KR20090074196A

KR20090074196A - 전자기 머신의 개량

Info

Publication number: KR20090074196A
Application number: KR1020097007526A
Authority: KR
Inventors: 필립 레이몬드 마이클 덴
Original assignee: 와이얼리스 모터 디벨롭먼트 리미티드
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2009-07-06
Also published as: BRPI0716949A2; EP2062345B1; CN101595627A; CA2663182A1; US8232689B2; WO2008032080A3; US20100007223A1; GB0617989D0; EP2062345A2; WO2008032080A2; JP2010504073A; RU2009113618A

Abstract

전자기 머신(1)은, 2개의 자기 어레이(3) 사이에 설치된 전도체 날개(7)를 구비한다. 그 전도체 날개(7)는 복수의 전기 절연성 전도체(35)를 구비하고, 상기 자기 어레이(3)에서 발생된 자계에 상기 전도체(35)를 설치하는 경우와 상기 전도체(35)에 전류가 흐르는 경우, 상기 자기 어레이(3)가 상기 전도체 날개(7)에 대해 이동하게 전자기력을 유도하고, 상기 세트의 전도체(35)는 자계가 통과하는 자기 어레이(3) 사이의 갭을 실질적으로 충전한다.

전자기 머신, 자기 어레이, 전도체 날개, 자계.

Description

전자기 머신의 개량{Improvements in electromagnetic machines}

본 발명은 선형 모터 및 회전식 모터 등의 전자기 머신에 관한 것이다.

종래의 전자기 머신은, 전기자와 고정자 양쪽에 의해 생성된 자계 패턴의 상호 작용으로 힘을 발생하도록 설계되고, 상기 자계 패턴의 적어도 하나는 전기적으로 변화되고, 여기서는 이들 머신을 "상호 자기(inter-magnetic)" 머신이라고 한다.

종래의 "상호자기" 머신에서는, 그 머신의 전기부는 철 구조의 슬롯에 감긴 와이어의 코일들로 이루어진다. 상기 철 구조은, 상기 코일들을 올바른 위치에 보유하고, 상기 와이어에 전자기력을 전달하는데 필요한 기계강도를 상기 머신의 바디(body)에 제공하고, 그리고 자속에 대한 저자기저항의 경로로서의 역할을 한다.

"상호 자기" 머신은, 루프 전도체(looped conductor)(또는 동등한 묶음의 전도체)로 둘러싸인 면적이 자극 단편의 면적과 일치하도록, 또는 그 면적의 대략 분수이도록(즉, 낮은 정수의 루프 전도체로 둘러싸인 면적은 상기 자극 단편의 면적과 일치하도록) 구성된다. 또한, "상호 자기" 머신에서, 상기 코일의 전면 면적은 상대적으로 작고, 그 코일은 종종 자기회로의 공극 거리를 줄이고 상기 코일이 감긴 단단한 지지체를 설치하는 기능을 갖는 대량의 고투자율 자기재료를 둘러싼다. 상기 코일들을 철로 둘러싸도록, "상호 자기" 머신의 코일들은, 통상 철 안으로 잘 린 슬롯들에 배치되고, 그 코일 자체는 상기 공극 내에 있지 않고 그 공극 거리는 작다.

출력부가 로드 또는 튜브인 원통형 형태로 또는, 전기자가 상기 고정자의 표면에서 움직이는 플래너 형태나 또는 2개의 유사한 고정자 사이의 채널로 선형 전기 모터를 구성하는 것이 알려져 있다. 외부적으로 접속되지 않지만, 제어 팽창을 위해 압축하기 위한 피스톤으로서(그 모터는 역방향으로 구동되고 제너레이터로서 작동함) 또는 관성 질량으로서 사용되는 전기자를 갖는 상기 머신을 구성하는 것도 알려져 있고, 이때의 반응력은 상기 고정자를 거쳐 부하에 연결된다.

양쪽의 위상에서, 상기 자기부는, 상대 움직임의 궤적을 횡단하는 공간 주기적 자계를 생성하는 영구자석의 어레이로 구성되는 것이 일반적이다. 선형 모터의 전기부는, 상기 움직임의 궤적과 상기 자계에 수직한 방향으로 상기 공간주기적 자계와 교차하는 코일들의 적어도 하나의 어레이나 전도체로 구성된다.

상기 코일들을 적소에 보유하는 철 구조은, 그 철 내부에 상기 전도체가 효과적으로 담기게 된다. 그 위상을 사용하는 중요한 결과는, 와이어가 받는 유효 플럭스(flux) 밀도가 상기 철 구조 내에 실제의 슬롯의 기하학적 구조와 상기 철의 투자율에 의해 제한된다는 것이어서, 상기 와이어는, 마치 작동 플럭스 밀도가 대략 0.6 테슬라의 자계와 교차하는 것처럼 작동한다.

상기 코일들의 영역에 플럭스 밀도가 높은 전자기 머신을 작동시키는 것이 바람직하여, 어떠한 소정의 출력 힘 또는 토오크에 요구된 전류를 감소시킨다. 그 이유는, 전자기 머신에서 생성된 (뉴톤의) 힘P가 자계 강도B(테슬라단위), 전류경 로의 길이 L(미터 단위) 및 그 전류의 강도 I(암페어 단위)의 벡터 외곱이기 때문이다. 또한, 저장열 손실(일반적으로 "구리 손실")이 전류의 제곱으로 증가하므로, 고 스러스트(thrust) 출력을 생성하는데 필요한 머신에서 고 작동 플럭스 밀도를 사용하여, 상기 구리 손실을 최소화하는데 특히 바람직하다.

본 출원에서 기술하는 것이 의미하는 것은, 상기 전도체가 담긴 자속 밀도가 1.5 테슬라정도로 증가되어도 된다는 것이고, 이것이 가리키는 것은 연강 등의 쉽게 사용가능한 자기재료의 포화에 의해 제한되기 시작한다는 것이다. 전용 자기재료를 사용함으로써, 상기 자계 강도는 더욱 증가되어도 된다.

상기 증가된 자계 강도의 단점은, 상기 머신 내에서 보다 큰 내부 힘을 발생한다는 것인데, 그 이유는 면적 A(sq m)를 갖고 자속에 의해 밀도B(테슬라)와 연관된 2개의 평면 자기 표면 사이의 힘 F(뉴톤)가 그 표면들을 연관하는 플럭스 밀도의 제곱으로 증가하고 대략 다음식으로 나타낸다.

F=400,000B²A

즉, 상기 자계는 Bar의 값이 4B²인 상기 2개의 표면에 함께 힘을 가하는 유효 "자기압력"을 발생한다.

예를 들면, 1.5테슬라의 플럭스 밀도가 폭이 5mm이고 길이가 100mm인 극편으로부터 나오면, 상기 극편은 450뉴톤의 힘으로 인접한 플럭스 복귀 플레이트에 일정하게 끌린다. 50개의 상기 극편을 갖는 일반적인 전기자는, 22,500뉴톤의 큰 정자기력을 발생할 것이다. 상기 머신의 전기 효율이 전용 자기재료를 사용하여 개량 되고 상기 플럭스 밀도가 증가하여 2테슬라에 도달되면, 크기가 같은 전기자에서 생긴 정자기력은 증가하여 40,000뉴톤에 도달할 것이다.

종래의 많은 선형 모터들은 일측에만 고정자를 갖는 전기자로 구성되도록 설계되고, 이 전기자는, 베어링 시스템에 의해 상기 고정자가 분명하게 보유된다. 상기 전기자 베어링이 풀 정자기력을 견뎌야 하기 때문에, 2개의 부분 사이의 플럭스 밀도에 있어서의 제안된 어떠한 증가도 하지 못하게 한다.

산업용 선형 모터의 위상은 자주 변경되어, 상기 전기적인 전기자가 자석을 따라 나란히 세워진 평행측 채널의 중심선을 따라 이동하여서, 그것은 상기 고정자 채널의 대향측에 끌리는 대략 동일한 힘을 받는다. 그럼에도 불구하고, 상기 전기자 위치를 중심에 위치되게 하는 베어링은 그들의 대향하는 힘간의 어떠한 불균형도 견뎌야 할 것이라는 것을 알 것이다. 상기 플럭스 밀도가 증가됨에 따라, 그들의 대향하는 힘의 크기는 급속하게 증가하고 또한 어떠한 불균형의 효과도 보다 커진다. 이와 같이 종래의 선형 모터의 상기 전기자 베어링은, 상기 플럭스 밀도가 증가되는 경우 보다 강건해져야 한다.

아주 가장 좋은 사용가능한 자기재료의 특성은, 영구자석의 표면에서 최적의 작동 플럭스 밀도(BH 최대값의 조건)가 테슬라의 분수일뿐이다. 이와 같이, 상기 전기자와 상기 고정자간의 갭에서의 플럭스 밀도가 증가하여 1보다 많은 테슬러에 도달되는 경우, 자석 표면으로부터의 플럭스가 보다 작은 면적에 집중되는 극편을 사용하는 것이 필요하다. 상기 극편 재료가 자기적으로 포화되지 않는다면, 상기 플럭스 밀도를 상기 면적비와 곱한다.

원통형 머신에 관한 본 출원인의 이전의 출원 중 일부에서, 자석은, 평행한 표면들 사이에서 자화된 평면 평탄한 디스크이다. 이러한 설계에서, 유사한 형태의 철 극편은, 자석의 양쪽 측면에 맞추어져, 상기 극편은 자석이 중간에 갖는 원형 샌드위치와 같은 "빵"이고, 이를 모두 "자력 유닛"이라고 한다. 상기 극편의 기능은, 상기 자석의 평면으로부터의 플럭스를 집중시켜 반경방향으로 전환하여 상기 극편의 원통형 외주로부터 나온다.

본 출원에 기재된 머신에 있어서, 상기 자석과 극편은 평탄한 플레이트이고, 상기 플럭스는 2개의 대향하는 평면측으로부터 (집중이 증가된 부분에서) 나오도록 구성된다. 3상 머신에서, 상기 극편과 자석의 두께는 동일하고-그 치수도 움직임 축을 따라 상기 코일들 사이의 간격이다. 그래서, 상기 극편의 축방향 두께를 얇게 하여 상기 플럭스를 더욱 집중시키는 것이 필요한 경우, 상기 자석 두께와 상기 전도체의 치수도 감소되어야 한다. 이와 같이, 플럭스 밀도가 높은 머신은, 그 움직임 선의 단위 길이마다 (극성이 교대하는) 보다 많은 자극을 갖는다. 상기 고정자에 대한 상기 전기자의 임의의 소정의 이동속도의 경우, 플럭스 교대의 주파수는 설계 플럭스 밀도에 따라 증가한다.

보통 상기 전도체와 연관된 철을 "백킹 철(backing iron)"이라고 하고, 상기 철의 자속의 진폭 및 방향은 상기 전기자가 상기 고정자에 대하여 이동함에 따라 교대된다. 그 자계 방향이 교대함으로써 에너지가 상기 철에서 낭비되고, 상기 "철 손실"은 상기 플럭스 밀도의 제곱으로서 증가한다.

상기의 모든 이유 때문에, 높은 작동 플럭스 밀도의 전기적 머신들은 일반적 으로 사용 가능하지 않고, 그들은 대응한 단점을 수용할 수 있는 전문가 응용에 제한된다.

US 4319152에는, 회전식 전기 머신에서 권선형 코일 대신에 패터닝된 금속 라미네이션을 사용하는 것이 기재되어 있다. 그렇지만, 층류 전도체의 사용은, 전자석의 통전에 사용되는 것으로서 또한 동일한 기능에 사용될 수 있던 와이어에 대한 단순하고 직접적인 대체로서 기재되어 있을 뿐이다. 또한, US 4319152의 도 3에서는 금속 라미네이션을 배치하려고 하는 슬롯형 철이나 페라이트 코어의 2가지 형태를 도시하는 것을 주목해야 하고- 상기 백킹 철이 제거되지도, 상기 라미네이트된 전도체가 자체 지지하려고 하지 않는다.

