KR20170113634A - 비원형 고정자를 가진 모터 - Google Patents

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Abstract

장치는 회전자(rotor)와 고정자(stator)를 가진 모터를 포함하며, 상기 회전자는 상기 고정자의 회전자 수용 영역 내에 적어도 부분적으로 배치되고, 상기 고정자는 적어도 하나의 코일 권선(coil winding)과 톱니들(teeth)을 포함하며, 상기 적어도 하나의 코일 권선은 상기 톱니들 중 적어도 일부에 배치되고, 상기 톱니들은 제1 톱니 세트와 제2 톱니 세트를 포함하며, 상기 제1 톱니 세트의 톱니들은 상기 제2 톱니 세트의 톱니들보다 상기 회전자 수용 영역으로부터 반경 방향으로 더 길다.

Description

비원형 고정자를 가진 모터
예시적이고 비제한적인 실시예들은 일반적으로 전기 모터에 관한 것이며, 보다 구체적으로, 비원형 고정자를 가진 모터에 관한 것이다.
전기 모터들은 일반적으로 자동화된 기계 장치들의 다양한 가동 요소들(moving elements)에게 병진 또는 회전 운동을 제공하는데 사용된다. 사용되는 전기 모터들은 전형적으로 고정 요소들(고정자)과 조립된 회전 요소들(회전자)을 포함한다. 자석들은 회전 요소들과 고정 요소들 사이에 배치되거나 또는 회전 요소 상에 직접 배치된다. 코일들은 고정 요소들 상의 연철 코어(soft iron core) 둘레에 감겨 있으며 자석들에 근접하게 배치된다.
전기 모터의 작동에 있어서, 전류가 코일들을 통과하면 자기장이 생성되며, 이는 자석들에 작용한다. 자기장이 자석들에 작용할 때, 회전 요소의 일측은 밀려지고 회전 요소의 반대측은 당겨지며, 이에 따라 회전 요소는 고정 요소에 대해 회전하게 된다. 회전의 효율은 전기 모터의 제작에 사용된 자성 부품들의 형상과 재료들의 특성들에 적어도 부분적으로 근거한다.
본 발명은 종래 기술에 비해 개선된 비원형 고정자를 가진 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
아래의 요약은 단지 예시적인 것으로 의도되었다. 이 요약은 청구항들의 범위를 제한하도록 의도된 것은 아니다.
하나의 형태에 따르면, 장치는 회전자(rotor)와 고정자(stator)를 포함하는 모터를 포함한다. 상기 회전자는 상기 고정자의 회전자 수용 영역 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 상기 고정자는 적어도 하나의 코일 권선(coil winding)과 톱니들(teeth)을 포함한다. 상기 적어도 하나의 코일 권선은 상기 톱니들 중 적어도 일부에 배치되며, 상기 톱니들은 제1 톱니 세트와 제2 톱니 세트를 포함한다. 상기 제1 톱니 세트의 톱니들은 상기 제2 톱니 세트의 톱니들보다 상기 회전자 수용 영역으로부터 반경 방향으로 더 길다.
다른 예시적인 형태에 따르면, 방법은 톱니들을 가진 고정자 부재를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 고정자는 회전자 수용 영역을 포함할 수 있으며, 상기 톱니들은 제1 톱니 세트와 제2 톱니 세트를 포함할 수 있다. 상기 제1 톱니 세트의 톱니들은 상기 제2 톱니 세트의 톱니들보다 상기 회전자 수용 영역으로부터 반경 방향으로 더 길 수 있다. 상기 방법은 상기 톱니들 중 적어도 일부에 적어도 하나의 코일 권선을 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 예시적인 형태에 따르면, 장치는 회전자와 고정자를 포함하는 모터를 포함할 수 있다. 상기 회전자는 상기 고정자의 회전자 수용 영역 내에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 상기 고정자는, 상기 회전자 수용 영역으로부터 이격된 적어도 하나의 부품(component) 수용 영역과 톱니들을 가진 고정자 부재(stator member)를 포함할 수 있다. 상기 톱니들은 제1 톱니 세트와 제2 톱니 세트를 포함할 수 있으며, 상기 제1 톱니 세트의 톱니들은 상기 제2 톱니 세트의 톱니들보다 상기 회전자 수용 영역으로부터 반경 방향으로 더 길 수 있고, 상기 제2 톱니 세트는 상기 제1 톱니 세트보다 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역에 더 가깝게 배치된다. 적어도 하나의 코일 권선이 상기 고정자 부재에 있을 수 있다. 적어도 하나의 부품은 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역 내에 움직일 수 있게(movably) 배치될 수 있다.
전술한 형태들 및 다른 특징들은 이하의 상세한 설명에서 첨부된 도면들을 참조하면서 설명된다.
도 1a는 모터 조립체의 하나의 예시적인 실시예의 사시도이며;
도 1b는 도 1a의 모터 조립체의 고정자의 사시도이며;
도 1c는 도 1a의 모터 조립체의 고정자 코어(stator core)의 사시도이며;
도 1d는 도 1a의 모터 조립체의 고정자의 단면도이며;
도 2a는 모터 조립체의 하나의 예시적인 실시예의 사시도이며;
도 2b는 도 2a의 모터 조립체의 고정자의 사시도이며;
도 2c는 도 2a의 모터 조립체의 고정자 코어(stator core)의 사시도이며;
도 2d는 도 2a의 모터 조립체의 고정자와 회전자의 단면도이며;
도 3a는 모터 조립체의 하나의 예시적인 실시예의 사시도이며;
도 3b는 도 3a의 모터 조립체의 고정자의 사시도이며;
도 3c는 도 3a의 모터 조립체의 고정자 코어(stator core)의 사시도이며;
도 3d는 도 3a의 모터 조립체의 고정자와 회전자의 단면도이며;
도 4는 모터 조립체의 하나의 예시적인 실시예의 상면도이며;
도 5는 모터 조립체의 하나의 예시적인 실시예의 상면도이며;
도 6은 모터 조립체의 하나의 예시적인 실시예의 상면도이며;
도 7은 모터 조립체의 하나의 예시적인 실시예의 상면도이며;
도 8a는 모터 조립체의 하나의 예시적인 실시예의 절단 사시도이며;
도 8b는 도 8a의 모터 조립체의 고정자 코어의 절단 사시도이며;
도 8c는 도 8a의 모터 조립체의 회전자 부분의 사시도이며;
도 9a는 모터 조립체의 하나의 예시적인 실시예의 절단 사시도이며;
도 9b는 도 9a의 모터 조립체의 고정자 코어의 사시도이며;
도 9c는 도 9a의 모터 조립체의 단면도이며;
도 9d는 도 9a의 모터 조립체의 고정자 코어의 절단 사시도이며;
도 9e는 도 9a의 모터 조립체의 고정자 코어의 부분적인 절단 사시도이며;
도 10은 로봇 구동장치(robot drive)의 사시도이며;
도 11은 로봇 구동장치의 사시도이며;
도 12는 로봇 구동장치의 저면도이며;
도 13은 로봇 구동장치의 측면도이며;
도 14는 로봇 구동장치의 사시도이며;
도 15는 로봇 구동장치의 측면도이며;
도 16은 로봇 구동장치의 분해 사시도이며;
도 17은 로봇 구동장치의 분해 사시도이며;
도 18은 로봇 구동장치의 분해 사시도이다.
