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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】2024-02-15
(54)【発明の名称】アキシアルフラックスモータ用ロータ及び製造方法
(51)【国際特許分類】
H02K 1/2796 20220101AFI20240207BHJP
H02K 15/03 20060101ALI20240207BHJP
【ＦＩ】
H02K1/2796
H02K15/03 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023573011
(86)(22)【出願日】2022-02-08
(85)【翻訳文提出日】2023-09-06
(86)【国際出願番号】 US2022015694
(87)【国際公開番号】W WO2022170274
(87)【国際公開日】2022-08-11
(31)【優先権主張番号】63/147,090
(32)【優先日】2021-02-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523301776
【氏名又は名称】マグエレック プロパルション リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100098475
【弁理士】
【氏名又は名称】倉澤 伊知郎
(74)【代理人】
【識別番号】100130937
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100144451
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 博子
(72)【発明者】
【氏名】ダニエル クレイグ
(72)【発明者】
【氏名】ロッシ ネリオ
【テーマコード（参考）】
5H622
【Ｆターム（参考）】
5H622CA02
5H622CA06
5H622CB03
5H622PP03
5H622PP13
(57)【要約】
アキシアルフラックスモータ用のロータ及び製造方法は、ロータハブから半径方向に延在して隣接するフィンガの間に磁石が挿入される磁石ポケットを形成する複数の離間したフィンガを有するロータハブを有するロータコアを含み、ロータコアは、層スタック内に配設された複数の材料層から形成され、各層は、層スタック内の隣接層の一次繊維層のセットとは異なる方向である選択方向に延在する一次繊維のセットを有する。
【選択図】図９Ｄ
【選択図】図９Ｄ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アキシアルフラックスモータ用のロータアセンブリであって、ロータハブから半径方向に延在して隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成する複数の離間したフィンガを有する前記ロータハブを有するロータコアであって、各フィンガは、前記ロータハブに隣接する近位フィンガ端から前記ロータコアの周辺の遠位フィンガ端まで延在する２つのフィンガ側縁部を有する、ロータコアと、
前記ロータコアの各磁石ポケットに位置付けられた磁石であって、各磁石は、半径方向外縁部及び半径方向内縁部を有し、前記半径方向外縁部及び前記半径方向内縁部は、磁石側縁部によって結合されている、磁石と、を備え、
前記ロータコアは、層スタックに配設された複数の材料層を備え、各層は、前記層スタック内の隣接する層の一次繊維層のセットとは異なる方向である選択方向に延在する一次繊維のセットを有する、ロータアセンブリ。
【請求項2】
各磁石側縁部は、各フィンガ側縁部から離間されて、各磁石側縁部とフィンガ側縁部との間に隙間を形成する、請求項１に記載のロータアセンブリ。
【請求項3】
コネクタを更に備え、磁石側縁部又はファンガ側縁部のうちの少なくとも１つは、該側縁部の長さの少なくとも一部分に沿ってその中に形成された溝を含み、
前記コネクタは、前記溝に挿入されて、磁石ポケット内に磁石を固定する、請求項１に記載のロータアセンブリ。
【請求項4】
前記ロータコアの周辺の周りに延在するロータリングを更に備える、請求項１に記載のロータアセンブリ。
【請求項5】
前記磁石と前記ロータリングとの間の各磁石の半径方向外側に位置付けられたスペーサを更に備える、請求項４に記載のロータアセンブリ。
【請求項6】
隣接する磁石の間の少なくとも１つのフィンガに沿って形成された半径方向に延在する冷却チャネルを更に備える、請求項１に記載のロータアセンブリ。
【請求項7】
各磁石の前記半径方向外縁部は、第１の幅を有し、各磁石の前記半径方向内縁部は、第２の幅を有し、前記第１の幅は、前記第２の幅よりも小さいため、各磁石は、台形の形状であり、磁石ポケットを形成する各半径方向に延在して離間したフィンガは、台形形状の磁石を受容するための対応する台形形状の磁石ポケットを形成するようにくさび形状である、請求項１に記載のロータアセンブリ。
【請求項8】
磁石ポケットを形成する隣接するフィンガの前記フィンガ側縁部は、互いに平行であり、各磁石の前記磁石側縁部は、互いに平行である、請求項１に記載のロータアセンブリ。
【請求項9】
各フィンガ側縁部は、前記フィンガ側縁部の長さの少なくとも一部分に沿ってその中に形成されたフィンガ溝を有し、各磁石側縁部は、前記磁石側縁部の長さの少なくとも一部分に沿ってその中に形成された磁石溝を有し、前記フィンガの少なくとも１つのフィンガ溝は、前記磁石の少なくとも１つの磁石溝と整列する、請求項１に記載のロータアセンブリ。
【請求項10】
アキシアルフラックスモータ用のロータアセンブリであって、ロータ軸の周りに配置されたロータハブと、前記ロータハブから半径方向に延在して隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成する複数の離間したフィンガと、を有する、ロータコアであって、各フィンガは、前記ロータハブに隣接する近位フィンガ端から前記ロータコアの周辺における遠位フィンガ端まで延在する２つのフィンガ側縁部を有する、ロータコアと、
前記ロータコアの各磁石ポケットに位置付けられた磁石であって、各磁石は、半径方向外縁部及び半径方向内縁部を有し、前記半径方向外縁部及び前記半径方向内縁部は、磁石側縁部によって結合されている、磁石と、
第２のプレートから軸方向に離間された第１のプレートを有する保持カバーアセンブリであって、各プレートは円形であり、外側半径方向縁部、外表面、及び内表面を含み、少なくとも１つのプレートは、前記少なくとも１つのプレートの前記内表面に形成された離間したシートを含み、前記離間したシートは、少なくとも部分的に冷却チャネルを形成する、保持カバーアセンブリと、を備える、ロータアセンブリ。
【請求項11】
隣接する磁石間の各フィンガに沿って形成された冷却チャネルを更に備える、請求項１０に記載のロータアセンブリ。
【請求項12】
各磁石は、磁石厚さを有し、各フィンガは、フィンガ厚さを有し、前記磁石厚さは、前記フィンガ厚さよりも厚い、請求項１０に記載のロータアセンブリ。
【請求項13】
複数の離間したシートを更に含み、前記シートは、くさび形状であり、前記冷却チャネルが前記プレートの中心から半径方向に延在するように前記シートが形成された前記プレートに形成された開口部の周りに位置付けられる、請求項１０に記載のロータアセンブリ。
【請求項14】
前記ロータコアは、前記ロータハブが前記シートに係合し、各磁石が前記プレートの前記内表面に当接するように、前記プレートに当接する、請求項１３に記載のロータアセンブリ。
【請求項15】
各プレートは、前記内表面に外側半径方向リップを更に備える、請求項１０に記載のロータアセンブリ。
【請求項16】
アキシアルフラックスモータ用のロータを製造するための方法であって、第１の方向に整列された繊維の一次セットを有する材料から複数の層を切断することと、
前記層を層スタック内に配設することであって、各層は、前記層スタック内の隣接層とは異なる方向である選択方向に延在するその繊維の一次セットを有する、配設することと、を含む、方法。
【請求項17】
前記層スタックに熱及び圧力を加えて、前記層スタックから接合材料を表出させて、前記層を互いに接合することを更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
事前形成されたロータリングを金型に挿入することと、前記ロータリング内の前記金型に複数の磁石を挿入することと、
前記層スタックを前記金型に挿入することと、
前記金型を作動させて、前記層スタックから接合材料を表出させ、前記ロータリング及び磁石を前記層スタックに接合させることと、を更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項19】
前記ロータリングを前記金型に挿入する前に、前記ロータリングを予熱することを更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記磁石を前記金型に挿入する前に、前記磁石を予熱することを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年２月８日に出願された米国仮出願第６３／１４７，０９０号の優先権を主張し、その利益が特許請求され、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２１年２月８日に出願された米国仮出願第６３／１４７，０９０号の優先権を主張し、その利益が特許請求され、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
本発明は、概して、電動モータに関し、特に、ロータ及びステータが同軸に配設される軸方向のフラックスモータに関する。より具体的には、本発明は、そのようなアキシアルフラックスモータに使用されるロータ、及びロータを製造する方法に関する。
【0003】
本開示の様々な実施形態は、以下に示される詳細な説明及び本開示の様々な実施形態の添付の図面からより完全に理解されるであろう。図面において、同様の参照番号は、同一又は機能的に類似した要素を示し得る。
【図面の簡単な説明】
【0004】
【図1】本開示のアキシアルフラックスモータの分解斜視図である。
【図2A】ロータアセンブリの一実施形態の斜視図である。
【図2C】ロータコアの層状構造を例解する、ロータコアの一部分の拡大斜視図である。
【図3A】層の第１の繊維方向を例解する、ロータコアの１つの層の平面図である。
【図3B】隣接する層が異なる繊維方向を有する、ロータコアの一実施形態の分解図である。
【図4B】本明細書で説明されるロータアセンブリの実施形態の形成に利用される金型を例解する。
【図5】本開示のロータアセンブリの平面図である。
【図6C】スパイダ縁部から離間された磁石を有する溝付き磁石ポケット内の溝付き磁石の拡大立面図である。
【図7】長方形形状の磁石を可能にする、ロータコアのくさび形状のスパイダフィンガの拡大された立面図である。
【図8】磁石と外側リングとの間に挿入されたスペーサを有するロータコアアセンブリの平面図である。
【図9A】ロータアセンブリの別の実施形態の斜視図である。
【図10A】各磁石と外側リングとの間に応力緩和スペーサを有するロータアセンブリの実施形態の斜視図である。
【図11A】各磁石と外側リングとの間に応力緩和スペーサを有するロータアセンブリの別の実施形態の斜視図である。
【図13A】台形形状の磁石及び磁石ポケットを有するロータアセンブリの一実施形態の斜視図である。
【図14A】本開示のロータアセンブリの別の実施形態の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【0005】
