特許 7516266 経皮的循環器系補助装置用アキシャルフラックスモータ

(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】2024-07-05

(45)【発行日】2024-07-16

(54)【発明の名称】経皮的循環器系補助装置用アキシャルフラックスモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 16/00 20060101AFI20240708BHJP

   A61M 60/804 20210101ALI20240708BHJP

   H02K 21/24 20060101ALI20240708BHJP

【ＦＩ】

H02K16/00

A61M60/804

H02K21/24 M

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020572481

(86)(22)【出願日】2019-08-27

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-10-28

(86)【国際出願番号】 US2019048350

(87)【国際公開番号】W WO2020046940

(87)【国際公開日】2020-03-05

【審査請求日】2020-12-24

【審判番号】

【審判請求日】2023-03-15

(31)【優先権主張番号】62/723,591

(32)【優先日】2018-08-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】506192652

【氏名又は名称】ボストン サイエンティフィック サイムド，インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＢＯＳＴＯＮ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ ＳＣＩＭＥＤ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】スコンザート、カリーナ エル．

(72)【発明者】

【氏名】クロンステット、ジョセフ エイ．

(72)【発明者】

【氏名】ブレイダル、ベンジャミン

(72)【発明者】

【氏名】ロバートソン、キンバリー エイ．

【合議体】

【審判長】瀧内 健夫

【審判官】中野 浩昌

【審判官】大橋 達也

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第１９４７２６９（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１８－９３６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／１１７６３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０８２９８７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

H02K16/00

H02K21/24

A61M60/804

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アキシャルフラックスモータにおいて、
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置された駆動シャフトと、
０．５ｍｍ～２０ｍｍの直径を有する少なくとも１つのロータであって、前記少なくとも１つのロータは、直径方向に磁化された単極対磁気リングであって、前記磁気リングの中心を通って画定されたロータ開口を有する単極対磁気リングを有し、前記駆動シャフトは前記ロータ開口を通って延在し、前記少なくとも１つのロータは前記駆動シャフトに固定される、少なくとも１つのロータと、
少なくとも１つのステータであって、前記少なくとも１つのステータは、複数の導電性巻線及びステータ開口を有し、前記駆動シャフトは、前記ステータ開口を通って延在し、及び前記駆動シャフトは、前記開口内で回転可能であり、少なくとも１つのステータは、前記少なくとも１つのロータを回転させる軸方向磁場を生成し、それによって駆動シャフトを回転させるべく形成されている、少なくとも１つのステータと、
前記駆動シャフトに回転可能に結合された第１のベアリングと、
前記駆動シャフトに回転可能に結合された第２のベアリングであって、前記少なくとも１つのロータ及び前記少なくとも１つのステータが前記第１のベアリングと前記第２のベアリングとの間に配置される、第２のベアリングと、
前記第１のベアリングと、前記少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータとの間に配置された第１のフラックスリターンディスクと、
前記第２のベアリングと、少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータとの間に配置された第２のフラックスリターンディスクとを備え、
前記モータが、経皮的機械的循環補助装置のインペラを駆動するように構成され、前記インペラが前記駆動シャフトに結合されているアキシャルフラックスモータ。

【請求項2】

前記少なくとも１つのステータが複数のステータを含んでなり、前記複数のステータのそれぞれが、少なくとも１つの隣接するロータを回転させる、請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

前記少なくとも１つのステータがスロット付きステータコアを備え、前記複数の導電性巻線のそれぞれが前記ステータコアの１つ以上のスロットの周りに巻かれている、請求項１又は２のいずれか一項に記載のモータ。

【請求項4】

前記複数の導電性巻線のそれぞれが概ねくさび形状をなし、前記駆動シャフトに隣接する第１の端部に第１の幅を有し、第２の端部に第２の幅を有し、前記第２の幅が前記第１の幅よりより大きい、請求項１～３のいずれか一項に記載のモータ。

【請求項5】

前記第１及び第２のフラックスリターンディスクのそれぞれが、ハイパコ合金からなる、請求項１に記載のモータ。

【請求項6】

前記複数の巻線のそれぞれがプリント回路基板上に印刷されるか、又は３Ｄ印刷される、請求項１～５のいずれか一項に記載のモータ。

【請求項7】

アキシャルフラックスモータにおいて、
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置された駆動シャフトと、
０．５ｍｍ～２０ｍｍの直径を有する少なくとも１つのロータであって、前記少なくとも１つのロータは、直径方向に磁化された単極対磁気リングであって、前記磁気リングの中心を通って画定されたロータ開口を有する単極対磁気リングを有し、前記駆動シャフトは前記ロータ開口を通って延在し、前記少なくとも１つのロータは前記駆動シャフトに固定される、少なくとも１つのロータと、
少なくとも１つのステータであって、前記少なくとも１つのステータは、前記駆動シャフトの周りに配置された複数の導電性巻線とステータ開口とを有し、前記駆動シャフトは、前記ステータ開口を通って延在し、及び前記駆動シャフトは、前記開口内で回転可能であり、前記少なくとも１つのステータはステータコアを有さず、少なくとも１つのステータは、前記少なくとも１つのロータを回転させる軸方向磁場を生成し、それによって駆動シャフトを回転させるべく形成されている、少なくとも１つのステータと、
前記駆動シャフトに回転可能に結合された第１のベアリングと、
前記駆動シャフトに回転可能に結合された第２のベアリングであって、前記少なくとも１つのロータ及び前記少なくとも１つのステータが前記第１のベアリングと前記第２のベアリングとの間に配置される、第２のベアリングと、
前記第１のベアリングと少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータとの間に配置された第１のハイパコ合金フラックスリターンディスクと、
前記第２のベアリングと少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータとの間に配置された第２のハイパコ合金フラックスリターンディスクとを備え、
前記モータが、経皮的機械的循環補助装置のインペラを駆動するように構成され、前記インペラが前記駆動シャフトに結合されている、アキシャルフラックスモータ。

【請求項8】

前記複数の導電性巻線のそれぞれは、前記ハウジングの内面に結合され、前記複数の巻線のそれぞれは概ねくさび形状をなし、前記駆動シャフトに隣接する第１の端部では第１の幅を有し、及び第２の端部では第２の幅を有し、前記第２の幅は第１の幅よりも大きい、請求項７に記載のモータ。

【請求項9】

前記複数の巻線のそれぞれが３Ｄ印刷されている、請求項７又は８のいずれか一項に記載のモータ。

【請求項10】

ハウジングと、
前記ハウジング内に配置された駆動シャフトと、
該駆動シャフトによって駆動されるように構成されたインペラと、
各々が０．５ｍｍ～２０ｍｍの直径を有する複数のロータであって、前記複数のロータのそれぞれは、直径方向に磁化された単極対磁気リングであって、前記磁気リングを通って画定されたロータ開口を有する単極対磁気リングを備え、前記駆動シャフトはロータ開口を通って延在し、前記ロータは前記駆動シャフトに結合される、複数のロータと、
複数のステータであって、前記複数のステータのそれぞれは複数の導電性巻線及びステータ開口を有し、前記駆動シャフトは前記ステータ開口を通って延在し、及び前記駆動シャフトは、開口内で回転可能であり、前記複数のステータのそれぞれは軸方向磁場を生成するように構成され、前記軸方向磁場は複数のロータのうちの少なくとも１つの隣接するロータを回転させ、それによって前記駆動シャフト及び前記インペラを回転させる、複数のステータと、
前記駆動シャフトに回転可能に結合された第１のベアリングと、
前記駆動シャフトに回転可能に結合された第２のベアリングであって、前記少なくとも１つのロータ及び前記少なくとも１つのステータが前記第１のベアリングと前記第２のベアリングとの間に配置される、第２のベアリングと、
前記第１のベアリングと少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータとの間に配置された第１のハイパコ合金フラックスリターンディスクと、
前記第２のベアリングと少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータとの間に配置された第２のハイパコ合金フラックスリターンディスクとを備える、経皮的機械的循環補助装置。

