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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-07
(45)【発行日】2024-06-17
(54)【発明の名称】電磁ロータリー駆動装置及び回転デバイス
(51)【国際特許分類】
H02K 7/09 20060101AFI20240610BHJP
H02K 7/14 20060101ALI20240610BHJP
F04D 29/048 20060101ALI20240610BHJP
F04D 29/00 20060101ALI20240610BHJP
F16C 32/04 20060101ALI20240610BHJP
【ＦＩ】
H02K7/09
H02K7/14 A
F04D29/048
F04D29/00 B
F16C32/04 Z
【請求項の数】
15
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2019118129
(22)【出願日】2019-06-26
(65)【公開番号】P2020014373
(43)【公開日】2020-01-23
【審査請求日】2022-05-27
(31)【優先権主張番号】18183186.8
(32)【優先日】2018-07-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】511081820
【氏名又は名称】レヴィトロニクス ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】トーマス ヌスバウマー
(72)【発明者】
【氏名】トーマス ホレンシュタイン
【審査官】三澤 哲也
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第０５６８６７７２（ＵＳ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２０４１８６５３１（ＣＮ，Ｕ）
【文献】米国特許第０７１１２９０３（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】米国特許出願公開第２００７／００８０５９５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２００１－５１４５３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－１７８０１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０６０７５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－１３３４９４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｋ ７／０９
Ｈ０２Ｋ ７／１４
Ｆ０４Ｄ ２９／０４８
Ｆ０４Ｄ ２９／００
Ｆ１６Ｃ ３２／０４
Ｂ０１Ｆ ３３／４５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電磁ロータリー駆動装置において、前記電磁ロータリー駆動装置が、ステータ（２）の周りに配置されて磁気中心面（Ｃ）を有するリング形状の磁気有効コア（３１）を備えるロータ（３）を有する、外部ロータとして設計され、前記ステータ（２）が支承・駆動ステータとして設計され、前記支承・駆動ステータを用いて、動作状態において、前記ロータ（３）が軸方向（Ａ）を画定する所望の回転軸を中心として無接触に磁気的に駆動可能であり、前記支承・駆動ステータを用いて、前記ロータ（３）が前記ステータ（２）を基準として無接触に磁気的に空中浮揚可能であり、前記ロータ（３）が前記軸方向（Ａ）に対して垂直なラジアル面において能動的に磁気的に空中浮揚させられ、前記軸方向（Ａ）において傾斜に対して受動的に磁気的に安定化される、電磁ロータリー駆動装置であって、前記ロータ（３）が磁気有効ベアリング・リング（３４）を備え、前記磁気有効ベアリング・リング（３４）が前記ロータ（３）の前記磁気有効コア（３１）の径方向外側に配置されて離間されるように構成され、磁気有効ステータ・リング（７１）を有する追加のベアリング・ステータ（７）が前記ベアリング・リング（３４）と相互作用するために設けられ、前記追加のベアリング・ステータ（７）が、前記ステータ・リング（７１）により前記ロータ（３）を傾斜に対して受動的に磁気的に安定化させるように、設計及び配置され、前記ベアリング・リング（３４）が低透過材料で作られる接続要素（３５）を介して前記ロータ（３）の前記磁気有効コア（３１）に接続される、ことを特徴とする、電磁ロータリー駆動装置。
【請求項2】
前記ロータ（３）の前記ベアリング・リング（３４）及び前記追加のベアリング・ステータ（７）の前記ステータ・リング（７１）の各々が、少なくとも１つの永久磁石（３４１、７１１）を備える、請求項１に記載のロータリー駆動装置。
【請求項3】
前記ロータ（３）の前記ベアリング・リング（３４）が、前記ロータ（３）の前記磁気有効コア（３１）の前記磁気中心面（Ｃ）内に配置される、請求項１から２までのいずれか一項に記載のロータリー駆動装置。
【請求項4】
前記ベアリング・リング（３４）が、前記軸方向（Ａ）において、前記ロータ（３）の前記磁気有効コア（３１）の前記磁気中心面（Ｃ）からゼロではない距離（Ｄ）のところに配置され、前記距離（Ｄ）が、前記ベアリング・リング（３４）の内半径（ＬＲ）の、最大４分の１、好適には最大５分の１である、請求項１から２までのいずれか一項に記載のロータリー駆動装置。
【請求項5】
前記追加のベアリング・ステータ（７）の前記ステータ・リング（７１）が、前記ステータ・リング（７１）により前記ベアリング・リング（３４）を径方向外側に配置されて囲むような形で、前記ロータ（３）の前記ベアリング・リング（３４）と同心となるように配置される、請求項１から４までのいずれか一項に記載のロータリー駆動装置。
【請求項6】
前記追加のベアリング・リング（７）の前記ステータ・リング（７１）が前記軸方向（Ａ）において前記ロータ（３）の前記ベアリング・リング（３４）から離間されて配置され、前記ステータ・リング（７１）が好適には前記ベアリング・リング（３４）と等しい内半径（ＳＲ）を有する、請求項１から４までのいずれか一項に記載のロータリー駆動装置。
【請求項7】
前記接続要素（３５）がディスク形状の設計を有し、任意選択で複数の凹部（３５１）を有する、請求項１から６までのいずれか一項に記載のロータリー駆動装置。
【請求項8】
前記接続要素（３５）が複数のスポーク（３５２）を備え、前記複数のスポーク（３５２）の各々が前記ロータ（３）の前記磁気有効コア（３１）と前記ロータ（３）の前記磁気有効ベアリング・リング（３４）との間で径方向に延在する、請求項１から６までのいずれか一項に記載のロータリー駆動装置。
【請求項9】
前記ステータ・リング（７１）及び前記ベアリング・リング（３４）の各々が永久磁石材料から構成され、各々が複数の永久磁石（３４１、７１１）でセグメント化されるように設計される、請求項１から８までのいずれか一項に記載のロータリー駆動装置。
【請求項10】
前記ステータ・リング（７１）及び前記ベアリング・リング（３４）の各々が軸方向（Ａ）に磁化され、前記ステータ・リング（７１）の前記磁化が前記ベアリング・リング（３４）の前記磁化の反対方向に方向付けられる、請求項２から９までのいずれから一項に記載のロータリー駆動装置。
【請求項11】
前記ステータ・リング（７１）及び前記ベアリング・リング（３４）の各々が径方向に磁化され、前記ステータ・リング（７１）の前記磁化及び前記ベアリング・リング（３４）の前記磁化が同じ方向に方向付けられ、好適には、前記ステータ・リング（７１）の前記磁化及び前記ベアリング・リング（３４）の前記磁化の各々が径方向外側に方向付けられる、請求項２から９までのいずれか一項に記載のロータリー駆動装置。
【請求項12】
前記ステータ・リング（７１）が軸方向（Ａ）に磁化されて前記ベアリング・リング（３４）が径方向に磁化されるか、又は前記ステータ・リング（７１）が径方向に磁化されて前記ベアリング・リング（３４）が軸方向（Ａ）に磁化される、請求項２から９までのいずれか一項に記載のロータリー駆動装置。
【請求項13】
回転デバイスを用いてディスク形状のボディ（１１０）が処理のために回転可能である、前記ディスク形状のボディ（１１０）の表面（１１１）を処理するための回転デバイスであって、前記回転デバイス（１００）が、請求項１から１２までのいずれか一項に従って設計される電磁ロータリー駆動装置（１）を備え、前記ロータ（３）が前記ディスク形状のボディ（１１０）のホルダ（１２０）を備える、ことを特徴とする、回転デバイス。
【請求項14】
流体を、運搬、混合、又は撹拌するための回転デバイスであって、前記回転デバイス（２００）が、請求項１から１２までのいずれか一項に従って設計される電磁ロータリー駆動装置（１）を備え、前記ロータリー駆動装置（１）の前記ロータ（３）が前記回転デバイス（２００）のロータ（３）として設計される、ことを特徴とする、回転デバイス。
【請求項15】
前記ロータ（３）が流体を混合又は撹拌するための複数の羽根（２１０）を有し、前記羽根が接続要素（３５）上に配置される、請求項１４に記載の回転デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、それぞれのカテゴリーの独立特許請求項のプリアンブルによる電磁ロータリー駆動装置（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｏｔａｒｙ ｄｒｉｖｅ）及び回転デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
ベアリングレス・モータの原理に従って設計されて動作させられる電磁ロータリー駆動装置が知られている。この点に関してのベアリングレス・モータという用語は、別個の磁気ベアリングを設けない状態でステータを基準としてロータが完全に磁気的に空中浮揚させられるような電磁ロータリー駆動装置を意味する。この目的のため、ステータが支承・駆動ステータ（ｂｅａｒｉｎｇ ａｎｄ ｄｒｉｖｅ ｓｔａｔｏｒ）として設計され、したがって、電気駆動のステータと磁気浮揚のステータとの両方としてのものである。ステータの電気巻線を使用して、回転する電場が発生させられ得、この回転する電場が、一方で、ロータの回転を生じさせるトルクをロータに対して作用させ、他方で、所望される通りに設定され得る剪断力をロータに対して作用させ、その結果、ロータの径方向位置が能動的に制御及び管理され得る。ロータの少なくとも３自由度が能動的に管理され得、つまり、ロータの回転及びロータの径方向位置が能動的に管理され得る（２自由度）。さらなる３自由度に関しては、つまり、その軸方向位置と、所望の回転軸に対して垂直なラジアル面に対しての傾斜と、に関しては（２自由度）、ロータがリラクタンス力により受動的に磁気的に空中浮揚させられるか又は安定化させられ、つまりロータが制御され得ない。ロータの完全な磁気浮揚を用いる別個の磁気ベアリングが存在しないことは、ベアリングレス・モータにその名前を与えるような特性である。
【0003】
現在、ベアリングレス・モータは当業者には十分に知られているが、多くの異なる用途で使用されている。いくつかの基本的原理を、例えば、ＥＰＡ０８６００４６及びＥＰ－Ａ－０８１９３３０で見ることができる。
【0004】
図１では、例示的なかたちの、現況技術で知られている、ベアリングレス・モータの考えられる設計を斜視図で見ることができる。さらに良好に理解することができるように、図２がさらに図１からのベアリングレス・モータの斜視断面図を示しており、ここでは、断面が軸方向Ａ’に作られている。図１及び図２の図が現況技術のデバイスであることを示すために、ここでの参照符号の各々には引用符又はダッシュが付されている。ベアリングレス・モータが全体として参照符号１’で示され、ここでは外部ロータとして設計されている。これは、ステータ２’が径方向内側に配置されてロータ３’によって囲まれていることを意味する。
【0005】
ステータ２’が、複数の（ここでは６つの）目立つステータ棒２１’を備え、各々のステータ棒２１’がリング形状のリフラックス２２’から径方向外側に延在する。この点に関して、径方向は軸方向Ａ’に対して垂直の方を向く方向を意味し、軸方向Ａ’がロータ３’の所望の回転軸によって画定され、つまりステータ２’を基準としてロータ３’が傾斜位置にはなく中心に配置されているときに動作状態においてロータ３’が回転するときの中心となる回転軸によって画定される。リフラックス２２’及びステータ棒２１’が、例えば鉄などの、強磁性材料で作られる。