GB-A-1420391에는, 전용 철도 차량의 공중 부양을 위한 자계를 코일 시스템이 발생하는 구성이 기재되어 있다. 적어도 하나의 다른 세트의 코일을 사용함으로써, 자계는 정류되어 상기 철도 차량의 순방향 움직임을 일으키는 차동력을 발생할 수 있다.

JP-A-62189931에는, 리본 전도체를 사용하여 회전식 모터의 전기부품을 구성하는 다수의 방법이 있다.

원형의 평탄한 디스크형 영구자석과 극편의 적층체를 사용하여 반경방향 플럭스 밀도가 큰 축방향 교대 자계를 구성하는 것이 알려져 있다. 그렇지만, 이러한 종래기술의 원통형 구조는 다음의 내용 때문에 연속적으로 발생할 수 있는 최대 축방향 힘에 관해 강하게 제한된다:

1. 자기 피스톤의 스러스트는, 그것의 체적이나 질량에 비례- 그것의 길이와 그것의 지름의 제곱에 직접 비례한다.

2. 임의의 응용에 있어서, 원통형 액추에이터의 피스톤 길이에 대해 실제 제한이 있으므로, 제한된 공간에서 보다 큰 스러스트를 필요로 하는 경우 디스크 지름을 증가시키는데 필요하다. 하지만, 소결 부품으로서 그것의 실제 제조의 어려움으로 설정된 1편 자석 디스크의 최대 지름에 대해 제한이 있다.

3. 펄스형 자계에 의해 통전화에 필요한 파워에 의해 설정된 1편 자석의 체적에 마찬가지로 제한이 있다.

4. 강력한 영구자석의 단위 크기가 증가됨에 따라, 그것은 상기 모터를 구성하는 프로세스 동안에 취급하는데 더욱 위험해진다.

5. 대 지름의 디스크형 자석을 사용하는데 필요한 경우, 대안이 없지만 보다 작은 다수의 세그먼트 자석으로부터 큰 원형 디스크를 조립하는 대안이 있고, 이것은 먼저 자화된 후 철 극편에 접합되기 전에 (강한 상호 반발작용에 대해) 함께 가져와야 한다. 이러한 조립 프로세스는 어렵고 위험하다.

6. 자기 전류자기는, 세그먼트 사이의 각 접합점의 선을 따라 감소되어("프린징(fringing)"이라고 하는 효과) 보다 작은 자속량이 동일한 1편 부품에서보다 조립된 자석에서 사용 가능하다.

7.종래 구성의 원통형 선형 액추에이터에서, 위상 권선을 형성하는 모든 코일은 개별적으로 구성되고, 적층체로서 조립되고, 정확한 페이징(phasing)과 함께 배선된 후, 서로, 상기 피스톤의 베어링 표면을 형성하는 내부 라이닝에, 또한 끝으로 상기 머신의 백킹 철을 형성하는 두꺼운 외부 케이싱에 접합된다. 그 제조 프 로세스는, 노동 집약적이고, 그것의 품질은 조정하는데 어렵고 그것은 값비싸다.

그럼에도 불구하고, 종래기술에 따라 구성될 수 있는 액추에이터들보다 보다 크고 보다 많은 강력한 원통형 선형 액추에이터에 대한 요구가 있다. 그 때문에, 제조하는데 효율적인 비교적 저비용이고 안전한 고전력 전기 머신의 범위를 개발하였다. 신규한 모터는, 아래에서 설명하는 구성 및 작동원리를 갖는 다수의 기본적 머신으로부터 조립된다.

본 발명의 목적은, 고 플럭스 밀도 자계에 전도체를 배치한 전기 머신을 구성하는 수단을 제공하여, 상기 "구리 손실"을 최소화하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 "철 손실"이 감소되도록 상기 전도체의 백킹 철의 양을 감소시키는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 전기자와 상기 고정자간의 자기 흡인력을 감소시켜서, 베어링 마모를 줄이고 조립을 보다 안전하고 덜 비싸게 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 이동하는 전기적 전기자의 질량을 최소화하여 상기 머신의 작동 대역폭을 증가시키는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 여기서 설명된 기본 선형 모터 소자를 많은 위상을 갖는 전자기 머신에 내장하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기와 같은 다수의 모터 소자를 조합하여 많은 콤팩트한 고전력 전기 머신을 선형과 회전식 양쪽으로 형성하는 수단을 나타내는데 있다.

본 발명의 제 1 국면에 따른 전자기 머신은, 제 1 부분과 상기 제 1 부분에 대해 이격된 관계로 설치된 제 2 부분으로 이루어지고, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 갭에 복수의 자계를 제공하도록 배치된 자기부와; 상기 자기부의 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 갭에 설치되고, 상기 자기부에 대해 이동하도록 배치되며, 일 세트의 전기 절연 전도체로 구성되는 전기부를 구비하고, 상기 일 세트의 전도체가 상기 자기부에서 발생된 자계 내에 설치될 때와 상기 일 세트의 전도체에 전류가 흐를 때, 전자기력을 유도하여 상기 전기부에 대해 상기 자기부를 이동시키고, 또한, 상기 일 세트의 전도체는, 상기 자계가 통과하는 상기 자기부의 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 갭을 실질적으로 채운다.

상기 전기부는, 상기 자기부 및 전기부의 상대적인 움직임의 궤적을 따라 배치된 또 다른 세트의 전기절연성 전도체를 구비하고, 상기 또 다른 세트의 전도체는 상기 자계가 통과하는 상기 자기부의 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 갭을 실질적으로 채운다.

종래기술의 전자기 머신이 "상호 자기" 형태를 갖는 반면에, 본 발명은 별개의 전기부와 자기부를 갖는 전자기 머신에 관한 것이다. 이러한 머신에서, 모터 힘은, "상호 자기"가 아니고, 상기 전기부의 전도체에서 전기 충전을 할 때 상기 자기부에서 발생된 자계의 작동으로 생긴다. 발생기로서 구동될 때, 상기 부들의 상대적인 움직임으로 상기 전도체에서 전류를 흐르게 하는 것도 알 것이다.

"상호 자기" 머신은, 루프 전도체(또는 동등한 묶음의 전도체)로 둘러싸인 면적이 자극 단편의 면적과 일치하도록, 또는 그 면적의 대략 분수이도록 구성되는 반면에, 이에 비해서, 본 발명의 실시예들을 형성하는 전자기 머신에서, 상기 전도 체의 면적 치수(또는 기본 전도체의 묶음) 자체는 자극 단편의 면적 치수들, 또는 그의 대략 분수에 일치한다.

"상호 자기" 머신에서, 상기 코일의 전면 면적은 상대적으로 작은 반면에, 이에 비해서, 본 발명의 실시예들을 형성하는 전자기 머신에서, 상기 전도체들은 전면 면적이 크고, 상기 전도체들은 상기 자극 단편 사이의 공극에 또는, 상기 자극 단편과 상기 고 투자율 자기재료나 "백킹 철" 사이의 공극에, 직접 설치된다. 본 발명의 실시예를 형성하는 전자기 머신의 전도체가 완전한 루프나 코일을 형성하는 것이 필요하지 않다.

머시닝된 "상호 자기"의 운용방식은, 자계의 상호작용에 의해 작동하도록 설계된 머신들이 전자기적으로 작동하도록 설계된 머신들과 물리적으로 구별되기 때문에 본 발명의 전자기 머신의 운용방식과 다르다.

본 발명을 구체화하는 머신은, 상기 전기부에 와이어 코일들을 필요로 하지 않아서 그 머신을 "무선"모터라고 하기도 한다. 대신에 전류는, 철 플럭스 전도체내에 담기지 않고 고 플럭스 밀도의 자계 내에 위치되는 2차원 전도체에서 흐른다. 여기서 설명한 전기 머신은, 효율성이 개량되고, 큰 힘을 발생하고 고전력레벨에서 작동할 수 있는 이점이 있다.

상기 전도체는, 상기 자계와, 상기 전기부 및 자기부의 상대적인 움직임의 방향에 수직하게 있는 횡단 도전로이기도 하다.

상기 횡단 도전경로는 'S'자형을 반복하는 하나 이상의 층류 전도체의 일부를 형성하고, 그 또는 각 층류 전도체는, 인접한 횡단 도전로의 단부들이 일 축방 향 도전로에 의해 접속되는 경우, 상기 전기부 및 자기부의 상대적인 움직임 방향에 있는 축방향 도전로를 더 구비한다.

상기 층류 전도체는, 절연성 패터닝 금속 시트(sheet), 스트립, 리본 또는 포일(foil)로 만들어져도 된다.

복수의 층류 전도체는, 서로 맞물려서 전도체 날개를 형성하기도 한다.

상기 층류 전도체는, 별개의 전류를 통과시키도록 구성된 복수의 위상에서 접속되고, 상기 전류의 상대적 부호 및 진폭은 상기 머신에서 발생된 전자기력의 크기와 부호를 결정하도록 제어된다.

상기 전기절연성 전도체는, 코일 모양이 아닌 것이 바람직하다. 상기 자계 내에 설치된 상기 전기부는, 비자기 재료로 제조되어도 된다.

상기 층류 전도체는, 3상 연결되어도 된다.

상기 전도체 날개는, 원형 기계 구조를 비롯한, 평면 기계 구조이나 만곡된 기계 구조이어도 된다.

상기 전도체는, 기판을 갖지 않고 자체 지지되기에 충분한 휨강성을 갖는다.

상기 자계의 극성은, 상기 자기부와 상기 전기부의 상대적인 움직임의 궤적을 따라 공간적으로 주기적이어도 된다.

상기 자기부의 제 1 부분은, 영구 자화재료로 제조된 자석들로 이루어진 제 1 자기 어레이를 구비한다.

상기 자석은, 상기 전기부 및 상기 자기부의 상대적인 움직임의 방향에 대향하도록 평면 위에 대향 극들을 갖는 평면 자석이어도 되고, 상기 자기 어레이는 상 기 자석의 상기 평면에 실장된 성형된 극편을 더 구비하고, 상기 극편은 자속 방향을 바꾸도록 성형되어 상기 자기부의 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 갭을 가로지른다.

상기 자기부의 상기 제 2 부분은, 철 등의 자기재료의 플레이트를 구비한다.

상기 자기부의 상기 제 2 부분은, 상기 제 1 자기 어레이와 같은 제 2 자기 어레이를 구비한다. 상기 자석들과 극편들은, 각 자기 어레이에 있는 인접한 자석들의 대향 평면의 극성이 같고, 서로 다른 어레이에 있는 대향된 자석들의 정렬된 평면의 극성은 반대이도록 각 자기 어레이에 배치되어도 된다.

상기 공간 주기적 자계는, 상기 머신이 작동중일 때 전류를 흐르게 하는 와이어 코일의 수단 또는 패터닝된 층류 전도체를 사용하여 발생하여도 된다.

상기 공간주기적 자계는, 상기 전기부의 전도체 내에서의 전류의 시간적 변동으로 유도되어도 된다.

상기 층류 전도체는, 상기 자기 주기의 길이의 대략 1/6이하이고, 공간주기가 상기 자기 주기의 1/2인 힘 벡터의 선에 대해 전류를 교대로 앞뒤로 횡단하게 흐르게 하는, 정규의 공간 치수를 갖고, 각 위상의 상기 도전로들은 상기 공간 주기적 자계의 영역에서 나머지 2개의 위상의 인접한 도전로들에 놓아 다른 곳에서 그들을 중첩하도록 배치된다.

상기 전기부는, 열저항이 낮은 하나 이상의 캡 빔에 실장되어도 되고, 그 또는 각 캡 빔은 상기 전기부에서 발생된 열을 방산하는 수단을 구비한다. 상기 전기부에서 발생된 열을 방산하는 수단은, 냉각 유체가 흐를 수 있는 상기 캡 빔 내의 냉각 채널, 히트 싱크 및 열 방산기 중 하나 이상을 포함하여도 된다.

상기 자기부는 전기자를 형성하고, 상기 전기부는 고정자를 형성하거나 상기 자기부는 고정자를 형성하고 상기 전기부는 전기자를 형성하여도 된다.

