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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-10-03
(54)【発明の名称】Ｎ相電気機械
(51)【国際特許分類】
H02K 11/225 20160101AFI20230926BHJP
G01D 5/245 20060101ALI20230926BHJP
H02K 21/24 20060101ALI20230926BHJP
【ＦＩ】
H02K11/225
G01D5/245 110A
G01D5/245 110Z
H02K21/24
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023518189
(86)(22)【出願日】2021-09-21
(85)【翻訳文提出日】2023-05-19
(86)【国際出願番号】 EP2021075933
(87)【国際公開番号】W WO2022063772
(87)【国際公開日】2022-03-31
(31)【優先権主張番号】2009601
(32)【優先日】2020-09-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】507018894
【氏名又は名称】エヌテエヌ－エスエヌエール ルルモン
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】ボワシエール，ケヴィン
(72)【発明者】
【氏名】ベルマン ノエル，カンタン
【テーマコード（参考）】
2F077
5H611
5H621
【Ｆターム（参考）】
2F077AA25
2F077AA41
2F077AA46
2F077CC02
2F077NN02
2F077PP12
2F077PP14
5H611AA01
5H611BB01
5H611BB07
5H611PP07
5H611QQ01
5H611RR01
5H611UA04
5H621BB09
5H621BB10
5H621HH03
(57)【要約】
本発明は、Ｎ相電気機械に関する。当該Ｎ相電気機械は、固定部材に対して運動するように装着された可動部材（１）と、前記可動部材の運動に関する情報の少なくとも１つの項目を決定するためのシステムと、情報の前記項目によって管理される電力供給システム（２）と、を備える。前記決定システムは、磁気トラックを有するエンコーダ（３）を備え、前記固定部材は、１相当たり少なくとも１つの伝導性コイルを備えるアーマチュア（７）を有し、複数の前記コイルは、前記トラックに磁気的に結合されており、前記アーマチュア（７）は、複数のパッド（８）の周りにそれぞれコイルが配置された当該複数のパッド（８）を有し、複数の前記パッドの各々は、複数の前記コイル（９）への電力の供給によって、前記エンコーダ（３）が運動し、および／または、前記エンコーダ（３）の運動によって、電力が複数の前記コイル（９）に供給されるように、前記コイルと前記エンコーダ（３）との間の磁束が方向付けられるよう、複数の凹部によって離隔した複数の歯を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固定部材に対して運動するように装着された可動部材（１）と、前記可動部材の運動に関する情報の少なくとも１つの項目を決定するためのシステムと、
情報の前記項目によって管理される電力供給システム（２）と、
を備える、Ｎ相電気機械であって、
前記決定システムは、
前記可動部材（１）に固定されたエンコーダ（３）であって、当該可動部材の運動を表す信号を生成することができるエンコーダ（３）と、
前記固定部材に固定されたセンサ（４）であって、前記エンコーダによって生成される前記信号を読み取ることによって情報の前記項目を決定することができるセンサ（４）と、
を備え、
前記エンコーダは、擬似正弦磁場を送出するように配置された幅Ｌｐを有するＮ極およびＳ極（６）の一連のｎｐｐ個の対によって形成された磁気トラック（５）を有し、
前記固定部材は、１相当たり少なくとも１つの伝導性コイル（９）を備える強磁性材料から作製されたアーマチュア（７）を有し、
複数の前記コイルは、前記エンコーダ（３）の前記トラック（５）に磁気的に結合されるとともに、前記電力供給システム（２）に電気的に接続されており、
前記アーマチュア（７）は、複数のパッド（８）の周りにそれぞれコイル（９）が配置された当該複数のパッド（８）を有する、Ｎ相電気機械において、
複数の前記パッドは、前記磁気トラック（５）に対向して配置された自由表面を各々有するとともに、前記エンコーダ（３）との境界領域に突出しており、