【0006】
図１及び図２では、ロータ３’の磁気有効コア（ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｒｅ）３１’のみが示されており、この磁気有効コア３１’が環状に設計されており、永久的に磁性を有する。この目的のために、磁気有効コア３１’が複数の永久磁石３１１’を備え、永久磁石３１１’の各々がリング・セグメントとして設計されており、ここでは、すべての永久磁石３１１’が互いを補完してリングを形成する。各永久磁石３１１’が径方向に磁化され、ここでは、隣接する永久磁石３１１’が各々の事例で反対方向に磁化され、その結果、円周方向で見ると、永久磁石３１１’が径方向内側及び径方向外側に交互に磁化されることになる。個別の永久磁石３１１’の磁化が、各々の事例において、永久磁石３１１’内で参照符号を有さない矢印によって示されている。
【0007】
磁気有効コア３１’が鉄などの強磁性材料で作られるリフラックス・リング３１２’をさらに有し、リフラックス・リング３１２’が永久磁石３１１’を囲み、リフラックス・リング３１２’が磁束を案内するように機能する。
【0008】
ロータ３’の磁気駆動及び磁気浮揚のために必要な回転する電磁場を発生させるために、ステータ棒２１’が巻線を担持する。図１及び図２に示される設計を用いる場合、巻線は例えば、各ステータ棒２１’の周りに個別のコイル６１’を巻き付けるように、設計される。これらのコイル６１’を用いる場合の、動作状態では、回転する電磁場が発生され、この回転する電磁場によりロータ３’に対してトルクが生じ、またこの回転する電磁場により、任意に設定可能である径方向の剪断力がロータ３’に対して作用させられ得、その結果、ロータ３’の径方向位置、つまり軸方向Ａ’に対して垂直なそのラジアル面内でのその位置が、能動的に制御又は管理され得る。
【0009】
さらなる３自由度に関しては、つまり、軸方向Ａ’におけるロータ３’の位置、及び傾斜に関しては（２自由度）、ロータ３’がリラクタンス力により受動的に磁気的に空中浮揚させられるか又は安定化させられ、つまりロータ３’が制御され得ない。
【0010】
ロータ３’の受動的な磁気浮揚に関しては、好適には、ロータ３’の磁気有効コア３１’の内径が、軸方向Ａ’の磁気有効コア３１’の高さｈ’の少なくとも２．６倍の大きさとなるように、寸法決定される。図２では、Ｒ’が、ロータ３’のリング形状の磁気有効コア３１’の内半径を示す。したがって、２×Ｒ’≧２．６×ｈ’という条件を満たさなければならず、つまり、磁気有効コア３１’の内径が軸方向Ａ’のその高さｈ’の２．６倍より大きくなければならないか又は少なくともその２．６倍の大きさでなければならない。
【0011】
ベアリングレス・モータの原理に従って設計される電磁ロータリー駆動装置は多様な用途を有することが分かっている。
【0012】
機械的軸受が存在しないことから、ベアリングレス・モータ１’は、例えば血液ポンプなどの、非常に敏感な物質を運搬するのに用いられるような、或は例えば製薬産業又はバイオテクノロジ産業などにおいての純度において非常に高い要求のあるような、さらに或は例えば半導体産業におけるスラリーのためのポンプ又は混合器などの、機械的軸受を非常に迅速に破壊してしまう摩耗物質又は攻撃的な物質（ａｇｇｒｅｓｓｉｖｅ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）を運搬するのに用いられるような、圧送デバイス、混合デバイス、及び撹拌デバイスに特に適する。また、ベアリングレス・モータは、例えばフォトレジスト物質又は他の物質を用いてウエハーを被覆するか又は処理するときに、ウエハーを空中浮揚及び回転させるために、半導体製造で使用されている。
【0013】
ベアリングレス・モータの原理の別の利点が、インテグラル・ロータ（ｉｎｔｅｇｒａｌ ｒｏｔｏｒ）としてのロータの設計から得られる。インテグラル・ロータは、電磁駆動装置のロータと、ポンプの、攪拌機の、混合器の、又はウエハーを回転させるためのホルダの、ロータとの両方としてのものである。この利点により、無接触の磁気浮揚に加えて、構成が非常にコンパクトになり、空間が節約されることになる。
【0014】
加えて、ベアリングレス・モータの原理は、ステータ２’からロータ３’を容易に分離させるのを可能にする設計も可能にする。これには非常に有利である。というのは、ロータ３’が例えば使い捨て用の１回使用の部品として設計され得るからである。このような１回使用の用途は、現在、非常に高い純度を要求されることを理由としてプロセス中に処理されるべき物質に接触するすべての構成要素を例えば蒸気消毒により複雑な形で洗浄及び消毒する必要があるようなプロセスに頻繁に取って代わっている。１回使用の設計では、処理されるべき物質に接触する構成要素は正確に１回のみ使用され、次の用途においては未使用の１回使用の新しい部品に交換される。
【0015】
ここでは、例として製薬産業又はバイオテクノロジ産業を挙げることができる。これらでは、溶液及び懸濁液が頻繁に製造され、溶液及び懸濁液は物質を注意深く混ぜたり運搬したりする必要がある。
【0016】
製薬産業では、例えば、医薬的に有効な物質を製造することにおいて、清浄度に関して非常に高い要求があり、物質に接触する構成要素でもしばしば消毒する必要がある。バイオテクノロジでも、例えば、生体物質、細胞、又は微生物の製造、処理、又は培養などにおいて、同様の要求があり、製造される製品の有用性を危険にさらさないようにするために、非常に高い程度の清浄度が保証される必要がある。ここでは別の例として生物反応器を挙げることもできる。生物反応器では、例えば、組織又は特殊な細胞、或は他の非常に敏感な物質のための生物学的代用物（ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ）が培養される。圧送デバイス、撹拌デバイス、又は混合デバイスは、例えば、栄養液を継続的に混ぜるのを保証することが必要であるか、又は混合タンク内でのその継続的な循環を保証することが必要である。この点に関して、物質又は製造される製品を汚染から保護するために非常に高い純度を保証する必要がある。
【0017】
したがって、このような用途では、圧送デバイス、撹拌デバイス、又は混合デバイスは、１回使用のデバイス、及び再使用可能なデバイスから構成される。この点に関して、１回使用のデバイスは、使い捨て用の１回使用の部品として設計される、物質に接触する構成要素を含む。これは例えばロータ３’を備える圧送タンク又は混合タンクであり、ロータ３’が中に設けられ、例えば、物質を運搬するためのインペラを備える。再使用可能なデバイスは、例えばステータ２’などの、永久的に使用される、つまり複数回使用される、構成要素を含む。このようなデバイスは例えばＥＰ－Ｂ－２０６５０８５に開示されている。
【0018】
ベアリングレス・モータが成功裏に使用されるこれらのすべての用途では、原則的に、内部ロータとして、つまり内側に配置されるロータ及びその周りに配置されるステータを備える、ベアリングレス・モータを設計すること、又は外部ロータ（図１を参照）として、つまり内側に配置されるステータ２’及びその周りに配置されるロータ３’を備える、ベアリングレス・モータを設計することが可能である。しかし、具体的には外部ロータとしての設計において、一部の用途においては、特には傾斜に対してロータ３’の受動的な磁気的安定化が限界に達するか、又はさらには、ロータリー駆動装置の安全でトラブル・フリーの動作を保証するのに不十分であることも示されている。内部ロータと比較すると、外部ロータを用いて達成され得る、傾斜安定化のため最大トルク（ｍａｘｉｍｕｍ ｔｉｌｔ ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ）が非常に低い。外部ロータとして設計する場合における、このように傾斜に対しての受動的な磁気的安定化が非常に弱く、一部の用途においては実際には不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0019】
【文献】ＥＰＡ０８６００４６
【文献】ＥＰ－Ａ－０８１９３３０
【文献】ＥＰ－Ｂ－２０６５０８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0020】
したがって、このような現況技術から、本発明の目的は、無接触で磁気的に駆動され得さらには無接触で磁気的に空中浮揚させられ得るロータを備える、外部ロータとして構成される電磁ロータリー駆動装置を提案することであり、ここでは、特には傾斜に対してのロータの受動的な磁気的安定化が大幅に改善される。加えて、本発明の目的は、このようなロータリー駆動装置を備える回転デバイスを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【0021】
この目的に適合する本発明の主題が、それぞれのカテゴリーの独立請求項の特徴によって特徴付けられる。
【0022】
したがって、本発明によると、電磁ロータリー駆動装置が提案され、この電磁ロータリー駆動装置が、ステータの周りに配置されて磁気中心面を有するリング形状の磁気有効コアを備えるロータを有する外部ロータとして構成され、ここでは、ステータが支承・駆動ステータとして設計され、支承・駆動ステータを用いて、動作状態において、ロータが軸方向を画定する所望の回転軸を中心として無接触に磁気的に駆動可能であり、支承・駆動ステータを用いて、ロータがステータを基準として無接触に磁気的に空中浮揚可能であり、ここでは、ロータが軸方向に対して垂直なラジアル面において能動的に磁気的に空中浮揚させられ、軸方向において傾斜に対して受動的に磁気的に安定化され、ここでは、ロータが磁気有効ベアリング・リングを備え、磁気有効ベアリング・リングがロータの磁気有効コアの径方向外側に配置されて離間されるように構成され、ここでは、磁気有効ステータ・リングを有する追加のベアリング・ステータがベアリング・リングと相互作用するために設けられ、ここでは、追加のベアリング・ステータが、ステータ・リングによりロータを傾斜に対して受動的に磁気的に安定化させるように、設計及び配置され、ここでは、ベアリング・リングが低透過材料で作られる接続要素を介してロータの磁気有効コアに接続される。
【0023】
ロータの磁気有効ベアリング・リングと、追加のベアリング・ステータとの、またより正確には追加のベアリング・ステータの磁気有効ステータ・リングとの相互作用により、具体的には、ラジアル面を基準とした傾斜に対してのロータの安定化を大幅に改善することが達成され得、ここでは、ラジアル面が、その中でロータの径方向位置を能動的に磁気的に管理するところの平面である。追加のベアリング・ステータ及びロータのベアリング・リングが、原理的に、ロータの追加の受動的な磁気的軸方向支承のように機能し、これが、具体的には、ロータの傾斜に対する硬直性（ｔｉｌｔｉｎｇ ｒｉｇｉｄｉｔｙ）を大幅に向上させる。本発明による設計を用いて補償され得るロータの傾斜を引き起こす最大トルクは、磁気的に空中浮揚させられるディスク形状の又はリング形状の磁気有効ロータ・コアを備える外部ロータとして設計される既知の電磁ロータリー駆動装置と比較して大幅に大きく、例えば少なくとも２０倍大きい。これを理由として、本発明によるロータリー駆動装置が、既知の設計では適さないような又は決して適さないような用途のために使用され得る。その理由は、傾斜に対してロータを安定化させるための受動的な力がこれらの既知の設計では十分な大きさではないからである。
【0024】
本発明によるロータリー駆動装置が、ベアリングレス・モータの原理のよく知られている利点を、ロータの追加的な受動的な磁気的軸方向支承又は軸方向安定化に、有利な形で組み合せる。この目的のため、本発明によるロータリー駆動装置のロータが２つの異なる磁気有効領域を有し、これらの２つの異なる磁気有効領域が、低透過材料で作られる接続要素により少なくとも実質的に互いから磁気的に切り離される。ロータのリング形状の磁気有効コアが、ベアリングレス・モータの原理に従う既知の手法で、支承・駆動ステータとして設計されるステータと相互作用する。磁気有効コアを基準として径方向外側に配置されるように構成されるロータの磁気有効ベアリング・リングが、追加のベアリング・ステータの磁気有効ステータ・リングと相互作用し、それによりロータの追加的な受動的な磁気的軸方向支承が行われるようになり、それにより具体的には、ロータの傾斜に対する硬直性を大幅に向上させる。
【0025】