【請求項11】

前記モータに動作可能に結合されるコントローラであって、
起動の動作の間に複数のステータを作動させる工程と、
前記モータが指定された動作条件を有することを判定すると、前記複数のステータのうちの１つ以上を停止する工程とを行うように構成されたコントローラをさらに備える、請求項１０に記載の循環補助装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気モータに関する。より詳細には、本開示は、アキシャルフラックス磁気モータを有する経皮的循環補助装置に関する。

【背景技術】

【0002】

心不全は、心臓が体の代謝の需要を満たすために十分な血液を送り出すことができない場合に発生する。これは６５歳以上の患者の入院の主な原因であり、３年間の死亡率は５０％であり、医療システムに３００億ドル以上の費用がかかっている。心不全患者を治療するための潜在的な解決策には、経皮的機械的循環補助が含まれ、これは、急性の部分的補助を経皮的に提供し、必要に応じて心拍出量を増加させる方法である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

経皮的循環補助は、急性非代償性心不全（ＡＤＨＦ）、心原性ショックを呈している患者、及び／又は高リスクのＰＣＩ処置の間に使用される場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0004】

実施例１において、アキシャルフラックスモータは、ハウジングと、ハウジング内に配置された駆動シャフトと、少なくとも１つのロータであって、少なくとも１つのロータは、磁気リングの中心を通って画定されたロータ開口を有する直径方向に磁化された単極対磁気リングを含み、駆動シャフトはロータ開口を通って延在し、少なくとも１つのロータは駆動シャフトに固定されている、少なくとも１つのロータと、少なくとも１つのステータであって、少なくとも１つのステータは、複数の導電性巻線及びステータ開口を含み、駆動シャフトは、ステータ開口を通って延在し、駆動シャフトは、開口内で回転可能であり、少なくとも１つのステータは、少なくとも１つのロータを回転させ、それによって駆動シャフトを回転させる軸方向磁場を生成するように構成されている、少なくとも１つのステータとを備える。

【0005】

実施例２において、実施例１のモータでは、少なくとも１つのステータは、複数のステータからなり、複数のステータのそれぞれは、少なくとも１つの隣接するロータを回転させるように構成される。

【0006】

実施例３では、実施例１又は２のいずれかのモータにおいて、少なくとも１つのステータは、スロット付きステータコアを有し、複数の導電性巻線のそれぞれは、ステータコアの１つ以上のスロットの周りに巻かれている。

【0007】

実施例４では、実施例１～３のいずれかのモータにおいて、各巻線が概ねくさび形状をなし、駆動シャフトに隣接する第１の端部に第１の幅を有し、第２の端部に第２の幅を有し、第２の幅は第１の幅よりも大きい。

【0008】

実施例５では、実施例１～４のいずれかのモータにおいて、駆動シャフトに回転可能に結合された第１のベアリングと、駆動シャフトに回転可能に結合された第２のベアリングであって、少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータが第１のベアリングと第２のベアリングとの間に配置される、第２のベアリングと、第１のベアリングと少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータとの間に配置された第１のフラックスリターンディスクと、第２のベアリングと少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータとの間に配置された第２のフラックスリターンディスクとをさらに備える。

【0009】

実施例６では、実施例５のモータにおいて、第１及び第２のフラックスリターンディスクのそれぞれがハイパコ（Ｈｉｐｅｒｃｏ、商標）合金からなる。
実施例７において、実施例１～６のいずれかのモータは、複数の巻線のそれぞれがプリント回路基板上に印刷されるか、又は３Ｄ印刷される。

【0010】

実施例８において、実施例１～７のいずれかのモータは、経皮的機械的循環補助装置のインペラを駆動するように構成され、インペラが駆動シャフトに結合されている。
実施例９では、アキシャルフラックスモータは、ハウジングと、ハウジング内に配置された駆動シャフトと、少なくとも１つのロータであって、磁気リングの中心を通って画定されたロータ開口を有する直径方向に磁化された単極対磁気リングを有し、駆動シャフトはロータ開口を通って延在し、少なくとも１つのロータは駆動シャフトに固定される、少なくとも１つのロータと、少なくとも１つのステータであって、駆動シャフト及びステータ開口の周りに配置された複数の導電性巻線を有し、駆動シャフトはステータ開口を通って延在し、駆動シャフトは開口内で回転可能であり、少なくとも１つのステータはステータコアを含まず、少なくとも１つのステータは、少なくとも１つのロータを回転させ、それによって駆動シャフトを回転させる軸方向磁場を生成するように構成される、少なくとも１つのステータとを備える。

【0011】

実施例１０では、実施例９のモータは、複数の導電性巻線のそれぞれがハウジングの内面に結合され、複数の巻線のそれぞれが概ねくさび形状をなし、かつ、駆動シャフトに隣接する第１の端部で第１の幅を有し、及び第２の端部で第２の幅を有し、第２の幅は第１の幅よりも大きい。

【0012】

実施例１１では、実施例９又は１０のいずれかのモータは、複数の巻線のそれぞれが３Ｄ印刷されている。
実施例１２は、実施例９～１１のいずれかのモータにおいて、駆動シャフトに回転可能に結合された第１のベアリングと、駆動シャフトに回転可能に結合された第２のベアリングであって、少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータが第１のベアリングと第２のベアリングとの間に配置される、第２のベアリングと、第１のベアリングと少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータとの間に配置された第１のハイパコ合金フラックスリターンディスクと、第２のベアリングと少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータとの間に配置された第２のハイパコ合金フラックスリターンディスクとをさらに備える。

【0013】

実施例１３において、実施例９～１２のいずれかのモータは、経皮的機械的循環補助装置のインペラを駆動するように構成され、インペラが駆動シャフトに結合されている。
実施例１４では、経皮的機械的循環補助装置は、ハウジングと、ハウジング内に配置された駆動シャフトと、複数のロータであって、複数のロータのそれぞれが磁気リングの中心を通って画定されたロータ開口を有する、直径方向に磁化された単極対磁気リングを備え、駆動シャフトはロータ開口を通って延在し、ロータは駆動シャフトに固定される、複数のロータと、複数のステータであって、複数のステータの各ステータは、複数の導電性巻線及びステータ開口を含み、駆動シャフトはステータ開口を通って延在し、駆動シャフトは開口内で回転可能であり、複数のステータのそれぞれは、複数のロータのうちの隣接する少なくとも１つのロータを回転させ、それによって駆動シャフトを回転させる軸方向磁場を生成するように構成される複数のステータとを備える。