상기 전기자는, 하나 이상의 베어링으로 상기 고정자에 활주 가능하게 또는 축을 중심으로 회전 가능하게 실장되어도 된다.

상기 전기자 힘-반송소자는, 고정자 베어링 조립체로부터 나오거나 반송되어도 된다.

상기 머신의 적어도 일 단부는 구멍을 갖고, 또 상기 전기자의 힘을 외부로 전송하는 스러스트 튜브 또는 로드(rod)가 연장된 원통형 베어링을 이송한다.

상기 전기자는, 상기 고정자에 대해 외부이고, 상기 전기자는 부하에 연결된다.

상기 전기부의 전류는, 상기 전기부와 상기 자기부의 상대적인 움직임의 궤적과 일치하거나 평행한 적어도 하나의 베어링 또는 트랙을 따라 이동하는 복수의 자기부와 상호작용한다.

상기 전기부는, 상기 전기부와 상기 자기부의 상대적인 움직임의 궤적을 따라 섹터들로 분할되고, 각 섹터는, 독립적으로 전원이 투입되고 제어되어 상기 전기부의 섹터들을 공유하는 복수의 자기부를 독립적으로 제어한다.

내부 전기자에 접속하도록 연장되는 핀(fin) 또는 로드가 없지만, 여기서 상기 부하는 고정자에 접속되어서 상기 연결되지 않은 전기자의 가속에 대응한 반응력의 전부 또는 일부를 받는다.

상기 자기부 및 전기부의 상대적인 움직임의 궤적은 직선 구역과 곡선 구역 중 한쪽 또는 양쪽을 포함하고, 상기 궤적은 폐쇄형 원형 경로를 형성하기도 한다.

상기 전기자는, 상기 고정자에 의해 형성된 토러스(torus)의 중심축과 일치하는 축을 갖는 샤프트에 상기 전기자의 전자기력으로 발생된 회전토오크를 전달함으로써 적어도 하나의 디스크 또는 휠에 기계적으로 접속되어도 된다.

상기 자기부 및 전기부의 상대적인 움직임의 궤적은, 나선 등의 3차원으로 완만한 곡선을 이룬다.

상기 전기자 조립체는, 유연하거나 관절형이고, 3차원 움직임의 완만한 궤적을 따라간다.

상기 전도체 중의 적어도 하나는, 임계온도 아래로 냉각될 때, 초전도가 되는 재료로 이루어진 층을 구비하거나 지지하여도 된다.

상기 전도체 중의 적어도 하나는, 강자성 재료로 제조되어도 된다.

본 발명의 제 2 국면에 따른 전자기 머신은, 이격된 관계로 설치되고 복수의 자계가 제 1 자기 어레이와 제 2 자기 어레이 사이의 갭을 가로지르도록 배치된 제 1 자기 어레이 및 제 2 자기 어레이와; 상기 자기 어레이 사이의 갭에 설치되고, 밀접하게 패킹된 복수의 자체 지지 작동용 전도체와 복수의 접속용 전도체로 이루어진 전도체 날개를 구비하고; 각 작동용 전도체는, 그 전도체의 단부 중 일 단부에서 또 다른 작동용 전도체의 단부에 접속용 전도체에 의해 접속되고, 상기 전도체 날개는, 상기 작동용 전도체에서 전류가 흐를 때, 상기 전도체 날개를 상기 자기 어레이에 대해 이동하게 전자기력을 유도하도록 구성되고, 여기서 상기 작동용 전도체는 상기 자기 어레이들 사이에서 본 선 안에 설치되고, 상기 접속용 전도체는 상기 자기 어레이들 사이에서 본 선 밖에 배치된다.

본 발명의 제 1 국면에 따른 회전식 전자기 머신은, 실질적으로 축방향으로 평행하고 각각이 일단부에서 또 다른 작동용 전도체의 단부에 일 접속용 전도체에 의해 접속되는 복수의 작동용 전도체와, 복수의 접속용 전도체로 이루어진 원통형 전도체 날개와; 상기 작동용 전도체를 통하여 복수의 자계를 제공하도록 배치되어, 상기 작동용 전도체에 전류가 흐르는 경우, 상기 전도체 날개가 복수의 자기 어레이에 대해 반경방향으로 이동하게 전자기력을 유도하는 복수의 자기 어레이를 구비한다.

상기 자기 어레이들은, 상기 원통형 전도체 날개의 안쪽에 설치된 내부 원통형 자기 어레이와, 상기 원통형 전도체 날개의 바깥쪽에 설치된 외부 원통형 자기 어레이로 이루어진다.

본 발명의 또 다른 국면에 따른 회전식 전자기 머신은, 각각이 일단부에서 또 다른 작동용 전도체의 단부에 일 접속용 전도체에 의해 접속되는 복수의 실질적 반경방향 작동용 전도체와, 복수의 접속용 전도체로 이루어진 환상 전도체 날개와; 상기 작동용 전도체를 통하여 복수의 자계를 제공하도록 배치되어, 상기 작동용 전도체에 전류가 흐르는 경우, 상기 전도체 날개가 복수의 자기 어레이에 대해 회전하게 전자기력을 유도하는 복수의 자기 어레이를 구비한다.

본 발명의 또 다른 국면에 따른 회전식 전자기 머신은, 각각이 일단부에서 또 다른 작동용 전도체의 단부에 일 접속용 전도체에 의해 접속되는 복수의 실질적 반경방향 작동용 전도체와, 복수의 접속용 전도체로 각각 이루어지고, 공통축을 갖는 복수의 환상 전도체 날개와; 상기 작동용 전도체를 통하여 복수의 자계를 제공하도록 배치되어, 상기 작동용 전도체에 전류가 흐르는 경우, 상기 전도체 날개가 복수의 자기 어레이에 대해 회전하게 전자기력을 유도하는 복수의 자기 어레이를 구비한다.

상기 환상 전도체 날개 중 적어도 하나는, 인접한 환상 전도체 날개 중 적어도 하나와 연관된 자기 어레이를 공통으로 가지고 있다.

본 발명의 또 다른 국면에 따른 선형 전자기 머신은, 각각이 일단부에서 또 다른 작동용 전도체의 단부에 일 접속용 전도체에 의해 접속되는 복수의 작동용 전도체와, 복수의 접속용 전도체로 각각 이루어지고, 서로에 평행하게 설치되는 복수의 전도체 날개와; 상기 작동용 전도체를 통하여 복수의 자계를 제공하도록 배치되어, 상기 작동용 전도체에 전류가 흐르는 경우, 상기 전도체 날개가 복수의 자기 어레이에 대해 이동하게 전자기력을 유도하는 복수의 자기 어레이를 구비한다.

본 발명의 또 다른 국면에 따른 선형 전자기 머신은, 각각이 일단부에서 또 다른 작동용 전도체의 단부에 일 접속용 전도체에 의해 접속되는 복수의 작동용 전도체와, 복수의 접속용 전도체로 각각 이루어지고, 샤프트 둘레에 반경방향으로 배치되는 복수의 전도체 날개와; 상기 작동용 전도체를 통하여 복수의 자계를 제공하도록 배치되어, 상기 작동용 전도체에 전류가 흐르는 경우, 상기 전도체 날개가 복수의 자기 어레이에 대해 이동하게 전자기력을 유도하는 복수의 자기 어레이를 구비한다.

상기 전도체 날개 중 적어도 하나는, 인접한 전도체 날개 중 적어도 하나와 연관된 자기 어레이를 공통으로 가지고 있다.

각 자기 어레이는, 짝수의 자석으로 이루어져도 된다.

상기 머신은, 원통형 콘테이너 내에 구성되어도 된다. 상기 포함하는 원통의 적어도 일 단부는 구멍을 갖고, 또 상기 유도된 전자기 힘을 외부 부하에 전송하도록 스러스트 튜브 또는 로드가 떠오르는 베어링을 이송한다.

상기 포함하는 원통을 포함하는 체적은 밀폐되어도 되고, 상기 떠오르는 스러스트 로드 또는 튜브는 슬라이딩 씰을 통과하도록 배치되어, 상기 전기자는 전기기능과 공압(pneumatic) 기능 양쪽을 갖는다.

상기 스러스트 로드 또는 튜브는, 가스 스프링의 능동소자를 형성한다.

상기 또는 각 전도체 날개는, 상기 머신의 움직임의 궤적을 따라 전기 절연성 섹터들로 분할되어도 된다.

상기 전기자의 임펄스 전자기 힘은, 상기 고정자가 받는 동일한 또 반대의 반응력을 통해 상기 부하에 전송되어도 된다.

상기 전기자의 움직임은, 상기 둘러싸여진 고정자 내의 유체에 의해 추진하거나 추진되도록 구성되어, 펌프로서 기능하거나 에너지를 이동하는 유체로부터 흡수한다.

본 발명의 또 다른 국면에 따른 전자기 머신은, 제 1 부분과 상기 제 1 부분에 대해 이격된 관계로 설치된 제 2 부분으로 이루어지고, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 갭을 가로지르게 복수의 자계를 제공하도록 배치된 자기부와; 상 기 자기부의 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 갭에 설치되고, 상기 자기부에 대해 이동하도록 배치되고, 일 세트의 전기 절연 자체 지지 전도체로 구성되는 전기부를 구비하여, 상기 일 세트의 전도체에 전류가 흐를 때, 그 결과의 전자기력은 상기 2개의 부 사이에서 상대적 움직임을 일으킨다.

본 발명의 또 다른 국면에서는, 전도체 날개에서 전류가 흐를 때 본 자기부에 대해 전도체 날개가 이동하게 전자기력을 유도하도록 자계를 전도체 날개에 제공하는 자기부를 갖는 전자기 머신용 전도체 날개를 제공하되, 이 전도체 날개는, 복수의 작동용 전도체와; 복수의 접속용 전도체를 구비하고, 각 작동용 전도체는 일단부에서 또 다른 작동용 전도체의 단부에 일 접속용 전도체에 의해 접속되고, 상기 전자기력은 상기 작동용 전도체에서 전류가 흐를 때 유도되고, 상기 작동용 전도체의 중심부분은 밀접하게 패킹되고, 상기 작동용 전도체의 일부의 단부는 상기 접속용 전도체가 겹치도록 상기 접속용 전도체의 영역에서 구부러진다.

본 발명을 아래의 첨부도면을 참조하여 예시에 의해 더 설명하겠다:

도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 형성하는 전자기 머신인 기본 선형 액추에이터의 개략적인 단면도,

도 2는 도 1의 선 II-II을 따라 도 1의 전자기 머신의 개략적인 단면도,

도 3은 도 2의 일부 확대도,

도 4a는 도 1 내지 도 3의 전자기 머신의 전도체 날개의 일부를 형성하는 층류 전도체의 개략적인 평면도,

도 4b는 도 4a의 상기 층류 전도체가 어떻게 형성되는지를 나타내느 단순화도,

도 5는 도 4a의 층류 전도체 2개의 개략도,

도 6은 도 5의 2개의 층류 전도체를 접합하여서 형성된 위상 전도체의 개략도,

도 7은 도 1 내지 도 3의 상기 전도체 날개의 개략적인 평면도,

도 8은 도 7의 상기 전도체 날개의 일 단부 도면이고,

도 9는 도 8의 전도체 날개의 분해도,

도 10은 상기 전도체 날개가 어떻게 캡 빔 내에 정밀하게 끼워 넣어지는지를 개략적인 형태로 나타낸 것이고,

도 11은 본 발명의 제 2 실시예를 개략적인 형태로 나타낸 것이며,

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예를 형성하는 회전식 머신을 통한 단면을 개략적인 형태로 나타낸 것이고,

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예를 형성하는 회전식 머신의 다른 구성을 나타낸 것이고,

도 14a는 본 발명의 또 다른 실시예를 형성하는 선형 머신의 개략적 단면도,

도 14b는 본 발명의 또 다른 실시예를 형성하는 선형 머신의 개략적 단면도,

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예를 형성하는 회전식 머신의 개략적 단면도,

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예를 형성하는 선형 머신을 개략적인 형태로 나타낸 것이고,

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예를 형성하는 전기 머신의 일부를 형성하는 전기자 또는 자기 조립체의 도면이고,

도 18은 본 발명의 또 다른 실시예를 형성하는 전기 머신의 부분 절단 사시도,

도 19는 본 발명의 또 다른 실시예를 형성하는 도 1 내지 도 10의 상기 기본 머신의 다른 형태의 개략도,

도 20은 도 19의 선 XX-XX의 단면도이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 형성하는 전자기 머신인 기본 선형 액추에이터(1)의 개략적인 단면도로, 그 단면은 도 3의 선 I-I을 따라 도시된다.