도 1a를 참조하면, 예시적인 실시예의 특징들이 통합된 모터 조립체(10)의 사시도가 도시된다. 비록 이 특징들이 도면들에 도시된 예시적인 실시예들을 참조하면서 설명된다 할지라도, 그 특징들은 실시예들의 많은 대체 가능한 형태들로 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 덧붙여, 임의의 적합한 크기, 형상 또는 유형의 구성요소들 또는 재료들이 사용될 수 있을 것이다.
또한, 도 1b를 참조하면, 도 1a의 모터 조립체(10)의 고정자(stator)(12)의 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 2c를 참조하면, 도 1a의 모터 조립체(10)의 고정자 코어(stator core)(14)의 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 1d를 참조하면, 도 1a의 모터 조립체(10)의 고정자(12)의 단면도가 도시되어 있다. 비록 그 특징들이 도면들에 도시된 예시적인 실시예들을 참조하면서 설명된다 할지라도, 그 특징들은 실시예들의 많은 대체 가능한 형태들로 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 덧붙여, 임의의 적합한 크기, 형상 또는 유형의 구성요소들 또는 재료들이 사용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 상기 모터(10)는 반경 방향 자속 디자인(radial flux design)일 수 있다. 대체 가능한 실시예들에서, 상기 모터는 축방향 자속 디자인(axial flux design) 또는 하이브리드 3차원 자속 디자인일 수 있다. 여기에서 설명되는 실시예들의 특징들은, 연자성체(soft magnetic material)를 포함하는 코어(core)를 포함하는 임의의 모터, 시스템, 또는 부품에 유사하게 적용될 수 있다.
모터(10)와 모터(10) 내부의 하위 구성요소들은 아래의 참조문헌들에 개시된 바와 같은 특징들을 가질 수 있으며, 이들 모두는 그 전체가 여기에 참조로서 통합된다: 2014년 9월 30일에 제출된 "Structures Utilizing a Structured Magnetic Material and Methods for Making"라는 명칭의 미국 특허출원 번호 14/501,603호; 2014년 9월 30일에 제출된 "Structures Utilizing a Structured Magnetic Material and Methods for Making"라는 명칭의 미국 특허출원 번호 14/501,668호; 2014년 1월 9일에 공개된 "Hybrid Field Electric Motor"라는 명칭의 미국 특허공개 번호 2014/0009025 A1; 2013년 1월 3일에 공개된 "System and Method for Making Structured Magnetic Material from Insulated Particles"라는 명칭의 미국 특허공개 번호 2013/0000861 A1; 2013년 1월 3일에 공개된 "System and Method for Making a Structured Material"라는 명칭의 미국 특허공개 번호 2013/0004359 A1; 2013년 1월 3일에 공개된 "Structured Magnetic Material"라는 명칭의 미국 특허공개 번호 2013/0002085 A1; 2014년 4월 17일에 공개된 "Hybrid Motor"라는 명칭의 미국 특허공개 번호 2014/0103752 A1; 2013년 11월 7일에 공개된 "System and Method for Making a Structured Magnetic Material with Integrated Particle Insulation"라는 명칭의 미국 특허공개 번호 2013/0292081 A1; 2013년 1월 3일에 공개된 "System and Method for Making a Structured Magnetic Material via Layered Particle Deposition"라는 명칭의 미국 특허공개 번호 2013/0000860 A1; 및 2013년 1월 3일에 공개된 "System and Method for Making a Structured Magnetic Material with Integrated Particle Insulation"라는 명칭의 미국 특허공개 번호 2013/0000447 A1.
도 1a에서, 모터(10)는 고정자 코어(stator core)(14)와 권선들(windings)(16)을 가진 실질적으로 타원 형상의 고정자(12)를 가진 것으로 도시되어 있다. 도 1a-1d에 도시된 실시예에서, 고정자(12)는 짧은 고정자 톱니들(18)과 긴 고정자 톱니들(20)을 가진 코어(14)를 가진 것으로 도시되어 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 톱니들(18, 20)은 동일한 길이일 수도 있고 또는 더욱 상이한 길이들을 가질 수 있다. 긴 톱니들(20)은, 예를 들어, 주어진 전류에서 더 높은 토크 출력을 위해, 짧은 톱니들보다 더 많은 권선 횟수(winding turns)를 가질 수 있다. 대안으로서, 긴 톱니들(20)은 짧은 톱니들과 동일한 권선 횟수를 가질 수 있지만, 전체 위상 저항(phase resistance)을 감소시키기 위해 더 두꺼운 와이어를 사용할 수 있다. 대안으로서, 더 두꺼운 와이어가 (길고 짧은) 톱니들 모두에 사용될 수 있으며, 전체 권선 횟수는 종래의 원형 모터와 동일하게 유지되거나 또는 더 많을 수 있다. 예를 들어, 3상 모터에 있어서, 각각의 상 권선(phase winding)은 개별적으로 동일한 수의 짧은 톱니들과 긴 톱니들을 차지할 수 있다. 대안으로서, 고정자 톱니들의 수는 12개로 한정되지 않는다. 도시된 실시예에서, 회전자(22)는 원통형으로 도시되어 있으며, 회전자 코어(24)와 회전자 자석들(26)을 가진다. 대안으로서, 회전자는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 도 1a는 모터(10)를 구성하는 회전자(22)와 고정자(12)의 조합을 보여주며, 여기서 모터(10)는 프레임이 없는 모터(frameless motor)로서 도시되어 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 프레임은 회전자(22)를 위한 적합한 베어링들과 회전자(22)에 결합된 출력 부재를 가진 회전자(22)와 고정자(12)를 수용할 수 있다. 도시된 실시예에는, 고정자 톱니들의 두 개의 길이들이 도시되어 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 다소 상이한 길이의 톱니들이 상이한 톱니들에 상응하는 다소 상이한 권선들을 갖출 수 있다. 실시예에 있어서, 장치는 회전자(22)와 고정자(12)를 가진 모터(10)로서 도시되어 있으며, 여기서 회전자(22)는 고정자(12)의 회전자 수용 영역(30) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 고정자(12)는 적어도 하나의 코일 권선(16)과 톱니들(18, 20)을 포함한다. 적어도 하나의 코일 권선(16)은 톱니들(18, 20) 중 적어도 일부에 배치되며, 톱니들은 제1 톱니 세트(20)와 제2 톱니 세트(18)를 포함한다. 제1 톱니 세트(20)의 톱니들은 제2 톱니 세트(18)의 톱니들보다 회전자 수용 영역(30)으로부터 반경 방향으로 더 길다. 여기서, 상기 고정자는 톱니들을 형성하는 고정자 부재(stator member)를 포함할 수 있다. 톱니들 각각의 베이스(32)는 고정자 부재의 외측 둘레 벽(outer perimeter wall)(34)을 형성하는 고정자 부재의 부분에 배치될 수 있다. 상기 외측 둘레 벽(34)은 실질적인 타원 형상, 실질적인 삼각형 형상, 실질적인 정사각형 형상, 실질적인 직사각형 형상 또는 실질적인 다각형 형상 중 하나와 같은 형상을 가질 수 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 임의의 적합한 형상이 제공될 수 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 적어도 하나의 코일 권선(16)은 제1 톱니 세트와 제2 톱니 세트에 배치될 수 있다. 적어도 하나의 코일 권선(16)은 제1 톱니 세트에 제2 톱니 세트보다 더 많은 권선 횟수를 포함할 수 있으며, 및/또는 적어도 하나의 코일 권선(16)은 제1 톱니 세트(20)에 제2 톱니 세트(18)보다 더 두꺼운 와이어를 포함할 수 있다.
