JP6506268B2 - 集中巻線を有するスロットレス電気機械 - Google Patents

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Description

本発明は永久磁石機械の分野に関し、より詳細には、高速度で、および小さな直径において高い機械出力を生成するように意図されたモータおよびマイクロモータの分野に関する。
典型的には、しかし限定するものではないが30mm未満の直径を有する小型の磁石タイプの機械の分野においては、巻くことの有無によらず複数の歯を構成するステータに対応するスロットレス・ステータ・トポロジーを用いることが、スロット付きのトポロジーを用いることよりも一般的である。
スロットレスの解決策は、小さな直径に対しては特に適切であり、電流が流れていないときのトルクを非常に小さく、またはゼロにさえすることが求められているときには、とりわけ適切である。すなわちこれは、スロットを有する構造では、ステータ回路(幾何学的な公差)のためかロータ(幾何学的な公差または永久磁石の均質性)に関してか、非常に難しいことが分かっている。より詳細には、均質な磁気空隙を有するスロットレス機械は、電流が流れていないときのトルクがゼロである。
このために電流が流れないときのトルクがないことは、トルクによるリプル、振動、ノイズ、損失などを最小にするので、そのような機械は、(典型的には数万〜数十万回転/分である)非常に高速度での使用に対して特に好ましい。
他方、ステータ歯がないことは、そのような機械の出力密度を減少させて、大きな直径構造における使用、および/または、高い機械出力を低速度で生成することを意図している者、に対するそれらの有用性を減少させる。
巻線は、スロットレスモータにおいては、典型的に10ミリメートル未満の直径に対するような極端な小型化の場合には、特にクリテカルな問題である。
例として、そのようなモータの機能が、G.J.Yan、J.H.WangおよびS.J.Yanによる論文として、J.Sci.Innov.(Journal of Science and Innovation)の2012年Vol.2、No1の39〜48頁に記載されている。
それらのスロットレスモータに従来用いられている自己支持型円周巻線(Self-supporting circumferential windings)(または「ベル」巻線)が、例えば、英国特許公報第903285号および英国特許公報第1046993号に記載されている。このような解決策は、特に非常に小さい直径のモータを製造することを望むときには、高い製造コストを引き起こす。そのような巻線は、また、高速度を達成しようと努力するときにしばしばあるように、大きい直径のワイヤに小さい巻数を用いる構造に対しては適切ではない。
集中巻線(巻線部が連続的である巻線)の提案という解決策も知られているが、自己支持型と呼ばれる(また「空芯」(air core)とも呼ばれ、特に強磁性体のものは、換言すれば独立的にいかなる支持もなく巻かれている)、分離されたコイルに基づいており、このため、ステータ内に位置決めし、その後固定し、しばしば、オーバーモールドの使用によって、最終的にはステータから絶縁することが必要である。これは高価で複雑な実施を引き起こす。
これを改善するために、特開2008−154340号は、それぞれが半径方向の内側に延びている1以上の突起部によって位置決めされた自己支持型コイルを支持する円筒形の横断面の形状の非磁性体シェルの使用を提案しており、そのコイルはそこで樹脂によって支持されており、それらのシェルは最終的には一緒に接続されている。この実施プロセスは複雑であり、マイクロモータ内で複数の部品を一緒に接続することは、設計および部品の位置決めにおいて非常に厳しい公差を必要とする。
特開2004−254443号に記載されている別な解決策は、コイルが自動化工程で巻かれた上に、平坦に置かれた連結式支持物の使用を記述しており、前記支持物は、そのときコイル状でモータハウジングに挿入されている。そのような解決策は、コイルを支持する各ゾーン間の連結部での材料の極端な薄さがアセンブリを極めて脆弱にするので、超小型モータには適していない。
上述した幾つかの欠点を改善するためには、コイルが巻かれている上に単一の部品を使用することが好ましい解決策である。特開2010−242407号は、それらの変形例を示しており、3つのコイルが、円筒の外側から巻かれている所で、半径方向の外側方向に延びて巻線の保持として機能している。しかしながら、そのような解決策は、巻線とその巻線を閉じる磁束閉鎖部との間の絶縁の追加を必要とする。加えて、非常に小さい直径(典型的には10mm以下)においては、それらの突起部の厚さが大問題となる。
