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KR20210031688A - Systems and devices for axial field rotational energy devices - Google Patents

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KR20210031688A
KR20210031688A KR1020217000623A KR20217000623A KR20210031688A KR 20210031688 A KR20210031688 A KR 20210031688A KR 1020217000623 A KR1020217000623 A KR 1020217000623A KR 20217000623 A KR20217000623 A KR 20217000623A KR 20210031688 A KR20210031688 A KR 20210031688A
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stator
pcb
coil
rotor
magnet
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KR1020217000623A
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Korean (ko)
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KR102691185B1 (en
Inventor
베른하르트 엘. 슐러
리치 이
조겐 라스무센
Original Assignee
인피니텀 일렉트로닉, 아이앤씨.
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Publication date
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Priority to KR1020247025681A priority patent/KR20240122576A/en
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Abstract

축방향 필드 회전 에너지 장치는 축을 갖는 하우징을 포함할 수 있다. 고정자 어셈블리는 하우징에 장착되며 축방향으로 적층된 고정자 패널과 서로 분리된 패널이 있다. 각각의 고정자 패널은 각각의 PCB 내에서 전기 전도성이고 상호 연결된 각각의 코일을 갖는 각각의 인쇄 회로 기판 (PCB)을 포함한다. 또한, 회전자를 포함하는 회전자 어셈블리는 고정자 어셈블리의 반대쪽 축 방향 단부에 있는 하우징 내에 회전 가능하게 장착된다. 회전자는 기계적으로 함께 결합될 수 있다. 각 회전자에는 선행 및 후행 에지가 있는 자석이 포함될 수 있다. 하나의 자석의 후행 에지와 인접한 자석의 선행 에지는 인접한 자석 사이에서 축에 대해 일관된 원주 간격을 정의하기 위해 서로 평행할 수 있다.The axial field rotational energy device may comprise a housing having an axis. The stator assembly is mounted on the housing and has an axially stacked stator panel and a separate panel. Each stator panel includes a respective printed circuit board (PCB) with respective coils that are electrically conductive and interconnected within each PCB. Further, the rotor assembly including the rotor is rotatably mounted in a housing at an axial end opposite to the stator assembly. The rotors can be mechanically joined together. Each rotor may contain a magnet with leading and trailing edges. The trailing edge of one magnet and the leading edge of adjacent magnets may be parallel to each other to define a consistent circumferential spacing about the axis between adjacent magnets.

Description

축방향 필드 회전 에너지 장치용 시스템 및 장치 Systems and devices for axial field rotational energy devices

본 발명은 일반적으로 축방향 필드 회전 에너지 장치에 관한 것으로, 특히 하나 이상의 인쇄 회로 기판(PCB) 고정자를 갖는 모듈형 모터 및 발전기용 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to axial field rotational energy devices, and more particularly to systems, methods and apparatus for modular motors and generators having one or more printed circuit board (PCB) stators.

US 5789841과 같이 층상 디스크 고정자를 갖는 종래의 축방향 에어 갭 브러시리스 모터가 알려져 있다. 이 특허는 웨이브 또는 랩 구성으로 상호 연결된 와이어를 사용하는 고정자 권선을 공개한다. 이러한 모터는 비교적 크고 제조하기 어렵다. US 6411002, US 7109625 및 US 8823241과 같이 PCB 고정자를 사용하는 축방향 전기 장치도 알려져 있다. 그러나 이러한 디자인 중 일부는 복잡하고 상대적으로 비싸며 모듈식이 아니다. 따라서 비용 효율적인 축 방향 필드 회전 에너지 장치의 개선은 계속해서 관심을 받고 있다. A conventional axial air gap brushless motor with a layered disk stator is known, such as US 5789841. This patent discloses a stator winding using wires interconnected in a wave or wrap configuration. Such motors are relatively large and difficult to manufacture. An axial electric device using a PCB stator is also known, such as US 6411002, US 7109625 and US 8823241. However, some of these designs are complex, relatively expensive, and not modular. Therefore, the improvement of cost-effective axial field rotational energy devices continues to be of interest.

축방향 필드 회전 에너지 장치용 시스템, 방법 및 장치의 실시예가 개시된다. 예를 들어, 축방향 필드 회전 에너지 장치는 축방향을 갖는 축을 갖는 하우징을 포함할 수 있다. 고정자 어셈블리는 하우징에 장착될 수 있으며, 축방향으로 적층된 복수의 고정자 패널과 서로 분리된 패널을 포함한다. 각각의 고정자 패널은 각각의 PCB 내에서 전기 전도성이고 상호 연결된 각각의 복수의 코일을 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)를 포함한다. 각각의 PCB는 각각의 복수의 코일 중 어느 하나를 통해 흐르는 전류가 마찬가지로 각각의 복수의 코일 모두를 통해 흐르도록 구성될 수 있어서, 각각의 고정자 패널은 단일 전기상으로 구성된다. 또한, 복수의 회전자를 포함하는 회전자 어셈블리는 고정자 어셈블리의 대향 축 방향 단부에서 하우징 내에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 각각의 회전자는 기계적으로 함께 결합될 수 있다. 각 회전자에는 앞(선행)(leading )뒤(후행)(trailing) 에지가 있는 자석이 포함될 수 있다. 하나의 자석의 뒤 에지와 인접한 자석의 앞 에지는 인접한 자석 사이에서 축에 대해 일관된 원주 간격을 정의하기 위해 서로 평행할 수 있다. Embodiments of a system, method and apparatus for an axial field rotational energy device are disclosed. For example, an axial field rotational energy device may comprise a housing having an axis with an axial direction. The stator assembly may be mounted on the housing and includes a plurality of stator panels stacked in an axial direction and a panel separated from each other. Each stator panel includes a printed circuit board (PCB) having a plurality of coils each electrically conductive and interconnected within each PCB. Each PCB may be configured such that a current flowing through any one of each of the plurality of coils likewise flows through all of each of the plurality of coils, so that each stator panel consists of a single electric phase. Further, a rotor assembly including a plurality of rotors may be rotatably mounted in the housing at opposite axial ends of the stator assembly. Each rotor can be mechanically joined together. Each rotor may contain a magnet with leading and trailing edges. The rear edge of one magnet and the front edge of adjacent magnets may be parallel to each other to define a consistent circumferential spacing about the axis between adjacent magnets.

이들 실시예의 전술한 목적 및 다른 목적 및 이점은 첨부된 청구항 및 첨부 도면과 함께 취해진 다음의 상세한 설명을 고려하여 당업자에게 명백할 것이다.The foregoing and other objects and advantages of these embodiments will be apparent to those skilled in the art in view of the following detailed description taken in conjunction with the appended claims and the accompanying drawings.

실시예의 특징 및 장점이 달성되고 보다 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 첨부된 도면에 도시된 실시 예를 참조하여보다 구체적인 설명을 가질 수 있다. 그러나, 도면은 단지 일부 실시예를 예시하고 따라서 다른 동등하게 효과적인 실시예가 있을 수 있으므로 범위를 제한하는 것으로 간주 되어서는 안 된다.
도 1은 축방향 필드 회전 에너지 장치의 실시예의 평면도이다.
도 2는 도 1의 라인 2-2를 따라서 취해진 도 1의 장치의 측 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 장치의 실시예의 분해 등각 투상도이다.
도 4는 인쇄회로기판(PCB)을 갖는 단상 고정자의 실시예의 평면도이다.
도 5는 고정자의 코일 층만의 실시예의 확대 등각 투상도이다.
도 6a는 고정자의 코일 층만의 다른 실시예의 확대, 분해, 등각 투상도이다.
도 6b는 도 5에 도시된 고정자의 일부의 확대 등각 투상도이다.
도 6c는 도 5에 도시된 고정자의 일부의 확대, 분해 등각 투상도이다.
도 6d는 도 5에 도시된 고정자의 일부의 확대된 등각 투상도이다.
도 7은 고정자의 층상의 트레이스의 실시예의 개략적인 부분 분해 측면도이다.
도 8은 PCB를 갖는 다상 고정자의 실시예의 평면도이다.
도 9는 수직으로 인접한 회전자의 자석과 고정자의 상부 코일 층의 대안적인 실시예의 평면도이다.
도 10은 축방향 필드 회전 에너지 장치의 다른 실시예의 실시예의 단순화된 평면도이다.
도 11은 도 10의 장치의 단순화된 측단면도이다.
도 12는 도 10 및 도 11의 장치의 실시예의 단순화된, 분해 등각 투상도이다.
도 13은 분할된 고정자의 실시예의 단순화된 평면도이다.
도 14는 분할된 고정자의 다른 실시예의 단순화된 평면도이다.
도 15는 PCB에 대한 트레이스의 실시예의 단순화된 평면도이다.
도 16은 도 15의 실시예의 단순화된 등각 투상도이다.
도 17은 도 15 및 도 16의 PCB의 트레이스 층의 실시예의 개략적인, 분해 등각 투상도이다.
도 18은 모듈의 실시예의 평면도이다.
도 19는 도 18의 라인 19-19를 따라서, 도 18의 모듈의 측 단면도이다.
도 20a는 도 18 및 19의 모듈의 실시예의 분해 등각 투상도이다.
도 20b 내지 20h는 도 20a의 모듈의 실시예의 등각 및 단면도이다.
도 21은 모듈의 다른 실시예의 분해 등각 투상도이다.
도 22는 도 21의 모듈의 실시예의 조립된 등각 투상도이다.
도 23 및 도 24는 래치가 각각 개방 및 폐쇄된 스택형 모듈의 실시예의 등각 투상도이다.
도 25는 모듈 실시예의 내부 평면도이다.
도 26은 모듈용 바디의 실시예의 분해 등각 투상도이다.
도 27은 축방향 필드 회전 장치용 PCB 고정자의 실시예의 평면도이다.
도 28은 도 27의 PCB 고정자의 실시예의 일부의 확대된 평면도이다.
도 29는 부착된 센서를 포함하는 고정자의 실시예의 등각 투상도이다.
도 30은 내장된 센서를 포함하는 고정자의 실시예의 등각 투상도이다.
도 31은 고정자 세그먼트용 어셈블리의 실시예의 등각 투상도이다.
도 32는 고정자 세그먼트를 위한 어셈블리의 실시예의 대향 등각 투상도이다.
도 33은 장치의 다른 실시예의 분해 등각 투상도이다.
도 34는 도 33의 장치의 축방향 단면도이다.
도 35는 고정자 패널의 다른 실시예의 평면도이다.
도 36은 고정자 패널의 또 다른 실시예의 상부 분해도이다.
도 37은 고정자 패널의 다른 실시예의 확대된 부분 평면도이다.
도 38은 고정자 패널의 다른 실시예의 확대 부분 평면도이다.
도 39는 축방향 필드 회전 에너지 장치의 다른 실시예의 측단면도이다.
도 40은 도 39의 장치의 정면도이다.
도 41은 라인 41-41을 따라 도 39의 장치의 정면도인 것으로, 하우징의 일부와 고정자 어셈블리를 제거한 상태이다.
도 42는 회전자 어셈블리의 실시예의 반단면 측면도이다.
도 43은 도 42의 회전자 어셈블리의 등각 투상도이다.
도 44는 라인 44-44를 따라서 하우징의 일부와 회전자 어셈블리의 일부가 제거된 도 39의 장치의 정면도이다.
도 45는 도 44의 장치의 등각 투상도이다.
도 46은 회전자 허브의 실시예의 등각 투상도이다.
다른 도면에서 동일한 참조 기호의 사용은 유사하거나 동일한 항목을 나타낸다.
In a manner in which features and advantages of the embodiments can be achieved and understood in more detail, a more detailed description may be given with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. However, the drawings illustrate only some embodiments and thus there may be other equally effective embodiments and should not be regarded as limiting the scope.
1 is a plan view of an embodiment of an axial field rotational energy device.
FIG. 2 is a cross-sectional side view of the device of FIG. 1 taken along line 2-2 of FIG. 1;
3 is an exploded isometric view of an embodiment of the device of FIGS. 1 and 2;
4 is a plan view of an embodiment of a single-phase stator having a printed circuit board (PCB).
5 is an enlarged isometric view of an embodiment of only the coil layer of the stator.
6A is an enlarged, exploded, isometric view of another embodiment of only the coil layer of the stator.
6B is an enlarged isometric view of a part of the stator shown in FIG. 5.
6C is an enlarged, exploded isometric view of a part of the stator shown in FIG. 5.
6D is an enlarged isometric view of a part of the stator shown in FIG. 5.
7 is a schematic partially exploded side view of an embodiment of a layered trace of a stator.
8 is a plan view of an embodiment of a multiphase stator with a PCB.
9 is a plan view of an alternative embodiment of vertically adjacent rotor magnets and an upper coil layer of a stator.
10 is a simplified top view of an embodiment of another embodiment of an axial field rotational energy device.
11 is a simplified cross-sectional side view of the device of FIG. 10;
12 is a simplified, exploded isometric view of an embodiment of the apparatus of FIGS. 10 and 11;
13 is a simplified plan view of an embodiment of a segmented stator.
14 is a simplified plan view of another embodiment of a segmented stator.
15 is a simplified plan view of an embodiment of a trace for a PCB.
16 is a simplified isometric view of the embodiment of FIG. 15;
17 is a schematic, exploded isometric view of an embodiment of a trace layer of the PCB of FIGS. 15 and 16;
18 is a plan view of an embodiment of a module.
19 is a side cross-sectional view of the module of FIG. 18, along line 19-19 of FIG. 18;
20A is an exploded isometric view of an embodiment of the module of FIGS. 18 and 19.
20B-20H are isometric and cross-sectional views of an embodiment of the module of FIG. 20A.
21 is an exploded isometric view of another embodiment of a module.
Figure 22 is an assembled isometric view of the embodiment of the module of Figure 21;
23 and 24 are isometric views of an embodiment of a stacked module in which the latches are open and closed, respectively.
25 is an interior plan view of a module embodiment.
26 is an exploded isometric view of an embodiment of a module body.
27 is a plan view of an embodiment of a PCB stator for an axial field rotation device.
28 is an enlarged plan view of a portion of the embodiment of the PCB stator of FIG. 27;
29 is an isometric view of an embodiment of a stator including an attached sensor.
30 is an isometric view of an embodiment of a stator including an embedded sensor.
31 is an isometric view of an embodiment of an assembly for a stator segment.
32 is a perspective isometric view of an embodiment of an assembly for a stator segment.
33 is an exploded isometric view of another embodiment of the device.
Fig. 34 is an axial cross-sectional view of the device of Fig. 33;
35 is a plan view of another embodiment of a stator panel.
36 is a top exploded view of another embodiment of a stator panel.
37 is an enlarged partial plan view of another embodiment of a stator panel.
38 is an enlarged partial plan view of another embodiment of a stator panel.
39 is a cross-sectional side view of another embodiment of an axial field rotational energy device.
Fig. 40 is a front view of the device of Fig. 39;
FIG. 41 is a front view of the device of FIG. 39 along lines 41-41, with a portion of the housing and the stator assembly removed.
42 is a half cross-sectional side view of an embodiment of a rotor assembly.
43 is an isometric view of the rotor assembly of FIG. 42;
FIG. 44 is a front view of the device of FIG. 39 along lines 44-44 with a portion of the housing and a portion of the rotor assembly removed.
Figure 45 is an isometric view of the device of Figure 44;
46 is an isometric view of an embodiment of a rotor hub.
The use of the same reference symbols in different drawings indicates similar or identical items.

도 1 내지 3은 축방향 필드 회전 에너지 장치(axial field rotary energy device: AFRED)를 포함하는 장치(31)의 실시예의 다양한 도면을 도시한다. 적용에 따라, 장치(31)는 전기 에너지를 기계 동력으로 변환하는 모터, 또는 기계 동력을 전기 에너지로 변환하는 모터를 포함할 수 있다. 1 to 3 show various views of an embodiment of a device 31 comprising an axial field rotary energy device (AFRED). Depending on the application, the device 31 may comprise a motor that converts electrical energy into mechanical power, or a motor that converts mechanical power into electrical energy.

I. 패널(panels)I. Panels

장치(31)의 실시예는 회전축(35 및 자석(즉, 적어도 하나의 자석(37))을 포함하는 적어도 하나의 회전자(33)를 포함할 수 있다. 복수의 자석(37)은 도 3의 실시예에 도시되어 있다. 각 자석(37)은 적어도 하나의 자극을 포함할 수 있다. 자석(37)은 사다리꼴, 원추형 등과 같은 다양한 형상을 포함할 수 있다. An embodiment of the device 31 may comprise at least one rotor 33 comprising a rotating shaft 35 and a magnet (ie, at least one magnet 37). The plurality of magnets 37 are shown in FIG. Each magnet 37 may include at least one magnetic pole, and the magnet 37 may have various shapes such as trapezoidal shape, conical shape, and the like.

장치(31)는 또한 회전자(33)와 동축인 고정자(41)를 포함할 수 있다. 회전자(33)는 샤프트(43)에 결합될 수 있으며, 마운트 플레이트(mount plate), 패스너(fastener), 와셔(washer), 베어링(bearing), 스페이서(spacer) 또는 정렬 요소(alignment element) 중 하나 이상과 같은 다른 하드웨어와 결합될 수 있다. 고정자(41)의 실시예는 도 5에 도시된 인쇄 회로 기판(PCB)(45)와 같은 단일 단일 패널(single unitary panel)을 포함할 수 있다. PCB(45)는 적어도 하나의 PCB 층(47)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 여기에 설명된 특정 실시 예는 12개의 PPCB 층(47)을 포함할 수 있다. PCB 층(47)은 축방향으로 평행하고 이격될 수 있다. 각각의 PCB 층(47)은 적어도 하나의 전도성 트레이스(49)를 포함할 수 있다. 각각의 트레이스(49)는 주어진 PCB 층(47) 상에 형성된 별도의 전도성 피처(feature)이다. 예를 들어, 도 4에는 여덟개의 트레이스(traces)(49)가 도시된다. 트레이스(49)는 도 4에 도시된 코일과 같은 원하는 패턴으로 구성될 수 있다. The device 31 may also comprise a stator 41 that is coaxial with the rotor 33. The rotor 33 may be coupled to the shaft 43, and one of a mount plate, a fastener, a washer, a bearing, a spacer, or an alignment element. It can be combined with other hardware such as one or more. An embodiment of the stator 41 may include a single unitary panel, such as the printed circuit board (PCB) 45 shown in FIG. 5. The PCB 45 may include at least one PCB layer 47. For example, a particular embodiment described herein may include 12 PPCB layers 47. The PCB layers 47 may be axially parallel and spaced apart. Each PCB layer 47 may include at least one conductive trace 49. Each trace 49 is a separate conductive feature formed on a given PCB layer 47. For example, eight traces 49 are shown in FIG. 4. The trace 49 may be configured in a desired pattern such as the coil shown in FIG. 4.

도 4는 12층의 PCB(45) 내의 하나의 PCB 층(47)의 실시예를 도시한다. 다른 11개의 PCB 층은 유사하지만 후속 도면과 관련하여 아래에 설명된 차이점이 있다. 도시된 PCB 층(47)에서, 각각의 트레이스(49)(단일 코일을 형성)는 코일의 외부 에지에 있는 제 1 단자(51) 및 코일의 중앙에 있는 제 2 단자(53)를 포함한다. 트레이스(49)는 비아(vias)(55)를 사용하여 다른 트레이스(49)에 연결된다. 제 1 세트의 비아(55)는 각 코일의 외부 에지에서 제 1 단자 (51)에 인접하게 배치되고, 제 2 세트의 비아(55)는 각 코일의 중앙에서 제 2 단자에 인접하게 배치된다. 이 실시 예에서, 예시된 PCB 층(47)상의 트레이스 (49)는 예시된 PCB 층(47)상의 인접한 트레이스(49)에 직접 연결되지 않고, 오히려 도 4와 관련하여 보다 철저하게 설명된 바와 같이, 도 5 및 도 6a 내지 도 6d에 더 철저히 설명된 바와 같이, 각각 다른 PCB 층 (47)상의 대응하는 트레이스 (49)에 각각 직접 연결된다. 4 shows an embodiment of one PCB layer 47 in a 12 layer PCB 45. The other 11 PCB layers are similar, but with the differences described below with respect to subsequent drawings. In the illustrated PCB layer 47, each trace 49 (which forms a single coil) includes a first terminal 51 at the outer edge of the coil and a second terminal 53 at the center of the coil. Trace 49 is connected to other traces 49 using vias 55. The first set of vias 55 is disposed adjacent to the first terminal 51 at the outer edge of each coil, and the second set of vias 55 is disposed adjacent to the second terminal at the center of each coil. In this embodiment, the trace 49 on the illustrated PCB layer 47 is not directly connected to the adjacent trace 49 on the illustrated PCB layer 47, but rather, as described more thoroughly in connection with FIG. , Respectively, directly connected to a corresponding trace 49 on a different PCB layer 47, as described more thoroughly in FIGS. 5 and 6A-6D.

이 실시예에서, 각 트레이스(49)는 연속적이며 제 1 단자(51)로부터 제 2 단자(53)로의 중단 없이, 이러한 트레이스(49)에 대한 연결은 제 1 및 제 2 단자(51, 53)에만 이루어진다. 각 트레이스(49)는 전기 연결을 위한 다른 단자를 포함하지 않는다. 다시 말해서, 각 트레이스(49)는 제 1 및 제 2 단자(51, 53) 사이에 추가 비아(55)를 포함하여 다른 전기 연결없이 끊김없이 연속될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 주어진 트레이스(49)의 폭은 균일하지 않을 수 있다. 예를 들어, 외부 트레이스 코너에 대응하는 폭(171)은 내부 트레이스 코너에 대응하는 폭(173)보다 더 넓을 수 있다. 단일 코일을 형성하는 인접한 동심 트레이스 부분 사이의 갭(175)은 인접한 트레이스(즉, 개별 코일) 사이의 갭(177)과 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 실시예에서, 주어진 트레이스는 PCB의 외경에 인접하고 축(35)에 수직인 평면에서 외부 폭, 및 PCB의 낸경에 인접하고 평면에서 내부 폭을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 폭은 내부 폭보다 클 수 있다. 일부 실시예에서, 주어진 트레이스는 서로 평행하지 않은 내부 및 외부 대향 에지를 포함할 수 있다. In this embodiment, each trace 49 is continuous and without interruption from the first terminal 51 to the second terminal 53, the connection to these traces 49 is the first and second terminals 51, 53 It only takes place. Each trace 49 does not contain other terminals for electrical connection. In other words, each trace 49 can be seamlessly continuous without any other electrical connection by including an additional via 55 between the first and second terminals 51 and 53. As shown in Figure 4, the width of a given trace 49 may not be uniform. For example, the width 171 corresponding to the outer trace corner may be wider than the width 173 corresponding to the inner trace corner. The gap 175 between adjacent concentric trace portions forming a single coil may be the same as or different from the gap 177 between adjacent traces (ie, individual coils). In some embodiments, a given trace may include an outer width in a plane adjacent to the outer diameter of the PCB and perpendicular to the axis 35, and an inner width in the plane adjacent to the inner diameter of the PCB. In some embodiments, the outer width may be greater than the inner width. In some embodiments, a given trace may include inner and outer opposing edges that are not parallel to each other.

도 5는 도 4에 도시된 PCB 층(47)을 포함하는 12개의 층 PCB(45)의 실시예를 도시한다. 12개의 PCB 층(47)은 각각 밀접하게 이격되어 있고, 47.1-12로 라벨링된 PCB 층(47)의 "샌드위치"를 형성한다. 최상부 PCB 층(47.1)은 제 1 트레이스(49.11)(본 명세서에서 "코일(49.11")로도 설명됨)가 도시되어 있으며, 제 1 단자(51.1)은 장치(31)용 외부 단자(61)에 결합된다. 최하부 PCB 층(47.12)에는 제 1 단자(51.12)가 장치(31)의 외부 단자(63)에 결합된 트레이스(49.128)이 도시되어 있다. 이 실시예에서, 12개의 PCB 층(47.1-12) 각각에 8개의 트레이스(49)(코일)이 있다. 이러한 트레이스는(아래에서 보다 자세히 설명하는 바와 같이) 함께 결합되어 외부 단자(61)로 흐르는 전류가 96 개의 코일을 통해 흐를 것이고, 이후 외부 단자(63)를 유출한다(또는 반대로 외부 단자(63)로 유입되고 외부 단자(61) 밖으로 유출된다). 이 실시예에서, 오직 하나의 트레이스(49)(예를 들어, 코일 (49.11))만이 장치(31)를 위한 외부 단자(61)에 결합되고, 오직 하나의 트레이스(49)(예를 들어, 코일 (49.128))만이 장치(31)를 위한 외부 단자 (63)에 결합된다. 모터의 경우 외부 단자 (61, 63)는 모두 입력 단자이고, 발전기의 경우 외부 단자 (61, 63)는 모두 출력 단자이다. 이 실시 예에서 알 수 있듯이, 각각의 PCB 층은 동일 평면에 있고 축을 중심으로 서로 대칭적으로 이격된 복수의 코일을 포함하고, 축에 대해 인접한 PCB층의 코일은 축 방향으로 코일의 대칭 스택(symmetric stacks)을 정의하기 위해 축에 대해 서로 원주 방향으로 정렬된다. 5 shows an embodiment of a 12 layer PCB 45 including the PCB layer 47 shown in FIG. 4. The twelve PCB layers 47 are each closely spaced and form a "sandwich" of the PCB layer 47 labeled 47.1-12. The top PCB layer 47.1 is shown with a first trace 49.11 (also referred to herein as "coil 49.11"), the first terminal 51.1 to the external terminal 61 for the device 31. Are combined. In the lowermost PCB layer 47.12 the trace 49.128 is shown with the first terminal 51.12 coupled to the external terminal 63 of the device 31. In this embodiment, there are 8 traces 49 (coils) in each of the 12 PCB layers 47.1-12. These traces are joined together (as described in more detail below) so that the current flowing to the external terminal 61 will flow through the 96 coils, then drain the external terminal 63 (or vice versa). Flows into and flows out of the external terminal 61). In this embodiment, only one trace 49 (e.g. coil 49.11) is coupled to the external terminal 61 for device 31, and only one trace 49 (e.g. Only the coil 49.128) is coupled to the external terminal 63 for the device 31. In the case of a motor, the external terminals 61 and 63 are both input terminals, and in the case of a generator, the external terminals 61 and 63 are all output terminals. As can be seen from this embodiment, each PCB layer is in the same plane and includes a plurality of coils symmetrically spaced apart from each other about an axis, and the coils of the PCB layers adjacent to the axis are symmetrical stacks of coils in the axial direction ( They are circumferentially aligned with each other with respect to the axis to define symmetric stacks).

도 6a는 도 5에 도시된 12 층 PCB(45)의 일부의 분해도인 것으로, 코일이 비아(55, 59)에 의해 어떻게 함께 결합되는지를 더 잘 설명하기 위해 라벨링되어 있으며, 따라서, 전류가 96개의 코일을 통해 외부 단자(63)로 흐르고 외부 단자(63)로 흘러 나오는 방식을 더 잘 설명하기 위해 표시된다. 입력 전류(81.1)이 외부 단자(61)로 흐른다고 가정한다. 이 전류는 전류(81.2)(81.3)으로 코일(49.11)(PCB 층 (47.1)) 주위에 "나선형"으로 흐르고 코일(49.11)의 제 2 단자(53)에 도달한다. 비아(55.1)은 코일(49.11)의 제 2 단자(53)를 코일(49.11)의 바로 아래의 PCB 층(47.2) 상의 대응 코일(49.21)의 제 2 단자에 연결한다. 따라서, 전류는 전류(81.4)로 55.1을 통해 흐르고, 코일(49.21)의 제 1 단자(51)에 도달할 때까지 전류(81.5)로 코일(49.21) 주위를 나선형으로 흐른다. 비아(55.2)는 코일(49.21)의 제 1 단자(51)을 제 1 코일(49.11)에 인접한 PCB 층(47.1) 상의 코일(49.12)의 제 1 단자에 연결한다. 이 실시예에서, 제 1 PCB 층(47.1) 상의 트레이스(49)는 일반적으로 제 2 PCB 층(47.2)상의 트레이스에 비해 반전(거울 이미지화)되어, 비아(55.1)가 코일(49.11 및 49.21)의 제 2 단자(53)에 있는 두 "탭"가 겹치도록, 그리고 마찬가지로, 비아(55.2)가 코일(49.12 및 49.21)의 각각의 제 1 단자(51)상의 두 "탭"과 겹치도록, 이는 후속 도면들과 관련하여 아래에서 더 자세히 설명된다. 따라서, 전류는 전류(82.1)로서 55.2를 통해 PCB 층 (47.1)상의 코일 (49.12)의 제 1 단자 (51)로 흐른다.FIG. 6A is an exploded view of a portion of the 12-layer PCB 45 shown in FIG. 5, which is labeled to better explain how the coils are joined together by vias 55, 59, so the current is 96 It is indicated to better explain how it flows through the two coils to the external terminal 63 and flows out to the external terminal 63. It is assumed that the input current 81.1 flows to the external terminal 61. This current flows "helically" around the coil 49.11 (PCB layer 47.1) as a current 81.2 (81.3) and reaches the second terminal 53 of the coil 49.11. Via 55.1 connects the second terminal 53 of the coil 49.11 to the second terminal of the corresponding coil 49.21 on the PCB layer 47.2 just below the coil 49.11. Thus, current flows through 55.1 with current 81.4 and spirals around coil 49.21 with current 81.5 until it reaches the first terminal 51 of coil 49.21. Via 55.2 connects the first terminal 51 of the coil 49.21 to the first terminal of the coil 49.12 on the PCB layer 47.1 adjacent to the first coil 49.11. In this embodiment, the traces 49 on the first PCB layer 47.1 are generally inverted (mirrorized) compared to the traces on the second PCB layer 47.2 so that vias 55.1 are of the coils 49.11 and 49.21. So that the two "taps" on the second terminal 53 overlap, and likewise, the via 55.2 overlaps the two "taps" on each of the first terminals 51 of the coils 49.12 and 49.21, which is subsequent to this. It is described in more detail below in connection with the drawings. Thus, the current flows as current 81.2 through 55.2 to the first terminal 51 of the coil 49.12 on the PCB layer 47.1.

이 단자에서, 전류는 코일(49.11) 및 코일(49.21)에 대해 설명된 것과 유사하게 코일 (49.12) 및 코일(49.22)를 통해 흐른다. 예를 들어, 전류는 전류 82.2 및 82.3으로 코일(49.21)(PCB 층 47.1) 주변에서 코일(49.21)의 제 2 단자(53)으로 흐르고, 전류(82.4)로 55.3을 통해 코일(49.22)의 제 2 단자(53)로 흐르고, 그 이후, 코일(49.22)의 제 1 단자(51)에 도달할 때까지 코일(49.22) 주변에서 전류82.5 및 82.6으로 흐른다. 이전과 같이, 비아(55.4)는 코일 (49.22)의 제 1 단자(51)를 코일(49.12)에 인접한 PCB 층(47.1)상의 코일 (49.13)의 제 1 단자(51)에 연결한다. 이 커플링(coupling) 구성은 상위 2 개의 PCB 층(47.1, 47.2)에 있는 나머지 모든 트레이스(49)에 대해 복제되며, 전류는 PCB 층(47.2)의 마지막 코일(49.28)에 도달할 때까지 나머지 트레이스(49)를 통해 흐른다. 전류는, 이미 상위 2 개의 PCB 층(47.1, 47.2)의 16개 코일 모두를 통해 흐른 후 다음 PCB 층(47.3)으로 향한다. 구체적으로, 비아(59.1)은 코일 (49.28)의 제 1 단자(51)를 코일(49.11) 및 (49.21) 바로 아래 에있는 PCB 층 (47.3) 상의 코일(49.31)의 제 1 단자에 연결한다. 이 실시 예에서 PCB 층 (47.2)상의 코일을 PCB 층(47.3)상의 코일에 결합하는 이러한 비아(59)만이 존재한다. 반대로, PCB 층(47.1, 47.2)에 코일을 함께 결합하는 15 개의 이러한 비아(55)가 있다. 이 실시 예에서 이러한 결합은 코일의 제 1 및 제 2 단자(51, 53)에서만 발생한다.At this terminal, current flows through coil 49.12 and coil 49.22 similar to that described for coil 49.11 and coil 49.21. For example, current flows around coil 49.21 (PCB layer 47.1) with currents 82.2 and 82.3 to second terminal 53 of coil 49.21, with current 82.4 through 55.3 of coil 49.22 through 55.3 2 flows to terminal 53, and then flows with currents 82.5 and 82.6 around coil 49.22 until it reaches the first terminal 51 of coil 49.22. As before, via 55.4 connects first terminal 51 of coil 49.22 to first terminal 51 of coil 49.13 on PCB layer 47.1 adjacent coil 49.12. This coupling configuration is replicated for all remaining traces 49 on the top two PCB layers 47.1, 47.2, and the current reaches the last coil 49.28 of the PCB layer 47.2 until the remaining coils 49.28 are reached. It flows through trace 49. The current already flows through all 16 coils of the upper two PCB layers 47.1 and 47.2 and then goes to the next PCB layer 47.3. Specifically, via 59.1 connects the first terminal 51 of the coil 49.28 to the first terminal of the coil 49.31 on the PCB layer 47.3 just below the coils 49.11 and 49.21. In this embodiment there are only these vias 59 that couple the coil on the PCB layer 47.3 to the coil on the PCB layer 47.3. Conversely, there are 15 such vias 55 that couple the coils together to the PCB layers 47.1 and 47.2. In this embodiment, this coupling occurs only at the first and second terminals 51 and 53 of the coil.