本明細書に開示されるのは、ロータコアが、積層され、一緒に接合された複数の繊維層で形成される、アキシアルフラックスモータ用のロータアセンブリである。スタックの各層は、層の一次繊維が選択方向に延在し、隣接する繊維層の一次繊維のセットが異なる方向に延在するように配向されている。各層は、積層され、接合された層が隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成するように、複数の半径方向に延在し、離間したフィンガを有するロータハブの形状を有するように切断される。磁石は、ロータコアの各磁石ポケットに位置付けられる。１つ以上の実施形態では、ロータコアのフィンガは、三角形又はくさび形状であり得、それによって、長方形の磁石を受容するための長方形の磁石ポケットを作り出す。半径方向スペーサが、磁石への応力、特に半径方向保持リングによって生じ得る応力を低減するために、磁石から半径方向外向きに磁石ポケットに挿入され得る。同様に、磁石応力を低減するために、各磁石は、少なくともその側縁部に沿って溝状にされ得、そこでは、ピン又はブレードの形態の硬化樹脂又はオフセットコネクタが、フィンガから離間されるようにポケット内の磁石を中央に配置するために利用され得る。いくつかの実施形態では、半径方向スペーサ及びオフセットコネクタは、一体的に形成され得る。１つ以上の実施形態では、磁石ポケットは、フィンガが半径方向に同じ形状の磁石を磁石ポケット内に保持するように、外向きに細くなる形状の台形であり得る。１つ以上の実施形態では、空気流チャネルが、冷却を増強するために、フィンガに沿って、及び磁石の間に形成され得る。１つ以上の実施形態では、保持カバーが、ポケット内の磁石を軸方向に固定するために、ロータコアの両側に配置され得る。これに関して、１つ又は両方のカバーは、磁石を半径方向に固定する外側半径方向リップを更に含み得る。保持カバーは、一体的に形成された磁石シート及び／又は空気流チャネルを含み得る。
【0006】
図１を参照すると、アキシアルフラックス型電動モータアセンブリ１００が示されている。電動モータアセンブリ１００は、モータ軸１１４に沿って互いから軸方向に配置された少なくとも１つのロータアセンブリ１１０及び少なくとも１つのステータアセンブリ１１２を含む。例解される実施形態では、ロータスピンドル又はシャフト１１６は、軸１１４に沿って延在し、ロータアセンブリ１１０を支持している。ロータシャフト１１６は、ロータアセンブリ１１０に取り付けられたスピンドルフランジ１１７を含み得る。ロータシャフト１１６は、次に、１つ以上のベアリング１１８によって支持され得る。
【0007】
単一のステータアセンブリ１１２のみが利用され得るが、例解される実施形態では、２つのステータアセンブリ１１２ａ、１１２ｂが示され、軸１１４に沿ってロータアセンブリ１１０の対向する側に位置付けられている。
【0008】
モータハウジング１２０及び対向するステータ支持体又は端部プレート１２２は、ロータアセンブリ１１０及び１つ以上のステータアセンブリ１１２を取り囲んでいる。１つ以上の実施形態では、少なくとも１つの端部プレート１２２は、端部プレート１２２の内部表面１２３上にステータアセンブリ１１２を支持している。例解される実施形態では、端部プレート１２２ａは、ステータアセンブリ１１２ａを支持し、端部プレート１２２ｂは、ステータアセンブリ１１２ｂを支持している。
【0009】
端部プレート１２２がステータアセンブリ１１２を支持している限り、端部プレート１２２は、端部プレート１２２の外部表面１２６に沿って位置付けられた冷却機構１２４を冷却することを含み得る。
【0010】
１つ以上の実施形態では、冷却機構１２４は、端部プレート１２２の外部表面１２６に沿って、１つ以上の冷却剤流路１２８を形成し得る。冷却剤流路１２８は、端部プレート１２２の外部表面１２６に形成された１つ以上の冷却チャネル１３０であり得る。
【0011】
例解される実施形態では、複数の流体接続された冷却チャネル１３０が例解され、概して、端部プレート１２２の内部表面１２３に装着されたステータアセンブリ１１２の反対側の端部プレート１２２の周りに延在するように位置付けられている。特定の構成に限定されないが、一実施形態では、冷却チャネル１３０は、外部表面１２６に沿って星形状を形成して冷却を最大化することができる一方、締結具１２７が、端部プレート１２２を通って端部プレート１２２の外部表面１２６まで延在することなく、様々なモータ構成要素を内部表面１２３から端部プレート１２２に固定することを可能にする。言い換えると、締結具１２７による係合のためのねじ付き孔は、端部プレート１２２の内部表面１２３上に形成され得るが、孔は端部プレート１２２を通ってずっと延在しているわけではない。そのような配設は、モータアセンブリ１００の内部の流体が外に漏れるか又は移行する可能性、又はその逆の可能性を最小限に抑えることが理解されよう。他の実施形態では、冷却剤流路１２８は、外部表面１２６上に位置付けられたチューブ（図示せず）から形成され得る。更に他の実施形態では、冷却剤流路１２８は、外部表面１２８から延在するリブ又はフィン（図示せず）から形成され得、一方、他の実施形態では、冷却剤流路１２８は、端部プレート１２２と外側プレート１３４との間に形成された冷却剤室であり得る。上記にかかわらず、端部プレート１２２の外部表面１２６に形成された冷却チャネル１３０は、電動モータアセンブリ１００の全体的な軸方向の長さを最小化するために特に望ましい場合があることが理解されるであろう。いずれにしても、流路１２８と流体連通する１つ以上のポート１２５を利用して、冷却機構１２４から冷却剤を導入及び抽出することができる。
【0012】
各ステータアセンブリ１１２は、当業者に既知であり得るように、概して、ステータコア１３８及びステータ巻線１４０から形成される。これに関して、ステータ巻線１４０は、電線から形成され得る。本開示は、ステータアセンブリ１１２の特定の構成に限定されない。
【0013】
図２Ａ及び図２Ｂを参照し、図１を引き続き参照すると、ロータアセンブリ１１０は、概して、複数の磁石１４４を担持するように配置されたロータコア又はヨーク１４２で形成される。１つ以上の実施形態では、ロータコア１４２は、スパイダ形状であり、フィンガ１４８が半径方向に延在するハブ１４６から形成される。フィンガ１４８は、隣接するフィンガ１４８の間に磁石ポケット１５０を形成するように、ハブ１４６の外周の周りに互いに離間されている。１つ以上の実施形態では、ロータアセンブリ１１０は、フィンガ１４８から半径方向外向きに配置されたロータリング１５２を更に含む。１つ以上の実施形態では、ロータリング１５２及びロータコア１４２は、図１、図２Ａ及び図２Ｂに示されるような別個の構成要素であり得、一方、他の実施形態では、ロータリング１５２及びロータコア１４２は、一体的に形成され得る。
【0014】
１つ以上の実施形態では、ロータコア１４２は、非導電性複合材料で形成される。同様に、１つ以上の実施形態では、ロータリング１５２は、非導電性複合材料から形成される。
【0015】
図２Ａ～図２Ｂを参照すると、ロータアセンブリ１１０の実施形態は、ロータアセンブリ２１０として示され、概して説明される。ロータアセンブリ２１０は、概して、複数の磁石２４４を担持するように配置されたロータコア又はヨーク２４２を含む。１つ以上の実施形態では、ロータコア２４２は、スパイダ形状であり、フィンガ２４８が半径方向に延在するハブ２４６から形成される。フィンガ２４８は、隣接するフィンガ２４８の間に磁石ポケット２５０を形成するように、ハブ２４６の外周の周りに互いに離間されている。ロータアセンブリは、フィンガ２４８から半径方向外向きに配置されたロータリング２５２を更に含む。例解される実施形態では、特定の数のフィンガ２４８及びポケット２５０に限定されないが、ロータコア２４２は、１０本のフィンガ２４８と、１０個の磁石ポケット２５０とを含む。
【0016】
ロータアセンブリ２１０の例解される実施形態では、フィンガ２４８は、磁石ポケット２５０が略くさび形状であるように、略長方形の形状である。
【0017】
このように、この例解される実施形態では、磁石２４４は、略くさび形状であり、各磁石２４４は、半径方向内縁部２６２よりも長い長さの半径方向外縁部２６０を有し、縁部２６０、２６２は、側縁部２６４によって結合される。１つ以上の実施形態では、図２Ｂに最良に見られるように、磁石２４４の少なくとも１つ、好ましくは各々の側縁部２６４は、半径方向外縁部２６０と半径方向内縁部２６２との間の側縁部２６４の長さの少なくとも一部分に沿って延在する溝又はスロット２６６を含む。１つ以上の実施形態では、各溝２６６は、半径方向外縁部２６０と半径方向内縁部２６２との間に完全に延在し、他の実施形態では、溝２６６は、半径方向外縁部２６０から延在し、半径方向内縁部２６２から離間している。更に他の実施形態では、溝２６６は、半径方向外縁部２６０から離間され、半径方向内縁部２６２から延在している。最後に、他の実施形態では、溝２６６は、半径方向外縁部２６０及び半径方向内縁部２６２の両方から離間するように側縁部２６４に沿って形成されている。
【0018】
同様に、ハブ２４６の各フィンガ２４８は、ハブ２４６に隣接する近位端２６９ａからロータコア２４２の周辺の遠位端２６９ｂまで延在する側縁部２６８を有する。１つ以上の実施形態では、各フィンガの側縁部２６８は、それに沿って形成されたいかなるフィーチャも伴わずに、略平滑であり得る。１つ以上の他の実施形態では、フィンガ２４８の各側縁部２６８は、フィンガ２４８の近位端２６９ａと遠位端２６９ｂとの間の側縁部２６８の長さの少なくとも一部分に沿って延在する溝又はスロット２７０を含む。
【0019】
１つ以上の実施形態では、各溝２７０は、フィンガ２４８の近位端２６９ａと遠位端２６９ｂとの間に完全に延在し、他の実施形態では、溝２７０は、遠位端２６９ｂから延在し、近位端２６９ａから離間されている。更に他の実施形態では、溝２７０は、遠位端２６９ｂから離間され、近位端２６９ａから延在している。最後に、他の実施形態では、溝２７０は、側縁部２６８に沿って形成され、フィンガ２４８の遠位端２６９ｂ及び近位端２６９ａの両方から離間されている。
【0020】
１つ以上の実施形態では、ロータリング２５２は、ロータコア２４２の周りに位置付けられた事前形成されたリングである。いくつかの実施形態では、ロータリング２５２は、連続した固体リングである。この点で、ロータリング２５２は、繊維材料などの複合材料で形成され得る。ロータリング２５２は、半径方向内縁部２７６及び半径方向外縁部２７８を有し、半径方向内縁部２７６は、ロータコア２４２の周りに位置付けられた場合にフィンガ２４８に当接し得る。１つ以上の実施形態では、固体の、事前形成されたロータリング２５２の半径方向内縁部２７６が形成され、理解されるように、炭素繊維材料及びガラス繊維材料の各々は、繊維が担持される基板から形成され得る。
【0021】
図２Ｃを参照すると、１つ以上の実施形態では、ロータコア又はヨーク２４２は、示されるように、スタック２８２又は「ブック」内に配設された繊維材料の複数の層２８０から形成され得る。各繊維層２８０は、一次繊維のセットを有する材料であり得る。
【0022】
図３Ａを参照すると、引き続き図２Ｃも参照して、スタック２８２を形成する繊維材料の層２８０がより詳細に例解されている。具体的には、示されるように、各層２８０は、矢印２８６によって概して示されるように、第１の方向に延在する繊維２８４の少なくとも一次セットを有するものとして特徴付けられ得る。繊維２８４は、特定の種類の繊維に限定される必要はなく、ガラス繊維、炭素繊維、又は当該技術分野で既知の他の繊維を含み得る。１つ以上の実施形態では、繊維は、一次繊維が、概して、別個の方向において整列される限り、短い繊維又は長い繊維であり得る。同様に、繊維を担持する材料は、特定のタイプの材料に限定される必要はない。１つ以上の実施形態では、材料は、布であっても織物であり得る。他の実施形態では、材料は、プラスチックシートなどのポリマ材料であり得る。各層２８０は、交差織りに配設され得るような、繊維２８７の１つ以上の二次セットを更に含み得る。しかしながら、図３Ｂに最良に例解されるように、ロータコア２４２のスタック２８２のアセンブリで利用されるのは、繊維の一次セットである。１つ以上の実施形態では、各層２８０は、繊維材料のシートから層２８０をパンチングすることによって形成され得る。他の実施形態では、各層２８０は、精密レーザ切断などによって、繊維材料のシートから切断され得る。必須ではないが、１つ以上の実施形態では、繊維材料シートは、製造ハブ２４６で使用するための接合材料又は接着剤で事前含浸され得る。同様に、１つ以上の実施形態では、本明細書に説明される製造を支援するために、矢印２８６などの指示記号は、一次セットの繊維２８４の方向を示すために、切断又はパンチされる時点で、層２８０上にスタンプされ得るし、そうでなければインプリントされ得る。
