JP2003513599A - 多相トランスバース磁束電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電子的に整流されて回転磁束を生成して固定子（７）の外側に置かれた永久磁石回転子（２）を駆動す多相固定子巻線を有するトランスバース磁束電動機。固定子（７）は、２つの相補的な対向固定子部（８，９）によって形成され、各対向固定子部は固定子磁極を半分ずつ有しており、後者はクローポールであることが好ましい。固定子巻線（１１）は固定子部（８，９）によって挟まれ、この固定子部を磁気的に結合するコア（１０）の回りに巻かれている。電動機相の数(P)が2,3,…,Nの数列から選択され、相当たりの巻線数(W)が1,2,…,Mの数列から選択され、各巻線についての極数(PW)が2,4,…,Lの数列から選択され、固定子磁極数(SP)が積P*WP*PWに等しく、回転子磁極数がSP＋WまたはSP−Wであるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、多相トランスバース磁束直流電動機に関し、特に、回転子が固定子
の外側で回転する「裏返し（inside out）」型の電動機に関するが、しかしそれ
だけに関するものではない。 （先行技術） 直流電動機について「多相」という用語を使用する場合、直流電源から順次励
磁されて回転磁束を生成する複数または複数組の巻線を持った電動機を意味する
。電動機相の整流は通常、マイクロプロセッサによって制御されるスイッチング
シーケンスをもったブリッジ配列の電子的スイッチングデバイスを用いて行われ
る。

【０００２】 トランスバース磁束機（transverse flux machine）の利点は良く知られてい
る。トランスバース磁束機は従来の電気機械よりも数倍大きい出力密度を生成す
ることができる。これは、従来の機械の設計において達成されるのと同じ極当た
りの磁起力(magnetomagnetic force:MMF)を維持しながら多数の磁極を可能にす
るトランスバース磁束電動機の幾何学的配置に起因している。

【０００３】 トランスバース磁束機は、以前は実施が困難であった。その理由は標準的なコ
ア積層技術ではトランスバース磁束機に必要な三次元磁束流が容易にはできなか
ったためである。この困難性は焼結粉末鉄心（sinterd powdered iron core）の
使用によって克服されつつある。これは圧縮モールド技術（compression mouldi
ng technique）を用いて形成することができる。

【０００４】 これまで開示された殆どのトランスバース磁束機は単相機である。その一例が
米国特許5,773,910（Lange）に開示されている。多相機のための提案は通常製造
を困難にする複雑な幾何学的配置を含んでいる。例えば、米国特許5,117,142（V
on Zueygbergk）、5,633,551（Weh）、および5,854,521（Nolle）がある。

【０００５】 そこで、本発明の目的は、製造が簡単な多相トランスバース磁束直流電動機を
提供することである。 （発明の開示） 従って本発明は、その１態様においては、 周囲に交番磁極極性（alternating magnetic pole polarity）を有する回転子
と、 前記回転子との間に少なくとも１つの空隙を有するように前記回転子と同軸に
取付けられた固定子とを含み、前記固定子が、 円周に間隔を置いて配置されて軸方向に突出した複数のクローポール（claw p
ole）を有する第1固定子部（stator piece）と、 前記第1固定子部と相補的な第2固定子部であって、前記第1固定子部との間に
軸方向の間隔を有するように前記第1固定子部と対面する関係で同軸に取付けら
れ、かつ、第2磁極部（pole piece）のクローポールが前記第1磁極部のクローポ
ールと円周方向に交互になるように、共通軸の回りに方向付けられた第2固定子
部と、 前記クローポールに近接する固定子軸の回りに配置され、かつ前記第1固定子
部と前記第2固定子部との間に設置されて、前記第1固定子部と前記第2固定子部
との間の磁束通路を提供する複数の透磁性ブリッジコア（magnetically permeab
le bridging core）と、 前記ブリッジコアの位置間の高磁気リラクタンス領域を備えている少なくとも
１つの前記の固定子部と、 前記各ブリッジコアの回りに配置され、その各々が、励磁電流を供給されると
き対応する前記ブリッジコアに近接した前記第1磁極部と前記第2磁極部内のそれ
らの固定子クローポールを通る磁束流を生成することによって、このようなクロ
ーポールに隣接した前記空隙内に磁束を生成する固定子巻線であって、使用時に
電子的に整流されて固定子軸の回りを回転する前記空隙内に磁束を生成する前記
各巻線または選択された１組の前記巻線が複数の電動機相の１つのための巻線を
構成する固定子巻線と、 を含む多相トランスバース磁束直流電動機にある。