제 3 및 제 4 PCB 층 47.4, 47.4) 사이의 비아(55)는 전술한 제 1 및 제 2 PCB 층(47.1, 47.2) 사이의 비아(55)와 동일하게 구성되고, 따라서 비아 구성과 해당 전류 흐름을 반복할 필요가 없다. 이것은 가장 낮은 PCB 층(47.12) (여기에 표시되지 않음)에 도달 할 때까지 PCB 층 "샌드위치"를 통해 아래로 계속된다. 전술 한 바와 같이, 트레이스(코일)용 제 1 단자(51)(49.128)는 외부 단자(63)에 결합된다. 결과적으로, 모든 96개의 코일을 통해 흐른 후 외부 단자 (61)를 통해 내부로 흐르는 전류는 외부 단자(63)를 통해 외부로 흐른다.The via 55 between the third and fourth PCB layers 47.4 and 47.4 is configured identically to the via 55 between the first and second PCB layers 47.1 and 47.2 described above, and thus the via configuration and the corresponding current There is no need to repeat the flow. This continues down through the PCB layer "sandwich" until it reaches the lowest PCB layer 47.12 (not shown here). As described above, the first terminal 51 (49.128) for the trace (coil) is coupled to the external terminal (63). As a result, after flowing through all 96 coils, the current flowing inside through the external terminal 61 flows to the outside through the external terminal 63.

도 6b는 도 5에 도시된 비아(55)의 그룹의 확대도이다. 이 비아 그룹은 12 개의 PCB 층(47.1-12) 각각에서 수직으로 정렬된 코일(49.1-12)의 그룹 각각에 대해 각각의 제 2 단자(53)에 인접한다. 위에서 언급한 바와 같이, 제 2 PCB 층(47.2)상의 트레이스(49)는 일반적으로 제 1 PCB 층(47.1)상의 트레이스와 비교하여 반전(거울 이미지화)된다. 비아(55)는 이들 수직으로 인접한 코일의 각각의 제 2 단자(53)상의 두 "탭"과 중첩된다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 코일(49.18)(제 1층, 제 8코일)에서 제 2 단자(53.18)는 트레이스의 측면으로 연장되는 탭을 포함한다. 거울 이미지 방식(mirror-image fashion)으로, 코일(49.28)(제 2층, 8 번째 코일)에서 제 2 단자(53.28)는 트레이스의 측면과 반대 방향으로 연장되는 탭을 포함하여 이 두 탭이 겹친다. 비아(55)는 이 두 개의 겹치는 탭을 함께 연결한다. 같은 방식으로, 실시예는 12 개의 PCB 층(47)를 포함하기 때문에, 5 개의 추가 비아(55)는 각각 오버랩핑(중첩되는) 단자(53.38) 및 (53.48), 오버랩핑(중첩되는) 단자(53.58) 및 (53.68), 오버랩핑(중첩되는) 단자(53.78) 및 (53.88), 오버랩핑(중첩되는) 단자(53.98) 및 (53.108), 오버랩핑(중첩되는) 단자(53.118) 및 (53.128)과 결합한다. 6B is an enlarged view of a group of vias 55 shown in FIG. 5. This via group is adjacent to each second terminal 53 for each group of coils 49.1-12 aligned vertically in each of the 12 PCB layers 47.1-12. As mentioned above, the trace 49 on the second PCB layer 47.2 is generally inverted (mirrorized) compared to the trace on the first PCB layer 47.1. Vias 55 overlap two "taps" on each second terminal 53 of these vertically adjacent coils. As shown in Fig. 6B, in the coil 49.18 (first layer, eighth coil), the second terminal 53.18 includes a tab extending to the side of the trace. In a mirror-image fashion, in the coil 49.28 (second layer, eighth coil), the second terminal 53.28 includes a tab extending in a direction opposite to the side of the trace, and these two tabs overlap. . Via 55 connects these two overlapping tabs together. In the same way, since the embodiment includes 12 PCB layers 47, the five additional vias 55 are respectively overlapping (overlapping) terminals 53.38 and (53.48), overlapping (overlapping) terminals, respectively. (53.58) and (53.68), overlapping (overlapping) terminals (53.78) and (53.88), overlapping (overlapping) terminals (53.98) and (53.108), overlapping (overlapping) terminals (53.118) and ( 53.128).

도 6c는 분해된 형식으로 이들 비아(55) 중 2개를 도시한다. 코일 (49.38)의 단자(53.38)은 코일(49.48)의 단자(53.48)과 겹치고 제 1 비아(55)에 의해 함께 연결된다. 코일(49.58)의 단자(53.58)은 코일(49.68)의 단자(53.68)과 겹치며 제 2 비아(55)에 의해 함께 연결된다. 도면에서 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 이들 쌍의 오버랩핑(중첩) 탭은 대응하는 비아(55)와 함께 방사상 으로 엇갈리게 배치되어 이러한 비아(55)는 도금된 관통 구멍 비아를 사용하여 구현될 수 있다. 대안적으로, 그러한 비아(55)는 매립된 비아로서 구현 될 수 있으며, 이 경우 비아는 엇갈리게 될 필요가 없고 오히려 수직으로 정렬 될 수 있다. 6C shows two of these vias 55 in an exploded form. Terminal 53.38 of coil 49.38 overlaps terminal 53.48 of coil 49.48 and is connected together by a first via 55. The terminals 53.58 of the coil 49.58 overlap with the terminals 53.68 of the coil 49.68 and are connected together by a second via 55. As can be clearly seen in the figure, these pairs of overlapping (overlapping) tabs are arranged radially staggered with the corresponding vias 55 such that these vias 55 can be implemented using plated through-hole vias. have. Alternatively, such vias 55 may be implemented as buried vias, in which case the vias do not need to be staggered, but rather can be vertically aligned.

도 6d는 도 5에 도시된 비아(59) 그룹의 확대도이다. 이 실시예에서, 이들 비아(59)는 수직으로 정렬된 하나의 특정 인접한 쌍의 코일(49) 사이(예를 들어, 최상층 코일(49.11 및 49.18) 사이) 사이에 배치되고, 반면에 비아(55)는 수직으로 정렬된 코일(49)의 다른 인접한 쌍 사이의 다른 갭에 배치된다. 이 도면에서, 비아(59)는 도금 된 스루-홀(through-hole) 비아로 도시되어 있다. 비아(55, 59)는 대응하는 코일의 각각의 제 1 단자(51)상의 두 "탭"과 중첩된다. 비아(55)는 도 6a에 모두 도시된 바와 같이, 수직으로 인접한 층에 수평으로 인접한 코일을 연결하고, 비아(59)는 수직으로 인접한 층에 수평으로 정렬된 코일을 연결한다. 본 실시 예에서는 비아(59)가 5 개밖에 없는데, 이는 최상부 코일 (49.11)의 제 1 단자 (51)가 외부 단자 (61)에 연결되고, 최하부 PCB 층(47.12)의 코일(49.128)의 제 1 단자(51)가 외부 단자(63)에 연결되기 때문이다. 각각의 제 1 단자(51)가 쌍으로 함께 결합된 코일을 갖는 단지 10 개의 PCB 층(47.2-11)을 남긴다. 예를 들어, 가장 안쪽의 비아(59.5)는 PCB 층(47.10)의 각 코일을 PCB층(47.11)의 각 코일에 연결한다. 6D is an enlarged view of a group of vias 59 shown in FIG. 5. In this embodiment, these vias 59 are placed between one particular adjacent pair of coils 49 (e.g., top layer coils 49.11 and 49.18) aligned vertically, while vias 55 ) Are placed in different gaps between different adjacent pairs of vertically aligned coils 49. In this figure, via 59 is shown as a plated through-hole via. Vias 55 and 59 overlap with two "taps" on each first terminal 51 of the corresponding coil. The via 55 connects a horizontally adjacent coil to a vertically adjacent layer, and the via 59 connects a horizontally aligned coil to a vertically adjacent layer, as shown in FIG. 6A. In this embodiment, there are only 5 vias 59, which has the first terminal 51 of the uppermost coil 49.11 connected to the external terminal 61, and the third of the coil 49.128 of the lowermost PCB layer 47.12. This is because the 1 terminal 51 is connected to the external terminal 63. Each first terminal 51 leaves only 10 PCB layers 47.2-11 with the coils joined together in pairs. For example, the innermost via 59.5 connects each coil of the PCB layer 47.10 to each coil of the PCB layer 47.11.

다양한 실시예에서, 각각의 트레이스(49)는 적어도 하나의 비아(55)를 사용하여 다른 트레이스(49)에 전기적으로 결합될 수 있다. 도 6a의 예시에서, 각 PCB 층(47)은 8개의 트레이스(49)와 트레이스(49)사이에 오로지 하나의 비아(55)를 갖는다. 일부 실시예에서, 모든 트레이스(49)는 다른 트레이스(49)에 전기적으로 결합된다. 두 개의 트레이스(49)는 함께 트레이스 쌍(57)을 정의한다. 도 7에는 12개의 PCB 층(47.1-12)가 있고 6 개의 트레이스 쌍(57.1-6)이 있다.In various embodiments, each trace 49 may be electrically coupled to another trace 49 using at least one via 55. In the example of FIG. 6A, each PCB layer 47 has eight traces 49 and only one via 55 between the traces 49. In some embodiments, all traces 49 are electrically coupled to other traces 49. The two traces 49 together define a trace pair 57. In Figure 7, there are 12 PCB layers (47.1-12) and 6 trace pairs (57.1-6).

각각의 트레이스 쌍(57)은 적어도 하나의 비아(59)를 통해 다른 트레이스 쌍(57)에 전기적으로 연결될 수 있다(예를 들어, 단지 하나의 비아(59)와 같이). 일부 버전에서는, 도 6a에 도시된 바와 같이, 각 트레이스 쌍(57)(예: 코일 쌍)의 트레이스(49)(예: 코일)가 서로 다른 PCB 층(47)에 위치할 수 있다. 그러나 다른 버전에서, 각 트레이스 쌍(57)의 트레이스(49)는 동일 평면(co-planar)에 있을 수 있고 동일한 PCB 층(47)에 위치 할 수 있다.Each trace pair 57 may be electrically connected to another trace pair 57 via at least one via 59 (eg, just like one via 59). In some versions, the trace 49 (eg coil) of each trace pair 57 (eg coil pair) may be located on a different PCB layer 47, as shown in FIG. 6A. However, in other versions, the traces 49 of each trace pair 57 may be co-planar and may be located on the same PCB layer 47.

일부 실시 예에서, 트레이스(49)(예를 들어, 코일) 중 적어도 2 개는 직렬로 전기적으로 결합된다. 다른 버전에서, 트레이스(49) 중 적어도 2 개 (예를 들어, 코일)는 전기적으로 병렬로 결합된다. 또 다른 버전에서, 트레이스(49) 중 적어도 2 개는 병렬로 전기적으로 연결되고, 적어도 2 개의 다른 트레이스(49)는 직렬로 전기적으로 연결된다.In some embodiments, at least two of the traces 49 (eg, coils) are electrically coupled in series. In another version, at least two of the traces 49 (eg a coil) are electrically coupled in parallel. In another version, at least two of the traces 49 are electrically connected in parallel and at least two other traces 49 are electrically connected in series.

장치(31)의 실시예는 병렬로 전기적으로 연결된 적어도 2개의 트레이스 쌍(57)을 포함할 수 있다. 다른 버전에서, 트레이스 쌍(57) 중 적어도 2 개는 전기적으로 직렬로 결합된다. 또 다른 버전에서, 적어도 2개의 트레이스쌍 (57)은 전기적으로 병렬로 연결되고, 적어도 2 개의 다른 트레이스 쌍(57)은 직렬로 전기적으로 연결된다.An embodiment of the device 31 may include at least two pairs of traces 57 electrically connected in parallel. In another version, at least two of the trace pairs 57 are electrically coupled in series. In another version, at least two trace pairs 57 are electrically connected in parallel and at least two other trace pairs 57 are electrically connected in series.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 PCB층(47)(상부 PCB 층 (47)만이 평면도에 도시됨)은 PCB(45)의 전체(상부) 표면의 총 표면적(Total Surface Area: TSA) 인 PCB층 표면적(Layer surface area: LSA)을 포함한다. TSA는 도시된 중앙 구멍 및 장착 구멍과 같은 PCB(45)의 구멍을 포함하지 않는다. PCB 층(47)상의 하나 이상의 트레이스(49) (도 4에 도시 된 8 개의 코일)는 코일 표면적 (CSA)을 포함 할 수 있다. CSA에는 "구리 표면적(copper surface area)"뿐만 아니라 코일의 전체 풋프린트(즉, 둘레 내)가 포함된다. CSA는 PCB 층 표면적의 적어도 약 50 %, 예를 들어 약 55 % 이상, 약 60 % 이상, 약 65 % 이상, 약 70 % 이상, 약 75 % 이상, 약 80 % 이상, 약 85 % 이상, 약 90 % 이상, 약 95 % 이상, 약 97 %, 또는 심지어 적어도 약 99 %의 범위에 있을 수 있다. 다른 실시 예에서, 코일 표면적은 PCB 층 표면적의 99 % 이하, 예컨대 PCB 층 표면의 약 95 % 이하, 약 90 % 이하, 약 85 % 이하, 약 80 % 이하, 약 75 % 이하, 또는 심지어 약 70 % 이하일 수 있다. 다른 실시 예에서, 코일 표면적은 이들 값 중 임의의 값 사이의 범위에 있을 수 있다.4 to 6, each PCB layer 47 (only the upper PCB layer 47 is shown in the plan view) is the total surface area of the entire (upper) surface of the PCB 45: TSA), which is the PCB layer surface area (LSA). The TSA does not include holes in the PCB 45 such as the center hole and mounting hole shown. One or more traces 49 (the eight coils shown in Figure 4) on the PCB layer 47 may include the coil surface area (CSA). The CSA includes the "copper surface area" as well as the total footprint of the coil (ie, within the perimeter). CSA is at least about 50% of the surface area of the PCB layer, e.g., at least about 55%, at least about 60%, at least about 65%, at least about 70%, at least about 75%, at least about 80%, at least about 85%, about 90% or more, about 95% or more, about 97%, or even at least about 99%. In other embodiments, the coil surface area is 99% or less of the PCB layer surface area, such as about 95% or less, about 90% or less, about 85% or less, about 80% or less, about 75% or less, or even about 70% of the PCB layer surface area. May be less than or equal to %. In other embodiments, the coil surface area may be in a range between any of these values.

CSA는 또한 PCB 상의 또는 내부의 임의의 센서 또는 회로(IOT 소자)와 관련하여 계산될 수 있다. IOT 소자는 TSA의 50%이하로 제한될 수 있다. 또한, IOT 소자는 CSA 내에 포함되거나 CSA 에 포함되지 않은 TSA의 적어도 일부에 포함될 수 있다. CSA can also be calculated with respect to any sensor or circuit (IOT element) on or inside the PCB. IOT devices can be limited to less than 50% of the TSA. Also, the IOT device may be included in the CSA or included in at least a portion of the TSA that is not included in the CSA.

코일을 형성하는 각 트레이스의 전체 면적(즉, 전도성 트레이스를 포함하지만 반드시 전도성 트레이스 사이의 공간을 포함 할 수는 없음)은 코일 표면 영역으로 볼 수 있다. 장치(31)의 성능은 코일(들)이 형성되는 밑에 있는(underlying) PCB 층 표면적에 비해 총 코일 표면적이 증가함에 따라 개선되는 것으로 믿어진다.The total area of each trace forming a coil (ie, including the conductive traces, but not necessarily the space between the conductive traces) can be viewed as the coil surface area. It is believed that the performance of the device 31 improves as the total coil surface area increases relative to the underlying PCB layer surface area on which the coil(s) are formed.

일부 실시예(도 4)에서, 장치(31)는 단일 전기상을 포함하는 고정자 (41)를 포함할 수 있다. 고정자(41)의 버전은 단일 전기 상으로 구성될 수 있다. 각각의 PCB 층(47)은 동일 평면이고 축(35)을 중심으로 대칭적으로 이격된 복수의 코일을 포함할 수 있다 (도 2 및 3). 일 예시에서, 각 코일은 단일 전기 상으로 구성된다. In some embodiments (FIG. 4), the device 31 may include a stator 41 comprising a single electric phase. The version of the stator 41 may consist of a single electric phase. Each PCB layer 47 may include a plurality of coils that are coplanar and symmetrically spaced about the axis 35 (FIGS. 2 and 3 ). In one example, each coil consists of a single electrical phase.

도 8은 적어도 2 개의 전기 상(위상)(예를 들어, 3 개의 상이 도시됨)을 포함하는 고정자(41)의 실시 예를 도시한다. 각각의 PCB 층(47)은 각각의 전기 위상에 대해 도시된 바와 같이 복수의 코일(예: 트레이스(49))을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 8은 3 상 A, B, C에 대응하는 코일을 나타낸다. 각 전기 위상 A, B, C에 대한 코일은 전기 위상 A, B 사이에서 원하는 위상 각도 이동을 정의하기 위해 각 PCB 층(47) 내의 축(35)(도 2 및 3)에 대해 서로 각도 오프셋(angularly offset) 될 수 있다. 도 6에서, 각 PCB 층(47) 상에 9 개의 트레이스(49)가 있다. 도 8의 고정자(41)의 실시예는 3상이고, 위상 A의 각 트레이스(49)는 위상 A의 경우 다른 트레이스 (49)와 전기적으로 120도 떨어져 있고, 위상 B 및 C의 경우 인접한 트레이스(49)와는 40도 떨어져 있다. 위상 B (상 A 및 C에 대하여) 및 위상 C(상단 위상 A 및 B에 대하여)에 대한 트레이스(49)는 마찬가지로 간격을 두고 있다.8 shows an embodiment of a stator 41 comprising at least two electrical phases (phases) (eg, three phases are shown). Each PCB layer 47 may include a plurality of coils (eg, traces 49) as shown for each electrical phase. For example, FIG. 8 shows coils corresponding to three phases A, B, and C. The coils for each electrical phase A, B, C are angularly offset from each other with respect to the axis 35 (Figures 2 and 3) within each PCB layer 47 to define the desired phase angular shift between electrical phases A and B. can be angularly offset). In FIG. 6, there are nine traces 49 on each PCB layer 47. The embodiment of the stator 41 of FIG. 8 is three-phase, each trace 49 of phase A is electrically 120 degrees apart from the other traces 49 in the case of phase A, and adjacent traces 49 in the case of phases B and C. ) And 40 degrees away. Traces 49 for phase B (for phases A and C) and phase C (for upper phases A and B) are likewise spaced.

일부 실시예에서, 각 코일(예를 들어, 트레이스 (49))은 단일 전기상으로 구성될 수 있다. 대안적으로, 코일은 2개 이상의 전기상(예를 들어, 도 8에 도시 된 3 상)을 갖는 고정자(41)를 가능하게 하도록 구성될 수 있다.In some embodiments, each coil (eg, trace 49) may consist of a single electrical phase. Alternatively, the coil may be configured to enable a stator 41 having two or more electrical phases (eg, three phases shown in FIG. 8).

도 9의 예시는 장치(31)의 실시예의 일부 내부 구성 요소의 단순화된 도면이다. 각각의 자석(37)은 자석 방사상 에지 또는 소자(67)(본 명세서에서 "자석 방사상 에지(magnet radial edge)(67)"라고도 함)를 포함 할 수 있고, 트레이스(49) 각각은 트레이스 방사상 에지(trace radial edge) 또는 소자(69) (본원에서 "코일 방사상 에지(coil radial edge)(69)"). 자석(37)은 회전자 (33)(도 2)의 일부이고 정지 고정자(41)에 대해 축(35)을 중심으로 회전한다. 자석(37) 및 트레이스(49)의 방사상 에지 부분이 장치(31)의 작동 동안 축에 대해 회전 정렬 될 때, 반경방향 소자(radial elements)(67, 69)의 적어도 일부는 서로에 대해 비뚤어 질 수 있다(즉, 평행하지 않음). 일부 실시 예에서, 자석 및 코일의 반경방향 에지 부분이 축에 대해 회전 정렬 될 때, 자석 방사상 에지 및 코일 방사상 에지는 평행하지 않고 서로에 대해 각지게 기울어진다(angularly skewed). 도 9는 자석(37)의 방사상 에지 부분(즉, 자석(37)의 코너에 근접한 자석 방사상 에지(69))이 코일 (49)의 방사상 에지 부분과 회전 정렬되는 자석 (37)의 회전 위치를 도시하고, 이는 자석 방사상 에지(69)와 코일 방사상 에지(67) 사이의 비뚤어짐(skew)를 도시한다. 하나의 버전에서, 방사상 소자(67, 69)는 자석 (37) 및 트레이스(49)의 선행 방사상 에지 또는 후행 방사상 에지일 수 있다. 다른 예에서, 자석 및 트레이스 방사상 에지 또는 소자(67, 69)는 도시된 바와 같이 선형일 수 있고, 자석(37, 49)이 축 방향으로 회전 정렬 될 때 자석 및 트레이스 방사상 소자(67, 69)의 어떤 부분도 평행하지 않다.The example of FIG. 9 is a simplified diagram of some internal components of an embodiment of the device 31. Each magnet 37 may include a magnet radial edge or element 67 (also referred to herein as a “magnet radial edge 67”), each of the traces 49 being a trace radial edge. (trace radial edge) or element 69 (herein "coil radial edge (69)"). The magnet 37 is part of the rotor 33 (FIG. 2) and rotates about an axis 35 with respect to the stationary stator 41. When the radial edge portions of the magnets 37 and traces 49 are rotationally aligned with respect to the axis during operation of the device 31, at least some of the radial elements 67, 69 will be warped relative to each other. Can (i.e. not parallel). In some embodiments, when the radial edge portions of the magnet and coil are rotationally aligned about an axis, the magnet radial edge and coil radial edge are not parallel but angularly skewed with respect to each other. 9 shows the rotational position of the magnet 37 in which the radial edge portion of the magnet 37 (i.e., the magnet radial edge 69 close to the corner of the magnet 37) is rotationally aligned with the radial edge portion of the coil 49. And shows the skew between the magnet radial edge 69 and the coil radial edge 67. In one version, the radial elements 67 and 69 may be a leading radial edge or a trailing radial edge of the magnet 37 and trace 49. In another example, the magnet and trace radial edges or elements 67, 69 may be linear as shown, and the magnet and trace radial elements 67, 69 when the magnets 37, 49 are rotationally aligned in the axial direction. No part of the is parallel.

일부 실시 예에서, 자석 방사형 소자(67)는 트레이스 방사형 소자(69)에 대해 각지게 기울일 수 있고, 각 비뚤어짐(angular skew)는 0 도보 다 클 수 있으며, 예컨대 0.1도 초과, 적어도 약 1도, 적어도 약 2도, 적어도 약 3도, 적어도 약 4도, 또는 심지어 적어도 약 5도보다 클 수 있다. 다른 버전에서는 각 비뚤어짐이 약 90도 이하, 예를 들어 약 60도 이하, 약 45도 이하, 약 30도 이하, 약 25도 이하, 약 15도 이하, 약 10도 이하, 또는 약 5도이하 일 수 있다. 또는 각 비뚤어짐(angular skew)는 이러한 값 사이의 범위에 있을 수 있다.In some embodiments, the magnet radial element 67 may be tilted at an angle with respect to the trace radial element 69, and each angular skew may be greater than 0 steps, for example greater than 0.1 degrees, at least about 1 degree. , At least about 2 degrees, at least about 3 degrees, at least about 4 degrees, or even at least about 5 degrees. In other versions, each skew is about 90 degrees or less, such as about 60 degrees or less, about 45 degrees or less, about 30 degrees or less, about 25 degrees or less, about 15 degrees or less, about 10 degrees or less, or about 5 degrees or less. Can be Alternatively, each angular skew can be in the range between these values.

대안적인 실시 예에서, 방사형 소자(67, 69)의 적어도 일부는 회전 정렬 동안 서로 평행할 수 있다.In an alternative embodiment, at least some of the radial elements 67 and 69 may be parallel to each other during rotational alignment.

II. 세그먼트(segments)II. Segments

축방향 필드 회전 에너지 장치의 일부 실시예는 고정자가 다소 다르게 구성될 수 있다는 점을 제외하고는 어셈블리 하드웨어를 포함하여 장치(31)에 대해 설명된 것과 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 10-12는 이해의 편의를 위해 단지 일부 요소만을 도시한 장치(131)의 단순화된 버전을 도시한다. 장치(131)는 회전자(133)와 동축인 고정자(141)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 각각의 회전자(133)는 그를 통해 연장되는 하나 이상의 슬릿 또는 슬롯(136)(도 10)을 포함할 수 있다. 일부 버전에서, 슬롯(136)은 축 (135) (도 12)에 대해 각을 이루고, 따라서 단순히 수직이 아니다. 슬롯 (136)의 각도는 일정한 기울기로 제공될 수 있으며, 장치(131) 내의 냉각 공기 흐름을 용이하게 할 수 있다. 슬롯(136)은 공기 흐름이 회전자(133)를 통해 및/또는 주위로 밀려나가거나 흐르고, 고정자(141)를 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 특히 복수의 고정자 세그먼트를 갖는 실시 예에서, 특히 외부 직경 (R-EXT)에 관계없이 고정자 세그먼트(도 14)의 내부 직경(R-INT)을 갖는 실시 예에서 특히, 회전자 스페이서(143)(도 12)와 같은 추가 슬롯이 회전자 스페이서에 제공될 수 있다.Some embodiments of the axial field rotational energy device may be configured in a manner similar to that described for device 31, including assembly hardware, except that the stator may be configured somewhat differently. For example, FIGS. 10-12 show a simplified version of the device 131 showing only some elements for ease of understanding. The device 131 may include a stator 141 coaxial with the rotor 133. Optionally, each rotor 133 may include one or more slits or slots 136 (FIG. 10) extending therethrough. In some versions, the slot 136 is angled with respect to the axis 135 (FIG. 12 ), and thus is simply not perpendicular. The angle of the slot 136 can be provided with a constant inclination, and can facilitate cooling air flow in the device 131. The slot 136 allows the air flow to be pushed or flowed through and/or around the rotor 133 and effectively cool the stator 141. Particularly in the embodiment with a plurality of stator segments, in particular in the embodiment with the inner diameter (R-INT) of the stator segment (Fig. 14) regardless of the outer diameter (R-EXT), the rotor spacer 143 ( Additional slots as shown in Fig. 12) may be provided in the rotor spacer.

고정자(41)에 대해 설명된 바와 같이 단일 패널 PCB(45)를 포함하는 대신, 고정자(141)는 각각 별도의 PCB(145)일 수 있는 복수의 고정자 세그먼트(142)를 포함할 수 있다. 고정자 세그먼트(142)는 기계적으로 및 전기적으로 함께 결합되는 것과 같이 함께 결합 될 수 있다. 각각의 고정자 세그먼트(142)는 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 하나 이상의 PCB 층(147)(도 13)을 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함할 수 있다. 일 예에서, 각각의 PCB(145)는 짝수의 PCB 층(147)을 가질 수 있다. 대안적인 실시 예에서, PCB(145)는 홀수의 PCB 층 (147)을 가질 수 있다.Instead of including a single panel PCB 45 as described for stator 41, stator 141 may include a plurality of stator segments 142, each of which may be a separate PCB 145. The stator segments 142 may be joined together, such as mechanically and electrically coupled together. Each stator segment 142 may include a printed circuit board (PCB) having one or more PCB layers 147 (FIG. 13) as described elsewhere herein. In one example, each PCB 145 may have an even number of PCB layers 147. In an alternative embodiment, the PCB 145 may have an odd number of PCB layers 147.

고정자 세그먼트(142)의 실시예는 단 하나의 전기 위상을 포함하거나 이에 대응할 수 있다. 더욱이, 장치(131)의 고정자(141)는 단 하나의 전기상으로 구성되거나 이에 대응할 수 있다. 다른 버전에서, 고정자(141)는 복수의 전기 상을 포함하거나 이에 대응할 수 있다. 도 13에 도시 된 바와 같이, 각각의 고정자 세그먼트(142)는 예시된 코일과 같은 적어도 하나의 전도성 트레이스 (149)를 갖는 적어도 하나의 PCB 층 (147)을 포함한다. 일부 버전 (도 14)에서, 각각의 고정자 세그먼트(142)는 축(135)(도 14)에 대해 서로 동일 평면이고 각도로 이격된 복수의 트레이스(149) (예를 들어, 코일)를 갖는 적어도 하나의 PCB 층 (147)을 가질 수 있다(도 11 및 12). 일 예에서, 각 트레이스(149)는 단일 전기상을 포함할 수 있다. 다른 버전에서, 각각의 고정자 세그먼트(142)는 복수의 PCB 층(147)을 포함 할 수 있으며, 각각은 하나의 전기 위상에만 대응하도록 구성 될 수 있다. 일부 버전에서, 각각의 고정자 세그먼트(142)상의 각각의 PCB 층(147)은 단지 하나의 전기 위상에 대응하도록 구성되는 복수의 축 방향 동일 평면 트레이스(149)를 포함할 수 있다.Embodiments of the stator segment 142 may include or correspond to only one electrical phase. Moreover, the stator 141 of the device 131 may consist of or correspond to only one electric phase. In another version, the stator 141 may comprise or correspond to a plurality of electric phases. As shown in FIG. 13, each stator segment 142 includes at least one PCB layer 147 having at least one conductive trace 149 such as the illustrated coil. In some versions (Fig. 14), each stator segment 142 is at least having a plurality of traces 149 (e.g., coils) coplanar with each other and angularly spaced relative to the axis 135 (Fig. 14). It can have one PCB layer 147 (FIGS. 11 and 12 ). In one example, each trace 149 may comprise a single electrical phase. In another version, each stator segment 142 may include a plurality of PCB layers 147, each of which may be configured to correspond to only one electrical phase. In some versions, each PCB layer 147 on each stator segment 142 may include a plurality of axially coplanar traces 149 configured to correspond to only one electrical phase.