溝のないステータを有する直流ブラシレスモータを記載した先行技術である米国特許出願公開第2012/0274167号も知られている。これは詳しくは、絶縁材料から往復ロータを形成することにより、ロータ内の回転によって妨害される力の存在を避けるために設計された溝の無いステータを有し、その一方で直流モータを高速で提供することを同時に許容する直流ブラシレスモータである。先行技術のこの文献による実施形態は、複数の巻線突出部を形成することによる回転軸の長さ方向におけるコイルの大量の巻線に関しており、往復ロータ上のコイルを巻くことを可能にする。その結果、巻線突出部は、往復ロータ本体の外部周辺表面の外周に沿って所定の間隔で空間を有して突出する。
再度述べるが、小さい直径においては、そのような解決策の使用は問題がある。
<先行技術の欠点>
先行技術の解決策は、最適性能(速度、出力)を達成することを可能にしてはいない。加えて、ステータの構造は、高出力に適した直径を有するワイヤを有する巻線を支持することを困難にする。特に、毎分数十万回転の、高速度向けのモータに対しては、コイル当たりおよびモータの相当たりの巻数を減少させることが必要であり、従って、巻線ワイヤの断面が増加することが必要である。一般的に、先行技術において提案された解決策は、典型的に10mm未満の直径を有するマイクロマシンの場合には不適切である。
それ故に、米国特許出願公開第2012/0274167号によって提案された解決策は、大きな外側直径に繋がる多数のコイルを備えている。加えて、この解決策は、追加の絶縁部および外側エンベロープの溝切りの使用を引き起こす。
ここで示される解決策は、従って、上述の問題の全てまたはいくつかを改善することを提示する。より詳細には、小さい直径のマシンに対する高レベルの自動化がより容易で特に適しており、小さな直径における使用に適した形状を有する単一のコイルボディで行われる集中巻線に依存した巻線解決策を用いる。
この目的のために、本発明は、その受理されるものに従った機械に関する。機械は、円周方向に磁極を交互に有するように磁化された管状のロータと、前記ロータの外側断面に実質的に対応する内側断面を有するチャンネル部が貫通するボディを有するステータと、を備えており、前記ボディは複数のコイルを支持しており、前記ステータは強磁性の外側エンベロープによって囲まれており、前記ボディは、断面において、コイルを受容するための長手方向のコア部を有する、電気的絶縁材料から作られた3つ、4つ、または6つの半径方向の突起部が延伸しており、前記コア部は、前記外側エンベロープの内面に相補的な外面を有して巻線領域を覆っている周辺拡張部が延伸していることを特徴とする。
この解決策の利点は、巻線を受容するためにハウジングを有する支持物(ボディ)上にコイルを可能にすることであり、従って、堅固な構造を提供しながら巻線の正確な位置決めおよび容易なアセンブリをもたらし、巻線とそのエンベロープとの間に磁束閉鎖部品としての機能を果たす絶縁物を挿入することを必要としない。
好ましくは、本発明による機械は、3つの突起部を有するボディと、1対または2対の磁極を有するロータとを備え、ボディは三角形の断面を有する中央部を有する。
好ましくは、ロータの半径は、ステータの前記チャンネル部の長手方向の軸と、巻線の内側の巻線部を通過する平面との間の距離よりも大きい。
好ましくは、そのエンベロープの外側半径は5mm未満である。
第1の実施形態によれば、前記磁化されたロータは、直径方向に交互に磁化されたタイルの形状の磁石のアセンブリによって形成されている。
第2の実施形態によれば、前記磁化されたロータは、単一の方向または交互方向に磁化された、焼結され一体化した(monolithic)材料によって形成されている。
好ましくは、前記ボディは、その一端に金属化された表面を有しており、金属化された表面は、一方では巻線のワイヤをはんだ付けし、他方では接続要素を接続するためのものである。
好ましい実施形態によれば、前記ステータは弾性変形可能な材料から製造されている。
変形例によれば、前記突起部は、半径方向に対称的な平面に沿ってスロット付けされている。
この巻線は、典型的には、コイル支持部が磁束閉鎖部品に挿入される前に、自動巻線機によって製造される。この延長線上で考えると、本発明は、従ってまた、第1にボディを製造し、巻線を実行し、その後、エンベロープの内側にこのサブアセンブリを挿入して必要な接続作業を行い、最終的に可動部分を挿入するアセンブリ方法に関する。
より詳細には、ボディは、コイルが磁束閉鎖部品と接触しないように本質的にコイルを保護しながら、軸方向および横方向に延びてワイヤをガイドおよび保持することを可能にする溝部を備えている。ボディが、絶縁材料から作られた半径方向の突起部を有し、突起部がコイルを受容するためのコア部を有するという事実によって、これを可能にする。
長方形の断面を有するコイルを導くことが最も一般的な実施であるように言われている「ストレート」(straight)巻きにおいて、小さな直径および/または小さい数のコイル(例えば3つ)を有する回転機械の場合においては、ロータを「またぐ」(straddle)コイルという事実を引き起こす。特に、ロータが一度支持物に挿入されてから巻回が行われるという意味であり、例えば、ボディが、典型的には巻回前に単一の支持物の中に軸方向に一緒に接続された2つの同一のシェルである、少なくとも2つの部分から製造されるという意味である。これは、しかしながら、最も好ましい解決策ではない。
