KR20190122917A - 무철심형 모터용 자속 유도기 - Google Patents

무철심형 모터용 자속 유도기 Download PDF

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에어로바이론먼트, 인크.
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Abstract

가능한 일 실시예에 있어서, 영구 자석들로부터의 자속이 자석 배열의 일 측 상에서 강화되고 상기 자석 배열의 반대편 측 상에서 실질적으로 상쇄되도록 배치된 영구 자석들의 배열을 포함하고, 상기 자석 배열이 상기 자석 배열의 강화되는 측 상의 극들에 위치된 자속 유도기들을 더 포함하는, 모터용 자석 배열이 제공된다.

Description

무철심형 모터용 자속 유도기 {FLUX CONCENTRATOR FOR IRONLESS MOTOR}
관련 출원과의 상호 참조(CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS)
본 출원은 인용에 의하여 온전하게 본 명세서에 병합되는 다음의 출원들의 우선권의 이익을 주장한다:
발명의 명칭이 무철심형 모터용 자속 유도기이고 Bart Dean Hibbs에 의해서 2008년 9월 23일에 출원된 미국 가출원 번호 61/194,056; 그리고
발명의 명칭이 PROPELLER DRIVE UNIT FOR HALE UAV이고 Daboussi 등에 의해서 2008년 9월 23일에 출원된 미국 가출원 번호 61/194,099.
또한 본 출원은 인용에 의하여 온전하게 본 명세서에 병합되는 다음의 출원들에 관한 것이다:
발명의 명칭이 COMPRESSED MOTOR WINDING이고, Daboussi 등에 의해서 2009년 9월 23일에 출원된 미국 정규 출원(출원 번호는 아직 미부여됨);
발명의 명칭이 MOTOR AIR FLOW COOLING이고, Daboussi 등에 의해서 2009년 9월 23일에 출원된 미국 정규 출원(출원 번호는 아직 미부여됨); 그리고
발명의 명칭이 고정자 WINDING HEAT SINK CONFIGURATION이고, Daboussi 등에 의해서 2009년 9월 23일에 출원된 미국 정규 출원(출원 번호는 아직 미부여됨).
[0001] 차량용 전기 모터는 동력(power) 절약을 위해 높은 효율을 가져야 할 필요가 있다. 나아가 무인 또는 유인(unmanned or manned) 차량에 있어서, 경량이고 컴팩트한 전기 모터가 바람직하다. 따라서 자속 방향을 변화시키는 것에 기인하여 철 손실(iron loss)이 없다는 이익을 제공할 수 있는 무철심형 모터들이 종종 사용된다. 그런데, 무철심형 모터들은 갭 내 불량한 필드 세기(field strength)을 앓는다.
[0002] 모터들은 일반적으로 모터의 피크 동력 및 효율에 대하여 정격이 정해진다(are rated). 몇몇 어플리케이션들에 있어서, 부분 부하(다시 말해서 15% 또는 일부 다른 퍼센트)에서 기계가 로딩될 때 높은 효율을 가지는, 높은 부분 부하 효율이 희망된다.
[0003] 더 높은 효율을 가지는 컴팩트한 모터가 요구된다.
요약(SUMMARY)
[0004] 가능한 일 실시예에 있어서, 영구 자석들로부터의 자속이 자석 배열의 일 측 상에서 강화되고 상기 자석 배열의 반대편 측 상에서 실질적으로 상쇄되도록 배치된 영구 자석들의 배열을 포함하고, 상기 자석 배열이 상기 자석 배열의 강화되는 측 상의 극들에 위치된 자속 유도기들을 더 포함하는, 모터용 자석 배열이 제공된다.
[0005] 가능한 다른 실시예에 있어서, 영구 자석들로부터의 자속이 자석 배열의 일 측 상에서 강화되고 상기 자석 배열의 반대편 측 상에서 실질적으로 상쇄되도록 배치된 영구 자석들의 배열을 포함하는, 모터용 자석 배열이 제공된다. 이러한 실시예에 있어서, 상기 자석들이, 인접한 자석들의 자기 모멘트들이 약 45도만큼 분리되는 방향들로 배향되도록, 그리고 자석 배열의 강화되는 측에 대체로 수직하게 배향된 자기 모멘트를 상기 자석 배열 내 자석이 포함하도록 배치된다.