追加的な受動的な磁気的軸方向支承の設計に関しては、複数の基本的な変形形態が可能である。
【0026】
例えば、永久磁気を有する磁気有効ベアリング・リング及び強磁性（ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｇｎｅｔｉｓｍ）を有する追加のベアリング・ステータのステータ・リングを設計することが可能である。この点に関して、ベアリング・リングが永久磁石材料で全体として構成され得、つまり、例えば一部片の永久磁石リングとして設計され得るか、或は複数の永久磁石セグメントからなるか又は強磁性の中間部片によって互いに接続される１つ又は複数の永久磁石を備える永久磁石リングとして設計され得る。ステータ・リングが、例えば一部片としての又はセグメント化されるリングとしての、強磁性リングとして設計され得、具体的には鉄のリングとして設計され得る。
【0027】
別の変形形態は、永久磁石の方式で追加のベアリング・ステータの磁気有効ステータ・リングを設計して、強磁性の方式でロータのベアリング・リングを設計することである。ステータ・リングが永久磁石材料で全体として構成され得、つまり、例えば一部片の永久磁石リングとして設計され得るか、或は複数の永久磁石セグメントからなるか又は強磁性中間部片によって互いに接続される１つ又は複数の永久磁石を備える永久磁石リングとして設計され得る。ベアリング・リングが、例えば一部片としての又はセグメント化されるリングとしての、強磁性リングとして設計され得、具体的には鉄のリングとして設計され得る。
【0028】
別の好適な変形形態では、ロータのベアリング・リング及び追加のベアリング・ステータのステータ・リングの両方が、各々、少なくとも１つの永久磁石を備え、つまり永久磁石の方式で各々が設計される。ステータ・リング及びベアリング・リングの各々が全体として永久磁石材料で作られ得、つまり、ステータ・リング及びベアリング・リングが、各々、例えば、一部品の永久磁石リングとして設計され得るか又は複数の永久磁石セグメントからなる永久磁石リングとして設計され得るか、或は例えば強磁性の中間部片によって互いに接続される１つ又は永久磁石を各々が備えることができる。
【0029】
好適な実施例によると、ロータのベアリング・リングがロータの磁気有効コアの磁気中心面内に配置される。これは、ロータのベアリング・リング及びロータのリング形状の磁気有効コアが同一平面内にある同心リングとして配置されることを意味し、その結果、ベアリング・リングが軸方向において磁気有効コアをその中心で囲む。
【0030】
別のやはり好適な実施例では、ベアリング・リングが軸方向においてロータの磁気有効コアの磁気中心面からゼロではないいくらかの距離のところに配置され、ここでは、上記距離が、ベアリング・リングの内半径の、最大４分の１、好適には最大５分の１である。この実施例では、ロータのリング形状の磁気有効コア及びロータのベアリング・リングが互いに平行に配置され、各々が軸方向に関して中心に配置され、その結果それらの中心が同一軸上に配置されるようになり、ここでは、磁気コア及びベアリング・リングが軸方向において離間される。ベアリング・リングが磁気有効コアの磁気中心面の上方又は下方に配置され得る（使用の通常位置において）。好適には、磁気中心面からのベアリング・リングの距離が、ベアリング・リングの内半径の、最大４分の１、特に好適には最大５分の１であり、その結果、追加的な軸方向支承の不安定化作用が、傾斜に対する追加的な安定化を上回ることがなくなる。磁気中心面からのベアリング・リングの距離は、軸方向におけるベアリング・リングの中心面と磁気中心面との間の距離を意味する。
【0031】
ステータ・リングの構成に関して複数の変形形態が存在する。好適な変形形態によると、追加のベアリング・ステータのステータ・リングが、ステータ・リングによりベアリング・リングを径方向外側に配置されて囲むような形で、ロータのベアリング・リングと同心となるように配置される。これは、ロータのベアリング・リング及び追加のベアリング・ステータのステータ・リングが同一平面内にある同心リングとして配置されることを意味し、その結果、ステータ・リングが軸方向においてベアリング・リングをその中心で囲む。
【0032】
別のやはり好適な変形形態では、追加のベアリング・リングのステータ・リングが軸方向においてロータのベアリング・リングから離間されて配置され、ここでは、ステータ・リングが好適にはベアリング・リングと等しい内半径を有する。この変形形態では、追加のベアリング・ステータのステータ・リング及びロータのベアリング・リングが互いに平行に配置され、各々が軸方向に関して中心に配置され、その結果それらの中心が同一軸上に配置されるようになり、ここでは、ステータ・リング及びベアリング・リングが軸方向において離間される。この点に関して、ステータ・リングがベアリング・リングの上方又は下方に配置され得（使用の通常位置において）、ベアリング・リング及びステータ・リングが特に好適には軸方向において互いに位置合わせされて配置される。
【0033】
ロータの磁気有効コアをロータのベアリング・リングに接続する接続要素の設計に関して複数の変形形態が可能である。例えば、接続要素が完全なリング・ディスクとして設計され得、この完全なリング・ディスクが径方向においてロータのリング形状の磁気有効コアとロータのベアリング・リングとの間に配置される。好適には、接続要素がディスク形状の形式で設計され、任意選択で、接続要素のための所要材料及びその重量を低減するために複数の凹部を有する。
【0034】
別のやはり好適な変形形態では、接続要素が複数のスポークを備え、複数のスポークの各々がロータの磁気有効コアとロータの磁気有効ベアリング・リングとの間で径方向に延在する。
【0035】
可能な限り強力である追加の安定化に関して、及び単純な製造に関して、好適には、ステータ・リング及びベアリング・リングの各々が永久磁石材料から構成され、各々が複数の永久磁石でセグメント化されるように設計される。この好適な実施例では、ステータ・リング及びベアリング・リングの両方が全体として永久磁石材料で作られる。製造のために、好適には、ベアリング・リング及びステータ・リングがセグメント化されるように設計され、つまり、ステータ・リング及びベアリング・リングの各々が複数の永久磁石を備え、これらの複数の永久磁石の各々がリング・セグメントとして設計され、これらの永久磁石のすべてが互いを補完してリングを形成する。
【0036】
ステータ・リング及びベアリング・リングの磁化に関して複数の変形形態が存在する。
【0037】
第１の好適な変形形態によると、ステータ・リング及びベアリング・リングの各々が軸方向に磁化され、ステータ・リングの磁化がベアリング・リングの磁化の反対方向に方向付けられる。
【0038】
別のやはり好適な変形形態によると、ステータ・リング及びベアリング・リングの各々が径方向に磁化され、ステータ・リングの磁化及びベアリング・リングの磁化が同じ方向に方向付けられ、好適には、ステータ・リングの磁化及びベアリング・リングの磁化の各々が径方向外側に方向付けられる。
【0039】
別の好適な変形形態では、ステータ・リングが軸方向に磁化されてベアリング・リングが径方向に磁化されるか、又はステータ・リングが径方向に磁化されてベアリング・リングが軸方向に磁化される。
【0040】
ディスク形状のボディの表面を処理するための回転デバイスが本発明によりさらに提案され、この回転デバイスを用いて処理のためにボディが回転可能であり、この回転デバイスが本発明に従って設計される電磁ロータリー駆動装置を備え、ここでは、ロータがディスク形状のボディのためのホルダを備える。ボディがホルダによりロータ上で保持され得るか、又はボディがホルダによりロータ上で固定され得る。このような回転デバイスが、例えば半導体産業において、例えば電子構成要素の製造のためにウエハーの表面に対してなどの、基板の表面に対して、それらの表面を処理することを目的として制御する形で例えば懸濁液などの流体を適用するのに使用され得る。例としては、スラリーによる化学的機械研磨プロセス（ＣＭＰ：ｃｈｅｍｉｃａｌ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）、ウエハーの洗浄及び／又はエッチング、溶媒を用いてのフォトレジストへの適用又はフォトレジストの除去、がここでは挙げられる。ウエハーに対して流体を適用するこれらの湿潤プロセスに加えて、回転デバイスは乾燥プロセスにも適し、特には半導体産業の乾燥プロセスにも適する。ウエハー或は他の構成要素又は基板を回転させるこのような乾燥プロセスの例には：プラズマ・エッチング、急熱プロセス（ＲＴＰ：ｒａｐｉｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、原子層堆積（ＡＬＤ：ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、化学蒸着（ＣＶＤ：ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、又は物理蒸着（ＰＶＤ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、がある。
【0041】
このような湿潤プロセス又は乾燥プロセスでは、薄いディスクの形態のウエハーが、通常、プロセス・チャンバ内で高速回転するように設定され、次いで処理のためにそれぞれの流体を適用される（湿潤プロセス）か、或は放射線を適用されるか又は基板が分離される（乾燥処理）。この目的のため、処理されることになるウエハーがホルダにより本発明による回転デバイスのロータの上に取り付けられ得、次いで回転させられ得る。
【0042】
さらに、本発明により、流体を、運搬、混合、又は撹拌するための回転デバイスが提案され、ここでは、回転デバイスが電磁ロータリー駆動装置を備え、この電磁ロータリー駆動装置が本発明に従って設計され、ここでは、ロータリー駆動装置のロータが回転デバイスのロータとして設計される。インテグラル・ロータとも称されるこの設計が回転機械を特にコンパクトな設計にすることを可能にする。その理由は、電磁ロータリー駆動装置のロータも回転機械のロータであり、このロータを用いて、運搬又は撹拌されることになる流体に力を作用させる、からである。
【0043】
実施例によると、ロータが流体を混合又は撹拌するための複数の羽根を有し、羽根が接続要素上に配置される。
【0044】
具体的には、本発明による回転デバイスが１回使用のための構成要素を備えるようにも設計され得る。このような設計では、回転デバイスが、好適には、使い捨てのための設計される１回使用のデバイスと、複数回使用のための設計される再使用可能なデバイスとを有し、ここでは、１回使用のデバイスが、流体を、運搬、圧送、混合、又は撹拌するための複数の羽根を任意選択で有する少なくともロータを備え、ここでは、再使用可能なデバイスが、少なくとも、ステータ及び追加のベアリング・ステータを備え、この追加のベアリング・ステータを用いて運動状態においてロータが駆動可能であり、磁気的に無接触に空中浮揚され得る。回転デバイスが混合デバイス又は撹拌デバイスとして設計される場合、１回使用のための構成要素が、好適には、可撓性の混合タンクをさらに備え、例えばその中にロータが配置される。
【0045】
本発明のさらなる有利な処置及び実施例が従属請求項から明らかとなる。
【0046】
以下では、実施例を参照して及び図面を参照して本発明を本明細書の下記においてより詳細に説明する。部分的な概略図で示される（一部、断面図）。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】現況技術によるベアリングレス・モータとして設計される電磁ロータリー駆動装置を示す斜視図である。
【図3】本発明による電磁ロータリー駆動装置の第１の実施例を示す斜視断面図である。
【図5】第１の実施例の変形形態を示す斜視断面図である。
【図7】本発明による電磁ロータリー駆動装置の第２の実施例を示す斜視断面図である。
【図9】第２の実施例の変形形態を示す斜視断面図である。
【図11】接続要素の設計のための第１の変形形態を示す斜視図である。
【図13】接続要素の設計のための第２の変形形態を示す斜視図である。
【図15】ベアリング・リング及びステータ・リングの設計のための変形形態を示す斜視図である。
【図17】ベアリング・リング及びステータ・リングの磁化のための多様な変形形態を各々が示す概略断面図である。
【図18】ベアリング・リング及びステータ・リングの磁化のための多様な変形形態を各々が示す概略断面図である。