前記自由表面は、幅Ｌｅを有する複数の凹部（１１）によって離隔した幅Ｌｄを有する複数の歯（１０）を有し、
前記幅Ｌｄおよび／または前記幅Ｌｅは、Ｎ＊Ｌｐに対するそれらの比率が偶数または偶数の逆数のいずれでもないようになっており、これにより、複数の前記コイル（９）への電力の供給によって、前記エンコーダ（３）が運動し、および／または、前記エンコーダ（３）の運動によって、電力が複数の前記コイル（９）に供給されるよう、前記コイル（９）と前記エンコーダ（３）との間の磁束が方向付けられることを特徴とする、Ｎ相電気機械。
【請求項2】
前記エンコーダ（３）は、回転可能に装着された可動部材（１）に固定された環状磁気トラック（５）を有し、１つの相の前記コイル（９）は、
Ｎ＝２の場合は、９０°／Ｎ＊ｎｐｐと２７０°／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる角度の整数倍の角度だけ、
Ｎ＞２の場合は、２７０°／Ｎ＊ｎｐｐと４５０°／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる角度の整数倍の角度だけ、
別の相のコイル（９）の幾何学的中心から角度方向に離隔した幾何学的中心を有することを特徴とする、請求項１に記載の電気機械。
【請求項3】
１つの相のコイル（９）の前記幾何学的中心は、Ｎ＝２の場合は、１３５°／Ｎ＊ｎｐｐと２２５°／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる角度の整数倍の角度だけ、特に、１８０°／Ｎ＊ｎｐｐのオーダーの角度の整数倍の角度だけ、
Ｎ＞２の場合は、３１５°／Ｎ＊ｎｐｐと４０５°／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる角度の整数倍の角度だけ、特に、３６０°／Ｎ＊ｎｐｐのオーダーの角度の整数倍の角度だけ、
別の相のコイル（９）の前記幾何学的中心から角度方向に離隔していることを特徴とする、請求項２に記載の電気機械。
【請求項4】
前記エンコーダ（３）は、並進可能に装着された可動部材（１）に固定された線形磁気トラック（５）を有し、１つの相の前記コイル（９）は、
Ｎ＝２の場合は、０．５Ｌｐ／Ｎ＊２ｎｐｐと１．５Ｌｐ／Ｎ＊２ｎｐｐとの間に含まれる距離の整数倍の距離だけ、
Ｎ＞２の場合は、Ｌｐ／Ｎ＊ｎｐｐと３Ｌｐ／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる距離の整数倍の距離だけ、
別の相のコイル（９）の幾何学的中心から直線方向に離隔した幾何学的中心を有することを特徴とする、請求項１に記載の電気機械。
【請求項5】
１つの相のコイル（９）の前記幾何学的中心は、Ｎ＝２の場合は、０．７５Ｌｐ／Ｎ＊２ｎｐｐと１．２５Ｌｐ／Ｎ＊２ｎｐｐとの間に含まれる距離の整数倍の距離だけ、特に、Ｌｐ／Ｎ＊２ｎｐｐのオーダーの距離の整数倍の距離だけ、
Ｎ＞２の場合は、１．５Ｌｐ／Ｎ＊ｎｐｐと２．５Ｌｐ／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる距離の整数倍の距離だけ、特に、２Ｌｐ／Ｎ＊ｎｐｐのオーダーの距離の整数倍の距離だけ、
別の相のコイル（９）の前記幾何学的中心から直線方向に離隔していることを特徴とする、請求項４に記載の電気機械。
【請求項6】
前記エンコーダ（３）の複数の磁極（６）の各々の前記幅Ｌｐは、０．５ｍｍ～２０ｍｍであ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。
【請求項7】
前記エンコーダ（３）の複数の磁極（６）の対の数ｎｐｐは、２以上であり、特に、６より大きいことを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の電気機械。
【請求項8】
前記センサ（４）は、前記エンコーダ（３）の前記磁気トラック（５）から一定の読み取り距離に配置された少なくとも２つの感知素子を備え、複数の前記素子の各々は、前記トラックによって送出される前記場に応じた信号を発するように適合されており、
前記決定システムは、
同一の振幅を有する直角位相の２つの信号であって、各々が前記磁場を表す２つの信号を供給するように構成された、複数の前記感知素子が発する複数の前記信号を処理するための装置と、
直角位相の複数の前記信号から、前記可動部材（１）の運動に関する情報の前記項目を計算するための装置と、
を備え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。
【請求項9】