[0006] 실시예들은 결합될 수 있고 다른 실시예들도 가능하다.
[0007] 본 발명의 특징들(features) 및 이점들이 후술할 상세한 설명, 첨부된 청구항 및 첨부된 도면으로부터 보다 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
[0008] 도 1은 예시적인 모터의 단순화된 분해 사시도이다.
[0009] 도 2는 도 1의 모터의 그 세로축에 따르는 단순화된 측면 횡단면도이다.
[00010] 도 3은 영구 자석 모터의 가능한 일 실시예의 일 부분의 단순화된 절개 정면도이다.
[00011] 도 4는 영구 자석 모터의 가능한 다른 실시예의 일 부분의 단순화된 절개 정면도이다.
[00012] 도 5a 및 도 5b는 각각 자속 유도기들을 구비하지 않은 채로의 및 구비한 채로의 영구 자석 모터 내 B 필드를 나타내는 단순화된 절개 정면도들이다.
[00013] 도 1은 예시적인 모터(10)의 축(22)를 따르는 단순화된 분해 사시도이다. 고정자(40)가 하우징(60)에 고정된다. 내측 회전자(50) 및 외측 회전자(30)는 서로에게 고정되고 고정자(40)를 둘러싼다. 선택적인 프로펠러 허브(75) - 프로펠러 블레이드들(70)이 상기 프로펠러 허브 내로 장착됨 - 이 내측 회전자(50)에 고정된다. 프로펠러 허브(75)는 베어링들(16 및 18)에 의해서 스핀들(spindle)(65) 상에 회전가능하게 장착된다. 베어링들(16 및 18)은 커버(12) 및 축받이통(retainer)들(20 및 14)에 의해서 보유된다(retain).
[00014] 도 2는 도 1의 모터(10)의 그 세로축(longitudinal axis)(22)에 따르는 단순화된 측면 횡단면도(cross-sectional side view)이다. 고정자(40)는 각각 내측 회전자(50) 및 외측 회전자(30)의 자석들(35 및 55) 사이에 위치한다. 프로펠러 허브(75)는 내측 회전자(50)에 접착(bond)되는데 내측 회전자(50)는 스핀들(65) 상에 회전가능하게 장착된다. 스핀들(65)은 탄소 섬유 또는 다른 적절한 물질로 제조될 수 있다.
[00015] 도 3은 영구 자석 모터의 가능한 실시예의 일부(300)를 나타내는 단순화된 절개 정면도(cut away front view)이다. 도 3에서, 권선(winding)(345)을 구비한 고정자(340)가 내측 회전자(350) 및 외측 회전자(330)의 내측 자석 조립체(355) 및 외측 자석 조립체(335) 사이에 위치된다.
[00016] 내측 자석 조립체(355) 및 외측 자석 조립체(335)는 자석들(355a-g 및 335a-g) 내에 화살표로 표시한 바와 같이 배향되는(oriented) 영구 자기장들로(with) 배열된 자석들(355a-g 및 335a-g)을 구비한다. 자석들(355a-g)의 자기 배향들(magnetic orientations)(357a-g) 또는 자석들(335a-g)의 자기 배향들(337a-g)은 할바흐 배열(Halbach array)에서의 자기 배향들과 유사하다. 할바흐 배열에 있어서 영구 자석들로부터의 자속이 상기 배열의 일 측 상에서 강화되고(reinforce) 그리고 상기 배열의 반대편 측 상에서 실질적으로 상쇄되도록(cancel) 상기 영구 자석들이 배열된다. 그러나 할바흐 배열과는 별개로, 다양한 실시예들이 내측 자석 조립체(355) 및 외측 자석 조립체(335)에 제공된, 자속 유도기들(335x-z 및 355x-z)을 구비한다.