【図19】ベアリング・リング及びステータ・リングの磁化のための多様な変形形態を各々が示す概略断面図である。
【図20】ベアリング・リング及びステータ・リングの磁化のための多様な変形形態を各々が示す概略断面図である。
【図21】ベアリング・リング及びステータ・リングの磁化のための多様な変形形態を各々が示す概略断面図である。
【図22】ディスク形状のボディの表面を処理するように設計される、本発明による回転デバイスの実施例を示す斜視図である。
【図28】流体を、運搬、混合、又は撹拌するための、本発明による回転デバイスの実施例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0048】
【0049】
図３が本発明による電磁ロータリー駆動装置の第１の実施例の斜視断面図を示しており、電磁ロータリー駆動装置が全体として参照符号１で示される。より良好に理解することができるように、図４が第１の実施例を通る軸方向の概略断面図をさらに示す。ロータリー駆動装置１が外部ロータとして設計され、ステータ２と、ステータ２を基準として無接触で磁気的に空中浮揚させられるロータ３とを備える。さらに、ロータ３が、ステータ２により、所望の回転軸を中心として回転するように無接触で磁気的に駆動可能である。所望の回転軸が、ロータ３を中心に配置してステータ２を基準として傾斜位置にないときに動作状態においてロータ３が回転するときに中心となる軸を意味する。この所望の回転軸が軸方向Ａを画定する。通常、軸方向Ａを画定する所望の回転軸がステータ２の中央軸に一致する。
【0050】
以下では、径方向が、軸方向Ａに対して垂直の方を向く方向を意味する。
【0051】
ステータ２が複数の（ここでは６つの）目立つステータ棒２１を備え、各々のステータ棒２１が径方向内側に配置されるリング形状のリフラックス２２から径方向外側に延在する。ステータ棒２１が、ロータ３の磁気駆動のために及び磁気浮揚のために必要な回転する電磁場を発生させる巻線を担持する。図３及び図４に示される実施例では、巻線が、例えば、別個のコイル６１を各ステータ棒２１の周りに巻き付けるように、設計される。これらのコイル６を用いて、運動状態において回転する電磁場が発生させられ、この回転する電磁場を用いてロータ３に対してトルクが作用され、またこの回転する電磁場を用いて、所望される通りに設定され得る剪断力が径方向においてロータ３に対して作用され得、その結果、ロータ３の径方向位置、つまり軸方向Ａに対して垂直なラジアル面におけるロータ３の位置が、能動的に制御又は管理され得る。
【0052】
ロータ３が磁気有効コア３１を備え、磁気有効コア３１が、軸方向Ａにおける高さＨＲ及び内半径ＩＲを有する、リング・ディスク又は円形円筒形リングの形態として設計される。外部ロータでは一般的なことであるが、ロータ３又はその磁気有効コア３１がステータ２の周りに配置され、その結果、ステータ２がロータ３の磁気有効コア３１を基準として径方向内側に配置されるように構成され、ステータ棒２１がステータ棒２１を囲む磁気有効コア３１に対向する。ロータ３の「磁気有効コア３１」が、トルクを発生させるために及び磁気的支承力を発生させるためにステータ棒２１と磁気的に相互作用するロータ３の領域を意味する。
【0053】
図３及び図４に示される第１の実施例では、ロータ３の磁気有効コア３１がリング形状として設計され、永久磁石方式である。この目的のため、磁気有効コア３１が複数の永久磁石３１１を備え、複数の永久磁石３１１の各々がリング・セグメントとして設計され、これらの永久磁石３１１のすべてが互いを補完してリングを形成する。各永久磁石３１１が径方向に磁化され、ここでは、各々の事例において隣接する永久磁石３１１が反対方向に磁化され、その結果、円周方向で見ると、永久磁石３１１が径方向内側及び径方向外側に交互に磁化されることになる。個別の永久磁石３１１の磁化が、各々の事例において、それぞれの永久磁石３１１内で参照符号を有さない矢印によって示されている。
【0054】
高い保磁力を有する、磁気的に強力である強磁性体又は強磁性材料は、通常、永久磁石と称される。保磁力は材料を消磁するのに必要な磁場強度である。この用途の枠組みでは、永久磁石は、保磁力を有する、またより正確には１０，０００Ａ／ｍを超える量の磁気分極の保磁力を有する材料として理解される。
【0055】
磁気有効コア３１が強磁性材料で作られるリフラックス・リング３１２をさらに有し、リフラックス・リング３１２が径方向外側に配置されて永久磁石３１１を囲み、リフラックス・リングが磁束を案内するように機能する。
【0056】
リング形状のリフラックス２２及びステータ２のステータ棒２１、さらにはロータ３の磁気有効コア３１のリフラックス・リング３１２の各々が、軟磁性材料で作られる。その理由は、これらが磁束を案内するための磁束案内要素として機能するからである。適切な軟磁性材料は、例えば、強磁性体又は強磁性材料であり、つまり、具体的には、鉄、ニッケル－鉄、又はシリコン－鉄である。この事例では、具体的には、ステータ２が、好適には、ステータ・シート・スタックとして設計され、ここでは、ステータ棒２１及びリフラックス２２がシート金属として設計され、つまり、積み重ねられる複数の薄い要素から構成される。また、ロータ３の磁気有効コア３１のリフラックス・リング３１２がシート金属として設計され得る。
【0057】
ロータリー駆動装置１の動作中、上述のベアリングレス・モータの原理に従って、ロータ３の磁気有効コア３１がステータ２のステータ棒２１と相互作用し、ここでは、ロータ３が無接触に磁気的に駆動可能であり、ステータ２を基準として無接触に磁気的に空中浮揚可能である。この目的のために、ステータ２が支承・駆動ステータとして設計され、ステータ２を用いて、動作状態において、ロータが所望の回転軸を中心として無接触に磁気的に駆動可能であり、つまり、回転するように設定され得、また、ステータ２を基準として無接触に磁気的に空中浮揚可能である。
【0058】
ベアリングレス・モータの原理は一方においては当業者には十分に良く知られていることから、その機能をさらに詳細に説明する必要はない。ベアリングレス・モータの原理とはロータ３が完全に磁気的に空中浮揚させられることを意味し、ここでは、ステータ２が支承・駆動ステータとして設計され、ステータ２が、電気駆動装置のステータと磁気浮揚のステータとの両方としてのものである。この点に関して、ステータ２がここではコイル６１である巻線を備え、コイル６１が駆動機能及び空中浮揚機能の両方を実現するのに使用される。回転する電磁場がコイル６１によって発生させられ得、回転する電磁場が、一方で、ロータ３の回転を生じさせるトルクをロータ３の磁気有効コア３１に対して作用させ、他方で、任意に設定可能である剪断力をロータ３の磁気有効コア３１に対して作用させ、その結果、その径方向位置が、つまりラジアル面におけるその位置が、能動的に制御又は管理され得る。伝統的な磁気ベアリングとは異なり、ベアリングレス・モータの事例では、モータの磁気浮揚・駆動が回転する電磁場によって実現され、回転する電磁場がロータ３の磁気有効コア３１に対してトルク及び設定可能な剪断力を作用させる。このために必要である回転する場が多様なコイルを用いて発生させられ得るか、又は回転する場が、この事例では、コイル６１である単一コイルシステムの補助により、必要な磁束の数学的な重ね合わせによって発生させられ得る。したがって、ベアリングレス・モータの事例では、ステータ２のコイル６１によって発生させられる電磁束を、ロータのみを駆動する電磁束と、ロータの磁気浮揚のみを実現する電磁束とに分割することが可能ではない。
【0059】
ベアリングレス・モータの原理によると、ロータ３の少なくとも３自由度が能動的に管理され得、つまり、ラジアル面内でのその位置及びその回転が能動的に管理され得る。軸方向Ａにおけるその軸偏向に関しては、ロータ３の磁気有効コア３１がリラクタンス力により受動的に磁気的に安定化され、つまり制御され得ない。また、残りの２自由度に関しては、つまり、所望の回転軸に対して垂直であるラジアル面を基準とした傾斜に関しては、ロータ３の磁気有効コア３１がやはり受動的に磁気的に安定化される。したがって、ロータ３が、受動的に磁気的に空中浮揚させられるか又は受動的に磁気的に安定化され、さらには、軸方向Ａにおけるステータ棒２１に対しての磁気有効コア３１の相互作用により、傾斜に逆らうような形で、ラジアル面において能動的に磁気的に空中浮揚（２自由度）させられる（合計で３自由度）。
【0060】
一般的に当てはまるように、能動的な磁気浮揚は、本用途の枠組みでは、例えばコイル６１によって発生させられる回転する電磁場により、能動的に制御可能又は管理可能であるものということもできる。受動的な磁気浮揚又は受動的な磁気安定化は制御又は管理され得ないようなものである。受動的な磁気浮揚又は受動的な磁気安定化は、例えばロータ３が軸方向において変位させられるか又は傾斜させられるなどの場合などにおいてロータ３がその平衡位置から逸れるときにロータ３をその平衡位置に戻すリラクタンス力に例えば基づくものである。
【0061】
さらに、ロータ３の磁気有効コア３１の磁気中心面Ｃが軸方向Ａに対して垂直な平面を意味し、ここでは、ロータ３の磁気有効コア３１が運動状態においてロータ３の非傾斜時に空中浮揚させられる。概して、リング形状の磁気有効コア３１では、磁気中心面Ｃがロータ３の磁気有効コア３１の幾何学的中心面であり、これが軸方向Ａに対して垂直である。運動状態においてステータ２内でロータ３の磁気有効コア３１が空中浮揚されるところの平面はラジアル面とも称される。ラジアル面がデカルト座標系のｘ－ｙ面を画定し、デカルト座標系のｚ軸が軸方向Ａに延びる。ロータ３の磁気有効コア３１が傾斜させられない場合、ラジアル面が磁気中心面Ｃに一致する。
【0062】
ロータ３の磁気有効コア３１の径方向位置がラジアル面におけるロータ３の位置を意味する。
【0063】
径方向支承又は径方向支持体がロータ３のベアリングを意味し、これを用いてロータ３の径方向位置が安定化させられ得、つまりこのベアリングがラジアル面においてロータ３を支持し、ひいてはその径方向位置に関してロータ３を支持する。
【0064】
軸方向支承又は軸方向支持、及び軸方向安定化又は軸方向安定化が、それぞれ、ロータ３の支承又は安定化を意味し、これを用いて、一方で、軸方向Ａを基準としたロータ３の位置が安定化させられ、これを用いて、他方で、傾斜に対してロータ３が安定化させられる。このような傾斜は２自由度を表し、偏向を意味しており、ここでは、ロータ３の瞬間的な回転軸が軸方向Ａの方を正確に指していないが、所望の回転軸に対してゼロではない角度で囲んでいる。傾斜の場合、磁気中心面Ｃがラジアル面内に存在せず、またラジアル面に平行でもないが、磁気中心面Ｃがラジアル面に対してゼロではない角度で囲んでいる。
【0065】
既に言及したように、ベアリングレス・モータの原理に従って、ロータ３の磁気有効コア３１がステータ２のステータ棒２１と相互作用する。ロータ３の回転がこの相互作用によって駆動される。さらに、この相互作用によりロータ３の能動的な磁気的な径方向の空中浮揚が実現され、ロータ３が傾斜に対して受動的に磁気的に安定化させられる。
【0066】
ロータ３の受動的な磁気浮揚に関しては、好適には、ロータ３の磁気有効コア３１の内径が軸方向Ａにおける磁気有効コア３１の高さＨＲの少なくとも１．３倍となるように、寸法決定される。図４では、ＩＲがロータ３のリング形状の磁気有効コア３１の内半径を意味する。したがって、２×ＩＲ≧１．３×ＨＲという条件を満たさなければならず、つまり、内径が高さＨＲより大きくなければならず、つまり少なくとも１．３倍大きくなければならない。
【0067】
ロータの受動的な空中浮揚に関しての別の有利な処置は、ステータ２の外径ＳＤ（図４）を軸方向Ａにおけるステータ棒２１の高さＳＨの少なくとも２．６倍の大きさにするように、ステータ棒２１を寸法決定することである。ステータ２の外径ＳＤは径方向におけるステータ棒２１の延在量によって与えられる。したがって、条件ＳＤ≧２．６×ＳＨを満たすことが有利であり、つまりステータ２の外径ＳＤがステータ棒２１の高さＳＨより大きく、つまりステータ棒２１の高さＳＨの少なくとも２．６倍大きくなければならない。
【0068】
図３及び図４の図によると、ステータ棒２１の高さＳＨがロータ３の磁気有効コア３１の高さＨＲに等しい。これは考えられる１つの設計であるが、決して必須ではない。考えられる設計は他にも存在し、ここでは、ステータ棒２１の高さＳＨがロータ３の磁気有効コア３１の高さＨＲより小さいか又は大きい。
【0069】
上述したロータ３の磁気有効コア３１及びステータ２の設計は好適な設計であるが、単に一実例であると理解されたい。
【0070】