도 2a를 참조하면, 삼각형 형상의 고정자(62)를 가진 모터 조립체(60)의 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 2b를 참조하면, 도 2a의 모터 조립체(60)의 고정자(62)의 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 2c를 참조하면, 도 2a의 모터 조립체(60)의 고정자 코어(stator core)(64)의 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 2d를 참조하면, 도 2a의 모터 조립체(60)의 고정자(62)의 단면도가 도시되어 있다. 도 2a에서, 모터(60)는, 고정자 코어(64)와 권선들(66)을 가지며 형상이 삼각형인 고정자(62)를 가진 것으로 도시되어 있다. 도 2a-2d에 도시된 실시예에서, 고정자(62)는 짧은 고정자 톱니들(68)과 긴 고정자 톱니들(70)을 가진 코어(64)를 가진 것으로 도시되어 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 톱니들(68, 70)은 동일한 길이일 수도 있고 또는 더욱 상이한 길이들을 가질 수 있다. 긴 톱니들(70)은, 예를 들어, 주어진 전류에서 더 높은 토크 출력을 위해, 짧은 톱니들보다 더 많은 권선 횟수(winding turns)를 가질 수 있다. 대안으로서, 긴 톱니들(20)은 짧은 톱니들과 동일한 권선 횟수를 가질 수 있지만, 전체 위상 저항(phase resistance)을 감소시키기 위해 더 두꺼운 와이어를 사용할 수 있다. 대안으로서, 더 두꺼운 와이어가 (길고 짧은) 톱니들 모두에 사용될 수 있으며, 전체 권선 횟수는 종래의 원형 모터와 동일하게 유지되거나 또는 더 많을 수 있다. 예를 들어, 3상 모터에 있어서, 각각의 상 권선(phase winding)은 개별적으로 동일한 수의 짧은 톱니들과 긴 톱니들을 차지할 수 있다. 대안으로서, 고정자 톱니들의 수는 12개로 한정되지 않는다. 도시된 실시예에서, 회전자(72)는 원통형으로 도시되어 있으며, 회전자 코어(74)와 회전자 자석들(76)을 가진다. 대안으로서, 회전자는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 도 2a는 모터(60)를 구성하는 회전자(72)와 고정자(62)의 조합을 보여주며, 여기서 모터(60)는 프레임이 없는 모터(frameless motor)로서 도시되어 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 프레임은 회전자(72)를 위한 적합한 베어링들과 회전자(72)에 결합된 출력 부재를 가진 회전자(72)와 고정자(72)를 수용할 수 있다. 도시된 실시예에는, 고정자 톱니들의 다수의 길이들이 도시되어 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 다소 상이한 길이의 톱니들이 상이한 톱니들에 상응하는 다소 상이한 권선들을 갖출 수 있다. 실시예에 있어서, 장치는 회전자(72)와 고정자(62)를 가진 모터(60)로서 도시되어 있으며, 여기서 회전자(72)는 고정자(62)의 회전자 수용 영역(80) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 고정자(62)는 적어도 하나의 코일 권선(66)과 톱니들(68, 70)을 포함한다. 적어도 하나의 코일 권선(66)은 톱니들(68, 70) 중 적어도 일부에 배치되며, 톱니들은 제1 톱니 세트(70)와 제2 톱니 세트(68)를 포함한다. 제1 톱니 세트(70)의 톱니들은 제2 톱니 세트(68)의 톱니들보다 회전자 수용 영역(80)으로부터 반경 방향으로 더 길다. 여기서, 상기 고정자는 톱니들을 형성하는 고정자 부재(stator member)를 포함할 수 있다. 톱니들 각각의 베이스(82)는 고정자 부재의 외측 둘레의 벽(outer perimeter wall)(84)을 형성하는 고정자 부재의 부분에 배치될 수 있다. 상기 외측 둘레 벽(84)은 실질적인 타원 형상, 실질적인 삼각형 형상, 실질적인 정사각형 형상, 실질적인 직사각형 형상 또는 실질적인 다각형 형상 중 하나와 같은 형상을 가질 수 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 임의의 적합한 형상이 제공될 수 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 적어도 하나의 코일 권선(66)은 제1 톱니 세트(70)와 제2 톱니 세트(68)에 배치될 수 있다. 적어도 하나의 코일 권선(66)은 제1 톱니 세트에 제2 톱니 세트보다 더 많은 권선 횟수를 포함할 수 있으며, 및/또는 적어도 하나의 코일 권선(66)은 제1 톱니 세트(70)에 제2 톱니 세트(68)보다 더 두꺼운 와이어를 포함할 수 있다.