これが、好ましい変形例によれば、溝部の横断部分が円形状のプロファイルを描くように作られる溝部が、円柱形状を有するコイルを製造することを可能にし、ロータに干渉しないボディを有することを可能にする理由である。
別の変形例によれば、ボディは、ある程度の弾性を有するように製造されてもよく、これによってボディがエンベロープに挿入されたときにある程度の許容誤差を受容することができて好ましい。
使用されるワイヤのサイズおよび小さな直径のために、接続は特に慎重に扱うべき問題であるので、コイルのワイヤが直接的にはんだ付けされる接続要素をボディが含んでいることを想像することができる。
ボディおよび巻線を製造するための別の方法は、接続を一体化することを可能にすることであり、(典型的にはプラスチック材料および銅である)複数の3次元材料を結合している、MID(モールドされた内部接続デバイス(moulded interconnected device))タイプの解決策を用いることである。
本発明は、特に小さな寸法のデザインを意図しているので、個別の実施形態によれば、ロータの外側半径は、ステータの外側半径をRとすると、0.4Rと0.5Rの間である。
変形例によれば、コア部の平均幅Lnは、0.5Rと1.2Rの間である。
個別の実施形態によれば、周辺拡張部の最大幅Lpは、1.1Rと1.8Rの間であり、コイルの厚さをEとすると、いかなる場合でもE+Lnよりも大きい。
変形例では、コア部の断面は一定である。
第2の変形例では、コア部の断面は、外側方向に制限されている。
ステータのエンベロープは、積み重ねられたシートのパケット、または、巻かれたもしくは機械加工された固体物質、のいずれかで構成されている。
上述したステータ構造の単純化に加えて、本発明はまた、スロット付の機械に比べたスロットレス機械の欠点の1つである、同じ大きさに対してより低いトルク率、を改善することを提示する。この欠点は、スロットレス構造におけるより大きな磁気エアギャップという事実のために、トルク定数を大きく減少させるというものである。
一般論としては、提案される解決策は、巻線が配置されている空間に配置される、強磁性体粒子を充填した材料を用いることから構成される。ここで巻線が配置されている空間とは、換言すれば、ロータの非接触回転のために必要な機械的クリアランスを引いた、ロータとエンベロープとの間の機械的なエアギャップである。
好ましい変形例によれば、前記ボディは、部分的にまたは全体的にそのような材料から製造されている。
別の変形例によれば、そのような材料は、ロータの非接触回転のために必要な機械的クリアランスを引いた、ボディと巻線によってできた隙間を満たすために注入される。
さらに別の変形例によれば、外側エンベロープは、強磁性体粒子入りのプラスチック材料から製造される。
別の変形例によれば、前記外側エンベロープは、また、強磁性体粒子入りのプラスチック材料から製造される。
従来のスロットレス機械に比較したトルク定数の増加に関して述べれば、これは、ロータとエンベロープとの間のエアギャップを、ロータの非接触回転のために必要な空間を残して、非磁性バインダーと強磁性体粉末から構成される混合物で可能な限り均一に最大限可能な上限まで充填する場合である。そのようなアセンブリは電気的に絶縁されており、非常に小さい磁気的損失を導くので、全ての場合において、そのような混合物の使用が特に好ましい。
より詳細には、ここで提案される解決策は、好ましい実施形態によれば、コイルを支持する単一のボディを用いるアイデアの続きである。賢いデザインによれば、以下に示すように、この方法においては、電流が流れないときのトルクを生成することなく、使用可能な磁束密度、従ってトルク定数を増加させる、エアギャップにおいてこの材料のほぼ均一な分散を有する、構造が得られる。
従って、第1の変形例によれば、ボディは直接的にそのような混合物によって(例えばプラスチックバインダーと強磁性体粒子との混合物を注入することによって、または、他の適切な方法によって)製造される。前記ボディは、ロータとエンベロープとの間の機械的なエアギャップを、可動部の非接触運動のために必要なクリアランスのみを残して可能な限り完全にかつ均一に充填するように、巧妙に製造される。
別の変形例によれば、ボディは、ある場所では、そのような混合物を用いて製造され、別の場所では、例えば1以上の(強度のための)より優れた機械的特性を有する材料または接続を容易にするために導電性を有する材料で製造されることが想像できる。
別の代替手段によれば、ボディは、樹脂と強磁性体粒子の混合物を有するエアギャップを完成するために最大限の空間を提供しながら、その的確な強度のために必要な材料のみを有するために、非磁性材料をくりぬく方法によって製造される。