【0023】
図３Ｂでは、スタック２８２の部分分解図が示される。いずれの場合も、個々の層２８０がスタック２８２内に形成されると、層２８０は、隣接する層２８０が異なる方向に延在する繊維２８４の一次セットを有するように、所定の角度にわたって回転される。本明細書に説明されるように順序付けられた方向において、説明されるように層を配設することによって、ロータアセンブリ２１０の性能寿命を大幅に増強させることができることが見出されている。したがって、示されるように、第１の層２８０ａは、矢印２８６ａによって示されるように第１の方向に延在する繊維２８４の一次セットを有し、隣接する第２の層２８０ｂは、矢印２８６ｂによって示されるように第２の方向に延在する繊維２８４の一次セットを有する。同様に、第３の層２８０ｃは、矢印２８６ｃによって示されるように第３の方向に延在する繊維２８４の一次セットを有し、隣接する第４の層２８０ｄは、矢印２８６ｄによって示されるように第４の方向に延在する繊維２８４の一次セットを有する。好ましい実施形態では、このような層２８０の回転シーケンスが、スタック２８２が形成されるに伴い継続する。したがって、第４の層２８０ｄに隣接する第５の層２８０ｅは、したがって、矢印２８６ｅによって示されるように、第５の層２８０ｅの繊維２８４の一次セットが第５の方向に延在するように配設される。
【0024】
スタック２８２内の層２８０の方向２８６の数を最大化することが望ましいが、１つ以上の実施形態では、複数の層２８０は、繊維２８４のセットが少なくとも３つの異なる方向に延在し、連続した層又は隣接する層が異なる方向に延在するように少なくとも配設されることが理解されるであろう。
【0025】
３つの方向２８６を有するスタック２８２の１つ以上の実施形態では、連続する層は、互いに６０度回転される。フィンガ２４８の数は、各層２８０の回転度を決定し得ることを理解されよう。したがって、１つ以上の実施形態では、繊維２８４のセットについての異なる方向２８６の数は、繊維が略均一の断面であるか、又は繊維が（ある方向に延在する繊維が、反対方向に１８０度延在するものと同じ材料特性を有しないように）均一の断面ではない限り、フィンガ２４８の数の半分に等しい。したがって、他の実施形態では、繊維２８４のセットのための異なる方向２８６の数は、フィンガ２４８の数に等しい。図３Ｂに例解される実施形態では、ロータコア２４２の１０本のフィンガ２４８に基づいて、５つの方向２８６が例解されることが理解されるであろう。したがって、第５の層２８０ｅに隣接する第６の層（図示せず）は、矢印２８６ａによって示されるように、第１の方向に延在する第６の層の繊維２８４を有するであろう。５つの方向２８６を有するスタック２８２の１つ以上の実施形態では、連続する層は、互いに１８度回転される。１つ以上の実施形態では、連続する層は、互いに６０度回転される。連続する層の均一な角度回転が例で使用されるが、本開示は、少しでも回転があれば、連続する層のいかなる特定の角度回転にも限定されないことが理解されるであろう。
【0026】
ロータコア２４２の組み立て中に、各層２８０は、機械で切断され得るか、スタンプされ得るか、又は別様に繊維材料の繊維布又はボルトから形成され得ることが理解されるであろう。各層２８０の場合、１つ以上の実施形態では、繊維２８４の一次セットの方向は、各層２８０が連続した隣接層に対して上で説明されるように配向され得るように、基準点によってマークされるか、さもなければ示される。また、各個々の層２８０は、スタック２８２に組み合わされる場合、スロット２７０などの様々な三次元形状又はフィーチャが存在し得るように形成され得ることも理解されよう。
【0027】
ロータリング２５２（図２Ａ及び２Ｂを参照）は、好ましくは、ロータコア２４２の周りに位置付けられる固体の事前形成されたリングであるが、１つ以上の他の実施形態では、ロータリング２５２は、ロータコア２４２に関して、上で概して説明されるように、リングスタックに形成される繊維材料の層から形成され得る。そのような場合、好ましい実施形態では、複数の連続リングが繊維材料から切断され、スタックに形成され得る。リング層は、好ましくは、ロータアセンブリ２１０が使用中に受ける高い回転速度を考慮すると特に望ましい、リングの周りのフープ応力の均一な印加を確保するように連続的である。連続したリング層は、説明されるように、繊維方向が繊維材料の隣接する層からオフセットされるように、互いに対して角度を付けて配向され得る。１つ以上の実施形態では、層２８０は、層２８０のリング及びフィンガが一体的に形成されるようにリングを含むように切断され得る。
【0028】
図４Ａでは、ロータアセンブリ２１０を製造する方法４００が例解されている。上で説明されるように、方法４００の第１のステップ４０２は、繊維材料から複数の層２８０を切断することである。繊維材料は、識別可能な一次繊維方向に延在する少なくとも一次繊維を有するように選択される。ステップ４０２の１つ以上の実施形態では、層２８０が切断されると、層は、一次繊維の方向を示すラベル、印刷された指示記号、又は他の装置でマークされ得る。１つ以上の実施形態では、材料は、接着剤又は接合材料で事前含浸される。ステップ４０４において、複数の層２８０は、フィンガ１４８が整列するように、スタック２８２内に配設される。ステップ４０４の１つ以上の実施形態では、各層は、１つの層２８０の一次繊維２８４が隣接層２８０の一次繊維２８４から角度的にオフセットされるように、隣接層に対して軸方向に回転される。
【0029】
１つ以上の実施形態では、各層２８０を形成する材料は、一次繊維を形成するガラス繊維を有するガラス繊維材料である。他の実施形態では、各層２８０を形成する材料は、一次繊維を形成する炭素繊維を有する炭素繊維材料である。他の実施形態では、他の種類の繊維は、各層２８０を形成する材料で利用され得る。
【0030】
ステップ４０６では、スタック２８２が形成されると、接着剤又は接合材料を活性化して複合ロータコア２４２を形成するために、熱及び／又は圧力がスタック２８２に加えられ得る。これに関して、最小限の熱及び／又は圧力は、個々の層２８０を互いに最初に固定するために必要な程度にのみ印加され得るが、事前含浸された接着剤又は接合材料をスタック２８２から表出させないようにする。１つ以上の実施形態では、図４Ｃ～図４Ｅに示されるような金型３００が、ロータコア２４２を形成するために、そのような初期熱及び／又は圧力をスタック２８２に加えるために利用され得る。特に、先行技術では、ロータアセンブリ、特にロータコアは、本明細書に説明されるようにロータコア２４２を形成するのとは対照的に、概して、粉砕された金属又は粉砕された複合材料で形成される。いずれにしても、金型３００は、スタック２８２が金型３００内に位置付けられることを可能にするためのレリーフ又は他の配向用フィーチャ３０２を有する金型キャビティ３０１を含む。
【0031】
金型３００を利用してロータコア２４２を形成することに加えて、金型３００はまた、ロータアセンブリ２１０の他の構成要素、すなわち、ロータリング２５２及び磁石を一緒に組み立てるために利用され得る。２４４．この点で、金型３００はまた、磁石を受容して位置付けるための例解される磁石シート３０２ａ、及びロータコア２４２のスタック２８２を受容して整列するためのロータコアシート３０２ｂなどの、上で言及されるレリーフ、突起、又は他の配向用フィーチャ３０２を含み得る。特に、磁石シート３０２ａは、ロータアセンブリ２１０に所望されるフィーチャ（以下で考察される冷却チャネルなど）に応じて、ロータコアシート３０２ｂに対して隆起したレリーフ又は窪みであり得る。いずれにしても、説明されるように、スタック２８２の層２８０を最初に一緒に接合してロータコア２４２を形成することに加えて、金型３００を使用して、接着剤又は接合材料を活性化し、ロータリング２５２及び磁石２４４をロータコア２４２に接合することができる。特に、１つ以上の実施形態では、配向用フィーチャ３０２は、磁石２４４がフィンガ２４８から離間し、隙間を残して、磁石２４４がフィンガ２４８と物理的に接触しないように配置される。理解されるように、接合材料は、以下の形成ステップ中に表出されるため、接合材料はこの隙間に流れ込み、製造が完了すると、離間した関係を維持し、それによって、ロータアセンブリ２１０の使用中の磁石上の応力を最小限に抑える。
【0032】
したがって、図４Ｃを参照すると、ステップ４０８では、固体の事前形成されたロータリング２５２が金型３００内に位置付けられ得る。ステップ４０８の１つ以上の実施形態では、ロータリング２５２は、それを金型３００に挿入する前に予熱される。同様に、金型３００は、ロータリング２５２を受容するために予熱され得る。金型３００は、ロータリング２５２を受容して収容するように配置された外径３０６を有する金型キャビティ３０１を含むことが理解されるであろう。
【0033】
ステップ４１０では、図４Ｄに例解されるように、磁石２４４は、金型３００に挿入される。各磁石２４４は、磁石シート３０２ａ上又は磁石シート３０２ａ内に整列され得る。１つ以上の実施形態では、磁石２４４は、それを金型３００に挿入する前に予熱される。
【0034】
最後に、ステップ４１２では、図４Ｅに例解されるように、層２８０のスタック２８２が金型３００に挿入される。上で言及されるように、１つ以上の実施形態では、スタック２８２は、ステップ４１２のために金型３００に挿入する前に、層２８０を互いに固定するのに十分な加熱又は圧力を加えることによって、少なくとも部分的に事前組み立てされ得る。ステップ４１２の他の実施形態では、スタック２８２は、この事前組み立てステップなしで、単に金型３００に挿入され得る。これに関して、ロータリング２５２及び磁石２４４とは異なり、スタック２８２は、好ましくは、金型３００への挿入前に事前含浸された接着剤／接合材料を表出させないように予熱されないことが理解されるであろう。上記は、ロータアセンブリ２１０の構成要素を金型３００に挿入するための好ましい順序であるが、製造方法は、特定の順序に限定されない。特に、ロータリング２５２が上で説明されるように繊維材料のスタックで形成される場合、ロータリング２５２は、スタック２８２と同時に金型３００内に位置付けられ、そのような場合、ロータリング２５２は予熱されない。
【0035】
いずれにしても、ステップ４１４において、ロータアセンブリ２１０構成要素が金型３００に挿入されると、金型３００は閉じられ、作動されて、当該技術分野において既知であるように、熱及び／又は圧力を加えることができる。加熱された接着剤／接合材料は、磁石とロータリングとを係合し、磁石ポケット内の磁石を接合し、ロータリングをロータフィンガの遠位端に接合するために、スタック２８２から少なくとも部分的に表出されることを理解されたい。これに関して、全ての磁石は、ロータコアに同時に接合され、これは、ロータアセンブリ２１０の製造に必要な時間期間を大幅に低減する。全ての磁石をロータコアに同時に接合することによって、従来技術の欠点、特に、各磁石が磁石ポケットに別々に挿入されて固定されることが従来技術で見られることが、克服される。
【0036】
ステップ４１６において、ロータアセンブリ２１０は、当技術分野において既知であるように、金型内で硬化させられ得るか、又は硬化のために金型から除去され得る。硬化すると、１つ以上の実施形態では、硬化した接合材料は、ロータコア２４２のフィンガ２４８に対して離間した関係で磁石２４４を固定し得ることが理解されるであろう。
【0037】