ロータの磁気有効コア３１は他の形態の磁化も有することができる。磁気有効コア３１は、駆動トルクに寄与するような又は支承力の発生に寄与するような永久磁石を一切有さないようにも設計され得る。したがって、磁気有効コア３１は、例えばリラクタンス・ロータとして設計されるような、純粋な強磁性体であってもよい。
【0071】
ステータ２に関してはそれ自体既知である多数の設計が存在する。例えば、ステータ内に永久磁石又は複数の永久磁石が設けられてよく、又はステータ２がテンプル・モータのステータとして設計されてもよく、ここではＬ形のステータ棒が用いられ、ここでは、Ｌ形の長い方の脚部の各々が軸方向Ａに延在し、ロータの磁気有効コアがＬ形の径方向外側に方向付けられる短い方の脚部の周りに配置される。さらに、コイルがこれらの長い方の脚部の周りに配置され、つまり、ロータの磁気有効コアの磁気中心面の下方に配置される。
【0072】
ベアリングレス・モータの原理に従って動作させられる電磁ロータリー駆動装置の管理又は制御、さらには例えば位置センサ及び／又は角度センサなどの、このために必要なセンサは、当業者にはよく知られていることから、さらなる説明は必要ない。
【0073】
具体的には傾斜に対しての、ロータ３の受動的な磁気安定化を有意に改善するために、本発明に従って追加のベアリング・ステータ７が設けられ、この追加のベアリング・ステータ７がロータ３の磁気有効ベアリング・リング３４と相互作用する。これは第１の実施例を参照して後でより詳細に説明される。
【0074】
ロータ３が、ロータ３の磁気有効コア３１の外側に配置されてロータ３の磁気有効コア３１から離間されるように構成される磁気有効ベアリング・リング３４を備える。ベアリング・リング３４が内半径ＬＲを有する永久磁石リングとして設計され、このリングが、軸方向Ａにおいて上方に示されるように（図３及び図４）、軸方向Ａに磁化される。ベアリング・リング３４の磁化が参照符号を有さない矢印（ベアリング・リング３４内にある）によって示される。ベアリング・リング３４は、一部片の永久磁石リングとして設計され得るか、又はセグメント化される永久磁石リングとして設計され得、つまり、一体にベアリング・リング３４を形成する複数のリング・セグメント形状の永久磁石から構成される永久磁石リングとして設計され得る（図１５及び図１６も参照されたい）。第１の実施例では、ベアリング・リング３４がロータ３の磁気有効コア３１の磁気中心面内に配置され、つまり、軸方向Ａに対して垂直に延在するベアリング・リング３４の幾何学的中心面ＬＭがロータ３の磁気有効コア３１の磁気中心面Ｃ内にある。リング形状の磁気有効コア３１及びベアリング・リング３４が同心に配置され、つまりリング形状の磁気有効コア３１及びベアリング・リング３４が共通の中心を有する。軸方向Ａに関して、ベアリング・リング３４が磁気有効コア３１に対して中心に配置される。
【0075】
軸方向Ａでは、ベアリング・リング３４が、磁気有効コア３１の高さＨＲより好適には小さい高さＨＬを有する。しかし、ベアリング・リング３４の高さＨＬが磁気有効コア３１の高さＨＲと等しいか又は磁気有効コア３１の高さＨＲより大きいような設計も可能である。
【0076】
ベアリング・リング３４及び磁気有効コア３１が環状ディスク形状の接続要素３５を介して互いに接続され、この環状ディスク形状の接続要素３５が径方向において磁気有効コア３１とベアリング・リング３４との間に配置される。接続要素３５が、径方向において、磁気有効コア３１のリフラックス・リング３１２からベアリング・リング３４まで延在する。この目的のため、接続要素３５がベアリング・リング３４の内半径ＬＲと等しい外半径を有する。
【0077】
接続要素３５が低透過材料から構成され、つまり、低透磁率（磁気伝導性（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ））しか有さない材料から構成され、その結果、磁気有効コア３１よび磁気有効ベアリング・リング３４が互いから磁気的に切り離される。これは、接続要素３５を通って少なくとも有意な磁束がベアリング３４と磁気有効コア３１との間を流れることができないことを意味する。
【0078】
例えば、この低透過材料は、プラスチック、例えばアルミニウム若しくはステンレス鋼などの常磁性金属、又は反磁性金属、或はこれらの材料の組み合わせ、であってよい。本用途の枠組みでは、一般的に当てはまるように、これらの材料は、１（真空の透過性数）からわずかにずれるか又は１からまったくずれない透過性数（比透磁率）の低透過性を有する。いずれの場合も、低透過性材料が１．１未満である透過性数を有する。接続要素３５を作っている低透過性材料が磁束のためのフロー・バリアを形成する。その理由は、低透過性材料は、例えば、リフラックス・リング３１２を作っている強磁性材料を比較して、非常に低い磁気伝導性を有するからである。
【0079】
さらには可能性として磁気有効コア３１をベアリング・リング３４から磁気的に切り離すために、径方向における磁気有効コア３１とベアリング・リング３４との間の距離が可能な限り大きいことが有利である。有利には、ベアリング・リング３４が、ベアリング・リング３４の内半径ＬＲを、リング形状の磁気有効コア３１の外半径より、少なくとも１．１倍、好適には少なくとも１．３倍、特に好適には少なくとも１．６倍大きくするように、寸法決定される。
【0080】
本発明を理解するのに十分であることから、例えば図３及び図４などの、図面には、磁気有効コア３１、接続要素３５、及びロータ３のベアリング・リング３４のみが示される。当然、ロータ３が、例えば、好適にはプラスチックで作られるジャケット若しくはカプセル容器、流体を混合、撹拌、若しくは圧送するための羽根（例えば、図２８を参照）、又は回転するボディのためのホルダ（例えば、図２３を参照）、或は他の構成要素などの構成要素をさらに備えることができることが理解されよう。
【0081】
追加のベアリング・ステータ７が、ロータ３のベアリング・リング３４と相互作用するように設計及び構成される磁気有効ステータ・リング７１を備える。ステータ・リング７１は動かないように配置され、つまり、ステータ・リング７１は回転しない。第１の実施例では、ステータ・リング７１がロータ３のベアリング・リング３４の径方向外側に配置されロータ３のベアリング・リング３４から離間されるように構成され、ここではステータ・リング７１がベアリング・リング３４を囲む。ステータ・リング７１が内半径ＳＲを有する永久磁石リングとして設計され、ここでは、リング７１が、軸方向Ａにおいて下方に示されるように（図３及び図４）、軸方向Ａに磁化される。ステータ・リング７１の磁化が参照符号を有さない（ステータ・リング７１内にある）矢印によって示される。したがって、ベアリング・リング３４及びステータ・リング７１の各々が軸方向Ａに磁化され、それによりステータ・リング７１の磁化がベアリング・リング３４の磁化の反対方向に方向付けられる。
【0082】
ステータ・リング７１は、一部片の永久磁石リングとして設計され得るか、又はセグメント化される永久磁石リングとして設計され得、つまり、一体にステータ・リング７１を形成する複数のリング・セグメント形状の永久磁石から構成される永久磁石リングとして設計され得る（図１５及び１６も参照されたい）。第１の実施例では、ステータ・リング７１がロータ３の磁気有効コア３１の磁気中心面Ｃ内に配置され、つまり、軸方向Ａに対して垂直に延在するステータ・リング７１の幾何学的中心面ＳＭがロータ３の磁気有効コア３１の磁気中心面Ｃ内にある。ベアリング・リング３４及びステータ・リング７１が同心に配置され、つまりベアリング・リング３４及びステータ・リング７１が共通の中心を有する。軸方向Ａに関して、ステータ・リング７１が、ベアリング・リング３４に対して中心に配置される。
【0083】
したがって、第１の実施例では、リング形状の磁気有効コア３１、ベアリング・リング３４、及びステータ・リング７１が磁気中心面Ｃ内で同心に配置され、磁気有効コア３１の内半径ＩＲがベアリング・リング３４の内半径ＬＲより小さく、ベアリング・リング３４の内半径ＩＲがステータ・リングの内半径ＳＲより小さい。
【0084】
ステータ・リング７１の内半径ＳＲは、クリアランスを可能な限り小さくしてステータ・リング７１によりベアリング・リング３４を囲むように、寸法決定され、その結果、ベアリング・リング３４とステータ・リング７１と間の磁気的空隙が径方向において可能な限り小さくなる。一方で、ベアリング・リング３４はステータ・リング７１内で自由に回転することが可能でなければならず、他方で、ベアリング・リング３４とステータ・リング７１との間の隙間によって生じる磁気抵抗が、ベアリング・リング３４とステータ・リング７１との間の磁束の効率的な磁束案内を可能にすることを目的として可能な限り小さいものでなければならない。径方向におけるベアリング・リング３４とステータ・リング７１との間の隙間の幅が最大で数ミリメートルであるか、或はわずか１ミリメートルであるか又はそれ以下である。
【0085】
軸方向Ａにおいて、ステータ・リング７１が、ベアリング・リング３４の高さＨＬと好適には同じである高さＨＳを有する。しかし、ステータ・リング７１の高さＨＳがベアリング・リング３４の高さＨＬより小さいか又はベアリング・リング３４の高さＨＬより大きいような設計も可能である。
【0086】
必須ではないが、好適には、磁気有効コア３１、ベアリング・リング３４、及びステータ・リング７１の各々が、それらの円周方向に対して垂直である長方形断面の表面を有する。
【0087】
追加のベアリング・ステータ７が、動かないステータ・リング７１を支持するための支持ボディ７２をさらに備える。支持ボディ７２が、ステータ２と追加のベアリング・ステータ７の磁気有効ステータ・リング７１との間に機械的に安定する接続部分を形成する。
【0088】
支持ボディ７２が、示されるように（図３及び図４）、ステータ２から径方向外側に延在するディスク形状の径方向部分７２１と、径方向部分７２１の径方向外側に配置される縁部から軸方向Ａの上方に延在するリング形状の軸方向部分７２２とを備える。ステータ・リング７１が軸方向部分７２２上に取り付けられる。ディスク形状の径方向部分７２１が、その径方向内側に配置される縁部のところにおいて、リング形状の接続部片７２３を有し、このリング形状の接続部片７２３を用いて支持ボディ７２がステータ２に固定される。この目的のため、接続部片７２３が、例えば、ステータ２のリング形状のリフラックス２２に取り付けられ得るか、又はステータ２のステータ・ハウジング（図示せず）にも取り付けられ得る。
【0089】
図３及び図４に示されるように、支持ボディ７２がコイル６１の下方で径方向外側に延在してロータ３のベアリング・リング３４を越えて、さらに軸方向Ａの上方に延在し、その結果、支持ボディ７２上で固定されるステータ・リング７１がベアリング・リング３４に対向するか又はベアリング・リング３４を囲む。ステータ・リング７１が支持ボディ７２によりステータ２に接続され、ステータ２に対して固定される。好適には、支持ボディ７２が一部片として設計され、つまり、接続部片７２３、径方向部分７２１、及び軸方向部分７２２が構造的ユニットとして一部品で設計される。
【0090】
ステータ２から、また具体的にはリフラックス２２及びステータ棒２１から、ステータ・リング７１を磁気的に切り離すことを目的として、支持ボディ７２が、接続要素３５のところで説明した手法に類似する同様の手法で、低透過性材料から構成され、つまり、低透磁率（磁気伝導性）しか有さない材料から構成される。例えば、低透過性材料は、プラスチック、例えばアルミニウム若しくはステンレス鋼などの常磁性金属、又は反磁性金属、或はこれらの材料の組み合わせ、であってよい。
【0091】
電磁ロータリー駆動装置１の動作状態では、ロータ３の追加的な受動的な磁気的軸方向空中浮揚及び追加的な受動的な磁気的軸方向安定化が、ベアリング・リング３４とステータ・リング７１との相互作用によって実現される。こうすることで、具体的には傾斜に対してのロータ３の安定化が有意に向上し、例えば少なくとも２０倍向上する。このような具体的には耐傾斜性（ｔｉｌｔ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）が向上することは、ロータ３の全体の受動的な磁気的軸方向空中浮揚が傾斜を引き起こすようなトルクを吸収又は補償することができることを意味し、これは、ベアリング・リング３４及びステータ・リング７１を有さない同様の実施例と比較して少なくとも２０倍大きい。この点に関して、ロータ３の径方向支承に対しての追加的な磁気的軸方向空中浮揚（ベアリング・リング３４及びステータ・リング７１）の影響が能動的な径方向支承によって補償され得ることが特に有利であり、能動的な径方向支承がステータ棒２１に対してロータ３の磁気有効コア３１の相互作用によって実現される。