混合物の磁気特性に関しては、非常に控えめな特性でも性能におけるゲインがよく認められるという、出願人によって示された発見を注記しなければならない。従って、約20の平均比透磁率および低いヒステリシス(保磁力が約50A/m)を有する混合物を用いて行われた試験では、直径25mmで3つのコイルと2つの回転磁極対を有する3相回転モータで、トルク定数で20%のゲインが示された。これは、そのような制約された磁気特性では鉄損が極めて低いままであるので、特に好ましい。
従って、(従来の磁気材料が千を超しているなかで、典型的に数百の比透磁率を有する)Somaloy(登録商標)タイプの材料のような比較的高い透磁率を有する混合物の使用が絶対的に必要ではないために、比透磁率が100未満で適切なゲインを得ることが可能であり、これは、経済面、およびより制約のないプロセスになるという観点の両方で、強力な利点を示す。
本発明は、また、前記ボディを製造するステップ、各コア部の周囲に導電ワイヤを巻くステップ、および、前述のように巻かれた前記ボディを前記エンベロープに挿入するステップを有する方法にも関する。
本発明は、例示的な実施形態に関する以下の図面を考慮することでよりよく理解される。
本発明によるモータの第1の実施形態における斜視図である。 図1aに示すモータの断面図である。 図1aに示すモータの回転軸を通る軸方向断面図である。 第1の実施形態におけるコイル支持体の分離図である。 本発明によるモータの第2の実施形態における斜視図である。 図2aのモータの分解図である。 図2aのモータの断面図である。 本発明によるコイル支持体の個別の実施形態を説明する図である。 本発明による巻線支持体(woundsupport)上のコイル接続の個別の実施形態を説明する図である。 本発明による巻線支持体の別の実施形態を説明する図である。 図5aの巻線支持体の断面図である。 別の実施形態による巻線支持体の断面図である。
<第1の例示的実施形態>
図1aは、第1の実施形態による三相スロットレス電気モータ1を示す。それ(電気モータ)は管状の形状をしており、ここでは例示的に軸方向に、換言すれば回転軸3に沿って積み重ねられた金属シート10のパケットの形状をしている、ステータの外側エンベロープ2を備えている。可動アセンブリは、回転軸3および円筒状の磁化ロータ7から構成されており、磁化ロータは、ここでは磁化された磁極の2対を(N極およびS極を交互に2つ)有している。述べた例において、磁化された磁極は、円周方向にN−Sを交互に有するために横切って磁化された、長手方向の磁石11〜14によって形成されている。磁石の外側表面は、円筒の一部の形状であり、その結果、磁石のアセンブリは、モータの全高さに渡って一定である円形の断面を有する、管状の外側表面を有する。
中央部15は、磁気ヨークを形成して、中央部を通過するまたは中央部から延びる軸3へのトルクの伝達を提供する強磁性部品から構成されている。
外側エンベロープ2から離れているステータアセンブリは、また、詳細が図1dに示されるボディ4を備える。このボディ4は、3相励磁アセンブリを形成するために120°の角度によってそれぞれが分離されている、3つの分離された電気コイル5a、5bおよび5cが自身の上に巻かれるコア部20〜22を形成する3つの突起部17〜19のみならず、中央の長手方向のチャンネル部16を有している。
図1bにおいて推奨できるように、コイルのボディ4は、外側エンベロープ2の内側周辺部に渡って分布しており、コイル5a、5bおよび5cが自身の中に巻かれている、溝部またはスロット部を形成している。
コア部20〜22は、外側エンベロープ2の内側表面に相補的な外側表面を有する周辺拡張部30〜32が半径方向に延伸している。これらの周辺拡張部30〜32は、巻線5a〜5cの巻線部の電気的絶縁を提供するために、コア部20〜22を囲むコイル化領域を覆っている。
この第1の実施形態においては、コイル5a、5bおよび5cは、それらが磁化されている可動部7を部分的に囲むように取り付けられており、従って、コンパクトなアセンブリを提供する。
この実施形態において、チャンネル部16は、モータの長手方向の中心軸3と、コイル5a、5bおよび5cの内側の巻線部(internal turn)を通過する平面40との間で半径方向に測定された距離よりも大きな半径を有している。この解決策は、利用可能なスペースにおいて銅の有効体積を最大化する。
この解決策は、巻線に先立って、ステータのチャンネル部16内にロータ7を配置することを伴う。
外側半径Rを有するステータに対して、ロータの外側半径は、0.4Rと0.5Rの間である。
コア部の平均の幅Lnは、0.5Rと1.2Rの間である。このコア部20〜22の断面は、一定であってもよく、または、図2a〜2cに例示して示すように、外側の方向において制約されてもよい。コア部は、また、外側に向かって広げられてもよいが、この解決策は好ましくはない。
周辺拡張部30〜32の最大幅Lpは、1.1Rと1.8Rの間であり、いかなる場合でも、各コイル5a、5bおよび5cの厚さEとコア部の平均の幅Lnの和(E+Ln)より大きい。