【０００６】 本発明は、さらに別の態様においては、 円周に配置され透磁性材料によって分離された複数の永久磁石を有して周囲に
交番磁極極性を備える回転子であって、前記磁石が円周方向に磁化されている回
転子と、 前記回転子との間に少なくとも１つの空隙を有するように前記回転子と同軸に
取付けられた固定子と、を含み、前記固定子が、 円周に間隔を置いて配置されて軸方向に突出した複数のクローポールを有する
第1固定子部と、 前記第1固定子部と相補的な第2固定子部であって、前記第1固定子部との間に
軸方向の間隔を有するように前記第1固定子部と対面する関係で同軸に取付けら
れ、かつ、前記第2磁極部のクローポールと前記第1磁極部のクローポールとが円
周方向に交互に位置するように、共通軸の回りに方向付けられた第2固定子部と
、 前記クローポールに近接する固定子軸の回りに配置され、かつ、前記第1固定
子部と前記第2固定子部との間に設置されて、前記第1固定子部と前記第2固定子
部との間の磁束通路を提供する複数の透磁性ブリッジコアと、 前記ブリッジコアの位置間の高磁気リラクタンス領域を備えている少なくとも
１つの前記の固定子部と、 前記各ブリッジコアの回りに配置され、その各々が励磁電流を供給されるとき
対応する前記ブリッジコアに近接した前記第1磁極部と前記第2磁極部のこれらの
固定子クローポールを通る磁束流を生成することによって、このようなクローポ
ールに隣接した前記少なくとも１つの空隙内に磁束を生成する固定子巻線であっ
て、使用時に電子的に整流されて固定子軸の回りを回転する前記空隙内に磁束を
生成する前記各巻線または選択された１組の前記巻線が複数の電動機相の１つの
ための巻線を構成する固定子巻線と、 を含む多相トランスバース磁束直流電動機にある。

【０００７】 本発明は、更に別の態様において、 円周に間隔を置いて配置されて軸方向に突出した複数のクローポールを有する
第1固定子部を形成するステップと、 前記第1固定子部と類似かつ相補的な第2固定子部であって、前記第1固定子部
と前記第2固定子部との間の前記クローポールに近接した固定子軸の回りに対称
に配置されて、前記第1固定子部と前記第2固定子部との間の磁束通路を提供する
複数の透磁性ブリッジコアを備えた第2固定子部を形成するステップと、 前記第1固定子部と前記第2固定子部のいずれか１つまたは両方の前記ブリッジ
コアの位置間に高磁気リラクタンス領域を設けるステップと、 前記各ブリッジコアの回りに固定子巻線を設置するステップと、 前記第1固定子部と前記第2固定子部を、互いに対面する関係で同軸に、かつ、
前記第2磁極部のクローポールが前記第1磁極部のクローポールと円周方向に交互
になるように、共通軸の回りに方向付けられた前記第2固定子部を有する前記ブ
リッジコアによって軸方向に間隔を空けて組み立てるステップと、 を含む多相トランスバース磁束直流電動機ための固定子を作る方法であって、 前記各巻線または選択された１組の前記巻線が、使用時に励磁電流を供給され
るとき対応する前記ブリッジコアに近接した前記第1磁極部と第2磁極部における
クローポールを通る磁束流を生成するように複数の電動機相の１つのための巻線
を構成する方法にある。