도 3a에서, 모터(110)는, 고정자 코어(114)와 권선들(116)을 가지며 실질적으로 정사각형 형상인 고정자(112)를 가진 것으로 도시되어 있다. 도 3a-3d에 도시된 실시예에서, 고정자(112)는 짧은 고정자 톱니들(118)과 긴 고정자 톱니들(120)을 가진 코어(114)를 가진 것으로 도시되어 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 톱니들(118, 120)은 동일한 길이일 수도 있고 또는 더욱 상이한 길이들을 가질 수 있다. 긴 톱니들(120)은, 예를 들어, 주어진 전류에서 더 높은 토크 출력을 위해, 짧은 톱니들(118)보다 더 많은 권선 횟수(winding turns)를 가질 수 있다. 대안으로서, 긴 톱니들(120)은 짧은 톱니들(118)과 동일한 권선 횟수를 가질 수 있지만, 전체 위상 저항(phase resistance)을 감소시키기 위해 더 두꺼운 와이어를 사용할 수 있다. 대안으로서, 더 두꺼운 와이어가 (길고 짧은) 톱니들 모두에 사용될 수 있으며, 전체 권선 횟수는 종래의 원형 모터와 동일하게 유지되거나 또는 더 많을 수 있다. 예를 들어, 3상 모터에 있어서, 각각의 상 권선(phase winding)은 개별적으로 동일한 수의 짧은 톱니들과 긴 톱니들을 차지할 수 있다. 대안으로서, 고정자 톱니들의 수는 12개로 한정되지 않는다. 도시된 실시예에서, 회전자(122)는 원통형으로 도시되어 있으며, 회전자 코어(124)와 회전자 자석들(126)을 가진다. 대안으로서, 회전자는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 도 3a는 모터(110)를 구성하는 회전자(122)와 고정자(112)의 조합을 보여주며, 여기서 모터(110)는 프레임이 없는 모터(frameless motor)로서 도시되어 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 프레임은 회전자(122)를 위한 적합한 베어링들과 회전자(122)에 결합된 출력 부재를 가진 회전자(122)와 고정자(112)를 수용할 수 있다. 도시된 실시예에는, 고정자 톱니들의 두 개의 길이들이 도시되어 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 다소 상이한 길이의 톱니들이 상이한 톱니들에 상응하는 다소 상이한 권선들을 갖출 수 있다. 실시예에 있어서, 장치는 회전자(122)와 고정자(112)를 가진 모터(110)로서 도시되어 있으며, 여기서 회전자(122)는 고정자(112)의 회전자 수용 영역(130) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 고정자(112)는 적어도 하나의 코일 권선(116)과 톱니들(118, 120)을 포함한다. 적어도 하나의 코일 권선(116)은 톱니들(118, 120) 중 적어도 일부에 배치되며, 톱니들은 제1 톱니 세트(120)와 제2 톱니 세트(118)를 포함한다. 제1 톱니 세트(120)의 톱니들은 제2 톱니 세트(118)의 톱니들보다 회전자 수용 영역(130)으로부터 반경 방향으로 더 길다. 여기서, 상기 고정자는 톱니들을 형성하는 고정자 부재(stator member)를 포함할 수 있다. 톱니들 각각의 베이스(132)는 고정자 부재의 외측 둘레의 벽(outer perimeter wall)(134)을 형성하는 고정자 부재의 부분에 배치될 수 있다. 상기 외측 둘레 벽(134)은 실질적인 타원 형상, 실질적인 삼각형 형상, 실질적인 정사각형 형상, 실질적인 직사각형 형상 또는 실질적인 다각형 형상 중 하나와 같은 형상을 가질 수 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 임의의 적합한 형상이 제공될 수 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 적어도 하나의 코일 권선(116)은 제1 톱니 세트(120)와 제2 톱니 세트(118)에 배치될 수 있다. 적어도 하나의 코일 권선(116)은 제1 톱니 세트(120)에 제2 톱니 세트(118)보다 더 많은 권선 횟수를 포함할 수 있으며, 및/또는 적어도 하나의 코일 권선(116)은 제1 톱니 세트(120)에 제2 톱니 세트(118)보다 더 두꺼운 와이어를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 폴들(poles)(166, 168)의 서브세트(subset)에 권선들(164)을 가진 고정자(162)를 가진 모터 조립체(160)의 하나의 예시적인 실시예의 상면도가 도시되어 있다. 여기서, 도 4에서, 타원 형상의 고정자(162)와, 회전자(170)가 도시되어 있다. 여기서, 12개의 고정자 톱니들이 도시되어 있지만, 권선들은 단지 6개의 톱니들에만 존재한다. 대안으로서, 다소의 톱니들 및/또는 권선들이 제공될 수 있다. 여기서, 이 실시예는 더 큰 회전자를 사용할 수 있게 하며, 그 결과, 예를 들어, Z 모터 내에 더 큰 볼 스크류(ball screw)를 사용할 수 있게 한다. 대안으로서, 도면들 및 여기의 설명과 관련된 형상 또는 다른 형상을 사용하여 유사한 실시예들이 가능하다. 여기서, 코일을 가지지 않은 톱니(168)의 존재는, 예로서 코깅 토크(cogging torque)의 최소화를 가능하게 한다. 도시된 장치에 있어서, 적어도 하나의 코일 권선(164)은 제1 톱니 세트(166)에 배치되고 제2 톱니 세트(168)에는 배치되지 않을 수 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 다소의 권선들을 가진 다소의 톱니들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 고정자에는 도 5에 도시된 바와 같이 특정 방향을 따라서 폴 또는 권선들이 제공되지 않을 수 있다.
도 5를 참조하면, 모터 조립체(210)의 하나의 예시적인 실시예의 상면도가 도시된다. 도 5에는, 도 4와 관련하여 도시된 것과 유사하지만 특정한 고정자 섹션들(212, 214) 내에 톱니들이 없는 고정자가 도시되어 있다. 이 실시예는 더 큰 회전자를 사용할 수 있게 하며, 예로서 더 큰 볼 스크류의 패키징(packaging)을 가능하게 한다. 또한, 이 실시예는, 예를 들어, 도면들과 여기의 설명에 관련된 다른 형태들에도 적용될 수 있다. 도 5의 장치(210)에 있어서, 톱니들(216)은 회전자 수용 영역(218)을 향해 반경 방향 안쪽으로 연장될 수 있으며, 톱니들(216)은, 예를 들어, 회전자 수용 영역(218)의 두 개의 마주보는 측부들(212, 214)에서 대략 40 내지 100도 또는 다른 적합한 각도 또는 각도 범위의 원호를 따라서 배치되지 않을 수 있다.