일부 실시예(도 13)에서, 각각의 PCB 층(147)은 PCB(145)의 약(about) 내경(inner diameter: ID)에서 PCB(145)의 약 외경(outer diameter: OD)까지 연장되는 적어도 하나의 방사형 트레이스(radial trace)(150)를 포함할 수 있다. 일 예에서, 각각의 PCB 층(147)은 최외곽 트레이스 부분(152)으로부터 동심의 최 내측 트레이스 부분(154)까지 연속적인 트레이스(149)를 포함할 수 있다. 트레이스(149)는 선형 측면(linear sides) 및 chamfered 코너(156)를 갖는 방사형 트레이스(150)를 포함할 수 있다. 방사형 트레이스의 선형 측면은 테이퍼 될(tapered) 수 있으며 방사형 거리가 증가함에 따라 트레이스 폭이 증가한다. 내부 단부 턴 트레이스(inner end turn traces)(146) 및 외부 단부 턴 트레이스(outer end turn traces)(148)는 동심 코일(concentric coil)을 형성하기 위해 방사형 트레이스(150) 사이에서 연장된다.In some embodiments (Figure 13), each PCB layer 147 extends from about inner diameter (ID) of PCB 145 to about outer diameter (OD) of PCB 145. It may include at least one radial trace 150. In one example, each PCB layer 147 may include a continuous trace 149 from the outermost trace portion 152 to the concentric innermost trace portion 154. Traces 149 may include radial traces 150 with linear sides and chamfered corners 156. The linear side of the radial trace can be tapered and the width of the trace increases as the radial distance increases. Inner end turn traces 146 and outer end turn traces 148 extend between radial traces 150 to form a concentric coil.

테이퍼된 트레이스 및 코일과 관련하여, 테이퍼는 PCB 고정자에 포함될 수 있는 전도성 재료 (예를 들어, 구리)의 양을 개선할 수 있다. 많은 모터와 발전기가 둥근 모양을 구성하기 때문에 코일은 일반적으로 원형일 수 있으며, 고정자에 집합적으로 맞물리기 위해 코일의 둘레는 다소 파이-슬라이스- 모양(pie-slice-shaped)이거나 삼각형일 수 있다. 일부 버전에서는 코일이 축에 수직인 평면에서 동일한 폭을 가질 수 있으며, 다른 버전에서는 코일의 도체 (예: 구리) 밀도를 높이기 위해 코일을 테이퍼링(tapered) 할 수 있다. 구리 밀도를 개선하면 전기 저항, I2R 손실 및 열 생성을 줄이고 더 높은 전류를 전달하여 기계에 더 높은 효율을 제공하는 능력을 높이는 데 상당한 가치가 있을 수 있다. With regard to tapered traces and coils, taper can improve the amount of conductive material (eg copper) that can be included in the PCB stator. Because many motors and generators form a round shape, the coils can generally be circular, and the circumference of the coils can be somewhat pie-slice-shaped or triangular in order to collectively engage the stator. . In some versions the coils can have the same width in a plane perpendicular to the axis, while in other versions the coils can be tapered to increase the density of the conductors in the coil (eg copper). Improving the copper density can be of significant value in reducing electrical resistance, I2R losses and heat generation, and increasing the ability to deliver higher currents to provide higher efficiencies to the machine.

다른 버전에서, 각각의 PCB 층(147)은 선형 트레이스(149)만을 포함할 수 있다(도 15-17). 선형 트레이스(149)는 최외곽 트레이스 (152)로부터 동심의 최내측 트레이스(154)까지 연속될 수 있다. 일 예에서, PCB 층(147)의 트레이스 (149)는 비선형이 아니다. 그러나, 유일한 선형 트레이스(149)의 실시 예는 예를 들어 둥근 모서리 또는 chamfered 코너와 같은 회전을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "턴"은 방사상 트레이스를 말단 턴 트레이스(end turn trace)에 연결하는 트레이스 부분을 포함한다. 다른 실시 예에서, PCB 층(147)은 곡선 트레이스(curvilinear traces)와 같은 하나 이상의 비선형을 포함할 수 있다.In another version, each PCB layer 147 may contain only linear traces 149 (FIGS. 15-17). The linear trace 149 may be continuous from the outermost trace 152 to the concentric innermost trace 154. In one example, the trace 149 of the PCB layer 147 is not non-linear. However, embodiments of the only linear trace 149 may include rotations such as rounded corners or chamfered corners, for example. As used herein, “turn” includes a portion of a trace connecting a radial trace to an end turn trace. In other embodiments, the PCB layer 147 may include one or more nonlinearities, such as curvilinear traces.

본 명세서에 언급된 바와 같이, PCB(145)는 축 방향으로 서로 이격된 복수의 PCB 층 (147)을 포함할 수 있다. PCB 층(147)은 층 쌍(157)을 포함할 수 있다 (도 17; 쌍 157.1 내지 157.4 참조). 각각의 층 쌍(157)은 함께 전기적으로 결합된 2 개의 PCB 층으로 정의될 수 있다. 하나의 버전에서, PCB 층(147) 중 적어도 하나는 직렬 또는 병렬로 다른 PCB 층(147)에 전기적으로 결합된다. 다른 버전에서, 적어도 하나의 층 쌍(157)은 직렬 또는 병렬로 다른 층 쌍(157)에 전기적으로 결합된다. 일 실시 예에서, 층 쌍 (157) 중 적어도 하나는 서로 축 방향으로 인접한 2 개의 PCB 층 (147.6 및 147.7)을 포함한다. 다른 실시 예에서, 층 쌍(157) 중 적어도 하나는 서로 축 방향으로 인접하지 않은 2 개의 PCB 층 (147.1 및 147.3)을 포함한다. 유사하게, 층 쌍(157) 중 적어도 하나는 상기 층 쌍 중 적어도 하나가 전기적으로 결합되는 층 쌍(157)에 축 방향으로 인접 할 수 있다. 반대로, 층 쌍(157) 중 적어도 하나는 상기 층 쌍(157) 중 적어도 하나가 전기적으로 결합되는 층 쌍(157)에 축 방향으로 인접하지 않을 수 있다.As mentioned herein, the PCB 145 may include a plurality of PCB layers 147 spaced apart from each other in the axial direction. The PCB layer 147 may include a layer pair 157 (see FIG. 17; pair 157.1-157.4). Each layer pair 157 can be defined as two PCB layers electrically coupled together. In one version, at least one of the PCB layers 147 is electrically coupled to another PCB layer 147 in series or parallel. In another version, at least one layer pair 157 is electrically coupled to another layer pair 157 in series or parallel. In one embodiment, at least one of the layer pairs 157 includes two PCB layers 147.6 and 147.7 axially adjacent to each other. In another embodiment, at least one of the layer pairs 157 includes two PCB layers 147.1 and 147.3 that are not axially adjacent to each other. Similarly, at least one of the layer pairs 157 may be adjacent to the layer pair 157 to which at least one of the layer pairs is electrically coupled in the axial direction. Conversely, at least one of the layer pairs 157 may not be adjacent to the layer pair 157 to which at least one of the layer pairs 157 is electrically coupled in the axial direction.

PCB 층(147)의 실시예는 적어도 하나의 층 세트(181)(도 17)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 층 세트(181)는 제 1 층(147.1), 제 2 층(147.2), 제 3 층(147.3) 및 제 4 층(147.4)를 포함할 수 있다. 일부 버전에서, 제 1 비아 (159)는 제 1 층(147.1)을 제 3 층(147.3)에 결합할 수 있고, 제 2 비아 (155)는 제 3 층 (147.3)을 제 2 층 (147.2)에 결합시킬 수 있고, 제 3 비아(159)는 제 2 층(147.2)을 제 4 층(147.4)에 결합시킬 수 있다. 일 예에서, 제 1, 제 2 및 제 3 비아(159, 155, 159)는 층 세트(181)를 인트라 결합(intra-couple)하는 유일한 비아 이다. 이러한 예에서, 축 방향으로 직접 인접한 2 개의 PCB 층(147.1 및 147.2)은 서로 직접 전기적으로 결합되지 않는다. 도 17에서, 각각의 비아 (159)는 사이(intervening) PCB 층(147)을 우회(bypassing)(즉, 접촉하지 않음)하면서 한 쌍의 인접하지 않은 PCB 층(147)을 결합한다. 예를 들어, 비아(159.1)은 PCB 층(147.1)을 PCB 층(147.3)에 연결하고 PCB 층(147.2)과 접촉하지 않는다. 반대로, 각각의 비아(155)는 한 쌍의 인접한 PCB 층(147)을 결합한다. 예를 들어 비아(155.2)는 PCB 층(147.2)를 PCB 층(147.3)에 연결한다. 각각의 PCB 층 쌍을 함께 결합하는 각각의 비아(155, 159)는 대응하는 층 쌍 (157)을 형성한다. 예를 들어, 층 쌍(157.1)은 PCB 층(147.1) 및 PCB 층(147.3)을 포함한다. 층 쌍(157.2)는 PCB 층(147.2) 및 PCB 층(147.3)을 포함한다. 층 쌍(157.3)은 PCB 층(147.2) 및 PCB 층(147.4)를 포함한다. 층 쌍 (157.4)는 PCB 층(147.4) 및 PCB 층(147.5)를 포함한다. 층 쌍(157.5)는 PCB 층 (147.5) 및 PCB 층(147.7)을 포함한다. 층 쌍(157.6)은 PCB 층(147.6) 및 PCB 층 (147.7)을 포함한다. 층 쌍(157.7)은 PCB 층(147.6) 및 PCB 층(147.8)을 포함한다. An embodiment of the PCB layer 147 may include at least one set of layers 181 (FIG. 17). For example, the layer set 181 may include a first layer 147.1, a second layer 147.2, a third layer 147.3, and a fourth layer 147.4. In some versions, the first via 159 may couple the first layer 147.1 to the third layer 147.3, and the second via 155 connects the third layer 147.3 to the second layer 147.2. And the third via 159 may couple the second layer 147.2 to the fourth layer 147.4. In one example, the first, second and third vias 159, 155, 159 are the only vias that intra-couple the layer set 181. In this example, the two PCB layers 147.1 and 147.2 that are directly adjacent in the axial direction are not directly electrically coupled to each other. In FIG. 17, each via 159 couples a pair of non-adjacent PCB layers 147 while bypassing (ie, not in contact) an intervening PCB layer 147. For example, via 159.1 connects PCB layer 147.1 to PCB layer 147.3 and does not contact PCB layer 147.2. Conversely, each via 155 couples a pair of adjacent PCB layers 147. Via 155.2, for example, connects PCB layer 147.2 to PCB layer 147.3. Each via 155, 159 coupling each PCB layer pair together forms a corresponding layer pair 157. For example, layer pair 157.1 includes PCB layer 147.1 and PCB layer 147.3. Layer pair 157.2 includes PCB layer 147.2 and PCB layer 147.3. Layer pair 157.3 includes PCB layer 147.2 and PCB layer 147.4. Layer pair 157.4 includes PCB layer 147.4 and PCB layer 147.5. Layer pair 157.5 includes PCB layer 147.5 and PCB layer 147.7. Layer pair 157.6 includes PCB layer 147.6 and PCB layer 147.7. Layer pair 157.7 includes PCB layer 147.6 and PCB layer 147.8.

도 17에서, 각 비아는 무딘(blunt) 단부와 뾰족한(pointed) 단부를 갖는 것으로 도시된다. 이 모양은 각 비아의 두 끝 사이의 구조적 차이를 의미하지 않는다. 오히려 각 비아를 통과하는 전류 흐름의 방향을 일관되게 표시하기 위한 것이다. 더욱이, 각각의 비아는 대응하는 PCB 층(147) 쌍을 결합하는 데 필요한 만큼만 수직으로 연장되는 것으로 도시되어 있지만, 특정 실시 예에서 각각의 비아는 전체 PCB를 통해 연장되는 도금된 스루-홀(plated through-hole) 비아로 구현될 수 있다(예를 들어, 도 6d의 비아 (59)). 이러한 도금된 스루-홀 비아들 각각은 그러한 비아와 겹치는 트레이스(149)를 갖는 임의의 PCB 층(147)과 접촉 할 수 있다. 도 17에 도시 된 바와 같이, 주어진 스루-홀 비아는 겹치고(오버랩) 단지 2개의 PCB 층(147)과 연결을 만드는 반면, 나머지 모든 PCB 층(147)의 트레이스(149)는 주어진 비아와 겹치지 않고 주어진 비아에 연결되지 않는다. 대안적으로, 일부 실시예는 연결될 대응 PCB 층(147) 사이에서만 수직으로 연장되는 매립 비아(buried vias)를 포함할 수 있다.In Figure 17, each via is shown as having a blunt end and a pointed end. This shape does not imply a structural difference between the two ends of each via. Rather, it is intended to consistently indicate the direction of current flow through each via. Moreover, although each via is shown as extending vertically only as necessary to couple the corresponding pair of PCB layers 147, in certain embodiments each via is plated through-hole extending through the entire PCB. Through-hole) may be implemented as a via (eg, via 59 in FIG. 6D ). Each of these plated through-hole vias may contact any PCB layer 147 having a trace 149 overlapping such a via. As shown in Figure 17, a given through-hole via overlaps (overlaps) and makes a connection with only two PCB layers 147, while traces 149 of all other PCB layers 147 do not overlap a given via. Not connected to the given via. Alternatively, some embodiments may include buried vias extending vertically only between corresponding PCB layers 147 to be connected.

III. 모듈(modules)III. Modules

도 18, 19, 20a-20h는 하나 이상의 축방향 필드 회전 에너지 장치 (231)를 위한 모듈(201)의 실시예를 개시한다. 장치(들)(231)는 본 명세서에 개시된 임의의 축방향 필드 회전 에너지 장치 실시 예를 포함할 수 있다. 이들 도면에 도시 된 실시 예에서, 모듈 (201)은 측벽(211), 3 개의 고정자 (PCB 고정자 패널 (245)로 도시됨) 및 4 개의 회전자 어셈블리(242, 244)를 갖는 하우징(203)을 포함한다. 각각의 회전자 어셈블리(244)는 2개의 고정자(245) 사이에 수직으로 배치되고, 한쌍의 동일한 회전자 패널(236) 및 회전자 영구 자석 그룹(237)을 포함한다. 각각의 회전자 패널(236)은 각각의 회전자 자석(237)을 위치시키기 위한 한 세트의 오목한 홈(recessed indentations)을 포함하고, 2 개의 회전자 패널(236)은 대향하는 상부 및 하부 회전자 패널(236) 사이에 각각의 회전자 자석 그룹을 끼우기위해(sandwich) 함께 고정된다. 각각의 회전자 어셈블리 (242)는 고정자(245)와 하우징(203) 사이에 수직으로 배치되고, 토크 플레이트 (233), 회전자 패널(234) 및 회전자 영구 자석 그룹(237)을 포함한다.18, 19 and 20A-20H disclose an embodiment of a module 201 for one or more axial field rotational energy devices 231. Device(s) 231 may include any of the axial field rotational energy device embodiments disclosed herein. In the embodiment shown in these figures, the module 201 is a housing 203 having a side wall 211, three stators (shown as PCB stator panel 245) and four rotor assemblies 242, 244. Includes. Each rotor assembly 244 is disposed vertically between two stators 245 and includes a pair of identical rotor panels 236 and a group of rotor permanent magnets 237. Each rotor panel 236 includes a set of recessed indentations for positioning each rotor magnet 237, and two rotor panels 236 are opposed to the upper and lower rotors. They are fixed together to sandwich each group of rotor magnets between the panels 236. Each rotor assembly 242 is disposed vertically between the stator 245 and the housing 203 and includes a torque plate 233, a rotor panel 234 and a rotor permanent magnet group 237.

회전자 어셈블리(예를 들어, 242, 244) 사이의 수직 간격은 하나의 회 전자 어셈블리에서 사이 고정자 패널(245)의 구멍을 통해 인접한 회전자 어셈블리로 연장되는 스페이서(예를 들어, 262, 263)에 의해 유지된다. 회전자 간격은 고정자 패널(245)의 두께 및 고정자 패널(245)의 원하는 공극 간격(air gap spacing)(예: 위 및/또는 아래)에 대응한다. 각 회전자 스페이서는 회전자 어셈블리와 고정자 사이의 공극을 정의할 수 있다(또한 아래에 언급된 바와 같이, 측벽 슬롯의 높이(215)를 정의 할 수 있다). 각 회전자 스페이서는 두 회전자 어셈블리 사이에 위치한다. 예를 들어, 회전자 스페이서 (262)는 최상부 회전자 어셈블리 (242)와 인접한 내부 회전자 어셈블리 (244) 사이에 위치한다 (그리고 최하부 회전자 어셈블리 (242)에 대해서도 마찬가지). 각각의 회전자 스페이서 (263)는 인접한 내부 회전자 어셈블리 (244) 사이에 위치된다. 여기에 도시된 바와 같이, 이러한 회전자 스페이서(263)는 회전자 스페이서(262)와 다른 두께를 가질 수 있으며, 내부 회전자 어셈블리(244)에 대한 최상부 및 최하부 회전자 어셈블리(242)의 기계적 차이로 인해, 모든 회전자와 고정자 사이에 동일한 공극 간격을 정의한다. 회전자 스페이서 (262, 263)의 사용은 모듈(201)의 구성에 상당한 유연성을 제공할 수 있는 다중 회전자(예를 들어, 회전자 어셈블리(242, 244))를 적층할 수 있게 한다.The vertical spacing between the rotor assemblies (e.g., 242, 244) is a spacer (e.g., 262, 263) extending from one rotor assembly to an adjacent rotor assembly through a hole in the inter-stator panel 245. Is maintained by The rotor spacing corresponds to the thickness of the stator panel 245 and the desired air gap spacing (eg, above and/or below) of the stator panel 245. Each rotor spacer can define a void between the rotor assembly and the stator (also can define the height 215 of the sidewall slots, as mentioned below). Each rotor spacer is located between two rotor assemblies. For example, the rotor spacer 262 is located between the top rotor assembly 242 and the adjacent inner rotor assembly 244 (and the same for the bottom rotor assembly 242). Each rotor spacer 263 is positioned between adjacent inner rotor assemblies 244. As shown here, this rotor spacer 263 may have a different thickness than the rotor spacer 262, and the mechanical difference between the top and bottom rotor assemblies 242 with respect to the inner rotor assembly 244 Due to this, it defines the same void spacing between all rotors and stators. The use of rotor spacers 262, 263 makes it possible to stack multiple rotors (eg, rotor assemblies 242, 244) that can provide considerable flexibility in the construction of module 201.

하우징(203)의 실시예는 측벽(211)(도 20a-20h 및 21)을 포함할 수 있다. 측벽(211)은 축(235)에 대해 원하는 각도 배향으로 고정자(예를 들어, 고정자 패널(245))를 배향하도록 구성될 수 있다. 복수의 고정자(245)를 포함하는 애플리케이션의 경우, 측벽(211)은 복수의 측벽 세그먼트(212)를 포함할 수 있다. 측벽 세그먼트(212)는 축에 대해 모듈(201)에 대해 원하는 전기 위상 각도 (예를 들어, 도 20c 및 25 참조)에서 복수의 고정자(245)를 각도 오프셋하도록 구성 될 수 있다. 일 예에서, 측벽 (211)은 내부에 형성된 하나 이상의 슬롯 (214)을 갖는 방사상 내부 표면을 포함할 수 있다. 각 슬롯 (214)은 축 (235)에 대해 고정자 (245)의 원하는 각도 배향을 유지하기 위해 고정자 (245)의 외부 에지를 수용하고 유지하도록 구성될 수 있다. 도 20a-20h에 도시 된 바와 같이, 각각의 측벽(211)은 정합 쌍(mating pairs)의 측벽 세그먼트(212) 사이에 형성된 3 개의 슬롯(214)을 포함한다. 일부 실시 예에서, 이러한 정합 쌍의 상부 및 하부 측벽 세그먼트(212)는 동일하므로 상호교환적으로 사용될 수 있으나, 다른 고려된 실시 예에서 상부 및 하부 측벽 세그먼트(212)는 비대칭 슬롯(214), 장착 구멍 배치의 차이 또는 일부 다른 측면으로 인해 상이할 수 있다.An embodiment of the housing 203 may include sidewalls 211 (FIGS. 20A-20H and 21 ). The sidewall 211 may be configured to orient the stator (eg, stator panel 245) in a desired angular orientation with respect to the axis 235. For applications that include a plurality of stators 245, the sidewall 211 may include a plurality of sidewall segments 212. The sidewall segments 212 may be configured to angularly offset the plurality of stators 245 at a desired electrical phase angle (see, eg, FIGS. 20C and 25) with respect to the module 201 with respect to the axis. In one example, sidewall 211 may include a radial interior surface having one or more slots 214 formed therein. Each slot 214 may be configured to receive and retain an outer edge of stator 245 to maintain a desired angular orientation of stator 245 with respect to axis 235. 20A-20H, each sidewall 211 includes three slots 214 formed between sidewall segments 212 of mating pairs. In some embodiments, the upper and lower sidewall segments 212 of these mating pairs are identical and thus may be used interchangeably, but in other contemplated embodiments the upper and lower sidewall segments 212 are asymmetric slots 214, mounted It may be different due to differences in hole placement or some other aspect.

전술한 바와 같이 고정자(245)의 각도 오프셋을 제공하는 것 외에도, 슬롯(214)은 수직과 같이 축 방향으로 각 고정자(245)의 외부 에지를 다른 고정자(41)에 대해 규정된 축 위치에 위치시키도록 구성될 수 있다. 회전자 스페이서(262, 263)가 각각의 고정자(245) (최내측 범위에서)와 각 고정자(245)의 축방향 측면 상의 대응하는 회전자 어셈블리(예를 들어, 도 20a, 20b 및 20d의 242, 244) 사이의 축방향 간격을 결정하기 때문에, 측벽 슬롯(214) (즉, 이러한 슬롯(214)의 높이 (215))와 회전자 스페이서(262, 263)의 조합은 고정자(245)와 회전자 어셈블리(242, 244) 사이의 정확한 공극 간격을 유지하는 역할을 한다. 단일 고정자(245)를 갖는 다른 실시 예에서, 각각의 측벽 세그먼트 (212)는 하나의 측벽 슬롯(214)을 제공하도록 구성될 수 있다. 측벽 세그먼트 (212) 그룹은 모듈(201) 주위에 방사형으로 이격된 다수의 슬롯(214)(예를 들어, 8개의 이러한 슬롯(214)을 함께 제공한다. 총괄적으로 이러한 측벽 슬롯(214)은 고정자와 인접한 회전자 사이의 공극 간격을 용이하게 하는 것으로 볼 수 있다. In addition to providing the angular offset of the stator 245 as described above, the slot 214 is positioned in an axial direction such as vertical to position the outer edge of each stator 245 at a defined axial position relative to the other stator 41. It can be configured to let. Rotor spacers 262, 263 are each stator 245 (in the innermost extent) and a corresponding rotor assembly on the axial side of each stator 245 (e.g., 242 in FIGS. 20A, 20B and 20D). The combination of the sidewall slots 214 (i.e., the height 215 of these slots 214) and the rotor spacers 262, 263 is determined by the axial spacing between the stator 245 and the rotor. It serves to maintain the correct air gap between the electronic assemblies (242, 244). In another embodiment with a single stator 245, each sidewall segment 212 may be configured to provide one sidewall slot 214. The group of sidewall segments 212 provides together a number of slots 214 (eg, eight such slots 214) radially spaced around the module 201. Collectively, these sidewall slots 214 are stators. It can be seen as facilitating the void spacing between the and adjacent rotors.

모듈(201)의 버전은 하우징(203)을 제 2 모듈(201)의 제 2 하우징(203)에 기계적으로 결합하도록 구성된 기계적 특징(예를 들어, 도 21의 키 샤프트(keyed shafts)(209))을 갖는 하우징(203)을 포함할 수 있다. 또한, 하우징(203)은 하우징(203)을 제 2 하우징(203)에 전기적으로 결합하기 위해 전기 소자(예를 들어, 도 21 및 22의 전기 커넥터 커플링(204))로 구성될 수 있다. 일 예에서, 모듈(201)은 공냉식(air cooled)이고 수냉식(liguid cooled)이 아니다. 다른 버전에서, 수냉식 실시 예가 사용될 수 있다.The version of the module 201 has a mechanical feature configured to mechanically couple the housing 203 to the second housing 203 of the second module 201 (e.g., keyed shafts 209 in FIG. 21 ). ) May include a housing 203 having. Further, the housing 203 may be composed of an electrical element (eg, the electrical connector coupling 204 of FIGS. 21 and 22) to electrically couple the housing 203 to the second housing 203. In one example, module 201 is air cooled and not liquid cooled. In other versions, a water cooled embodiment could be used.

일부 예들에서, 모듈(201)은 프레임(205)(도 21-22)과 같은 사이 구조(intervening structure)로 제 2 모듈(201)에 간접적으로 결합되도록 구성 될 수 있다. 모듈(201)은 프레임(205)에 직접 결합되도록 구성될 수 있으며, 모듈(201)은 애플리케이션에 따라 다른 구성 요소들과 함께 제 2 모듈(201)에 간접적으로 결합되도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 모듈(201)은 프레임, 섀시 또는 다른 사이 구조(intervening structure)없이 제 2 모듈(201)에 직접 결합되도록 구성될 수 있다.In some examples, module 201 may be configured to be indirectly coupled to second module 201 in an intervening structure such as frame 205 (FIGS. 21-22 ). The module 201 may be configured to be directly coupled to the frame 205, and the module 201 may be configured to be indirectly coupled to the second module 201 along with other components according to an application. In another example, the module 201 may be configured to be directly coupled to the second module 201 without a frame, chassis or other intervening structure.

일부 실시예에서, 적어도 하나의 트레이스(149)를 갖는 적어도 하나의 PCB 층(147)을 갖는 적어도 하나의 PCB(245)를 갖는 적어도 하나의 고정자(241)와 적어도 하나의 자석(237), 및 적어도 하나의 회전자(233)는 하우징(203) 내부에 위치할 수 있고 둘러쌓일 수 있다. In some embodiments, at least one stator 241 and at least one magnet 237 with at least one PCB 245 with at least one PCB layer 147 with at least one trace 149, and At least one rotor 233 may be located inside and surrounded by the housing 203.

일부 버전에서, 각 모듈 (201)은 단일 전기상으로 구성된다. 다른 버전에서 각 모듈 (201)은 복수의 전기상을 포함한다. 각 모듈 (201)의 예는 복수의 PCB 패널 (245) (도 20a-20h)을 포함 할 수 있다. 각각의 PCB 패널 (245)은 단일 전기상 또는 복수의 전기상을 포함 할 수있다. PCB 패널은 단일 패널 일 수 있거나 본원의 다른 곳에서 설명된 고정자 세그먼트를 포함 할 수 있다.In some versions, each module 201 consists of a single electric phase. In other versions each module 201 includes a plurality of electric phases. An example of each module 201 may include a plurality of PCB panels 245 (FIGS. 20A-20H). Each PCB panel 245 may include a single electric phase or a plurality of electric phases. The PCB panel may be a single panel or may include stator segments described elsewhere herein.

하나의 버전에서, 모듈(201)과 제 2 모듈(201)은 서로 동일하도록 구성 될 수 있다. 다른 버전에서, 모듈(201) 및 제 2 모듈(201)은 상이할 수 있다. 예를 들어, 모듈(201)은 다음 변수 중 적어도 하나에 의해 제 2 모듈(201)과 다를 수 있다: 전원 입력 또는 출력, 회전자(233) 수, 자석(237) 수, 고정자(41) 수 (이전 도면 참조), PCB(245) 수, PCB 층(47) 수 (이전 도면 참조), 트레이스(49) 수(이전 도면 참조) 및 축 (235)에 대한 각도 배향. 예를 들어, 일부 실시예에서 이러한 변수 중 하나 이상은 전력 효율, 토크, 분당 달성 가능한 회전 수(RPM)의 차이를 달성하도록 수정될 수 있다. 따라서 다른 모듈 (201)이 부하 또는 다른 원하는 작동 매개 변수의 함수로서 작동을 더 잘 맞출 수 있도록 활용될 수 있다.In one version, the module 201 and the second module 201 may be configured to be identical to each other. In other versions, module 201 and second module 201 may be different. For example, the module 201 may be different from the second module 201 by at least one of the following variables: power input or output, the number of rotors 233, the number of magnets 237, the number of stators 41 (See previous drawing), number of PCBs 245, number of PCB layers 47 (see previous drawing), number of traces 49 (see previous drawing), and angular orientation with respect to axis 235. For example, in some embodiments one or more of these variables may be modified to achieve a difference in power efficiency, torque, and achievable revolutions per minute (RPM). Thus, other modules 201 can be utilized to better tailor their operation as a function of load or other desired operating parameters.

모듈(201)의 일부 실시예는 모듈을 함께 기계적으로 고정하도록 구성된 적어도 하나의 래치(latch)(207)(도 23 및 24)를 포함할 수 있다. 도 23은 래치 (207)가 개방된 상태에서 함께 중첩된(nested) 모듈을 도시하고, 도 24는 닫힌 래치(207)와 함께 중첩된 모듈을 도시한다. 일 예시에서, 래치(207)는 축 (235)에 대해 대칭적으로 배열될 수 있다. 다른 버전에서, 상단 모듈 (미도시)은 다른 모듈의 상단에 축 방향으로 구성될 수 있으며 상단 모듈은 구조적으로 두 번째 모듈과 다를 수 있다. 예를 들어, 상단 모듈(201)은 그 하부 측에만 래치(207)를 포함 할 수 있고, 상부 측에 이러한 래치(207)를 생략 할 수 있다. 다른 예로서, 샤프트(209)는 하부 모듈(201)로부터 연장될 수 있지만 상부 모듈(201)로부터 연장되지는 않는다.Some embodiments of module 201 may include at least one latch 207 (FIGS. 23 and 24) configured to mechanically secure the modules together. FIG. 23 shows modules nested together with latch 207 open, and FIG. 24 shows modules nested together with latch 207 closed. In one example, the latches 207 can be arranged symmetrically about the axis 235. In other versions, the top module (not shown) can be configured axially on top of another module and the top module can be structurally different from the second module. For example, the upper module 201 may include the latch 207 only on the lower side thereof, and the latch 207 may be omitted on the upper side. As another example, shaft 209 may extend from lower module 201 but not from upper module 201.

도 21 내지 도 24에 도시된 바와 같이, 모듈(201)은 키 샤프트(209)를 포함할 수 있다. 모듈(201)은 다른 모듈(201)에 기계적으로 결합하도록 구성된 키 샤프트에 장착될 수 있다. 21 to 24, the module 201 may include a key shaft 209. Module 201 may be mounted on a key shaft configured to mechanically couple to other modules 201.

일부 실시예는 본체(213)(도26)(본원에서 "인클로저(enclosure)"라고도 함)를 추가로 포함 할 수 있다. 본체(213)는 본체(213) 내에 복수의 모듈(201)을 수용하고 동축으로 장착하도록 구성될 수 있다. 예시된 바, 본체(213)는 패스너(fasteners)와 함께 결합되는 2 개의 반쪽을 포함한다. 각 모듈(201)이 단일 전기 위상을 포함하는 버전의 경우, 본체(213)는 축(235)에 대해 원하는 전기 위상 각도로 모듈(201)을 유지하도록 구성될 수 있다. 본체(213)가 복수의 전기상을 포함하는 버전의 경우, 본체(213)는 축(235)에 대해 원하는 전기 위상 각도로 모듈 (201)을 유지하도록 구성될 수 있다.Some embodiments may further include a body 213 (FIG. 26) (also referred to herein as an "enclosure"). The main body 213 may be configured to accommodate a plurality of modules 201 in the main body 213 and to be mounted coaxially. As illustrated, the body 213 includes two halves that are joined together with fasteners. For a version where each module 201 includes a single electrical phase, the body 213 may be configured to hold the module 201 at a desired electrical phase angle relative to the axis 235. In the case of a version in which the body 213 includes a plurality of electrical phases, the body 213 may be configured to hold the module 201 at a desired electrical phase angle with respect to the axis 235.

다른 버전에서, 복수의 본체(213)가 있을 수 있다. 각각의 본체(213)는 각각의 본체(213)를 적어도 하나의 다른 본체(213)에 기계적으로 결합하도록 구성된 결합 구조 및 각각의 본체(213)를 적어도 하나의 다른 본체(213)에 전기적으로 결합하도록 구성된 전기 요소와 같은 기계적 특징을 포함할 수 있다. 각각의 본체(213)는 적어도 하나의 다른 본체(213)에 직접 또는 간접적으로 결합하도록 구성될 수 있다.In other versions, there may be multiple bodies 213. Each body 213 has a coupling structure configured to mechanically couple each body 213 to at least one other body 213 and electrically couple each body 213 to at least one other body 213 Mechanical features such as electrical elements configured to be used. Each body 213 may be configured to be directly or indirectly coupled to at least one other body 213.