【０００８】 本発明は、更にもう１つの態様において、 円周に配置されて高透磁率材料のセグメントによって分離されて回転子磁極を
形成する複数の永久磁石を有する回転子と、 前記回転子との間に少なくとも１つの空隙を備えるように前記回転子と同軸に
取付けられた固定子であって、円周に間隔を置いて配置された複数の磁極を有す
る固定子と、 励磁電流を供給されるときそれに近接した固定子磁極を通る磁束流を生成して
前記磁極に隣接する前記空隙内に磁束を生成するように配置された、相当たり少
なくとも１つの固定子巻線であって、該巻線が使用時に電子的に整流されて固定
子軸の回りを回転する前記空隙内の磁束を生成する固定子巻線と、 を含み、 電動機相の数(P)が2,3,…,Nの数列から選択され、相当たりの巻線数(W)が1,2,
…,Mの数列から選択され、各巻線に付随する極の数(PW)が2,4,…,lの数列から選
択され、そして固定子磁極数(SP)が積P*WP*PWに等しく、回転子磁極の数がSP±W
となる関係によって規定される改善にある。 （発明を実施するための最善の態様） 本発明の一つの好ましい態様においては、回転子２は図1に示すように固定子
７の外側に配置されている。後述するように種々の既知の回転子構成を用いるこ
とができる。図示の回転子２は、軸方向に向いた磁気材料片３Aの環状リングを
含み、類似に構成された永久磁石３B（図1には示されていない）がそれに散在し
ている。永久磁石３Bは、逆磁性によって磁化される連続した磁石を有して、円
周方向に磁化されている。磁気部の環状リングは、好ましくは回転子軸６を支え
るベース５およびハブ（hub）と一体的にプラスチック材で形成された円筒状の
非磁性支持壁（backing wall）４によって支持されている。この軸は、通常通り
固定子を支持する筐体の中か、または電動機が駆動すべきである家電機器内に取
付けられた軸受によって支持されている。洗濯機に取付けられた後者タイプの例
が米国特許5,150,589の中で開示されている。

【０００９】 図6に代りの回転子構成を示す。この構造においては、回転子２００は、固定
子の外側を回転する、磁化可能な透磁性材料の環状リングを含んでいる。この構
成の１実施態様においては、円周方向に方向付けされた多くの磁石２０２が回転
子の内周のまわりに配置されている。永久磁石２０２は半径方向に、交互に極性
が変るように磁化されていて、環状の軟磁性材料の帰路２０４と境を接して磁気
回路を完成させている。磁気部の環状リングは、好ましくは回転子軸を支えるベ
ース２０８およびハブと一体的にプラスチック材で形成された円筒状の支持壁２
０６によって支持されている。

【００１０】 電動機の固定子７（図2参照）は、高透磁率材料で形成された相補的に対面す
る２つの固定子部８および９によって作られていて、これも高透磁率材料で形成
されたブリッジコア（bridging core）１０によって軸方向に間隔を置いて設け
られている。各固定子部８および９はそれぞれ、周辺に間隔を置いて軸方向に向
けられて設けられた多数の磁極１２および１３を含んでいる。この固定子磁極は
クローポール（claw pole）型のものである。

【００１１】 ブリッジコア１０は、図示の本実施態様では６つあり、固定子軸の回りに対称
に配置されて固定子磁極に近接して置かれている。これらのコアの目的は、磁束
が１つの固定子部から他方の固定子部に流れることができるようにすることであ
る。各ブリッジコアはまた都合良く、対応する固定子巻線１１のための磁心を形
成している。