前記計算装置は、前記エンコーダ（３）の運動に関する情報の前記項目の分解能を増大させることを可能にする補間手段を備えることを特徴とする、請求項８に記載の電気機械。
【請求項10】
１電気相当たり複数のコイル（９）‐パッド（８）アセンブリを備え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。
【請求項11】
プリント回路（１２）を備え、前記プリント回路（１２）が前記アーマチュア（７）上に軸方向に積み重ねられてステータが形成されており、
ロータを形成する前記エンコーダ（３）は、前記プリント回路の上に軸方向に配置されて軸方向磁束機械を形成しており、
前記センサ（４）は、前記エンコーダによって送出される情報の前記項目を軸方向に読み取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。
【請求項12】
複数の前記コイル（９）の各々は、少なくとも１つの伝導性ターン（１３）を含むプリント回路（１２）の複数の層から形成されており、複数の前記ターンは、複数の前記コイル（９）が形成されるように互いに接続されていることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載の電気機械。
【請求項13】
複数の前記歯（１０）の前記幅Ｌｄは、複数の前記凹部（１１）の前記幅Ｌｅと同様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。
【請求項14】
複数の前記歯（１０）の前記幅ＬｄのＮ＊Ｌｐに対する比率および／または複数の前記凹部（１１）の前記幅ＬｅのＮ＊Ｌｐに対する比率は、±４０％の製造許容差内において、単位または分数であ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。
【請求項15】
複数の前記凹部（１１）は、複数の前記歯（１０）の前記幅Ｌｄ以上の深さを有す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。
【請求項16】
前記センサ（４）および複数の前記コイル（９）は、プリント回路（１２）の表面に設置されてい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。
【請求項17】
前記電力供給システム（２）は、前記可動部材（１）の運動を駆動するために、および／または、複数の前記コイル（９）を介してその電力供給を制御するために、前記決定システムによって送出される情報の前記項目を用いることができ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。【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【0001】
本発明は、Ｎ相電気機械に関する。当該Ｎ相電気機械は、固定部材に対して運動するように装着された可動部材と、前記可動部材の運動に関する情報の少なくとも１つの項目を決定するためのシステムと、情報の前記項目によって管理される電力供給システムと、を備える。
【0002】
特定の一用途では、例えば自動車の運転支援ユニットに属する装置が電動化されるように、当該機械は、前記可動部材の運動を生じるよう、電力供給される。別の一用途では、当該機械は、システムに電力供給することができるように、前記可動部材の運動によって電気を発生させる。
【0003】
特に、永久磁石同期電動機（permanent magnet synchronous electric motor）タイプの電気機械が知られている。この場合において、前記固定部材は、１相当たり少なくとも１つの伝導性コイルを備える強磁性材料から作製されたアーマチュアを有し、前記可動部材は、１相当たり少なくとも１つの永久磁石とともに運動するように固定されている。
【0004】
このタイプの電気機械では、特に、モータ機械の電源（電力供給）を駆動することができるように、および／または、発電機によって供給される電気を制御することができるように、前記可動部材の運動に関する情報の少なくとも１つの項目（例えば、その位置、その速さ、その加速度またはその運動方向等のパラメータ）を、リアルタイムに最適な信頼性で知ることが望ましい場合があるだろう。
【0005】
そのようにするために、決定システムが取り付けられた電気機械が知られている。当該決定システムは、前記可動部材に固定されたエンコーダであって、当該可動部材の運動を表す信号を生成することができるエンコーダと、前記固定部材に固定されたセンサであって、前記エンコーダによって生成される前記信号を読み取ることによって情報の前記項目を決定することができるセンサと、を備える。
【0006】