상기 액추에이터(1)는, 자기부의 제 1 부분과 제 2 부분을 각각 형성하는 2개의 대향된 자기 어레이(3)를 구비한 자기부로 이루어진다. 상기 자기 어레이(3)는 하우징(5) 내에 실장되고, 전도체 날개(7)를 구비한 전기부는, 도 1에 도시된 것과 같은 페이지의 안팎에, 자기 어레이(3) 사이의 하우징(5) 내에 축방향으로 이동하도록 배치된다. 이러한 실시예에서, 상기 자기 어레이(3)는 고정자로서 작동하고, 상기 전도체 날개(7)는 전기자로서 작동하지만 다른 실시예에서는 상기 자기 어레이(3)는 상기 전기자로서 작동하여도 되고 상기 전도체 날개(7)는 고정자로서 작동하여도 된다. 상기 하우징(5)은, 비자성 재료로 제조되고, 또 상부단 및 하부단에서 상부 및 하부 플레이트(11)에 각각 부착된 한 쌍의 사이드 플레이트(8)로 이루어져 도 1에 도시된 것처럼, 상기 단부에서 보았을 때 직사각형 프레임을 형성한다.

상기 전도체 날개(7)는, 3개의 세트(8a,8b,8c)의 위상 전도체로 이루어진 3상 날개 전도체 날개이고, 그 전도체 날개(7)의 구조는, 도 4 내지 도 10을 참조하여 아래에 보다 상세히 설명된다.(위상 전도체의 각 세트(8a,8b,8c)는 명백함을 기하기 위해 단일의 블록으로서 도 1 내지 도 3에 도시된다.)

각 자기 어레이(3)는, 연관된 사이드 플레이트(9)의 내벽(10)에 실장되되, 하나의 자기 어레이(3)는 다른 자기 어레이(3)에 이격된 관계로 되어 있고, 상기 전도체 날개(7)는 상기 자기 어레이(3) 사이의 갭에 설치된다. 종래기술에서 알려진 것처럼, 자기 어레이들은, 상기 전도체 날개(7)에 근사하게 설치되어 이들 부품 사이의 공극을 최소화하여 상기 자기 어레이(3)와 상기 전도체 날개(7)간의 자속 전달을 최적화한다.

상기 전도체 날개(7)의 상부 부분(13)과 하부 부분(15)은 각각 (도 1의 페이지의 안팎에서) 상기 전도체 날개(7)의 길이를 따라 연장되는 캡 빔(17) 내에 보유된다. 상기 캡 빔(17)은, 자기 어레이(3)에 접촉하지 않고 상기 하우징(5)을 따라 상기 기본 선형 액추에이터(1)의 자기부에 대해 상기 전도체 날개(7)를 이동시키는 베어링(19)을 사용하여 상기 상부 및 하부 플레이트(11)에 활주 가능하게 실장된다.

도 2 및 도 3은 도 1의 선 II-II을 따라 도 1의 기본 선형 액추에이터(1)의 개략적인 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 것보다 상세히 상기 액추에이터(1)의 일부를 나타낸다. 상기 자기 어레이(3)는 복수의 "자력 유닛"(25)으로 이루어지고, 각 자력 유닛(25)은, 한 쌍의 성형 극편(23) 사이에 끼워진 자석(21)을 구비한다. 상기 자석(21)은 평면(27)에서 극이 대향된 평면 자석이고, 그 성형된 극편(23)은 상기 자석(21)의 평면(27)에 부착된다.

각 자석(21)의 (상기 전도체 날개(7)의 길이를 따라 축방향으로의) 두께 t_m은, 횡단 도전로들의 폭 w_tcp을 참조하여 아래에 설명된 것처럼, 상기 세트(8a,8b,8c)의 위상 전도체의 두께에 해당하는 각 극편(23)의 두께 t_pp와 실질적으로 같다. 상기 성형 극편(23)의 형태는, 상기에서 보았을 때 상기 하우징(5)의 사이드 플레이트(9)에 대해 멀리 떨어지게 설치된 수직면(24a)과 상기 자석(21)의 평면(27)에 인접하는 인접한 최장 면(24b)을 갖는 직각의 사다리꼴 형상이다. 본 실시예에서, 상기 자석(21)은 영구적으로 자화된 재료로 제조되지만, 전자석이 다른 실시예들에서 사용되어도 된다.

상기 자석(21) 및 극편(23)은, 인접한 자석(21)의 대향된 평면(27)의 극성이 동일하도록 각 자기 어레이(3)에 배치된다, 즉 자석(21)의 평면(27) 상의 북극(N)은 인접한 자석(21)의 평면(27) 상의 북극(N)에 대향한다. 자기 어레이(3)의 쌍들은, 상기 전도체 날개(7)의 각 사이드에 하우징(5)의 사이드 플레이트(9) 위에 배치되어, 대향된 자석(21)의 정렬된 평면(27)의 극성이 반대이다, 즉 일 자기 어레이(3)의 자석(21)의 평면(27) 상의 북극(N)은 다른 자기 어레이(3)의 대향된 자석(21)의 상기 정렬된 평면(27) 상의 남극(S)과 정렬된다.

상기 전도체 날개(7)의 각 사이드 위에 자석(21)과 성형 극편(23)의 상기 구성의 효과는, 도 3의 자속 선으로 나타낸 것처럼, (상대적인 움직임의 궤적에 평행한) 상기 자석들의 평면들(27)로부터 수직하게 나와 직각으로 발산하는 자속의 방향을 전환하는데 있고, 상기 극편(23)은 자속을 집중시켜 상기 전도체 날개(7)를 가로질러서 상기 대향된 극편(23)으로 들어가고 직각으로 또 방향이 전환되어 다른 자기 어레이(3)의 상기 대향된 자석(21)의 평면(27)에 들어가게 된다.

극편(23)을 거쳐 각 자석(21)으로부터의 플럭스가 대향된 자석(21)의 플럭스와의 상기 연결에 의해, 대향된 쌍의 극편(23) 사이에 자계를 발생하고, 그 자계는 상기 전도체 날개(7)를 수직으로 통과하여 상기 자기 어레이(3) 사이의 갭을 가로질러 지나간다. 도 3의 자속 선으로부터 알 수 있듯이, 대향된 극편(23)의 인접한 쌍들 사이의 자계, 즉 일 자기 어레이(3)의 극편(23)과 타 자기 어레이(3)의 대향된 극편(23) 사이의 제 1 자계와, 상기 제 1 자기 어레이(3)의 인접한 극편(23)과 타 자기 어레이의 대향된 극편(23) 사이의 제 2 자계는 동일한 방향으로 되어 있다. 그렇지만, 상기 자석(21)의 타측에 극편(23)의 대향된 쌍들 사이에서 자계의 방향은, 반대방향으로 있고, 이들 교대의 자계는 상기 자기부의 축방향 길이를 따라 연속된다. 이러한 자석(21) 및 극편(23)의 배치는, 자기 어레이(3) 사이에서 축방향으로 강한 주기적인 자계를 발생한다.

상기 극편(23)은, 철이나 다른 사용하기 좋은 고투자율 재료로 제조되고, 이러한 방식으로 극편(23)을 성형하는 것이 강하게 플럭스 누설이 외부를 향하여 사이드 플레이트(9)를 통과하지 못하게 한다는 것을 알 것이다.

상기 자기 어레이(3)가 첨부된 사이드 플레이트(9) 사이의 큰 정자기력으로 인해, 상기 상부 및 하부 플레이트(11)는 그 사이드 플레이트(9) 사이에서 정확한 간격을 유지할 필요가 있다. 상기 전도체 날개(7) 내에 자기재료가 없으므로, 상기 전도체 날개(7)를 상기 자기 어레이(3) 중 한쪽을 향하여 이끌어내려는 정자기력이 없다. 그러므로, 상기 베어링(19)은, 가볍게 적재될 수 있다.

상기 극편들(23)의 각 경사면(24c)과 상기 사이드 플레이트(9)의 내부면(10) 사이의 영역(29)은, 공기, 유전체 또는 알루미늄 등의 비자기 재료의 투자율이 낮은 영역이다.

이제, 상기 전도체 날개(7)의 구조를 도 4 내지 도 10을 참조하여 설명하겠다.

도 4a는 도 1 내지 도 3의 상기 전도체 날개(7)의 일부를 형성하는 층류 전도체(33)의 개략적인 평면도이다. 상기 층류 전도체(33)는, 복수의 축방향 도전로(37)와, 상기 축방향 도전로(37)에 직각인 복수의 평행한 횡단 도전로(35)로 이루어지고, 여기서 인접한 횡단 도전로들(35)은, 그 도전로들의 단부에서 축방향 도전로(37)에 의해 결합되어 상기 층류 전도체(33)는 'S'자형 패턴으로 반복하여 감긴다. 상기 축방향 도전로(37)는, 상기 자기 어레이(3)를 통과하여 상기 전도체 날개(7)의 상대적 움직임 방향으로 놓여 있고, 상기 횡단 도전로(35)는, 도 1에 도시된 것처럼, 상기 전도체 날개(7)의 상부 부분(13)과 하부 부분(15) 사이에서 러닝한다.

상기 횡단 도전로(35)의 폭 w_tcp은, 상기 극편(23)의 두께 t_pp( 및 자석(21)의 두께 t_m) 정도이어서 그 만큼 상기 전도체 날개(7)는 횡단 도전로(35)가 대향된 극편(23) 사이에 있을 때 그 시점에서 이동하여 자기 어레이들을 통과하고, 상기 대향된 극편(23) 사이를 지나가는 그 자계는 상기 횡단 도전로(35)의 전도체를 통과한다. 따라서, 상기 횡단 도전로(35)의 폭 w_tcp을 상기 극편(23)의 두께 t_pp와 일치시킴으로써, 상기 자기 시스템의 효율을 최대화한다. 상기 횡단 도전로(35)의 폭 w_tcp는, 아래에 설명된 것처럼, 인접한 횡단 도전로(35) 사이에 최소의 간격으로 3개의 층류 전도체(33)를 인터리브하도록 인접한 횡단 도전로(35) 사이의 갭(39)의 폭 w_g의 절반정도이다.

상기 층류 전도체(33)는, 일 전도체(33)로부터 인접한 전도체(33)로 전류가 지나가는 것을 막기 위해 전기 절연체로 코팅된다. 사용중에 횡방향 도전로(35) 사이에서 접속용 전도체로서 작용하는 상기 축방향 도전로(37)의 폭 w_acp는, 편리하게 상기 횡단 도전로(35)의 폭 w_tcp보다 커도 되어 상기 축방향 도전로(37)의 저항을 감소시켜 머신 효율을 개량한다. 상기 층류 전도체(33)는, 금속성 시트, 스트립, 리본 또는 포일로 제조되어도 된다.

도 4b는 도 4a의 상기 층류 전도체(33)를 형성하는 방법을 나타내는 단순화도이다. 직사각형 구멍(41)은, 알루미늄과 같은 전도체의 직사각형 플레이트(43) 내부에 형성되는 것이 일반적이다. 인접한 구멍(41)은, 서로 옆으로 어긋나 있고, 번갈아가며 있는 구멍(41)은 개구(41)의 2개의 오프셋 열을 형성하도록 정렬된다. 그 개구(31)들을 정렬하여 예를 들면 펀칭으로 상기 플레이트(43)에 형성하면, 그 플레이트(43)를 선들(45)을 따라 상기 구멍(41)의 단부들을 통해 잘라서 상기 설명된 상기 층류 전도체(33)의 반복하는 'S'자형 패턴을 형성한다. 그 라미네이션이 알루미늄으로 제조되면, 필요한 표면 전기절연은 하드 아노다이징 공정으로 쉽게 형성된다.