도 6을 참조하면, 모터 조립체(260)의 하나의 예시적인 실시예의 상면도가 도시된다. 모터(260)는 다른 부품들(266), 예를 들어, Z 모터의 볼 스크류 또는 다른 것의 대체 패키징(alternate packaging)을 위한 절제부(cutout)(264)를 가진 고정자(262)를 가진다. 절제부(268)가 대칭을 위해 더 제공될 수 있다. 대안으로서, 다소의 절제부들이 제공될 수 있다. 도 6에는, 로봇 조립체 내의 Z 모터의 볼 스크류와 같은 다른 조립 부품들의 패키징을 허용하기 위해 고정자의 양측부가 오목하게(264, 268) 형성된 도 4의 변형이 도시되어 있다. 개시된 구성은 위의 도면들에 더 적용될 수 있다. 상기 장치에 있어서, 고정자(262)는 톱니들(272)을 형성하는 고정자 부재(270)를 포함할 수 있으며, 상기 고정자 부재는 회전자 수용 영역(274)으로부터 이격된 적어도 하나의 부품 수용 영역(264)을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역(264)은 부품(266)이 그 내부에 움직일 수 있게 배치되도록 크기와 형상이 부여된다. 여기서, 적어도 하나의 부품 수용 영역(264)은 중심축(280)을 가질 수 있으며, 이는 회전자 수용 영역(274)의 중심축(282)과 평행하다. 적어도 하나의 부품 수용 영역(264)은 고정자 부재(262)의 옆쪽 둘레 벽(lateral side perimeter wall)(286)에 열린 측면(open side)(284)을 가진다. 또한, 적어도 하나의 부품 수용 영역(264)은, 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 고정자 부재의 상측과 하측을 제외하고 실질적으로 닫힐 수 있다. 도 7을 참조하면, 모터 조립체(260')의 대체 가능한 예시적인 실시예의 상면도가 도시된다. 여기서, 고정자(262')는 패키징을 용이하게 하기 위해, 예를 들어, Z 모터의 볼 스크류(280)를 받아들이기 위해 구멍(264')을 가진 것으로 도시되어 있다. 도 7에 도시된 실시예에서, 고정자 하우징(262')은 다른 모터, 예컨대 Z 모터로부터 볼 스크류(280)가 통과하도록 허용하는 구멍(264')을 가진다. 개시된 구성은 위의 도면들에도 더 적용될 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 부품(280)은 적어도 하나의 부품 수용 영역(264) 내에 움직일 수 있게 배치될 수 있으며, 적어도 하나의 부품(280)은 적어도 하나의 부품 수용 영역(264) 내에 배치된 나사산을 가진 로드(rod)일 수 있다. 상기 로드는 적어도 하나의 부품 수용 영역 내에서 회전하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 부품 수용 영역은 고정자가 로드를 따라서 길이방향으로 상승 및 하강하도록 구성될 수 있다. 도 10-18에 도시된 바와 같이, 장치는 내부에 고정자를 가지는 모터 하우징을 더 포함할 수 있다. 상기 고정자 하우징은 상기 로드의 나사산에 연결될 수 있어서, 로드가 회전하면 모터 하우징은 로드를 따라서 길이 방향으로 이동한다.
도 8a를 참조하면, 고정자(312)와 회전자(314)를 가진 모터 조립체(310)의 하나의 예시적인 실시예의 절단 사시도가 도시되며, 상기 회전자(314)는 제1 부분(318)과 제2 부분(320)을 가진다. 여기에는, 비원통형 에어 갭(non-cylindrical air gap)을 가진 비원형 고정자가 예로서 도시되어 있다. 도 8b에는, 도 8a의 모터 조립체의 고정자 코어(316)의 절단 사시도가 도시되어 있다. 도 8c에는, 도 8a의 모터 조립체의 회전자 부분(320)의 사시도가 도시되어 있다. 도 8a-8c는, 예를 들어, 코일(324)을 통한 전체 자속 유동(flux flow)을 증가시키기 위해 비원통형 에어 갭(322)을 가진 회전자 고정자 세트를 보여준다. 여기서, 상기 고정자(312)는 볼록한 고정자 톱니들(326)을 가지며, 회전자(324)는 오목한 회전자 자석들(333)과 요크(332)를 가진다. 또한, 상기 회전자는 조립이 용이하도록 두 개의 반분할 부분들(two halves)(318, 320)로 만들어질 수 있다. 개시된 구성은 위의 도면들에도 더 적용될 수 있다. 여기서, 상기 갭(322)은 회전자 수용 영역에서 고정자(312)와 회전자(314) 사이에 제공되며, 상기 갭(322)은 균일한 원통형이 아닌 형상을 가진다. 여기서, 상기 회전자(314)는 제1 상측 부재(320)와 제2 하측 부재(320)를 포함하며, 이들은 반대 방향으로 지향된 실질적인 원뿔 형상들을 가진다. 대체 가능한 형태에 있어서, 다른 형상들도 사용될 수 있다.
도 9a-9e를 참조하면, 3차원 자속 유동을 용이하게 하는 특징들을 가진 예시적인 비원형 고정자가 도시되어 있다. 도 9a에는, 고정자(362)와 회전자(364)를 가진 모터 조립체(360)의 예시적인 실시예의 절단 사시도가 도시되어 있다. 도 9b에는, 도 9a의 모터 조립체(360)의 고정자 코어(366)의 사시도가 도시되어 있다. 도 9c에는, 도 9a의 모터 조립체(360)의 단면도가 도시되어 있다. 도 9d에는, 도 9a의 모터 조립체의 고정자 코어(366)의 절단 사시도가 도시되어 있다. 도 9e에는, 도 9a의 모터 조립체의 고정자 코어(366)의 부분적인 절단 사시도가 도시되어 있다. 도 9a-9e에 있어서, 고정자 톱니들(368)과 코일들(370)은 두 개의 치수들(372, 374)에 있어서 테이퍼가 형성된다. 이는 더 많은 권선 횟수들을 위한 공간을 제공한다. 여기서, 고정자 외벽(376)은 자속의 유동을 위한 더 많은 영역을 제공하기 위해 축방향으로 선택적으로 연장될 수 있다. 또한, 고정자 슈(stator shoe)(380)도, 자속의 유동을 위한 더 많은 영역을 허용하기 위해, 내경(inner diameter)에서, 축방향으로(382, 384) 연장될 수 있다. 여기서, 이러한 기하학적 구조는 자속 유동을 증가시키기 위해 더 긴 자석들(386)의 사용을 허용한다. 상기 특징들은 함께 또는 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 개시된 구성은 위의 도면들에도 더 적용될 수 있다. 예를 들어, 장치에 있어서, 톱니들 중 적어도 일부는 도시된 바와 같이 두 개의 직교하는 방향으로 테이퍼지거나 또는 아닐 수 있다. 여기서, 상기 고정자는 톱니들(368)을 형성하는 고정자 부재(366), 톱니들의 외측 단부의 외측 둘레 벽(376) 및 톱니들의 내측 단부의 개별의 슈들(shoes)(380)을 포함할 수 있다. 톱니들의 상측면(390)과 하측면(392)은, 외측 둘레와 슈들 각각의 상측면(394, 396)과 하측면(398, 400)에 대해 오목할 수 있다. 상기 장치에서, 상기 고정자 부재는 일체형(one-piece) 부재이거나 또는 대안으로서 다수 조각의(multi piece) 부재들일 수 있다.