【0014】

実施例１５では、実施例１４の循環補助装置は、モータに動作可能に結合され、及び、起動操作の間に、複数のステータを作動させる工程と、モータが特定の動作条件を有すると決定すると、複数のステータのうちの１つ以上を停止する工程とを行うように構成されたコントローラをさらに備える。

【0015】

実施例１６において、アキシャルフラックスモータは、ハウジングと、ハウジング内に配置された駆動シャフトと、少なくとも１つのロータであって、少なくとも１つのロータは、磁気リングの中心を通って画定されたロータ開口を有する直径方向に磁化された単極対磁気リングを含み、駆動シャフトはロータ開口を通って延在し、少なくとも１つのロータは駆動シャフトに固定されている、少なくとも１つのロータと、少なくとも１つのステータであって、少なくとも１つのステータは、複数の導電性巻線及びステータ開口を含み、駆動シャフトは、ステータ開口を通って延在し、駆動シャフトは、開口内で回転可能であり、少なくとも１つのステータは、少なくとも１つのロータを回転させ、それによって駆動シャフトを回転させる軸方向磁場を生成するように構成されている、少なくとも１つのステータとを備える。

【0016】

実施例１７において、実施例１６のモータでは、少なくとも１つのステータは、複数のステータからなり、複数のステータのそれぞれは、少なくとも１つの隣接するロータを回転させるように構成される。

【0017】

実施例１８では、実施例１６のモータにおいて、少なくとも１つのステータは、スロット付きステータコアを有し、複数の導電性巻線のそれぞれは、ステータコアの１つ以上のスロットの周りに巻かれている。

【0018】

実施例１９では、実施例１６のモータにおいて、各巻線が概ねくさび形状をなし、駆動シャフトに隣接する第１の端部に第１の幅を有し、第２の端部に第２の幅を有し、第２の幅は第１の幅よりも大きい。

【0019】

実施例２０では、実施例１６のモータにおいて、駆動シャフトに回転可能に結合された第１のベアリングと、駆動シャフトに回転可能に結合された第２のベアリングであって、少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータが第１のベアリングと第２のベアリングとの間に配置される、第２のベアリングと、第１のベアリングと少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータとの間に配置された第１のフラックスリターンディスクと、第２のベアリングと少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータとの間に配置された第２のフラックスリターンディスクとをさらに備える。

【0020】

実施例２１では、実施例２０のモータにおいて、第１及び第２のフラックスリターンディスクのそれぞれがハイパコ（Ｈｉｐｅｒｃｏ、商標）合金からなる。
実施例２２において、実施例１６のモータは、複数の巻線のそれぞれがプリント回路基板上に印刷されるか、又は３Ｄ印刷される。

【0021】

実施例２３において、実施例１６のモータは、経皮的機械的循環補助装置のインペラを駆動するように構成され、インペラが駆動シャフトに結合されている。
実施例２４では、アキシャルフラックスモータは、ハウジングと、ハウジング内に配置された駆動シャフトと、少なくとも１つのロータであって、磁気リングの中心を通って画定されたロータ開口を有する直径方向に磁化された単極対磁気リングを有し、駆動シャフトはロータ開口を通って延在し、少なくとも１つのロータは駆動シャフトに固定される、少なくとも１つのロータと、少なくとも１つのステータであって、駆動シャフト及びステータ開口の周りに配置された複数の導電性巻線を有し、駆動シャフトはステータ開口を通って延在し、駆動シャフトは開口内で回転可能であり、少なくとも１つのステータはステータコアを含まず、少なくとも１つのステータは、少なくとも１つのロータを回転させ、それによって駆動シャフトを回転させる軸方向磁場を生成するように構成される、少なくとも１つのステータとを備える。

【0022】

実施例２５において、実施例２４のモータは複数の導電性巻線のそれぞれがハウジングの内面に結合されている。
実施例２６では、実施例２４のモータにおいて、複数の巻線のうちのそれぞれが概ねくさび形状をなし、駆動シャフトに隣接する第１の端部に第１の幅を有し、第２の端部に第２の幅を有し、第２の幅は第１の幅よりも大きい。

【0023】

実施例２７では、実施例２４のモータにおいて、駆動シャフトに回転可能に結合された第１のベアリングと、駆動シャフトに回転可能に結合された第２のベアリングであって、少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータが第１のベアリングと第２のベアリングとの間に配置される、第２のベアリングと、第１のベアリングと少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータとの間に配置された第１のハイパコ合金フラックスリターンディスクと、第２のベアリングと少なくとも１つのロータ及び少なくとも１つのステータとの間に配置された第２のハイパコ合金フラックスリターンディスクとをさらに備える。

【0024】

実施例２８において、実施例２４のモータは、経皮的機械的循環補助装置のインペラを駆動するように構成され、インペラが駆動シャフトに結合されている。
実施例２９では、経皮的機械的循環補助装置は、ハウジングと、ハウジング内に配置された駆動シャフトと、複数のロータであって、複数のロータのそれぞれが磁気リングの中心を通って画定されたロータ開口を有する、直径方向に磁化された単極対磁気リングを備え、駆動シャフトはロータ開口を通って延在し、ロータは駆動シャフトに固定される、複数のロータと、複数のステータであって、複数のステータの各ステータは、複数の導電性巻線及びステータ開口を含み、駆動シャフトはステータ開口を通って延在し、駆動シャフトは開口内で回転可能であり、複数のステータのそれぞれは、複数のロータのうちの隣接する少なくとも１つのロータを回転させ、それによって駆動シャフトを回転させる軸方向磁場を生成するように構成される複数のステータとを備える。

【0025】

実施例３０では、実施例２９の循環補助装置は、モータに動作可能に結合され、及び、起動操作の間に、複数のステータを作動させる工程と、モータが特定の動作条件を有すると決定すると、複数のステータのうちの１つ以上を停止する工程とを行うように構成されたコントローラをさらに備える。

【0026】

実施例３１において、実施例２９のモータにおいて、駆動シャフトに回転可能に結合された第１のベアリングと、駆動シャフトに回転可能に結合された第２のベアリングであって、複数のロータ及び複数のステータが第１のベアリングと第２のベアリングとの間に配置される、第２のベアリングと、第１のベアリングと複数のロータ及び複数のステータとの間に配置された第１のハイパコ合金フラックスリターンディスクと、第２のベアリングと複数のロータ及び複数のステータとの間に配置された第２のハイパコ合金フラックスリターンディスクとをさらに備える。

【0027】

実施例３２では、実施例２９のモータにおいて、複数のステータは、スロット付きステータコアを有し、複数の導電性巻線のそれぞれは、ステータコアの１つ以上のスロットの周りに巻かれている。

【0028】

実施例３３において、実施例２９のモータは、ステータがステータコアを含まず、複数の導電性巻線のそれぞれがハウジングの内面に結合されている。
実施例３４では、実施例２９のモータにおいて、各巻線が概ねくさび形状をなし、駆動シャフトに隣接する第１の端部に第１の幅を有し、第２の端部に第２の幅を有し、第２の幅は第１の幅よりも大きい。