情報の決定された前記項目の最適な分解能を可能にする一実施形態によれば、前記エンコーダは、擬似正弦磁場（pseudo-sinusoidal magnetic field）を送出するように配置されたＮ極およびＳ極の一連の対によって形成された磁気トラックを有し、前記センサは、前記エンコーダの前記磁気トラックから一定の読み取り距離（reading distance）に配置された少なくとも２つの感知素子を備える。
【0007】
それでもやはり、かかるエンコーダは、前記電気機械の複数の磁石から分離しており、情報の決定された前記項目による前記電力供給システムの良好な管理には、特に、当該機械の磁場がゼロと交わるときに前記センサの電気的位置の測定を調整することによる、または、これらの２つの位置間の角度差を決定することによる、当該機械の前記可動部材のインデキシング（indexing）が必要となる。
【0008】
さらに、前記電気機械の運動と、運動に係る情報の前記項目の決定とは、２つの別個の機能であり、公知のソリューションでは、別々の部品の２つのセットを有することが必要となる。このことは、コンパクトさには不利である。
【0009】
本発明は、特に、次の電気機械を提供することによって、従来技術の課題を解決することを目的とする。この電気機械では、電力供給の機能と、可動部材の運動に関する情報の少なくとも１つの項目の決定の機能とが共同で実行され、その結果、特に、当該決定を可能にするエンコーダによる可動部材のインデキシングが回避される。
【0010】
この目的のために、本発明は、固定部材に対して運動するように装着された可動部材と、前記可動部材の運動に関する情報の少なくとも１つの項目を決定するためのシステムと、情報の前記項目によって管理される電力供給システムと、を備える、Ｎ相電気機械であって、前記決定システムは、前記可動部材に固定されたエンコーダであって、当該可動部材の運動を表す信号を生成することができるエンコーダと、前記固定部材に固定されたセンサであって、前記エンコーダによって生成される前記信号を読み取ることによって情報の前記項目を決定することができるセンサと、を備え、前記エンコーダは、擬似正弦磁場を送出するように配置された幅Ｌｐを有するＮ極およびＳ極の一連のｎｐｐ個の対によって形成された磁気トラックを有し、前記固定部材は、１相当たり少なくとも１つの伝導性コイルを備える強磁性材料から作製されたアーマチュアを有し、複数の前記コイルは、前記エンコーダの前記トラックに磁気的に結合されるとともに、前記電力供給システムに電気的に接続されており、前記アーマチュアは、複数のパッドの周りにそれぞれコイルが配置された当該複数のパッドを有し、複数の前記パッドは、前記磁気トラックに対向して配置された自由表面（free surface）を各々有するとともに、前記エンコーダとの境界領域（interface）に突出しており、前記自由表面は、幅Ｌｅを有する複数の凹部によって離隔した幅Ｌｄを有する複数の歯を有し、前記幅Ｌｄおよび／または前記幅Ｌｅは、複数の前記コイルへの電力の供給によって、前記エンコーダが運動し、および／または、前記エンコーダの運動によって、電力が複数の前記コイルに供給されるように、前記コイルと前記エンコーダとの間の磁束が方向付けられるよう、Ｎ＊Ｌｐに対するそれらの比率が偶数または偶数の逆数のいずれでもないようになっている、Ｎ相電気機械を提供する。
【0011】
本発明のその他の特徴および利点は、添付の図面を参照してなされる以下の説明において、明らかになるだろう。
－図１ａおよび図１ｂは、本発明の一実施形態に係る電気機械の構成要素の分解概略図である；
－図２は、図１ａおよび図１ｂに係る電気機械の構成要素の上面視による概略図である；
－図３ａおよび図３ｂは、それぞれ、本発明の一実施形態に係る電気機械のためのコイルを示す；
－図４は、本発明に係る電気機械におけるアーマチュアに対するエンコーダの構成を示す。
－図１ａおよび図１ｂは、本発明の一実施形態に係る電気機械の構成要素の分解概略図である；
－図２は、図１ａおよび図１ｂに係る電気機械の構成要素の上面視による概略図である；
－図３ａおよび図３ｂは、それぞれ、本発明の一実施形態に係る電気機械のためのコイルを示す；
－図４は、本発明に係る電気機械におけるアーマチュアに対するエンコーダの構成を示す。
【0012】
これらの図を参照すると、固定部材に対して運動するように装着された可動部材１を備えるＮ相電気機械が記載されている。Ｎは、１より大きい整数であり、Ｎ相電気機械は、特に、２相電気機械または３相電気機械に関する。
【0013】