図1に詳述したコイルボディ4は、単一の部品で形成されており、その(ボディの)中央領域に、回転軸3および(図示しない)いかなるガイド要素の通過をも許容する円形の貫通孔(piercing)8を有している。ボディ4の周辺上には、3つの拡張部17〜19が備えられており、3つのコイル5a、5bおよび5cの巻線に対する位置を区切っている。それぞれの拡張部17〜19は、半径方向の中央平面に対して対称的である。
各位置は、コア部20〜22の全周に渡って閉路を示し、従って、モータ1の回転軸3に対して軸方向および横方向に延びている、溝部またはスロット部6によって特徴付けられている。コイルボディ4の単一性および溝部6の存在は、従ってコイル化されるアセンブリの実施を容易、正確、かつ確実にする。
<第2の例示的実施形態>
図2a、2bおよび2cは、第2の例示的実施形態を示す。
外側エンベロープ2は固体強磁性材料から製造されている。ステータボディは、強磁性体粒子が投入されているプラスチック材料から成形された部品で製造されている。
ロータは、管状形状の単一部品の磁石をアセンブリすることによって一対の磁極に形成された円筒状の磁石を備えており、これ(円筒状の磁石)は、N極11を管状の半分の外周上に、およびS極12を相補的な管状の半分の外周上に有するために、実質的に直径方向に磁化している。
拡張部17〜19は、コア部20〜22が、内側上に長辺を有し、外側上に長辺を有した台形形状の断面を有しており、利用可能なスペースに対して銅の充填を最大化することができるという事実によって、第1の実施形態に関する記載とは異なっている。コイル底部の巻線部を通る平面40はロータを貫通するが、軸拡張部100は、巻線が平面40と交差しないようにすることができる。従って、チャンネル部16が一定の断面を有するので、巻線ステータの軸運動によってロータを導くことが可能である。
周辺拡張部30〜32は、巻線5a、5bおよび5cを完全に覆う。
<第3の変形実施形態>
図3は、ボディの拡張部17〜19が長手方向のスリット41、51、および61によって分割されたボディを示す。記載された実施形態においては、突出部17〜19が、対応する拡張部を通過する半径方向の平面に対して対称的なフランジ42、43;52、53;62、63によって形成されている。拡張部17〜19は、従って弾性的に変形可能である。
<第4の変形実施形態>
図4は、ステータボディの幾つかの領域が巻線のワイヤをはんだ付けすることができる領域70〜73を形成するために金属化されており、および、ステータボディの幾つかの領域が電気的接続を提供する第2の金属化された領域81〜83で終端するために金属化されたトラックが延伸する、変形実施形態を示す。
<第5の変形実施形態>
図5aおよび5bは、ステータボディが、例えば強磁性体粒子が入っているプラスチック材料から作られた部品である強磁性の内側部90と、プラスチック材料から作られた外側部91と、を備える変形例を示す。
一般論としては種々の変形例に対して、強磁性材料は、好ましくは、磁力線の満足できる閉鎖とトルク損失および鉄損の拡大の制限とを両立させるために、比透磁率が100以下で低い飽和保磁力(保磁力が100A/m未満)を有する。
<第6の変形実施形態>
図6は、ステータボディが、強磁性体粒子入りの同一のプラスチック材料でアセンブリまたはオーバーモールドされた、管状エンベロープ2を有する単一の部品を形成する、代替例を示す。

Claims (22)

  1. 円周方向に磁極を交互に有するように磁化された管状のロータ(7)と、
    前記ロータ(7)の外周面に対応する内周面を有して前記ロータが貫通配置可能なチャンネル部(16)が形成されたボディ(4)を有するステータと
    前記ボディ(4)に支持された複数のコイル(5a〜5c)と、
    前記ステータを囲んで設けられた強磁性の外側エンベロープ(2)と、を備えて構成され、
    前記ボディ(4)は電気的絶縁材料から作られるとともに外周が円筒状に形成され、
    前記ボディ(4)は、前記ボディの外周面に沿って円周上等間隔で形成された3つ、4つ、または6つの径方向に突出する突起部(17〜19)を有し、前記突起部にはそれぞれ、前記コイル(5a〜5c)を受容するコア部(20〜22)と、前記外側エンベロープ(2)の内面に相補的な断面円弧状の外周面を有し、前記コア部(20〜22)に受容した前記コイルを覆う周辺拡張部(30〜32)とが設けられ、
    前記コア部(20〜22)は、前記ボディの外周面を横切るとともに径方向に直角で且つ軸方向に延びる平面に沿って形成されていることを特徴とする電気機械。
  2. 前記コア部は、前記ボディの外周面において、前記平面が延びる方向における端部が外方に開放することを特徴とする請求項1に記載の電気機械。
  3. 前記ボディ(4)は、周方向に等間隔で配置された3つの前記突起部(17〜19)を有し、前記ロータ(7)は1対または2対の磁極を有し、前記ボディ(4)は三角形の断面を有する中央部を有することを特徴とする、請求項1もしくは2に記載の電気機械。
  4. 前記ロータ(7)の半径は、前記ステータの前記チャンネル部の長手方向の軸と、巻線の内側の巻線部を通過する平面との間の距離よりも大きいことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の電気機械。