【0029】

実施例３５において、実施例２９のモータは、複数の巻線のそれぞれがプリント回路基板上に印刷されるか、又は３Ｄ印刷される。
複数の実施形態が開示されているが、この明細書に開示されている主題の、さらなる他の実施形態は、開示された主題の例示的な実施形態を示し、及び説明する以下の詳細な説明から、当業者に明らかになるであろう。したがって、図面及び詳細な説明は、本質的に例示的なものと見なされるべきであり、限定的なものではない。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本明細書に開示される主題の実施形態による、例示的な経皮的機械的循環補助装置の断面側面図。

【図2】本明細書に開示される主題の実施形態による、ステータコアを有する例示的なステータの上面図。

【図3】本明細書に開示される主題の実施形態による、ステータコアのないステータが設けられる例示的な経皮的機械的循環補助装置の断面側面図。

【図4】本明細書に開示される主題の実施形態による、ステータコアのない例示的なステータの断面上面図。

【図5】本明細書に開示される主題の実施形態による、ハウジングが取り外された状態のアキシャルフラックスモータの一部を示す斜視図であって、ロータ及びステータの例示的な配置を示している斜視図。

【図6A】本明細書に開示される主題の実施形態による、アキシャルフラックスモータの構成要素の例示的な動作を示す概略図。

【図6B】本明細書に開示される主題の実施形態による、アキシャルフラックスモータの構成要素の例示的な動作を示す概略図。

【発明を実施するための形態】

【0031】

開示された主題は、様々な修正及び代替の形態に従うことができるが、特定の実施形態は、例として図面に示され、以下で詳細に説明される。しかしながら、その意図は、本明細書に開示される主題を、記載される特定の実施形態に限定することではない。それどころか、本開示は、本明細書に開示される主題の範囲内にあり、添付の特許請求の範囲によって定義されるすべての修正、同等物、及び代替物を網羅することを意図している。

【0032】

有形のもの（例えば、製品、在庫など）及び／又は無形のもの（例えば、データ、通貨の電子表現、アカウント、情報、物の一部（例えば、パーセンテージ、分数）、計算、データモデル、動的システムモデル、アルゴリズム、パラメータなど）についての値（例えば、大きさ、測定値、及び／又は特性に関連して本明細書で使用される定性的及び／又は定量的観察の他の程度（例えば、寸法、測定値、属性、構成要素）、及び／又はその範囲に関連して本明細書で使用する、「約」及び「およそ」との文言は、値、構成、方向、及び／又は、他の特性であって記載された値、構成、向き、及び／又は他の特性と同じか、又は値、構成、向き、及び／又は記載された値、構成、向きに合理的に近い他の特性に等しい（又は同じ） 、及び／又はその他特徴的であるが、等しい（又は又は他の特性）ものを指すために、交換可能に使用され得る。それは、測定誤差；測定及び／又は製造装置の校正の違い；測定値の読み取り及び／又は設定における人為的エラー；他の測定値（他のものに関連する測定値など）を考慮して、パフォーマンス及び／又は構造パラメータを最適化するために行われる調整；特定の実装シナリオ；人、コンピューティングデバイス、及び／又はマシンによる物事、設定、及び／又は測定の不正確な調整及び／又は操作；システム公差；制御ループ；機械学習；予見可能な変動（例えば、統計的に有意でない変動、カオス的変動、システム及び／又はモデルの不安定性など）；優先順位；及び／又は同様のものに起因すると関連技術の当業者によって理解され、容易に確認されるように、適度にわずかに異なる可能性があるものである。

【0033】

「上」、「上の」、及び「上向き」という用語、及びそれらの変形は、説明を明確にすることのみを目的として本開示全体で使用され、相対的な方向（すなわち、別の方向と区別するための、ある特定の方向）を指すことのみを意図し、絶対的な方向を意味すると解釈されることを意味するものではない。同様に、「下」、「下の」、及び「下向き」という用語、及びそれらの変形は、説明を明確にすることのみを目的として本開示全体で使用され、「上」、「上の」、及び「上向き」という用語の１つ以上によって参照される方向、及びそれらの変形と、少なくともほぼ反対の相対方向を指すことのみを意図している。

【0034】

「ブロック」という用語は、例示的に使用される異なる要素を暗示するために本明細書で使用され得るが、この用語は、本明細書に開示される様々なブロックの要件、又はそれらの間又は間の特定の順序を意味するものとして解釈されるべきではない。同様に、例示的な方法は、１つ以上の図面（例えば、フロー図、通信フローなど）によって表すことができるが、図面は、本明細書に開示される様々な工程の要件又は特定の順序を意味するものとして解釈されるべきではない。しかしながら、特定の実施形態は、本明細書に明示的に記載され得るように、及び／又は工程自体の性質から理解され得るように、特定の工程及び／又は特定の工程間の特定の順序を必要とし得る（例えば、いくつかの工程の性能は、前の工程から得られる結果に依ることがある）。さらに、アイテムの「セット」、「サブセット」、又は「グループ」（例えば、入力、アルゴリズム、データ値など）は、１つ以上のアイテムを含み得、同様に、アイテムのサブセット又はサブグループは、１つ以上のアイテムを含み得る。「複数」とは、１つより大きいことを意味する。

【0035】

アキシャルフラックスモータは、各モータの磁束の方向において、より一般的なラジアルフラックスモータとは異なる。ラジアルフラックスモータでは、磁束はモータの側面に沿って半径方向に生成されるが、アキシャルフラックスモータでは、磁束はモータの軸方向の長さに沿って軸方向に生成される。アキシャルフラックスモータは、一般に、ラジアルフラックスモータよりも高いトルク対重量比で、より薄く、より軽くすることができる。本明細書に記載の実施形態は、制限された外径の設定でトルクを増加させるために、複数のロータ及びステータが軸方向に積み重ねられる「多段」アキシャルフラックスモータを含む。本明細書に開示されるアキシャルフラックスモータの実施形態はまた、ロータ／ステータ対を直列に、並列に、及び／又は任意の数の組み合わせで接続することによってカスタマイズすることができる。このような方法でロータ／ステータの対を配置するこの機能は、モータに冗長性を追加し、及び／又はモータが稼働すると１つ以上のステータを停止できるため、エネルギーを節約できる。

【0036】

図１は、本明細書に開示される主題の実施形態による、例示的な経皮的機械的循環補助装置１００の断面側面図を示す。図示されるように、循環補助装置１００は、ハウジング１０４内に配置されたアキシャルフラックスモータ１０２を含む。コントローラ１０６は、モータ１０２に動作可能に結合され、モータ１０２を制御するように構成される。コントローラ１０６は、実施形態ではハウジング１０４内に配置することができ、又は他の実施形態では、ハウジングの外側（例えば、カテーテルハンドル、独立したハウジングなど）に配置することができる。実施形態では、コントローラ１０６は、複数の構成要素を含むことができ、その１つ以上は、ハウジング１０４内に配置することができる。

【0037】

実施形態によれば、コントローラ１０６は、１つ以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、１つ以上のプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、１つ以上のコンプレックスＰＬＤ（ＣＰＬＤ）、１つ以上のカスタムの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、１つ以上の専用プロセッサ（マイクロプロセッサなど）、１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又はこれらや他の部品の任意の組み合わせであり、あるいはこれらを含んでなり、又はこれらに含まれ得る。コントローラ１０６は、本明細書では単数形で言及されているが、コントローラ１０６は、複数のインスタンスで実装され、複数のコンピューティングデバイスに分散され、複数の仮想マシン内でインスタンス化され、及び／又は同様であることが可能である。