[00017] 자속 유도기들(335x-z 및 355x-z)은 권선 영역 상으로 자속 밀도(B)를 증가시킨다. 그 힘 및 자속 밀도(B)로부터 결과되는 토크는 공식 F = B×I×L 로부터 연산되는데, 여기서 I는 와이어 내 전류이고 L은 B 필드 내 와이어의 길이이다. 따라서 각각의 리츠 와이어(Litz wire)(345a) 상의 B 필드 밀도를 증가시키는 것은 상기 와이어(340a)에 대한 힘(F)을 증가시킨다. 동일한 길이 및 전류에서 동일한 와이어 상의 자속 집중(flux concentration)을 증가시키는 것은 와이어(340a) 상에 더 큰 힘을 야기하여 효율이 증가된다. 자속 유도기들(335x-z 및 355x-z)이 없다면 와이어(345a) 자속 밀도를 감소시키는 침범(fringing)이 발생할 수 있다.
[00018] 도 5a는 전도체(545b) 내에 보다 작은 자속 밀도를 여기하는, 자속 유도기들이 없을 때 갭(549) 내의 B 필드(542)가 어떻게 침범되는지를 나타내는 단순화된 절개 정면도이다. 그러나 도 5b에 도시된 바와 같이 자속 유도기들(535x 및 555x)를 구비하면, B 필드(548)가 와이어(545b)에 더 큰 밀도를 가진다.
[00019] 도 3을 참조하면, 갭(349)을 가로지르는 대향하는 위치들(opposing positions)에서 내측 자석 조립체(355) 및 외측 자석 조립체(335) 내에 자속 유도기들(355x-z 및 335x-z)이 위치된다. 자속 유도기들은 갭(349)의 대향하는 표면들(335s 및 355s) 상에서 자기장들(346, 347, 및 348)이 상쇄되는 위치들 및 자기장들(346, 347, 및 348)이 강화되는 위치들에 위치한다. 자속 유도기들(355x-z)은 갭(349) 그리고 각자의 후방 자석들(355b, 355d, 및 355f) 사이에 위치된다. 유사하게, 자속 유도기들(335x-z)은 갭(349) 그리고 각자의 후방 자석들(355b, 355d, 및 355f) 사이에 위치된다.
[00020] 자속 유도기들(355x-z 및 335x-z)은 철로 이루어지거나 다른 자기 물질로 이루어질 수 있다. 철 재료는 자석들로부터의 자속을 수집하고 집중시키는 극들을 형성한다. 필드 세기는 용이하게 가용한 영구 자석들에서 약 1 테슬라까지로 제한된다. 다른 한편 철은 2 테슬라를 지원할(support) 수 있다. 갭(349)를 가로지르도록 자속을 강제하기 위해(force) 자석들과 함께 극들을 사용하는 것에 의해서, 갭(349) 내 더 큰 필드들(346, 347, 및 348)이 가능할 수 있다. 모터 토크는 고정된 토크와 마찬가지로 필드에 비례하고, 필드가 2배가 되면 1/4만큼 I2R을 줄인다(cut).
[00021] 본 명세서에서 사용된 무철심형 모터는 권선 내에 철이 포함되어 있지 않음을 의미한다. 자속 유도기들은 철로 제한되지 아니하며 다른 자기 물질들 및 높은 자기 모멘트 물질들로 이루어질 수 있다.
[00022] 비록 상응하는 후방 자석들(335b, 335d, 및 335f)의 두께의 절반으로서 도시되어 있지만, 사용된 물질들에 따라서 그리고 자석들의 세기에 따라서 자속 유도기들(335x, 335y, 및 335z)이 후방 자석보다 크거나 작을 수 있다. 나아가 후방 자석들(335b, 335d, 335f) 및/또는 자속 유도기 및 자석들(335a, 335c, 335e, 및 335g) 사이의 각각의 폭들은 상이할 수 있고 동일할 필요는 없다.
[00023] 고정자 내 권선들의 수 및 간격(spacing)에 대한 자석들의 간격 및 배향들/주기성(periodicity)은 갭 내의 필드들이 고정자 권선들 내에 추가적인 전류들을 생성하도록 정합되어야 한다.