【0092】
したがって、磁気ロータリー駆動装置１が、低透過性の接続要素３５及び低透過性の支持ボディ７２により互いから分離されるか又は磁気的に切り離される２つの磁気回路を備える。ベアリングレス・モータの原理に従って磁気有効コア３１がステータ棒２１と磁気的に相互作用し、ロータ３のベアリング・リング３４がステータ・リング７１と磁気的に相互作用し、それにより追加の受動的な磁気的軸方向安定化又は軸方向支承が実現される。
【0093】
【0094】
図５及び図６に示される変形形態では、ロータ３のベアリング・リング３４が、軸方向Ａにおいて、ロータ３の磁気有効コア３１の磁気中心面Ｃからゼロではない距離Ｄのところに配置される。これは、ベアリング・リング３４の幾何学的中心面ＬＭを磁気中心面Ｃに置かないがベアリング・リング３４の幾何学的中心面ＬＭを距離Ｄで磁気中心面Ｃと平行に配置するように、ベアリング・リング３４が構成される、ことを意味する。図（図５、図６）によると、ベアリング・リング３４がリング形状の磁気有効コア３１の上方に配置される。もちろん、示されるのと（図５、図６）類似する同様の手法でベアリング・リング３４が磁気有効コア３１の下方に配置されもよいことを理解されたい。
【0095】
この変形形態では、２つのリング、つまり磁気有効コア３１及びベアリング・リング３４が、したがって、同心には配置されず、軸方向Ａにおいて距離Ｄだけ互いからオフセットされる。この点に関して、ベアリング・リング３４及び磁気有効コア３１の中心が同じ軸上にあり、つまりロータ３の回転軸上にあるが、軸方向において互いから離間される。したがって、ベアリング・リング３４が径方向において磁気有効コア３１に対して中心に配置され、軸方向において磁気有効コア３１から距離Ｄだけ離間される。
【0096】
接続要素３５がベアリング・リング３４と磁気有効コア３１との間に配置され、ベアリング・リング３４を磁気有効コア３１に接続する。接続要素３５が、任選選択で、図４及び図５に示されるように、磁気有効コア３１と重なり合ってよい。これは、磁気有効コア３１の径方向内側に配置される縁部まで接続要素３５が径方向に延在することを意味する。
【0097】
追加のベアリング・ステータ７のステータ・リング７１がベアリング・リング３４と同心に配置され、その結果、ステータ・リング７１の幾何学的中心面ＳＭがベアリング・リング３４の幾何学的中心面ＬＭ内に配置される。その結果、また、ステータ・リング７１が軸方向Ａにおいて磁気中心面Ｃから距離Ｄのところに配置される。ステータ・リング７１がベアリング・リング３４を囲み、その結果、ステータ・リング７１及びベアリング・リング３４が径方向において互いに位置合わせされる。
【0098】
傾斜に対しての追加的な安定化に対しての、追加的な軸方向支承（ベアリング・リング３４及びステータ・リング７１）の不安定化の影響を実際的な使用に適する値に制限することを目的として、ベアリング・リング３４またより正確にはベアリング・リング３４の幾何学的中心面ＬＭと磁気中心面Ｃとの間の距離Ｄを、ベアリング・リング３４の内半径ＬＲの最大４分の１、また特に好適には最大５分の１にする、ような実施例が好適である。好適には、Ｄ≦ＬＲ／４という幾何学的条件が満たされ、また特に好適にはＤ≦ＬＲ／５という幾何学的条件が満たされる。
【0099】
図７が、図３の図に対応する図として、本発明によるロータリー駆動装置の第２の実施例の斜視断面図を示す。より良好に理解することができるように、図８がさらに、この第２の実施例を通る軸方向Ａの断面の概略図を示す。以下では、第１の実施例との違いにのみ注目する。第２の実施例での、同様の機能の等しい部品は第１の実施例及びその変形形態と同じ参照符号で示される。具体的には、参照符号は実施例に関連して既に説明したものと同じ意味を有する。第１の実施例及びその変形形態のすべての上記の説明は同様の形で又は類似の形で第２の実施例にも適用されることを理解されたい。
【0100】
第２の実施例は、追加のベアリング・ステータ７のステータ・リング７１が軸方向Ａにおいてロータ３のベアリング・リング３４から離間されて配置されるという点が、第１の実施例から異なる。これは、ステータ・リング７１の幾何学的中心面ＳＭをベアリング・リング３４の幾何学的中心面ＬＭの中に配置しないが、ステータ・リング７１の幾何学的中心面ＳＭをゼロではない距離Ｅでベアリング・リング３４の幾何学的中心面ＬＭに平行に配置するように、ステータ・リング７１が構成される、ことを意味する。図（図７、図８）によると、ステータ・リング７１がベアリング・リング３４の下方に配置される。図において（図７、図８）、類似する同様の手法でステータ・リング７１がベアリング・リング３４の上方に配置されてもよいことを理解されたい。
【0101】
ステータ・リング７１及びベアリング・リング３４が同心には配置されず、軸方向Ａにおいて距離Ｅだけ互いからオフセットされる。この点に関して、ベアリング・リング３４及びステータ・リング７１の中心が同じ軸上にあり、つまりロータ３の回転軸上にあるが、軸方向において互いから離間される。特に好適には、ステータ・リング７１が内半径ＳＲを有し、内半径ＳＲがベアリング・リング３４の内半径ＬＲと等しいサイズである。ベアリング・リング３４及びステータ・リング７１が軸方向Ａにおいて互いに位置合わせされて配置され、その結果、ベアリング・リング３４及びステータ・リング７１が軸方向Ａにおいて互いに対向し、つまり一方がもう一方の上に配置される。
【0102】
図７及び図８に示される実施例では、ベアリング・リング３４が磁気中心面Ｃ内に配置され、つまり磁気有効コア３１と同心である。この構成では、ステータ・リング７１が軸方向Ａにおいて磁気中心面Ｃからゼロではない距離Ｅのところに配置され、つまり、ステータ・リング７１の幾何学的中心面ＳＭが磁気中心面Ｃと平行に配置され、磁気中心面Ｃから距離Ｅを有する。
【0103】
【0104】
【0105】
図９及び図１０に示される第２の実施例の変形形態では、ロータ３のベアリング・リング３４が、軸方向Ａにおいて、ロータ３の磁気有効コア３１の磁気中心面Ｃからゼロではない距離Ｄのところに配置される。これは、ベアリング・リング３４の幾何学的中心面ＬＭを磁気中心面Ｃの中に配置しないが、ベアリング・リング３４の幾何学的中心面ＬＭを磁気中心面Ｃに対して距離Ｄで平行に配置するように、ベアリング・リング３４が構成される、ことを意味する。図（図９、図１０）によると、ベアリング・リング３４がリング形状の磁気有効コア３１の下方に配置される。例えば図５及び図６に関連して説明したものと類似的に対応するように、もちろん、示されるのと（図９、図１０）類似する同様の手法でベアリング・リング３４が磁気有効コア３１の上方に配置されてもよいことを理解されたい。
【0106】
この変形形態では、２つのリング、つまり磁気有効コア３１及びベアリング・リング３４が、したがって、同心には配置されず、軸方向Ａにおいて距離Ｄだけ互いからオフセットされる。この点に関して、ベアリング・リング３４及び磁気有効コア３１の中心が同じ軸上にあり、つまりロータ３の回転軸上にあるが、軸方向において互いから離間される。したがって、ベアリング・リング３４が径方向において磁気有効コア３１に対して中心に配置され、軸方向において磁気有効コア３１から距離Ｄだけ離間される。
【0107】
軸方向Ａにおいてベアリング・リング３４の下方に配置される追加のベアリング・ステータ７のステータ・リング７１が、この変形形態では、磁気中心面Ｃから距離Ｄ＋Ｅを有する。３つのリング、つまり、磁気有効コア３１、ベアリング・リング３４、及びステータ・リング７１の各々が、軸方向Ａに関して多様な位置に配置されて互いに平行に配置される。これらの中心のすべてが同じ軸上に配置され、つまりロータ３の回転軸上に配置される（ステータの中心に配置されてステータに対して傾斜していない場合）。ステータ・リング７１の幾何学的中心面ＳＭが距離Ｅでベアリング・リング３４の幾何学的中心面ＬＭの下方にあり、この幾何学的中心面ＬＭが距離Ｄで磁気中心面Ｃの下方にある。
【0108】
傾斜に対しての追加的な安定化に対しての、追加的な軸方向支承（ベアリング・リング３４及びステータ・リング７１）の不安定化の影響を実際的な使用に適する値に制限することを目的として、ベアリング・リング３４またより正確にはベアリング・リング３４の幾何学的中心面ＬＭと磁気中心面Ｃとの間の距離Ｄを、ベアリング・リング３４の内半径ＬＲの最大４分の１、また特に好適には最大５分の１にする、ような実施例が好適である。したがって、好適には、Ｄ≦ＬＲ／４という幾何学的条件が満たされ、また特に好適にはＤ≦ＬＲ／５という幾何学的条件が満たされる。
【0109】
【0110】
第１の実施例及びその変形形態に関連させて説明した処置及び設計が、第２の実施例及びその変形形態に関連させて説明した処置及び設計に類似する形で組み合わされ得ることを理解されたい。
【0111】
以下では、接続要素３５の設計のための及び／又は支持ボディ７２の設計のための変形形態を図１１～図１４を参照して説明する。これらの変形形態が、第１の実施例及びその変形形態と、第２の実施例及びその変形形態と、の両方で使用され得ることを理解されたい。
【0112】
【0113】
この第１の変形形態では、径方向において磁気有効コア３１とロータ３のベアリング・リング３４との間に配置される接続要素３５が中実ディスクとして設計されず、複数の凹部３５１を有し、これらの複数の凹部３５１の各々が軸方向Ａにおいて接続要素３５を完全に通過するように延在する。例示的なかたちで、ここでは、８つの実質的に等しい凹部３５１が設けられる。凹部３５１が接続要素３５の円周方向において等距離に配置される。各凹部３５１がリング・セグメントの形状を有し、すべてのリング・セグメントの共通の中心がディスク形状の接続要素３５の幾何学的中心に一致する。
【0114】
接続要素３５の所要材料及びひいてはその重量が凹部３５１によって低減され得る。凹部３５１が、接続要素３５の間にある材料でもベアリング・リング３４を磁気有効コア３１に取り付けるための十分に安定した機械的な接続部分を形成するように、設計、寸法決定、及び構成される。
【0115】
同様の手法で、支持ボディ７２、またより正確には支持ボディ７２の径方向部分７２１が複数の第２の凹部７２４を装備し、複数の第２の凹部７２４の各々が軸方向Ａにおいて接続要素３５の径方向部分７２１を完全に通過するように延在する。例示的なかたちで、ここでは、８つの実質的に等しい第２の凹部７２４が設けられる。第２の凹部７２４が径方向部分７２１の円周方向において等距離に配置される。各第２の凹部７２４がリング・セグメントの形状を有し、すべてのリング・セグメントの共通の中心が支持ボディ７２のディスク形状の径方向部分７２１の幾何学的中心に一致する。
【0116】
支持ボディ７２の所要材料及びひいてはその重量が第２の凹部７２４によって低減され得る。第２の凹部７２４が、径方向部分７２１の間にある材料でもステータ・リング７１をステータ２に取り付けるための十分に安定した機械的な接続部分を形成するように、設計、寸法決定、及び構成される。
【0117】
もちろん、凹部３５１のみが接続要素３５内に設けられるような、又は第２の凹部７２４のみが支持ボディ７２内に設けられるような、実施例も可能である。
【0118】
【0119】
この第２の変形形態では、接続要素３５が複数のスポーク３５２を有し、これらの複数のスポーク３５２の各々が、ロータ３の磁気有効コア３１（又は、任意選択で、図示されない、磁気有効コア３１のジャケット）と、ロータ３のベアリング・リング３４（又は、任意選択で、図示されない、ベアリング・リング３４のジャケット）との間を径方向に延在する。各スポーク３５２が磁気有効コア３１をベアリング・リング３４に接続する。
【0120】
例示的なかたちで、ここでは、８つの実質的に等しいスポーク３５２が設けられる。スポーク３５２が接続要素３５の円周方向において等距離に配置される。スポーク３５２が、ベアリング・リング３４を磁気有効コア３１に対して取り付けるのに十分に安定する機械的な接続部分を形成するように、設計、寸法決定、及び構成される。
【0121】
同様の手法で、支持ボディ７２、またより正確には支持ボディ７２の径方向部分７２１が複数の第２のスポーク７２５を装備し、複数の第２のスポーク７２５の各々が、径方向において、ステータ２（又は、任意選択的で、図示されない、ステータ・ハウジング）と支持ボディ７２のリング形状の軸方向部分７２２との間を延在する。各第２のスポーク７２５が、ステータ２（又は、図示されない、ステータ・ハウジング）を、支持ボディ７２の軸方向部分７２２に接続する。