【0038】

コンピューティングデバイスは、開示された主題の実施形態の態様を実施するのに適した任意のタイプのコンピューティングデバイスを含み得る。コンピューティングデバイスの例には、「制御ユニット」、「制御アセンブリ」、「ワークステーション」、「サーバー」、「ハンドヘルドデバイス」、「コントローラ」などの特殊なコンピューティングデバイス又は汎用コンピューティングデバイスが含まれるが、これらのすべてが、コントローラ１０６を参照して、図１の範囲内にあるものと企図されている。

【0039】

実施形態では、コンピューティングデバイスは、以下のデバイスを直接的及び／又は間接的に結合するバスを含む：処理ユニット、メモリ、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート、Ｉ／Ｏコンポーネント、及び電源。任意の数の追加のコンポーネント、異なるコンポーネント、及び／又はコンポーネントの組み合わせもまた、コンピューティングデバイスに含まれ得る。Ｉ／Ｏコンポーネントは、例えば、ディスプレイデバイス、スピーカー、印刷デバイスなどのような情報をユーザに提示するように構成された表示コンポーネント、及び／又は、例えば、マイク、ジョイスティック、サテライトディッシュ、スキャナー、プリンタ、ワイヤレスデバイス、キーボード、ペン、音声入力デバイス、タッチ入力デバイス、タッチスクリーンデバイス、インタラクティブディスプレイデバイス、マウスなどの入力コンポーネントを含む。

【0040】

バスは、１つ以上のバス（例えば、アドレスバス、データバス、又はそれらの組み合わせなど）であり得るものを表す。同様に、実施形態では、コンピューティングデバイスは、いくつかの処理ユニット、いくつかのメモリコンポーネント、いくつかのＩ／Ｏポート、いくつかのＩ／Ｏコンポーネント、及び／又はいくつかの電源を含み得る。さらに、これらのコンポーネントの任意の数、又はそれらの組み合わせは、いくつかのコンピューティングデバイスにわたって分散及び／又は複製され得る。

【0041】

実施形態では、メモリは、揮発性及び／又は不揮発性メモリの形態のコンピュータ可読媒体を含み、取り外し可能、取り外し不可能、又はそれらの組み合わせであり得る。媒体の例には、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、電子的に消去可能なプログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリー、光学又はホログラフィックメディア、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイス、データ送信、及び／又は情報を格納するために使用することができ、コンピューティングデバイスによってアクセスすることができる、例えば、量子状態メモリなどのような任意の他の媒体が含まれる。実施形態では、メモリは、プロセッサに、本明細書で説明するシステムコンポーネントの実施形態の態様を実装させる、及び／又は本明細書で説明する方法及び手順の実施形態の態様を実行させるためのコンピュータ実行可能命令を格納する。

【0042】

コンピュータ実行可能命令は、例えば、コンピュータコード、機械使用可能命令など、例えば、コンピューティングデバイスに関連する１つ以上のプロセッサによって実行することができるプログラムコンポーネントを含み得る。プログラムコンポーネントは、様々な言語、開発キット、フレームワークなどを含む、任意の数の異なるプログラミング環境を使用してプログラミングすることができる。本明細書で企図される機能のいくつか又はすべてはまた、又は代替として、ハードウェア及び／又はファームウェアに実装され得る。

【0043】

図１に示すように、モータ１０２は、ハウジング１０４内に少なくとも部分的に配置された駆動シャフト１０８を含み、駆動シャフト１０８の回転を介して、駆動シャフト１０８に結合されたインペラ１１０を駆動するように構成される。実施形態では、駆動シャフト１０８は、例えば、鋼、チタン合金、コバルトクロム合金、ニチノール、高強度セラミックなどの任意の数の異なる剛性材料で形成することができる。実施形態によれば、図１に示される（及び本開示全体を通して様々な実施形態に従って説明される）モータ１０２は、経皮的機械的循環補助装置のインペラを駆動するように構成されるように示されるが、モータ１０２の実施形態は、説明される本明細書では、経皮的機械的循環補助装置の実施以外の実施多様において使用されるように構成され得る。例えば、本明細書に記載のモータの実施形態は、歯科用ツール、インスリンポンプ、血管画像化デバイス、超音波プローブ、アテレクトミーデバイスなどに実装され得る。

【0044】

図１にさらに示されるように、モータ１０２は、いくつかのロータ１１２及びいくつかのステータ１１４を含む。各ステータ１１４は、１つ以上の隣接するロータ１１２を回転させ、それによって駆動シャフト１０８を回転させる軸方向磁場を生成するように構成される。実施形態によれば、モータ１０２は、任意の組み合わせで、任意の数のロータ及びステータを含むことができる。例えば、モータ１０２は、１つのステータと２つのロータ、２つのステータと１つのロータ、２つのステータと２つのロータ、２つのステータと３つのロータなどを含み得る。実施形態では、ステータ及びロータは、対（例えば、各ステータが１つのロータを駆動する）、隣接する２つ又は３つのセット（例えば、各ステータが１つ又は２つのロータを駆動する）などにグループ化され得る。実施形態では、コントローラ１０６は、任意の数の異なる分極パターンに従って任意の数のステータを選択的に作動させ、それによって、選択されたロータを選択された方向に駆動するように構成され得る。

【0045】

実施形態では、ロータ１１２のそれぞれは、磁気リング１１６の中心を通して画定されたロータ開口１１８を有する、直径方向に磁化された単極対磁気リング１１６を含む。単極対磁気リングは、単極対を有する、すなわち、一対の極（例えば、北及び南）を有する磁気リングである。実施形態によれば、ロータは、複数の極対、ハルバッハ配列などを含み得る。駆動シャフト１０８は、ロータ開口１１８を通って延在し、ロータ１１２のそれぞれは、駆動シャフト１０８に固定されている。実施形態によれば、各ロータは、約３ミリメートル（ｍｍ）～約４ｍｍの直径を有し得、約０．５ｍｍ～約１．５ｍｍの厚さを有し得る。経皮的実施を含む実施形態では、ロータは、約１ｍｍ～約８ｍｍの直径、及び約０．２５ｍｍ～約５ｍｍの厚さを有し得る。実施形態では、ロータは、約０．５ｍｍ～約２０ｍｍの直径、及び約０．１ｍｍ～約８ｍｍの厚さを有し得る。各ロータは、例えば、希土類磁性材料（例えば、ネオジム、サマリウムコバルトなど）、フェライト磁石などの、任意の数の異なるタイプの磁性材料から形成することができる。実施形態によれば、ロータは単なるリング磁石であり得るが、他の実施形態では、ロータは、合金コア（例えば、ハイパコ合金コア）に取り付けられた磁石を含み得る。