일부 발전기 실시 예에서, 본체(또는 하나 이상의 상호결합된 본체)는 교류 출력의 다수의 전기상(예: 약 4 내지 99개, 예를 들어, 적어도 10, 11, 12, 13, 14, 15 개 또는 그 이상)을 포함 할 수 있다. 따라서 AC 전류 출력은 정류되거나 전력 변환 없이도 DC와 유사한 출력 리플(output ripple)처럼 작동 할 수 있다. 다른 버전에서는 이러한 AC 전류 출력을 정류할 수 있다.In some generator embodiments, the body (or one or more interconnected bodies) has multiple electrical phases (e.g., about 4 to 99, e.g., at least 10, 11, 12, 13, 14, 15 or And more). Thus, the AC current output can behave like a DC-like output ripple without rectification or power conversion. Other versions can rectify these AC current outputs.

에너지를 제공하기 위한 시스템의 실시 예가 또한 개시된다. 예를 들어, 시스템은 축 방향 필드 회전 에너지 장치를 포함하는 복수의 모듈(201)을 포함 할 수 있다. 모듈(201)은 원하는 전력 출력을 위해 시스템을 구성하기 위해 서로 교환 가능하게 연결될 수 있다. 각 모듈은 여기에 설명된 임의의 실시 예에 기초하여 구성될 수 있다. 시스템은 발전기 또는 모터를 포함 할 수 있다. 시스템의 실시 예는 상이하도록 구성된 모듈(201) 중 적어도 2 개를 포함할 수 있다. 예를 들어, 모듈 (201)은 다음 변수 중 적어도 하나에 의해 서로 다를 수 있다: 전력 출력 또는 입력, 회전자 수, 자석 수, 고정자 수, PCB 수, PCB 층 수, 코일 수 및 축에 대한 각도 방향.An embodiment of a system for providing energy is also disclosed. For example, the system may include a plurality of modules 201 comprising an axial field rotational energy device. Modules 201 may be interchangeably connected to each other to configure a system for a desired power output. Each module may be configured based on any of the embodiments described herein. The system may include a generator or motor. An embodiment of the system may include at least two of the modules 201 configured to be different. For example, the module 201 can be different from each other by at least one of the following variables: power output or input, number of rotors, number of magnets, number of stators, number of PCBs, number of PCB layers, number of coils, and angle to axis. direction.

축 방향 필드 회전 에너지 장치를 수리하는 방법의 실시예도 개시된다. 예를 들어, 방법은 다음 단계를 포함할 수 있다: 복수의 모듈 (201)을 갖는 본체 (213)를 제공하는 단계. 각 모듈(201)은 본 명세서에 개시된 임의의 실시 예에 대해 설명 된 바와 같이 구성 될 수 있다. 방법은 또한 모듈(201)이 동축이 되도록 모듈(201)을 기계적으로 및 전기적으로 결합하는 단계; 축방향 필드 에너지 장치를 작동시키는 단계; 모듈(201) 중 하나의 문제를 감지하고 축 방향 필드 에너지 장치의 작동을 중지하는 단계; 본체(213)를 열고 문제 모듈(201)이 부착된 다른 모든 모듈(201)로부터 문제 모듈(201)을 분리하는 단계; 문제 모듈 (201) 대신 본체(213)에 교체 모듈(201)을 설치하고 문제 모듈(201)이 부착된 다른 모듈(201)에 교체 모듈(201)을 부착하는 단계; 그 다음 축 방향 장 에너지 장치를 다시 작동시키는 단계;를 포함할 수 있다. An embodiment of a method of repairing an axial field rotational energy device is also disclosed. For example, the method may include the following steps: Providing a body 213 having a plurality of modules 201. Each module 201 may be configured as described for any of the embodiments disclosed herein. The method also includes mechanically and electrically coupling the module 201 so that the module 201 is coaxial; Operating the axial field energy device; Detecting a problem with one of the modules 201 and deactivating the axial field energy device; Opening the main body 213 and separating the problem module 201 from all other modules 201 to which the problem module 201 is attached; Installing the replacement module 201 in the main body 213 instead of the problem module 201 and attaching the replacement module 201 to another module 201 to which the problem module 201 is attached; And then reactivating the axial field energy device.

방법의 다른 실시 예는 축에 대해 모듈을 적어도 하나의 원하는 전기 위상 각으로 각도 정렬하는 것을 포함한다. 다른 버전에서, 방법은 복수의 본체 (213)를 제공하고 본체(213)를 기계적으로 및 전기적으로 결합하는 단계를 포함 할 수 있다.Another embodiment of the method includes angularly aligning the module with respect to the axis with at least one desired electrical phase angle. In another version, the method may include providing a plurality of bodies 213 and mechanically and electrically coupling the bodies 213.

축 방향 필드 회전 에너지 장치를 작동하는 방법의 또 다른 실시예는 복수의 모듈을 갖는 인클로저를 제공하는 것을 포함 할 수 있다. 각 모듈은 하우징, 하우징에 회전 가능하게 장착된 회전자- 여기서 각 회전자는 축과 자석으로 구성되며, 회전자와 동축으로 하우징에 장착된 고정자- 여기서 각 고정자는 코일을 갖는 인쇄 회로 기판 (PCB)을 포함하고, 각 고정자는 단일 전기 위상으로 구성되며, 고정자 중 선택된 고정자는 축에 대해 원하는 위상 각도로 설정되고; 모듈이 인클로저 내에서 동축이 되도록 모듈을 기계적으로 그리고 전기적으로 결합하는 단계; 이후 축방향 필드 에너지 장치를 작동시킨다. 즉, 단상 고정자를 동일한 위상 각도로 설정하면 단상 기계를 형성할 수 있고, 단상 고정자를 다양한 위상 각도로 설정하면 다상 기계(또는 2 상 이상)을 형성할 수 있다.Another embodiment of a method of operating an axial field rotational energy device may include providing an enclosure having a plurality of modules. Each module is a housing, a rotor rotatably mounted in the housing-where each rotor is composed of a shaft and a magnet, and a stator mounted on the housing coaxially with the rotor-where each stator is a printed circuit board (PCB) having a coil Wherein each stator is composed of a single electric phase, and a selected stator of the stators is set at a desired phase angle with respect to the axis; Mechanically and electrically coupling the modules such that the modules are coaxial within the enclosure; The axial field energy device is then activated. That is, a single-phase machine can be formed by setting the single-phase stator to the same phase angle, and a multi-phase machine (or two or more) can be formed by setting the single-phase stator to various phase angles.

선택적으로, 인클로저 및 각 모듈은 단일 전기 위상을 포함할 수 있으며, 방법은 축에 대해 원하는 전기 위상 각도로 모듈을 각도 정렬하는 단계를 포함 할 수 있다. 상기 방법은 복수의 전기 위상을 갖는 인클로저를 포함할 수 있고, 각 모듈은 단일 전기 위상을 포함하고, 축에 대해 원하는 전기 위상 각도로 모듈을 각도 방향으로 배향시킨다. 인클로저 및 각 모듈은 복수의 전기 위상을 포함할 수 있으며, 축에 대해 원하는 전기 위상 각도로 모듈을 각도로 오정렬할 수 있다.Optionally, the enclosure and each module may comprise a single electrical phase, and the method may include angularly aligning the module with a desired electrical phase angle with respect to the axis. The method may include an enclosure having a plurality of electrical phases, each module comprising a single electrical phase, and angularly orienting the module at a desired electrical phase angle with respect to the axis. The enclosure and each module may include a plurality of electrical phases, and the modules may be angularly misaligned with a desired electrical phase angle relative to the axis.

방법의 일부 버전은 복수의 본체를 제공하는 것을 포함할 수 있으며, 방법은 본체를 기계적으로 및 전기적으로 결합하여 통합 시스템을 형성하는 단계를 더 포함한다. 각 모듈은 원하는 전기 위상 각도에서 축에 대해 서로 각도 오프셋 된 복수의 고정자를 포함할 수 있다. 일 예시에서, 각 고정자는 하나의 PCB로만 구성된다. 다른 예시에서, 각각의 고정자는 함께 결합되어 각각의 고정자를 형성하는 2 개 이상의 PCB를 포함한다. 또 다른 버전에서, 인클로저는 여기에 설명된 바와 같이 전력 변환 없이 깨끗한 직류(DC)와 같은 리플과 실질적으로 동등한 교류(AC) 출력의 다수의 전기 위상을 가질 수 있다.Some versions of the method may include providing a plurality of bodies, the method further comprising mechanically and electrically coupling the bodies to form an integrated system. Each module may include a plurality of stators angularly offset from each other with respect to the axis at the desired electrical phase angle. In one example, each stator consists of only one PCB. In another example, each stator includes two or more PCBs that are joined together to form each stator. In another version, the enclosure may have multiple electrical phases of alternating current (AC) output substantially equivalent to ripple, such as clean direct current (DC), without power conversion, as described herein.

다른 버전에서, 축방향 필드 회전 에너지 장치를 수리하는 방법은, 함께 결합되는 복수의 본체를 제공하는 단계- 여기서 각각의 인클로저는 복수의 모듈을 가지며, 각 모듈은 하우징, 하우징에 회전 가능하게 장착된 회전자를 포함하고, 회전자는 축과 자석을 포함하고, 고정자는 하우징과 동축으로 장착되고, 고정자는 인쇄 회로 기판 (PCB)을 포함하고; 모듈을 기계적으로 그리고 전기적으로 결합하는 단계; 축방향 필드 회전 에너지 장치를 작동시키는 단계; 제 1 인클로저 내의 제 1 모듈의 문제를 감지하고 축방향 필드 회전 에너지 장치의 작동을 중지하는 단계; 제 1 인클로저를 열고 제 1 인클로저 및 제 1 모듈이 부착된 임의의 다른 모듈로부터 제 1 모듈을 분해하는 단계; 제 1 모듈 대신 제 1 인클로저에 제 2 모듈을 설치하고 제 1 모듈이 부착된 임의의 다른 모듈에 제 2 모듈을 부착하는 단계; 이후 축방향 필드 회전 에너지 장치를 다시 작동시키는 단계;를 포함한다. In another version, a method of repairing an axial field rotational energy device comprises the steps of providing a plurality of bodies joined together, wherein each enclosure has a plurality of modules, each module being a housing, rotatably mounted to the housing. Including a rotor, the rotor includes a shaft and a magnet, the stator is mounted coaxially with the housing, and the stator includes a printed circuit board (PCB); Mechanically and electrically coupling the modules; Actuating the axial field rotational energy device; Detecting a problem with the first module in the first enclosure and deactivating the axial field rotational energy device; Opening the first enclosure and disassembling the first module from the first enclosure and any other modules to which the first module is attached; Installing a second module in the first enclosure instead of the first module and attaching the second module to any other module to which the first module is attached; And then operating the axial field rotational energy device again.

각 모듈의 실시예는 인클로저 내에서 오직 하나의 방향만을 가질 수 있으므로, 각 모듈은 단일 방식으로 인클로저에 대해 설치 또는 제거될 수 있다. 이러한 설계의 목적은 시스템에서 작업하는 사람이 잘못된 위치에 있는 기존 시스템에 새 모듈을 다시 설치할 수 없도록 하는 것이다. 이는 한 방향으로만 수행할 수 있다. 이 방법은 AFRED의 작동이 중단되는 동안 발생할 수 있으며, 제 1 모듈의 처리는 상기 다른 모듈을 중단하지 않고 다른 모듈을 수정하거나 영향을 주지 않고 발생한다. Since an embodiment of each module can have only one orientation within the enclosure, each module can be installed or removed from the enclosure in a single manner. The purpose of this design is to ensure that people working on the system cannot reinstall a new module on an existing system in the wrong location. This can only be done in one direction. This method may occur while the operation of AFRED is interrupted, and processing of the first module occurs without interrupting the other module and without modifying or affecting the other module.

도 27은 본 명세서에 개시된 것과 같은 축방향 필드 회전 에너지 장치를 위한 PCB 고정자(311)의 다른 실시 예를 도시한다. PCB 고정자(311)는 전기 전도성인 하나 이상의 트레이스(313)를 갖는 기판을 포함한다. 도시된 버전에서, PCB 고정자(311)는 트레이스 (313)의 8개 코일을 포함한다. 추가로, PCB 고정자 (311)는 하나 이상의 트레이스 층 (313)을 포함할 수 있다. 각 층의 트레이스 (313)는 층과 동일 평면 상에 있다. 또한, 트레이스 (313)는 PCB 고정자의 중심 축 (315) 주위에 배열된다.27 shows another embodiment of a PCB stator 311 for an axial field rotational energy device as disclosed herein. The PCB stator 311 includes a substrate having one or more traces 313 that are electrically conductive. In the version shown, the PCB stator 311 includes eight coils of traces 313. Additionally, the PCB stator 311 may include one or more trace layers 313. The traces 313 of each layer are coplanar with the layer. Further, the traces 313 are arranged around the central axis 315 of the PCB stator.

도 28은 도 27의 PCB 고정자의 일부의 확대된 평면도이다. 도시된 실시 예에서, 각각의 트레이스(313)는 방사형 부분(317)(축(315)에 대해) 및 방사형 부분(317) 사이에서 연장되는 단부 턴(end turns)(319)을 포함한다. 각 트레이스 (313)는 슬릿(321)으로 분할될 수 있다. 일부 버전에서, 방사형 부분(317)만이 슬릿(321)을 포함한다. 슬릿(321)은 작동 중에 와전류 손실을 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 와전류는 작동 중에 자기장에 반대한다. 와전류를 줄이면 자기 강도가 증가하고 시스템의 효율성이 증가한다. 반대로, 넓은 트레이스는 와전류를 생성할 수 있다. 트레이스(313)의 슬릿은 와전류가 형성될 기회를 줄일 수 있다. 슬릿은 전류가 트레이스(313)를 통해 더 효과적으로 흐르도록 할 수 있다.28 is an enlarged plan view of a portion of the PCB stator of FIG. 27; In the illustrated embodiment, each trace 313 includes a radial portion 317 (relative to the axis 315) and end turns 319 extending between the radial portion 317. Each trace 313 may be divided into slits 321. In some versions, only the radial portion 317 includes a slit 321. The slit 321 can help reduce eddy current losses during operation. Eddy currents oppose the magnetic field during operation. Reducing the eddy current increases the magnetic strength and increases the efficiency of the system. Conversely, wide traces can produce eddy currents. The slit of the trace 313 can reduce the chance that an eddy current will be formed. The slits can allow current to flow more effectively through the traces 313.

축방향 필드 회전 에너지 장치는 그와 통합된 하나 이상의 센서를 포함하는 "스마트 기계"를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 그러한 센서는 축방향 필드 회전 에너지 장치의 작동에 관한 데이터를 모니터링, 검출 또는 생성하도록 구성될 수 있다. 특정 실시예에서, 작동 데이터는 전력, 온도, 회전 속도, 회전자 위치 또는 진동 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.An axial field rotational energy device may comprise a "smart machine" comprising one or more sensors integrated therewith. In some embodiments, such sensors may be configured to monitor, detect or generate data relating to the operation of the axial field rotational energy device. In certain embodiments, the operation data may include at least one of power, temperature, rotational speed, rotor position, or vibration data.

축방향 필드 회전 에너지 장치의 버전은 그와 통합된 하나 이상의 제어 회로를 포함하는 통합 기계를 포함할 수 있다. 축방향 필드 회전 에너지 장치의 다른 버전은 하나 이상의 센서 및 그와 통합된 하나 이상의 제어 회로를 포함하는 완전히 통합된 기계를 포함 할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 센서 및/또는 제어 회로는 PCB와 통합 및/또는 하우징과 통합될 수 있다. 모터 실시 예의 경우, 이러한 제어 회로는 기계를 구동하거나 추진하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 모터 실시 예에서, 이러한 제어 회로는 외부 전원을 수신하도록 결합된 입력을 포함할 수 있고, 하나 이상의 고정자 코일을 통해 흐르는 전류를 제공하도록 결합된 출력을 또한 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 제어 회로는 기계에 토크 및/또는 토크 명령을 공급하도록 구성된다. 일부 발생기 실시 예에서, 이러한 제어 회로는 코일을 통해 흐르는 전류를 수신하도록 결합된 입력을 포함할 수 있고, 외부 전원을 생성하도록 결합된 출력을 또한 포함할 수 있다.The version of the axial field rotational energy device may comprise an integrated machine comprising one or more control circuits integrated therewith. Another version of the axial field rotational energy device may comprise a fully integrated machine comprising one or more sensors and one or more control circuits integrated therewith. For example, one or more sensors and/or control circuitry may be integrated with the PCB and/or the housing. In the case of a motor embodiment, this control circuit can be used to drive or propel the machine. For example, in some motor embodiments, such control circuitry may include an input coupled to receive an external power source, and may also include an output coupled to provide current flowing through one or more stator coils. In some embodiments the control circuit is configured to supply torque and/or torque commands to the machine. In some generator embodiments, such control circuitry may include an input coupled to receive the current flowing through the coil, and may also include an output coupled to generate an external power source.

예를 들어, 하나 이상의 센서 및/도는 제어 회로가 PCB 고정자(311)와 통합될 수 있다. 도 29는 최상부 PCB 층(47)에 부착된 통합 센서(예: 345, 346)을 갖는 다른 예시적인 고정자(340)를 도시한다. 이러한 센서(342) 중 하나는 외부 장치로(to)/로부터(from) 데이터를 송수신하는 데 사용될 수 있는 2 차 코일(344)에 결합되고, 센서(342)에 전력을 결합하는 데에도 사용될 수 있다. 일부 실시 예에서 2차 코일은 센서(342)에 전력을 제공하기 위해 작동 중에 발생 된 자속을 이용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서 2차 코일은 외부 코일 (미도시)로부터 유도 결합 전력을 수신하도록 구성될 수 있다. 2차 코일(344)은 또한 특정 실시 예에서 이러한 2차 코일이 고정자 코일 (49)보다 훨씬 작을 수 있지만, 상대적인 크기 추론은 의도되지 않기 때문에, 본 명세서에서 마이크로 코일 또는 소형 코일이라고도 지칭될 수 있다. 오히려, 이러한 2차 코일(344)은 전술한 바와 같이 회전자 자석과 협력하는 고정자 코일(49)과 구별된다. PCB 고정자(311)와 통합된 이러한 2 차 코일은 특정 실시 예에서 PCB 고정자(311) 상에 배치될 수 있다(예를 들어, PCB 고정자(311)의 최상부 PCB 층(47) 상에 제조되거나 부착됨). PCB 고정자 (311)와 통합된 이러한 2차 코일은 특정 실시예에서 PCB 고정자 (311)내에 배치될 수 있다(즉, 내부에 매립될 수 있다). 일부 실시 예에서, 2 차 코일(344)은 그에 연결된 센서에 전력을 제공한다. 이러한 결합 전력은 센서의 1 차 또는 보조 전력이 될 수 있다.For example, one or more sensors and/or control circuitry may be integrated with the PCB stator 311. 29 shows another exemplary stator 340 with integrated sensors (eg 345, 346) attached to the top PCB layer 47. One of these sensors 342 is coupled to a secondary coil 344 that can be used to transmit and receive data to/from an external device, and can also be used to couple power to the sensor 342. have. In some embodiments, the secondary coil may be configured to use magnetic flux generated during operation to provide power to the sensor 342. In some embodiments, the secondary coil may be configured to receive inductively coupled power from an external coil (not shown). The secondary coil 344 may also be referred to herein as a micro-coil or small coil, since in certain embodiments this secondary coil may be much smaller than the stator coil 49, but relative size inference is not intended. . Rather, this secondary coil 344 is distinguished from the stator coil 49 which cooperates with the rotor magnet as described above. This secondary coil integrated with the PCB stator 311 may be placed on the PCB stator 311 in certain embodiments (e.g., manufactured or attached on the top PCB layer 47 of the PCB stator 311). being). This secondary coil integrated with the PCB stator 311 may be placed within the PCB stator 311 (ie, embedded inside) in certain embodiments. In some embodiments, the secondary coil 344 provides power to a sensor connected thereto. This combined power can be the primary or auxiliary power of the sensor.

센서(346)는 상부 PCB 층(47)상의 트레이스(49) 중 하나를 위해 제 1 단자(51)에 결합되고, 그 위치에서 전압, 온도와 같은 작동 파라미터를 감지할 수 있으며, 부착된 코일(예: 코일 49 중 하나)에 의해 전력을 공급받을 수도 있다. 센서(348)는 외부 단자(350)에 결합되고, 마찬가지로 전압, 그 위치에서의 온도와 같은 작동 매개 변수를 감지할 수 있으며, 외부 단자(350)에 결합된 전압에 의해 전력을 공급받을 수도 있다. 센서 (350)는 PCB 고정자(340)의 외부 에지에 배치되지만 PCB 층(47)상의 어떠한 전도체에도 결합되지 않는다.The sensor 346 is coupled to the first terminal 51 for one of the traces 49 on the upper PCB layer 47, and at that location can sense operating parameters such as voltage and temperature, and the attached coil ( For example, it may be powered by one of the coils 49). The sensor 348 is coupled to the external terminal 350, similarly can detect operating parameters such as voltage and temperature at that location, and may be powered by a voltage coupled to the external terminal 350. . The sensor 350 is placed on the outer edge of the PCB stator 340 but is not coupled to any conductor on the PCB layer 47.

일부 실시예에서, 이러한 센서는 코일(49)중 하나에 직접 내장될 수 있고 및 코일(49)에 의해 직접 전기적으로 전력이 공급될 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 센서는 제 1 단자(51)와 센서(346) 사이의 연결과 같이 PCB 층(47) 상에 또는 내부에 배치된 별도의 연결을 통해 전력을 공급 받고 코일(49)에 연결될 수 있다. 이러한 연결은 PCB 층(47) 상에 배치되거나 PCB 내에 배치될 수 있다 (예를 들어, PCB의 내부 층 상에). 다른 실시예에서, 센서 및/또는 회로는 외부 전원으로부터 전력을 얻을 수 있다. 예를 들어, 외부 전원의 한 유형은 모터 또는 발전기의 하우징에 결합될 수 있는 기존의 벽 전기 소켓(wall electrical socket)일 수 있다.In some embodiments, such a sensor may be embedded directly in one of the coils 49 and may be electrically powered directly by the coil 49. In some embodiments, such a sensor is powered by a separate connection disposed on or inside the PCB layer 47, such as a connection between the first terminal 51 and the sensor 346, and is connected to the coil 49. Can be connected. This connection can be placed on the PCB layer 47 or in the PCB (eg, on the inner layer of the PCB). In other embodiments, the sensors and/or circuits may obtain power from an external power source. For example, one type of external power source can be a conventional wall electrical socket that can be coupled to the housing of a motor or generator.

센서는 발전기 또는 모터 제품의 운영자에게 실시간 작동 데이터뿐만 아니라 특정 실시예에서 제품의 다양한 파라미터에 대한 예측 데이터를 제공할 수 있다. 여기에는 장비 작동 방식, 유지 관리 일정 및 시기가 포함될 수 있다. 이러한 정보는 제품 가동 중지 시간을 줄이고 제품 수명을 늘릴 수 있다. 일부 실시 예에서, 센서는 하우징 내에 통합될 수 있다. 일부 예에서, 센서는 도 30에 도시된 바와 같이 PCB 고정자(340) 내에 내장 될 수 있다(예: 362, 366, 368, 372 및 코일 364).The sensors may provide real-time operational data to an operator of a generator or motor product, as well as predictive data for various parameters of the product in certain embodiments. This may include how the equipment works, and the schedule and timing of maintenance. This information can reduce product downtime and extend product life. In some embodiments, the sensor may be integrated within the housing. In some examples, the sensor may be embedded within the PCB stator 340 as shown in FIG. 30 (eg, 362, 366, 368, 372 and coil 364).

이러한 응용을 위한 센서의 한 예는 홀 효과(Hall effect) 센서이다. 홀 효과 센서는 근접 스위칭, 포지셔닝, 속도 감지 및 전류 감지 애플리케이션에 사용된다. 가장 간단한 형태의 홀 효과 센서는 아날로그 변환기로 작동하여 전압을 직접 반환한다. One example of a sensor for this application is a Hall effect sensor. Hall effect sensors are used in proximity switching, positioning, speed sensing and current sensing applications. In its simplest form, the Hall-effect sensor acts as an analog converter and returns the voltage directly.

센서의 또 다른 예는 광학 센서이다. 광학 센서는 자외선과 근적외선 사이의 파장 범위에서 전자파의 강도를 측정할 수 있다. 기본 측정 장치는 포토 다이오드이다. 포토 다이오드와 전자 장치를 결합하면 픽셀이 만들어진다. 일 예시에서, 광학 센서는 광학 장치를 사용하여 자기 회전자의 위치를 측정하거나 검출하는 광학 인코더를 포함할 수 있다.Another example of a sensor is an optical sensor. The optical sensor can measure the intensity of electromagnetic waves in a wavelength range between ultraviolet and near infrared rays. The basic measuring device is a photodiode. Pixels are created by combining photodiodes and electronic devices. In one example, the optical sensor may include an optical encoder that measures or detects the position of the magnetic rotor using an optical device.

센서의 또 다른 예는 온도를 측정하기 위한 열전대(thermocouple) 센서이다. 열전대는 서로 다른 금속으로 만들어진 두 개의 와이어 다리로 구성된다. 전선 다리는 한쪽 끝이 함께 용접되어 접합부를 만든다. 접합부는 온도가 측정되는 곳이다. 접합부가 온도 변화를 경험하면 전압이 생성된다. Another example of a sensor is a thermocouple sensor for measuring temperature. Thermocouples consist of two wire legs made of different metals. Wire legs are welded together at one end to create a joint. The junction is where the temperature is measured. When the junction experiences a temperature change, a voltage is generated.

또 다른 선택적 센서는 가속도계(accelerometer)이다. 가속도계는 가속력을 측정하는 데 사용되는 전자 기계 장치이다. 이러한 힘은 지속적인 중력과 같이 정적이거나 많은 모바일 장치의 경우처럼 동적으로 움직임이나 진동을 감지할 수 있다. 가속도는 속도의 변화 또는 속도를 시간으로 나눈 값이다. Another optional sensor is an accelerometer. Accelerometers are electromechanical devices used to measure acceleration forces. These forces can be static, such as constant gravity, or they can detect motion or vibration dynamically, as is the case with many mobile devices. Acceleration is the change in speed or speed divided by time.

자이로스코프(gyroscope)와 같은 기능을 하는 자이로 센서도 이러한 시스템에 사용될 수 있다. 자이로 센서는 내비게이션 시스템, 자동 조종사 및 안정 장치에서 안정성을 제공하거나 기준 방향을 유지하는 데 사용할 수 있다.Gyro sensors that function like gyroscopes can also be used in these systems. Gyro sensors can be used in navigation systems, autopilots and stabilizers to provide stability or maintain reference orientation.

PCB 고정자(340)는 또한 토크 센서를 포함할 수 있다. 토크 센서, 토크 변환기(transducer) 또는 토크 미터는 축방향 필드 회전 에너지 장치와 같은 회전 시스템에서 토크를 측정하고 기록하는 장치이다. The PCB stator 340 may also include a torque sensor. A torque sensor, torque transducer, or torque meter is a device that measures and records torque in a rotating system, such as an axial field rotational energy device.

또 다른 선택적 센서는 진동 센서이다. 진동 센서는 선형 속도, 변위 및 근접성 또는 가속도를 측정, 표시 및 분석 할 수 있다. 진동은 사소한 진동이라도 기계 상태를 알려주는 신호가 될 수 있다.Another optional sensor is a vibration sensor. Vibration sensors can measure, display and analyze linear velocity, displacement and proximity or acceleration. Vibration, even minor vibrations, can be a signal to the state of a machine.

다양한 실시예에서, 도 29 및 도 30에 도시된 센서는 PCB 고정자(45)와 통합된 제어 회로를 나타낼 수 있다. 이러한 제어 회로는 PCB의 표면에 배치(도 29에 나타난 센서와 유사)되거나 PCB(도 30에 도시된 센서와 유사하게) 내에 배치(즉, 내부에 내장됨)되거나 및/또는 하우징(예를 들어, 도 18의 하우징 (203))과 또는 내부에 통합된다.In various embodiments, the sensors shown in FIGS. 29 and 30 may represent a control circuit integrated with the PCB stator 45. These control circuits may be placed on the surface of the PCB (similar to the sensor shown in Fig. 29) or within the PCB (similar to the sensor shown in Fig. 30) (i.e. embedded inside) and/or a housing (e. , The housing 203 of Fig. 18) and or is integrated therein.

일부 발전기 실시예에서, 제어 회로는 고정자 코일에서 발생된 AC 전압에서 원하는 외부 전원으로 전력 변환을 구현할 수 있다(예: 코일 전압과 크기가 다른 AC 전압, 코일 전압을 정류하여 생성된 DC 전압). 일부 모터 실시 예에서, 제어 회로는 모터를 구동하기 위해 원하는 AC 전류 파형을 고정자 코일에 제공할 수 있는 집적 구동 회로를 구현할 수 있다. 일부 예에서, 통합 드라이브는 가변 주파수 드라이브(VFD)일 수 있으며 모터와 동일한 하우징 내에 통합될 수 있다. 본 명세서에 개시된 센서 및/또는 회로는 하우징의 내부, 내부 또는 내부의 임의의 요소에 무선으로 또는 유선으로 연결될 수 있다. 대안으로 센서 및/또는 회로는 하우징에 대해 원격으로 위치할 수 있다. 일 예시에서, 제어 회로(566)(도 39)는 도면에 도시된 PCB 고정자와 유사한 원형의 도넛형 형상을 포함할 수 있다. 이러한 디자인은 장치가 폼 팩터(form factor)를 유지할 수 있도록 하거나 및/또는 가능하게 할 수 있다.In some generator embodiments, the control circuit may implement power conversion from an AC voltage generated in the stator coil to a desired external power source (eg, an AC voltage different from the coil voltage, a DC voltage generated by rectifying the coil voltage). In some motor embodiments, the control circuit may implement an integrated drive circuit capable of providing a desired AC current waveform to the stator coil to drive the motor. In some examples, the integrated drive may be a variable frequency drive (VFD) and may be integrated within the same housing as the motor. The sensors and/or circuits disclosed herein may be wirelessly or wiredly connected to the interior, interior, or any element within the housing. Alternatively, the sensor and/or circuit can be located remotely with respect to the housing. In one example, the control circuit 566 (FIG. 39) may include a circular toroidal shape similar to the PCB stator shown in the figure. Such a design may allow and/or enable the device to maintain a form factor.

이들 센서 및 제어 회로 각각은 무선 네트워크 환경을 통해 외부 장치와 통신하도록 구성된 무선 통신 회로를 포함할 수 있다. 이러한 무선 통신은 단방향 또는 양방향 일 수 있으며 시스템 상태 모니터링, 시스템 운영, 예측 데이터 통신 등에 유용할 수 있다. 네트워크를 통한 무선 통신은 예를 들어, LTE, LTE-advanced (LTE-A), 코드 분할 다중 액세스 (CDMA), 광대역 CDMA (WCDMA), 범용 이동 통신 시스템 (UMTS), 무선 광대역 (WiBro) 또는 이동 통신을 위한 글로벌 시스템 (GSM), 셀룰러 통신 프로토콜 중 적어도 하나를 사용하여 수행될 수 있다. Each of these sensors and control circuits may include a wireless communication circuit configured to communicate with an external device through a wireless network environment. Such wireless communication may be one-way or two-way, and may be useful for system status monitoring, system operation, and predictive data communication. Wireless communication over the network is, for example, LTE, LTE-advanced (LTE-A), code division multiple access (CDMA), wideband CDMA (WCDMA), universal mobile communication system (UMTS), wireless broadband (WiBro), or mobile. It may be performed using at least one of a global system for communication (GSM) and a cellular communication protocol.