【００１２】 図示された固定子は、各相当り２つの巻線を持った３「相」で、６０極の固定
子である。図示された実施態様においては、２つの１次固定子部８および９は、
類似の形状をしており、それらのそれぞれの軸方向に向けられて、反対側の固定
子部に面する磁極１２および１３を有して、互いに対面するように組み立てられ
、各固定子部の相対的な回転の方向付け（relative rotational orientation）
が、上部部品の磁極１２が下部部品の磁極１３間の空所内に位置することができ
るようになっている。好ましい形状では、磁極間の空所は各磁極の幅よりも大き
く、各磁極の軸方向の長さは２つの固定子部の反対方向に向けられた磁極がオー
バラップするように延長されている。このことは図３において見ることができる
。

【００１３】 各固定子部はそれぞれ、円板１５がその周辺に間隔を置いて設けられたクロー
ポール１２および１３を支持するようになっているのが見られる。空洞１６が各
円板の中央部に設けられていて、材料を保護し、回転軸の通過が可能となるよう
になっている。各磁極は軸方向に向いていて、好ましい実施態様においては、極
間間隔よりも小さい円周方向幅を有している。各磁極は「板」１５の周囲に立っ
ていて、面積を減らした先端部１７の形成のためにその磁極先端部の一部がカッ
トされており、この面積の減らした先端部１７は隣接する磁極先端部間及び（ま
たは）他の固定子部との間の漏洩磁束を減少させる効果を有する。他の磁極構成
を用いて磁束漏洩を最小にすることも可能である。例えば、クローポールに１つ
またはそれ以上の方法でテーパをつけることができる。図８に２方向にテーパが
つけられた磁極が示されている。第１に側面２１１と２１２に磁極の根元からそ
の外部の半径方向の面に向かってテーパがついている。第２に内面２１３に、そ
れと固定子部の「板」１５との接続部から先端部１７へテーパがついている。更
に、図２に示す段付き磁極（stepped pole）の実施態様においては、図に示す直
角のカット形状（rebate form）とする代わりに傾斜カット（ramped rebate）に
することができる。

【００１４】 各巻線によって生成される磁束の少なくとも大半が、その巻線に近接した磁極
を通って流れ、かつ、上記の板材を通って他の巻線へ流れないようにすることを
確実にするために、ブリッジコア間の少なくとも１つの板１５内に高リラクタン
スの領域を設けることが必要である。磁気的にはこれらの領域はスロットのよう
に見え、好ましい実施態様においては、適当なスロット３０が、図２Bに示すよ
うに下側固定子部内に設けられている。理論的にはスロット３０は空隙であって
もよいが、各固定子部の単一構造を保つために工学強度（engineering strength
）の低透磁率材料が用いられる。これは固定子部内にモールドされ、しかも図8
に示すように固定子ハブを形成するのが好ましい。

【００１５】 固定子を２つの部に形成して、いくつかの内部巻線を製造中に取り付けること
ができるようしなければならない。この２つの部品を磁気的に結合してその両者
の間に磁束通路を提供しなければならず、これを達成するために採用されたブリ
ッジコアは、一方または両方の固定子板１５の内面上に高くなった「アイランド
」１０を設けることによって形成され、このアイランド１０は、２つの固定子部
の組み立て時に、その対面する部品上のそれと反対側の部材と境を接して、その
回りに巻線が置かれる磁心を提供する。ブリッジコアは固定子部の１つと一体に
形成することができる。あるいはその代りに、いくつかのブリッジコアを一方の
固定子部と一体に形成すると共に、その他方をその第２の部品と一体に形成する
ことができる。更に別の代替案として、「高さが半分」のブリッジコアを各固定
子部内に形成し、それらを固定子の組み立て中に物理的に直列に一緒にして磁気
回路を完成させることができる。この代替の構造は図２に示されているものであ
る。この実施態様においては、これらの固定子部は類似ではあるが同一ではない
。これはブリッジコア１０のアラインメントはしなければならないが、それぞれ
の上記部品の磁極のミスアラインメントは考慮しなくてもよいからである。更に
また別の代替案では、ブリッジコアは別に形成して、組み立て中に板１５と一緒
に設置することができる。