대체 가능한 형태에 있어서, 비원형 고정자는 슬롯리스(slot-less) 모터에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 이는 고정자의 둘레를 따라서 다양한 권선 횟수의 형태일 수 있으며 변하는 벽 두께의 형태일 수 있다. 개시된 구성을 위해, 고정자 재료는 라미메이트된 강재와 같은 비등방성이거나 또는 연자성 합성물과 같은 등방성일 수 있다. 또한, 고정자는 모터 하우징으로서도 사용될 수 있다. 예를 들어, 고정자는 절삭 가공된 장착 구성들을 가질 수 있으며, 기계 또는 구동 부품들에 직접 장착될 수 있다. 대체 가능한 형태에 있어서, 임의의 적합한 형상, 삼각형, 타원형, 정사각형 또는 다른 형상은 임의의 적합한 톱니/자석 조합, 예를 들어, 6개의 톱니 구성, 12개의 톱니 구성, 24개의 톱니 구성 또는 다른 구성을 갖출 수 있다. 유사하게, 감소된 코일들을 가진 임의의 적합한 비원형 고정자(위에 기재된 임의의 것 또는 임의의 적합한 단면들)가 제공될 수 있다. 유사하게, 예컨대, 볼-스크류를 맞추기 위해 오목한 형상을 가진 임의의 적합한 비원형 고정자가 제공되거나 또는 예컨대, 볼-스크류를 맞추기 위해 관통 구멍을 가진 비원형 고정자가 제공될 수 있다. 유사하게, 라미네이트된 고정자를 가진 임의의 적합한 비원형 모터 또는 합성 고정자를 가진 비원형 모터가 제공될 수 있다. 유사하게, 자속 특성들(flux features), 예컨대, 오목한 코일들을 가진 임의의 적합한 비원형 모터 또는 혼성 자장(hybrid-field) 특성들, 예를 들어, 원뿔형 토폴로지(conical topology)를 가진 비원형 모터 또는 슬롯리스 비원형 모터가 제공될 수 있다. 유사하게, 모터 하우징과 합체된 임의의 적합한 비원형 고정자가 제공될 수 있다. 아래에 도시된 바와 같이, 로봇에 타원형 또는 비원형 모터의 사용이, 예를 들어, Z-축 실시예, 세타-축(theta axis) 실시예 또는 다른 실시예로 제공될 수 있다.
도 10-11을 참조하면, 로봇 구동장치(510)의 사시도가 도시되어 있다. 도 12에는, 로봇 구동장치(510)의 저면도가 도시되어 있다. 도 13에는, 로봇 구동장치(510)의 측면도가 도시되어 있다. 도 14에는, 로봇 구동장치(510)의 사시도가 도시되어 있다. 도 15에는, 로봇 구동장치(510)의 측면도가 도시되어 있다. 도 16-18에는, 로봇 구동장치(510)의 분해 사시도가 도시되어 있다. 로봇(510)은, 2015년 5월 6일에 등록된 "Robot with Heat Dissipating Stator"라는 명칭의 미국 특허 번호 8,716,909호에 개시된 특징들을 가질 수 있으며, 이는 그 전체가 여기에 참조로서 통합된다. 로봇(510)은 Z 모터 조립체를 구비한 하우징(512)과 하우징(512)의 하부에 결합된 하우징(514)를 가진다. Z 모터 조립체와 하우징(514)은 여기서 개시된 비원형 고정자와 모터 조립체의 통합된 구성일 수 있다. T 모터 조립체와 하우징(516)은 하우징(512) 내부에서 수직으로 이동 가능하며, 벨로우즈(bellows)(518)에 결합될 수 있고, 슬라이드(520)를 통해 하우징(512)에 더 결합될 수 있으며, 상기 슬라이드(520)는 T 모터 조립체와 하우징(516)이 수직 방향으로 이동하도록 제한한다. 스크류(522)는 Z 모터 조립체와 하우징(516)에 결합되어 Z 모터 조립체에 의해 회전하며, T 모터 조립체와 하우징(516)에 결합된 너트를 가진다. Z 모터 조립체의 회전자와 하우징(514)에 의해 회전되는 스크류(522)의 회전에 의해 T 모터 조립체와 하우징(516)은 구동되어 하우징(512) 내부에서 수직으로 이동 가능하게 된다. T 모터 조립체와 하우징(516)은 개시된 실시예들 중 임의의 실시예의 회전자와 고정자 세트를 포함할 수 있다. 예를 들어, T 모터 조립체와 하우징(516)은 도 6, 7에 도시된 바와 같은 하나 이상의 적층된 회전자와 고정자 세트들을 포함하거나 또는 그렇지 않을 수 있으며, 리드스크류(522)는 원형 고정자의 배치 구조에 비해 T 모터 조립체와 하우징(516)의 회전 중심에 더 가깝게 패키징될 수 있다. 도 13을 참조하면, 상기 장치는, T 모터 조립체와 하우징(516)의 하나 이상의 회전자(들)로부터 연장된 하나 이상의 구동 샤프트(들)(530)과, 상기 구동 샤프트에 연결된 로봇 아암(532)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 장착 플랜지(524)가 하우징(512)과 벨로우즈(518)에 결합되어 진공(528)으로부터 대기(526)를 분리할 수 있으며, 출력 샤프트(들)(530)과 아암(532)은 진공 환경에 있다. 여기서, 도 10-18은 비원형 모터들의 실시예를 도시하기 위해 로봇 구동장치(510)를 보여준다. 여기서, 비원형 모터들은 추가적인 또는 상보적인 부품들의 효율적인 패키징을 허용하기 위해 임의의 적합한 축에 사용될 수 있다. 예를 들어, 로봇은 비원형 또는 "풋볼(football)" 형상의 Z-축 모터와 원형 또는 직사각형의 T-축 모터를 사용할 수 있으며, T-축 모터는, T-축 모터의 중심으로부터 볼-스크류까지의 거리를 더 작게 하기 위해, T-축 모터를 통과하는 구멍 또는 T-축 모터를 통과하는 반원형 절제부(cut)를 가진다. 여기서, 패키징을 최적화하기 위해 하나 이상의 비원형 모터들이 로봇 내에 제공될 수 있어서, 모터들은 공간을 효율적으로 사용하도록 패키징 될 수 있으며, 예를 들어, T-모터를 통과하는 볼 스크류에 있어서, Z-모터의 형상에 기인하여 볼-스크류 축과 프레임 사이의 거리가 감소된다.