추가적으로 또는 대안적으로, 무선 통신은 예를 들어 근거리 통신을 포함 할 수 있는 바, 근거리 통신은 예를 들어, WiFi, 블루투스®, 근거리 무선 통신 (NFC) 또는 GNSS 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. GNSS는 예를 들어, GPS (Global Positioning System), Glonass® 글로벌 내비게이션 위성 시스템, Beidou® 내비게이션 위성 시스템, 또는 유럽 전역 위성 기반 내비게이션 시스템 인 Galileo® 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 'GPS'와 'GNSS'라는 용어는 서로 혼용되어 사용된다. 네트워크는 통신 네트워크, 예를 들어 컴퓨터 네트워크(예: 근거리 통신망 (LAN) 또는 광역 네트워크 (WAN)), 인터넷 또는 전화 네트워크 중 하나 이상일 수 있다. Additionally or alternatively, wireless communication may include, for example, short-range communication, and short-range communication may include, for example, at least one of WiFi, Bluetooth ® , short-range wireless communication (NFC) or GNSS. The GNSS may include, for example, at least one of GPS (Global Positioning System), Glonass® Global Navigation Satellite System, Beidou® Navigation Satellite System, or Galileo®, a global satellite-based navigation system. In this specification, the terms'GPS'and'GNSS' are used interchangeably. The network may be one or more of a communication network, for example a computer network (eg, a local area network (LAN) or a wide area network (WAN)), the Internet, or a telephone network.

특정 실시 예에서, 이러한 무선 통신 회로는 전술한 동작 데이터와 같은 원격측정 정보(telemetry information)을 통신하기 위해 2차 코일(예를 들어, 2 차 코일(344))에 결합될 수 있다.In certain embodiments, such wireless communication circuitry may be coupled to a secondary coil (eg, secondary coil 344) to communicate telemetry information, such as operation data described above.

도 31 및 32는 고정자를 형성하기 위해 고정자 세그먼트(380)를 함께 기계적으로 결합하기 위한 어셈블리의 실시예를 도시한다. 걸쇠(clasp)(382)는 2 개의 인접한 고정자 세그먼트(380)상의 장착 패드(381)의 부분 위로 미끄러지며, 이는 2 개의 볼트(예를 들어, 볼트(384)) 각각에 있는 한 쌍의 너트에 의해 고정된다. 걸쇠(382)는 전술한 바와 같이 측벽 슬롯(214)에 위치될 수 있는 정렬 탭(392)을 포함한다. 2 개의 인접한 고정자 세그먼트 (380)의 내경 에지는 환형 링의 형태로 채널링된 회전자 스페이서(390)로 미끄러진다. 일부 실시 예에서, 이 회전자 스페이서(390)는 회전자가 회전하는 동안 회전자 스페이서(390) 및 고정자가 고정된 상태로 유지되도록 회전자와 함께 스러스트 베어링(thrust bearing)에 탈 수 있다(ride). 다른 실시예에서, 전술한 바와 같은 회전자 스페이서(예를 들어, 도 18, 20a-20h)는 채널형 회전자 스페이서(390)의 개방 중심 내에 끼워질 수 있다.31 and 32 show an embodiment of an assembly for mechanically joining the stator segments 380 together to form a stator. A clasp 382 slides over a portion of the mounting pad 381 on two adjacent stator segments 380, which is attached to a pair of nuts on each of the two bolts (e.g., bolts 384). Is fixed by The clasp 382 includes an alignment tab 392 that can be positioned in the sidewall slot 214 as described above. The inner diameter edges of two adjacent stator segments 380 slide into a channeled rotor spacer 390 in the form of an annular ring. In some embodiments, the rotor spacer 390 may ride on a thrust bearing together with the rotor so that the rotor spacer 390 and the stator remain fixed while the rotor is rotating. . In another embodiment, the rotor spacer as described above (eg, FIGS. 18, 20A-20H) may be fitted within the open center of the channel-type rotor spacer 390.

인접한 고정자 세그먼트 (380, 381) 사이의 전기적 연결은 각 회로(386, 388)사이의 와이어(387)를 사용하여 구현될 수 있다. 회로(386)는 고정자 세그먼트(380)의 상위 층(또는 비아를 사용하는 다른 층)상의 트레이스에 연결될 수 있다. 유사하게, 회로(388)는 고정자 세그먼트(381)의 임의의 층상의 트레이스에 연결될 수 있다. 이러한 회로 (386, 388)는 전술한 센서(도 29-30) 중 임의의 것을 포함할 수 있지만, 단순히 각각의 PCB로부터 와이어(387)로의 전기적 연결을 제공할 수도 있다. 다른 실시 예에서, 전기적 연결은 또한 전도성 재료인 PCB의 장착 표면을 통해 만들어지고 코일에 연결된 다음 그 내부 표면에 전도성 재료를 포함할 수있는 걸쇠를 통해 이들 구성 요소를 결합할 수도 있다.Electrical connections between adjacent stator segments 380 and 381 may be implemented using wires 387 between respective circuits 386 and 388. Circuit 386 may be connected to a trace on an upper layer of stator segment 380 (or another layer using vias). Similarly, circuit 388 may be connected to any layered trace of stator segment 381. Such circuits 386 and 388 may include any of the sensors described above (FIGS. 29-30), but may simply provide an electrical connection from each PCB to wires 387. In other embodiments, the electrical connection may also be made through the mounting surface of the PCB, which is a conductive material, connected to the coil, and then joined these components through a clasp that may include a conductive material on its inner surface.

전기적 연결은 또한 전기 전도성 장착 패드(383)와 결합된 걸쇠(382)를 사용하여 구현될 수 있다. 장착 패드(383)가 연속적이고 파손되지 않은 경우, 걸쇠(382)는 고정자의 원주 둘레에 공통 전기 연결을 제공할 수 있다. 그러한 마운팅 패드가 불연속적이고 두 조각으로 분리된 경우(점선으로 나타낸 바와 같이, 각 조각은 해당 세그먼트상의 트레이스의 각 단자에 결합됨), 걸쇠 (382)는 이러한 고정자 세그먼트를 직렬로 연결할 수 있다.Electrical connection may also be implemented using a clasp 382 coupled with an electrically conductive mounting pad 383. When the mounting pad 383 is continuous and unbroken, the clasp 382 can provide a common electrical connection around the circumference of the stator. If such mounting pads are discontinuous and separated into two pieces (as indicated by the dotted lines, each piece is coupled to each terminal of the trace on that segment), the clasp 382 can connect these stator segments in series.

축방향 필드 회전 에너지 장치는 많은 응용에 적합하다. PCB 고정자 (340)는 영구자석형 발전기 및 모터와 같은 장치에 대해 원하는 전력 기준 및 폼 팩터에 대해 구성될 수 있다. 이러한 디자인은 무게가 가볍고 생산하기 쉽고 유지 관리가 쉽고 효율성이 더 높다. The axial field rotational energy device is suitable for many applications. The PCB stator 340 can be configured for a desired power reference and form factor for devices such as permanent magnet generators and motors. These designs are lighter in weight, easier to produce, easier to maintain, and more efficient.

영구 자석 발전기(permanent magnet generator: PMG) 애플리케이션의 예는 다음을 포함할 수 있다: 풍력 터빈 발전기, 마이크로 발전기 애플리케이션, 영구 자석 직접 구동 발전기, 증기 터빈 발전기, 수력 발전기, 열 발전기, 가스 발전기, 장작 발전기, 석탄 발전기, 고주파 발전기(예: 60Hz 이상의 주파수), 휴대용 발전기, 보조 동력 장치, 자동차, 교류 발전기, 회생 제동 장치, 회생 제동 장치용 PCB 고정자, 백업 또는 대기 발전, 백업 또는 대기 발전용 PMG, 군사용 PMG 및 항공 우주용 PMG.Examples of permanent magnet generator (PMG) applications may include: wind turbine generators, micro generator applications, permanent magnet direct drive generators, steam turbine generators, hydro generators, heat generators, gas generators, firewood generators. , Coal generators, high frequency generators (e.g. frequencies above 60 Hz), portable generators, auxiliary power units, automobiles, alternators, regenerative braking devices, PCB stators for regenerative braking devices, backup or standby power generation, PMG for backup or standby power generation, military use PMG and PMG for aerospace.

다른 실시 예에서, 영구 자석 모터 (permanent magnet motor: PMM)의 예는 다음을 포함 할 수 있다: AC 모터, DC 모터, 서보 모터, 스테퍼 모터, 드론 모터, 가전 제품, 팬 모터, 전자 레인지, 진공 기계, 자동차, 전기 자동차 용 구동계, 산업 기계, 생산 라인 모터, 사물 인터넷 센서 (IOT) 지원 , 난방, 환기 및 공조 (HVAC), HVAC 팬 모터, 실험실 장비, 정밀 모터, 군사, 자율 주행 차량용 모터, 항공 우주 및 항공기 모터.In other embodiments, examples of permanent magnet motors (PMMs) may include: AC motors, DC motors, servo motors, stepper motors, drone motors, household appliances, fan motors, microwave ovens, vacuums. Drivetrains for machinery, automobiles, electric vehicles, industrial machinery, production line motors, IoT sensors (IOT) support, heating, ventilation and air conditioning (HVAC), HVAC fan motors, laboratory equipment, precision motors, motors for military, autonomous vehicles, Aerospace and aircraft motors.

도 33 및 34는 축방향 필드 회전 에너지 장치(401)의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 예에서, 장치(401)는 여기에 개시된 특징, 요소 또는 구성 요소 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예시된 버전은 축방향을 갖는 축(405)을 갖는 하우징(예를 들어, 도 18의 하우징(203))을 포함할 수 있다. 고정자 어셈블리(411)는 서로 분리된 패널인 복수의 고정자 패널(445)을 포함할 수 있다. 고정자 패널(445)은 하우징에 기계적으로 고정적으로 결합될 수 있다. 각각의 고정자 패널(445)은 본 명세서에 개시된 바와 같이 전기 전도성인 코일을 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함할 수 있다. 각 고정자 패널(445)의 실시 예는 단일 전기상으로 구성될 수 있다. 장치(401)는 또한 고정자 어셈블리(411)의 대향 축 방향 단부상의 하우징 내에 회전 가능하게 장착된 회전자(442)를 포함할 수 있다. 회전자(442)는 회전자 스페이서(443)와 같은 구성 요소와 함께 기계적으로 결합될 수 있다. 각 회전자(442)의 버전은 자석(437)을 포함할 수 있다. 일부 예시에서, 회전자(442)는 축방향으로 인접한 고정자 패널(445) 사이에 배치되지 않는다.33 and 34 show another embodiment of an axial field rotational energy device 401. In this example, device 401 may include any of the features, elements, or components disclosed herein. The illustrated version may include a housing having an axial axis 405 (eg, housing 203 in FIG. 18 ). The stator assembly 411 may include a plurality of stator panels 445 which are panels separated from each other. The stator panel 445 may be mechanically fixedly coupled to the housing. Each stator panel 445 may include a printed circuit board (PCB) having coils that are electrically conductive as disclosed herein. An embodiment of each stator panel 445 may be configured with a single electric phase. The device 401 may also include a rotor 442 rotatably mounted within a housing on opposite axial ends of the stator assembly 411. The rotor 442 may be mechanically coupled with components such as the rotor spacer 443. The version of each rotor 442 may include a magnet 437. In some examples, the rotor 442 is not disposed between axially adjacent stator panels 445.

고정자 패널(445)은 축방향으로 접하는 관계로 결합될 수 있다. 더욱이, 고정자 패널(445)은 축방향으로 접하는 관계로 서로 직접 기계적으로 결합될 수 있다. 또한, 고정자 패널(445)은 축(405)에 대해 단일 각도로 회전 정렬될 수 있다. 일부 예에서, 고정자 패널(445)은 장치(401)를 위한 단일 전기 회로를 형성하기 위해 함께 전기적으로 결합될 수 있다. 장치(401)의 다른 실시 예에서, 축방향으로 인접한 고정자 패널(445) 사이에 축방향 스페이서가 배치되지 않는다. 본원의 다른 예에 대해 도시되고 설명 된 바와 같이, 고정자 패널(445)의 코일은 축(405)에 대해 방사형 방향으로 연장할 수 있으며, 각 코일은 방사형 방향으로 연장되는 에지를 포함할 수 있으며, 코일 에지는 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 즉, 코일은 서로 평행한 내부 및 외부 반대 에지를 가질 수 있다.The stator panel 445 may be coupled in a contact relationship in the axial direction. Moreover, the stator panels 445 may be directly mechanically coupled to each other in an axial contact relationship. Further, the stator panel 445 may be rotationally aligned at a single angle with respect to the axis 405. In some examples, stator panels 445 may be electrically coupled together to form a single electrical circuit for device 401. In another embodiment of the device 401, no axial spacers are disposed between the axially adjacent stator panels 445. As shown and described for other examples herein, the coils of the stator panel 445 may extend in a radial direction with respect to the axis 405, and each coil may include an edge extending in the radial direction, The coil edges can be substantially parallel to each other. That is, the coils may have inner and outer opposite edges that are parallel to each other.

장치(401)의 실시예는 복수의 전기 위상을 갖는 고정자 어셈블리(411)를 포함할 수 있다. 고정자 패널(445)은 축(405)에 대해 서로로부터 회전식으로 오프셋될 수 있다. 일부 예에서, 고정자 패널(445)은 장치(401)를 위한 단일 전기 회로를 형성하기 위해 함께 전기적으로 결합되지 않는다. 하나의 특정 버전에서, 고정자 어셈블리(411)는 3개의 고정자 패널(442)로만 구성될 수 있다. 다른 특정 예에서, 회전자(442)는 2 개의 회전자(442)로만 구성될 수 있다. 장치 (401)는 축 방향으로 인접한 고정자 패널 (445) 사이에 배치 된 임의의 유형 (예를 들어, 금속, 종이 등)의 스페이서 (미도시)를 더 포함할 수 있다. 장치(401)의 실시예는 고정자 어셈블리(411)와 회전자(442) 사이에 축방향 스페이서(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 축방향 스페이서의 버전은 고정자 어셈블리(411)와 회전자(442) 사이의 축방향 공극 간격을 설정할 수 있다.An embodiment of the device 401 may include a stator assembly 411 having a plurality of electrical phases. The stator panels 445 may be rotationally offset from each other with respect to the axis 405. In some examples, stator panels 445 are not electrically coupled together to form a single electrical circuit for device 401. In one particular version, the stator assembly 411 may consist of only three stator panels 442. In another specific example, the rotor 442 may consist of only two rotors 442. The device 401 may further include a spacer (not shown) of any type (eg, metal, paper, etc.) disposed between adjacent stator panels 445 in the axial direction. An embodiment of the device 401 may further include an axial spacer (not shown) between the stator assembly 411 and the rotor 442. The version of the axial spacer can set the axial clearance gap between the stator assembly 411 and the rotor 442.

도 35에 도시된 바와 같이, 코일(459)의 실시예는 축(405)을 중심으로 비대칭적으로 배열될 수 있다. 일부 버전에서, 각각의 고정자 패널(455)은 내부 반경(IR), 외부 반경(OR) 및 내부 반경(IR)과 외부 반경(OR) 사이에서 방사형 방향으로 연속적으로 연장되는 슬롯(S)을 포함할 수 있다. 일 예에서, 슬롯 (S)은 회전자(442)를 함께 결합하는 회전자 스페이서(예를 들어, 도 33의 회전자 스페이서(443))의 직경보다 작지 않은 축(405)에 대한 원주 폭(W)을 포함할 수 있다. 슬롯(S)의 실시예는 서로 평행한 측벽(453)에 의해 정의될 수 있고, 원주 폭(W)은 내부 반경(IR)으로부터 외부 반경(OR)까지 일관될 수 있다. 그러한 버전에서, 슬롯(S)은 장치(401)의 동작 동안 빈 상태(void)로 유지되고 방해 받지 않도록(unencumbered) 구성될 수 있어서, 장치(401)의 동작 동안 다른 구성 요소가 슬롯(S) 내에 위치하지 않도록 한다. As shown in FIG. 35, the embodiment of the coil 459 may be arranged asymmetrically around the axis 405. In some versions, each stator panel 455 includes an inner radius (IR), an outer radius (OR), and a slot (S) that extends continuously in a radial direction between the inner radius (IR) and the outer radius (OR). can do. In one example, the slot S has a circumferential width about the shaft 405 that is not less than the diameter of the rotor spacer (e.g., rotor spacer 443 in FIG. 33) that couples the rotor 442 together. W) may be included. The embodiment of the slot S may be defined by side walls 453 parallel to each other, and the circumferential width W may be consistent from the inner radius IR to the outer radius OR. In such a version, the slot S can be configured to remain empty and unencumbered during the operation of the device 401, such that other components during the operation of the device 401 Make sure not to be located inside.

대안적으로, 도 36에 도시된 바와 같이, 슬롯(S)의 대안적인 실시예는 평행하지 않은 측벽(463)에 의해 정의될 수 있고, 원주 폭(W)은 내부 반경 (IR)으로부터 외부 반경(OR)으로 테이퍼진다(taper). 일부 실시예에서, 각각의 고정자 패널(465)의 코일(469) 중 적어도 하나는 상기 각각의 고정자 패널 (465)에 각각 기계적으로 및 전기적으로 결합되는 또 다른 PCB를 포함하는 고정자 패널 세그먼트(468)상에 위치될 수 있다. 각각의 고정자 패널(465)의 예시는 축방향 필드 회전 에너지 장치(401)로부터 회전자(442)를 분해하지 않고 슬롯(S)을 통해 고정자 어셈블리(411)(예를 들어, 도 33 및 34 참조)로부터 개별적으로 제거되도록 구성될 수 있다. 또한, 고정자 패널(465) 및 고정자 패널 세그먼트(468) 각각은 예를 들어 동일 평면 배열로 서로 장착될 수 있다.Alternatively, as shown in Fig. 36, an alternative embodiment of the slot S may be defined by a non-parallel side wall 463, the circumferential width W being the outer radius from the inner radius IR Taper to (OR). In some embodiments, at least one of the coils 469 of each stator panel 465 is a stator panel segment 468 comprising another PCB that is mechanically and electrically coupled to the respective stator panel 465, respectively. It can be located on. An example of each stator panel 465 is a stator assembly 411 (see, e.g., FIGS. 33 and 34) through a slot S without disassembling the rotor 442 from the axial field rotational energy device 401. ) Can be configured to be individually removed from. Further, each of the stator panel 465 and the stator panel segment 468 can be mounted to each other in a coplanar arrangement, for example.

특정 실시예에서, 장치(401)는 복수의 고정자 패널 및 회전자의 일치하지 않는 수(개수)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치는 2개의 고정자 패널과 1 개의 회전자, 3개의 고정자 패널과 2개의 회전자, 5개의 고정자 패널 및 2개의 회전자 등을 가질 수 있다. 일부 버전에서, 회전자는 고정자 어셈블리(411) 내에 삽입되지 않는다(즉, 고정자 패널의 축방향으로 인접한 패널 사이에 축 방향으로 배치됨). 더욱이, 장치(401)는 단일 전기상 또는 하나 이상의 전기상을 포함할 수 있다. 다른 실시예는 인클로저 내에 위치한 둘 이상의 장치(401)(동일 할 수 있음)를 갖는 인클로저를 포함할 수 있다.In certain embodiments, the device 401 may include a plurality of stator panels and an inconsistent number (number) of rotors. For example, the device may have 2 stator panels and 1 rotor, 3 stator panels and 2 rotors, 5 stator panels and 2 rotors, and the like. In some versions, the rotor is not inserted into the stator assembly 411 (ie, axially disposed between adjacent panels in the axial direction of the stator panel). Moreover, device 401 may comprise a single electric phase or more than one electric phase. Other embodiments may include an enclosure having two or more devices 401 (which may be the same) located within the enclosure.

도 37은 고정자 패널(475)의 또 다른 실시예의 확대 부분 평면도이다. 고정자 패널(475)의 코일(476)의 예시는 각각의 내경 및 외경 부분(477, 478)에 인접한 더 높은 밀도의 구리를 가질 수 있으며, 내경 부분 및 외경 부분(477, 478)보다 더 멀어질 수 있는 방사형 부분(479)과 비교된다.37 is an enlarged partial plan view of another embodiment of the stator panel 475. An example of the coil 476 of the stator panel 475 may have a higher density of copper adjacent the respective inner and outer diameter portions 477, 478, and will be further away than the inner and outer diameter portions 477, 478. Can be compared to the radial portion 479.

도 38은 고정자 패널(485)의 다른 실시 예의 확대 부분 평면도이다. 고정자 패널(485)의 예는 코일(486)의 방사상 트레이스(489) 내에 가변 개수의 슬릿을 가질 수 있다. 예를 들어, 방사형 트레이스는 도시된 바와 같이 동일한 방사형 트레이스(489) 내에 2개, 3개, 4개, 5개 또는 그 이상의 슬릿을 포함할 수 있다.38 is an enlarged partial plan view of another embodiment of the stator panel 485. An example of a stator panel 485 may have a variable number of slits in the radial trace 489 of the coil 486. For example, the radial trace may include 2, 3, 4, 5 or more slits within the same radial trace 489 as shown.

도 39-46은 축방향 필드 회전 에너지 장치의 또 다른 실시예를 도시한다. 장치의 다른 버전에 대해 여기에 설명된 임의의 요소, 특징 및 구성 요소는 이러한 실시 예에서도 사용될 수 있다. 일부 버전에서, 축방향 필드 회전 에너지 장치(501)는 축방향을 갖는 축(505)을 갖는 하우징(503)(예를 들어, 도 39의 하우징 쉘(503a, 503b))을 포함할 수 있다. 하우징 쉘(503a, 503b)은 함께 결합 될 수 있다. 각각의 하우징 쉘(503a, 503b)은 내부에 형성된 축 선반(504)을 갖는 내부 둘레(internal perimeter)(507)를 포함할 수 있다.39-46 show another embodiment of an axial field rotational energy device. Any of the elements, features, and components described herein for other versions of the device may also be used in these embodiments. In some versions, the axial field rotational energy device 501 may include a housing 503 having an axial axis 505 (eg, housing shells 503a and 503b in FIG. 39 ). The housing shells 503a and 503b can be joined together. Each housing shell 503a, 503b may include an internal perimeter 507 having an axial shelf 504 formed therein.

예시는 하우징(503)에 장착 된 고정자 어셈블리(511)를 포함할 수 있다. 고정자 어셈블리(511)는 축방향으로 적층 되고 서로 분리된 패널인 복수의 고정자 패널(545)을 포함할 수 있다. 각각의 고정자 패널(545)은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 전기 전도성이고 각각의 PCB 내에서 상호 연결된 각각의 복수의 코일을 갖는 각각의 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함할 수 있다. 각각의 PCB는 각각의 복수의 코일 중 어느 하나를 통해 흐르는 전류가 마찬가지로 각각의 복수의 코일 모두를 통해 흐르도록 구성될 수 있다. 일 예시에서, 각각의 고정자 패널(545)은 단일 전기상으로 구성될 수 있다.An example may include a stator assembly 511 mounted on the housing 503. The stator assembly 511 may include a plurality of stator panels 545 stacked in the axial direction and separated from each other. Each stator panel 545 may include a respective printed circuit board (PCB) having a respective plurality of coils that are electrically conductive and interconnected within each PCB, as described elsewhere herein. Each PCB may be configured such that a current flowing through any one of the plurality of coils likewise flows through all of the plurality of coils. In one example, each stator panel 545 may consist of a single electric phase.

각 고정자 패널(545)의 버전은 2개의 동일한 C-형 PCB 세그먼트 절반부 (545a, 545b)를 포함할 수 있다(도 44 및 45). PCB 세그먼트 절반부(545a, 545b)는 (전기 커넥터(554)를 통해; 도 44에 도시된 것과 같이) 함께 결합되어 각각의 고정자 패널(545)을 형성할 수 있다. 전기 커넥터는 각 조립(assembly) 및 분해(disassembly)를 위한 U 자형 와이어 클립일 수 있다. 예시된 예에서, 서로 동일하고 시스템 내에서 상호 교환 가능한 총 6개의 PCB 세그먼트 절반부 (545a, 545b)에 대해 고정자 어셈블리(511)에 3 개의 고정자 패널(545)이 있다. 또한, 이 도면에서 3 개의 고정자 패널(545)은 P1 및 P2에 의해 오프셋 될 수 있으며, 이는 하부 고정자 패널(545)상의 와이어 클립 영역이 노출되어 커넥터 (554)가 조립 및 분해의 용이성을 위해 위에서 삽입될 수 있도록 허용한다.Each version of stator panel 545 may include two identical C-shaped PCB segment halves 545a, 545b (FIGS. 44 and 45 ). PCB segment halves 545a, 545b can be joined together (via electrical connector 554; as shown in FIG. 44) to form respective stator panels 545. The electrical connector may be a U-shaped wire clip for each assembly and disassembly. In the illustrated example, there are three stator panels 545 in the stator assembly 511 for a total of six PCB segment halves 545a, 545b that are identical to each other and are interchangeable within the system. In addition, in this figure, the three stator panels 545 can be offset by P1 and P2, which exposes the wire clip area on the lower stator panel 545 so that the connector 554 is from above for ease of assembly and disassembly. Allow it to be inserted.

일부 버전에서, 고정자 패널(545)은 강화된 열 전도율을 위해 축 방향-부팅 관계(axial-abutting relationship)로 패스너(506)를 사용하여 서로에 그리고 적어도 하나의 축방향 선반(504)(도 39)에 기계적으로 결합된다. 고정자 어셈블리(511)는 축 방향 선반(504) 중 적어도 하나에 기계적으로 결합될 수 있다. 또한, 고정자 패널(545)은 내부 둘레(507)에서 하우징 쉘(503a, 503b)의 방사형 방향 내부 표면과 접촉하는 외부 주변 에지를 가질 수 있다. 더욱이, 열 퍼티(thermal putty)는 또한 PCB와 하우징(503) 사이의 열 전달을 향상시키기 위해 접촉 표면에서 사용될 수 있다. 하우징(503)은 장치(501)에 대한 추가 냉각을 제공하기 위해 기판 설계로서 외부 핀(508)을 더 포함할 수 있다.In some versions, the stator panels 545 are to each other and at least one axial shelf 504 (FIG. 39) using fasteners 506 in an axial-abutting relationship for enhanced thermal conductivity. ) Is mechanically coupled. The stator assembly 511 may be mechanically coupled to at least one of the axial shelves 504. Further, the stator panel 545 may have an outer peripheral edge contacting radially inner surfaces of the housing shells 503a and 503b at the inner periphery 507. Moreover, thermal putty can also be used on the contact surface to improve heat transfer between the PCB and the housing 503. Housing 503 may further include external fins 508 as a substrate design to provide additional cooling for device 501.

각각의 고정자 패널(545)은 축 (505)에 대해, 복수의 고정자 패널 (545)이 (a)회전 정렬 단일 전기 위상 장치를 형성하기 위해 축(505)에 대해 단일 각도로, 또는 (b) 원하는 위상 각도(P1, P2)에서 서로로부터 회전 오프셋 (도 44)하여 다중 위상 장치를 형성하도록, 구성되는 복수의 둘레 장착 구멍 (547)(도 44 및 45)을 더 포함할 수 있다.Each stator panel 545 has a single angle relative to the axis 505 to form (a) a rotationally aligned single electrical phase device, or (b) a plurality of stator panels 545 with respect to the axis 505. It may further include a plurality of perimeter mounting holes 547 (FIGS. 44 and 45) configured to form a multi-phase device with rotational offset (FIG. 44) from each other at the desired phase angles P1 and P2.

실시예는 하우징(503) 내에 회전 가능하게 장착된 하나 이상의 회전자(542)(도 39 및 41-43)를 갖는 회전자 어셈블리를 더 포함할 수 있다. 전자(542)는 고정자 어셈블리(511)의 대향 축방향 단부에 위치할 수 있다. 회전자(542)는 함께 기계적으로 결합될 수 있다. 각각의 회전자(542)는 복수의 자석(537)을 포함할 수 있다. 일부 버전(도 41)에서, 자석(537)은 선행 및 후행 에지(539)를 포함할 수 있다. 하나의 자석의 선행 에지(539)는 인접한 자석 (537) 사이에서 축(505)에 대해 일관된 원주 간격을 정의하기 위해 인접한 자석 (537)의 후행 에지에 평행할 수 있다. 자석(537)의 평행한 선행 및 후행 에지 (539)로 구성된 장치(501)는, 예를 들어, 자석(37) 중 인접한 자석(37) 상에 평행하지 않은 선행 및 후행 에지(69)를 갖는 자석(37)(도 9)을 갖는 장치에 비교하여 장치(501)의 자속 용량을 약 3% 증가시킬 수 있다.Embodiments may further include a rotor assembly having one or more rotors 542 (FIGS. 39 and 41-43) rotatably mounted within the housing 503. The former 542 may be located at an opposite axial end of the stator assembly 511. The rotors 542 may be mechanically coupled together. Each rotor 542 may include a plurality of magnets 537. In some versions (FIG. 41 ), magnet 537 may include leading and trailing edges 539. The leading edge 539 of one magnet may be parallel to the trailing edge of an adjacent magnet 537 to define a consistent circumferential spacing about the axis 505 between adjacent magnets 537. The device 501 consisting of the parallel leading and trailing edges 539 of the magnet 537 is, for example, having non-parallel leading and trailing edges 69 on adjacent ones 37 of the magnets 37. It is possible to increase the magnetic flux capacity of the device 501 by about 3% compared to a device having a magnet 37 (FIG. 9).

자석(537)의 실시예는 도시된 바와 같이 사다리꼴 형상일 수 있다. 각각의 자석(537)의 버전은 축(505)에 대해, 그 외부 방사형 에지(540)에 평행 한 내부 방사형 에지(538)(도 41)를 포함할 수 있다. 자석(537)은 짝수 또는 홀수의 자석(537)을 포함할 수 있다. 축(505)에 대해, 자석(537) 중 원주 방향으로 인접한 자석은 반대의 자극을 포함한다. 대향하는 회전자(542)에서, 자석(537) 중 정반대하는 것은 대향 자극을 포함할 수 있다.An embodiment of the magnet 537 may have a trapezoidal shape as shown. The version of each magnet 537 may include an inner radial edge 538 (FIG. 41) parallel to its outer radial edge 540 with respect to the axis 505. The magnet 537 may include an even or odd number of magnets 537. With respect to the axis 505, one of the magnets 537 adjacent in the circumferential direction includes opposite magnetic poles. In the opposing rotor 542, the opposite of the magnets 537 may include opposing magnetic poles.

일부 실시예(도 42, 43 및 46)에서, 각각의 회전자(542)는 회전자 허브 (544)의 하나의 축방향 측면에 장착된 자기 백킹(magnetic backing)(546)을 갖는 회전자 허브(544)를 포함할 수 있다. 자석(537)은 회전자 허브(544)의 축방향 반대쪽에 장착될 수 있다. 종합적으로, 도 42는 자석(537)이 자석 방사형 스팬 (magnet radial span)(560)을 정의하기 위해 축(505)에 대해 자석 내부 반경 또는 직경(magnet inner radius or diameter: MID) 및 자석 외부 반경 또는 직경 (magnet outer radius or diameter: MOD)을 정의할 수 있는 방법을 예시한다. 자기 배킹(magnetic backing)(546)은 자석 내부 직경 MID보다 작은 배킹 내경 또는 직경(backing inner radius or diameter:BID)을 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 자기 배킹(magnetic backing)(546)는 배킹 방사형 스팬(backing radial span)(561)을 정의하기 위해 자석 외경 MOD보다 큰 배킹 외부 직경(backing outer diameter: BOD)을 가질 수 있다. 또한, 배킹 외부 직경 (BOD)은 도시된 바와 같이 회전자 허브 (544)의 외부 둘레와 같은 높이(flush with) 일 수 있다.In some embodiments (Figures 42, 43 and 46), each rotor 542 is a rotor hub having a magnetic backing 546 mounted on one axial side of the rotor hub 544. (544) may be included. The magnet 537 may be mounted on the opposite side of the rotor hub 544 in the axial direction. Collectively, Figure 42 shows the magnet inner radius or diameter (MID) and magnet outer radius with respect to the axis 505 to define the magnet radial span 560 by the magnet 537. Or, it exemplifies how to define the magnet outer radius or diameter (MOD). The magnetic backing 546 may include a backing inner radius or diameter (BID) smaller than the magnet inner diameter MID. Additionally or alternatively, the magnetic backing 546 may have a backing outer diameter (BOD) greater than the magnet outer diameter MOD to define a backing radial span 561. have. In addition, the backing outer diameter (BOD) may be flush with the outer circumference of the rotor hub 544 as shown.