【００１６】 この固定子の幾何学的配置によって、単一巻線がいくつかの磁極を通る磁束を
生成することができるようになる。各巻線は従来の巻線技術によって別々に単一
のボビン１４（図２C参照）に巻かれている。このボビン１４は、プラスチック
材で形成し、各ブリッジコア１０に合うような形状とするのが好ましい。

【００１７】 上述された３相固定子においては、直径方向に対向する２つの巻線が互いに並
列または直列に接続され、整流時に他相の巻線と直列に励磁されて磁束が励磁さ
れた巻線の近くの固定子内を流れるようにしている。そのようにして生成された
１つの磁束通路を図３と図５に示す。この実施態様における各巻線は、磁束が各
固定子部内の５つの磁極を通って流れるようしている。図示されたその通路に対
しては、磁束は、ブリッジコア１０（磁束セグメントａ）を通って、上部固定子
部の上記の板に（磁束セグメントｂ）、それから上記の上部部品の磁極に進み（
磁束セグメントｃ）、その磁極を離れて電動機の空隙を横切って（磁束セグメン
トｄ）、回転子２の物理的に最も接近した軟磁性材料片３Ａに半径方向に進み（
図５に示す）、隣接した永久磁石３Ｂに円周方向に入って通過し、そしてこの磁
石の反対側の磁気材料片３Ａに入り（磁束セグメントｅ）、軟磁性材料片を軸方
向に通過してこの軟磁性材料片を離れて空隙を半径方向に横切って（磁束セグメ
ントｆ）、下部固定子部の最も近い磁極へ進み、その磁極を通って（磁束セグメ
ントｇ）下部固定子板に進み、そこで半径方向に進んで（磁束セグメントｈ）ブ
リッジコア１０に戻り、磁束回路を完結する。

【００１８】 図6に示す代替の回転子構造の場合には、回転子を通る磁束通路が若干異なっ
ている。磁束は磁極を離れて電動機の空隙を横切って（図3の磁束セグメントｄ
）、物理的に最も接近した永久磁石（図6の２０２）に半径方向に進み、軟磁性
材料帰路（図6の２０４）を円周方向に通って、隣接する永久磁石を半径方向に
通って戻り、空隙を半径方向に横切って（図3の磁束セグメントｆ）、下部固定
子部の最も近い磁極に進む。

【００１９】 ２つの磁極に対する１つの磁束通路のみが説明を明瞭にするために示されてい
る。実際は、磁束は、巻線１１によって励磁される上部固定子部の５極全てと下
部固定子部の5極全てを通って三次元的に流れる。

【００２０】 ２相点弧（two phase fining）の実施態様（図7参照）においては、Ａ相とＢ
相の巻線を通しての電動機電流の整流（転流（commutation））の後、電動機電
流は次にＡ相とＣ相の巻線を通って流れるように転流し、固定子の周囲に生成さ
れた半径方向に向けられた磁束を固定子の周囲で所望の方向に進ませる。回転子
２の軟磁性材料片３Ａ間に交互に置かれた永久磁石は固定子磁束によって引きつ
けられるか反発されて、回転子は回転する固定子磁束と同期して回転する。巻線
電流の供給と巻線の転流は、直流電源線（dc rail）間のブリッジ構成の相当た
り２つの半導体スイッチング装置（「トーテムポール」）を用いて既知の方法で
行うことができ、この装置は、選択された通りの１つの方向または他の方向に固
定子のまわりを回転する磁束を生成するために周期的な方法で実行するスイッチ
ングパターンのシーケンスを格納したマイクロプロセッサ（図示せず）の制御に
よってスイッチングされる。そのような固定子巻線の整流制御は、米国特許4,54
0,921（Boyd）と4,857,814（Duncan）およびWO 98/35429（Boyd他）に記載され
ており、後者の図1（本図7に対応）と図2を参照して詳しく述べられている。