  5. 前記外側エンベロープ(2)の外側半径は、5mm未満であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電気機械。
  6. 前記外側エンベロープ(2)と前記ロータ(7)との間の空間は、強磁性体粒子を含んでいる混合物によって少なくとも部分的に充填されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電気機械。
  7. 前記混合物は、強磁性体粒子入りのプラスチック材料であることを特徴とする、請求項6に記載の電気機械。
  8. 前記ボディ(4)は、強磁性体粒子入りの混合物から少なくとも部分的に製造されていることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の電気機械。
  9. 前記ボディ(4)は、前記外側エンベロープ(2)を有して、強磁性体粒子入りの混合物から製造された単一の部品を形成することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の電気機械。
  10. 前記外側エンベロープ(2)は、強磁性体粒子入りのプラスチック材料から製造されていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の電気機械。
  11. 前記磁化されたロータ(7)は直径方向に交互に磁化されたタイルの形状の磁石のアセンブリによって形成されていることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の電気機械。
  12. 前記磁化されたロータ(7)は、単一方向または交互方向に磁化された、焼結された単一部品の材料によって形成されていることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の電気機械。
  13. 前記ボディ(4)は、その一端に金属化された表面(70〜73および81〜83)を有しており、金属化された表面は、一方では巻線のワイヤをはんだ付けし、他方では接続要素を接続するためのものであることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の電気機械。
  14. 前記ボディ(4)は、弾性変形可能な材料から製造されていることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の電気機械。
  15. 前記突起部(17〜19)は、半径方向に対称的な平面に沿ってスロット付けされていることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一項に記載の電気機械。
  16. 前記ロータ(7)の外側半径は、前記ステータの外側半径をRとして、0.4Rと0.5Rの間であることを特徴とする、請求項1〜15のいずれか一項に記載の電気機械。
  17. 前記コア部(20〜22)の平均の幅Lnは、前記ステータの外側半径をRとして、0.5Rと1.2Rの間であることを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一項に記載の電気機械。
  18. 前記コイル(5a、5b、5c)の厚さをEとするときに、周辺拡張部(30〜32)の最大幅Lpは、前記ステータの外側半径をRとして、1.1Rと1.8Rの間であり、E+Lnより大きいことを特徴とする、請求項1〜17のいずれか一項に記載の電気機械。
  19. 前記コア部(20〜22)の断面は一定であることを特徴とする、請求項1〜18のいずれか一項に記載の電気機械。
  20. 前記コア部(20〜22)の断面は外側方向に制限されていることを特徴とする、請求項1〜18のいずれか一項に記載の電気機械。
  21. 前記外側エンベロープ(2)は、積み重ねられた金属シート(10)のパケットから構成されていることを特徴とする、請求項1〜20のいずれか一項に記載の電気機械。
  22. 円周方向に磁極を交互に有するように磁化された管状のロータ(7)と、
    前記ロータ(7)の外周面に対応する内周面を有して前記ボディ(4)を貫通するチャンネル部(16)が形成されたボディ(4)を有するステータと、を備え、
    前記ボディ(4)は複数のコイル(5a〜5c)を支持し、
    前記ステータは、強磁性の外側エンベロープ(2)によって囲まれており、
    前記ボディ(4)は電気的絶縁材料から外周が円筒状に形成され、
    前記ボディ(4)の外周面を横切る径方向に直角で軸方向に延び、周方向に等間隔で配置された3つ、4つ、または6つの平面に沿って前記ボディにそれぞれ形成され、それぞれ前記コイル(5a〜5c)を受容する3つ、4つ、または6つのコア部(20〜22)を有し、