다른 예에서, 회전자 허브(544)는 자석(537)과 더 큰 자기 배킹(지지체) (546) 사이에 직접(축 방향으로) 위치하는 더 작은 자기 배킹(지지체) (548)뿐만 아니라 더 큰 자기 배킹(지지체)(546)를 가질 수있다. 더 작은 자기 배킹 (548)은 더 작은 배킹 방사형 스팬(562)을 정의할 수 있다. 자기 백킹(546, 548)은 단일 모놀리식 층, 복수의 적층된 층(도시된 바와 같이)일 수 있고, 탄소, 실리콘, 강자성 재료 등을 포함하는 임의의 자성 재료를 포함할 수 있다. 회전자 허브(544)의 버전은 각각의 자석(537)을 위한 사다리꼴 구멍(550)(도 46)을 포함 할 수 있다. 자석(537)은 하나의 버전에서 자기 백킹(546, 548)에 대한 자기 인력에 의해서만 회전자 허브에 고정될 수 있다. 다른 버전에서는 접착제도 사용할 수 있다.In another example, the rotor hub 544 has a larger magnetic backing (support) 548 as well as a smaller magnetic backing (support) 548 located directly (axially) between the magnet 537 and a larger magnetic backing (support) 546. It may have a magnetic backing (support) 546. The smaller magnetic backing 548 can define a smaller backing radial span 562. The magnetic backings 546 and 548 may be a single monolithic layer, a plurality of stacked layers (as shown), and may include any magnetic material including carbon, silicon, ferromagnetic materials, and the like. A version of the rotor hub 544 may include a trapezoidal hole 550 (FIG. 46) for each magnet 537. The magnet 537 can be fixed to the rotor hub only by magnetic attraction to the magnetic backings 546 and 548 in one version. In other versions, adhesives can also be used.

회전자 어셈블리는 회전자(542)를 샤프트(551)에 연결하기위한 다양한 하드웨어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 39, 42 및 45는 회전자 허브(544)를 패스너로 샤프트(551)에 고정할 수있는 4중 분할링 클램프 구조(quad-split-ring clamp structure)(553)를 도시한다. 회전자 허브(544)는 4중 분할링 클램프 구조 (553)의 외부 베벨 버전(outer beveled versions)을 수용하기위한 내부 베벨(inner bevel)을 포함할 수 있다. 샤프트 베어링(shaft bearings)은 샤프트(551) 및 회전자 어셈블리를 하우징에 회전 가능하게 장착할 수 있다.The rotor assembly may include various hardware for connecting the rotor 542 to the shaft 551. For example, Figures 39, 42 and 45 show a quad-split-ring clamp structure 553 capable of fixing the rotor hub 544 to the shaft 551 with fasteners. . The rotor hub 544 may include an inner bevel to receive outer beveled versions of the quad split ring clamp structure 553. Shaft bearings may rotatably mount the shaft 551 and the rotor assembly to the housing.

장치(501)의 또 다른 실시 예는 복수의 코어(580)(도 44-45)를 갖는 고정자 패널(545)을 포함할 수 있다. 각각의 코어(580)는 자성 재료(예를 들어, 탄소강, 철, 페라이트 등) 및 도시된 사다리꼴과 같은 다양한 형상을 포함할 수 있다. 각각의 코어(580)는 고정자 패널(545)의 각각의 코일(549)의 중심(582)에 위치할 수 있다. 코어(580)는 코일(549)로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 코어(580)의 버전은 고정자 패널(545)의 각각의 축방향 표면과 동일한 높이 또는 실질적으로 동일한 높이(flush or substantially flush with)인 하나 또는 두 축방향 표면을 포함할 수 있다.Another embodiment of the device 501 may include a stator panel 545 having a plurality of cores 580 (FIGS. 44-45 ). Each core 580 may include a magnetic material (eg, carbon steel, iron, ferrite, etc.) and various shapes, such as the trapezoid shown. Each core 580 may be located at the center 582 of each coil 549 of the stator panel 545. Core 580 may be electrically insulated from coil 549. Versions of core 580 may include one or two axial surfaces flush or substantially flush with each axial surface of stator panel 545.

일부 예들에서, 각각의 코일 (549)의 중심 (582)은 각각의 코일 (549)의 가장 안쪽 트레이스 (552) 내부에 위치 된 체적 (예를 들어, 오목한 체적)을 포함 할 수있다.In some examples, the center 582 of each coil 549 can include a volume (eg, a concave volume) located inside the innermost trace 552 of each coil 549.

하나의 버전에서, 코어(580)가 PCB의 제조 동안 포함 될 수 있도록, 고정자 패널(545)의 PCB를 제조하는 동안 볼륨이 형성될 수 있다. 다른 버전에서, PCB가 제조된 후에 볼륨이 PCB로부터 제거될 수 있어서, 코어(580)가 PCB 제조 후에 PCB에 추가된다. 자기 코어(580)는 장치(501)의 자속 용량을 증가시킬 수 있으며, 이는 장치(501)의 고효율을 유지하면서 약한 자석의 사용을 허용할 수 있으며, 및/또는 장치(501)의 직경은 성능 저하 없이 더 작을 수 있다. In one version, the volume may be formed during the fabrication of the PCB of the stator panel 545 so that the core 580 can be included during the fabrication of the PCB. In another version, the volume may be removed from the PCB after the PCB is manufactured, so that the core 580 is added to the PCB after the PCB manufacturing. The magnetic core 580 may increase the magnetic flux capacity of the device 501, which may allow the use of weak magnets while maintaining the high efficiency of the device 501, and/or the diameter of the device 501 It can be smaller without degradation.

다른 버전은 다음 실시예 중 하나 이상을 포함할 수 있다:Other versions may include one or more of the following embodiments:

1. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 1. In the axial field rotational energy device,

회전축 및 자석을 포함하는 회전자; A rotor including a rotating shaft and a magnet;

상기 회전자와 동축인 고정자, 상기 고정자는 축방향으로 이격된 복수의 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하고, 각 PCB 층은 전기 연결용 단자가 두개 뿐인 코일로 구성되고, 각 코일은 연속적이고 단 두 단자 사이에서 중단되지 않고, 각 코일은 단일 전기 위상으로 구성되어 있고, 및 각각의 코일의 두 단자 중 하나는 코일쌍을 정의하기 위해 비아를 통해 다른 코일에 전기적으로 결합되고; 및The stator coaxial with the rotor, the stator includes a printed circuit board (PCB) having a plurality of PCB layers spaced apart in an axial direction, and each PCB layer is composed of a coil having only two terminals for electrical connection, and each coil Is continuous and uninterrupted between only two terminals, each coil consists of a single electrical phase, and one of the two terminals of each coil is electrically coupled to the other via a via to define a coil pair; And

각각의 코일 쌍은 다른 비아와 함께 다른 코일 쌍에 전기적으로 결합한다. Each pair of coils is electrically coupled to another pair of coils with other vias.

2. 각 PCB 층은 복수의 코일을 포함하고, 각 코일 쌍의 코일은 동일 평면이고 동일한 PCB 층에 위치하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.2. The axial field rotation energy device of any of these embodiments, wherein each PCB layer comprises a plurality of coils, and the coils of each coil pair are coplanar and located on the same PCB layer.

3. 각 코일 쌍에 있는 상기 코일은 상이한 PCB 층에 위치하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치. 3. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the coils in each coil pair are located on a different PCB layer.

4. 코일의 적어도 2개는 전기적으로 직렬로 연결되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.4. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein at least two of the coils are electrically connected in series.

5. 코일의 적어도 2개는 전기적으로 병렬로 연결되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.5. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein at least two of the coils are electrically connected in parallel.

6. 코일의 적어도 2개는 전기적으로 병렬로 연결되고, 코일의 다른 적어도 2개는 전기적으로 직렬로 연결되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.6. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein at least two of the coils are electrically connected in parallel and the other at least two of the coils are electrically connected in series.

7. 적어도 2개의 코일 쌍이 전기적으로 병렬로 연결되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.7. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein at least two pairs of coils are electrically connected in parallel.

8. 적어도 2개의 코일 쌍이 전기적으로 직렬로 연결되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.8. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein at least two pairs of coils are electrically connected in series.

9. 적어도 2개의 코일 쌍이 전기적으로 병렬로 연결되고, 적어도 2개의 코일 쌍이 전기적으로 직렬로 연결되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.9. The axial field rotation energy device of any one of these embodiments, wherein at least two pairs of coils are electrically connected in parallel and at least two pairs of coils are electrically connected in series.

10. 각각의 PCB 층은 PCB 층 표면적을 포함하고, 각 PCB 층상의 코일은 PCB 층 표면적의 적어도 약 75% 내지 약 99% 범위에 있는 코일 표면적을 갖는 복수의 코일을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치. 10. Of these embodiments, each PCB layer includes a PCB layer surface area, and the coils on each PCB layer include a plurality of coils having a coil surface area ranging from at least about 75% to about 99% of the PCB layer surface area. Any one axial field rotational energy device.

11. 각각의 PCB 층은 동일 평면이고 축을 중심으로 대칭적으로 이격된 복수의 코일을 포함하고, 축에 대해 인접한 PCB 층의 코일은 축 방향으로 코일의 대칭 스택을 정의하기 위해 축에 대해 서로 원주 방향으로 정렬되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.11.Each PCB layer is coplanar and contains a plurality of coils symmetrically spaced about an axis, and the coils of the PCB layers adjacent to the axis are circumferentially circumferential to each other to define a symmetric stack of coils in the axial direction The axial field rotational energy device of any of these embodiments, aligned in the direction.

12. 상기 고정자는 적어도 단일 전기 위상을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.12. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the stator comprises at least a single electrical phase.

13. 상기 고정자는 적어도 2개의 전기 위상을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.13. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the stator comprises at least two electrical phases.

14. 각 PCB 층은 각 전기 위상용 복수의 코일을 포함하고, 각 전기 위상용 코일은 전기 위상 사이의 원하는 위상 각도를 정의하기 위해 각 P{CB 층 내에 축에 대해 서로 각 오프셋인, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.14. Each PCB layer contains a plurality of coils for each electrical phase, and each electrical phase coil is each offset from each other with respect to the axis within each P{CB layer, to define the desired phase angle between the electrical phases. The axial field rotation energy device of any of the examples.

15. 상기 고정자는 단일 단일(single unitary) 패널을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.15. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the stator comprises a single unitary panel.

16. 각 코일은 오로지 하나의 비아를 갖는 다른 코일에 결합되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.16. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein each coil is coupled to another coil with only one via.

17. 각 코일 쌍은 오로지 하나의 비아를 갖는 다른 코일 쌍에 결합되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.17. The axial field rotation energy device of any of these embodiments, wherein each coil pair is coupled to another coil pair with only one via.

18. 상기 비아는 복수의 비아를 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.18. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the via comprises a plurality of vias.

19. 상기 다른 비아는 복수의 비아를 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.19. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the other via comprises a plurality of vias.

20. 상기 축방향 필드 회전 에너지 장치는 발전기인, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.20. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein the axial field rotational energy device is a generator.

21. 상기 축방향 필드 회전 에너지 장치는 모터인, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.21. The axial field rotation energy device of any of these embodiments, wherein the axial field rotation energy device is a motor.

22. 상기 축방향 필드 회전 에너지 장치는 두개 이상의 전기 위상 및 두개 이상의 외부 단자를 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.22. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein the axial field rotational energy device comprises at least two electrical phases and at least two external terminals.

23. 상기 코일은 서로 동일한, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.23. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the coils are identical to each other.

24. 상기 적어도 2개의 코일은 서로 동일하지 않고, 서로 적어도 크기 또는 모형이 상이한, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.24. The axial field rotation energy device of any one of these embodiments, wherein the at least two coils are not identical to each other and are at least different in size or model from each other.

25. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 25. In the axial field rotational energy device,

회전 축 및 자석을 포함하는 회전자; 및 A rotor including a rotating shaft and a magnet; And

상기 회전자에 동축인 고정자 - 여기서 상기 고정자는 축방향으로 이격된 복수의 PCB 층을 포함하는 PCB를 포함하고, 각 PCB 층은 코일을 포함하고, 상기 복수의 PCB 층은:A stator coaxial to the rotor, wherein the stator comprises a PCB comprising a plurality of axially spaced PCB layers, each PCB layer comprising a coil, and the plurality of PCB layers:

복수의 코일 층 쌍을 포함하고, 각 코일 층 쌍의 코일은 서로 다른 PCB 층에 있고, 코일 층 쌍 중 적어도 두 개는 병렬로 함께 연결되고, 코일 층 쌍 중 적어도 다른 두 개는 직렬로 함께 연결된다. It includes a plurality of coil layer pairs, the coils of each coil layer pair are on different PCB layers, at least two of the coil layer pairs are connected together in parallel, and at least the other two of the coil layer pairs are connected together in series. do.

26. 상기 고정자는 적어도 2개의 전기 위상을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.26. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the stator comprises at least two electrical phases.

27. 각 PCB 층은 각 전기 위상에 대한 복수의 코일을 포함하고, 각 전기 위상에 대한 코일은 전기 위상 사이의 원하는 위상 각도 이동을 정의하기 위해 각 PCB 층 내의 축에 대해 서로 각도 오프셋되어 있는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.27. Each PCB layer contains a plurality of coils for each electrical phase, and the coils for each electrical phase are angularly offset from each other with respect to the axis within each PCB layer to define the desired phase angular shift between electrical phases. The axial field rotational energy device of any of these embodiments.

28. 각 코일은 단일 전기 위상을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.28. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein each coil comprises a single electrical phase.

29. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 29. In the axial field rotational energy device,

회전 축 및 자석을 포함하는 회전자; A rotor including a rotating shaft and a magnet;

상기 회전자에 동축인 고정자- 여기서, 상기 고정자는 축 방향으로 서로 이격된 제 1 PCB 층과 제 2 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하고, 각 PCB 층은 연속적인 코일을 포함하고 각 코일에는 전기 연결을 위한 두 개의 단자 만 가지고; 및 A stator coaxial to the rotor-wherein the stator comprises a printed circuit board (PCB) having a first PCB layer and a second PCB layer spaced apart from each other in an axial direction, each PCB layer comprising a continuous coil, Each coil has only two terminals for electrical connection; And

상기 하나의 비아는 각 코일의 하나의 단자를 통해 코일을 전기적으로 결합한다. The one via electrically couples the coils through one terminal of each coil.

30. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 30. In the axial field rotational energy device,

회전 축 및 자석을 포함하는 회전자; A rotor including a rotating shaft and a magnet;

회전자와 동축인 고정자, 상기 고정자는 2개 이상의 전기 위상을 갖는 단일 단일(single unitary) 패널로 구성된 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하고, 상기 PCB는 축방향으로 이격된 복수의 PCB 층을 포함하며, 각 PCB 층은 복수의 코일로 구성되며, 각 코일에는 전기 연결 용 단자가 두 개 뿐이고, 각 코일은 연속적이고 단 두 단자 사이에서 중단되지 않고(uninterrupted), 각 코일은 단일 전기 위상으로 구성되어 있고, 각 코일의 두 단자 중 하나는 코일 쌍을 정의하기 위해 하나의 비아만으로 다른 코일에 전기적으로 연결되고, 각 코일 쌍은 다른 하나의 비아를 사용하여 다른 코일 쌍에 전기적으로 연결되고; A stator coaxial with the rotor, the stator includes a printed circuit board (PCB) consisting of a single unitary panel having two or more electrical phases, and the PCB includes a plurality of PCB layers spaced apart in the axial direction. Each PCB layer consists of a plurality of coils, each coil has only two terminals for electrical connection, each coil is continuous and uninterrupted between only two terminals, and each coil consists of a single electrical phase. And one of the two terminals of each coil is electrically connected to the other coil with only one via to define the coil pair, and each coil pair is electrically connected to the other coil pair using the other via;

각 PCB 층의 코일은 동일 평면에 있고 축에 대해 대칭적으로 이격되어 있고, 인접한 PCB층의 코일은 축방향으로 코일의 대칭 스택을 정의하기 위해 서로 원주 방향으로 정렬되고; The coils of each PCB layer are coplanar and symmetrically spaced about the axis, the coils of adjacent PCB layers are circumferentially aligned with each other to define a symmetrical stack of coils in the axial direction;

각 PCB 층은 각 전기 위상에 대한 복수의 코일을 포함하고, 각 전기 위상에 대한 코일은 전기 위상 사이에서 원하는 위상 각도 이동을 정의하기 위해 각 PCB 층안의 축에 대해 서로 각도 오프셋 되어 있다.Each PCB layer contains a plurality of coils for each electrical phase, and the coils for each electrical phase are angularly offset from each other with respect to the axis within each PCB layer to define the desired phase angular shift between electrical phases.

1. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 1. In the axial field rotational energy device,

회전 축 및 자석을 포함하는 회전자; 및 A rotor including a rotating shaft and a magnet; And

상기 회전자에 동축인 고정자, 상기 고정자는 상기 축에 대해 같이 결합되는 복수의 고정자 세그먼트를 포함하고, 각 고정자 세그먼트는 코일을 포함하는 PCB 층을 가지는 인쇄 회로 기판(PCB)르 포함하고, 상기 각 고정자 세그먼트는 오로지 하나의 전기 위상을 포함한다. A stator coaxial to the rotor, the stator includes a plurality of stator segments coupled together with respect to the axis, each stator segment including a printed circuit board (PCB) having a PCB layer including a coil, each of the stator segments The stator segment contains only one electrical phase.

2. 상기 고정자는 오로지 하나의 전기 위상을 구성하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.2. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the stator constitutes only one electrical phase.

3. 상기 고정자는 복수의 전기 위상을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.3. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the stator comprises a plurality of electrical phases.

4. 상기 코일은 서로 동일한, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.4. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the coils are identical to each other.

5. 각각의 PCB 층은 동일 평면에 있고 축에 대해 서로 각도로 이격된 복수의 코일을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.5. The axial field rotation energy device of any of these embodiments, wherein each PCB layer is coplanar and includes a plurality of coils spaced at an angle from one another with respect to the axis.

6. 각각의 고정자 세그먼트는 복수의 PCB 층을 포함하고, 각각은 상기 단 하나의 전기 상을 제공하도록 구성되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.6. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein each stator segment comprises a plurality of PCB layers, each configured to provide the only one electrical phase.

7. 각 고정자 세그먼트상의 각 PCB 층은 동일 평면이고 상기 단 하나의 전기적 위상을 제공하도록 구성된 복수의 코일을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.7. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein each PCB layer on each stator segment is coplanar and comprises a plurality of coils configured to provide the only one electrical phase.

8. 각 코일은 PCB의 약(about) 내부 직경에서 PCB의 약 외부 직경까지 연장되는 방사형 트레이스를 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.8. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein each coil includes a radial trace extending from about the inner diameter of the PCB to about the outer diameter of the PCB.

9. 각 코일은 최외곽 트레이스 부분에서 동심의 최내측 트레이스 부분까지 연속적인 트레이스를 포함하고, 코일은 선형 측면(linear sides)과 턴(turns)을 갖는 방사형 소자를 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.9. Each coil contains a continuous trace from the outermost trace portion to the concentric innermost trace portion, and the coil comprises a radial element having linear sides and turns. One axial field rotational energy device.

10. 각 코일은 최외곽 트레이스에서 동심원 최내측 트레이스까지 연속적인 선형 트레이스만을 포함하고, PCB 층의 트레이스가 선형이 아니고, 상기 각 코일은 유일한 선형 트레이스를 결합하기 위한 코너를 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.10. Each coil contains only continuous linear traces from the outermost trace to the concentric innermost trace, and the traces on the PCB layer are not linear, and each coil contains a corner for joining a unique linear trace. Any one of the axial field rotational energy devices.

11. 각 PCB 층은 PCB 층 표면적을 포함하고, 각 PCB 층상의 코일은 PCB 층 표면적의 적어도 약 75% 내지 약 99%의 범위에 있는 코일 표면적을 갖는 복수의 코일을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.11. Of these embodiments, each PCB layer comprises a PCB layer surface area, and the coils on each PCB layer comprise a plurality of coils having a coil surface area in the range of at least about 75% to about 99% of the PCB layer surface area. Any one axial field rotational energy device.

12. 각각의 PCB 층은 동일 평면에 있고 축에 대해 대칭적으로 이격된 복수의 코일을 포함하고, 인접한 PCB 층의 코일은 축방향으로 코일의 대칭 스택(stack)을 정의하기 위해 축에 대해 서로 원주 방향으로 정렬되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.12. Each PCB layer contains a plurality of coils that are coplanar and symmetrically spaced about an axis, and the coils of adjacent PCB layers are axially aligned with each other to define a symmetrical stack of coils. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, aligned in the circumferential direction.

13. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 13. In the axial field rotational energy device,

회전 축 및 자석을 포함하는 회전자; A rotor including a rotating shaft and a magnet;

상기 회전자에 동축인 고정자,- 여기서 상기 고정자는 A stator coaxial to the rotor,-where the stator is

고정자는 축을 중심으로 함께 결합된 복수의 고정자 세그먼트를 포함하고, 각각의 고정자 세그먼트는 각각 코일을 포함하는 복수의 PCB층을 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하고, PCB층은 축 방향으로 서로 이격되어 있고,각 PCB에는 짝수의 PCB 층이 있고, PCB 층은 층 쌍으로 구성되고, 각 층 쌍은 비아와 함께 전기적으로 연결된 두 개의 PCB 층으로 정의되고, 각 층 쌍은 다른 비아와 다른 층 쌍에 결합된다. The stator includes a plurality of stator segments coupled together around an axis, each stator segment includes a printed circuit board (PCB) having a plurality of PCB layers each containing a coil, and the PCB layers are spaced apart from each other in the axial direction. Each PCB has an even number of PCB layers, a PCB layer consists of a pair of layers, each layer pair is defined as two PCB layers electrically connected with a via, and each layer pair is a different via and a different layer pair. Is bound to

14. 상기 적어도 하나의 PCB 층은 다른 PCB 층과 직렬로 전기적으로 결합되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.14. The axial field rotation energy device of any of these embodiments, wherein the at least one PCB layer is electrically coupled in series with another PCB layer.

15. 상기 적어도 하나의 PCB 층은 다른 PCB 층과 병렬로 전기적으로 결합되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.15. The axial field rotation energy device of any of these embodiments, wherein the at least one PCB layer is electrically coupled in parallel with another PCB layer.

16. 상기 적어도 하나의 층 쌍은 다른 층 쌍과 직렬로 전기적으로 결합되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.16. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein the at least one layer pair is electrically coupled in series with the other layer pair.

17. 상기 적어도 하나의 층 쌍은 다른 층 쌍과 병렬로 전기적으로 결합되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.17. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the at least one layer pair is electrically coupled in parallel with the other layer pair.

18. 상기 적어도 하나의 층 쌍은 서로 축방향으로 이격되고 축방향으로 인접하는 2개의 PCB 층을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.18. The axial field rotation energy device of any one of these embodiments, wherein the at least one layer pair comprises two PCB layers axially spaced from each other and axially adjacent.

19. 층 쌍 중 적어도 하나는 서로 축 방향으로 인접하지 않은 2개의 PCB 층을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.19. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein at least one of the layer pairs comprises two PCB layers that are not axially adjacent to each other.

20. 층 쌍 중 적어도 하나는 상기 층 쌍 중 적어도 하나가 전기적으로 결합되는 층 쌍에 축 방향으로 인접하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.20. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein at least one of the layer pairs is axially adjacent to the layer pair to which at least one of the layer pairs is electrically coupled.

21. 적어도 하나의 층 쌍은 상기 적어도 하나의 층 쌍이 전기적으로 결합되는 층 쌍에 축 방향으로 인접하지 않는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.21. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein at least one layer pair is not axially adjacent to the layer pair to which the at least one layer pair is electrically coupled.

22. 상기 코일은 서로 동일한, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.22. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the coils are identical to each other.

23. 상기 적어도 2개의 코일은 서로 동일하지 않고, 적어도 크기, 모형 또는 구조가 상이한, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.23. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein the at least two coils are not identical to each other and are at least different in size, model or structure.

24. 상기 축방향 필드 회전 에너지 장치는, 24. The axial field rotational energy device,

회전 축 및 자석을 포함하는 회전자; 및 A rotor including a rotating shaft and a magnet; And

상기 회전축에 동축인 고정자- 여기서 상기 고정자는 복수의 고정자 세그먼트 및 복수의 전기 위상을 포함하고, 각 고정자 세그먼트는 코일이 있는 적어도 하나의 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하고, 각 고정자 세그먼트는 단 하나의 전기 위상을 포함한다. A stator coaxial to the axis of rotation, wherein the stator comprises a plurality of stator segments and a plurality of electrical phases, each stator segment comprising a printed circuit board (PCB) having at least one PCB layer with a coil, each stator The segment contains only one electrical phase.

25. 상기 축방향 필드 회전 에너지 장치는, 25. The axial field rotational energy device,

회전 축 및 자석을 포함하는 회전자; 및 A rotor including a rotating shaft and a magnet; And

회전자와 동축인 고정자, 여기서 고정자는 축을 중심으로 함께 결합된 복수의 고정자 세그먼트를 포함하며, 각각의 고정자 세그먼트는 각각 코일을 포함하는 복수의 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하고, PCB층은 축 방향으로 서로 이격되어 있고, 각 PCB에는 짝수의 PCB 층이 있고, PCB층은 층 쌍으로 구성되고, 각 층 쌍은 전기적으로 함께 연결된 두 개의 PCB 층으로 정의되고; 및 A stator coaxial with the rotor, wherein the stator comprises a plurality of stator segments coupled together about an axis, each stator segment comprising a printed circuit board (PCB) having a plurality of PCB layers each comprising a coil, The PCB layers are spaced apart from each other in the axial direction, each PCB has an even number of PCB layers, the PCB layer consists of a pair of layers, and each pair of layers is defined as two PCB layers electrically connected together; And

각 PCB 층 내 상기 코일은 동일 평면 상에 있고, 각도 및 대칭적으로 상기 축에 대하여 서로 이격되고, 인접한 PCB 층 내 상기 코일은 축방향 내 코일의 대칭적인 스택을 정의하기 위해 서로 원주를 따라 정렬된다. The coils in each PCB layer are coplanar, angularly and symmetrically spaced from each other with respect to the axis, and the coils in adjacent PCB layers are aligned circumferentially with each other to define a symmetrical stack of coils in the axial direction. do.

26. 상기 고정자는 오로지 하나의 전기 위상을 포함하고, 상기 코일은 서로 동일한, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.26. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the stator comprises only one electrical phase and the coils are identical to each other.

27. 상기 고정자는 복수의 전기 위상을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.27. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the stator comprises a plurality of electrical phases.

28. 각 PCB 층은 오로지 하나의 전기 위상을 제공하도록 구성된, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.28. The axial field rotation energy device of any of these embodiments, wherein each PCB layer is configured to provide only one electrical phase.

29. 각 고정자 세그먼트 상의 각 PCB 층 상의 코일은 오로지 하나의 전기 위상을 제공하도록 구성된, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.29. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the coil on each PCB layer on each stator segment is configured to provide only one electrical phase.

30. 축방향 필드 회전 에너지 장치는 단일 전기 위상을 구성하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.30. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the axial field rotational energy device constitutes a single electrical phase.

1. 축방향 필드 회전 에너지 장치용 모듈에 있어서, 1. In the module for an axial field rotational energy device,

하우징을 제 2 모듈의 제 2 하우징에 기계적으로 결합하도록 구성된 결합 구조 및 하우징을 제 2 하우징에 전기적으로 결합하도록 구성된 전기 소자를 갖는 하우징;A housing having a coupling structure configured to mechanically couple the housing to a second housing of the second module and an electrical element configured to electrically couple the housing to the second housing;

하우징에 회전 가능하게 장착되고, 축과 자석을 포함하는 회전자;와A rotor rotatably mounted on the housing and including a shaft and a magnet; and

회전자와 동축으로 하우징에 장착된 고정자, 여기서 고정자는 코일을 포함하는 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판 (PCB)을 포함한다.A stator mounted to the housing coaxially with the rotor, wherein the stator comprises a printed circuit board (PCB) having a PCB layer comprising a coil.

2. 상기 회전자 및 고정자는 상기 하우징에 의해 둘러쌓이고 내부에 위치하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈. 2. The module of any of these embodiments, wherein the rotor and stator are enclosed by the housing and located inside.

3. 회전자는 복수의 회전자를 포함하고, 자석은 복수의 자석을 포함하고, 고정자는 복수의 고정자를 포함하고, 각각의 고정자는 복수의 PCB 층을 포함하고, 각 PCB 층은 복수의 코일을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈.3. The rotor includes a plurality of rotors, the magnet includes a plurality of magnets, the stator includes a plurality of stators, each stator includes a plurality of PCB layers, and each PCB layer includes a plurality of coils. Including, the module of any one of these embodiments.

4. 모듈은 프레임에 직접 연결되도록 구성되고 모듈은 제 2 모듈에 간접적으로 연결되도록 구성되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈.4. The module of any of these embodiments, wherein the module is configured to be directly connected to the frame and the module is configured to be connected indirectly to the second module.

5. 상기 하우징은 상기 축에 대해 원하는 각도 방향으로 고정자를 배향시키는 측벽을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈. 5. The module of any one of these embodiments, wherein the housing includes sidewalls for orienting the stator in a desired angular direction with respect to the axis.

6. 상기 고정자는 복수의 고정자를 포함하고, 상기 측벽은 상기 축에 대해 원하는 각도 배향에서 복수의 고정자를 각도 오프셋하는 복수의 측벽 세그먼트를 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈. 6. The module of any one of these embodiments, wherein the stator comprises a plurality of stators, and the sidewall comprises a plurality of sidewall segments angularly offsetting the plurality of stators in a desired angular orientation with respect to the axis.

7. 각각의 측벽 세그먼트는 내부에 형성된 슬롯을 갖는 방사형 내부 표면을 포함하고, 슬롯은 축에 대해 고정자의 원하는 각도 방향을 수용하고 유지하고, 슬롯은 집합적으로 고정자와 회전자 사이의 공극 간격에서 고정자의 외부 에지를 유지하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈. 7. Each side wall segment comprises a radial inner surface having a slot formed therein, the slot receiving and maintaining the desired angular orientation of the stator with respect to the axis, and the slots collectively at the gap gap between the stator and the rotor. The module of any of these embodiments, retaining the outer edge of the stator.

8. 상기 고정자는 공냉식 이며 수냉식이 아닌, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈. 8. The stator is air-cooled and not water-cooled, the module of any one of these embodiments.

9. 상기 PCB 층은 복수의 PCB 층을 포함하고, 각각은 복수의 코일을 가지고, 각 코일은 오로지 두개의 단자를 갖고, 각 코일은 단지 두개의 단자 사이에서 연속적이고 중단되지 않으며, 및 각 코일은 전기적으로 다른 코일과 비아를 통해 결합되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈. 9. The PCB layer contains a plurality of PCB layers, each of which has a plurality of coils, each coil has only two terminals, each coil is continuous and uninterrupted between only two terminals, and each coil The module of any one of these embodiments, which is electrically coupled through other coils and vias.

10. 두개의 코일은 코일 쌍을 정의하기 위하여 함께 결합하고, 각 코일 쌍은 다른 비아를 통해 다른 코일 쌍과 결합하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈. 10. The module of any of these embodiments, wherein the two coils are joined together to define a coil pair, and each coil pair is coupled with another coil pair through a different via.

11. 각 코일 쌍은 다른 PCB 층상에 위치하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈. 11. Module of any of these embodiments, with each coil pair located on a different PCB layer.