도 5는 도 4a에 도시된 종류의 2개의 동일한 층류 전도체(33)의 개략도로, 하나의 전도체는 다른 전도체에 대해 반대로 된다. 접속용 태그(45)는, 상기 층류 전도체(33)의 각각의 일 단부에 형성된다. 도 5의 2개의 층류 전도체(33)는 한쪽의 전도체가 다른쪽의 전도체의 상부에 정확하게 설치되고 함께 접합되어 도 6에 도시된 것과 같이 위상 전도체(47)를 형성하고, 이 위상 전도체는 도 1 내지 도 3의 상기 전도체 날개(7)의 일부를 구성한다.

상기 접속용 태그(45)에 멀리 떨어진 상기 층류 전도체(33)의 단부에서의 횡단 도전로들(49)을 함께 용접하여 고품질 전기 접속을 형성한다. 2개의 접속용 태그(45) 사이에 연속적인 전기 경로가 있고, 이것에 의해 전류가 직렬 접속된 라미네이션을 따라 흐를 수도 있어, 항상 동일한 방향으로 정렬된 횡단 도전로(35)의 각 쌍을 통과한다는 것을 알 것이다. 또한, 주목해야 할 것은, 상기 층류 전도체(33)가 기계적으로 약하지만, 2개의 층류 전도체(33)를 함께 접합하여 위상 전도체(47)를 형성하는 경우와, 복수의 위상 전도체(47)를 함께 접합하여 아래에 설명된 것처럼 전도체 날개(7)를 형성하는 경우에, 상기 전도체 날개(7)는 단단한 자체 지지 구조이라는 것이다. 교대하는 도전층들을 반대로 하는 기술은, 많은 층들의 사용에까지 확장되어, 원하는 어떠한 성능 사양도 달성하기도 한다는 것을 알 수 있을 것이다.

도 7은 도 1 내지 도 3의 상기 전도체 날개(7)의 개략적인 평면도이다. 상기 전도체 날개(7)는 도 6에 도시된 것처럼 위상 전도체(47)의 3개의 세트(8a,8b,8c)를 인터리브하여서 형성되고, 각 세트(8a, 8b,8c)는 2개의 위상 전도체(47)를 이룬다. 위상 전도체(47)의 각 세트(8a, 8b,8c)는 하나의 위상을 반송하고, 상기 자기 어레이(3)의 자석(21)에서 발생된 고밀도 자계에 횡단 도전로(35)의 스러스트-발생 작동용 전도체는 중심 영역에서 서로 맞물리고, 상기 전도체 날개(7)의 상부 부분(11)과 하부 부분(13)에서 상기 전도체 날개(7)의 축방향 도전로(37)가 서로 중첩되고, 여기서 그 전류 경로는 축방향에 있다는 것을 알 것이다. 따라서, 상기 층류 전도체(33)의 축방향 도전로(37)는, 종래의 모터의 단부 권선에 대응한다. 상기 작동용 전도체를 형성하는 상기 횡단 도전로(37)는 상기 전도체들 사이의 공극이 최소가 되게 단단히 패킹됨에 따라서 상기 자기 어레이(3)에서 발생된 자계 내에 설치될 때 상기 전도체 날개(7)에 자속 전달을 최대화하는 것을 알 수 있다.

도 8은 위상 전도체(47)의 상기 인터리브된 세트(8a, 8b,8c)를 나타내는 화살표 VIII의 방향으로 도 7의 상기 전도체 날개(7)의 단부 도면이다. 상기 전도체 날개(7)의 위상 전도체(47)의 중앙 세트(8a)는 실질적으로 평탄하다. 그 위상 전도체(47)의 세트(8a, 8b,8c)가 상기 축방향 도전 날개(37)의 영역에서 상기 전도체 날개(7)의 상부 부분(13)과 하부 부분(15)에서 중첩하므로, 상기 위상 전도체(47) 의 제 2 세트(8b)와 제 3 세트(8c)의 단부 부분(49)은 외부를 향하여 구부려져서, 상기 횡단 도전로(35)의 중심 부분이 (도 3에 도시된 것처럼) 서로 맞물리고 동일한 평면에 있을 때, 각 위상 전도체(47)의 축방향 도전로(37)는 하나가 다른 것의 상부에 설치된다.

도 9는 위상 전도체(47)의 상기 분리된 세트(8a, 8b,8c)를 인터리브하고 함께 접합하여 정밀하게 한정된 치수를 갖는 강한 기계적 구조를 형성하기 전에 그 분리된 세트를 도시하는 도 8의 상기 전도체 날개(7)의 분해도이다. 도 8 및 도 9의 상기 전도체 날개(7)의 위상 전도체(47)의 각 세트(8a, 8b,8c)는, 4개의 층류 전도체(33), 즉 2쌍의 위상 전도체(47)로 이루어진다. 당업자라면 본 발명이 이러한 수의 층류 전도체(33)에 한정되지 않고 하나 또는 다수의 층류 전도체(33)는 원하는 모터 설계의 사양에 따라, 전도체 날개(7)를 형성하는데 사용되어도 된다는 것을 알 것이다. 복수의 접합된 층류 전도체(33)를 사용함으로써 위상 전도체(47)의 휨 강성을 증가시키기 때문에 그 결과의 전도체 날개(7)의 휨 강성도 증가시킨다.

도 10은 상기 전도체 날개(7)의 상부 부분(13)과 하부 부분(15)을 캡 빔(17) 내에 정밀하게 끼우는 방법을 개략적인 형태로 도시한 것이다. 상기캡 빔(17)은, 그 날개(7)에서 발생된 전자기력을 모터의 몸체나 부하에 전달하는 수단이다. 그 캡 빔(17)은 여분의 길이방향의 강성도를 상기 전도체 날개(7)에 제공하며 수단이고, 이에 따라서 상기 전도체 날개(7)의 몸체에서 발생된 열은 상기 단부 권선의 플레이트로부터 멀리 전도된다. 냉각 채널(51)은, 상기 전도체 날개(7)에서 발생된 열을 상기 전도체 날개(7)로부터 수송할 수 있는 일 수단으로서 상기 캡 빔(17) 내에 설치된다. 다른 실시예에서, 상기 전도체 날개(7)는, 단일의 캡 빔(17) 내에 설치되어도 된다.

사용시에, 브러쉬리스 3상 모터용 표준 산업용 전자 구동 유닛의 제어하에 기본 선형 액추에이터(1)의 위상 전도체(47)의 개개의 세트(8a,8b,8c)에 전류를 공급한다. 전류가 상기 층류 전도체(33)를 통해 흐르고 특히 상기 자기 어레이(330 사이의 갭을 가로지르는 자계와 교차하는 상기 횡단 도전로(35)의 전기 절연성 전도체를 통해 흐르는 경우, 전자기력을 유도하여 상기 전도체 날개(7)를 상기 자기 어레이(3)에 대해 이동시킨다. 특히, 상기 횡단 도전로(35)를 통과하는 전류가 전자기력을 유도할 때, 상기 횡단 도전로(35)를 작동용 전도체라고 할 수 있다. 대향된 극편(23) 사이의 자계 내에서 횡단 도전로(35)의 군으로 밀접하게 패킹된 전기절연성 전도체의 세트는, 상기 자계가 통과하는 상기 제 1 및 제 2 자기 어레이(3) 사이의 갭을 실질적으로 충전하여 최적의 효율을 갖는 자기 전달 시스템을 제공한다.

당업자라면, 공극이 상기 전도체 날개(7)와 상기 자기 어레이(3) 사이에 존재하여 상기 전도체 날개(7)와 상기 자기 어레이(3) 사이에서 일부가 타부와 접촉하지 않고서 상대적으로 이동할 수 있고, 상기 전기절연성 전도체가 상기 전도체 날개(7)와 상기 자기 어레이(3)의 갭을 실질적으로 필요한 공극이 존재하는 정도로 실질적으로 충전한다는 것을 알 것이다. 상기 갭을 충전하는 상기 전도체는, 전도체들간의 전류 누설을 막는데 필요한 전기 절연성을 포함하는 전도체의 체적을 고 려한다는 것도 알 것이다.

상기 전도체 날개(7)의 위치와 상기 고정자의 개개의 자력 유닛(25)에 대한 그 위치 관계는, (미도시된) 위치 변환기에 의해 측정된다.

본 실시예에서는, 상기 자기 어레이(3)가 고정자로서 작동하는 것으로서 기재되었고, 상기 전도체 날개(7)가 전기자로서 작동하는 것으로서 기재되었다. 그렇지만, 당업자는, 상기 전도체 날개(7)가 고정될 수 있어 '고정자'로서 작동하고, 상기 자기 어레이(3)와 연관 하우징(5)이 이동할 수 있어, '전기자'로서 작동하는 것이라는 것을 알 것이다.

전기적으로 불연속 구역으로 쉽게 분할되는 상기 전도체 날개(7)의 길이에 본래 제한이 없어, 언제라도 자력 유닛(25)에 인접한 상기 전도체 날개(7)의 일부에 전력을 공급할 뿐이다. 상기 전도체 날개(7)의 중심선은, 직선일 필요는 없지만 상기 전도체 날개(7)와 대향력 유닛(25) 사이에 형성된 경로는 만곡되어, 상기 전기자와 고정자 사이의 상대적인 움직임의 궤적은 상기 전기자가 임의의 시점에서 상기 고정자와 충돌하지 않게 하는 완만한 곡선을 따라간다. 특히 상기와 같은 기본 머신에 독특한 그것은, 기본 머신 자체와 상기 전기자 사이에 적절한 유극이 되고, 무선 고정자의 중심선은 3차원으로 완만한 곡선을 따라가기도 한다. 또한, 고정자의(또 전기자의) 면도 진행하는 대로 그 자신의 축 둘레를 완만하게 회전하도록 배치되어도 된다. 상기 전기자가 고정자의 곡선 경로를 따라가는 능력을 증대시키기 위해서, 상기 전기자는 예를 들면 관절 또는 내장하는 유연한 재료를 구비할 필요도 있다.

상술한 기본 머신을 사용하여 다양한 위상을 갖는 무선 전기 머신을 구성하는 방법을 아래에 설명한다. 이하의 도면에서는, 예에 의해 또한 제한 없이, 브러쉬리스 3상 영구자석 구성에 초점을 맞추어 선택하였다. 그럼에도 불구하고, 동일한 원리의 적용에 의해 다른 구성을 갖는 무선 전기 머신을 설계하는 것도 가능하다.

도 11은 도 1 내지 도 10의 액추에이터와 유사한 형태를 갖는 복수의 기본 선형 액추에이터(1a)가 일 트랙, 예를 들면 제조설비의 처리 중심을 둘러싸는 트랙의 루프 상에서 사용될 수 있는 본 발명의 또 다른 실시예를 개략적인 형태로 도시한 것이다. 본 실시예에서, 상기 전기자는, 전도체 날개(7a-f)를 포함하는 고정자를 따라 이동하도록 배치된 자력 유닛(25)과 연관 하우징(5)을 구비한다. 각 전기자는, 트랙 섹터/전도체 날개(7a-f)에 독립적으로 제어되어, 그 전기자는 충돌하지 않는 한계치내에서 동일한 고정자를 따라 전후로 이동한다. 이러한 구성에서, 각 트랙 세그먼트(7a-f) 자신은 전자 드라이브(미도시됨)를 갖고, 각 전기자(5,25) 자신은 그 때에 전기자의 위치에 적절하게 상기 전자 드라이브와 통신하는 위치 변환기를 갖는다. 그 제어 원리를 예를 들면 동일한 레일 시스템에 이동하는 몇몇의 오버헤드 크레인이나 동일한 샤프트에서 이동하는 몇몇의 엘리베이터 카에도 적용할 수 있다는 것을 알 것이다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예를 형성하는 회전식 머신(61)의 단면도를 개략적인 형태로 도시한 것이다. 하이 토오크 회전식 머신(61)은, 상기 전도체 날개(7)가 원형 경로를 따라가도록 도 1 내지 도 10에 도시된 타입의 기본 액추에이 터(1c)를 배치하고, 자석들과 연관된 극편들로 이루어진 자기 어레이(3)의 길이를 자력 유닛(25)의 이중 링 안으로 연장함으로써 형성되어, 상기 원통형 전도체 날개(7)를 그 내주와 외주 상에 둘러싼다. 상기 고정자는 자기부이고, 상기 전기자는 상기 원리를 변경하지 않는 전기부이어도 된다는 것을 알 것이다. 본 도면에서 번호는 이전의 도면들에서와 같은 모터 부품이라고 한다. 상기 전도체 날개(7)는, 상기 횡단 전도체(35)가 상대적 회전의 축에 대해 실질적으로 평행하게 놓이면서 원통형상으로 형성된 위상 전도체(47)의 세트들을 구비한다. 상기 원통형 전도체 날개(6)는 모터(61)의 하부(65)에 실장되고, 상기 자기 어레이(3)도 하나의 원으로 형성되고 원통형 플레이트(63)를 거쳐 베어링(19)과 씰 유닛(69)에 의해 하부(65)에 대해 회전하는 상기 모터(61)의 상부(67)에 실장된다.