【0046】

実施形態によれば、各ステータ１１４は、いくつかの導電性巻線１２０及びステータ開口１２２を含む。駆動シャフト１０８は、各ステータ開口１２２を通って延在し、各開口１２２内で回転可能である。各ステータ１１４は、ハウジング１０４の内面１２４に結合され、少なくとも１つの隣接するロータ１１２を回転させ、それによって駆動シャフト１０８を回転させる軸方向磁場を生成するように構成される。実施形態によれば、ステータの巻線は段階的に通電され、電磁石を作成する。実施形態では、巻線は、例えば、銅磁気ワイヤ、銀被覆銅線、金線、アルミニウム線、銅被覆鋼線、グラフェン線、及び／又は銅線などの任意の数の異なるタイプの電線を含み得る。実施形態では、ワイヤは、任意の数の異なるサイズであり得る。例示的であるが非限定的なワイヤサイズの１つは、３６ＡＷＧであり得る。

【0047】

実施形態によれば、巻線１２０は、任意の数の異なる形状、サイズ、及び／又は同様のものに従って構成され得る。巻線１２０は、ステータコア及び／又は他の巻線に取り付けられて、ステータを形成することができる。例えば、実施形態では、巻線は、ステータコアのスロットに堆積されたり、ステータコアの支柱の周りに巻かれたりすることができる。実施形態では、ステータは、巻線が印刷されるプリント回路基板であり得る。回路基板に印刷された巻線は、任意の数の異なる形状、サイズ、深さなどで印刷することができる。実施形態では、巻線は、３次元（３Ｄ）プリンタを使用して印刷することができる。巻線を形成するために、任意の数の異なる製造技術を使用することができる。

【0048】

上に示したように、巻線１２０は、任意の数の異なる形状に従って構成することができる。例えば、ステータの各巻線は、概ねくさび形状をなすことができ、それにより、円筒形モータハウジング内の巻線に利用可能な体積を最大化する。図２は、本明細書に開示される主題の実施形態による、例示的なステータ２００の上面図を示す。実施形態によれば、ステータ２００は、図１に示されるステータ１１４のうちの任意の１つ以上などであるか、類似のものであり得る。図示されるように、ステータ２００は、例えば、ハイパコ合金などの合金で作製され得るステータコア２０２を含む。ステータコア２０２は、駆動シャフト２０６が回転可能に配置されるステータ開口２０４を含み得る。実施形態によれば、ステータコア２０２は、約３ｍｍ～約４ｍｍの直径を有することができ、約２ｍｍ～約３ｍｍの厚さ（例えば、軸方向寸法）を有し得る。実施形態では、ステータコア２０２は、約１ｍｍ～約８ｍｍの直径を有することができ、約０．２５ｍｍ～約５ｍｍの厚さ（例えば、軸方向寸法）を有し得る。実施形態では、ステータコア２０２は、約０．５ｍｍ～約２０ｍｍの直径、及び約０．１ｍｍ～約８ｍｍの厚さを有し得る。

【0049】

ステータコア２０２はまた、スロット２０８を有することができ、その周りに巻線２１２が巻かれ得る歯２１０を形成する。実施形態では、ステータコア２０２はスロットがない場合もあり、その場合、巻線２１２は、ステータコア２０２の面２１０に沿って巻かれ得る。図２に示されるように、スロット付きステータコア２０２に配置された巻線２１２のそれぞれは、ほぼくさび形であり得る。すなわち、各巻線２１２は、第１の端部（駆動シャフト２０６に隣接する）では第１の幅２１６を有し、第２の端部（モータハウジング（図示せず）の内面に隣接する）では第２の幅２１８を有し得るが、第２の幅２１８は、第１の幅２１６よりも広い。実施形態によれば、各巻線２１２は、巻線の上端２２０が、それが巻かれる歯２１０の上面２２２とほぼ同一平面になるように巻かれ得る。実施形態では、ステータコア２０２の外縁２２６の上面２２４はまた、巻線２１２の上端２２０及び歯２１０の上面２２２とほぼ同一平面上であり得る。

【0050】

図１を引き続き参照すると、モータ１０２は、駆動シャフト１０８に回転可能に結合された第１のベアリング１２６と、駆動シャフト１０８に回転可能に結合された第２のベアリング１２８とをさらに含み得、その結果、ロータ１１２及びステータ１１４は、第１のベアリング１２６と第２のベアリング１２８の間に配置される。第１及び第２のベアリング１２６及び１２８は、例えば、ボールベアリング、ジャーナルベアリングなどの任意の種類のベアリングであり得る。例えば、実施形態では、第１のベアリング１２６はボールベアリングであり得、第２のベアリング１２８はジャーナルベアリングである。他の実施形態では、第１のベアリング１２６はジャーナルベアリングであり得、第２のベアリング１２８はボールベアリングである。他の実施形態では、ベアリング１２６及び１２８の両方は、ボールベアリング又はジャーナルベアリングであり得る。実施形態によれば、ベアリング１２６及び１２８の外径は、ベアリングがハウジング１０４の内面１２４に結合され得、駆動シャフト１０８がハウジング１０４内で回転することを可能にするように構成される。

【0051】

図１にさらに示されるように、モータ１０２は、第１のベアリング１２６と複数のロータ１１２及びステータ１１４との間に配置された第１のフラックスリターンディスク１３０をさらに含み得る。そして、第２のフラックスリターンディスク１３２は、第２のベアリング１２８と複数のロータ１１２及びステータ１１４との間に配置され得る。フラックスリターンディスク１３０，１３２は、磁束の方向を変えるために使用できる任意の強磁性材料でできており、それにより、実施形態では、隣接するベアリングを磁気相互作用から保護し、隣接するロータ及び／又はステータを通る磁力線を集束するように構成することができ、それにより、モータ１０２の出力及び効率の増加を促進する。実施形態では、例えば、各フラックスリターンディスク１３０及び１３２は、ハイパコ合金、任意の数の異なるタイプの鋼、鉄などでできていてもよい。各フラックスリターンディスク１３０，１３２は、実施形態では、ベアリング１２６，１２８及びステータ１１４の外径にほぼ等しい外径を有し得る。

【0052】

図１に示される例示的な循環補助装置１００及びモータ１０２、ならびに図２に示される例示的なステータ２００は、本開示の実施形態の使用の範囲又は機能に関する制限を示唆することを意図していない。例示的な循環補助装置１００、モータ１０２、及びステータ２００はまた、そこに示される任意の単一の構成要素又は構成要素の組み合わせに関連する依存性又は要件を有すると解釈されるべきではない。例えば、いくつかの実施形態は、フラックスリターンディスクを含まない場合があり、他の実施形態は、磁石のタイプ、サイズの制約、モータ構成、積層スタックの存在の有無、モータハウジング材料などに応じて、１つ以上のフラックスリターンディスクを含み得る。さらに、図１及び２に示される様々な構成要素は、実施形態では、そこに示される他の構成要素（及び／又は図示されていない構成要素）の様々なものと統合され得、これらはすべて、本開示の範囲内であると見なされる。

【0053】

実施形態によれば、アキシャルフラックスモータは、ステータコアを有さないステータを含み得る。そのような実施形態では、巻線は同様の材料で配置されているが、それらはモータハウジングに固定されている。実施形態では、巻線は、モータハウジングの内面に結合されているので、巻線の外径は、ステータコアを備えたステータに提供される巻線よりもわずかに大きくてもよい。例えば、ステータコアのないステータの全体の直径は、約４ｍｍ～４．５ｍｍであり得る。