12. 각 코일은 오로지 하나의 비아로 다른 코일과 결합하고, 각 코일 쌍은 오로지 하나의 다른 비아로 다른 코일 쌍과 결합하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈. 12. The module of any one of these embodiments, wherein each coil couples with the other coil with only one via, and each coil pair with the other coil pair with only one other via.

13. 상기 고정자는 복수의 고정자 세그먼트를 포함하고, 각각은 PCB를 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈. 13. The module of any of these embodiments, wherein the stator comprises a plurality of stator segments, each comprising a PCB.

14. 상기 고정자는 오로지 하나의 전기 위상을 구성하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈.14. The module of any of these embodiments, wherein the stator constitutes only one electrical phase.

15. 상기 고정자는 복수의 전기 위상을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈.15. The module of any of these embodiments, wherein the stator comprises a plurality of electrical phases.

16. 축방향 필드 회전 에너지 장치용 모듈에 있어서, 16. In the module for an axial field rotational energy device,

하우징을 제 2 모듈의 제 2 하우징에 기계적으로 결합하도록 구성된 결합 구조, 및 하우징을 제 2 하우징에 전기적으로 결합하도록 구성된 전기 요소를 포함하는 하우징;A housing including a coupling structure configured to mechanically couple the housing to a second housing of the second module, and an electrical element configured to electrically couple the housing to the second housing;

상기 하우징에 회전가능하게 설치된 복수의 회전자, 및 상기 회전자는 축과 자석을 포함하고; 및 A plurality of rotors rotatably installed in the housing, and the rotor includes a shaft and a magnet; And

상기 복수의 고정자는 상기 회전자와 동축으로 상기 하우징에 설치되고, 각 고정자는 코일을 포함하는 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판 PCB를 포함하고, 상기 고정자는 상기 하우징 내에 함께 전기적으로 결합된다. The plurality of stators are installed in the housing coaxially with the rotor, each stator includes a printed circuit board PCB having a PCB layer including a coil, and the stators are electrically coupled together in the housing.

17. 축방향 필드 회전 에너지 장치용 모듈에 있어서, 17. In the module for an axial field rotational energy device,

하우징을 제 2 모듈의 제 2 하우징에 기계적으로 결합하도록 구성된 결합 구조, 및 하우징을 제 2 하우징에 전기적으로 결합하도록 구성된 전기 소자를 갖는 하우징; A housing having a coupling structure configured to mechanically couple the housing to a second housing of the second module, and an electrical element configured to electrically couple the housing to the second housing;

축에 대하여 상기 하우징에 회전가능하게 설치된 회전자, 및 각 회전자는 자석을 포함하고; A rotor rotatably installed in the housing with respect to an axis, and each rotor comprises a magnet;

회전자와 동축으로 하우징에 장착된 고정자, 각각의 고정자는 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하고, 각 PCB 층은 코일을 포함하고; 및A stator mounted on the housing coaxially with the rotor, each stator comprising a printed circuit board (PCB) having a PCB layer, each PCB layer comprising a coil; And

하우징은 축에 대해 원하는 각도 방향으로 고정자를 배향시키는 복수의 측벽 세그먼트를 포함하고, 원하는 위상 각도에서 고정자를 각도로 오프셋하고, 측벽 세그먼트는 내부에 슬롯이 형성된 방사형 내부 표면을 포함하고, 슬롯은 고정자 각각의 원하는 각도 방향 및 축 간격을 유지하고, 슬롯은 집합적으로 고정자와 회전자 사이의 원하는 공극 간격에서 고정자의 외부 가장자리를 유지한다. The housing includes a plurality of sidewall segments for orienting the stator in a desired angular direction with respect to the axis, offsetting the stator angularly at the desired phase angle, the sidewall segments including a radial inner surface with a slot formed therein, the slot being the stator Maintaining each desired angular direction and axial spacing, the slots collectively retain the outer edge of the stator at the desired void spacing between the stator and the rotor.

18. 회전자와 고정자는 내부에 위치하고 하우징으로 둘러싸여 있고, 추가로:18. The rotor and stator are located inside and surrounded by a housing, in addition:

프레임, 모듈은 프레임에 직접 결합되도록 구성되고 모듈은 제 2 모듈에 간접적으로 결합되도록 구성되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈.The module of any one of these embodiments, wherein the frame, the module is configured to be directly coupled to the frame and the module is configured to be indirectly coupled to the second module.

19. 각 코일에는 두 개의 단자만 있고 각 코일은 두 단자 사이에서 연속적이고 중단되지 않으며 각 코일은 비아를 통해 다른 코일에 전기적으로 연결되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈. 19. The module of any one of these embodiments, wherein each coil has only two terminals, each coil is continuous and uninterrupted between the two terminals and each coil is electrically connected to the other coil through a via.

20. 각 코일은 하나의 비아로 다른 코일에 연결되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈.20. A module in any of these embodiments, wherein each coil is connected to the other coil by one via.

21. 두 개의 코일이 함께 결합되어 코일 쌍을 정의하고, 각 코일 쌍은 다른 비아와 함께 다른 코일 쌍에 전기적으로 결합되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈.21. The module of any of these embodiments, wherein the two coils are coupled together to define a coil pair, each coil pair being electrically coupled to another coil pair with a different via.

22. 상기 모듈은 상이한 PCB 층에 위치하는 각각의 코일 쌍의 코일; 또는 22. The module includes a coil of each coil pair located on a different PCB layer; or

오로지 하나의 비아로 다른 코일 쌍과 결합하는 각 코일 쌍; 중 적어도 하나을 포함하는, 이들 실시예 중 적어도 하나의 모듈. Each pair of coils coupled with another pair of coils with only one via; At least one module of these embodiments, comprising at least one of.

23. 각각의 고정자는 복수의 고정자 세그먼트를 포함하고, 각각의 고정자 세그먼트는 PCB를 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈. 23. The module of any of these embodiments, wherein each stator comprises a plurality of stator segments, and each stator segment comprises a PCB.

24. 각 고정자는 오로지 하나의 전기 위상을 구성하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈.24. A module in any of these embodiments, wherein each stator constitutes only one electrical phase.

25. 각 고정자는 복수의 전기 위상을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈. 25. The module of any of these embodiments, wherein each stator comprises a plurality of electrical phases.

26. 축방향 필드 회전 에너지 장치용 모듈에 있어서, 26. A module for an axial field rotational energy device, comprising:

축을 갖는 하우징; A housing with an axis;

상기 축에 대해 상기 하우징에 회전가능하게 설치되는 회전자, 및 각 회전자는 자석을 포함하고; A rotor rotatably installed in the housing with respect to the shaft, and each rotor includes a magnet;

고정자는 상기 회전자에 동축으로 상기 하우징에 설치되고, 각 고정자는 코일을 포함하는 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판 PCB를 포함하고, 각 고정자는 단일 전기 위상으로 구성되고, A stator is installed in the housing coaxially to the rotor, each stator includes a printed circuit board PCB having a PCB layer including a coil, and each stator consists of a single electric phase,

선택된 고정자들은 모듈이 하나 이상의 전기적 위상을 포함하도록 원하는 위상 각도에서 축에 대해 서로 각도 오프셋 되어있다.The selected stators are angularly offset from each other with respect to the axis at the desired phase angle so that the module contains one or more electrical phases.

27. 상기 하우징은 복수의 측벽 세그먼트를 갖는 측벽을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈.27. The module of any of these embodiments, wherein the housing comprises a sidewall having a plurality of sidewall segments.

28. 각각의 측벽 세그먼트는 그 내부 표면에 슬롯을 포함하고, 측벽 세그먼트는 축에 대해 원하는 각도 방향으로 고정자를 맞물리고 방향을 정하고, 각 고정자는 원하는 위상 각도에서 다른 고정자에 대해 각도 오프셋 되고, 고정자는 측벽 세그먼트의 슬롯에 안착되고 슬롯은 집합적으로 고정자와 회전자 사이의 원하는 공극 간격에서 고정자의 외부 가장자리를 유지하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈. 28. Each side wall segment includes a slot on its inner surface, the side wall segment engages and orients the stator in the desired angular direction with respect to the axis, each stator angularly offset with respect to the other stator at the desired phase angle, and the stator The module of any one of these embodiments, wherein is seated in the slot of the sidewall segment and the slot collectively retains the outer edge of the stator at the desired void spacing between the stator and rotor.

29. 상기 각 고정자는 오로지 하나의 PCB를 구성하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈.29. The module of any of these embodiments, wherein each stator constitutes only one PCB.

30. 상기 고정자는 각 고정자를 형성하도록 서로 결합된 두개 이상의 PCB를 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 모듈. 30. The module of any of these embodiments, wherein the stator comprises two or more PCBs joined together to form each stator.

1. 시스템에 있어서, 1. In the system,

축방향 필드 회전 에너지 장치를 포함하는 복수의 모듈, 모듈은 원하는 전력 입력 또는 출력을 위해 함께 연결되며, 각 모듈은 다음을 포함한다:A plurality of modules comprising an axial field rotational energy device, the modules are connected together for a desired power input or output, each module comprising:

축을 갖는 하우징; 여기서 상기 하우징은 적어도 하나의 다른 모듈에 기계적으로 결합되고, 하우징은 상기 적어도 하나의 다른 모듈에 전기적으로 결합되고;A housing with an axis; Wherein the housing is mechanically coupled to at least one other module, and the housing is electrically coupled to the at least one other module;

하우징에 회전 가능하게 장착되고 각 회전자는 자석을 포함하는 회전자; 및 A rotor rotatably mounted on the housing and each rotor includes a magnet; And

각각이 코일을 포함하는 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하는 고정자.A stator comprising a printed circuit board (PCB), each having a PCB layer comprising a coil.

2. 상기 모듈은 서로 동일한, 이들 실시예 중 어느 하나의 시스템. 2. The system of any one of these embodiments, wherein the modules are identical to each other.

3. 모듈 중 적어도 두 개는 전력 출력, 회전자 수, 자석 수, 고정자 수, PCB 수, PCB 층 수, 코일 수 또는 축에 대한 각도 방향 중 적어도 하나가 상이한, 이들 실시예 중 어느 하나의 시스템. 3. The system of any one of these embodiments, wherein at least two of the modules differ in at least one of the power output, the number of rotors, the number of magnets, the number of stators, the number of PCBs, the number of PCB layers, the number of coils, or the angular direction with respect to the axis. .

4. 상기 모듈은 서로 직접 결합된, 이들 실시예 중 어느 하나의 시스템.4. The system of any of these embodiments, wherein the modules are directly coupled to each other.

5. 상기 모듈은 서로 비직접적으로(indirectly) 결합된, 이들 실시예 중 어느 하나의 시스템.5. The system of any of these embodiments, wherein the modules are indirectly coupled to each other.

6. 각 모듈은 상기 모듈을 기계적으로 고정하는 래치(latch)를 포함하고, 상기 래치는 축에 대해 대칭적으로 배열되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 시스템.6. The system of any one of these embodiments, wherein each module includes a latch that mechanically holds the module, the latches being arranged symmetrically about the axis.

7. 모듈 중 하나는 다른 모듈에 축방향으로 연결된 제 1 모듈을 포함하고, 제 1 모듈은 상기 다른 모듈과 구조적으로 다른, 이들 실시예 중 어느 하나의 시스템.7. The system of any one of these embodiments, wherein one of the modules comprises a first module axially connected to another module, the first module being structurally different from the other module.

8. 상기 모듈은 동축이며, 상기 모듈을 기계적을 결합시키는 키 샤프트(keyed shafts)에 장착되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 시스템.8. The system of any one of these embodiments, wherein the module is coaxial and mounted on keyed shafts that mechanically couple the module.

9. 이들 실시예 중 어느 하나의 시스템은 인클로저(enclosure)를 더 포함하고, 상기 모듈은 상기 인클로저 내에 함께 장착되고 결합된다. 9. The system of either of these embodiments further comprises an enclosure, the modules being mounted and joined together within the enclosure.

10. 인클로저는 각각 적어도 하나의 다른 인클로저에 기계적으로 결합되고 상기 적어도 하나의 다른 인클로저에 전기적으로 결합된 복수의 인클로저를 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 시스템. 10. The system of any one of these embodiments, wherein the enclosure comprises a plurality of enclosures each mechanically coupled to at least one other enclosure and electrically coupled to the at least one other enclosure.

11. 각 고정자는 단일 전기 위상으로 구성되고, 고정자 중 선택된 고정자는 축에 대해 원하는 전기 위상 각도에서 서로 오프셋되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 시스템.11. The system of any one of these embodiments, wherein each stator consists of a single electrical phase, and a selected one of the stators is offset from each other at a desired electrical phase angle with respect to the axis.

12. 각 고정자는 복수의 전기 위상을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 시스템.12. The system of any of these embodiments, wherein each stator comprises a plurality of electrical phases.

13. 각 모듈은 단일 전기 위상을 포함하고, 각 모듈은 축에 대하여 원하는 전기 위상 각도에서 서로 각도 오프셋되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 시스템.13. The system of any one of these embodiments, wherein each module comprises a single electrical phase, and each module is angularly offset from one another at a desired electrical phase angle with respect to the axis.

14. 각 모듈은 복수의 전기 위상을 포함하고, 각 모듈은 축에 대하여 원하는 전기 위상 각도에서 서로 각도 오프셋되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 시스템.14. The system of any of these embodiments, wherein each module includes a plurality of electrical phases, each module being angularly offset from each other at a desired electrical phase angle with respect to the axis.

15. 상기 모듈은 축에 대해 서로 각도를 가지고 정렬되고, 모듈의 모든 위상 각도도 각도로 정렬되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 시스템. 15. The system of any of these embodiments, wherein the modules are angularly aligned with each other with respect to the axis, and all phase angles of the modules are also angularly aligned.

16. 어셈블리에 있어서, 16. In the assembly,

축방향 필드 회전 에너지 장치를 포함하는 모듈- 상기 모듈은 원하는 전력 입력 또는 출력을 위해 서로 기계적으로 전기적으로 연결되며, 각 모듈은 단일 전기 위상으로 구성되고;Modules comprising an axial field rotational energy device-the modules are mechanically and electrically connected to each other for a desired power input or output, each module consisting of a single electrical phase;

내부에 모듈이 장착되고 결합되는 인클로저;- 각 모듈은:Enclosure in which modules are mounted and joined;-Each module:

축을 갖고 적어도 하나의 다른 모듈에 기계적으로 결합되고 상기 적어도 하나의 다른 모듈에 전기적으로 결합되는 하우징;A housing having a shaft, mechanically coupled to at least one other module and electrically coupled to the at least one other module;

하우징에 회전 가능하게 장착된 회전자, 여기서 회전자는 자석을 포함하고; 및A rotor rotatably mounted to the housing, wherein the rotor comprises a magnet; And

고정자, 각각의 고정자는 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하고, 각 PCB 층은 코일을 포함하는, 어셈블리. Stator, each stator comprising a printed circuit board (PCB) having a PCB layer, each PCB layer comprising a coil.

17. 상기 모듈은 서로 동일한, 이들 실시예 중 어느 하나의 어셈블리. 17. An assembly in any of these embodiments, wherein the modules are identical to each other.

18. 모듈 중 적어도 두 개는 전력 출력, 회전자 수, 자석 수, 고정자 수, PCB 수, PCB 층 수, 코일 수 또는 축에 대한 각도 방향 중 적어도 하나가 상이한, 이들 실시예 중 어느 하나의 어셈블리. 18. An assembly of any one of these embodiments, wherein at least two of the modules differ in at least one of the power output, the number of rotors, the number of magnets, the number of stators, the number of PCBs, the number of PCB layers, the number of coils, or the angular direction to the axis .

19. 상기 모듈은 서로 직접 결합된, 이들 실시예 중 어느 하나의 어셈블리.19. The assembly of any one of these embodiments, wherein the modules are directly coupled to each other.

20. 상기 모듈은 서로 비직접적으로(indirectly) 결합된, 이들 실시예 중 어느 하나의 어셈블리.20. The assembly of any one of these embodiments, wherein the modules are indirectly coupled to each other.

21. 각 모듈은 상기 모듈을 기계적으로 고정하는 래치(latch)를 포함하고, 상기 래치는 축에 대해 대칭적으로 배열되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 시스템.21. The system of any one of these embodiments, wherein each module includes a latch that mechanically holds the module, the latch being arranged symmetrically about an axis.

22. 모듈 중 하나는 다른 모듈에 축방향으로 연결된 제 1 모듈을 포함하고, 제 1 모듈은 상기 다른 모듈과 구조적으로 다른, 이들 실시예 중 어느 하나의 어셈블리.22. An assembly of any of these embodiments, wherein one of the modules comprises a first module axially connected to another module, the first module being structurally different from the other module.

23. 상기 모듈은 동축이며, 상기 모듈을 기계적을 결합시키는 키 샤프트(keyed shafts)에 장착되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 어셈블리.23. The assembly of any of these embodiments, wherein the module is coaxial and mounted on keyed shafts that mechanically couple the module.

24. 상기 인클로저는 복수의 인클로저를 포함하고, 각각은 인클로저를 적어도 하나의 다른 인클로저에 기계적으로 결합하는 결합 구조, 및 인클로저를 상기 적어도 하나의 다른 인클로저에 전기적으로 결합하는 전기 요소를 갖는, 이들 실시예 중 어느 하나의 어셈블리. 24. The enclosure comprises a plurality of enclosures, each having a coupling structure that mechanically couples the enclosure to at least one other enclosure, and an electrical element that electrically couples the enclosure to the at least one other enclosure. Assembly of any of the examples.

25. 상기 모듈은 축에 대하여 원하는 전기 위상 각도에서 서로 각도 오프셋되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 어셈블리. 25. The assembly of any one of these embodiments, wherein the modules are angularly offset from each other at a desired electrical phase angle with respect to the axis.

26. 어셈블리에 있어서, 26. In the assembly,

축방향 필드 회전 에너지 장치를 포함하는 복수의 모듈; -모듈은 원하는 전력 입력 또는 출력을 위해 동일하고 상호 교환 가능하게 연결될 수 있으며, 어셈블리는 단일 전기 위상으로 구성된 발전기 또는 모터;A plurality of modules comprising an axial field rotational energy device; -The modules can be connected identically and interchangeably for the desired power input or output, the assembly consisting of a generator or motor of a single electric phase;

내부에 모듈이 장착되고 결합되는 인클로저; 각 모듈은:An enclosure in which a module is mounted and coupled thereto; Each module:

축, 하우징을 적어도 하나의 다른 모듈에 기계적으로 결합하는 결합 구조, 및 하우징을 적어도 하나의 다른 모듈에 전기적으로 결합하는 전기 요소를 갖는 하우징;A housing having a shaft, a coupling structure mechanically coupling the housing to at least one other module, and an electrical element electrically coupling the housing to at least one other module;

하우징에 회전 가능하게 장착된 복수의 회전자,-상기 회전자는 자석을 포함하고, A plurality of rotors rotatably mounted in the housing,-the rotor comprises a magnet,

복수의 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)을 각각 포함하고, 각각의 PCB 층은 복수의 코일을 포함하는 복수의 고정자;를 포함한다. Each includes a printed circuit board (PCB) having a plurality of PCB layers, and each PCB layer includes a plurality of stators including a plurality of coils.

27. 상기 인클로저는 복수의 인클로저를 포함하고 , 각각은 인클로저를 적어도 하나의 다른 인클로저에 기계적으로 결합하는 결합 구조, 및 인클로저를 상기 적어도 하나의 다른 인클로저에 전기적으로 결합하는 전기 요소를 갖는, 이들 실시예 중 어느 하나의 어셈블리.27. The enclosure comprises a plurality of enclosures, each having a coupling structure that mechanically couples the enclosure to at least one other enclosure, and an electrical element that electrically couples the enclosure to the at least one other enclosure. Assembly of any of the examples.

28. 상기 모듈은 축에 대하여 원하는 전기 위상 각도에서 서로 각도 오프셋되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 어셈블리.28. The assembly of any one of these embodiments, wherein the modules are angularly offset from each other at a desired electrical phase angle with respect to the axis.

29. 축방향 필드 회전 에너지 장치를 유지하는 방법에 있어서, 상기 방법은, 29. A method of maintaining an axial field rotational energy device, the method comprising:

(a) 복수의 모듈을 갖는 인클로저를 제공하고, 각 모듈은 하우징, 하우징에 회전 가능하게 장착된 회전자를 포함하고, 회전자는 축과 자석을 포함하고, 고정자는 회전자와 동축으로 하우징에 장착되고, 고정자는 인쇄 회로 기판 (PCB)을 포함하고;(a) Providing an enclosure having a plurality of modules, each module including a housing and a rotor rotatably mounted on the housing, the rotor includes a shaft and a magnet, and the stator is mounted on the housing coaxially with the rotor And the stator comprises a printed circuit board (PCB);

(b) 모듈을 기계적으로 및 전기적으로 결합하는 단계;(b) mechanically and electrically coupling the modules;

(c) 축방향 필드 회전 에너지 장치를 작동시키는 단계;(c) actuating the axial field rotational energy device;

(d) 제 1 모듈의 문제를 감지하고 축 방향 필드 회전 에너지 장치의 작동을 중지하는 단계;(d) detecting a problem with the first module and stopping the operation of the axial field rotation energy device;

(e) 인클로저를 열고 인클로저 및 제 1 모듈이 부착된 다른 모듈로부터 제 1 모듈을 분해하는 단계;(e) opening the enclosure and disassembling the first module from the enclosure and other modules to which the first module is attached;

(f) 제 1 모듈 대신 인클로저에 제 2 모듈을 설치하고 제 1 모듈이 부착 된 임의의 다른 모듈에 제 2 모듈을 부착하는 단계; 그리고(f) installing a second module in the enclosure instead of the first module and attaching the second module to any other module to which the first module is attached; And

(g) 축 방향 필드 회전 에너지 장치를 재 작동시키는 단계;를 포함한다. (g) reactivating the axial field rotational energy device; includes.

30. 이 방법은, 30. This way,

제 1 모듈의 제 1 고정자에 대한 문제를 감지하고 축방향 필드 회전 에너지 장치의 작동을 중지하는 단계;Detecting a problem with the first stator of the first module and deactivating the axial field rotational energy device;

상기 제 1 모듈을 개방하고 상기 제 1 모듈로부터 제 1 고정자를 분해하는 단계;Opening the first module and disassembling the first stator from the first module;

상기 제 1 고정자를 대신하여 제 1 모듈에 제 2 고정자를 설치하는 단계;Installing a second stator in the first module in place of the first stator;

이후, 축방향 필드 회전 에너지 장치의 재작동하는 단계;를 더 포함한다. Then, the step of re-operating the axial field rotational energy device; further includes.

1. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 1. In the axial field rotational energy device,

하우징;housing;

하우징 내부에 장착되고 회전축과 자석을 갖는 회전자;A rotor mounted inside the housing and having a rotating shaft and a magnet;

회전자와 동축으로 하우징 내부에 장착된 고정자로서, 코일이 있는 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하는 고정자;와A stator mounted inside the housing coaxially with the rotor, the stator including a printed circuit board (PCB) having a PCB layer with a coil; And

하우징 내에 통합된 센서;를 포함하고, 센서는 축방향 필드 회전 에너지 장치의 작동에 관한 데이터를 모니터링, 검출 또는 생성하도록 구성된다. A sensor integrated within the housing, wherein the sensor is configured to monitor, detect or generate data relating to the operation of the axial field rotational energy device.

2. 상기 작동 데이터는 전력, 온도, 회전 속도, 회전자 위치 또는 진동 데이터 중 적어도 하나을 포함하는, 이들 실시예 중 적어도 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치. 2. The axial field rotational energy device of at least one of these embodiments, wherein the operation data comprises at least one of power, temperature, rotational speed, rotor position or vibration data.

3. 센서가 홀 효과 센서, 인코더, 광학 센서, 열전대, 가속도계, 자이로 스코프 또는 진동 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 이들 실시 예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.3. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the sensor comprises at least one of a Hall effect sensor, an encoder, an optical sensor, a thermocouple, an accelerometer, a gyroscope or a vibration sensor.

4. 상기 축방향 필드 회전 에너지 장치는 모터이고; 4. The axial field rotational energy device is a motor;

센서는 상기 모터에서 회전자의 위치에 관한 정보를 제공하도록 구성되고; The sensor is configured to provide information about the position of the rotor in the motor;

상기 센서는 상기 하우징에 장착되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein the sensor is mounted in the housing.

5. 센서가 무선 통신 회로를 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.5. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the sensor comprises a wireless communication circuit.

6. 상기 센서는 축 방향 필드 회전 에너지 장치의 작동 데이터를 외부 장치로 전송하도록 구성된 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치. 6. The axial field rotation energy device of any of these embodiments, wherein the sensor is configured to transmit operation data of the axial field rotation energy device to an external device.

7. 상기 센서는 PCB에 통합된, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치. 7. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the sensor is integrated on a PCB.

8. 여기서 센서는 코일에 직접 내장되고 코일에 의해 직접 전기적으로 전력이 공급되도록 구성되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.8. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein the sensor is built directly into the coil and configured to be electrically powered directly by the coil.

9. 센서가 PCB상에 또는 내부에 배치된 별도의 전기적 연결을 통해 코일에 연결되고 전력이 공급되도록 구성되는, 이들 실시 예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.9. The axial field rotation energy device of any one of these embodiments, wherein the sensor is connected to the coil and configured to be powered through a separate electrical connection placed on or inside the PCB.

10. 센서에 결합된 PCB와 통합된 2차 코일을 더 포함하는, 이들 실시 예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.10. The axial field rotation energy device of any one of these embodiments, further comprising a secondary coil integrated with a PCB coupled to the sensor.

11. 상기 2차 코일은 작동 중에 발생하는 자속을 활용하여 센서에 전원을 공급하도록 구성된, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.11. The axial field rotation energy device of any one of these embodiments, wherein the secondary coil is configured to supply power to the sensor by utilizing the magnetic flux generated during operation.

12. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 12. In the axial field rotational energy device,

하우징;housing;

상기 하우징 내부에 설치된 회전자; 여기서 회전자는 회전 축 및 자석을 포함하고, A rotor installed inside the housing; Where the rotor includes a rotating shaft and a magnet,

상기 회전자에 동축인 상기 하우징 내측에 설치된 고정자; 여기서 상기 고정자는 코일을 갖는 PCB 층을 가지는 인쇄회로기판(PCB)을 포함하고, A stator installed inside the housing coaxial to the rotor; Here, the stator includes a printed circuit board (PCB) having a PCB layer having a coil,

하우징 내부에 장착 된 제어 회로;를 포함하고, 상기 제어 회로는 코일에 결합되고 코일을 통해 흐르는 전류를 수신하도록 결합 된 입력 또는 코일을 통해 흐르는 전류를 제공하도록 결합 된 출력 중 적어도 하나를 포함한다. A control circuit mounted inside the housing; wherein the control circuit includes at least one of an input coupled to the coil and coupled to receive a current flowing through the coil or an output coupled to provide a current flowing through the coil.

13. 제어 회로는 PCB 상에 통합되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.13. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the control circuit is integrated on the PCB.

14. 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 14. In the axial field rotational energy device of any one of these embodiments,

축방향 필드 회전 에너지 장치는 발전기이고; 및The axial field rotational energy device is a generator; And

제어 회로는 코일을 통해 흐르는 전류를 수신하도록 결합된 입력을 포함하고, 외부 전원을 생성하도록 결합 된 출력을 더 포함한다.The control circuit includes an input coupled to receive the current flowing through the coil, and further includes an output coupled to generate an external power source.

15. 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 15. In the axial field rotational energy device of any one of these embodiments,

축방향 필드 회전 에너지 장치는 모터이고; 및The axial field rotation energy device is a motor; And

제어 회로는 외부 전원을 수신하도록 결합 된 입력을 포함하고, 코일을 통해 흐르는 전류를 제공하도록 결합 된 출력을 더 포함한다.The control circuit includes an input coupled to receive an external power source, and further includes an output coupled to provide a current flowing through the coil.

16. 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 상기 하우징 내부에 통합된 센서를 더 포함하고,16. In the axial field rotational energy device of any one of these embodiments, further comprising a sensor integrated inside the housing,

상기 센서는 상기 모터 내 상기 회전자의 위치에 대한 정보를 제공하도록 구성되고; 및 The sensor is configured to provide information about the position of the rotor in the motor; And

상기 센서는 상기 하우징에 설치된다. The sensor is installed in the housing.

17. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 17. In the axial field rotational energy device,

하우징;housing;

회전 축 및 자석을 포함하고 상기 하우징 내부에 설치되는 회전자; A rotor including a rotating shaft and a magnet and installed inside the housing;

코일을 갖는 PCB 층을 가지는 인쇄회로기판(PCB)를 포함하고, 상기 회전자에 동축으로 하우징 내부에 설치되는 고정자; A stator including a printed circuit board (PCB) having a PCB layer having a coil, and installed inside the housing coaxially to the rotor;

PCB에 집적되는 센서; 및 A sensor integrated on the PCB; And

상기 센서에 결합되고 상기 PCB 내 또는 위에 배치되는 2차 코일;을 포함한다. And a secondary coil coupled to the sensor and disposed in or on the PCB.

18. 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 상기 센서는 PCB 상에 또는 내부에 배치 된 별도의 전기 연결을 통해 전력을 공급 받고 코일에 연결되도록 구성되고;18. In the axial field rotation energy device of any one of these embodiments, the sensor is configured to be supplied with power and connected to the coil through a separate electrical connection disposed on or inside the PCB;

센서는 축 방향 필드 회전 에너지 장치의 작동 데이터를 2 차 코일을 사용하여 외부 장치로 전송하도록 구성된다. The sensor is configured to transmit operation data of the axial field rotational energy device to an external device using a secondary coil.

19. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 2차 코일은 작동 중에 발생된 자속을 이용하여 센서에 전력을 제공하도록 구성되며, 센서는 그렇지 않으면 코일에 연결되지 않는다. 19. In an axial field rotational energy device, the secondary coil is configured to provide power to the sensor using the magnetic flux generated during operation, and the sensor is otherwise not connected to the coil.

20. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서,20. In the axial field rotational energy device,

센서는 홀 효과 센서, 인코더, 광학 센서, 열전대, 가속도계, 자이로 스코프 또는 진동 센서 중 적어도 하나를 포함하고; 및The sensor includes at least one of a Hall effect sensor, an encoder, an optical sensor, a thermocouple, an accelerometer, a gyroscope, or a vibration sensor; And

센서는 무선 통신 회로를 포함한다.The sensor includes a wireless communication circuit.

1. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 1. In the axial field rotational energy device,

회전 축 및 복수의 자석을 포함하는 회전자; 여기서 각 자석은 축에 대해 방사형 방향으로 연장되고, 상기 각 자석은 자석 방사형 에지를 포함하고, A rotor including a rotating shaft and a plurality of magnets; Where each magnet extends in a radial direction with respect to its axis, said each magnet comprising a magnet radial edge,

상기 회전자에 동축인 고정자; 상기 고정자는 코일 방사형 에지를 포함하는 각 코일, 및 각각의 복수의 코일을 갖는 복수의 PCB 층을 포함하고, A stator coaxial to the rotor; The stator comprises a plurality of PCB layers having each coil including a coil radial edge, and each of a plurality of coils,

자석 및 코일의 방사형 에지 부분이 축에 대해 회전 정렬될 때, 자석 방사형 에지 및 코일 방사형 에지는 평행하지 않고 서로에 대해 각지게 기울어진다(angularly skewed).When the radial edge portions of the magnet and coil are rotationally aligned about the axis, the magnet radial edge and the coil radial edge are not parallel but angularly skewed with respect to each other.

2. 각 비뚤어짐(angular skew)가 약 0.1도 이상인, 이들 실시 예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.2. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the angular skew is greater than or equal to about 0.1 degrees.

3. 각 비뚤어짐(angular skew)가 약 1도 이상인, 이들 실시 예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.3. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein the angular skew is at least about 1 degree.

4. 각 비뚤어짐(angular skew)가 약 25도보다 크지 않은, 이들 실시 예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.4. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the angular skew is not greater than about 25 degrees.