    前記コア部の外周側に、前記外側エンベロープ(2)の内面に相補的な断面円弧状の外周面を有し、前記コア部(20〜22)に受容した前記コイルを覆う周辺拡張部(30〜32)を有する突起部が設けられている、電気機械の製造方法であって、
    前記ボディを製造するステップと、それぞれの前記コア部の周囲に導電ワイヤを巻くステップと、前記外側エンベロープ(2)の中に、前述のように導電ワイヤが巻かれた前記ボディを挿入するステップとを有する、電気機械の製造方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3011697A1 (fr) * 2013-10-07 2015-04-10 Moving Magnet Tech Machine electrique sans encoches a bobinage concentre
DE102016102828B4 (de) * 2016-02-18 2023-04-27 Infineon Technologies Ag Magnetische Winkelsensorvorrichtung und Verfahren
FR3058845B1 (fr) 2016-11-16 2020-11-13 Moving Magnet Tech Stator pour machine electrique haute vitesse
FR3064835B1 (fr) 2017-03-31 2020-01-17 Moving Magnet Technologies Stator pour machine electrique
FR3064837B1 (fr) * 2017-04-03 2020-01-17 Moving Magnet Technologies Rotor pour machine electrique a aimants permanents internes
FR3097610B1 (fr) * 2019-06-20 2021-08-06 Moving Magnet Tech Vanne de réglage compacte

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB903285A (en) 1959-06-02 1962-08-15 Faulhaber Fritz Improvements in or relating to windings for use in dynamo-electric machines
DE1463855B2 (de) 1964-02-27 1970-12-23 Retobobina Handelsanstalt, Schaan (Liechtenstein) Verfahren zur Herstellung einer Ankerwicklung für elektrische Maschinen, insbesondere kleine Gleichstrommaschinen
US3546507A (en) * 1966-10-17 1970-12-08 Sheldon M Wengel Electric motor
DE2048901C3 (de) * 1969-10-13 1975-04-10 Girard-Perregaux S.A., La Chaux- De-Fonds, Neuenburg (Schweiz) Elektrischer Schrittmotor, insbesondere für ein Uhrwerk
CH617062B (fr) * 1976-12-22 Girard Perregaux Sa Moteur electrique a rotation discontinue pour mouvement de montre.
GB2172444B (en) * 1985-03-09 1988-08-17 Asmo Co Ltd Stator for an electric motor
JPS6445450U (ja) * 1987-09-08 1989-03-20
FR2648632B1 (fr) 1989-06-16 1991-10-04 Moving Magnet Tech Actionneur electromagnetique monophase de faible encombrement
FR2654271B1 (fr) 1989-11-06 1992-01-24 Moving Magnet Tech Actionneur electromagnetique monophase angulaire.
US5512871A (en) 1990-12-17 1996-04-30 Moving Magnet Technologies S.A. Rotatable single-phase electromagnetic actuator
FR2677507B1 (fr) 1991-06-06 1993-10-15 Moving Magnet Technologie Sa Moteur pas-a-pas ou synchrone economique.