【0054】

図３は、本明細書に開示された主題の実施形態による、例示的な経皮的機械的循環補助装置３００の断面側面図を示し、ここで、ステータコアのないステータが提供される。実施形態によれば、ステータの構成以外に、循環補助装置３００、モータ３０２、及び／又はその任意の構成要素は、図１に示される対応する構成要素と同一であり、又は類似し得る。図示されるように、循環補助装置３００は、ハウジング３０４内に配置されたアキシャルフラックスモータ３０２を含む。コントローラ３０６は、モータ３０２に動作可能に結合され、モータ３０２を制御するように構成される。コントローラ３０６は、実施形態ではハウジング３０４内に配置することができ、又は他の実施形態では、ハウジングの外側（例えば、カテーテルハンドル、独立したハウジングなど）に配置することができる。実施形態では、コントローラ３０６は、複数の構成要素を含むことができ、その１つ以上は、ハウジング３０４内に配置することができる。

【0055】

実施形態によれば、コントローラ３０６は、１つ以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、１つ以上のプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、１つ以上のコンプレックスＰＬＤ（ＣＰＬＤ）、１つ以上のカスタムの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、１つ以上の専用プロセッサ（マイクロプロセッサなど）、１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又はこれらや他の部品の任意の組み合わせであり、あるいはこれらを含んでなり、又はこれらに含まれ得る。コントローラ３０６は、本明細書では単数形で言及されているが、コントローラ３０６は、複数のインスタンスで実装され、複数のコンピューティングデバイスに分散され、複数の仮想マシン内でインスタンス化され、及び／又は同様であることが可能である。

【0056】

図３に示すように、モータ３０２は、ハウジング３０４内に少なくとも部分的に配置された駆動シャフト３０８を含み、駆動シャフト３０８の回転を介して、駆動シャフト３０８に結合されたインペラ３１０を駆動するように構成される。実施形態によれば、図３に示される（及び本開示全体を通して様々な実施形態に従って説明される）モータ３０２は、経皮的機械的循環補助装置のインペラを駆動するように構成されるように示されるが、モータ３０２の実施形態は、説明される本明細書では、経皮的機械的循環補助装置の実施以外の実施において使用されるように構成され得る。例えば、本明細書に記載のモータの実施形態は、歯科用ツール、インスリンポンプ、介入心臓病学デバイス、超音波プローブなどに実装され得る。

【0057】

図３にさらに示されるように、モータ３０２は、いくつかのロータ３１２、及びいくつかのステータ３１４を含む。各ステータは、１つ以上の隣接するロータを回転させ、それによって駆動シャフトを回転させる軸方向磁場を生成するように構成されている。実施形態によれば、モータ３０２は、任意の数のステータ及びロータを含み得る。例えば、モータ３０２は、１つのステータと２つのロータ、２つのステータと１つのロータ、２つのステータと２つのロータ、２つのステータと３つのロータなどを含み得る。実施形態では、ステータ及びロータは、対（例えば、各ステータが１つのロータを駆動する）、隣接する２つ又は３つのセット（例えば、各ステータが１つ又は２つのロータを駆動する）などにグループ化され得る。実施形態では、コントローラ３０６は、任意の数の異なる分極パターンに従って任意の数のステータを選択的に作動させ、それによって、選択されたロータを選択された方向に駆動するように構成され得る。

【0058】

ロータ３１２のそれぞれは、磁気リング３１６の中心を通して画定されたロータ開口３１８を有する、直径方向に磁化された単極対磁気リング３１６を含む。駆動シャフト３０８は、ロータ開口３１８を通って延在し、ロータ３１２のそれぞれは、駆動シャフト３０８に固定されている。実施形態によれば、各ロータは３ミリメートル（ｍｍ）～約４ｍｍの直径を有し得、約０．５ｍｍ～約１．５ｍｍの厚さを有し得る。各ロータは、例えばネオジムなどの任意の数の異なるタイプの磁性材料から形成することができる。実施形態によれば、ロータは単なるリング磁石であり得るが、他の実施形態では、ロータは、合金コア（例えば、ハイパコ合金コア）に取り付けられた磁石を含み得る。

【0059】

実施形態によれば、各ステータ３１４は、いくつかの導電性巻線３２０及びステータ開口３２２を含む。駆動シャフト３０８は、各ステータ開口３２２を通って延在し、各開口３２２内で回転可能である。各ステータ３１４は、ハウジング３０４の内面３２４に結合され、少なくとも１つの隣接するロータ３１２を回転させ、それによって駆動シャフト３０８を回転させる軸方向磁場を生成するように構成される。実施形態によれば、ステータの巻線は段階的に通電され、電磁石を作成する。実施形態では、巻線は、例えば、３６ＡＷＧ銅磁石ワイヤなどの任意の数の異なるタイプのワイヤを含み得る。

【0060】

実施形態によれば、巻線は、任意の数の異なる形状に従って構成され得る。例えば、ステータの各巻線は、概ねくさび形状をなすことができ、それにより、円筒形モータハウジング内の巻線に利用可能な体積を最大化する。図４は、本明細書に開示される主題の実施形態による、例示的なステータ４００の断面上面図を示す。実施形態によれば、ステータ４００は、図３に示されるステータ３１４のうちの任意の１つ以上であり得るか、又は同様であり得る。図示されるように、ステータ４００は、概ねくさび形をなす巻線４０２であって、駆動シャフト４０６が回転するように構成されるステータ開口４０４の周りに配置される巻線４０２を含む。すなわち、各巻線４０２は、第１の端部（駆動シャフト４０６に隣接する）では第１の幅４０８を有し、第２の端部（モータハウジング（図示せず）の内面に隣接する）では第２の幅４１０を有し得るが、第２の幅４１０は、第１の幅４０８よりも広い。各巻線４０２の外縁４１２の少なくとも一部は、モータハウジングの内面に結合されるように構成され得る。

【0061】

図３を引き続き参照すると、モータ３０２は、駆動シャフト３０８に回転可能に結合された第１のベアリング３２６と、駆動シャフト３０８に回転可能に結合された第２のベアリング３２８とをさらに含み得、その結果、ロータとステータは、第１のベアリング３２６と第２のベアリング３２８の間に配置される。第１及び第２のベアリング３２６及び３２８は、例えば、ボールベアリング、ジャーナルベアリング、及び／又は同様のものなどの任意の種類のベアリングであり得る。例えば、実施形態では、第１のベアリング３２６はボールベアリングであり得、第２のベアリング３２８はジャーナルベアリングである。他の実施形態では、第１のベアリング３２６はジャーナルベアリングであり得、第２のベアリング３２８はボールベアリングである。他の実施形態では、ベアリング３２６及び３２８の両方は、ボールベアリング又はジャーナルベアリングであり得る。実施形態によれば、ベアリング３２６及び３２８の外径は、ベアリングがハウジング３０４の内面３２４に結合され得、駆動シャフト３０８がハウジング３０４内で回転することを可能にするように構成される。

【0062】

図３にさらに示されるように、モータ３０２は、第１のベアリング３２６と複数のロータ及びステータとの間に配置された第１のフラックスリターンディスク３３０をさらに含み得る。そして、第２のフラックスリターンディスク３３２は、第２のベアリング３２８と複数のロータ及びステータとの間に配置され得る。フラックスリターンディスクは、隣接するベアリングを磁気相互作用から保護し、隣接するロータ及び／又はステータを通る磁力線を集束させ、それによってモータ３０２の出力及び効率の向上を促進するように構成された任意の材料で作ることができる。実施形態では、例えば、各フラックスリターンディスク３３０，３３２は、ハイパコ合金でできていてもよく、ベアリング３２６及び３２８及びステータ３１４の外径にほぼ等しい外径を有していてもよい。