[00024] 도 4는 영구 자석 모터의 가능한 다른 실시예의 일부(500)의 단순화된 절개 정면도이다. 이러한 실시예에 있어서, 외측 회전자 배열(535) 내 연속적인 영구 자석들의 자기 모멘트들의 배향이 인접한 자석에 대하여 각각 45 도 또는 π/4 라디안만큼 회전된다. 유사하게, 내측 회전자 배열(555) 내 연속적인 영구 자석들의 자기 모멘트들의 배향이 인접한 자석에 대하여 각각 45 도만큼 회전된다. 외측 자석들(535)은 자석(535d)에서 -90 도에서 강화되고 외측 배열(535) 내 갭 표면(535s)에서 자석(535h)에서 90에서 상쇄되도록 배향되고, 그리고 내측 자석들(555)은 자석(555h)에서 90 도에서 강화되고 갭 표면(555s)에서 자석(555d)에서 -90 도에서 상쇄되도록 배향된다.
[00025] 도 4에 도시된 바와 같이 고정자 권선(545)에 대한 90도 배향을 포함하는 것과 45도만큼 분리되도록 자석들을 배향시키는 것이 가지는 이점은, 60, 30, -30, -60 도 배향들보다 더 큰 역 EMF를 제공한다는 것이다. 몇몇 실시예들에 있어서, 도 4의 실시예는 60, 30, -30, -60 도 배향들보다 약 10% 더 큰 역 EMF를 제공했다.
[00026] 본 발명의 실시예들 및 구현들은 도 3 및 도 4에 도시된 모터 실시예들로 한정되지 아니한다. 본 명세서에 기술된 자석 배열들은 다양한 액시얼 모터 또는 래디얼 모터(axial or radial motors)에 적용될 수 있거나 위글러(wigglers)를 포함하는 다른 할바흐 배열/실린더/구 장치들 등에 적용될 수 있으며, 듀얼 회전자 모터들에 사용되는 것으로 한정되지 아니한다. 본 명세서에 기술된 배열은 배열 구조를 이용하는 실린더들, 구들 등을 포괄(cover)하도록 의도된다. 나아가, 실시예들 및 구현들은 항공기 모터들로 한정되지 아니하며 자동차들, 기계류(machinery), 계기(instruments), 스페이스 또는 다른 어플리케이션에서도 채택될 수 있다.
[00027] "일 실시예(one embodiment 또는 an embodiment)라고 언급한 임의의 것은 실시예에 관하여 기술된 특정한 특징(feature), 구조 또는 특성(characteristic)이 희망된다면 일 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다는 것을 주목할 가치가 있다. 발명의 상세한 설명의 다양한 위치들에서 기재된 어구 "일 실시예에서(in one embodiment)"가 항상 동일한 실시예를 가리키는 것은 아니다.
[00028] 본 명세서에서 제공된 설명 및 예시들은 설명적인 목적으로 제시된 것이며 첨부된 청구항의 범주(scope)를 제한하도록 의도되지 아니한다. 본 명세서는 본 발명의 원리를 예시하기 위한 것으로 고려되어야 하며 기술된 실시예의 청구항들 및/또는 본 발명의 사상(spirit) 및 범주를 제한하도록 의도되지 아니한다.
[00029] 본 기술 분야에 속한 통상의 기술자는 본 발명의 특정한 어플리케이션에 대하여 본 발명을 변형할 수 있을 것이다.
[00030] 본 특허 명세서에 포함된 설명은 기본적인 기술로서 역할을 하도록 의도된다. 본 명세서를 읽는 자는 특정한 기술이 모든 가능한 실시예들을 명시적으로 기술하지 아니할 수 있으며 대체예들(alternatives)이 내포될 수 있음을 인식하여야 한다. 또한 본 명세서는 본 발명의 제네릭 속성(generic nature)을 완전히 설명하지는 아니하며 각각의 특징 또는 요소(element)가 어떻게 실제로 대표적인(representative) 또는 등가의 요소들일 수 있는지를 명시적으로 나타내지 아니할 수 있다. 다시 한번, 이들은 본 명세서 내에 암시적으로 포함될 수 있다. 본 발명이 장치에 관한 용어(device-oriented terminology)로 기술되는 경우, 상기 장치의 각각의 요소는 암시적으로 일 기능(function)을 수행한다. 또한 본 발명의 본질로부터 벗어나지 아니하면서도 다양한 변경들이 이루어질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 변경들 또한 본 명세서에 암시적으로 포함된다. 이들 변경들은 여전히 본 발명의 범주 내에 속한다.