【００２１】 本発明は、比較的製作が容易な、簡単な幾何学的配置の多相トランスバース磁
束直流電動機を提供する。いくつかの先行技術の提案とは反対に、この固定子の
幾何学的配置によって単一空隙を有する電動機が可能となる。

【００２２】 本明の電動機においては、以下の関係が保たれる。

【００２３】 相数をP=2,3,…,N、 相当たりの巻線数をW=1,2,…,M、 巻線当たりの極数をPW=2,4,…,Lとすると、 固定子極数SPはSP=P×W×PWによって与えられ、また、 回転子極数は相当たりRP=SP±Wとなる。

【００２４】 相当たりの巻線数を偶数にして、相が励磁されたときに働く半径方向の力のバ
ランスをとるのが有利であり、また、ある場合には、対向する対のクローポール
の幾何学的配置が選択されたときに巻線当たりの磁極数が偶数となるのが望まし
い。しかしながら、奇数の巻線当たりの磁極数、例えば９、を有することも可能
である。

【００２５】 相当たりの巻線数が２またはそれ以上の場合、巻線は直列または並列のいずれ
にも接続することができる。しかし、並列接続は、空隙の非対称性の存在におけ
る半径方向の力の非対称性を減少させるという利点がある。

【００２６】 以上に図示して述べた実施態様においては、相当たり２巻線で、巻線当たり１
０極の３相が選択されてきた。これにより、固定子は６０極を有し、この固定子
と共に使用するべき回転子は６２または５８極のいずれかを有する必要があるこ
とになる。

【００２７】 電動機整流電子装置を電動機と物理的に関連させて置くと製造のために便利と
なる。これは図4に示されており、この図では電子装置は固定子部８に固定され
たプリント回路基板２０上に置かれている。

【００２８】 固定子部は、鉄粉などの軟磁性材料粉末を、目的の形状のモールド４０内にプ
レスすることによって、形成することができる（図8参照）。２つの固定子部の
１つに対して、低透磁率材料製の成形具（former）４１を用いて、固定子部内に
高リラクタンスのスロット３０を設けるのが好ましい。この成形具は、モールド
からその部品を取り外すときに固定子部の構成要素の一部として残る。この成形
具は軸受保持装置として機能することもできる。この成形具の回りに軟磁性材料
粉末をプレスすることによって軸受と空隙の間の非常に正確な同中心性（concen
tricity）を可能にする。好ましい実施態様においては、他方の固定子部はスロ
ットを必要とせず、成形具を必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の電動機の直径方向の縦断面図である。

【図２Ａ】 図1の電動機の固定子の分解組立図であり、第1固定子部を示す図である。

【図２Ｂ】 図1の電動機の固定子の分解組立図であり、相補的な第2固定子部を示す図であ
る。

【図２Ｃ】 本発明の電動機の固定子の分解組立図であり、6つの固定子巻線のうちの４つ
をそれぞれ示す図である。

【図３】 単一の巻線によって生成される代表的な磁束通路を示す固定子の周辺部の部分
透視図である。

【図４】 電子回路基板が取付けられた固定子部を示す図である。

【図５】 １つの好ましい形状の回転子の磁気部とそれを通る磁束流の部分図である。

【図６】 他の回転子構成を示す図である。

【図７】 電動機用三相整流回路を示す図である。

【図８】 電動機の固定子部を形成するための２つの部品モールドの１つの部品を示す図
である。

【図９】 更なる磁極構成を示す固定子部の部分図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5H002 AA01 AB01 AE02 5H019 CC04 DD01 EE02 5H621 BB10 GA07 GA12 HH01