도 13은 도 1 내지 도 10에 도시된 타입의 기본 전자기 액추에이터(1d)를 포함한 본 발명의 또 다른 실시예를 형성하는 회전식 머신(71)의 다른 구성을 도시한 것이다. 본 구성에서, 상기 전도체 날개(7)는, 환상 형상을 갖고, 상기 횡단 도전로(35)가 실질적으로 반경방향으로 배치되는 환상 층류의 전도체(33)로부터 조립된다. 또, 상기 머신을 상보적 형태로 존재하는 것도 가능하여, 상기 자기부를 형성하는 자기 어레이(3)는 고정되고 상기 전기부를 형성하는 상기 전도체 날개(7)는 회전한다. 본 도면에서, 상기 전도체 날개(7)는, 그 힘(토오크)를 전기자 샤프트 조립체(73)에 전달하고, 또 상기 자기 어레이(3)는 상기 하우징(5)에 실장된다.

먼저, 상술한 구성은, 인쇄회로 모터의 구성과 유사하게 보이기도 하지만, 주목해야 하는 것은, 상기 전기자의 층류 전도체(33)는:

1. 인쇄되지 않지만 전체적으로 자체 지지하고 어떠한 기판도 없어서 감량과 그에 따라 감소된 관성과 절감된 비용의 이점을 갖고;

2. 코일로서 구성되지 않고 상기 극편(23)의 면적과 일치하는 표면적을 갖는 전도체이고;

3. 자계 영역에서 서로 맞물린 횡단 도전로(35)와, 어느곳에서나 중첩되는 축방향 도전로(37)를 구비하고;

4. 종래의 인쇄회로 모터의 전도체보다 더 큰 전류를 반송하도록 설계되고;

5. 인쇄회로 모터에 일반적으로 사용되는 것보다 높은 고밀도 자속에서 이동하며;

6. 3상 서보모터의 전도체와 유사하고 DC 머신의 전도체와는 유사하지 않다는 것이다.

따라서, 도 13에 도시된 구성은, 명백한 확대도 아니고, 인쇄회로 모터의 종래기술로부터 임의의 방식으로 얻어진 것도 아니다는 것을 알아야 할 것이다.

전자기력(스러스트 또는 토오크)이 특별히 클 필요가 있는 경우 상기 기본 무선 전자기 모터의 특별한 이점을 생각할 때 보다 분명해질 것이다.

본 발명의 실시예를 형성하는 임의의 전자기 머신의 스러스트는, 보다 큰 전도체 날개(7)와 보다 큰 평면 자석(21)을 사용하여서 증가되어도 된다. 그렇지만, 사이즈 증가는, 바로 상기의 원통형 선형 액추에이터와 관계하여 이전에 언급되었던 동일한 자석 크기의 제한에 부딪힌다. 0.015sq m(즉 150mm ×100mm) 정도보다 큰 면적을 갖는 네오디뮴 철 붕소 자석을 제조하고 자화하는 것 모두가 아주 어렵 다.

그렇지만, 도 1 내지 도 10에 도시된 타입의 발명의 실시예를 형성하는 기본 무선 선형 액추에이터의 단면이 좁기 때문에, 작은 공간에 다수의 모터 소자를 함께 밀접하게 적층하는 것이 가능하다. 그렇게 할 때 아래에 설명된 것처럼 또 다른 이점이 있다.

도 14a는, 다수의 기본 전자기 모터 소자(1e)의 개략적인 단면도로, 각각이 구조에 있어서 도 1 내지 도 10의 것과 동일하지만, 서로 평행하고 함께 밀접하게 적층되어 선형 모터(83)를 형성한다. 상기 전도체 날개(7)를 기계적 또한 전기적으로 함께 접속하여 동일한 전자유닛으로부터 구동하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 상기 전기자는, 임의의 하나의 기본 머신(1e)에서 발생된 스러스트를 함께 작동하는 머신의 수를 곱하도록 결합되어도 된다는 것을 알 것이다.

도 14b는 도 14a의 연결된 구조를 단순화하고 보다 편리하고 경제적인 밀접한 패킹을 한 선형 모터(78)를 달성하는 것이 가능한 방법을 도시한 것이다. 상기 자력 유닛들(25)은 그들의 양측에 상기 전도체 날개(7)에 공통하게 제조된다는 것을 주목해야 한다. 이와 같이, 비록 인접한 자력 유닛(25)간에 강한 정자기력이 있을지라도, 본 구성에서 그 정자기력들은 대체로 같고 반대이다. 그 때문에, 도 14a에 도시된 중간의 프레임워크를 제거할 수 있고 강건한 지지체(75)에서만 자력 유닛(25)을 보유하기도 한다. 상기 전도체 날개(7) 모두는, 상기 자력 유닛(25)의 프레임워크에 대해 이동하도록 베어링(19)와 끼워 맞추어진 공통 프레임(77) 내에 정밀하게 끼워 넣어진다. 또한, 상기 전도체 날개(7)가 상기 날개(7)가 통과하는 슬 롯들을 막는 정자기력의 위험 없이 상기 자기부를 깨끗하게 하는 것이 가능해진다. 상기 사이드 플레이트(9)의 단부들만이 불균형의 정자기력을 받으므로 구성이 강건해져야 한다.

도 15는 상술한 무선 모터 소자의 연결 원리를 도 13의 회전식 모터(71)에 적용한 본 발명의 또 다른 실시예를 형성하는 매우 높은 토오크 회전식 모터(79)의 개략적인 단면도이다. 도 13에 도시된 타입의 몇몇의 모터를 조합하여 상기 샤프트(81)를 구동하고, 상기 중간의 구조는, 도 14의 기본 선형 모터에 관해 동일한 방식으로 단순화된다.

본 예시에서는, 상기 전도체 날개(7)의 형태를 서로 맞물려 접합된 펀칭된 디스크 형태로 하여 자체 지지 구조를 직선의 라미네이션에 대해 이전에 설명된 방법으로 형성한다. 상기 환상 전도체 날개들은 베어링(19)내에서 작동하는 중앙 샤프트(81)에 끼워 넣어 맞추어진다. 또한, 상기 자기 어레이(3)는, 로케이팅 링(57)에 의해 상기 하우징(5)에 첨부된 링의 형태이다.

이러한 설명에서는 비록 4개의 적층 회전식 모터 소자(1f)만이 도시되어 있지만, 매우 놓은 토오크 회전식 머신을 제조하는데 이용되는 회전소자(1f)의 수에 본래 제한이 없다는 것을 알 것이다.

또한, 도 15에 도시된 모터는 회전자 관성이 낮고 회전자 토오크가 높은 이점을 갖는 이동 전도체 머신인 것을 알 것이다. 그럼에도 불구하고, 일부의 응용에서는, 전기 시스템이 고정자이고 자기 시스템이 회전자인 동일한 머신을 구성하는데 이롭다.

상기 자력 유닛(25)간의 정자기력은 상기 중심 영역에서 균형이 맞고, 상당한 불균형 정자기력은 사이드 플레이트(9)와 상기 인접한 로케이팅 링(57) 사이에 존재할 뿐이다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예를 형성하는 선형 모터(87)를 개략적인 형태로 도시한 것이다. 이 선형 모터(87)의 경우에, 이전의 문단에서 언급한 상기 단부 힘은 완전히 제거되어도 되고, 상기 정자기력은 시스템 전체에 걸쳐 균형이 맞추어져 있다. 이것은, 상기 기본 전자기 머신(1g)의 적층체를 그 자체 위에 폐쇄하여서 달성되어 원형 또는 다각형 어레이를 형성한다. 상기 머신은, 내부에 설치된 짝수의 기본 전자기 머신(1g)을 가져서 상기 자석의 대향면의 극성이 대향된다. 이러한 수단에 의해, 어떠한 개개의 모터소자의 스러스트보다 큰 크기 정도 이상의 스러스트를 갖는 콤팩트한 고효율의 선형 액추에이터(87)를 제조하는 것이 가능하다.

도 16은, 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명된 것과 같은 유사한 형태를 갖는 32-소자 원형 어레이를 예시로 나타낸 것이다. 상기 전도체 날개(7)는, 외부 하우징(5)에 첨부되고, 상기 전기자 스러스트 튜브(89)에 첨부된 자력 유닛(25)과 교대로 되어 있다. 상기 전도체 날개(7)의 반경방향으로 설치된 횡단 도전로(35)에서 흐르는 전류에 의해, 자석(3)(그래서 상기 스러스트 튜브)가 전자기력을 도면의 면 안으로 또는 바깥으로 받을 수 있다.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예를 형성하는 전기 머신의 일부를 형성하는 전기자 또는 자기 조립체(91)의 도면이다. 상기 전기자 둘레의 슬롯(93)에 상기 전 도체 날개(7)를 설치하고, 모든 기계적인 힘의 균형을 맞추도록 상기 전기자의 교대의 슬롯들에서 상기 자계의 방향을 반대로 하는 것을 알 것이다.

상기 자기 전기자가 비록 크지만, 한번에 하나가 설치되고 하나의 원에 놓인 소형 자석과 극편으로 조립되고, 각각은, 그 이웃을 옆으로 강하게 흡인하고 (보다 덜 강하게) 그 이웃을 수직으로 반발한다. 상기 자기 전기자는, 일련의 타일로서 상기 자력 유닛을 나란히 배치함으로써 지그(jig)로 구성된다. 하나의 원형층이 완료되는 경우, 다음 층은 그 위에 한번에 하나의 자력 유닛으로 설치된다. 이와 같이 해서 상기 설계는, 종래의 원통형 전자기 액추에이터의 기본적인 스케일링 한계를 극복하여서 대량으로 강력한 전기자가 안전하게 조립될 수 있다.

도 18은 본 발명의 또 다른 실시예를 형성하는 전기 머신(95)의 부분 절단 사시도로, 여기에서 알 수 있는 것은, 상기 전도체 날개(7)를 캡 빔(17)을 거쳐 상기 하우징(5)에 끼우고, 그들은 상기 주기적 자석 어레이(3)에 있는 슬롯들을 통과한다는 것이다.

도 19는 도 1 내지 도 10의 상기 기본 머신의 다른 형태의 개략도로, 여기에서 쌍으로 된 자력 유닛(25)의 상기 공간 주기적 자기 어레이(3)는 상기 자기부의 제 2 부분을 형성하는 공극의 반대측에 자기재료로 이루어진 플레이트(59)에 마주보는 상기 자기부의 제 1 부분을 형성하는 단일의 공간 주기적 어레이(3a)로 대체된다. 본 실시예에서는 상기 플레이트의 자기재료는 철이고, 다른 자기재료를 사용하여도 된다. 상기 제 2 부분의 자기재료를 유도하여 상보적 극성을 갖는 자극들로 이루어진 공간 주기적 어레이를 형성하여, 그 전도체는 횡단 공간 주기적 필드에서 연속하여 설치된다는 것을 알 것이다. 형태에 있어서 구성이 보다 단순하지만, 상기 공극이 동일한 크기의 자석에 대한 폭으로서 절반일 뿐이기 때문에, 상기 모터(97)는 덜 강력하고 전력 대 중량 비는 감소된다. 그럼에도 불구하고, 일부의 응용에는 상기 구성이 이로울 수도 있다. 그에 따라서 비록 그 성능이 감소될지라도, 도 19에 도시된 타입의 기본 모터를 사용하여 도 1 내지 도 10의 기본 모터를 상술한 연결된 모터 시스템 중 어느 하나에서 대체할 수 있다.