FR2682542B1 (fr) 1991-10-11 1994-10-14 Moving Magnet Tech Actionneur electromagnetique comportant une structure statorique a trois poles de longueurs differentes et distributeurs pneumatiques mettant en óoeuvre de tels actionneurs.
FR2688105B1 (fr) 1992-02-28 1994-05-06 Moving Magnet Technologies Sa Actionneur rotatif electromagnetique monophase de course entre 60 et 120 degres.
FR2690793B1 (fr) 1992-05-04 1995-12-08 Moving Magnet Tech Actionneur electromagnetique a deux pieces mobiles en opposition de phases.
FR2786042B1 (fr) 1998-11-13 2000-12-15 Moving Magnet Tech Actionneur electromagnetique rotatif comprenant au moins un aimant encastre dans un materiau ferromagnetique
WO2001013494A1 (en) * 1999-08-12 2001-02-22 Bei, Kimco Magnetics Division Insulated winding stack for winding phase coils used in electromotive devices
FR2821668B1 (fr) 2001-03-02 2003-05-02 Moving Magnet Tech Capteur de position, notamment destine a la detection de la torsion d'une colonne de direction
FR2830136B1 (fr) 2001-09-25 2004-09-03 Moving Magnet Tech Moteur polyphase a deux ou trois phases
FR2837033B1 (fr) 2002-03-05 2004-09-24 Moving Magnet Tech Mmt Actionneur lineaire comprenant un moteur electrique polyphase
GB2391395A (en) * 2002-07-25 2004-02-04 Dana Automotive Ltd Method of making a stator for a motor
FR2845469B1 (fr) 2002-10-07 2005-03-11 Moving Magnet Tech Capteur de position analogique a reluctance variable
JP2004254443A (ja) 2003-02-20 2004-09-09 Tamagawa Seiki Co Ltd スロットレスモータのステータの製造方法
FR2872896B1 (fr) 2004-07-09 2008-01-11 Moving Magnet Tech Capteur de position, notamment destine a la mesure de la torsion d'une colonne de direction
FR2884349B1 (fr) 2005-04-06 2007-05-18 Moving Magnet Tech Mmt Actionneur electromagnetique polarise bistable a actionnement rapide
FR2899396B1 (fr) 2006-03-30 2008-07-04 Moving Magnet Tech Mmt Moteur electrique polyphase notamment pour l'entrainement de pompes ou de ventilateurs
JP5217117B2 (ja) * 2006-06-05 2013-06-19 日本電産株式会社 ブラシレスモータ
CN102931798B (zh) * 2006-10-24 2016-01-20 瑞思迈发动机及马达技术股份有限公司 具有轴承的无刷直流电动机
JP2008154340A (ja) 2006-12-15 2008-07-03 Tamagawa Seiki Co Ltd スロットレスモータの絶縁ボビン構造
US20090021093A1 (en) * 2007-07-17 2009-01-22 Taco, Inc. Electric Motors
FR2919441B1 (fr) 2007-07-24 2010-01-29 Moving Magnet Tech Mmt Moto-reducteur comportant un moteur electrique polyphase compact
JP2010242407A (ja) 2009-04-07 2010-10-28 Biinzu Komu:Kk スリーブ固定キット及びそれを使用したスリーブの固定方法
FR2945388B1 (fr) 2009-05-11 2013-04-12 Moving Magnet Technologies M M T Moteur electrique triphase a faible couple de detente
KR101150990B1 (ko) 2010-06-19 2012-06-13 김유정 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터
FR2964190B1 (fr) 2010-08-24 2013-02-08 Moving Magnet Tech Dispositif de detection magnetique de position absolue multitour
FR2982715B1 (fr) 2011-11-14 2013-11-15 Moving Magnet Tech Module indicateur pour tableau de bord a mouvement fluide
FR2994353B1 (fr) 2012-08-01 2014-08-08 Moving Magnet Tech Moteur electrique optimise a dents etroites
US9847688B2 (en) * 2012-11-14 2017-12-19 Mitsubishi Electric Corporation Rotary electric machine stator and rotary electric machine
FR3011697A1 (fr) * 2013-10-07 2015-04-10 Moving Magnet Tech Machine electrique sans encoches a bobinage concentre
JP6195309B2 (ja) * 2014-08-29 2017-09-13 ミネベアミツミ株式会社 ブラシレスモータ
ES2918901T3 (es) * 2014-10-23 2022-07-21 Magswitch Tech Inc Actuador/motor de CC sin ranuras y sin escobillas

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