【0122】
例示的なかたちで、ここでは、８つの実質的に等しい第２のスポーク７２５が設けられる。第２のスポーク７２５が支持ボディ７２の円周方向において等距離に配置される。第２のスポーク７２５が、ステータ・リング７１をステータ２に取り付けるのに十分に安定する機械的な接続部分を形成するように、設計、寸法決定、又は構成される。
【0123】
もちろん、スポーク３５２のみが接続要素３５内に設けられるような、又は第２のスポーク７２５のみが支持ボディ７２内に設けられるような、実施例も可能である。
【0124】
図１５及び図１６では、ベアリング・リング３４の設計のための及び／又はステータ・リング７１の設計のための変形形態が説明される。この変形形態が、第１の実施例及びその変形形態と、第２の実施例及びその変形形態と、の両方で使用され得ることを理解されたい。
【0125】
この変形形態によると、ベアリング・リング３４及びステータ・リング７１の各々がセグメント化されるように設計される。図１５がロータリー駆動装置１の実施例の実例を使用するこの変形形態を斜視図で示しており、これはそれ以外の部分が図３に示される実施例に対応する。より良好に理解することができるように、図１６がさらに、図１５からこの変形形態を斜視断面図で示す。
【0126】
ベアリング・リング３４及びステータ・リング７１の各々が永久磁石材料から構成され、各々が複数の永久磁石３４１又は７１１を有するようにセグメント化されるように設計される。
【0127】
ベアリング・リング３４の永久磁石３４１の各々が、各々の事例で、リング・セグメントとして設計される。すべての永久磁石３４１が同じ方向に磁化され、ここでは軸方向Ａの上方に磁化される。これが、図１６で、ベアリング・リング３４内の参照符号を有さない矢印によって示され、これが磁化の方向を示している。例示的なかたちで、ベアリング・リング３４が２４個の等しい個別の永久磁石３４１から構成され、２４個の等しい個別の永久磁石３４１の各々がリング・セグメントの形態で設計される。永久磁石３４１が円周方向に配置され、ここでは、２つの隣接する永久磁石３４１の各々が互いに直接に接触し、その結果、永久磁石３４１のすべてが互いを補完して永久磁石ベアリング・リング３４を形成する。
【0128】
ステータ・リング７１の永久磁石７１１の各々がリング・セグメントとして設計される。すべての永久磁石７１１が同じ方向に磁化され、ここでは軸方向Ａの下方に磁化される。これが、図１６で、ステータ・リング７１内の参照符号を有さない矢印によって示され、これが磁化方向を示している。例示的なかたちで、ステータ・リング７１が２４個の等しい個別の永久磁石７１１から構成され、２４個の等しい個別の永久磁石７１１の各々がリング・セグメントの形態で設計される。永久磁石７１１が円周方向に配置され、ここでは、２つの隣接する永久磁石７１１の各々が互いに直接に接触し、その結果、永久磁石７１１のすべてが互いを補完して永久磁石ステータ・リング７１を形成する。
【0129】
ベアリング・リング３４又はステータ・リング７１のセグメント化される設計が好適である。その理由は、製造を容易にすることが可能であるからである。しかし、もちろん、ベアリング・リング３４及び／又はステータ・リング７１を一部片のリングとして設計することも可能である。
【0130】
ベアリング・リング３４及び／又はステータ・リング７１が永久磁石として設計される場合、それぞれのリング３４又は７１の全体が永久磁石材料から構成される必要がなく、永久磁石のみを有する必要もない。永久磁石ベアリング・リング３４及び／又は永久磁石ステータ・リング７１の各々が複数の永久磁石を備え、それらの永久磁石の間に強磁性の接続部片が配置されるような、実施例も可能である。それぞれのリング３４又は７１のセグメント化される設計では、強磁性のリング・セグメントにより互いに接続される複数の永久磁石リング・セグメントが提供され得る。
【0131】
すでに言及したように、必須ではないが、好適には、ベアリング・リング３４及びステータ・リング７１の各々が永久磁石リングとして設計される。ベアリング・リング３４のみ又はステータ・リング７１のみが永久磁石として設計されるような実施例も可能である。ベアリング・リング３４のみが永久磁石である場合、ステータ・リング７１が強磁性となるように設計され、例えば、鉄のリングとして設計されるか、又は別の強磁性材料で作られるリングとして設計される。ステータ・リング７１のみが永久磁石である場合、ベアリング・リング３４が強磁性となるように設計され、例えば、鉄のリングとして設計されるか、又は別の強磁性材料で作られるリングとして設計される。
【0132】
ベアリング・リング３４又はステータ・リング７４が強磁性となるように設計される場合、このリング３４又は７１が一部片のリングとして設計され得るか、又は上述したものと類似の同様の手法でセグメント化されるリングとして設計され得る。
【0133】
ベアリング・リング３４及びステータ・リング７１の両方の各々が永久磁石として設計されるような好適な実施例の場合、ステータ・リング７１又はベアリング・リング３４の同様の形態の磁化が図３～図１６に常に示されており、つまりベアリング３４及びステータ・リング７１の各々が軸方向Ａに磁化され、ステータ・リング７１の磁化（図によると、下向き）が、ベアリング・リング３４の磁化（図によると、上向き）と反対に方向付けられる。この好適な実施例に加えて、ステータ・リング７１及びベアリング・リング３４の磁化に関して他の好適な実施例も存在する。以下では、図１７～図２１を参照して、ベアリング・リング３４及びステータ・リング７１の磁化のための多様な変形形態を説明する。これらの変形形態が、第１の実施例及びその変形形態と、第２の実施例及びその変形形態と、の両方で使用され得ることを理解されたい。
【0134】
図１７～図２１の各々が、ロータリー駆動装置１の実施例の概略断面図を示す。図１７～図２１の各々で、ベアリング・リング３４の中の参照符号を有さない矢印がベアリング・リング３４の磁化の方向を示しており、ステータ・リング７１の中の参照符号を有さない矢印がステータ・リング７１の磁化の方向を示す。
【0135】
第１の実施例を参照すると、図１７が変形形態を示しており、ここでは、ステータ・リング７１及びベアリング・リング３４の各々が径方向に磁化され、ステータ・リング７１の磁化及びベアリング・リング３４の磁化が同じ方向に方向付けられ、つまり各々の事例において径方向外側に方向付けられる。
【0136】
第１の実施例を参照すると、図１８が変形形態を示しており、ここでは、ステータ・リング７１が径方向に磁化され、ベアリング・リング３４が軸方向Ａに磁化される。ステータ・リング７１の磁化が径方向外側に方向付けられ、ベアリング・リング３４の磁化が軸方向Ａの上方に方向付けられる。
【0137】
第１の実施例を参照すると、図１９が変形形態を示しており、ここでは、ステータ・リング７１が軸方向Ａに磁化され、ベアリング・リング３４が径方向に磁化される。ステータ・リング７１の磁化が軸方向Ａの下方に方向付けられ、ベアリング・リング３４の磁化が径方向外側に方向付けられる。
【0138】
第２の実施例を参照すると、図２０が変形形態を示しており、ここでは、ステータ・リング７１及びベアリング・リング３４の各々が軸方向に磁化され、ステータ・リング７１の磁化及びベアリング・リング３４の磁化が反対に方向付けられる。ステータ・リング７１の磁化が軸方向Ａの下方に方向付けられ、ベアリング・リング３４の磁化が軸方向Ａの上方に方向付けられる。
【0139】
第２の実施例を参照すると、図２１が変形形態を示しており、ここでは、ステータ・リング７１及びベアリング・リング３４の各々が径方向に磁化され、ステータ・リング７１の磁化及びベアリング・リング３４の磁化が同じ方向に方向付けられ、つまり各々の事例の径方向外側に方向付けられる。
【0140】
ディスク形状のボディの表面を処理するための回転デバイスが本発明によりさらに提案され、この回転デバイスを用いて処理のためにボディが回転可能であり、この回転デバイスが本発明に従って設計される電磁ロータリー駆動装置１を備えることを特徴とし、ここでは、ロータ３がディスク形状のボディのためのホルダを備える。
【0141】
図２２が、ディスク形状の表面を処理するための回転デバイスの実施例を斜視図で示している。回転デバイスが全体として参照符号１００で示され、ディスク形状のボディが参照符号１１０を有する。より良好に理解することができるように、図２３がさらに、軸方向Ａの断面において、回転デバイス１００の斜視断面図を示しており、図２４が、軸方向Ａに沿う断面において、回転デバイス１００の概略断面図を示している。
【0142】
以下では、実施において重要であるような、半導体産業からの用途の事例に対して例示的なかたちで参照すると、処理されるべきボディ１１０が電子構成要素の製造のためのウエハー１１０であり、つまり薄いディスク形状のボディである。回転デバイス１００が、例えば、制御される手法で表面１１１に対して懸濁液などの流体を適用することなどを目的として、ウエハー１１０の表面１１１を処理するのに使用され得る。例としては、ここでは、スラリーによる化学的機械研磨プロセス（ＣＭＰ）、ウエハー１１０の洗浄及び／又はエッチング、溶媒を用いてのフォトレジストへの適用又はフォトレジストの除去、が挙げられる。ウエハー１１０に対して流体を適用するこれらの湿潤プロセスに加えて、回転デバイス１００は乾燥プロセスにも適する。ウエハー１１０を回転させるこのような乾燥プロセスの例には：プラズマ・エッチング、急熱プロセス（ＲＴＰ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、又は物理蒸着（ＰＶＤ）、がある。
【0143】
このようなプロセスでは、通常、ウエハー１１０がプロセス・チャンバ２０内で高速回転するように設定され、次いで処理のためにそれぞれの流体を適用されるか、或は例えばプラズマなどのそれぞれの放射線を適用されるか又は基板が分離される。本発明による回転デバイス１００はプロセス・チャンバ２０を空にしなければならないようなプロセスに特に適し、さらに特には高真空で実行されるプロセスに適する。
【0144】
通常、これらのすべてのプロセスで、ステータ２及び追加のベアリング・ステータ７がプロセス・チャンバ２０の外側に配置され、対してロータ３がプロセス・チャンバ２０の内側に配置される。
【0145】
図２２～図２４に示される実施例では、回転デバイス１００が、ここでは第１の実施例（図３）に従って設計される電磁ロータリー駆動装置１を備える。加えて、プロセス・チャンバ２０が提供され、このプロセス・チャンバ壁の領域のみが図２２～図２７に示されており、このプロセス・チャンバ壁がロータ３からステータ２を分離する。プロセス・チャンバ２０の全体が、ウエハー１１０を備えるロータ３をロック可能なプロセス・チャンバ２０の完全に内側に配置するように、設計されることを理解されたい。ステータ２及び追加のベアリング・ステータ７がプロセス・チャンバ２０の外側に配置される。図２３及び図２４で最も良好に見ることができるように、プロセス・チャンバ２０が、一方においてロータ３の間を延在し、他方においてステータ２と追加のベアリング・ステータ７との間を延在する、ように設計され、つまり、ステータ２及び追加のベアリング・ステータ７がプロセス・チャンバ２０の外側に配置され、対して、ウエハー１１０を備えるロータ３がプロセス・チャンバ２０の内側に配置される。この目的のために、プロセス・チャンバ２０が壁部分２０１（図２４）と、中央に配置される中空円筒部分２０２とを備え、中央に配置される中空円筒部分２０２がステータ２のリング形状のリフラックス２２内に配置される。壁部分２０１が中空円筒部分２０２から径方向外側に延在し、最初にステータ２のコイル６１の上方を延びて、次いで、磁気有効コア３１と、接続要素３５と、ベアリング・リング３４とに沿ってロータ３の下方を延びて、次いで追加のベアリング・ステータ７のステータ・リング７１の上方を延びる。
【0146】
この設計は、その中でウエハー１１０を処理するところのプロセス・チャンバ２０の外側にステータ２及び追加のベアリング・ステータ７が配置され得、対してウエハー１１０を備えるロータ３がプロセス・チャンバ２０の内側に配置され得る、という利点を有する。この点に関して、プロセス・チャンバ２０の中空円筒部分２０２がプロセス・チャンバ２０へのアクセス経路を提供し、例えば、このアクセス経路を通って流体がプロセス・チャンバ２０から排出され得るか又はプロセス・チャンバ２０の中に導入され得る。さらに、中空円筒部分２０２が、一般には、例えば、加熱器、又はプラズマ源又は放射線源、或はセンサなど、に接続される電気供給線又は信号線のための、プロセス・チャンバ２０へのアクセス経路として使用され得る。また、中空円筒部分２０２が、プロセス・チャンバ２０の中に冷却剤を供給したり又はプロセス・チャンバ２０から冷却剤を排出したりするのにも使用され得る。