하나의 예시적인 형태에 따르면, 장치는 회전자와 고정자를 포함하는 모터를 포함한다. 상기 회전자는 상기 고정자의 회전자 수용 영역 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 상기 고정자는 적어도 하나의 코일 권선(coil winding)과 톱니들(teeth)을 포함한다. 상기 적어도 하나의 코일 권선은 상기 톱니들 중 적어도 일부에 배치되며, 상기 톱니들은 제1 톱니 세트와 제2 톱니 세트를 포함한다. 상기 제1 톱니 세트의 톱니들은 상기 제2 톱니 세트의 톱니들보다 상기 회전자 수용 영역으로부터 반경 방향으로 더 길다.
상기 장치에 있어서, 상기 고정자는 상기 톱니들을 형성하는 고정자 부재(stator member)를 포함할 수 있다. 상기 톱니들 각각의 베이스는 상기 고정자 부재의 외측 둘레의 벽(outer perimeter wall)을 형성하는 상기 고정자 부재의 부분에 배치될 수 있다. 상기 외측 둘레의 벽은 실질적인 타원 형상, 실질적인 삼각형 형상, 실질적인 정사각형 형상, 실질적인 직사각형 형상 또는 실질적인 다각형 형상 중 하나와 같은 형상을 가진다.
상기 장치에 있어서, 상기 고정자는 상기 톱니들을 형성하는 고정자 부재를 포함하며, 상기 고정자 부재는 상기 회전자 수용 영역으로부터 이격된 적어도 하나의 부품 수용 영역을 포함한다. 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역은 내부에 움직일 수 있게 배치된 부품을 가지도록 크기와 형상이 부여될 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역은 상기 회전자 수용 영역의 중심축과 평행한 중심축을 가질 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역은 상기 고정자 부재의 옆쪽 둘레의 벽(lateral side perimeter wall)에 열린 측면(open side)을 가질 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역은 상기 고정자 부재의 상측과 하측을 제외하고 실질적으로 닫힐 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 톱니들은 상기 회전자 수용 영역을 향해 반경 방향 안쪽으로 연장될 수 있다. 상기 톱니들은 상기 회전자 수용 영역의 두 개의 마주보는 측부들에서 대략 40 내지 100도의 원호를 따라서 배치되지 않을 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 적어도 하나의 코일 권선은 상기 제1 톱니 세트에 배치되며 상기 제2 톱니 세트에는 배치되지 않을 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 적어도 하나의 코일 권선은 상기 제1 및 제2 톱니 세트들에 배치될 수 있다. 상기 적어도 하나의 코일 권선은 상기 제1 톱니 세트에 상기 제2 톱니 세트보다 더 많은 권선 횟수(winding turns)를 포함할 수 있으며, 및/또는 상기 적어도 하나의 코일 권선은 상기 제1 톱니 세트에 상기 제2 톱니 세트보다 더 두꺼운 와이어를 포함할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 회전자 수용 영역에 상기 고정자와 회전자 사이에 갭(gap)이 제공될 수 있으며, 상기 갭은 균일한 원통 형상이 아닌 형상을 가진다.
상기 장치에 있어서, 상기 회전자는, 반대 방향으로 지향된 실질적인 원뿔 형상들을 가지는 제1 상측 부재와 제2 하측 부재를 포함할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 톱니들 중 적어도 일부는 두 개의 직교하는 방향으로 테이퍼질 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 고정자는 상기 톱니들을 형성하는 고정자 부재를 포함할 수 있으며,
상기 고정자는, 상기 톱니들을 형성하는 고정자 부재, 상기 톱니들의 외측 단부들에 외측 둘레의 벽 및 상기 톱니들의 내측 단부들에 개별의 슈들(shoes)을 포함할 수 있다. 상기 톱니들의 상측면과 하측면은, 외측 둘레와 슈들 각각의 상측면과 하측면에 대하여 오목할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 고정자 부재는 일체형(one-piece) 부재일 수 있다.
상기 장치는 상기 회전자로부터 연장된 구동 샤프트와 상기 구동 샤프트에 연결된 로봇 아암을 더 포함할 수 있다.
다른 예시적인 형태에 따르면, 방법은 톱니들을 가진 고정자 부재를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 고정자는 회전자 수용 영역을 포함할 수 있으며, 상기 톱니들은 제1 톱니 세트와 제2 톱니 세트를 포함할 수 있다. 상기 제1 톱니 세트의 톱니들은 상기 제2 톱니 세트의 톱니들보다 상기 회전자 수용 영역으로부터 반경 방향으로 더 길 수 있다. 상기 방법은 상기 톱니들 중 적어도 일부에 적어도 하나의 코일 권선을 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 예시적인 형태에 따르면, 장치는 회전자와 고정자를 포함하는 모터를 포함할 수 있다. 상기 회전자는 상기 고정자의 회전자 수용 영역 내에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 상기 고정자는, 상기 회전자 수용 영역으로부터 이격된 적어도 하나의 부품(component) 수용 영역과 톱니들을 가진 고정자 부재(stator member)를 포함할 수 있다. 상기 톱니들은 제1 톱니 세트와 제2 톱니 세트를 포함할 수 있으며, 상기 제1 톱니 세트의 톱니들은 상기 제2 톱니 세트의 톱니들보다 상기 회전자 수용 영역으로부터 반경 방향으로 더 길 수 있고, 상기 제2 톱니 세트는 상기 제1 톱니 세트보다 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역에 더 가깝게 배치된다. 적어도 하나의 코일 권선이 상기 고정자 부재에 있을 수 있다. 적어도 하나의 부품은 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역 내에 움직일 수 있게(movably) 배치될 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 적어도 하나의 부품은 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역 내에 배치된 나사산을 가진 로드(rod)를 포함할 수 있다. 상기 로드는 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역 내에서 회전하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역은 상기 고정자가 상기 로드를 따라서 길이 방향으로 상승 및 하강하도록 구성될 수 있다.
상기 장치는 내부에 상기 고정자를 가지는 모터 하우징(motor housing)을 더 포함할 수 있다. 상기 고정자 하우징은 상기 로드의 나사산에 연결됨으로써, 상기 로드의 회전은 상기 모터 하우징이 상기 로드를 따라서 길이 방향으로 이동하도록 한다.