[00031] 나아가, 본 발명의 다양한 실시예들 및 청구항들의 각각이 다양한 방식으로 성취될 수 있다. 본 명세서는 임의의 장치 실시예, 방법 실시예의 변형 또는 심지어 이들의 임의의 요소만의 변형인 각각의 이러한 변형을 포괄하는(encompass) 것으로 이해되어야 한다. 특히, 본 명세서가 본 발명의 요소들에 관련될 때 각각의 요소에 대한 단어들(words)이 단지 기능 또는 결과가 동일할지라도 등가적인 장치 용어들(terms)에 의해서 표현될 수 있음을 이해하여야 한다. 이러한 등가적인, 더 넓은 또는 심지어 더 제네릭한(generic) 용어들이 각각의 요소 또는 작용의 기술에서 포괄되도록 고려되어야 한다. 본 발명이 행사할 수 있는(is entitled) 암시적으로 넓은 적용 범위(coverage)를 명확하게 하기 위해서 필요하다면 이러한 용어들이 대체될 수 있다. 모든 작용들은 상기 작용을 취하는 수단 또는 상기 작용을 야기하는 요소로서 표현될 수 있음을 이해하여야 한다. 유사하게, 개시된 각각의 물리적인 요소는 상기 물리적인 요소가 용이하게 하는(facilitate) 작용의 개시(disclosure)를 포괄하는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 변경들 및 대체적인 용어들은 본 명세서에서 명시적으로 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
[00032] 본 발명이 다수의 실시예들과 관련하여 기술되었지만, 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자에게 그 변형이 명확하게(certainly) 시사될(suggest) 것이다. 본 명세서에서의 예시적인 실시예들은 한정적으로 의도되지 아니하였으며, 특징들(features)의 다양한 구성들 및 조합들이 가능하다. 그러한 것으로서 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해서 요구되는 바를 제외하고 개시된 실시예들로 한정되지 아니한다.

Claims (46)

  1. 영구 자석들의 어레이를 포함하는 모터용 자석 어레이로서,
    상기 어레이는, 영구 자석들로부터의 자속이 상기 어레이의 일 측 상에서 강화되고 상기 어레이의 반대편 측 상에서 실질적으로 상쇄되도록 배치되고,
    상기 영구 자석들은, 인접한 영구 자석들의 자기 모멘트들이 약 45도만큼 분리되는 방향들로 배향되도록, 그리고 상기 어레이 내의 영구 자석이 상기 어레이의 강화되는 측에 일반적으로 수직하게 배향된 자기 모멘트를 포함하도록 배치되고,
    상기 모터용 자석 어레이는 상기 어레이에 인접한 무철심 권선(ironless winding)을 포함하고, 상기 무철심 권선은 일반적으로 직사각형 단면을 갖는 전도체 번들들을 포함하고, 상기 일반적으로 직사각형 단면은 상기 일반적으로 직사각형 단면의 긴 측이 상기 일반적으로 수직한 자기 모멘트를 갖는 상기 영구 자석의 자기장 라인들의 방향을 횡단하도록 배열되는,
    모터용 자석 어레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 어레이의 강화되는 측 상에서 상기 일반적으로 수직인 자기 모멘트를 갖는 자석들에 위치된 자속 집중기들을 더 포함하는,
    모터용 자석 어레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 상기 자석들보다 큰 자속 밀도를 가지는 자기 물질을 포함하는,
    모터용 자석 어레이.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 철(iron)을 포함하는,
    모터용 자석 어레이.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 철을 포함하는,
    모터용 자석 어레이.