図５を参照すると、図１のロータアセンブリ１１０の別の実施形態が示され、ロータアセンブリ３１０として概して示されている。ロータアセンブリ３１０は、概して、複数の磁石３４４を担持するように配置されたロータコア又はヨーク３４２から形成される。１つ以上の実施形態では、ロータコア３４２は、スパイダ形状であり、フィンガ３４８が半径方向に延在するハブ３４６から形成される。フィンガ３４８は、隣接するフィンガ３４８の間に磁石ポケット３５０を形成するように、ハブ３４６の外周の周りに互いに離間されている。ロータアセンブリ３１０は、フィンガ３４８から半径方向外向きに配置されたロータリング３５２を更に含む。１つ以上の実施形態では、ロータリング３５２及びロータコア３４２は、図５に示されるような別個の構成要素であり得、他の実施形態では、ロータリング３５２及びロータコア３４２は、一体的に形成され得る。
【0038】
１つ以上の実施形態では、ロータコア３４２は、非導電性複合材料で形成される。同様に、１つ以上の実施形態では、ロータリング３５２は、非導電性複合材料から形成される。
【0039】
ロータアセンブリ３１０の例解される実施形態では、フィンガ３４８は、略くさび形状であり、磁石ポケット３５０は、略長方形の形状である。このように、この例解される実施形態では、磁石３４４は、略長方形の形状である。この配設は、磁石３４４に必要とされる機械加工を低減し、磁石を磁石ポケット３５０により容易に挿入することができるため、望ましい。これに関して、この配設は、従来の機械加工方法が製造中にフィンガ３４８の近位端に大きな応力を生じさせる一方、上で説明される金型３００などの金型に形成されたロータアセンブリ３１０は、製造中にそのような応力を実質的に排除するため、従来の方法よりも、図２、図３、及び図４に関して上で説明される方法からより容易に製造される。
【0040】
図５を継続的に参照して図６Ａ～図６Ｄを参照すると、磁石３４４は、様々な配設で磁石ポケット３５０に挿入され得る。図６Ａでは、磁石３４４は、ロータコア３４２の隣接するフィンガ３４８の間の磁石ポケット３５０に挿入される。ロータリング３５２は、磁石３４４から半径方向外向きに位置付けられる。磁石３４４は、半径方向外縁部３６０と、半径方向内縁部３６２と、外縁部３６０及び内縁部３６２を結合する側縁部３６４と、を含む。１つ以上の実施形態では、半径方向外縁部３６０及び半径方向内縁部３６２の一方又は両方は、弓形の形状であり得る。図６Ａ～図６Ｄの実施形態では、側縁部３６４は平行であり、それによって磁石３４４の略長方形の形状を作り出す。
【0041】
図６Ｂでは、ロータリング３５２と磁石３４４との間の磁石ポケット３５０に配置されたスペーサ又はくさび３４５が示されている。磁石３４４がロータリング３５２に直接接触する場合、磁石３４４がロータリング３５２に当接する磁石３４４の角部に望ましくない応力が生じることが見出されている。スペーサ３４５を用いることによって、これらの点でロータアセンブリ３１０内に生じる応力が著しく低減される。スペーサ３４５は、様々な材料で形成され得る。１つ以上の実施形態では、スペーサ３４５は、金属又は導電性材料で形成され得、他の実施形態では、スペーサ３４５は、複合材料又はポリマなどの非導電性材料で形成され得る。更に他の実施形態では、スペーサ３４５は、磁石３４４と同じ又は類似の磁性材料で形成され得る。
【0042】
図６Ｃでは、磁石３４４は、（フィンガ３４８及びハブ３４６によって画定されるように）開放空間又は隙間３４７が磁石３４４及びロータコア３４２の各側面の周りに形成されるように、磁石ポケット３５０を画定するフィンガ３４８から離間するように磁石ポケット３５０に位置付けられる。これにより、上で説明される成形プロセス中に表出する接着剤／接合材料が開放空間３４７に流入して、磁石３４４により良好に接合することが可能になる。１つ以上の実施形態では、接合を更に増強するために、磁石３４４の１つ以上の縁部３６４は、接着剤／接合材料が流入し得る溝又は凹部３４３ａを含み得る。代替的に、又はそれに加えて、フィンガ３４８の１つ以上の縁部３６８はまた、接着剤／接合材料が流入し得る溝又は凹部３４３ｂを含み得る。図６Ｃに説明されるような溝３４３はいずれも、図２Ｂに関して上で概して説明されるように、完全に又は部分的に延在し得る。いずれにしても、図６Ｃに説明されるフィーチャを有するロータアセンブリ３１０が製造プロセス４００において、上で説明されるように製造される場合、磁石３４４は、磁石３４４がフィンガ３４８の縁部から、及びロータハブ３４６との当接から離間される（隙間３４７を参照）ように、金型３００内に位置付けられ、それによって、それらの間の接合材料の均一な流れを可能にすることが理解されるであろう。これにより、ロータアセンブリ３１０の高速回転毎分（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ、ＲＰＭ）動作中の磁石２４４上の応力が低減される。
【0043】
図６Ｄでは、ピン又はブレードなどのコネクタ又は締結機構３５３は、磁石３４４及びフィンガ３４８の隣接する溝３４３ａ、３４３ｂにそれぞれ挿入され得、それによって、磁石３４４を磁石ポケット３５０に固定するが、ロータコア３４２のフィンガ３４８から離間させる。
【0044】
図７は、図５に示されるロータコア３４２のくさび形状スパイダフィンガ３４８の拡大立面図である。ロータコア３４２の外周の磁石３４４の総表面積を最大化するために、フィンガ３４８の近位端３４８ａは、それぞれの幅Ｗ１及びＷ２によって例解されるように、フィンガ３４８の遠位端３４８ｂよりも実質的に狭い。従来の機械加工方法によってロータコア３４２を形成すると、機械加工中にフィンガ３４８の近位端３４８ａに望ましくない応力が生じる。したがって、１つ以上の実施形態では、そのようなロータコア３４２は、上で説明されるように複数の繊維材料層２８０を積層することによって形成され、機械加工の必要性を排除する。
【0045】
図８を参照すると、図５と同様に、磁石３４４とロータリング３５２との間の磁石ポケット３５０にスペーサ３４５が挿入されたロータアセンブリ３１０の立面図が示される。図６Ｂに関して上で説明されるように、スペーサ３４５は、別な方法では、ロータアセンブリ３１０の動作中にロータリング３５２から伝達されるであろう応力を吸収する。そのような応力は、磁石３４４の動作寿命を低減し、動作中にアキシアルフラックスモータの電気出力に影響を与える可能性があることが見出されている。開口部３０５が、ロータシャフトを受容するために中央ハブ３４６に形成され得る（図１を参照）。
【0046】
図９Ａ～図９Ｅは、本開示によるロータアセンブリ５００の別の実施形態を例解する。図９Ａでは、ロータアセンブリ５００は、ロータ軸５０３に沿って形成され、フィンガ５０６が半径方向に延在する中央ハブ５０４を有するスパイダ形状ロータコア５０２を含む。開口部５０５は、ロータシャフトを受容するために中央ハブ５０４に形成され得る（図１を参照）。フィンガ５０６は、隣接するフィンガ５０６の間に磁石ポケット５０８を形成するように、ハブ５０４の外周の周りに互いに離間されている。各磁石ポケット５０８は、磁石５１０を受容するように配置されている。ロータリング５１４は、フィンガ５０６から半径方向外向きに配置されている。例解される実施形態では、特定の数のフィンガ５０６及びポケット５０８に限定されないが、ロータコア５０２は、１０本のフィンガ５０６及び１０個の磁石ポケット５０８を含む。１つ以上の実施形態では、磁石５１０は、それらの間に隙間５０７を形成するように、隣接するフィンガ５０６及び／又は中央ハブ５０４から離間するように磁石ポケット５０８内に位置付けられ得る。
【0047】
１つ以上の実施形態では、ロータコア５０２は、上で概して説明されるように、繊維層スタック内で一緒に接合された複数の繊維層から形成され得、一方、他の実施形態では、ロータコア５０２は、他の方法で形成され得る。
【0048】
図９Ｂは、ロータアセンブリ５００の分解図であり、各磁石５１０が、コネクタ５１３によって磁石ポケット５０８内に支持され得ることが分かる。
【0049】
例解される実施形態では、フィンガ５０６は、略長方形の形状であり、略くさび形状である磁石ポケット５０８を形成する。このように、この例解される実施形態では、磁石５１０は、略くさび形状であり、各磁石５１０は、半径方向内縁部５１２ｂよりも長い長さの半径方向外縁部５１２ａを有し、半径方向縁部５１２ａ、５１２ｂは、側縁部５１６によって接合される。半径方向外縁部５１２ａ及び／又は半径方向内縁部５１２ｂは、弓形であり得る。１つ以上の実施形態では、少なくとも１つ、好ましくは各々の磁石側縁部５１６は、半径方向外縁部５１２ａと半径方向内縁部５１２ｂとの間の側縁部５１６の長さの少なくとも一部分に沿って延在する磁石溝又はスロット５１８を含む。例解される実施形態では、各溝５１８は、半径方向外縁部５１２ａと半径方向内縁部５１２ｂとの間に完全に延在している。磁石溝５１８は、特定の形状に限定されないが、いくつかの実施形態では、弓形又は長方形の断面であり得る。
【0050】
磁石５１０への応力を低減するために、各磁石５１０の外側角部５１９もまた、丸みを帯び得る。
【0051】
同様に、各フィンガ５０６は、ハブ５０４に隣接する近位フィンガ端５０６ａからロータコア５０２の周辺の遠位フィンガ端５０６ｂまで延在する側縁部５２０を有する。例解される実施形態では、フィンガ５０６の各側縁部５２０は、近位フィンガ端５０６ａと遠位フィンガ端５０６ｂとの間の側縁部５２０の長さの少なくとも一部分に沿って延在するフィンガ溝又はスロット５２２を含む。フィンガ溝５２２は、特定の形状に限定されないが、いくつかの実施形態では、弓形又は長方形の断面であり得る。更に、１つ以上の実施形態では、フィンガ溝５２２は、互いに鏡像反射するように、磁石溝５１８と同じ断面形状を有する。
【0052】
フィンガ５０６は、厚さＴｆを有するものとして特徴付けられ得、磁石５１０は、厚さＴｍを有するものとして特徴付けられ得る。１つ以上の実施形態では、フィンガの厚さＴｆ及び磁石の厚さＴｍは、同じである。更に他の実施形態では、フィンガの厚さＴｆ及び磁石の厚さＴｍは、冷却チャネルの形成がロータアセンブリ５００内に形成され得るように異なり得る。
【0053】
１つ以上の実施形態では、ロータリング５１４は、ロータコア５０２の周りに位置付けられた事前形成されたリングである。ロータリング５１４は、半径方向内縁部５２６及び半径方向外縁部５２８を有し、ロータリング５１４がロータコア５０２の周りに位置付けられる場合、半径方向内縁部５２６はフィンガ５０６に当接し得る。
【0054】
コネクタ５１３は、フィンガ溝５２２及び磁石溝５１８の各々と係合するように配置されている。コネクタ５１３は、特定の形状に限定されないが、フィンガ溝５２２及び磁石溝５１８は各々半円形の断面であるが、コネクタ５１３は、示されているような丸いピンであり得る。同様に、フィンガ溝５２２及び磁石溝５１８が各々長方形の断面である場合、コネクタ５１３は、正方形のピン又は長方形のブレードであり得る。
【0055】
図９Ｃ、図９Ｄ及び図９Ｅを参照すると、ロータアセンブリ５００は部分的に組み立てられているが、ロータリング５１４が図９Ｄ及び図９Ｅで取り外されており、それにより、磁石ポケット５０８内の磁石５１０の位置付けを例解している。各磁石５１０は、フィンガ溝５２２が磁石溝５１８と整列し、コネクタ５１３がそれらの間に挿入されることを可能にするように、磁石ポケット５０８内に位置付けられている。１つ以上の実施形態では、磁石５１０は、各磁石縁部５１６と各フィンガ側縁部５２０との間に隙間５３０が形成されるように、隣接するフィンガ５０６から離間するように磁石ポケット５０８内に位置付けられている。磁石５１０をフィンガ５０６に対して離間した関係で保持することによって、特にロータアセンブリ５００が動作中に受ける高いＲＰＭの間、磁石５１０上の応力が低減されることが見出されている。磁石５１０がフィンガ５０６に当接するか、又はフィンガ５０６から離間するかにかかわらず、コネクタ５１３は、整列した溝５２２、５１８に挿入されて、磁石５１０を磁石ポケット５０８内に固定する。隙間５３０が形成される場合、コネクタ５１３は、各磁石５１０磁石５１０が位置付けられるフィンガポケット５０８を形成する隣接するフィンガ５０６の間の離間した関係を維持するためにも利用される。