【0147】
ロータ３が、ロータ３上でウエハー１１０を保持又は固定するためのホルダ１２０を備える。ホルダ１２０が複数の支持アーム１２１を備え、複数の支持アーム１２１が円周方向で見てロータ３の上方に等距離に分布される。ここで説明される実施例では、８つの実質的に等しい支持アーム１２１が設けられる。各支持アーム１２１がロータ３の接続要素３５上に配置され、接続要素３５に固定され、その結果、各支持アーム１２１が耐トルク的（ｔｏｒｑｕｅ－ｐｒｏｏｆ ｍａｎｎｅｒ）に接続要素３５に接続され、ひいては耐トルク的にロータ３に接続される。また、すべての支持アーム１２１が接続要素３５の一体部分であることも可能であり、つまり接続要素３５がすべての支持アーム１２１と一体部片として設計されることも可能である。
【0148】
各支持アーム１２１が、各々の事例で、ロータ３のベアリング・リング３４の上方で、接続要素３５から径方向外側に延在する。各支持アーム１２１の径方向外側に配置される端部がウエハー１１０を受けるように設計される。この目的のため、各支持アーム１２１の径方向外側に配置される端部の各々が、ウエハー１１０のための、停止部又は凹部、或は多様な形で構成される保持機構を有し、その結果、支持アーム１２１のすべてにより、ウエハー１１０がロータ３上で保持され得るか又はロータ３上で固定され得る。支持アーム１２１の径方向外側に配置される端部は、ウエハー１１０の直径ＤＫに一致する直径を有する円の上に配置される。
【0149】
ウエハー１１０又はその表面１１１を処理するために、ウエハー１１０がホルダ１２０の中に挿入されて次いでロータ３によって回転させられる。
【0150】
【0151】
図２５が、図２２～図２４に示されるディスク形状のボディの表面１１１を処理するための、本発明による回転デバイス１００の実施例の変形形態の斜視図を示す。より良好に理解することができるように、図２６がさらに、軸方向Ａにおける断面で、この変形形態の斜視断面図を示しており、図２７が、軸方向Ａに沿う断面で、この変形形態の概略断面図を示している。
【0152】
回転デバイス１００のこの変形形態は、ウエハー１１０のためホルダ１２０の設計が異なっている。この変形形態は、ベアリング・リング３４の内径より小さい外径ＤＫを有するより小さいウエハー１１０のために設計されている。円周方向で見て接続要素上に等距離に配置される支持アーム１２１の各々が、ここでは、軸方向Ａに延在する棒形状の支持アーム１２１として設計される。
【0153】
ディスク形状のボディ１１０の表面１１１を処理するための本発明による回転デバイス１００がまた、第２の実施例（図７）に従って設計される電磁ロータリー駆動装置１を用いるようにも設計され得ることを理解されたい。ここでは、したがって、ステータ・リング７１が軸方向Ａにおいてベアリング・リング３４から離間されて配置され、具体的にはベアリング・リング３４の下方に配置される。
【0154】
流体を運搬、混合、又は撹拌するための回転デバイスが本発明によりさらに提案され、この回転デバイスが本発明に従って設計される電磁ロータリー駆動装置１を備えることを特徴とし、ここでは、ロータリー駆動装置１のロータ３が回転デバイスのロータ３として設計される。
【0155】
図２８が、混合デバイスとして設計される本発明による回転デバイスの実施例を斜視図で示している。混合デバイスが全体として参照符号２００で示される。より良好に理解することができるように、図２９がさらに、軸方向Ａの断面において、混合デバイス２００の斜視断面図を示しており、図３０が、軸方向Ａに沿う断面において、混合デバイス２００の概略断面図を示している。
【0156】
図２８～図３０に示される実施例では、混合デバイス２００がここでは第２の実施例（図７）に従って設計される電磁ロータリー駆動装置１を備え、ここでは、ステータ・リング７１が軸方向Ａにおいてベアリング・リング３４から離間されて配置される。ステータ・リング７１が、軸方向Ａにおいてステータ・リング７１及びベアリング・リング３４を互いに位置合わせするような形で、示されるように（図２９、図３０）、ベアリング・リング３４の下方に配置される。
【0157】
ロータ３が流体を混合又は撹拌するための複数の羽根２１０を備える。ここで説明される実施例では、合計で４つの羽根２１０が設けられ、ここではこの数字が例示の特徴である。すべての羽根２１０が接続要素３５上に配置され、ロータ３の円周方向において等距離に配置される。各羽根２１０が径方向外側に延在し、耐トルク的に接続要素３５に接続され、ひいては耐トルク的にロータ３に接続される。羽根２１０は離間される構成要素であってよく、接続要素３５に固定される。もちろん、すべての羽根２１０が接続要素３５の一体部分であることも可能であり、つまり、接続要素３５がすべての羽根２１０と一体部片として設計されることも可能である。羽根２１０を備えるロータ３が混合デバイス２００のインペラ・ホイール又はインペラを形成し、インペラ・ホイール又はインペラが流体に作用する。
【0158】
有利な態様ではロータ３がインテグラル・ロータとして設計される。その理由は、電磁ロータリー駆動装置１のロータ３及び混合デバイス２００のロータ３の両方が、流体を運搬、混合、又は撹拌するのを可能にするのに用いられるからである。したがって、まとめると、ロータ３が１つで３つの機能を果たすことになる：電磁駆動装置のロータ、磁気浮揚のロータ、及び流体に作用するインペラ。インテグラル・ロータとしてのこの設計は、非常にコンパクトであり、空間を節約する設計である、という利点を提供する。
【0159】
混合デバイス２００が、寸法的に安定する底部２２１を有する混合タンク２２０をさらに備える。図２８及び図２９では、混合タンク２２０の底部２２１のみが示されている。混合タンク２２０が、混合又は撹拌されることになる流体を受け取るように機能する。寸法的に安定する底部２２１に加えて、混合タンク２２０が別の壁２２３（図３０）を少なくとも備え、この別の壁２２３が混合タンク２２０を制限する。この壁２２３は図２８及び図２９で示されておらず、図３０に示されている。この点に関して、壁２２３は寸法的に安定する壁として設計され得、例えばプラスチックから構成される。しかし、壁２２３は可撓性の壁２２３としても設計され得、好適にはプラスチックで作られる。この可撓性の壁２２３は、寸法的に安定する底部２２１と共に、混合又は撹拌されることになる物質を受け取るための混合タンク２２０を形成し、ここでは、この混合タンク２２０が可撓性のバッグとして設計され、例えばプラスチック・バッグ又は合成物質のバッグであり、保管時に占有することになる空間を可能な限り小さくするために折り畳まれ得る。混合タンク２２０のこの設計は１回使用の用途に特に適し、ここでは、混合タンク２２０の中に配置されるロータ３を備える混合タング２２０が意図される通りに１回のみ使用され、別の用途のためには新しい混合タンクに交換される。
【0160】
混合デバイス２００又は混合タンク２２０が、複数回の用途、つまり複数回使用のためにも設計され得ることを理解されたい。複数回の用途の場合、混合タンク２２０の全体が寸法的に安定するように設計されることが好適である。
【0161】
したがって、好適には、混合タンク２２０がステンレス鋼で作られるか、プラスチック、ガラス、又は別の材料で作られもよい。
【0162】
混合タンク２２０の寸法的に安定する底部２２１がロータリー駆動装置１のステータ２を受けるための収容缶２２２を備える。収容缶２２２が底部２２１の中央に位置し、ロータ３のリング形状の磁気有効コア３１の中にあり、その結果、動作状態においてロータ３の磁気有効コア３１が収容缶２２２を囲む。この目的のために、クリアランスを可能な限り小さくしてロータ３の磁気有効コア３１又は図示されないジャケットにより収容缶２２２を包囲することになるように、収容缶２２２が寸法決定される。
【0163】
特に図２９及び図３０に示されるように、混合デバイス２００内に収容缶２２２を備える寸法的に安定する底部２２１が、ステータ２のステータ棒２１とロータ３の磁気有効コア３１との間に収容缶２２２を配置するように、並びに寸法的に安定する底部２２１を、一方において、ロータ３の磁気有効コア３１と、接続要素３５と、ベアリング・リング３４との間で、また他方において、追加のベアリング・ステータ７の支持ボディ７２とステータ・リング７１との間で、径方向に延在させるように、設計及び構成される。したがって、組み立て状態では、ステータ２及び追加のベアリング・ステータ７が混合タンク２２０の外側に配置され、対して羽根２１０を備えるロータ３が混合タンク２２０の内側に配置される。
【0164】
また、混合デバイス２００のこの設計は、１回使用のための構成要素を含む実施例に特に適する。混合デバイスが、好適には、使い捨て用に設計される１回使用のデバイスと、複数回使用のために設計される再使用可能なデバイスとを有する。
【0165】
「１回使用のデバイス」という用語、及び「１回使用」の構成要素との他の複合物は、１回使用のために設計される構成要素又は部品を意味し、つまり意図される通りに１回のみ使用されてその後廃棄され得る構成要素又は部品を意味する。新しい用途では、新しい依然として未使用の１回使用の部品が使用されなければならない。したがって、１回使用のデバイスを構成又は設計する場合、本質的な態様として、混合デバイス２００を形成するために、１回使用のデバイスが再使用可能なデバイスと可能な限り容易に組み合わされ得る。したがって、１回使用のデバイスは、高い組み立てコストを必要とすることなく非常に容易に交換されることが可能でなければならない。特に好適には、１回使用のデバイスは、工具を使用することなく、再使用可能なデバイスと組み立てられたり再使用可能なデバイスから分離されたりすることが可能でなければならない。
【0166】
混合デバイス２００では、１回使用のデバイスが、ロータ３を内部に備える混合デバイス２２０を含み、再使用可能なデバイスが、ステータ２及び追加のベアリング・ステータ７を含む。
【0167】
１回使用のデバイス及び再使用可能なデバイスの、可能な限り単純な設計、並びに可能な限り単純な組み立て又は可能な限り単純な分離に関しては、ロータリー駆動装置１が第２の実施例（図７）に従って設計されることが有利であり、ここでは、ステータ・リング７１が軸方向Ａにおいてベアリング・リング３４から離間されて配置される。こうすることで、非常に単純な形で、混合タンク２２０がステータ２及び追加のベアリング・ステータ７と組み立てられ得たりステータ２及び追加のベアリング・ステータ７から分離され得たりする。組み立てる場合、ステータ２の上に収容缶２２２を配置することのみが必要であり、それにより混合デバイス２００の使用の準備が整う。使用後、混合タンク２１０がステータ２及び追加のベアリング・ステータ７から再び容易に分離され得る。
【0168】
混合デバイス２００の全体が、再使用可能なデバイスとして、つまり複数回使用のために、設計されてもよいことを理解されたい。このような設計を用いる場合、具体的には、その中にロータ３を配置する混合タンク２２０も複数回使用のために設計される。
【0169】
混合デバイス２００として設計される回転デバイスは、具体的には、製薬産業及びバイオテクノロジ産業で使用され得る。混合デバイス２００は、混合されることになる物質に接触する構成要素の非常に高い程度の純度又は無菌状態が必要不可欠であるような用途に特に適する。混合デバイス２００は生物反応器又は発酵槽としても設計され得る。しかし、混合デバイス２００がこのような設計のみに限定されずに、概して、媒体又は物質を混合又は撹拌するのを可能にするのに用いられる混合デバイス２００として設計され得る、ことを理解されたい。具体的には、これらの物質は流体又は固定であってよく、好適には粉末であってよい。混合デバイス２００は、液体を互いに対して混合するのに、及び／又は少なくとも１つの液体を粉末若しくは他の固体と混合するのに、並びに／或は気体を液体及び／又は固体と混合するのに、適する。
【0170】
本発明による、流体を、運搬、混合、又は撹拌するための回転デバイス２００が、第１の実施例（図３）に従って設計される電磁ロータリー駆動装置１と共に設計されてもよいことを理解されたい。ここでは、ステータ・リング７１がベアリング・リング３４と同心に配置され、その結果、ステータ・リング７１がベアリング・リング３４を囲む。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