一用途によれば、例えば自動車の運転支援ユニットに属する装置が電動化されるように、当該機械は、可動部材１の運動を生じるよう、電力供給される。特に、電気機械は、永久磁石同期電動機から構成されてもよい。別の一用途では、当該機械は、可動部材１の運動によって電気を発生させる。
【0014】
電気機械は、電力供給システム２を備える。電力供給システム２は、
－モータ機械の場合にあっては、可動部材１の運動を、特にトルクおよび運動の速さに関して制御することができるように管理され、および／または、
－発電機の場合にあっては、その電力供給を、特に生成される電圧の周波数に関して制御するように管理される。
－モータ機械の場合にあっては、可動部材１の運動を、特にトルクおよび運動の速さに関して制御することができるように管理され、および／または、
－発電機の場合にあっては、その電力供給を、特に生成される電圧の周波数に関して制御するように管理される。
【0015】
そのようにするために、電気機械は、可動部材１の運動に関する情報の少なくとも１つの項目を決定するためのシステムを備え、当該システムは、特に、前記可動部材の位置に関する情報の前記項目を送出するように構成されており、情報の前記項目は、電力供給システム２によって、その管理のために用いられる。情報の決定された項目はまた、可動部材１の速さ、加速度および／または運動方向に関するものであってもよい。
【0016】
決定システムは、可動部材１とともに運動するように固定されたエンコーダ３であって、当該可動部材１の運動を表す信号を生成することができるたエンコーダ３と、前記固定部材に固定されたセンサ４であって、前記エンコーダによって生成される前記信号を読み取ることによって情報の前記項目を決定することができるセンサ４と、を備える。
【0017】
情報の決定された前記項目の最適な分解能を可能にする一実施形態によれば、エンコーダ３は、擬似正弦磁場を送出するように配置された幅Ｌｐを有するＮ極およびＳ極６の一連のｎｐｐ個の対によって形成された磁気トラック５を有し、センサ４は、エンコーダ３の磁気トラック５から一定の読み取り距離に配置された少なくとも２つの感知素子を備える。
【0018】
特に文献ＥＰ－１ ４０３ ６２２から知られる一実施形態によれば、エンコーダ３は、特に絶対位置に係る情報の項目の決定を可能にする二次磁気トラックを有してもよい。特に、エンコーダのデュアルトラック（dual-track）の性質によって、モータの磁極の一対ごとに基準パルスを生成することが可能になる。これにより、その駆動がより容易になる。
【0019】
例えば、エンコーダ３は、複数の磁極６が磁石上に形成された当該磁石によって形成され、特に、少なくとも１つの磁気トラック５を形成することによって形成される。特に、前記磁石は、例えばプラスチック材料またはエラストマー材料をベースとして作製されたマトリクス（matrix）を含んでもよい。当該マトリクス中では、磁性粒子、特に、ＮｄＦｅＢ等の希土類粒子またはフェライト粒子が分散していてもよい。これらは、一連の磁極６に従って磁化されている。
【0020】
有利には、情報の送出された前記項目の分解能に関しては、エンコーダ３の複数の磁極６の各々の幅Ｌｐは、０．５ｍｍ～２０ｍｍであり、エンコーダ３の複数の磁極６の対の数ｎｐｐは、２以上であり、特に、６より大きくてもよい。図示の実施形態では、Ｎ極およびＳ極６の３６個の対によって、エンコーダ３の磁気トラック５が形成されている。
【0021】
センサ４の複数の感知素子の各々は、トラック５によって送出される場に応じた信号を発することができ、前記決定システムは、
－同一の振幅を有する直角位相の２つの信号であって、各々が前記磁場を表す２つの信号を供給するように構成された、複数の前記感知素子が発する複数の前記信号を処理するための装置と、
－直角位相の複数の前記信号から、前記可動部材１の運動に関する情報の前記項目を計算するための装置と、
を備える。
－同一の振幅を有する直角位相の２つの信号であって、各々が前記磁場を表す２つの信号を供給するように構成された、複数の前記感知素子が発する複数の前記信号を処理するための装置と、
－直角位相の複数の前記信号から、前記可動部材１の運動に関する情報の前記項目を計算するための装置と、
を備える。
【0022】
一実施形態によれば、文献ＷＯ－２００６／０６４１６９には、同一の振幅を有する直角位相のそれぞれＳＩＮおよびＣＯＳの２つの信号であって、各々、トラック５によって送出される磁場を表す２つの信号を送出するように構成されたセンサ４が記載されている。
【0023】
特に、センサ４は、特に感磁プローブ（例えば、ホール効果プローブ）、および／または、トンネル効果磁気抵抗（tunnel effect magnetoresistor：ＴＭＲ）、異方性磁気抵抗（anisotropic magnetoresistor：ＡＭＲ）もしくは巨大磁気抵抗（giant magnetoresistor：ＧＭＲ）に基づくプローブの中から選択された、少なくとも１つの感知素子を備えてもよい。