【0056】
図９Ａ～図９Ｅの実施形態は、コネクタ５１３と共に示されているが、他の実施形態では、コネクタ５１３を排除することができる。そのような場合、製造中に、接着剤又は接合材料は、フィンガ溝５２２及び磁石溝５１８、並びに任意の隙間５３０に流入し得、接着剤又は接合材料を硬化及び硬化させると、磁石５１０は、硬化材料によってポケット５０８に固定されることが理解されるであろう。
【0057】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、ロータアセンブリ６００の別の実施形態を例解する。この実施形態では、ロータアセンブリ６００は、ロータ軸６０３に沿って形成され、フィンガ６０６が半径方向に延在する中央ハブ６０４を有するスパイダ形状のロータコア６０２を含む。必要ではないが、この実施形態では、ロータコア６０２は、上で概して説明されるように、繊維層スタック６０９内に一緒に形成された複数の繊維層６０５を有するように示されている。フィンガ６０６は、隣接するフィンガ６０６の間に磁石ポケット６０８を形成するように、ハブ６０４の外周の周りに互いに離間されている。各磁石ポケット６０８は、磁石６１０を受容するように配置されている。ロータリング６１４は、フィンガ６０６から半径方向外向きに配置されている。加えて、外側半径方向要素６１１は、図６Ｂ及び図８に関して上で説明されるものとほぼ同じ方法で、各磁石６１０とロータリング６１４との間のスペーサとして位置付けられる。
【0058】
各磁石６１０は、半径方向内縁部６１２ｂよりも長い長さの半径方向外縁部６１２ａを有し、半径方向縁部６１２ａ、６１２ｂは、側縁部６１６によって結合される。１つ以上の実施形態では、少なくとも１つ、好ましくは各々の磁石側縁部６１６は、側縁部６１６の長さの少なくとも一部分に沿って延在する磁石溝又はスロット６１８を含む。磁石溝６１８は、特定の形状に限定されないが、いくつかの実施形態では、弓形又は長方形の断面であり得る。
【0059】
同様に、各フィンガ６０６は、ハブ６０４に隣接する近位フィンガ端６０６ａからロータコア６０２の周辺の遠位フィンガ端６０６ｂまで延在する側縁部６２０を有する。例解される実施形態では、フィンガの側縁部６２０は、平滑であるが、他の実施形態では、図９に説明されるように、フィンガ溝又はスロットを含み得る。
【0060】
１つ以上の実施形態では、ロータリング６１４は、ロータコア６０２の周りに位置付けられた事前形成されたリングである。ロータリング６１４は、半径方向内縁部６２６及び半径方向外縁部６２８を有し、ロータリング６１４がロータコア６０２の周りに位置付けられる場合、半径方向内縁部６２６は、外側半径方向要素６１１に当接する。
【0061】
コネクタ６１３は、各磁石溝６１８に着座するように配置される。この実施形態では、コネクタ６１３は、半円形の断面であり得、溝６１８に係合する弓形の面と、フィンガ６０６の平滑な縁部６２０に隣接する平坦な面と、を伴う。
【0062】
外側半径方向要素６１１は、第１の端部６１５及び第２の端部６１７で細長く、図１０Ｂに具体的に示されるように、ロータリング６１４の半径方向内縁部６２６と係合するように略弓形である。一方又は両方の端部６１５、６１７はまた、コネクタ６１３がそこを通過することを可能にするノッチ６１９を含み得る。１つ以上の実施形態では、上記のように磁石６１０を固定することに加えて、コネクタ６１３はまた、磁石６１０とロータリング６１４との間の磁石ポケット６０８内に外側半径方向要素６１１を固定し得る。
【0063】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ組み立てられたロータアセンブリ７００及び分解されたロータアセンブリ７００の別の実施形態を例解する。この実施形態では、図１１Ａに示すように、ロータアセンブリ７００は、ロータ軸７０３に沿って形成され、フィンガ７０６が半径方向に延在する中央ハブ７０４を有するスパイダ形状のロータコア７０２を含む。フィンガ７０６は、隣接するフィンガ７０６の間に磁石ポケット７０８を形成するように、ハブ７０４の外周の周りに互いに離間されている。各磁石ポケット７０８は、磁石７１０を受容するように配置されている。ロータリング７１４は、フィンガ７０６から半径方向外向きに配置されている。各磁石７１０は、磁石７１０とロータリング７１４との間に位置付けられた少なくとも１つのコネクタアセンブリ７２３によって磁石ポケット７０８内で支持される。
【0064】
１つ以上の実施形態では、ロータコア７０２は、上で概して説明されるように、繊維層スタック内で一緒に接合された複数の繊維層から形成され得るが、一方、他の実施形態では、ロータコア７０２は、他の方法で形成され得る。
【0065】
図１１Ｂ及び引き続き図１１Ａを参照すると、各磁石７１０は、半径方向外縁部７１２ａ及び半径方向の内縁部７１２ｂを有し、半径方向縁部７１２ａ、７１２ｂは、側縁部７１６によって結合されている。１つ以上の実施形態では、少なくとも１つ、好ましくは各々の磁石側縁部７１６は、側縁部７１６の長さの少なくとも一部分に沿って延在する磁石溝又はスロット７１８を含む。磁石溝７１８は、特定の形状に限定されないが、いくつかの実施形態では、弓形又は長方形の断面であり得る。例解される実施形態では、磁石の半径方向側縁部７１６は、各磁石７１０が略長方形の形状であるように、実質的に平行である。加えて、例解されるように、一方又は両方の半径方向縁部７１２ａ、７１２ｂは、弓形であり得る。
【0066】
同様に、各フィンガ７０６は、ハブ７０４に隣接する近位フィンガ端７０６ａからロータコア７０２の周辺の遠位フィンガ端７０６ｂまで延在する側縁部７２０を有する。各フィンガ７０６は、図７に関して、上で考察されるように、略三角形又はくさび形状である。このように、フィンガ７０６の近位端７０６ａは、図７にも上に例解されるように、フィンガ７０６の遠位端７０６ｂよりも幅が実質的に狭い。各フィンガ７０６がくさび形状であるため、ロータコア７０２の周りに配設される場合、磁石ポケット７０８を画定する隣接するくさび形状のフィンガ７０６の各セットは、隣接するフィンガ７０６によって形成される磁石ポケット７０８が実質的に長方形の磁石７１０を受容するために実質的に長方形であるように、実質的に平行である反対側縁部７２０を有することが理解されるであろう。
【0067】
例解される実施形態では、フィンガ７０６の各側縁部７２０は、近位フィンガ端７０６ａと遠位フィンガ端７０６ｂとの間の側縁部７２０の長さの少なくとも一部分に沿って延在するフィンガ溝又はスロット７２２を含む。フィンガ溝７２２は、特定の形状に限定されないが、いくつかの実施形態では、弓形又は長方形の断面であり得る。更に、１つ以上の実施形態では、フィンガ溝７２２は、互いに鏡像反射するように、磁石溝７１８と同じ断面形状を有する。
【0068】
各コネクタアセンブリ７２３は、２つのコネクタ７１３が互いに平行になるように延在する外側半径方向要素７１１を含む。コネクタ７１３は、対向するフィンガ溝７２２及び磁石ポケット７０８の磁石溝７１８と係合するように配置されている。コネクタ７１３は、特定の形状に限定されないが、対向するフィンガ溝７２２及び磁石溝７１８は、図１１Ａに示されるように、各々半円形の断面であるが、コネクタ７１３は、示されるような丸いピンであり得る。同様に、対向するフィンガ溝７２２及び磁石溝７１８が各々長方形の断面である場合、コネクタ７１３は、正方形のピン又は長方形のブレードであり得る。
【0069】
図１１Ｃ及び１１Ｄで最良に分かるように、例解される実施形態では、コネクタアセンブリ７２３の２つのコネクタ７１３ａ、７１３ｂは、外側半径方向要素７１１から延在するように配置されている。より具体的には、各外側半径方向要素７１１は、外側半径方向要素７１１から延在する２つの離間した実質的に平行なコネクタ７１３ａ、７１３ｂを含み、それによってコネクタアセンブリ７２３を形成する。各外側半径方向要素７１１は、第１の端部７１５及び第２の端部７１７、並びに内表面７１９及び外表面７２１を有して細長く、いくつかの実施形態では、一方又は両方の表面７１９、７２１は、略弓形であり得る。そのような実施形態では、弓形外表面７２１は、図１１Ｂに具体的に示されるように、ロータリング７１４の半径方向内縁部７２６と係合するように配置され得る。コネクタアセンブリ７２３の第１及び第２のコネクタ７１３ａ、７１３ｂは、互いに平行であり、外側半径方向要素７１１の内表面７１９から延在している。この実施形態では、第１及び第２のコネクタ７１３ａ、７１３ｂは、それぞれ、外側半径方向要素７１１の第１及び第２の端部７１５、７１７から内側に離間されている。
【0070】
図１１Ｅを参照すると、ロータアセンブリ７００は、部分的に組み立てられているが、ロータリング７１４が取り外されていることが示され、それによって、磁石ポケット７０８内の磁石７１０の位置付けを例解している。各磁石７１０は、フィンガ溝７２２が磁石溝７１８と整列するように磁石ポケット７０８内に位置付けられている。１つ以上の実施形態では、磁石７１０は、各磁石縁部７１６と各フィンガ側縁部７２０との間に隙間７３０が形成されるように、隣接するフィンガ７０６から離間するように磁石ポケット７０８内に位置付けられている。磁石７１０をフィンガ７０６に対して離間した関係で保持することによって、特にロータアセンブリ７００が動作中に受ける高いＲＰＭの間、磁石７１０上の応力が低減されることが見出されている。磁石７１０がフィンガ７０６に隣接しているか、又はフィンガ７０６から離間しているかにかかわらず、コネクタアセンブリ７２３のコネクタ７１３ａ、７１３ｂのセットは、整列された溝７２２、７１８に挿入され、磁石７１０を磁石ポケット７０８内に固定する。隙間７３０が形成される場合、コネクタ７１３ａ、７１３ｂは、各磁石７１０磁石７１０が位置付けられるフィンガポケット７０８を形成する隣接するフィンガ７０６の間の離間された関係を維持するためにも利用される。
【0071】
図１１Ａ及び図１１Ｃで最良に分かるように、例解される実施形態では、各外側半径方向要素７１１の長さは、磁石７１０の外側半径方向縁部７１２及び磁石ポケット７０８を形成する２つの隣接するフィンガ７０６の遠位フィンガ端７０６ｂの一部分を覆うように選択される。
【0072】
図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、図１１Ａ～図１１Ｄに示されるロータアセンブリ７００及びコネクタアセンブリ７２３の別の実施形態を例解するが、コネクタ７１３は、長方形形状のフィンガ溝７２２及び磁石溝７１８と係合するための正方形のピンである。
【0073】
図１２Ｃ及び図１２Ｄは、図１２Ａ及び図１２Ｂに示されるロータアセンブリ７００及びコネクタアセンブリ７２３の別の実施形態を例解するが、各フィンガ７０６は、遠位フィンガ端７０６ｂの側縁部７２０に形成されたノッチ７２５を含む。そのような場合、各外側半径方向要素７１１の長さは、コネクタアセンブリ７２５が対向するノッチ７２５に収容され、磁石ポケット７０８を形成する対向するフィンガ７０６の間に嵌合するように選択される。この実施形態では、第１及び第２のコネクタ７１３ａ、７１３ｂは、それぞれ、外側半径方向要素７１１の第１及び第２の端部７１５、７１７に隣接している。
【0074】
図１３Ａ～図１３Ｄは、ロータアセンブリ８００の別の実施形態を例解する。図１３Ａ及び図１３Ｂでは、ロータアセンブリ８００は、ロータ軸８０３に沿って形成され、フィンガ８０６が半径方向に延在する中央ハブ８０４を有するスパイダ形状のロータコア８０２を含む。１つ以上の実施形態では、ロータコア８０２は、上で概して説明されるように、ファイバ層スタック８０９内で一緒に圧縮された複数のファイバ層８０７で形成され得るが、一方、他の実施形態では、ロータコア８０２は、機械加工などの他の方法で形成され得る。開口部８０５が、ロータシャフトを受容するために中央ハブ８０４に形成され得る（図１を参照）。フィンガ８０６は、くさび形又は三角形の形状であり、隣接するフィンガ８０６の間に台形形状の磁石ポケット８０８を形成するように、ハブ８０４の外周を中心に互いに離間している。各磁石ポケット８０８は、台形形状の磁石８１０を受容するように配置されている。ロータリング８１４は、フィンガ８０６から半径方向外向きに配置されている。