전술한 설명은 단지 보여주기 위한 것이라는 점을 이해하여야 한다. 다양한 대안들과 변형들이 본 기술분야의 기술자에 의해 고압될 수 있다. 예를 들어, 다양한 종속항들에 기재된 특징들은 임의의 적합한 조합(들)로 서로 조합될 수 있다. 덧붙여, 위에서 설명된 각각 다른 실시예들의 특징들은 새로운 실시예 내에 선택적으로 조합될 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 첨부된 청구항들의 범위 내에 들어가는 모든 대안들, 수정들 및 변형들을 포괄하도록 의도되었다.

Claims (19)

  1. 회전자(rotor); 및 고정자(stator);를 포함하는 모터를 포함하는 장치로서,
    상기 회전자는 상기 고정자의 회전자 수용 영역 내에 적어도 부분적으로 배치되고, 상기 고정자는 적어도 하나의 코일 권선(coil winding)과 톱니들(teeth)을 포함하며, 상기 적어도 하나의 코일 권선은 상기 톱니들 중 적어도 일부에 배치되고, 상기 톱니들은 제1 톱니 세트와 제2 톱니 세트를 포함하며, 상기 제1 톱니 세트의 톱니들은 상기 제2 톱니 세트의 톱니들보다 상기 회전자 수용 영역으로부터 반경 방향으로 더 긴, 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정자는 상기 톱니들을 형성하는 고정자 부재(stator member)를 포함하며, 상기 톱니들 각각의 베이스는 상기 고정자 부재의 외측 둘레의 벽(outer perimeter wall)을 형성하는 상기 고정자 부재의 부분에 배치되고, 상기 외측 둘레의 벽은 실질적인 타원 형상, 실질적인 삼각형 형상, 실질적인 정사각형 형상, 실질적인 직사각형 형상 또는 실질적인 다각형 형상 중 하나와 같은 형상을 가지는, 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 고정자는 상기 톱니들을 형성하는 고정자 부재를 포함하며, 상기 고정자 부재는 상기 회전자 수용 영역으로부터 이격된 적어도 하나의 부품 수용 영역을 포함하고, 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역은 내부에 움직일 수 있게 배치된 부품을 가지도록 크기와 형상이 부여되는, 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부품 수용 영역은 상기 회전자 수용 영역의 중심축과 평행한 중심축을 가지는, 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부품 수용 영역은 상기 고정자 부재의 옆쪽 둘레의 벽(lateral side perimeter wall)에 열린 측면(open side)을 가지는, 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부품 수용 영역은 상기 고정자 부재의 상측과 하측을 제외하고 실질적으로 닫힌, 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 톱니들은 상기 회전자 수용 영역을 향해 반경 방향 안쪽으로 연장되며, 상기 톱니들은 상기 회전자 수용 영역의 두 개의 마주보는 측부들에서 대략 40 내지 100도의 원호를 따라서 배치되지 않는, 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 코일 권선은 상기 제1 톱니 세트에 배치되며 상기 제2 톱니 세트에 배치되지 않는, 장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 코일 권선은 상기 제1 및 제2 톱니 세트들에 배치되며, 상기 적어도 하나의 코일 권선은 상기 제1 톱니 세트에 상기 제2 톱니 세트보다 더 많은 권선 횟수(winding turns)를 포함하고 및/또는 상기 적어도 하나의 코일 권선은 상기 제1 톱니 세트에 상기 제2 톱니 세트보다 더 두꺼운 와이어를 포함하는, 장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자 수용 영역에 상기 고정자와 회전자 사이에 갭(gap)이 제공되며, 상기 갭은 균일한 원통 형상이 아닌 형상을 가지는, 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 회전자는, 반대 방향으로 지향된 실질적인 원뿔 형상들을 가지는 제1 상측 부재와 제2 하측 부재를 포함하는, 장치.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 톱니들 중 적어도 일부는 두 개의 직교하는 방향으로 테이퍼진, 장치.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정자는, 상기 톱니들을 형성하는 고정자 부재, 상기 톱니들의 외측 단부들에 외측 둘레의 벽 및 상기 톱니들의 내측 단부들에 개별의 슈들(shoes)을 포함하며, 상기 톱니들의 상측면과 하측면은, 상기 외측 둘레와 상기 슈들(shoes) 각각의 상측면과 하측면에 대하여 오목한, 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 고정자 부재는 일체형(one-piece) 부재인, 장치.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자로부터 연장된 구동 샤프트; 및
    상기 구동 샤프트에 연결된 로봇 아암;을 더 포함하는 장치.
  16. 톱니들(teeth)을 가진 고정자 부재를 형성하는 단계로서, 고정자는 회전자 수용 영역을 포함하고, 상기 톱니들은 제1 톱니 세트와 제2 톱니 세트를 포함하며, 상기 제1 톱니 세트의 톱니들은 상기 제2 톱니 세트의 톱니들보다 상기 회전자 수용 영역으로부터 반경 방향으로 더 긴, 고정자 부재 형성 단계; 및
    상기 톱니들 중 적어도 일부에 적어도 하나의 코일 권선(coil winding)을 배치하는 단계;를 포함하는 방법.
  17. 회전자(rotor); 고정자(stator); 및 적어도 하나의 부품;을 포함하는 모터를 포함하는 장치로서,
    상기 회전자는 상기 고정자의 회전자 수용 영역 내에 적어도 부분적으로 배치되고,
    상기 고정자는:
    상기 회전자 수용 영역으로부터 이격된 적어도 하나의 부품(component) 수용 영역과 톱니들을 가진 고정자 부재(stator member); 및
    상기 고정자 부재 상의 적어도 하나의 코일 권선(coil winding);을 포함하며,
    상기 톱니들은 제1 톱니 세트와 제2 톱니 세트를 포함하고, 상기 제1 톱니 세트의 톱니들은 상기 제2 톱니 세트의 톱니들보다 상기 회전자 수용 영역으로부터 반경 방향으로 더 길며, 상기 제2 톱니 세트는 상기 제1 톱니 세트보다 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역에 더 가깝게 배치되고,
    상기 적어도 하나의 부품은 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역 내에 움직일 수 있게(movably) 배치되는, 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부품은 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역 내에 배치된 나사산을 가진 로드(rod)를 포함하며, 상기 로드는 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역 내에서 회전하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 부품 수용 영역은 상기 고정자가 상기 로드를 따라서 길이 방향으로 상승 및 하강하도록 구성되는, 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 장치는 내부에 상기 고정자를 가지는 모터 하우징(motor housing)을 더 포함하며, 상기 고정자 하우징은 상기 로드의 나사산에 연결됨으로써, 상기 로드의 회전은 상기 모터 하우징이 상기 로드를 따라서 길이 방향으로 이동하도록 하는, 장치.
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