【0024】
さらに、計算装置は、エンコーダ３の運動に関する情報の前記項目の分解能を増大させることを可能にする補間手段を備えてもよい。
【0025】
前記固定部材は、複数のパッド８を有する強磁性材料から作製されたアーマチュア７を有し、複数の前記パッドは、磁気トラック５に対向して配置された自由表面を各々有するとともに、エンコーダ３との境界領域に突出している。特に、複数のパッド８は、アーマチュア７と一体の強磁性ピース（片）として作製される。複数のパッド８の自由表面とエンコーダ３のトラック５との間のエアギャップ距離は、フェライト系磁石では、１ｍｍを上限とするオーダーである。また、希土類系磁石では、最大で１０ｍｍであり得る。
【0026】
アーマチュア７は、パッド８の周りに配置された、１相当たり少なくとも１つの伝導性コイル９を備え、複数の前記コイルは、エンコーダ３のトラック５に磁気的に結合されるとともに、電力供給システム２に電気的に接続されている。このため、エンコーダ３は、特に磁束を送出することによって、電気機械の動作のための永久磁石として使用される。これにより、同一の手段により、電力供給の機能および可動部材１の運動に関する情報の少なくとも１つの項目の決定の機能の達成を組み合わせることが可能になる。さらに、エンコーダ３が二次磁気トラックを有する場合には、当該二次磁気トラックもまた、当該機械の動作に関与する。
【0027】
１電気相当たり１つのコイル９と１つのパッド８とが設けられてもよい。別の一実施形態によれば、１電気相当たり複数のコイル９‐パッド８アセンブリが設けられてもよい。
【0028】
図示の実施形態によれば、エンコーダ３は、回転可能に装着された可動部材１に固定された環状磁気トラック５を有する。特に、複数の相の複数のコイル９は、直列および／または並列に電気的に接続されるとともに、エンコーダ３のトラック５の周りに互い違いに角度方向に分布してもよい。１つの相の複数のコイル９の幾何学的中心は、３６０°／Ｎ＊ｎｐｐのオーダーの角度の整数倍の角度だけ、角度方向に離隔していることが有利である。
【0029】
図示の実施形態では、電気機械は、２つの相を有し、１相当たり２つのコイル９‐パッド８アセンブリを有する。１つの相の複数のコイル９は、互いに他方から実質的に１８０°のところに配置されている。
【0030】
電力供給システム２の標準的な管理による電気機械の動作が可能となるように、１つの相のコイル９の幾何学的中心は、
Ｎ＝２の場合は、９０°／Ｎ＊ｎｐｐと２７０°／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる角度の整数倍の角度だけ、
Ｎ＞２の場合は、２７０°／Ｎ＊ｎｐｐと４５０°／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる角度の整数倍の角度だけ、
別の相のコイル９の幾何学的中心から角度方向に離隔している。
Ｎ＝２の場合は、９０°／Ｎ＊ｎｐｐと２７０°／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる角度の整数倍の角度だけ、
Ｎ＞２の場合は、２７０°／Ｎ＊ｎｐｐと４５０°／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる角度の整数倍の角度だけ、
別の相のコイル９の幾何学的中心から角度方向に離隔している。
【0031】
特に、１つの相のコイル９の幾何学的中心は、
Ｎ＝２の場合は、１３５°／Ｎ＊ｎｐｐと２２５°／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる角度の整数倍の角度だけ、
Ｎ＞２の場合は、３１５°／Ｎ＊ｎｐｐと４０５°／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる角度の整数倍の角度だけ、
別の相のコイル９の幾何学的中心から角度方向に離隔している。
Ｎ＝２の場合は、１３５°／Ｎ＊ｎｐｐと２２５°／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる角度の整数倍の角度だけ、
Ｎ＞２の場合は、３１５°／Ｎ＊ｎｐｐと４０５°／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる角度の整数倍の角度だけ、
別の相のコイル９の幾何学的中心から角度方向に離隔している。
【0032】
一実施形態によれば、１つの相のコイル９の幾何学的中心は、