【0075】
図１３Ｃは、各磁石８１０が少なくとも１つのコネクタ８１３によって磁石ポケット８０８内に支持され得ることが分かるロータアセンブリ８００の分解図である。ロータアセンブリ８００の他の実施形態では、コネクタ８１３は、上で概して説明されるように、排除され得る。
【0076】
各磁石８１０は、半径方向外縁部８１２ａ及び半径方向内縁部８１２ｂを有し、この半径方向内縁部８１２ａ、８１２ｂは、側縁部８１６によって結合されている。磁石８１０の半径方向内縁部８１２ｂは、磁石８１０が台形の形状であるように、半径方向外縁部８１２ａよりも長い長さを有する。１つ以上の実施形態では、少なくとも１つ、好ましくは各々の磁石側縁部８１６は、側縁部８１６の長さの少なくとも一部分に沿って延在する磁石溝又はスロット８１８を含む。磁石溝８１８は、特定の形状に限定されないが、いくつかの実施形態では、弓形又は長方形の断面であり得る。例解される実施形態では、磁石の各半径方向側縁部８１６は、半径方向内縁部８１２ｂから内側に角度を付け、又は細くなっている。加えて、例解されるように、一方又は両方の半径方向縁部８１２ａ、８１２ｂは、弓形であり得る。
【0077】
１つ以上の実施形態では、磁石８１０は、上で概して説明されるように、それらの間に隙間を形成するように、隣接するフィンガ８０６及び／又は中央ハブ８０４から離間するように磁石ポケット８０８内に位置付けられ得る。
【0078】
各フィンガ８０６は、ハブ８０４に隣接する近位フィンガ端８０６ａからロータコア８０２の周辺の遠位フィンガ端８０６ｂまで延在する側縁部８２０を有する。各フィンガ８０６は、略三角形又はくさび形状である。このように、フィンガ８０６の近位端８０６ａは、フィンガ８０６の遠位端８０６ｂよりも幅が実質的に狭い。例解される実施形態では、各フィンガ８０６の側縁部８２０は、近位端８０６ａから外向きに角度を付けて、台形の形状であり、ハブ８０４に隣接する磁石ポケット８０８の基部でより広く、フィンガ８０６の遠位端８０６ｂに隣接するより狭い磁石ポケット８０８を画定している。例解される実施形態では、フィンガの側縁部８２０は、平滑であるが、他の実施形態では、図９に説明されるように、フィンガ溝又はスロットを含み得る。
【0079】
コネクタ８１３は、各磁石溝８１８に着座するように配置される。この実施形態では、コネクタ８１３は、半円形の断面であり得、溝８１８に係合する弓形の面と、フィンガ８０６の平滑な縁部８２０に隣接する平坦な面と、を伴う。
【0080】
磁石８１０は、台形の形状であり、磁石ポケット８０８も同様に、台形の形状であるため、各磁石ポケット８０８は、近位端８０８ａでより広く、遠位端８０８ｂでより狭くなる（図１１Ａ～図１１Ｅに示される長方形形状の磁石ポケットとは対照的に）ことが理解される。
【0081】
いずれにしても、それらの台形形状のために、磁石８１０は、コネクタ８１３、又は磁石８１０を磁石ポケット８０８内に固定するためのロータリング８１３を必要とせずに、フィンガ８０６によって磁石ポケット８０８に固定され得る。したがって、上で説明されるように、ロータアセンブリ８００のいくつかの実施形態では、コネクタ８１３、更には磁石溝８１８さえも排除され得る。同様に、この理由から、ロータリング８１４は排除され得る。
【0082】
磁石８１０を磁石ポケット８０８内に固定する必要はないが、いくつかの実施形態では、ロータリング８１４は、ロータアセンブリ８００を強化するために、特にフィンガ８０６に支持を提供するために提供され得る。そのような実施形態では、磁石８１０は、磁石８１０の半径方向外縁部８１２ａがロータリング８１４の半径方向内縁部８２６から離間して、磁石８１０とロータリング８１４との間に半径方向の隙間を形成し、動作中にロータリング８１４から磁石８１０に応力がかかる可能性を低減するように、サイズ決定され得る。他の実施形態では、ロータリング８１４は、磁石８１０の半径方向外縁部８１２ａに当接し得る。
【0083】
図１４Ａは、ロータアセンブリ９００が、軸９０３の周りに配置され、フィンガ９０６が半径方向に延在する中央ハブ９０４を有するスパイダ形状のロータコア９０２を含む、ロータアセンブリ９００の別の実施形態の分解図である。１つ以上の実施形態では、ロータコア９０２は、上で概して説明されるように、繊維層スタック９０９内で一緒に接合された複数の繊維層９０７で形成され得るが、一方、他の実施形態では、ロータコア９０２は、他の方法で形成され得る。フィンガ９０６は、隣接するフィンガ９０６の間に磁石ポケット９０８を形成するように、ハブ９０４の外周の周りに互いに離間されている。各磁石ポケット９０８は、磁石９１０を受容するように配置されている。第１のプレート９１７ａ及び第２のプレート９１７ｂを有する保持カバーアセンブリ９１５が、ロータコア９０２及び磁石９１０を互いに対して軸方向に取り囲み、軸方向に固定するために利用され得る。
【0084】
各プレート９１７は円形であり、外側半径方向縁部９１９、外表面９２１、及び内表面９２３を含む。保持カバーアセンブリ９１５は、上で説明されるロータアセンブリ実施形態の１つ以上において、軸９０３に沿ってロータコア９０２及び磁石９１０に軸方向支持を提供するために利用され得る。ロータアセンブリ９００のいくつかの実施形態では、上で説明されるようなロータリングは、フィンガ９０６の半径方向外側に配置され、保持カバーアセンブリ９１５と協働し得る。これに関して、いくつかの実施形態では、対向するプレート９１７ａ、９１７ｂはまた、ロータリングを軸方向に取り囲んで、ロータリングに軸方向の支持を提供し得る。他の実施形態では、プレート９１７ａ、９１７ｂの外側半径方向縁部９１９は、ロータリングの内側半径方向縁部に当接する。図１４Ａに示される実施形態では、各プレート９１７は、外側半径方向縁部９１９に隣接するプレート９１７の内表面９２３上に一体的に形成された外側半径方向リップ９２５を含む。そのような実施形態では、各プレート９１７の外側半径方向リップ９２５は、上記の他の実施形態で説明されたロータリングを置き換え得る。これに関して、図１４Ｂで最良に分かるように、ロータアセンブリ９００が組み立てられる場合、保持カバーアセンブリ９１５は、ロータコア９０２及び磁石９１０を軸方向及び半径方向の両方で完全に取り囲み、具体的には、２つの対向するプレート９１７ａ、９１７ｂの半径方向リップ９２５は、互いに隣接している。
【0085】
１つ以上の実施形態では、ロータアセンブリ９００は、空気が磁石９１０間を流れることを可能にするように形成された内部ロータ冷却チャネル９２７を含む。いくつかの実施形態では、冷却チャネル９２７は、一方又は両方のプレート９１７ａ、９１７ｂの内表面９２３にシート９２９を提供することによって形成され得る。
【0086】
ロータアセンブリ９００の実施形態では、各磁石９１０は、コネクタ又はフィンガ９０７の形状、又はロータリング、又はたとえ半径方向リップ９２５によってであろうと、上で概して説明されるような様々な異なる方法で磁石ポケット９０８内に支持され得、内部ロータ冷却チャネル９２７を有するロータアセンブリ９００の実施形態は、この点に限定されない。
【0087】
各磁石９１０は、半径方向外縁部９１２ａ及び半径方向内縁部９１２ｂを有し、この半径方向内縁部９１２ａ、９１２ｂは、側縁部９１６によって結合されている。１つ以上の実施形態では、少なくとも１つ、好ましくは各々の磁石側縁部９１６は、側縁部９１６の長さの少なくとも一部分に沿って延在する磁石溝又はスロット９１８を含む。
【0088】
同様に、各フィンガ９０６は、ハブ９０４に隣接する近位フィンガ端９０６ａからロータコア９０２の周辺の遠位フィンガ端９０６ｂまで延在する側縁部９２０を有する。フィンガ９０６の各側縁部９２０は、近位フィンガ端９０６ａと遠位フィンガ端９０６ｂとの間の側縁部９２０の長さの少なくとも一部分に沿って延在するフィンガ溝又はスロット（図１４Ａには図示されていないが、様々な実施形態で上に説明されている）を含み得る。
【0089】
コネクタ（図１４Ａには図示されていないが、様々な実施形態において、上で説明されるように）は、対向するフィンガ溝及び磁石溝９１８と係合するように配置され得る。
【0090】
プレート９１７の内表面９２３上に形成されたのは、ロータコア９０２を支持する１つ以上の隆起したシート９２９である。１つ以上の実施形態では、複数の離間された隆起したシート９２９が、軸９０３の周りに形成されている。各隆起したシート９２９は、隣接するシート９２９から離間されて、その間に冷却チャネル９２７を部分的に画定する。例解される実施形態では、複数のくさび形状の隆起したシート９２９が、軸９０３を中心にプレート９１７の内表面９２３上に形成され、外側半径方向縁部９１９に向かって半径方向外向きに延在し、それによって複数の冷却チャネル９２７を画定する。この実施形態では、隆起したシート９２９はまた、プレート９１７の外側半径方向縁部９１９から離間されている。ロータコア９０２は、中央ハブ９０４が隆起したシート９２９と係合し、各フィンガ９０６が冷却チャネル９２７に沿って延在するように、フィンガ９０６が冷却チャネル９２７と整列するように、隆起したシート９２９上に位置付けられている。したがって、いくつかの実施形態では、各隆起したシート９２９は、中央ハブ９０４がプレート９１７に収容されている場合に、中央ハブ９０４の外径以下で半径方向外向きに延在するように形成されている。いずれにしても、ロータコア９０２が説明されるように隆起したシート９２９に当接する場合、フィンガ９０６は、冷却チャネル９２７がフィンガ９０６の長さに沿って外向きに引き続き延在するように、プレート９１７の内表面９２３から離間されている。１つ以上の実施形態では、シート９２９は、くさび形状であり、プレート９１７に形成された開口部９３３の周りに位置付けられ得る。
【0091】
１つ以上の実施形態では、図１４Ｃ及び図１４Ｄで最良に分かるように、磁石の厚さＴｍは、フィンガの厚さＴｆよりも厚いため、フィンガ９０６に沿って画定された冷却チャネル９２７は、磁石９１０が隣接するフィンガ９０６の間に形成された磁石ポケット９０８内の隆起したシート９２９の半径方向外側に位置付けられる場合に、連続する磁石９１０の間に延在することになる。そのような実施形態では、冷却チャネル９２７が、磁石９１０の各側縁部９１６の一部分に沿って延在していることが理解されるであろう。プレート９１７が半径方向リップ９２５を含む場合、各磁石９１０は、隆起したシート９２９と半径方向リップ９２５との間に半径方向に位置付けられ、かつ固定され得る。そのような場合、磁石９１０は、プレート９１７の内表面９２３に当接する。両方のプレート９１７ａ、９１７ｂが、説明されるように隆起したシート９２９を含む場合、ロータアセンブリ９００は、各磁石９１０の周りに４つの冷却チャネル９２７を画定する。最後に、１つ以上の実施形態では、冷却チャネル９２７は、半径方向に延在している。代替的に、又はそれに加えて、冷却チャネルはまた、シート９２９に形成された円周方向に延在するチャネル９３１であり得る。そのような円周方向に延在するチャネル９３１は、半径方向に延在する冷却チャネルを相互接続し得る。図示されていないが、他の実施形態では、追加のシート９２９が、フィンガ９０６に追加の支持を提供するために、各フィンガの遠位端９０６ｂに隣接するプレート９１７の内部表面９２３上に形成され得る。
【0092】