  6. 모터로서,
    a) 내측 회전자 및 외측 회전자; 및
    b) 상기 내측 회전자와 외측 회전자 사이에 위치한 무철심 권선을 포함하는 고정자
    를 포함하고,
    c) 상기 내측 회전자 및 외측 회전자는 각각 영구 자석들의 어레이를 포함하고, 상기 영구 자석들의 어레이는, 영구 자석들로부터의 자속이 상기 고정자를 향하는 상기 어레이의 일 측 상에서 강화되고 상기 고정자의 반대편의 상기 어레이의 일 측 상에서 실질적으로 상쇄되도록 배치되고,
    상기 내측 회전자 및 외측 회전자의 어레이들의 자석들은, 인접하는 자석들의 자기 모멘트들이 약 45도만큼 분리된 방향들로 배향되도록, 그리고 상기 어레이 내의 자석이 상기 어레이의 고정자 측에 일반적으로 수직하게 배향된 자기 모멘트를 갖도록 배치되고,
    d) 상기 무철심 권선은 일반적으로 직사각형 단면을 갖는 전도체 번들들을 포함하고, 상기 일반적으로 직사각형 단면은 상기 일반적으로 직사각형 단면의 긴 측이 상기 내측 회전자와 외측 회전자의 일반적으로 수직인 자기 모멘트들의 자기장 라인들의 방향을 횡단하도록 배열되는,
    모터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 내측 회전자와 상기 외측 회전자가 갭만큼 분리되어 함께 고정되고,
    상기 어레이들 내의 자석들의 자기 모멘트들이 상기 갭을 가로지르는(across) 자기장들을 강화하도록 정렬된,
    모터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 어레이의 강화되는 측 상에서 상기 일반적으로 수직인 자기 모멘트를 갖는 자석들에 위치된 자속 집중기들을 더 포함하는,
    모터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 상기 자석들보다 큰 자속 밀도를 가지는 자기 물질을 포함하는,
    모터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 철을 포함하는,
    모터.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 철을 포함하는,
    모터.
  12. 모터로서,
    a) 무철심 고정자 권선을 사이에 갖는 내측 회전자 및 외측 회전자
    를 포함하고,
    b) 상기 내측 회전자 및 외측 회전자는 각각 자속 집중기들 및 영구 자석들을 포함하고, 상기 내측 회전자 및 외측 회전자는 각각 영구 자석들의 어레이를 포함하고, 상기 영구 자석들의 어레이는, 영구 자석들로부터의 자속이 상기 고정자를 향하는 상기 어레이의 일 측 상에서 강화되고 상기 고정자의 반대편의 상기 어레이의 일 측 상에서 실질적으로 상쇄되도록 배치되고,
    상기 내측 회전자 및 외측 회전자의 어레이들의 자석들은, 인접하는 자석들의 자기 모멘트들이 약 45도만큼 분리된 방향들로 배향되도록, 그리고 상기 어레이 내의 자석이 상기 어레이의 고정자 측에 일반적으로 수직하게 배향된 자기 모멘트를 갖도록 배치되고,
    c) 상기 영구 자석들은 각각 극 표면을 포함하고, 상기 내측 회전자 및 외측 회전자의 자속 집중기들은 상기 어레이 내에서 상기 일반적으로 수직한 자기 모멘트를 갖는 자석의 극 표면에 위치되어, 상기 권선을 가로질러 자속을 상호 강화되도록 하고,
    d) 상기 무철심 고정자 권선은 일반적으로 직사각형 단면을 갖는 전도체 번들들을 포함하고, 상기 일반적으로 직사각형 단면은 상기 일반적으로 직사각형 단면의 긴 측이 상기 내측 회전자와 외측 회전자의 상기 일반적으로 수직인 자기 모멘트들의 자기장 라인들의 방향을 횡단하도록 배열되는,
    모터.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 권선은 턴(turn)들을 포함하고, 턴들은 각각 폭(width)을 가지며,
    상기 내측 회전자 및 외측 회전자의 자속 집중기들은 하나의 권선 턴과 실질적으로 동일한 폭을 가지는,
    모터.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 상기 자석들보다 큰 자속 밀도를 가지는 자기 물질을 포함하는,
    모터.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 철을 포함하는,
    모터.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 내측 회전자 및 외측 회전자의 자속 집중기들은 폭을 갖고, 상기 내측 회전자 및 외측 회전자의 영구 자석들은 폭을 갖고, 상기 권선은 턴들을 포함하고, 턴들은 각각 폭을 가지며, 상기 권선을 가로지르는 자기장 라인들의 비-주변(non-fringing) 밀도가 하나의 권선 턴의 폭과 실질적으로 동일한 폭을 갖는,
    모터.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 권선은 턴들을 포함하고, 상기 턴들은 각각 폭을 가지며, 상기 내측 회전자 및 외측 회전자의 자속 집중기들은 하나의 권선 턴과 실질적으로 동일한 폭을 갖는,
    모터.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 상기 자석들보다 큰 자속 밀도를 가지는 자기 물질을 포함하는,
    모터.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 철을 포함하는,
    모터.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 철을 포함하는,
    모터.