Ｎ＝２の場合は、１８０°／Ｎ＊ｎｐｐのオーダーの角度の整数倍の角度だけ、
Ｎ＞２の場合は、３６０°／Ｎ＊ｎｐｐのオーダーの角度の整数倍の角度だけ、
±５０％の角度許容差（angle tolerance）で、別の相のコイル９の幾何学的中心から角度方向に離隔している。
Ｎ＝２の場合は、１８０°／Ｎ＊ｎｐｐのオーダーの角度の整数倍の角度だけ、
Ｎ＞２の場合は、３６０°／Ｎ＊ｎｐｐのオーダーの角度の整数倍の角度だけ、
±５０％の角度許容差（angle tolerance）で、別の相のコイル９の幾何学的中心から角度方向に離隔している。
【0033】
図示の実施形態では、それぞれ１つの相の複数のコイル９は、互いにその他のコイルから約９０°（より具体的には、８２．５°）のところに配置されており、その結果、磁気トラック５の周りに、第１の相のコイル９、他の相のコイル９、第１の相のコイル９、他の相のコイル９の互い違いの連続が形成されている。
【0034】
別の一実施形態によれば、エンコーダ３は、並進可能に装着された可動部材１に固定された線形磁気トラック５を有し、
１つの相のコイル９は、
Ｎ＝２の場合は、０．５Ｌｐ／Ｎ＊２ｎｐｐと１．５Ｌｐ／Ｎ＊２ｎｐｐとの間に含まれる距離の整数倍の距離だけ、
Ｎ＞２の場合は、Ｌｐ／Ｎ＊ｎｐｐと３Ｌｐ／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる距離の整数倍の距離だけ、
別の相のコイル９の幾何学的中心から直線方向に離隔した幾何学的中心を有する。
１つの相のコイル９は、
Ｎ＝２の場合は、０．５Ｌｐ／Ｎ＊２ｎｐｐと１．５Ｌｐ／Ｎ＊２ｎｐｐとの間に含まれる距離の整数倍の距離だけ、
Ｎ＞２の場合は、Ｌｐ／Ｎ＊ｎｐｐと３Ｌｐ／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる距離の整数倍の距離だけ、
別の相のコイル９の幾何学的中心から直線方向に離隔した幾何学的中心を有する。
【0035】
特に、１つの相のコイル９の幾何学的中心は、
Ｎ＝２の場合は、０．７５Ｌｐ／Ｎ＊２ｎｐｐと１．２５Ｌｐ／Ｎ＊２ｎｐｐとの間に含まれる距離の整数倍の距離だけ、特に、Ｌｐ／Ｎ＊２ｎｐｐのオーダーの距離の整数倍の距離だけ、
Ｎ＞２の場合は、１．５Ｌｐ／Ｎ＊ｎｐｐと２．５Ｌｐ／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる距離の整数倍の距離だけ、特に、２Ｌｐ／Ｎ＊ｎｐｐのオーダーの距離の整数倍の距離だけ、
別の相のコイル９の幾何学的中心から直線方向に離隔している。
Ｎ＝２の場合は、０．７５Ｌｐ／Ｎ＊２ｎｐｐと１．２５Ｌｐ／Ｎ＊２ｎｐｐとの間に含まれる距離の整数倍の距離だけ、特に、Ｌｐ／Ｎ＊２ｎｐｐのオーダーの距離の整数倍の距離だけ、
Ｎ＞２の場合は、１．５Ｌｐ／Ｎ＊ｎｐｐと２．５Ｌｐ／Ｎ＊ｎｐｐとの間に含まれる距離の整数倍の距離だけ、特に、２Ｌｐ／Ｎ＊ｎｐｐのオーダーの距離の整数倍の距離だけ、
別の相のコイル９の幾何学的中心から直線方向に離隔している。
【0036】
図４を参照すると、複数のパッド８の各々の自由表面は、幅Ｌｅを有する複数の凹部１１によって離隔した幅Ｌｄを有する複数の歯１０を有し、幅Ｌｄおよび／または幅Ｌｅは、複数のコイル９への電力の供給によって、エンコーダ３が運動し、および／または、エンコーダ３の運動によって、電力が複数のコイル９に供給されるように、コイル９とエンコーダ３との間の磁束が方向付けられるよう、Ｎ＊Ｌｐに対するそれらの比率が偶数または偶数の逆数のいずれでもない（すなわち、Ｌｅ／Ｎ＊ＬｐｐまたはＬｄ／Ｎ＊Ｌｐｐの比率が、２、４．．．に等しくなく、かつ、１／２、１／４、．．．に等しくない）ようになっている。
【0037】
特に、歯１０は、連続的に、同一の極性を有する磁極６に対向して、磁束を導く。これにより、アーマチュア７と可動部材１に固定されたエンコーダ３との間に相対運動の力が生じる。この力によって、モータ機械において前記可動部材の運動が生じ、または、発電機のコイル９に電流が生じる。
【0038】
したがって、これらの歯１０‐凹部１１アセンブリが存在することで、電気機械の動作に有用な磁束密度が増大する。その結果、運動に係る情報の決定された項目の分解能にとって十分に低減した幅Ｌｐを有する複数の磁極６を使用できるようになる。これは、情報の前記項目の決定を可能にするエンコーダ３によって当該機械の磁気動作が与えられるため、機械的インデキシングの必要なくそのようになる。
【0039】
複数の歯１０の幅Ｌｄは、複数の凹部１１の幅Ｌｅと同様であることが有利である。さらに、複数の歯１０の幅ＬｄのＮ＊Ｌｐに対する比率および／または複数の凹部１１の幅ＬｅのＮ＊Ｌｐに対する比率は、±４０％の製造許容差（manufacturing tolerance）内において、単位（unitary）または分数（fractional）であってもよい。