このように、アキシアルフラックスモータのためのロータアセンブリが説明されている。１つ以上の実施形態では、ロータアセンブリは、概して、その間に磁石ポケットを形成する隣接するフィンガを有する複数の半径方向に延在する、離間したフィンガを有するロータハブと、ロータコアの各磁石ポケット内に位置付けられた磁石と、ロータコアの周辺の周りに延在するロータリングと、を含み、ロータコアは、繊維層スタック内に一緒に形成された複数の繊維層を含み、各繊維層は、選択方向に延在する一次繊維のセットを有し、隣接する繊維層の一次繊維のセットは、異なる方向に延在している。他の実施形態では、ロータアセンブリは、その間に磁石ポケットを形成する隣接するフィンガを有する複数の半径方向に延在する、離間したフィンガを有するロータハブを有するロータコアと、ロータコアの各磁石ポケットに位置付けられた磁石と、ロータコアの周辺の周りに延在するロータリングと、を含み得、ロータコアは、材料層スタック内に一緒に形成された複数の材料層を備える。同様に、アキシアルフラックスモータが説明されている。１つ以上の実施形態では、アキシアルフラックスモータは、軸に沿って配置された少なくとも１つのステータアセンブリと、軸に沿って配置され、少なくとも１つのステータアセンブリから離間されたロータアセンブリであって、ロータアセンブリは、その間に磁石ポケットを形成する隣接するフィンガを有する複数の半径方向に延在する、離間したフィンガを有するロータハブを有するロータコアを備える、ロータアセンブリと、ロータコアの各磁石ポケットに位置付けられた磁石と、ロータコアの周辺の周りに延在するロータリングと、を含み得、ロータコアは、繊維層スタック内に一緒に形成された複数の繊維層を備え、各繊維層は、一次繊維のセットが選択方向に延在し、隣接する繊維層の一次繊維のセットが異なる方向に延在している。他の実施形態では、ロータアセンブリは、概して、隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成する複数の半径方向に延在する、離間したフィンガを有するロータハブを有するロータコアと、ロータコアの各磁石ポケットに位置付けられた磁石と、を含み、ロータコアは、繊維層スタック内に一緒に形成された複数の繊維層を備え、各繊維層は、選択方向に延在する一次繊維のセットを有する材料を備え、隣接する繊維層の一次繊維のセットは、異なる方向に延在している。更に他の実施形態では、ロータアセンブリは、隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成する複数の半径方向に延在する、離間したフィンガを有するロータハブを有するロータコアと、ロータコアの各磁石ポケット内に位置付けられた磁石と、を含み得、ロータコアは、繊維層スタック内に一緒に形成された複数の繊維層を備える。更に他の実施形態では、ロータアセンブリは、隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成する複数の半径方向に延在する、離間したフィンガを有するロータハブを有するロータコアと、ロータコアの各磁石ポケットに位置付けられた磁石と、ロータコアの周辺の周りに延在するロータリングと、磁石とロータリングとの間の各磁石の半径方向外側に位置付けられたスペーサと、を含み得る。更に他の実施形態では、ロータアセンブリは、隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成する複数の半径方向に延在する、離間したフィンガを有するロータハブを有するロータコアと、ロータコアの各磁石ポケット内に位置付けられた磁石と、ロータコアの周辺の周りに延在するロータリングと、を含み得、各磁石は、半径方向外縁部及び半径方向内縁部を有し、半径方向縁部は、側縁部によって結合され、各側縁部は、側縁部の長さの少なくとも一部分に沿ってその中に形成された溝を有する。更に他の実施形態では、ロータアセンブリは、隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成する複数の半径方向に延在する、離間したフィンガを有するロータハブを有するロータコアと、ロータコアの各磁石ポケット内に位置付けられた磁石であって、各磁石は、半径方向外縁部及び半径方向内縁部を有し、半径方向縁部は、側縁部によって結合され、各側縁部は、側縁部の長さの少なくとも一部分に沿って形成された溝を有する、磁石と、ロータコアの周辺の周りに延在するロータリングと、各フィンガと隣接する磁石側縁部との間の硬化された接合材料であって、硬化された接合材料は、隣接する磁石の溝に配置されている、接合材料と、を含み得る。更に他の実施形態では、ロータアセンブリは、隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成する複数の半径方向に延在する、離間したフィンガを有するロータハブを有するロータコアであって、各フィンガは、ロータハブに隣接する近位フィンガ端からロータコアの周辺の遠位フィンガ端まで延在する２つのフィンガ側縁部を有し、各フィンガ側縁部は、フィンガ側縁部の長さの少なくとも一部分に沿ってその中に形成されたフィンガ溝を有する、ロータコアと、ロータコアの各磁石ポケットに位置付けられた磁石であって、各磁石は、半径方向外縁部及び半径方向内縁部を有し、半径方向縁部は、磁石の側縁部によって結合され、各側縁部は、磁石の側縁部の長さの少なくとも一部分に沿ってその中に形成された磁石溝を有し、フィンガの少なくとも１つのフィンガ溝は、磁石の少なくとも１つの磁石溝と整列する、磁石と、ロータコアの周辺の周りに延在するロータリングと、整列されたフィンガ溝及び磁石溝に挿入されたコネクタと、を含み得る。更に他の実施形態では、ロータアセンブリは、隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成する複数の半径方向に延在する、離間したフィンガを有するロータハブを有するロータコアであって、各フィンガは、ロータハブに隣接する近位フィンガ端からロータコアの周辺の遠位フィンガ端まで延在する２つのフィンガ側縁部を有する、ロータコアと、ロータコアの各磁石ポケット内に位置付けられた磁石であって、各磁石は、半径方向外縁部及び半径方向内縁部を有し、半径方向縁部は、磁石側縁部によって結合される、磁石と、ロータコアの周辺の周りに延在するロータリングと、を含み得、磁石側縁部は、各磁石の各側面上のフィンガ側縁部から離間されている。更に他の実施形態では、ロータアセンブリは、隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成する複数の半径方向に延在し、離間し、くさび形状のフィンガを有するロータハブを有するロータコアであって、各フィンガは、ロータハブに隣接する近位フィンガ端からロータコアの周辺の遠位フィンガ端まで延在する２つのフィンガ側縁を有し、磁石ポケットを形成する隣接フィンガのフィンガ側縁部は互いに平行であり、各フィンガ側縁部は、フィンガ側縁部の長さの少なくとも一部分に沿ってその中に形成されたフィンガ溝を有する、ロータコアと、ロータコアの各磁石ポケット内に位置付けられた磁石であって、各磁石は、半径方向外縁部及び半径方向内縁部を有し、半径方向縁部は、互いに平行である磁石側縁部によって結合され、各磁石側縁部は、磁石側縁部の長さの少なくとも一部分に沿ってその中に形成された磁石溝を有し、フィンガの少なくとも１つのフィンガ溝は、磁石の少なくとも１つの磁石溝と整列する、磁石と、各磁石の半径方向外縁部に隣接するコネクタアセンブリと、を含み得、各コネクタアセンブリは、そこから第２のコネクタから離間された第１のコネクタが延在する外側半径方向要素を備え、第１及び第２のコネクタは、互いに平行である。更に他の実施形態では、ロータアセンブリは、隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成する複数の半径方向に延在する、離間したくさび形状のフィンガを有するロータハブを有するロータコアであって、各フィンガは、ロータハブに隣接する近位フィンガ端からロータコアの周辺の遠位フィンガ端に延在する２つのフィンガ側縁部を有する、ロータコアと、ロータコアの各磁石ポケットに位置付けられた磁石であって、各磁石は、第１の幅の半径方向外縁部及び第２の幅の半径方向内縁部を有し、半径方向縁部は、磁石側縁部によって結合され、第１の幅は、第２の幅未満であり、磁石は、台形の形状である、磁石と、を含み得る。更に他の実施形態では、ロータアセンブリは、隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成する複数の半径方向に延在する、離間したフィンガを有するロータハブを有するロータコアであって、各フィンガが、ロータハブに隣接する近位フィンガ端からロータコアの周辺の遠位フィンガ端まで延在する２つのフィンガ側縁部を有する、ロータコアと、ロータコアの各磁石ポケット内に位置付けられた磁石であって、各磁石が、半径方向外縁部及び半径方向内縁部を有し、半径方向縁部は、磁石側縁部によって結合される、磁石と、隣接する磁石の間の少なくとも１つのフィンガに沿って形成された冷却チャネルと、を含み得る。更に他の実施形態では、アキシアルフラックスモータは、一次軸に沿って配置された少なくとも１つのステータアセンブリと、一次軸に沿って配置され、少なくとも１つのステータアセンブリから離間したロータアセンブリと、少なくとも１つのステータアセンブリが支持される冷却機構であって、冷却機構は、外部表面及び内部表面を有するプレートを備え、ステータアセンブリは内部表面に取り付けられ、複数の流体接続された冷却チャネルが外部表面に形成されている、冷却機構と、を含み得る。更に他の実施形態では、アキシアルフラックスモータは、一次軸に沿って配置された少なくとも１つのステータアセンブリと、一次軸に沿って配置され、少なくとも１つのステータアセンブリから離間したロータアセンブリと、少なくとも１つのステータアセンブリが支持される冷却機構であって、冷却機構は、外部表面及び内部表面を有するプレートを備え、ステータアセンブリは、ステータアセンブリから延在し、プレートの内部表面と係合するが、プレートの外部表面から離間した締結具によって内部表面に取り付けられている、冷却機構と、を含み得る。
【0093】
前で説明される実施形態のいずれかについて、ロータアセンブリは、単独で、又は互いに組み合わせて、以下の要素のいずれか１つを含み得る。
ロータコアは、ロータコア外周を有し、ハブから半径方向に延在する複数のフィンガを有するハブを備え、各フィンガは、ハブに隣接する近位端及びロータコア外周に隣接する遠位端を有し、複数のフィンガは、隣接するフィンガ間に磁気ポケットを形成するように互いに離間されるようにハブの周りに円周方向に離間されている。
ロータコアは、ロータコア外周を有し、ハブから半径方向に延在する複数のフィンガを有するハブを備え、各フィンガは、ハブに隣接する近位端及びロータコア外周に隣接する遠位端を有し、複数のフィンガは、隣接するフィンガ間に磁気ポケットを形成するように互いに離間されるようにハブの周りに円周方向に離間されている。
【0094】
複数の材料層は、各々、選択方向に延在する一次繊維のセットを有する。
【0095】
冷却機構は、外部表面及び内部表面を有するプレートを備え、複数の流体接続された冷却チャネルが、外部表面に形成されている。
【0096】
一次繊維のセットは、ガラス繊維を含む。
【0097】
一次繊維のセットは、炭素繊維を含む。
【0098】
ロータコアは、スパイダ形状である。
【0099】
磁石側縁部は、磁石の各側面のフィンガ側縁部から離間されている。
【0100】
磁石半径方向内縁部は、ロータハブから離間されている。
【0101】
ステータアセンブリを取り付ける締結具は、プレート内に部分的にのみ延在する。
【0102】
ステータアセンブリが、ステータアセンブリから延在して、プレートの内部表面と係合するが、プレートの外部表面から離間する締結具によって内部表面に取り付けられるプレート。
【0103】
各コネクタアセンブリは、コネクタアセンブリの平行な第１及び第２のコネクタが整列した磁石及びフィンガ溝に延在するように磁石と係合し、コネクタアセンブリの半径方向外側要素は、磁石の半径方向外縁部に当接する。
【0104】
各コネクタアセンブリは、磁石ポケットを形成する隣接するフィンガの一部分のみを覆う。
【0105】
隣接する磁石間の各フィンガに沿って形成された冷却チャネル。
【0106】
冷却チャネルは半径方向に延在している。
【0107】
第２のプレートから軸方向に離間された第１のプレートを有する保持カバーアセンブリであって、各プレートは、円形であり、外側半径方向縁部、外表面、及び内表面を含み、少なくとも１つのプレートは、プレートのうちの１つの内表面に形成された離間したシートを含み、離間したシートは、少なくとも部分的に冷却チャネルを形成する、保持カバーアセンブリ。