  21. 모터용 자석 어레이 및 무철심 권선으로서,
    a) 영구 자석들의 어레이 ― 상기 영구 자석들의 어레이는, 상기 영구 자석들로부터의 자속이 상기 어레이의 일 측 상에서 강화되고 상기 어레이의 반대편 측 상에서 실질적으로 상쇄되도록 배치되고, 상기 어레이는 상기 어레이의 강화되는 측 상에서 극들을 형성하는 자속 집중기들을 더 포함하고, 상기 극들에서의 자기 모멘트가 상기 어레이의 강화되는 측에 일반적으로 수직하게 배향됨 ―;
    b) 상기 어레이에 인접한 무철심 권선 ― 상기 무철심 권선은 일반적으로 직사각형 단면을 갖는 전도체 번들들을 포함하고, 상기 일반적으로 직사각형 단면은 상기 일반적으로 직사각형 단면의 긴 측이 상기 극들에서의 자기장 라인들의 방향을 횡단하도록 배열됨 ―
    을 포함하는,
    모터용 자석 어레이 및 무철심 권선.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 상기 어레이의 움푹한 곳에 놓이는,
    모터용 자석 어레이 및 무철심 권선.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들의 외부 표면은 상기 강화되는 측을 따라 위치된 인접한 영구 자석들의 외부 표면들과 정렬된,
    모터용 자석 어레이 및 무철심 권선.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 상기 영구 자석들보다 큰 자속 밀도를 가지는 자기 물질을 포함하는,
    모터용 자석 어레이 및 무철심 권선.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 어레이는 상기 어레이의 강화되는 측의 반대편의 상기 자속 집중기들의 뒤에 후방 영구 자석들을 포함하는,
    모터용 자석 어레이 및 무철심 권선.
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은, 각각의 자속 집중기가 후방 영구 자석을 포함하고 인접한 측방 영구 자석들 사이에 위치하도록, 상기 어레이들 내에 위치되는,
    모터용 자석 어레이 및 무철심 권선.
  27. 제 26 항에 있어서,
    자속 집중기에 인접한 영구 자석들의 자기 모멘트들은, 상기 인접한 자속 집중기를 일반적으로 향하는 방향으로 모두 배향되거나, 또는 상기 인접한 자속 집중기로부터 일반적으로 멀어지는 방향으로 모두 배향되는,
    모터용 자석 어레이 및 무철심 권선.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 상기 영구 자석들보다 큰 자속 밀도를 가지는 자기 물질을 포함하는,
    모터용 자석 어레이 및 무철심 권선.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 철을 포함하는,
    모터용 자석 어레이 및 무철심 권선.
  30. 제 21 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 철을 포함하는,
    모터용 자석 어레이 및 무철심 권선.
  31. 모터로서,
    a) 고정자; 및
    b) 영구 자석들의 어레이를 포함하는 회전자 ― 상기 영구 자석들의 어레이는, 상기 영구 자석들로부터의 자속이 상기 고정자를 향하는 상기 어레이의 일 측 상에서 강화되고 상기 고정자의 반대편의 상기 어레이의 일 측 상에서 실질적으로 상쇄되도록 배치되고, 상기 어레이는 상기 어레이의 강화되는 측 상에서 극들을 형성하는 자속 집중기들을 더 포함하고, 상기 극들에서의 자기 모멘트가 상기 어레이의 강화되는 측에 일반적으로 수직하게 배향됨 ―;
    를 포함하고,
    c) 상기 고정자는 상기 어레이에 인접한 무철심 권선을 포함하고, 상기 무철심 권선은 일반적으로 직사각형 단면을 갖는 전도체 번들들을 포함하고, 상기 일반적으로 직사각형 단면은 상기 일반적으로 직사각형 단면의 긴 측이 상기 극들에서의 자기장 라인들의 방향을 횡단하도록 배열되는,
    모터.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 상기 어레이의 움푹한 곳에 놓이는,
    모터.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들의 외부 표면은 상기 강화되는 측을 따라 위치된 인접한 영구 자석들의 외부 표면들과 정렬된,
    모터.