【0063】

図３に示される例示的な循環補助装置３００及びモータ３０２、ならびに図４に示される例示的なステータ４００は、本開示の実施形態の使用の範囲又は機能に関する制限を示唆することを意図するものではない。例示的な循環補助装置３００、モータ３０２、及びステータ４００もまた、そこに示される任意の単一の構成要素又は構成要素の組み合わせに関連する依存性又は要件を有すると解釈されるべきではない。さらに、図３及び４に示される様々な構成要素は、実施形態では、そこに示される他の構成要素（及び／又は図示されていない構成要素）の様々なものと統合され得、これらはすべて、本開示の範囲内であると見なされる。

【0064】

図５は、本明細書に開示される主題の実施形態による、アキシャルフラックスモータ５００の一部をハウジングが取り外された状態で示す斜視図であり、ロータ及びステータの例示的な配置を示している。実施形態によれば、例示的なモータ５００は、図１に示されるモータ１０２及び／又は図３に示されるモータ３０２であるか、類似しているか、又はそれらを含み得る。図示されるように、モータ５００は、３つのロータ／ステータ対５０２、５０４、及び５０６を含み、それぞれが、それぞれ、ロータ５０８、５１２、及び５１６、及びステータ５１０、５１４、及び５１８を有する。駆動シャフト５２０は、すべてのロータ及びステータを通って延在し、一対のベアリング５２２，５２４によって回転可能に支持されている。実施形態によれば、モータ５００は、各ベアリング５２２，５２４とロータ／ステータ対との間に配置されたフラックスリターンディスク（図示せず）を含み得る。

【0065】

実施形態によれば、モータ５００は、任意の数のロータ／ステータ対を含むように構成され得る。実施形態では、モータ５００は、例えば、特定の用途のために追加の電力が必要な場合、追加のロータ／ステータ対を追加することができるように、動的に構成可能であり得る。さらに、実施形態では、モータ５００は、ステータコアのないステータを有するものとして示されているが、１つ以上のステータは、ステータコアを含み得る。

【0066】

図５に示される例示的なモータ５００は、本開示の実施形態の使用の範囲又は機能性に関する制限を示唆することを意図するものではない。例示的なモータ５００はまた、そこに示される任意の単一の構成要素又は構成要素の組み合わせに関連する依存性又は要件を有すると解釈されるべきではない。さらに、図５に示される様々な構成要素は、実施形態では、そこに示される他の構成要素（及び／又は図示されていない構成要素）の様々なものと統合され得、これらはすべて、本開示の範囲内にあるものと見なされる。

【0067】

図６Ａ及び６Ｂは、本明細書に開示される主題の実施形態による、アキシャルフラックスモータの構成要素の例示的な動作を示す概略図である。アキシャルフラックスモータは、図１に示されるアキシャルフラックスモータ１０２、図３に示されるアキシャルフラックスモータ３０２、及び／又は図５に示されるアキシャルフラックスモータ５０２であるか、これらに類似するか、これらを含むか、あるいはこれらの中に含まれることが可能である。図６Ａは、駆動シャフト６１４の周りに配置された、第１の巻線６０２、第２の巻線６０４、第３の巻線６０６、第４の巻線６０８、第５の巻線６１０、及び第６の巻線６１２を有する例示的なステータ６００の概略図である。実施形態によれば、コントローラ（例えば、図１に示されるコントローラ１０６又は図３に示されるコントローラ３０６）は、ステータ６００、ならびにモータの他の任意のステータに動作可能に結合され得る。

【0068】

実施形態では、コントローラは、起動の動作の間にすべてのステータを作動し、次に、モータが指定された動作条件（例えば、指定されたトルク量、指定された角速度など）を有することを判定したら、１つ以上のステータを停止するように構成することができる。このようにして、コントローラは、特定の操作を実行するために必要な量のトルクを生成するために必要なステータの数及び配置のみを作動することによってエネルギーの節約を促進するように構成され得る。追加的又は代替的に、コントローラは、特定のステータ及び／又はステータの組み合わせを作動して、駆動シャフトに沿った指定された位置などに指定された量のトルクを提供するように構成され得る。

【0069】

実施形態によれば、所与のステータ（例えば、図６Ａに示されるステータ６００）について、巻線は、示されるように対にされ得る。すなわち、例えば、第１の巻線６０２を第４の巻線６０８と対にして第１の対（「Ａ」と表示）を作成し、第２の巻線６０４を第５の巻線６１０と対にして第２の対（「Ｂ」）、及び第３の巻線６０６は、第６の巻線６１２と対になって、第３の対（「Ｃ」とラベル付けされている）を作成することができる。それぞれの対の巻線は、あるシーケンスに従って、互いに相対して分極することができ（例えば、一方の巻線が北（Ｎ）に分極し、もう一方の巻線がほぼ同時に南（Ｓ）に分極する）、隣接する１つ以上のロータの回転を生じさせる。

【0070】

例えば、実施形態によれば、トルクを生成するために、巻線対が指定された順序でオンにされ、ロータ６１４（図６Ｂに示される）の永久磁石に引き付けられる電磁石を作成し、ロータ６１４を回転させる。シーケンスの例は、例えば、図示のように、巻線対Ａがオフ、巻線対Ｂ及びＣがオンの状態から始まり、巻線６０４，６０６がＳに分極され、巻線６１０，６１２がＮに分極され、それによってロータ６１４を回転させる。次に、巻線対Ｂをオフにし、巻線対Ｃがオンのままであり、巻線ペアＡがオンにすることにより、巻線６０２，６１２がＮに分極され、巻線６０６，６０８がＳに分極されるようにすることができる。実施形態では、ステータ６００の様々な態様を分極するために巻線をオフ及びオンにする任意の数の異なるシーケンス及び／又はパターンを使用して、ロータ６１４を所望の量のトルクで所望の方向に回転させることを容易にすることができる。

【0071】

図６Ａ及び６Ｂに示される例示的な動作は、本開示の実施形態の使用の範囲又は機能性に関する制限を示唆することを意図するものではない。例示的な動作はまた、そこに示されている単一のコンポーネント又はコンポーネントの組み合わせに関連する依存性又は要件を有すると解釈されるべきではない。さらに、図６Ａ及び６Ｂに示される様々な構成要素は、実施形態では、そこに示される他の構成要素の様々な構成要素（及び／又は図示されていない構成要素）と統合され得、これらはすべて、本開示の範囲内にあるものと見なされる。

【0072】

本開示の範囲から逸脱することなく、議論された例示的な実施形態に様々な修正及び追加を行うことができる。例えば、上記の実施形態は特定の特徴に言及しているが、本開示の範囲はまた、特徴の異なる組み合わせを有する実施形態及び記載された特徴のすべてを含まない実施形態を含む。したがって、本開示の範囲は、請求項の範囲内にあるようなすべてのそのような代替、修正、及び変形を、それらのすべての同等物とともに包含することを意図している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】