【0108】
ロータコアは、フィンガが半径方向に延在するハブから形成され、当該フィンガは、隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成するように、ハブの外周の周りに互いに離間されている。
【0109】
ロータアセンブリは、フィンガから半径方向外向きに配置されたロータリングを更に備える。
【0110】
少なくとも１０本のフィンガと少なくとも１０個の磁石ポケット。
【0111】
複数のフィンガは、各々長方形の形状であり、複数の磁石ポケットは各々くさび形状である。
【0112】
複数のフィンガは各々くさび形状であり、複数の磁石ポケットは、長方形の形状である。
【0113】
各磁石は、第１の長さの半径方向外縁部と、第１の長さ未満である第２の長さの半径方向の内縁部と、を有する。
【0114】
各磁石は、第１の長さの半径方向外縁部と、第１の長さよりも長い第２の長さの半径方向内縁部と、を有する。
【0115】
各磁石は、第１の長さの半径方向外縁部と、第１の長さと同じである第２の長さの半径方向内縁部と、を有する。
【0116】
各磁石は、磁石の半径方向外縁部から半径方向内縁部まで延在する側縁部を有する。
【0117】
当該磁石の半径方向外縁部と半径方向内縁部との間の磁石の側縁部の長さの少なくとも一部分に沿って延在する溝。
【0118】
溝は、当該磁石の半径方向外縁部と半径方向内縁部との間に完全に延在している。
【0119】
溝は、半径方向外縁部から延在し、当該磁石の半径方向内縁部から離間されている。当該溝は、半径方向外縁部から離間され、当該磁石の半径方向内縁部から延在している。
【0120】
溝は、当該磁石の半径方向外縁部及び半径方向の内縁部の両方から離間されている。
【0121】
当該フィンガの近位端と遠位端との間のフィンガの側縁部の長さの少なくとも一部分に沿って延在している溝。
【0122】
溝は、当該フィンガの近位端と遠位端との間に完全に延在している。
【0123】
溝は、遠位端から延在し、当該フィンガの当該の近位端から離間されている。
【0124】
溝は、遠位端から離間され、当該フィンガの近位端から延在している。
【0125】
溝は、当該フィンガの遠位端及び近位端の両方から離間されている。
【0126】
磁石の両側縁に沿った溝。
【0127】
フィンガの両側の端に沿った溝。
【0128】
溝は長方形又は正方形の形状であり、当該コネクタはブレードである。
【0129】
溝は半円形であり、当該コネクタは丸いピンである。
【0130】
磁石の外側半径方向縁部と外側リングとの間に半径方向に位置付けられたスペーサ。
【0131】
各磁石は、磁石の外側半径方向縁部と外側リングとの間に半径方向に位置付けられた別個のスペーサを有する。
【0132】
磁石の外側半径方向縁部と外側リングとの間に位置付けられた複数のスペーサ。
【0133】
スペーサは、スペーサ本体を備える。
【0134】
スペーサ本体は、弓形の形状である。
【0135】
スペーサは、当該スペーサ本体から半径方向内向きに延在するコネクタを更に備える。
【0136】
スペーサは、当該スペーサ本体から半径方向内向きに延在する離間したコネクタを更に備える。
【0137】
間隔を置いたコネクタは平行である。
【0138】
隣接するフィンガ端の溝は平行である。
【0139】
磁石の半径方向に延在する縁部の溝は平行である。
【0140】
一体的に形成されたロータリング及びロータコアであって、一体的に形成されたロータリング及びロータコアは、ハブの外周の周りに互いに離間され、コアの周りに配置されたリングまで延在する複数の半径方向に延在するフィンガを含み、隣接するフィンガは、それらの間に磁石ポケットを形成する、ロータリング及びロータコア。
【0141】
材料層スタック内の各材料層は、ハブの外周の周りに互いに離間され、コアの周りに配置されたリングまで延在する複数の半径方向に延在するフィンガを備えるように形成され、隣接するフィンガは、それらの間に磁石ポケットを形成する。
【0142】
フィンガから半径方向外向きに配置されたロータリング。
【0143】
スペーサから半径方向外向きに配置されたロータリング。
【0144】
ロータリングは、フィンガと一体的に形成される。
【0145】
ロータリングは連続的なリングである。
【0146】
ロータリングは、半径方向内縁部及び半径方向外縁部を有し、半径方向内縁部は、フィンガの遠位端に隣接している。
【0147】
ロータリングは、半径方向内側縁部が第１の材料、及び半径方向外側縁部が第２の材料で形成される。
【0148】
第１の材料はガラス繊維であり、第２の材料は炭素繊維である。
【0149】
各フィンガは、当該フィンガの近位端に隣接する近位幅と、各フィンガの遠位端に隣接する遠位幅とを有し、遠位幅は近位幅よりも大きい。
【0150】
各磁石ポケットは、半径方向外向きに狭くなる。
【0151】
各磁石の内側半径方向縁部は、各磁石の外側半径方向縁部よりも長い。
【0152】
各磁石の内側半径方向縁部は、フィンガの近位端に隣接し、各磁石の外側半径方向縁部は、フィンガの遠位端に隣接している。
【0153】
各磁石ポケットは、逆台形の形状であり、各磁石は、台形の形状であり、逆台形形状のポケットに収容されるように配置される。
【0154】
各繊維層は、選択方向に延在する一次繊維のセットを有し、隣接する繊維層の一次繊維のセットは、異なる方向に延在している。
【0155】
隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成する複数の半径方向に延在する、離間したフィンガを有するロータハブを有するロータコアと、ロータコアの各磁石ポケットに位置付けられた磁石。
【0156】
ロータコアは、繊維層スタック内に一緒に形成された複数の繊維層を備え、各繊維層は、選択方向に延在する一次繊維のセットを有する材料を含み、隣接する繊維層の一次繊維のセットは、異なる方向に延在している。
【0157】
隣接するフィンガの間に磁石ポケットを形成する複数の半径方向に延在する、離間したフィンガを有するロータハブを有するロータコアであって、各フィンガは、ロータハブに隣接する近位フィンガ端からロータコアの周辺の遠位フィンガ端まで延在する２つのフィンガ側縁部を有する、ロータコア、
【0158】
ロータコアの各磁石ポケットに位置付けられた磁石であって、各磁石は、半径方向外縁部及び半径方向内縁部を有し、半径方向内縁部は、磁石側縁部によって結合されている、磁石。
【0159】
層スタック内に配設された複数の材料層であって、各層は、層スタック内の隣接層の一次繊維層のセットとは異なる方向である選択方向に延在する一次繊維のセットを有する、複数の材料層。
【0160】
各磁石側縁部は、各フィンガ側縁部から離間されて、各磁石側縁部とフィンガ側縁部との間に隙間を形成する。
【0161】
コネクタであって、磁石又はファイナの側縁部の少なくとも１つが、側縁部の長さの少なくとも一部分に沿ってその中に形成された溝を含み、コネクタが溝に挿入されて、磁石を磁石ポケット内に固定している、コネクタ。
【0162】
ロータコアの周辺の周りに延在するロータリング。
【0163】
磁石とロータリングとの間の各磁石の半径方向外側に位置付けられたスペーサ。
【0164】
隣接する磁石の間に少なくとも１つのフィンガに沿って形成された半径方向に延在する冷却チャネル。
【0165】
各磁石の半径方向外縁部は、第１の幅を有し、各磁石の半径方向の内縁部は、第２の幅を有し、第１の幅は、各磁石が台形形状であるように、第２の幅未満であり、磁石ポケットを形成する各半径方向に延在して離間したフィンガは、台形形状の磁石を受容するための対応する台形形状の磁石ポケットを形成するようにくさび形状である。
【0166】
磁石ポケットを形成する隣接するフィンガのフィンガ側縁部は互いに平行であり、各磁石の磁石側縁部は互いに平行である。
【0167】
各フィンガ側縁部は、フィンガ側縁部の長さの少なくとも一部分に沿ってその中に形成されたフィンガ溝を有し、各側縁部は、磁石側縁部の長さの少なくとも一部分に沿ってその中に形成された磁石溝を有し、フィンガの少なくとも１つのフィンガ溝は、磁石の少なくとも１つの磁石溝と整列する。
【0168】
隣接する磁石間の各フィンガに沿って形成された冷却チャネル。
【0169】
各磁石は、磁石の厚さを有し、各フィンガは、フィンガの厚さを有し、磁石の厚さは、フィンガの厚さよりも厚い。
【0170】
複数の離間したシートであって、シートは、くさび形状であり、冷却チャネルがプレートの中心から半径方向に延在するようにシートが形成されたプレートに形成された開口部の周りに位置付けられるシート。
【0171】
ロータコアは、ロータハブがシートに係合し、各磁石がプレートの内表面に当接するようにプレートに当接する。
【0172】
各プレートは、内表面に外側半径方向リップを更に備える。
【0173】
したがって、アキシアルフラックスモータ用のロータを製造する方法が説明されている。この方法は、概して、複数の繊維層を繊維層スタックに配設することであって、各繊維層は、繊維層スタック内の隣接する繊維層の一次繊維層のセットとは異なる方向である選択方向に延在する一次繊維のセットを有する、配設することと、事前形成されたロータリングを金型に挿入することと、複数の磁石をロータリング内の金型に挿入することと、繊維層スタックを金型に挿入することと、金型を作動させて、繊維層スタックから結合材料を表出させ、ロータリング及び磁石を繊維層スタックに接合させることと、を含む。別の実施形態では、方法は、概して、複数の材料層を層スタックに配設することであって、各層は、層スタック内の隣接する層の一次繊維層のセットとは異なる方向である選択方向に延在する一次繊維のセットを有する、配設することと、事前形成されたロータリングを金型に挿入することと、複数の磁石をロータリング内の金型に挿入することと、繊維層スタックを金型に挿入することと、金型を作動させて、層スタックから接合材料を表出させ、ロータリング及び磁石を層スタックに接合させることと、を含み得る。また別の実施形態では、方法は、第１の方向に整列した繊維の一次セットを有する材料から複数の層を切断することと、層を層スタックに配設することであって、各層は、層スタック内の隣接する層とは異なる方向である選択方向に延在する繊維の一次セットを有する、配設することと、を含み得る。
【0174】
前で説明される実施形態のいずれかについて、方法は、単独で、又は互いに組み合わせて、以下のいずれか１つを含み得る。
【0175】
層スタックに熱及び圧力を加えて、スタックから接合材料を表出させて、層を互いに接合すること。
【0176】
事前形成されたロータリングを金型に挿入することと、複数の磁石をロータリング内の金型に挿入することと、層スタックを金型に挿入することと、金型を作動させて、層スタックから接合材料を表出させて、ロータリング及び磁石を層スタックに接合させること。
【0177】
ロータリングを金型に挿入する前に予熱すること。
【0178】
金型に挿入する前に、磁石を予熱すること。
【0179】
様々な実施形態が示され、説明されているが、本開示は、そのような実施形態に限定されず、当業者であれば明らかであろうように、全ての修正及び変形を含むと理解されるであろう。したがって、本開示は、開示される特定の形態に限定されることを意図するものではなく、むしろ、その意図は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の趣旨及び範囲内にある全ての修正、等価物、及び代替物を網羅することであることを理解されたい。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図11E】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図12E】
【図12F】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図14D】
【国際調査報告】