 대항하여 지탱한채로 키웨이(46)에 이어서 지그(120)내에 각각의 플레이트(42, 242)를 슬라이딩하는 단계;

샤프트를 중심 개구에 프레싱하는 단계;

플레이트(42, 242)를 압축하여 층을 형성하는 단계; 및

마지막 플레이트에 인접한 샤프트상에 로크너트를 고정하여 층을 압축한채로 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
구조 지지체에 고정 장착되고 와인딩 극성을 변경하기 위한 가역 전류를 일으킬 수 있는 복수의 와인딩(56, 256)을 구비한 샤프트를 포함하는 내부 스테이터(20, 220, 420), 및 샤프트에 회전가능하게 장착되고 스테이터(20, 220, 420)의 주변에 대하여 방사상으로 간격지고, 각각이 적어도 하나의 소정의 폴을 갖는 복수의 마그넷(74, 260)을 구비한 외부 로터(22, 222, 422)를 포함하는 타입의 전기 모터(10, 210, 410)로서,

샤프트(24, 224, 424)는 두개의 대향하는 부싱 핀(318)을 갖는 요크(318), 및 부싱(320)에 장착된, 샤프트(24, 224, 424)를 전달하는 클램프(322)를 구비한 적어도 하나의 장착 블록(225)을 통해 구조 지지체에 장착되고 장착 블록(225)은 토션 안정성을 유지하면서 전 방향의 모터의 진동을 줄이는 것을 특징으로 하는 전기 모터(10, 210, 410).
제 9 항에 있어서, 샤프트 단부는 키잉되어 있고 클램프(332)는 키잉된 샤프트 단부를 수납하도록 형성된 상하부 연결 플레이트(326, 328)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터(10, 210, 410).
제 10 항에 있어서, 상하부 연결 플레이트(326, 328)의 각각은 부싱(320)에 상보적 형상의 오목부(330, 332)를 갖고 그 사이에 부싱을 클램핑하기 위해 서로 상호작용하도록 크기가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 모터(10, 210, 410).
제 11 항에 있어서, 각각의 오목부(330, 332)는 연결 플레이트의 길이방향 축에 대하여 편심되어 위치되는 것을 특징으로 하는 전기 모터(10, 210, 410).
구조 지지체에 고정 장착되고 와인딩 극성을 변경하기 위한 가역 전류를 일으킬 수 있는 복수의 와인딩(56, 256)을 구비한 샤프트(24, 224, 424)를 포함하는 내부 스테이터(20, 220, 420), 및 샤프트에 회전가능하게 장착되고 스테이터의 주변에 대하여 방사상으로 간격지고, 각각이 적어도 하나의 소정의 폴을 갖는 복수의 마그넷(74, 260)을 구비한 외부 로터(22, 222, 422)를 포함하는 타입의 편심 전기 모터로서,

센서 어셈블리(600)가 스테이터에 장착되어 로터의 각각의 회전에 대하여 1000개 이상의 펄스 신호를 발생시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 모터(10, 210, 410).
제 13 항에 있어서, 센서 어셈블리(600)는 광반사 센서(624, 626)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터(10, 210, 410).
제 14 항에 있어서, 광반사 센서(624, 626)는 광원, 리셉터, 및 스테이터에 대하여 로터의 움직임과 일치하는 디스크와 리셉터사이의 상대적 움직임이 있도록 1000개 이상의 방사상 그루브가 위치된 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터(10, 210, 410).
구조 지지체에 고정 장착되고 와인딩 극성을 변경하기 위한 가역 전류를 일으킬 수 있는 복수의 와인딩(56, 256)을 구비한 샤프트(24, 224, 424)를 포함하는 내부 스테이터(20, 220, 420), 및 샤프트에 회전가능하게 장착되고 스테이터의 주변에 대하여 방사상으로 간격지고, 각각이 적어도 하나의 소정의 폴을 갖는 복수의 마그넷(74, 260)을 구비한 외부 로터(22, 222, 422)를 포함하는 타입의 전기 모터(10, 210, 410)로서,

샤프트의 제 1 단부는 구조 지지체에 장착되고 샤프트의 제 2 단부는 그렇게 장착되지 않고;

로터는 제 2 샤프트 단부의 보다 가까운 단부에 장착된 신장부를 갖고;

제 2 샤프트는 구조 지지체에 고정된 1 단부 및 샤프트와 동일선상의, 신장부에 회전가능하게 장착된 제 2 단부를 구비한 것을 특징으로 하는 전기 모터(10, 210, 410).