  34. 제 31 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 상기 영구 자석들보다 큰 자속 밀도를 가지는 자기 물질을 포함하는,
    모터.
  35. 제 31 항에 있어서,
    상기 어레이는 상기 어레이의 강화되는 측의 반대편의 상기 자속 집중기들의 뒤에 후방 영구 자석들을 포함하는,
    모터.
  36. 제 31 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은, 각각의 자속 집중기가 후방 영구 자석을 포함하고 인접한 측방 영구 자석들 사이에 위치하도록, 상기 어레이들 내에 위치되는,
    모터.
  37. 제 36 항에 있어서,
    자속 집중기에 인접한 영구 자석들의 자기 모멘트들은, 상기 인접한 자속 집중기를 일반적으로 향하는 방향으로 모두 배향되거나, 또는 상기 인접한 자속 집중기로부터 일반적으로 멀어지는 방향으로 모두 배향되는,
    모터.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 상기 영구 자석들보다 큰 자속 밀도를 가지는 자기 물질을 포함하는,
    모터.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 철을 포함하는,
    모터.
  40. 제 31 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 철을 포함하는,
    모터.
  41. 모터로서,
    무철심 고정자 권선을 사이에 갖는 내측 회전자 및 외측 회전자; 및
    상기 내측 회전자 및 회측 회전자 사이의 무철심 권선을 포함하는 고정자
    를 포함하고,
    상기 내측 회전자 및 외측 회전자는 각각 자속 집중기들 및 영구 자석들을 포함하고, 상기 내측 회전자 및 외측 회전자는 각각 영구 자석들의 어레이를 포함하고, 상기 영구 자석들의 어레이는, 영구 자석들로부터의 자속이 상기 고정자를 향하는 상기 어레이의 일 측 상에서 강화되고 상기 고정자의 반대편의 상기 어레이의 일 측 상에서 실질적으로 상쇄되도록 배치되고,
    각각의 어레이는 상기 어레이의 강화되는 측 상에서 극들을 형성하는 자속 집중기들을 더 포함하고, 상기 어레이 내의 상기 극들은 상기 어레이의 상기 고정자 측에 일반적으로 수직하게 배향된 자기 모멘트를 포함하고,
    상기 무철심 권선은 상기 어레이에 인접하고, 그리고 일반적으로 직사각형 단면을 갖는 전도체 번들들을 포함하고, 상기 일반적으로 직사각형 단면은 상기 일반적으로 직사각형 단면의 긴 측이 상기 내측 회전자와 외측 회전자의 상기 일반적으로 수직인 자기 모멘트들의 자기장 라인들의 방향을 횡단하도록 배열되는,
    모터.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 상기 어레이의 움푹한 곳에 놓이는,
    모터.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들의 외부 표면은 상기 고정자 측을 따라 위치된 인접한 영구 자석들의 외부 표면들과 정렬된,
    모터.
  44. 제 41 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은 상기 영구 자석들보다 큰 자속 밀도를 가지는 자기 물질을 포함하는,
    모터.
  45. 제 41 항에 있어서,
    상기 어레이는 상기 어레이의 고정자 측의 반대편의 상기 자속 집중기들의 뒤에 후방 영구 자석들을 포함하는,
    모터.
  46. 제 41 항에 있어서,
    상기 자속 집중기들은, 각각의 자속 집중기가 후방 영구 자석을 포함하고 인접한 측방 영구 자석들 사이에 위치하도록, 상기 어레이들 내에 위치되는,
    모터.
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