도 20은 도 3의 것과 같고, 그 부품에 대한 동일한 전문어로 대안의 설계의 단순화된 개략도를 나타낸 도 19의 선 XX-XX의 단면도이다. 철 플레이트(59)는, 쌍으로 된 축방향으로 주기적인 자석 어레이(3) 중 하나를 대체하고, 극성이 반대인 유도된 자극을 생성한다.

종래기술의 것들에 대해 다양하게 변형하고, 또 첨부하는 청구범위 내에 속하면서 상기 변형을 모두 포함하기를 바란다.

자석의 서로 다른 구성을 사용하여 상기 자기부의 상기 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 갭을 가로질러 공간 주기적 자계를 발생하는 머신을 포함하도록 본 발명의 원리를 확대해도 되고, 상기 전자석을 이전에 고려된 영구자석 대신에 사용하여도 된다는 것을 알 것이다.

또한, 본 발명은 그 영구자석의 어레이를 패터닝된 도전성 라미네이션의 수동적 장치로 대체되는 유도 머신을 포함하도록 확대되어도 된다. 이러한 유도 머신에서는, 전원 투입된 전도체에서의 위상 교류에 의해 이동하는 자계를 발생하고, 수동 전도체 어레이에서 와전류를 찬찬히 흘리도록 구성된다. 상기 유도 전류와 상 기 제어된 교류의 상호작용은 축방향 힘을 발생한다. 비록 상기 축방향 힘이 영구자석을 사용하거나 전자석에서 발생된 자계를 사용하는 머신에서 발생된 축방향 힘보다 작을지라도, 유도 머신의 비용은 싸고 경량이며, 상당한 이점을 제공하는 경우도 있다.

또한, 도 14에 도시된 것과 같은 방식으로 힘 벡터가 평행한 임의의 다른 설계를 갖는 무선 선형 머신의 연결을 포함하여, 액추에이터의 단위 길이당 힘을 증가시키고 공통의 구조적 부재를 공유하여 비용과 무게를 줄이도록 본 발명의 원리를 확대하여도 된다는 것을 알 것이다.

또한, 철 또는 강의 전도성 날개를 포함하도록 본 발명의 원리를 확대하여도 된다는 것을 알 것이다. 그 경우에 상기 전기자와 상기 고정자 사이의 정자기력이 강해질 것이고, 상기 머신 손실은 (예를 들면) 알루미늄 전도체를 갖는 머신에 대한 것들보다 클 것이다. 그럼에도 불구하고, 상기 공극의 자기저항이 상당히 감소될 것이기 때문에 상당히 이로워서, 상기 주기적 자기 어레이(26)의 구성을 위해 자기 재료가 덜 필요할 것이다.

또한, 초전도 재료로 이루어진 층에 구성되거나 이 층으로 도포된 초전도 재료를 포함하도록 본 발명의 원리를 확대하여, 전체적으로 저항 손실을 없애고 또한 보다 큰 전류 밀도를 사용하여 작은 공간에서 큰 힘을 발생할 수 있는 이점이 있다.

여기서 설명된 것과 같은 본 발명의 실시예들을 형성하는 전자기 머신은, 아래의 이점 중 하나 이상의 이점을 갖는다:

1. 전기 머신의 상기 전기부의 질량은, 구리 와이어를 패터닝된 층류 알루미늄 전도체로 대체함으로써 감소된다;

2. 제조비용은, 상기 패터닝된 전도체 라미네이션의 단면을 성형하여 강건하고 자체 지지용 기계 구조 내에 접합함으로써 감소된다;

3. 아노다이징 공정에 의해 상기 알루미늄 전도체의 절연은, 단순하고, 필요한 경우 고내온 동작을 하는 강건한 절연성 코팅을 제공한다;

4. 상기 머신의 질량은, 전도체의 백킹 철의 제거에 의해 더욱 감소되고, 또 "철 손실"도 없앤다;

5. 상기 전도체 조립체가 경량이고, 강건하며 치수상 안정하기 때문에, 그것은 일부의 응용에 있어서, 매우 낮은 관성을 갖는 전기자로서 사용되어도 되어, 제어 응용에 있어서 작동 대역폭을 넓힌다;

6. 상기 자계 강도가 높을지라도, 상기 전기자와 상기 고정자간에 정자기 흡인력은 없다. 이에 따라, 상기 머신을 보다 쉽고 안전하게 하여 조립하고 베어링 힘과 베어링 마모를 줄인다;

7. 상기 기술에 의해 전기 시스템이 구역별로 제조 및 전송될 수 있어, 대형 모터를 심한 어려움 없이 사이트 상에서 조립되어도 된다;

8. 상기 모터의 전기 시스템은, 어떠한 구리 와이어와 같은 것들보다 덜 비용이 들고, 롱-트래블(long-travel) 선형 모터가 전기 고정자를 사용하는 것이 이로운 경우도 있다;

9. 긴(아마도 우회의) 전기 고정자는, 독립적으로 전원이 투입된 절연 구역 으로 이루어져, 일부의 영구자석 전기자는 그 고정자에서 정밀하고 독립적으로 이동된다;

10. 상기 기본 머신의 형태가 평면이기 때문에, 선형 머신의 움직임의 궤적은 3차원으로 임의의 완만한 경로를 따라가는 한편, 필요한 경우 그 자신의 축에서 회전한다;

11. 고 토오크 회전식 모터는, 원형 전기 날개를 사용하여서 디스크 또는 드럼 형태로 구성되어, 쌍으로 된 자극의 주기적 어레이간에 또는 그 어레이에 대해 이동할 수 있다.

12. 다수의 기본 선형 전기 모터는 보다 큰 머신을 형성하도록 연결되고, 그 프로세스에서 기본 모터의 구성을 단순화하여 크기, 중량 및 비용을 줄이고 내부 정자기력의 균형을 맞춘다;

13. 마찬가지로, 다수의 기본 회전식 모터를 조합하여 특별한 토오크의 회전식 모터를 형성하여도 되고, 그 프로세스에서 내부 구조를 단순화하여 크기, 중량 및 비용을 줄일 수 있다;

14. 기본 선형 모터의 연결이 완전한 원을 이루는 경우, 단부 효과를 제거하고, 그 구조 전체에 걸친 정자기력의 균형을 맞춘다;

15. 상술한 기술을 사용함으로써, 다수의 기본 선형 모터는, 콤팩트한 원통형 체적 내에 수납될 수 있고, 특별히 큰 출력 스러스트는 로드나 튜브를 통해 전송된다;

16. 이러한 머신의 로드 또는 튜브 출력은, 고정 하중을 지지하는 가스 스프 링 서브시스템의 출력소자로서 작동하도록 밀봉되어도 되고 상기 전자기 시스템은 동적 힘을 제공한다;

17. 이러한 밀봉된 머신도, 유체 펌프로서 또는, 유체 에너지를 전기 에너지로 효율적으로 변환하는 메카니즘으로서 기능하여도 되고, 상기 무선 모터는 반대로 구동된다;

18. 상기 기술은, 완전히 규모 확대 가능하고, 광범위의 크기 및 전력 출력을 갖는 전자기 머신에 적용되어도 된다.

Claims

제 1 부분과 상기 제 1 부분에 대해 이격된 관계로 설치된 제 2 부분으로 이루어지고, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 갭에 복수의 자계를 제공하도록 배치된 자기부와;

상기 자기부의 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 갭에 설치되고, 상기 자기부에 대해 이동하도록 배치되며, 일 세트의 전기 절연 전도체로 구성되는 전기부를 구비하고, 상기 일 세트의 전도체가 상기 자기부에서 발생된 자계 내에 설치될 때와 상기 일 세트의 전도체에 전류가 흐를 때, 전자기력을 유도하여 상기 전기부에 대해 상기 자기부를 이동시키고, 또한, 상기 일 세트의 전도체는, 상기 자계가 통과하는 상기 자기부의 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 갭을 실질적으로 채운 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항에 있어서,

상기 전기부는, 상기 자기부 및 전기부의 상대적인 움직임의 궤적을 따라 배치된 또 다른 세트의 전기절연성 전도체를 구비하고, 상기 또 다른 세트의 전도체는 상기 자계가 통과하는 상기 자기부의 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 갭을 실질적으로 채운 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 전도체는, 상기 자계와, 상기 전기부 및 자기부의 상대적인 움직임의 방향에, 수직하게 있는 횡단 도전로인 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 3 항에 있어서,

상기 횡단 도전경로는 'S'자형을 반복하는 하나 이상의 층류 전도체의 일부를 형성하고, 그 또는 각 층류 전도체는, 인접한 횡단 도전로의 단부들이 일 축방향 도전로에 의해 접속되는 경우, 상기 전기부 및 자기부의 상대적인 움직임 방향에 있는 축방향 도전로를 더 구비한 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 4 항에 있어서,

상기 층류 전도체는, 절연성 패터닝 금속 시트, 스트립, 리본 또는 포일로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 2 항에 종속되는 경우 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

복수의 층류 전도체는, 서로 맞물려서 전도체 날개를 형성하는 것을 특징으 로 하는 전자기 머신.
제 6 항에 있어서,

상기 층류 전도체는, 별개의 전류를 통과시키도록 구성된 복수의 위상에서 접속되고, 상기 전류의 상대적 부호 및 진폭은 상기 머신에서 발생된 전자기력의 크기와 부호를 결정하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 7 항에 있어서,

상기 층류 전도체는, 3상 연결된 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 6 항, 제 7 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전도체 날개는, 평면 기계 구조인 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 6 항, 제 7 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전도체 날개는, 만곡된 기계 구조인 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 10 항에 있어서,

상기 전도체 날개는, 원형 기계 구조인 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전도체는, 기판을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전도체는, 자체 지지되기에 충분한 휨강성을 갖는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전도체는, 코일 모양이 아닌 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자계 내에 설치된 상기 전기부는, 비자기 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자계의 극성은, 상기 자기부와 상기 전기부의 상대적인 움직임의 궤적을 따라 공간적으로 주기적인 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자기부의 제 1 부분은, 제 1 자기 어레이를 구비한 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 17 항에 있어서,

상기 제 1 자기 어레이는, 영구 자화재료로 제조된 자석들로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 18 항에 있어서,

상기 자석은, 상기 전기부 및 상기 자기부의 상대적인 움직임의 방향에 대향 하도록 평면 위에 대향 극들을 갖는 평면 자석이고, 상기 자기 어레이는 상기 자석의 상기 평면에 실장된 성형된 극편을 더 구비하고, 상기 극편은 자속 방향을 바꾸도록 성형되어 상기 자기부의 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 갭을 가로지르는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자기부의 상기 제 2 부분은, 자기재료의 플레이트를 구비한 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 20 항에 있어서,

상기 자기재료는 철인 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자기부의 상기 제 2 부분은, 상기 제 1 자기 어레이와 같은 제 2 자기 어레이를 구비한 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 22 항에 있어서,

상기 자석들과 극편들은, 각 자기 어레이에 있는 인접한 자석들의 대향 평면의 극성이 같고, 서로 다른 어레이에 있는 대향된 자석들의 정렬된 평면의 극성은 반대이도록 각 자기 어레이에 배치된 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 16 항에 있어서,

상기 공간 주기적 자계는, 상기 머신이 작동중일 때 전류를 흐르게 하는 와이어 코일의 수단 또는 패터닝된 층류 전도체에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 16 항에 있어서,

상기 공간 주기적 자계는, 상기 전기부의 전도체 내에서의 전류의 시간적 변동으로 유도되는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 4 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 종속되는 경우 제 16 항에 있어서,