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円周に配置され、かつ透磁性材料によって分離された複数の
   永久磁石を有して周囲に交番磁極極性を提供する回転子であって、前記磁石が円
   周方向に磁化されている回転子と、 前記回転子との間に少なくとも１つの空隙を提供するように前記回転子と同軸
   に取付けられる固定子と、を含み、前記固定子が、 円周に間隔を置いて配置されて軸方向に突出した複数のクローポールを有する
   第1固定子部と、 前記第1固定子部に相補的な第2固定子部であって、前記第1固定子部との間に
   軸方向の間隔があるように前記第1固定子部と対面する関係で同軸に取付けられ
   、かつ、前記第2固定子部のクローポールが前記第1固定子部のクローポールと円
   周方向に交互になるように、共通軸の回りに方向付けされた第2固定子部と、 前記クローポールに近接する固定子軸の回りに配置され、かつ、前記第1固定
   子部と前記第2固定子部との間に設置されて前記第1固定子部と前記第2固定子部
   との間の磁束通路を提供する複数の透磁性ブリッジコアと、 前記ブリッジコアの位置間の高磁気リラクタンスの領域を備えている少なくと
   も１つの前記の固定子部と、 前記各ブリッジコアの回りに配置され、励磁電流を供給されるとき対応する前
   記ブリッジコアに近接した前記第1及び第2の磁極部のクローポールを通る磁束流
   を生成することによって、前記クローポールに隣接した前記少なくとも１つの空
   隙内に磁束を生成する固定子巻線であって、前記の各巻線または選択された１組
   の前記の巻線が複数の電動機相の１つのための巻線を構成して、使用時に電子的
   に整流されて前記固定子軸の回りを回転する前記空隙内の磁束を生成する固定子
   巻線と、 を含む多相トランスバース磁束直流電動機。
2. 【請求項２】 周囲に交番磁極極性を有する回転子と、 前記回転子との間に少なくとも１つの空隙を備えるように前記回転子と同軸に
   取付けられた固定子とを含み、前記固定子が、 円周に間隔を置いて配置されて軸方向に突出した複数のクローポールを有する
   第1固定子部と、 前記第1固定子部に相補的な第2固定子部であって、前記第1固定子部との間に
   軸方向の間隔があるように前記第1固定子部と対面する関係で同軸に取付けられ
   、かつ、前記第2磁極部のクローポールが前記第1磁極部のクローポールと円周方
   向に交互になるように、共通軸の回りに方向付けられた第2固定子部と、 前記クローポールに近接する固定子軸の回りに配置され、かつ、前記第1固定
   子部と前記第2固定子部との間に設置されて、前記第1固定子部と前記第2固定子
   部との間の磁束通路を提供する複数の透磁性ブリッジコアと、 前記ブリッジコアの位置間の高磁気リラクタンス領域を備えている少なくとも
   １つの前記の固定子部と、 前記各ブリッジコアの回りに配置され、励磁電流を供給されるとき対応する前
   記ブリッジコアに近接した前記第1及び第2の磁極部の前記固定子のクローポール
   を通る磁束流を生成することによって、前記クローポールに隣接した前記空隙内
   に磁束を生成する固定子巻線であって、前記の各巻線または選択された１組の前
   記の巻線が複数の電動機相の１つのための巻線を構成して、使用時に電子的に整
   流されて前記固定子軸の回りを回転する前記少なくとも１つの空隙内の磁束を生
   成する固定子巻線と、 を含む多相トランスバース磁束直流電動機。
3. 【請求項３】 前記回転子が、透磁性帰路の周りに円周方向に配置された複
   数の永久磁石を含む、前記永久磁石が半径方向に磁化されている請求項２に記載
   の多相トランスバース磁束直流電動機。
4. 【請求項４】 前記ブリッジコアが前記固定子部の１つの一部として一体に
   形成される請求項１または２に記載の多相トランスバース磁束直流電動機。
5. 【請求項５】 前記ブリッジコアのいくつかが前記固定子部の１つの一部と