【0040】
可動部材１の運動のトルクに反するトルクの生成を制限するために、複数の凹部１１の深さは、特に歯１０の幅Ｌｄ以上とすることにより、できるだけ大きくした方がよい。製造上の制約を考慮すると、凹部１１の深さは、歯１０の幅Ｌｄの大きさのオーダーであってもよい。
【0041】
有利な一実施形態によれば、複数のコイル９の各々は、少なくとも１つの伝導性ターン（巻き）１３を含むプリント回路１２の複数の層によって形成されており、複数の前記ターンが互いに接続されて、複数のコイル９が形成されている。その結果、コイル９の有する厚さは、特に同等のパワーを有する機械の銅線による従来の巻線と比較して、低減されている。このことは、当該機械のコンパクトさにとって有利となる。さらに、銅線を巻くための特別な機械が必要であることに比べて、巻線のロバストネスが大きくなり、組立てが簡略化される。
【0042】
特に、１２個のターン１３の２０個の層１２が各々、実装されてもよい。図３ａは、直列に接続された複数のターン１３の接続部１４を備えるコイル９を形成する２つのターン１３の２つの層１２を概略的に示す。図３ｂは、並列に接続された複数のターン１３の複数の接続部１５を備えるコイル９を形成する２つのターン１３の２つの層１２を表す。
【0043】
有利には、決定システム、ならびに、可動部材１を駆動するための、および／または、電力供給を制御するためのシステムは、当該機械のステータのプリント回路１２上に統合されてもよい。これにより、サイズを大幅に節約し、外部駆動システムへの接続の必要性を無くすことができる。
【0044】
図面を参照すると、プリント回路１２は、パッド８がそれぞれ配置される複数の開口部１６を有する。特に、アーマチュア７は、パッド８がプレート１７の表面に形成される当該プレート１７を有する。複数のコイル９は、特に、複数のパッド８の各々が１つのコイル９の中央に延在するように設けることによって、パッド８の周りにそれぞれ配置される。
【0045】
この実施形態では、プリント回路１２をアーマチュア７の上にコンパクトに軸方向に積み重ねて当該機械のステータを形成することができる。ロータを形成するエンコーダ３は、プリント回路の上に軸方向に配置されて軸方向磁束機械を形成している。センサ４は、エンコーダによって送出される情報の前記項目を軸方向に読み取る。
【0046】
特に、軸方向磁気トラック５を有するエンコーダ３は、半径方向読み取りによるその等価物よりも、製造が単純である。有利には、エンコーダ３は、エラストフェライト（elasto-ferrite）またはプラストフェライト（plasto-ferrite）から作製される。これにより、複数の磁極６の対の数を用途に応じて迅速に選択するという、大きなフレキシビリティを有することができるようになる。
【0047】
さらに、図１は、プレート１７の開口部１７ａおよびプリント回路１２の開口部１２ａを通過させる、可動部材１の２つのベアリングによる回転可能な装着を表す。２つのベアリングはそれぞれ、インテグレーションベル（integration bell）１９によって担持される下側ベアリング１８と、エンコーダキャリア２１に装着される上側ベアリング２０と、である。
【0048】
センサ４および複数のコイル９は、前記センサの複数の感知素子と複数の前記コイルとの間の相対位置が定められるように、特にプリント回路１２によって形成された、共通の支持体の表面に設置されることが有利である。特に、センサ４および複数のコイル９は、特にプリント回路１２の製造が容易となるように、エンコーダ３の表面に対して平行な、同一の平面内に配置されてもよい。
【0049】
一実施形態によれば、当該機械のロータは、積み重ねられた複数のエンコーダ３を備えてもよく、ステータは、送出されるトルクが増大するように、プリント回路１２上に複数の巻線を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1a】本発明の一実施形態に係る電気機械の構成要素の分解概略図である。
【図1b】本発明の一実施形態に係る電気機械の構成要素の分解概略図である。
【図3a】本発明の一実施形態に係る電気機械のためのコイルを示す。
【図3b】本発明の一実施形態に係る電気機械のためのコイルを示す。
【図4】本発明に係る電気機械におけるアーマチュアに対するエンコーダの構成を示す。
【図1a】
【図1b】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図4】
【国際調査報告】