상기 층류 전도체는, 상기 자기 주기의 길이의 대략 1/6이하이고, 공간주기가 상기 자기 주기의 1/2인 힘 벡터의 선에 대해 전류를 교대로 앞뒤로 횡단하게 흐르게 하는 정규의 공간 치수를 갖고, 각 위상의 상기 도전로들은 상기 공간 주기적 자계의 영역에서 나머지 2개의 위상의 인접한 도전로들에 놓아 다른 곳에서 그들을 중첩하도록 배치된 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전기부는, 열저항이 낮은 하나 이상의 캡 빔에 실장되고, 그 또는 각 캡 빔은 상기 전기부에서 발생된 열을 방산하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 27 항에 있어서,

상기 전기부에서 발생된 열을 방산하는 수단은, 냉각 유체가 흐를 수 있는 상기 캡 빔 내의 냉각 채널, 히트 싱크 및 열 방산기 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자기부는 전기자를 형성하고, 상기 전기부는 고정자를 형성하는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자기부는 고정자를 형성하고 상기 전기부는 전기자를 형성하는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 29 항 또는 제 30 항에 있어서,

상기 전기자는, 하나 이상의 베어링 조립체로 상기 고정자에 활주 가능하게 또는 축을 중심으로 회전 가능하게 실장된 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 31 항에 있어서,

상기 전기자 힘-반송소자는, 고정자 베어링 조립체로부터 나오거나 반송되는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 29 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 머신의 적어도 일 단부는 구멍을 갖고, 또 상기 전기자의 힘을 외부로 전송하는 스러스트 튜브 또는 로드가 연장된 원통형 베어링을 이송하는 것을 특징 으로 하는 전자기 머신.
제 29 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전기자는 상기 고정자에 대해 외부이고, 상기 전기자는 부하에 연결된 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 29 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전기자는, 상기 고정자에 의해 형성된 토러스의 중심축과 일치하는 축을 갖는 샤프트에 상기 전기자의 전자기력으로 발생된 회전 토오크를 전달함으로써 적어도 하나의 디스크 또는 휠에 기계적으로 접속된 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전기부의 전류는, 상기 전기부와 상기 자기부의 상대적인 움직임의 궤적과 일치하거나 평행한 적어도 하나의 베어링 또는 트랙을 따라 이동하는 복수의 자기부와 상호작용하는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전기부는, 상기 전기부와 상기 자기부의 상대적인 움직임의 궤적을 따라 섹터들로 분할되고, 각 섹터는, 독립적으로 전원이 투입되고 제어되어 상기 전기부의 섹터들을 공유하는 복수의 자기부를 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,

내부 전기자에 접속하도록 연장되는 핀 또는 로드가 없지만, 여기서 상기 부하는 고정자에 접속되어서 상기 연결되지 않은 전기자의 가속에 대응한 반응력의 전부 또는 일부를 받는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자기부 및 전기부의 상대적인 움직임의 궤적은 직선 구역과 곡선 구역 중 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자기부 및 전기부의 상대적인 움직임의 궤적은, 폐쇄형 원형 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자기부 및 전기부의 상대적인 움직임의 궤적은, 나선 등의 3차원으로 완만한 곡선을 이루는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 29 항 또는 제 30 항에 있어서,

상기 전기자 조립체는, 유연하거나 관절형이고, 3차원 움직임의 완만한 궤적을 따라가는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전도체 중의 적어도 하나는, 임계온도 아래로 냉각될 때, 초전도가 되는 재료로 이루어진 층을 구비하거나 지지하는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
제 1 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전도체 중의 적어도 하나는, 강자성 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
이격된 관계로 설치되고 복수의 자계가 제 1 자기 어레이와 제 2 자기 어레이 사이의 갭을 가로지르도록 배치된 제 1 자기 어레이 및 제 2 자기 어레이와;

상기 자기 어레이 사이의 갭에 설치되고, 밀접하게 패킹된 복수의 자체 지지 작동용 전도체와 복수의 접속용 전도체로 이루어진 전도체 날개를 구비하고, 각 작동용 전도체는, 그 전도체의 단부 중 일 단부에서 또 다른 작동용 전도체의 단부에 접속용 전도체에 의해 접속되고, 상기 전도체 날개는, 상기 작동용 전도체에서 전류가 흐를 때, 상기 전도체 날개를 상기 자기 어레이에 대해 이동하게 전자기력을 유도하도록 구성되고, 여기서 상기 작동용 전도체는 상기 자기 어레이들 사이에서 본 선 안에 설치되고, 상기 접속용 전도체는 상기 자기 어레이들 사이에서 본 선 밖에 배치된 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
실질적으로 축방향으로 평행하고 각각이 일단부에서 또 다른 작동용 전도체의 단부에 일 접속용 전도체에 의해 접속되는 복수의 작동용 전도체와, 복수의 접속용 전도체로 이루어진 원통형 전도체 날개와;

상기 작동용 전도체를 통하여 복수의 자계를 제공하도록 배치되어, 상기 작 동용 전도체에 전류가 흐르는 경우, 상기 전도체 날개가 복수의 자기 어레이에 대해 반경방향으로 이동하게 전자기력을 유도하는 복수의 자기 어레이를 구비한 것을 특징으로 하는 회전식 전자기 머신.
제 46 항에 있어서,

상기 자기 어레이들은, 상기 원통형 전도체 날개의 안쪽에 설치된 내부 원통형 자기 어레이와, 상기 원통형 전도체 날개의 바깥쪽에 설치된 외부 원통형 자기 어레이로 이루어진 것을 특징으로 하는 회전식 전자기 머신.
각각이 일단부에서 또 다른 작동용 전도체의 단부에 일 접속용 전도체에 의해 접속되는 복수의 실질적 반경방향 작동용 전도체와, 복수의 접속용 전도체로 이루어진 환상 전도체 날개와;

상기 작동용 전도체를 통하여 복수의 자계를 제공하도록 배치되어, 상기 작동용 전도체에 전류가 흐르는 경우, 상기 전도체 날개가 복수의 자기 어레이에 대해 회전하게 전자기력을 유도하는 복수의 자기 어레이를 구비한 것을 특징으로 하는 회전식 전자기 머신.
각각이 일단부에서 또 다른 작동용 전도체의 단부에 일 접속용 전도체에 의해 접속되는 복수의 실질적 반경방향 작동용 전도체와, 복수의 접속용 전도체로 각각 이루어지고, 또 공통축을 갖는 복수의 환상 전도체 날개와;

상기 작동용 전도체를 통하여 복수의 자계를 제공하도록 배치되어, 상기 작동용 전도체에 전류가 흐르는 경우, 상기 전도체 날개가 복수의 자기 어레이에 대해 회전하게 전자기력을 유도하는 복수의 자기 어레이를 구비한 것을 특징으로 하는 회전식 전자기 머신.
제 49 항에 있어서,

상기 환상 전도체 날개 중 적어도 하나는, 인접한 환상 전도체 날개 중 적어도 하나와 연관된 자기 어레이를 공통으로 가지고 있는 것을 특징으로 하는 회전식 전자기 머신.
각각이 일단부에서 또 다른 작동용 전도체의 단부에 일 접속용 전도체에 의해 접속되는 복수의 작동용 전도체와, 복수의 접속용 전도체로 각각 이루어지고, 서로에 평행하게 설치되는 복수의 전도체 날개와;

상기 작동용 전도체를 통하여 복수의 자계를 제공하도록 배치되어, 상기 작동용 전도체에 전류가 흐르는 경우, 상기 전도체 날개가 복수의 자기 어레이에 대 해 이동하게 전자기력을 유도하는 복수의 자기 어레이를 구비한 것을 특징으로 하는 선형 전자기 머신.
각각이 일단부에서 또 다른 작동용 전도체의 단부에 일 접속용 전도체에 의해 접속되는 복수의 작동용 전도체와, 복수의 접속용 전도체로 각각 이루어지고, 샤프트 둘레에 반경방향으로 배치되는 복수의 전도체 날개와;

상기 작동용 전도체를 통하여 복수의 자계를 제공하도록 배치되어, 상기 작동용 전도체에 전류가 흐르는 경우, 상기 전도체 날개가 복수의 자기 어레이에 대해 이동하게 전자기력을 유도하는 복수의 자기 어레이를 구비한 것을 특징으로 하는 선형 전자기 머신.
제 51 항 또는 제 52 항에 있어서,

상기 전도체 날개 중 적어도 하나는, 인접한 전도체 날개 중 적어도 하나와 연관된 자기 어레이를 공통으로 가지고 있는 것을 특징으로 하는 선형 전자기 머신.
제 52 항에 종속되는 경우 제 53 항에 있어서,

각 자기 어레이는, 짝수의 자석으로 이루어진 것을 특징으로 하는 선형 전자기 머신.
제 52 항에 있어서,

상기 머신은, 원통형 콘테이너 내에 구성된 것을 특징으로 하는 선형 전자기 머신.
제 55 항에 있어서,

상기 포함하는 원통의 적어도 일 단부는 구멍을 갖고, 또 상기 유도된 전자기 힘을 외부 부하에 전송하도록 스러스트 튜브 또는 로드가 떠오르는 베어링을 이송하는 것을 특징으로 하는 선형 전자기 머신.
제 55 항 또는 제 56 항에 있어서,

상기 포함하는 원통을 포함하는 체적은 밀폐되고, 상기 떠오르는 스러스트 로드 또는 튜브는 슬라이딩 씰을 통과하도록 배치되어, 상기 전기자는 전기기능과 공압 기능 양쪽을 갖는 것을 특징으로 하는 선형 전자기 머신.
제 56 항 또는 제 57 항에 있어서,

상기 스러스트 로드 또는 튜브는, 가스 스프링의 능동소자를 형성한 것을 특징으로 하는 선형 전자기 머신.
제 51 항 내지 제 58 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 또는 각 전도체 날개는, 상기 머신의 움직임의 궤적을 따라 전기 절연성 섹터들로 분할된 것을 특징으로 하는 선형 전자기 머신.
제 29 항 및 제 30항에 종속되는 경우 제 1 항 내지 제 59 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전기자의 임펄스 전자기 힘은, 상기 고정자가 받는 동일한 또 반대의 반응력을 통해 상기 부하에 전송되는 것을 특징으로 하는 머신.
제 60 항에 있어서,

상기 전기자의 움직임은, 상기 둘러싸여진 고정자 내의 유체에 의해 추진하거나 추진되도록 구성되어, 펌프로서 기능하거나 에너지를 이동 유체로부터 흡수하 는 것을 특징으로 하는 머신.
제 1 부분과 상기 제 1 부분에 대해 이격된 관계로 설치된 제 2 부분으로 이루어지고, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 갭을 가로지르게 복수의 자계를 제공하도록 배치된 자기부와;

상기 자기부의 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 갭에 설치되고, 상기 자기부에 대해 이동하도록 배치되고, 일 세트의 전기 절연 자체 지지 전도체로 구성되는 전기부를 구비하여, 상기 일 세트의 전도체에 전류가 흐를 때, 그 결과의 전자기력이 상기 2개의 부 사이에서 상대적 움직임을 일으키는 것을 특징으로 하는 전자기 머신.
전도체 날개에서 전류가 흐를 때 본 자기부에 대해 전도체 날개가 이동하게 전자기력을 유도하도록 자계를 상기 전도체 날개에 제공하는 자기부를 갖는 전자기 머신용 전도체 날개로서,

복수의 작동용 전도체와;

복수의 접속용 전도체를 구비하고, 각 작동용 전도체는 일단부에서 또 다른 작동용 전도체의 단부에 일 접속용 전도체에 의해 접속되고, 상기 전자기력은 상기 작동용 전도체에서 전류가 흐를 때 유도되고,

상기 작동용 전도체의 중심부분은 밀접하게 패킹되고, 상기 작동용 전도체의 일부의 단부는 상기 접속용 전도체가 겹치도록 상기 접속용 전도체의 영역에서 구부러진 것을 특징으로 하는 전자기 머신용 전도체 날개.