   して一体に形成される一方、前記ブリッジコアの残りが前記固定子部の他方の一
   部として形成される請求項１または２に記載の多相トランスバース磁束直流電動
   機。
6. 【請求項６】 前記各ブリッジコアの相補的な半分が前記各固定子部の一部
   として一体に形成される請求項１または２に記載の多相トランスバース磁束直流
   電動機。
7. 【請求項７】 前記クローポール間の空間間隔が前記各クローポールの幅よ
   り大きい請求項１〜６のいずれか１項に記載の多相トランスバース磁束直流電動
   機。
8. 【請求項８】 前記のそれぞれの固定子部の各前記クローポールの先端部が
   対向する前記固定子部のクローポール間空間内へ半径方向に延びている請求項７
   に記載の多相トランスバース磁束直流電動機。
9. 【請求項９】 電動機相の数(P)が2,3,…,Nの数列から選択され、相当たり
   の巻線数(W)が1,2,…,Mの数列から選択され、各巻線に付随する極の数(PW)が2,4
   ,…,lの数列から選択され、かつ、固定子磁極数(SP)が積P*WP*PWに等しく、回転
   子磁極数がSP±Wである請求項１〜８のいずれか１項に記載の多相トランスバー
   ス磁束直流電動機。
10. 【請求項１０】 円周に間隔を置いて配置されるて軸方向に突出した複数の
    クローポールを有する第1固定子部を形成するステップと、 前記第1固定子部に類似しかつ相補的な第2固定子部であって、前記第1固定子
    部と前記第2固定子部との間の前記クローポールに近接する固定子軸の回りに対
    称に配置されて、前記第1固定子部と前記第2固定子部との間の磁束通路を提供す
    る複数の透磁性ブリッジコアを備えた第2固定子部を形成するステップと、 前記第1固定子部と前記第2固定子部のいずれか１つまたは両方の前記ブリッジ
    コアの位置間に高磁気リラクタンス領域を提供するステップと、 前記の各ブリッジコアの回りに固定子巻線を設置するステップと、 前記第1固定子部と前記第2固定子部を、互いに対面する関係で同軸に、かつ、
    前記第2磁極部のクローポールが前記第1磁極部のクローポールと円周方向に交互
    になるように、共通軸の回りに方向付けされた前記第2固定子部を有する前記ブ
    リッジコアによって軸方向に間隙が空けられて組み立てるステップと、 を含む多相トランスバース磁束直流電動機の固定子を作る方法であって、 前記の各巻線または選択された１組の前記の巻線が、使用時に励磁電流を供給
    されるとき対応する前記ブリッジコアに近接した第1及び第2磁極部のクローポー
    ルを通る磁束流を生成するように複数の電動機相の１つのための巻線を構成する
    方法。
11. 【請求項１１】 円周に配置されて、高透磁率材料のゼクメントによって分
    離されて回転子磁極を形成する複数の永久磁石を有する回転子と、 前記回転子との間に空隙を提供するように前記回転子と同軸に取付けられた固
    定子であって、円周に間隔を置いて配置された複数の磁極を有する固定子と、 励磁電流を供給されるとき近接した固定子磁極を通る磁束流を生成して前記の
    磁極に隣接する前記空隙内に磁束を生成するように配置された、相当たり少なく
    とも１つの固定子巻線であって、使用時に電子的に整流されて固定子軸の回りを
    回転する前記空隙内の磁束を生成する固定子巻線と、 を含み、 電動機相の数(P)が2,3,…,Nの数列から選択され、相当たりの巻線数(W)が1,2,
    …,Mの数列から選択され、前記の各巻線に付随する極の数(PW)が2,4,…,lの数列
    から選択され、かつ、固定子磁極数(SP)が積P*WP*PWに等しく、回転子磁極の数
    がSP±Wである関係によって規定される改善を含む多相トランスバース磁束直流
    電動機。
12. 【請求項１２】 実質的に添付図面を参照して説明されたようである多相ト
    ランスバース磁束直流電動機。