5. 이들 실시예 중 어느 하나에 있어서, 자석 방사형 에지 및 코일 방사형 에지는 각각 자석 및 코일의 선행 방사형 에지 또는 후행 방사형 에지인 축방향 필드 회전 에너지 장치.5. The axial field rotational energy device according to any of these embodiments, wherein the magnet radial edge and the coil radial edge are the leading or trailing radial edges of the magnet and coil, respectively.

6. 이들 실시 예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치는,6. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments,

여기서, 자석 방사형 에지 및 코일 방사형 에지 각각은 선형이고, 자석 및 코일의 방사형 에지 부분이 축에 대해 회전 정렬될 때 자석 방사형 에지 및 코일 방사형 에지의 어떤 부분도 평행하지 않다.Here, each of the magnet radial edge and the coil radial edge is linear, and when the radial edge portions of the magnet and coil are rotationally aligned with respect to the axis, neither of the magnet radial edge and the coil radial edge are parallel.

7. 자석 및 코일의 방사형 에지 부분이 회전 정렬될 때, 자석 방사형 에지 및 코일 방사형 에지의 적어도 일부는 서로 평행한, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치. 7. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein when the magnet and the radial edge portions of the coil are rotationally aligned, at least a portion of the magnet radial edge and the coil radial edge are parallel to each other.

8. 상기 자석 방사형 에지 및 코일 방사형 에지는 전체적으로 선형이지는 않은, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.8. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the magnet radial edge and coil radial edge are not entirely linear.

9. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 9. In the axial field rotational energy device,

회전축과 자석을 포함하고, 각 자석은 자석 방사형 에지를 갖는 회 전자; 및A rotor including a rotating shaft and a magnet, each magnet having a magnet radial edge; And

회전자와 동축인 고정자;를 포함하고, 고정자는 축을 중심으로 함께 결합 된 복수의 고정자 세그먼트를 포함하고, 각 고정자 세그먼트는 코일을 포함하는 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판 (PCB)을 포함하고, 각 코일은 코일 방사형 에지를 가지고; A stator coaxial with the rotor; wherein the stator includes a plurality of stator segments coupled together about an axis, each stator segment including a printed circuit board (PCB) having a PCB layer containing a coil, each The coil has a coil radial edge;

자석 및 코일의 방사형 에지 부분이 축에 대해 회전 정렬될 때, 자석 방사형 에지와 코일 방사형 에지는 평행하지 않고 서로에 대해 각도가 기울어진다. When the radial edge portions of the magnet and coil are rotationally aligned about the axis, the magnet radial edge and the coil radial edge are not parallel and are angled relative to each other.

10. 각 비뚤어짐(angular skew)가 약 0.1도 이상인, 이들 실시 예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치. 10. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the angular skew is about 0.1 degrees or more.

11. 각 비뚤어짐(angular skew)가 약 1도 이상인, 이들 실시 예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.11. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the angular skew is at least about 1 degree.

12. 각 비뚤어짐(angular skew)가 약 25도보다 크지 않은, 이들 실시 예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.12. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the angular skew is not greater than about 25 degrees.

13. 상기 자석 방사형 에지 및 코일 방사형 에지의 적어도 일부는 각각 자석 및 코일의 선행 방사형 에지 또는 후행 방사형 에지인, 이들 실시 예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치. 13. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein at least a portion of the magnet radial edge and the coil radial edge is a leading radial edge or a trailing radial edge of the magnet and coil, respectively.

14. 자석 방사형 에지 및 코일 방사형 에지 각각은 선형이고, 자석 및 코일의 적어도 일부가 회전 정렬될 때 자석 방사형 에지 및 코일 방사형 에지의 어떤 부분도 평행하지 않은, 이들 실시 예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.14. The axial field of any one of these embodiments, wherein each of the magnet radial edge and the coil radial edge is linear, and when at least a portion of the magnet and coil is rotationally aligned, no portion of the magnet radial edge and the coil radial edge are parallel. Rotational energy device.

15. 상기 자석 및 코일의 적어도 일부가 회전 정렬될 때, 자석 방사형 에지 및 코일 방사형 에지의 적어도 일부는 서로 평행한, 이들 실시 예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.15. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein when the magnet and at least a portion of the coil are rotationally aligned, the magnet radial edge and at least a portion of the coil radial edge are parallel to each other.

16. 상기 자석 방사형 에지 및 코일 방사형 에지는 완전히 선형이지 않은, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.16. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the magnet radial edge and coil radial edge are not completely linear.

17. 축방향 필드 회전 에너지 장치용 모듈로서, 하우징을 제 2 모듈의 제 2 하우징에 기계적으로 결합하고 하우징을 제 2 하우징에 전기적으로 결합하도록 구성된 하우징;17. A module for an axial field rotational energy device, comprising: a housing configured to mechanically couple the housing to a second housing of the second module and electrically couple the housing to the second housing;

하우징에 회전 가능하게 장착된 회전자; -회전자는 축과 자석을 포함하고, 자석은 자석 방사형 에지를 갖고,A rotor rotatably mounted on the housing; -The rotor contains a shaft and a magnet, the magnet has a magnet radial edge,

회전자와 동축으로 하우징에 장착 된 고정자;로서, 고정자는 코일이있는 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판 (PCB)을 포함하고, 코일은 코일 방사상 에지를 가지며, A stator mounted on the housing coaxially with the rotor; wherein the stator comprises a printed circuit board (PCB) having a PCB layer with a coil, the coil has a coil radial edge,

자석 및 코일의 방사형 에지 부분이 축에 대해 회전 정렬 될 때, 자석 방사형 에지 및 코일 방사형 에지의 적어도 방사형 에지 부분은 평행하지 않고 서로에 대해 각도로 기울어진다.When the radial edge portions of the magnet and coil are rotationally aligned about the axis, the magnet radial edge and at least the radial edge portions of the coil radial edge are not parallel but inclined at an angle to each other.

18. 각 비뚤어짐은 적어도 약 0.1도이고, 약 25도 이하인, 이들 실시예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.18. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein each skew is at least about 0.1 degrees and less than about 25 degrees.

19. 이들 실시예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치는, 여기서, 자석 방사형 에지 및 코일 방사형 에지는 각각 자석 및 코일의 선행 방사형 에지 또는 후행 방사형 에지이다.19. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein the magnet radial edge and the coil radial edge are the leading or trailing radial edges of the magnet and coil, respectively.

20. 여기서, 자석 방사형 에지 및 코일 방사형 에지는 선형이고, 자석 및 코일의 방사형 에지 부분이 회전 정렬 될 때 자석 방사형 에지 및 코일 방사형 에지의 어떤 부분도 평행하지 않은, 이들 실시예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.20. Here, the magnet radial edge and the coil radial edge are linear, and when the radial edge portions of the magnet and coil are rotationally aligned, the axis of either of these embodiments is not parallel to either the magnet radial edge and the coil radial edge. Directional field rotation energy device.

1. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 1. In the axial field rotational energy device,

하우징; housing;

하우징 내부에 장착되고 회전축과 자석을 갖는 로터;A rotor mounted inside the housing and having a rotating shaft and a magnet;

회전자와 동축으로 하우징 내부에 장착된 고정자;를 포함하고, 상기 고정자는 전기 전도성 트레이스를 갖는 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판 (PCB)을 포함하고, 트레이스는 축에 대해 반경 방향으로 연장되는 방사형 트레이스와 방사형 트레이스 사이에서 연장되는 말단 턴 트레이스를 포함하고, 트레이스는 트레이스의 적어도 일부를 통해 연장되는 슬릿을 포함한다. A stator mounted inside the housing coaxially with the rotor; wherein the stator includes a printed circuit board (PCB) having a PCB layer having an electrically conductive trace, and the trace is a radial trace extending in a radial direction with respect to the axis And a distal turn trace extending between the and the radial trace, the trace including a slit extending through at least a portion of the trace.

2. 상기 슬릿은 오로지 방사형 트레이스인, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치. 2. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the slit is only a radial trace.

3. 각 슬릿은 선형인, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.3. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein each slit is linear.

4. 각각의 슬릿은 단지 선형이고, 슬릿은 비선형 부분을 포함하지 않는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.4. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein each slit is only linear and the slit does not contain a non-linear portion.

5. 상기 트레이스는 축에 대해 방사형 방향으로 테이퍼된, 이들 실시예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.5. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein the trace is tapered in a radial direction with respect to the axis.

6. 트레이스는 PCB의 외경에 인접하고 축에 수직인 평면에서 외부 너비를 포함하고, 트레이스는 PCB의 내부 직경과 평면에 인접한 내부 너비를 포함하며 외부 너비는 내부 너비보다 큰, 이들 실시예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.6. The trace includes the outer width in a plane adjacent to the outer diameter of the PCB and perpendicular to the axis, the trace includes the inner diameter of the PCB and the inner width adjacent to the plane, and the outer width is greater than the inner width. One axial field rotation energy device.

7. 트레이스는 내부 및 외부 대향 에지를 포함하고 내부 및 외부 대향 에지의 전체가 서로 평행하지 않은, 이들 실시예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.7. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein the trace includes inner and outer opposing edges and all of the inner and outer opposing edges are not parallel to each other.

8. 오로지 방사형 트레이스가 테이퍼된, 이들 실시예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.8. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, with only radial traces tapered.

9. 트레이스는 각 외부에 평행 내부 및 외부 반대 에지로 구성되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.9. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the traces consist of inner and outer opposite edges parallel to each outer.

10. 상기 엔드 턴 트레이스는 테이퍼된, 이들 실시예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.10. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein the end turn trace is tapered.

11. PCB 층은 PCB 층 표면적을 포함하고, PCB 층상의 트레이스는 PCB 층 표면적의 적어도 약 75 % 내지 약 99 %의 범위에있는 트레이스 표면적을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.11.The axial field rotation of any of these embodiments, wherein the PCB layer includes the PCB layer surface area, and the traces on the PCB layer include the trace surface area in the range of at least about 75% to about 99% of the PCB layer surface area. Energy device.

12. 축방향 필드 회전 에너지 장치는,12. The axial field rotational energy device,

하우징; housing;

하우징 내부에 장착되고 회전축과 자석을 갖는 회전자;및A rotor mounted inside the housing and having a rotating shaft and a magnet; And

회전자와 동축으로 하우징 내부에 장착된 고정자;를 포함하고, Including; a stator mounted inside the housing coaxially with the rotor,

상기 고정자는 코일이있는 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판 (PCB)을 포함하고, 각 코일은 트레이스를 포함하고, 트레이스 중 적어도 일부는 서로 평행하지 않은 내부 및 외부 반대 가장자리로 테이퍼되고, 트레이스는 PCB의 외경에 인접하고 축에 수직인 평면에서 외부 폭을 포함하고, 트레이스는 PCB의 내부 직경과 평면에 인접한 내부 폭로 구성되며 외부 폭은 내부 폭보다 크다.The stator comprises a printed circuit board (PCB) having a PCB layer with coils, each coil contains a trace, at least some of the traces are tapered to opposite edges inside and outside that are not parallel to each other, and the traces are Includes the outer width in a plane adjacent to the outer diameter and perpendicular to the axis, the trace consists of the inner diameter of the PCB and the inner width adjacent the plane, the outer width being greater than the inner width.

13. 상기 코일은 트레이스의 적어도 일부를 통해 연장되는 슬릿을 포함하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치. 13. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, wherein the coil includes a slit extending through at least a portion of the trace.

14. 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치에서, 트레이스는 축에 대해 방사형으로 연장되는 방사형 트레이스와 방사형 트레이스 사이에서 연장되는 엔드 턴 트레이스를 포함한다.14. In the axial field rotational energy device of either of these embodiments, the trace comprises a radial trace extending radially about the axis and an end turn trace extending between the radial traces.

15. 오로지 상기 방사형 트레이스는 테이퍼되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.15. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein only the radial trace is tapered.

16. 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치는, 방사형 트레이스 내에만 오로지 슬릿을 더 포함한다. 16. The axial field rotational energy device of any of these embodiments further comprises a slit only within the radial trace.

17. 각 슬릿은 오로지 선형이고, 각 슬릿은 비선형 부분이 없는, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치.17. The axial field rotational energy device of any of these embodiments, wherein each slit is only linear and each slit has no non-linear portion.

18. 축방향 필드 회전 에너지 장치는,18. The axial field rotational energy device,

하우징;housing;

회전축 및 자석을 가지고, 상기 하우징 내에 설치되는 회전자; 및 A rotor having a rotating shaft and a magnet and installed in the housing; And

상기 고정자와 동축으로 하우징 내부에 설치되는 고정자;를 포함하고, 고정자는 코일이 있는 PCB 층을 갖는 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하고, 각 코일은 트레이스를 포함하고, 트레이스 중 적어도 일부는 테이퍼지고, 트레이스는 축에 대해 방사형으로 연장되는 방사형 트레이스와 방사형 트레이스 사이에서 연장되는 엔드 턴 트레이스를 포함하며, 방사형 트레이스만 테이퍼된다. Includes; a stator installed inside the housing coaxially with the stator, wherein the stator includes a printed circuit board (PCB) having a PCB layer with a coil, each coil includes a trace, and at least some of the traces are tapered. , The trace includes a radial trace extending radially about the axis and an end turn trace extending between the radial traces, only the radial traces are tapered.

19. 방사형 트레이스에만 선형 슬릿을 더 포함하고, 선형 슬릿은 단지 선형이고, 선형 슬릿은 비선형 부분을 포함하지 않는, 이들 실시 예 중 어느 하나의 축 방향 필드 회전 에너지 장치.19. The axial field rotation energy device of any one of these embodiments, further comprising a linear slit only in the radial trace, the linear slit is only linear, and the linear slit does not contain a non-linear portion.

20. 테이퍼진 방사형 트레이스 중 적어도 일부는 서로 평행하지 않은 내부 및 외부 대향 에지를 포함하며, 트레이스는 PCB의 외경에 인접한 외부 폭과 축에 수직인 평면으로 구성되고, 트레이스는 PCB의 내부 직경과 평면에 인접한 내부 폭으로 구성되며 외부 폭은 내부 폭보다 넓은, 이들 실시예 중 어느 하나의 축방향 필드 회전 에너지 장치. 20. At least some of the tapered radial traces have inner and outer opposing edges that are not parallel to each other, the traces consist of an outer width adjacent to the outer diameter of the PCB and a plane perpendicular to the axis, and the traces are the inner diameter and the plane of the PCB. The axial field rotational energy device of any one of these embodiments, consisting of an inner width adjacent to and an outer width greater than the inner width.

1. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 1. In the axial field rotational energy device,

축방향을 갖는 축을 가진 하우징; A housing having an axis having an axial direction;

상기 하우징에 장착되고, 축방향으로 적층된 복수의 고정자 패널과 서로 분리된 패널을 포함하는 고정자 어셈블리; 여기서 각각의 고정자 패널은 각각의 PCB 내에서 전기 전도성이고 상호 연결된 각각의 복수의 코일을 갖는 각각의 인쇄 회로 기판(PCB)를 포함하고, 상기 각각의 PCB는 각각의 복수의 코일 중 어느 하나를 통해 흐르는 전류가 마찬가지로 각각의 복수의 코일 모두를 통해 흐르도록 구성되어 각각의 고정자 패널이 단일 전기 상으로 구성되고; 및 A stator assembly mounted on the housing and including a plurality of stator panels stacked in an axial direction and a panel separated from each other; Here, each stator panel includes a respective printed circuit board (PCB) having a plurality of coils each electrically conductive and interconnected within each PCB, and each PCB is through any one of each of the plurality of coils. The flowing current is likewise configured to flow through all of each of the plurality of coils such that each stator panel is composed of a single electric phase; And

상기 고정자 어셈블리의 대향(opposite) 축방향 단부에서 상기 하우징 내에 회전 가능하게 장착된 복수의 회전자를 포함하는 회전자 어셈블리;을 포함하고, 여기서 각 회전자는 자석을 포함하고, 축방향으로 인접한 고정자 패널들 사이에 회전자가 배치되지 않는다. A rotor assembly including a plurality of rotors rotatably mounted in the housing at opposite axial ends of the stator assembly, wherein each rotor includes a magnet, and a stator panel adjacent in the axial direction No rotor is placed between them.

2. 고정자 패널은 실질적으로 축방향으로 접하는(abutting) 관계로 결합되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 장치. 2. The device of any of these embodiments, wherein the stator panels are joined in a substantially axial abutting relationship.

3. 상기 고정자 패널은 축방향으로 접하는 관계로 서로 직접 기계적으로 결합되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 장치.3. The device of any of these embodiments, wherein the stator panels are mechanically coupled directly to each other in an axially abutting relationship.

4. 상기 고정자 패널은 축에 대해 단일 각도에서 회전하도록 정렬되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 장치.4. The device of any of these embodiments, wherein the stator panel is arranged to rotate at a single angle relative to the axis.

5. 상기 고정자 패널은 장치용 단일 전기 회로를 형성하도록 전기적으로 함께 결합되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 장치.5. The device of any of these embodiments, wherein the stator panels are electrically coupled together to form a single electrical circuit for the device.

6. 축 방향으로 인접한 고정자 패널들 사이에 축방향 스페이서가 배치되지 않는, 이들 실시예 중 어느 하나의 장치.6. The device of any of these embodiments, in which no axial spacers are arranged between the axially adjacent stator panels.

7. 코일은 축에 대해 일반적으로 방사형 방향으로 연장되고, 각 코일은 방사형 방향으로 연장되는 에지를 포함하고, 코일 에지는 서로 실질적으로 평행한, 이들 실시예 중 어느 하나의 장치. 7. The arrangement of any one of these embodiments, wherein the coils extend in a generally radial direction with respect to the axis, each coil comprising an edge extending in the radial direction, the coil edges being substantially parallel to each other.

8. 고정자 어셈블리는 복수의 전기 상을 포함하고, 고정자 패널은 원하는 각도로 축에 대해 서로 회전 오프셋되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 장치.8. The device of any of these embodiments, wherein the stator assembly includes a plurality of electrical phases, and the stator panels are rotationally offset from each other about the axis at a desired angle.

9. 고정자 패널은 장치를 위한 단일 전기 회로를 형성하기 위해 함께 전기적으로 결합되지 않도록 구성되는, 이들 실시예 중 어느 하나의 장치. 9. The device of any of these embodiments, wherein the stator panel is configured not to be electrically coupled together to form a single electrical circuit for the device.

10. 상기 고정자 어셈블리는 오로지 3개의 고정자 패널을 구성하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 장치. 10. The device of any of these embodiments, wherein the stator assembly constitutes only three stator panels.

11. 상기 회전자는 오로지 2개의 회전자를 구성하는, 이들 실시예 중 어느 하나의 장치. 11. The device of any of these embodiments, wherein the rotor constitutes only two rotors.

12. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 12. In the device of any one of these embodiments,

축방향으로 인접한 고정자 패널들 사이에 배치된 각각의 스페이서; 및Each spacer disposed between adjacent stator panels in the axial direction; And

고정자 어셈블리와 회전자 사이의 축방향 스페이서를 더 포함하고, 여기서 축방향 스페이서는 고정자 어셈블리와 회전자 사이의 축방향 공극 간격을 설정한다.It further comprises an axial spacer between the stator assembly and the rotor, wherein the axial spacer sets an axial clearance gap between the stator assembly and the rotor.

13. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 각각의 PCB는 PCB 층으로 구성되며, 각 고정자 패널의 각 코일은 각 PCB의 단일 PCB 층에 있는 단일 동심의 전기 전도성 트레이스에 의해 형성되고, 각 PCB 층의 코일은 PCB 층의 다른 층에있는 코일과 축을 기준으로 회전 정렬되고, 각각의 트레이스는 각각의 PCB 내에서 동일한 PCB 층 및 각각의 PCB의 상이한 PCB 층상의 다른 트레이스에 직렬 또는 병렬로 연결된다.13. In the device of any of these embodiments, each PCB is composed of a PCB layer, each coil of each stator panel is formed by a single concentric electrically conductive trace on a single PCB layer of each PCB, and each The coils on the PCB layer are rotationally aligned about the axis with the coils on different layers of the PCB layer, each trace connected in series or parallel to the same PCB layer within each PCB and to other traces on a different PCB layer on each PCB. do.

14. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 14. In the axial field rotational energy device,

축방향 축을 가지는 하우징; A housing having an axial axis;

축방향으로 적층된 복수의 단상 고정자 패널과 서로 분리된 패널을 포함하는 고정자 어셈블리;를 포함하고, 고정자 패널은 하우징에 기계적으로 고정적으로 결합되고, 고정자 패널은 실질적으로 축방향으로 접하는 관계로 결합되고, 각각의 고정자 패널은 각각의 PCB 내에 전기 전도성이고 직렬로 연결된 각각의 코일을 갖는 각각의 인쇄 회로 기판 (PCB)을 포함하고; 및 A stator assembly including a plurality of single-phase stator panels stacked in the axial direction and a panel separated from each other, wherein the stator panel is mechanically fixedly coupled to the housing, and the stator panel is coupled in a substantially axial contact relationship , Each stator panel comprises a respective printed circuit board (PCB) having respective coils connected in series and electrically conductive within each PCB; And

각각의 PCB는 PCB 층을 포함하고, 각각의 고정자 패널상의 각 코일은 각각의 PCB의 단일 PCB 층상의 단일 동심의 전기 전도성 트레이스에 의해 형성되고, 각 PCB 층의 코일은 PCB 층의 다른 층에 있는 코일과 축을 기준으로 회전 정렬되고, 각각의 트레이스는 각각의 PCB 내에서 동일한 PCB 층 및 각각의 PCB의 다른 PCB 층상의 다른 트레이스에 직렬로 연결되고, 및Each PCB contains a PCB layer, each coil on each stator panel is formed by a single concentric electrically conductive trace on a single PCB layer of each PCB, and the coil of each PCB layer is on a different layer of the PCB layer. Rotationally aligned about the coil and axis, each trace is connected in series to the same PCB layer within each PCB and to another trace on a different PCB layer of each PCB, and

고정자 어셈블리의 축방향 반대쪽 단부에 하우징 내에 회전 가능하게 장착된 회전자;를 포함하고, 회전자는 회전자 스페이서와 함께 기계적으로 결합되고, 각 회전자는 자석을 포함하며, 축방향으로 인접한 고정자 패널 사이에 회전자가 배치되지 않는다. A rotor rotatably mounted in the housing at an axially opposite end of the stator assembly, wherein the rotor is mechanically coupled with a rotor spacer, each rotor includes a magnet, and between axially adjacent stator panels No rotor is placed.

15. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 고정자 패널은 축방향으로 접하는 관계로 서로에 직접 기계적으로 결합되는 장치. 15. The device of any of these embodiments, wherein the stator panels are mechanically coupled directly to each other in an axially abutting relationship.

16. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 고정자 패널은 축에 대해 단일 각도로 회전 정렬되어 고정자 패널이 함께 전기적으로 연결되어 장치를 위한 단일 전기 회로를 형성하는, 장치. 16. The device of any of these embodiments, wherein the stator panels are rotationally aligned at a single angle with respect to the axis such that the stator panels are electrically connected together to form a single electrical circuit for the device.

17. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 축방향으로 인접한 고정자 패널들 사이에 축 방향 스페이서가 배치되지 않는, 장치. 17. The device of any of these embodiments, wherein no axial spacers are disposed between axially adjacent stator panels.

18. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 여기서 코일은 축에 대해 일반적으로 방사형 방향으로 연장하고, 각 코일은 방사형 방향으로 연장되는 에지를 포함하고, 코일 에지는 서로 실질적으로 평행한, 장치. 18. The apparatus of any one of these embodiments, wherein the coil extends in a generally radial direction with respect to the axis, each coil comprising an edge extending in a radial direction, and the coil edges are substantially parallel to each other. .

19. 고정자 어셈블리가 복수의 전기 위상을 포함하고, 상기 고정자 패널은 축에 대해 원하는 각도에서 서로 회전 오프셋되고, 상기 고정자 패널은 장치를 위한 단일 전기 회로를 형성하도록 전기적으로 함께 결합되지 않도록 구성되는, 장치. 19. The stator assembly comprises a plurality of electrical phases, the stator panels being rotationally offset from each other at a desired angle with respect to the axis, the stator panels being configured not to be electrically coupled together to form a single electrical circuit for the device. Device.

20. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 상기 고정자 어셈블리는 오로지 3개의 고정자 패널을 포함하고, 상기 회전자는 오로지 2개의 회전자를 포함하고, 상기 장치는:20. The device of any of these embodiments, wherein the stator assembly comprises only three stator panels, the rotor comprises only two rotors, and the device comprises:

축방향으로 인접한 고정자 패널들 사이에 배치된 각각의 스페이서; 및Each spacer disposed between adjacent stator panels in the axial direction; And

고정자 조립체와 회전자 사이의 축 방향 스페이서;를 더 포함하고, 여기서 축방향 스페이서는 고정자 조립체와 회전자 사이의 축방향 공극 간격을 설정한다. It further includes an axial spacer between the stator assembly and the rotor, wherein the axial spacer sets an axial gap gap between the stator assembly and the rotor.

1. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 1. In the axial field rotational energy device,

축방향 축을 가지는 하우징;A housing having an axial axis;

상기 하우징에 장착되고, 축방향으로 적층된 복수의 고정자 패널과 서로 분리된 패널을 포함하는 고정자 어셈블리; 여기서 각각의 고정자 패널은 각각의 PCB 내에서 전기 전도성이고 상호 연결된 각각의 복수의 코일을 갖는 각각의 인쇄 회로 기판(PCB)를 포함하고, 상기 각각의 PCB는 각각의 복수의 코일 중 어느 하나를 통해 흐르는 전류가 마찬가지로 각각의 복수의 코일 모두를 통해 흐르도록 구성되어 각각의 고정자 패널이 단일 전기 상으로 구성되고; 및 A stator assembly mounted on the housing and including a plurality of stator panels stacked in an axial direction and a panel separated from each other; Here, each stator panel includes a respective printed circuit board (PCB) having a plurality of coils each electrically conductive and interconnected within each PCB, and each PCB is through any one of each of the plurality of coils. The flowing current is likewise configured to flow through all of each of the plurality of coils such that each stator panel is composed of a single electric phase; And

상기 고정자 어셈블리의 대향(opposite) 축방향 단부에서 상기 하우징 내에 회전 가능하게 장착된 복수의 회전자를 포함하는 회전자 어셈블리;을 포함하고, 여기서 각 회전자는 자석을 포함하고, 상기 자석은 선행 및 후행 에지를 포함하고, 하나의 자석의 후행 에지와 인접한 자석의 선행 에지는 인접한 자석 사이에서 축에 대해 일관된 원주 간격을 정의하기 위해 서로 평행한, 장치이다.A rotor assembly including a plurality of rotors rotatably mounted in the housing at opposite axial ends of the stator assembly, wherein each rotor includes a magnet, and the magnets are preceding and following. A device comprising an edge, wherein the trailing edge of one magnet and the leading edge of an adjacent magnet are parallel to each other to define a consistent circumferential spacing about the axis between adjacent magnets.

2. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 각각의 고정자 패널은 상기 각각의 고정자 패널을 형성하기 위해 함께 전기적으로 결합되는 두개의 동일한, C-자형 PCB 세그먼트를 포함하는, 장치. 2. The device of any of these embodiments, wherein each stator panel comprises two identical, C-shaped PCB segments that are electrically coupled together to form the respective stator panel.

3. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 상기 고정자 패널은 축 방향으로 서로 접하고 축 방향 접힘(abutting) 관계로 패스너(fasteners)를 사용하여 상기 하우징에 집합적으로 기계적으로 결합되는, 장치.3. The device of any one of these embodiments, wherein the stator panels are mechanically coupled to the housing collectively using fasteners in axial abutting relationship and in axial abutting relationship.

4. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 각각의 고정자 패널은 상기 축에 대해, 상기 복수의 고정자 패널이 (a) 단일 전기 상 장치를 형성하기 위해 상기 축에 대해 단일 각도록 회전 정렬되거나, 또는 (b) 다중 상 장치를 형성하기 위해 원하는 상 각도에서 서로 회전 오프셋하도록, 구성된 복수의 주변 장착 구멍을 포함하는, 장치. 4. In any one of these embodiments, each stator panel is rotationally aligned with respect to the axis, the plurality of stator panels being (a) a single angle with respect to the axis to form a single electrical phase device, or , Or (b) a plurality of peripheral mounting holes configured to rotationally offset each other at a desired phase angle to form a multi-phase device.

5. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 각 자석은 사다리꼴 모양인, 장치. 5. The device of any of these embodiments, wherein each magnet is trapezoidal in shape.

6. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 각각의 자석은 축에 대해 외부 방사형 에지에 평행한 내부 방사형 에지를 포함하는, 장치. 6. The device of any of these embodiments, wherein each magnet comprises an inner radial edge parallel to the outer radial edge with respect to the axis.

7. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 상기 자석은 짝수의 자석을 포함하고, 상기 축에 대해 원주 방향으로 인접한 자석은 반대의 자극을 포함하고, 대향하는 회전자에서 정반대의 자석은 반대의 자극을 포함하는, 장치.7. In the device of any of these embodiments, the magnet comprises an even number of magnets, the magnets circumferentially adjacent to the axis contain opposite magnetic poles, and the opposite magnet in the opposite rotor is opposite. Device comprising the stimulation of.

8. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 각 회전자는 회전자 허브를 포함하고, 마그네틱 백킹(magnetic backing)은 상기 회전자 허브의 축방향 한쪽에 장착되고, 상기 자석은 상기 회전자 허브의 반대쪽 축방향에 장착되며, 집합적으로 상기 자석은 상기 축에 대해 자석 내경과 자석 외경을 정의하고, 상기 마그네틱 백킹은 상기 자석 내경보다 작은 백킹 내경(backing inner diameter)을 가지며, 상기 마그네틱 백킹은 상기 자석 외경보다 큰 백킹 외경(backing outer diameter)를 갖는, 장치. 8. In the device of any of these embodiments, each rotor includes a rotor hub, a magnetic backing is mounted on one of the axial directions of the rotor hub, and the magnet Mounted in the opposite axial direction, collectively the magnet defines an inner diameter of the magnet and an outer diameter of the magnet with respect to the axis, the magnetic backing has a backing inner diameter smaller than the inner diameter of the magnet, and the magnetic backing is the An apparatus having a backing outer diameter greater than the magnet outer diameter.

9. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 상기 회전자 허브는 각각의 자석에 대한 사다리꼴 구멍을 포함하고, 상기 자석은 상기 마그네틱 백킹에 대한 자기 인력(magnetic attraction)에 의해서만 상기 회전자 허브에 고정되는, 장치.9. In the device of any of these embodiments, the rotor hub comprises a trapezoidal hole for each magnet, and the magnet is attached to the rotor hub only by magnetic attraction to the magnetic backing. Set device.

10. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 상기 배킹 외경은 상기 회전자 허브의 외부 둘레와 같은 높이(flush with)인, 장치. 10. The device of any of these embodiments, wherein the backing outer diameter is flush with the outer perimeter of the rotor hub.

11. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 각 고정자 패널은 자성 재료를 포함하는 복수의 코어를 포함하고, 각 코어는 상기 고정자 패널의 각 코일의 중심에 위치하며, 상기 코어는 상기 코일로부터 전기적으로 절연되는, 장치.11. In the device of any of these embodiments, each stator panel comprises a plurality of cores comprising a magnetic material, each core being located at the center of each coil of the stator panel, the core from the coil. Device, electrically insulated.

12. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 상기 코어는 상기 고정자 패널의 축방향 표면과 실질적으로 같은 높이(flush with)인 축방향 표면을 포함하는, 장치.12. The apparatus of any one of these embodiments, wherein the core comprises an axial surface that is flush with the axial surface of the stator panel.

13. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 상기 각각의 코일의 중심은 상기 각각의 코일의 가장 안쪽 트레이스(trace) 내부에 위치된 볼륨(volume)을 포함하는, 장치.13. The apparatus of any one of these embodiments, wherein the center of each coil comprises a volume located within an innermost trace of each coil.

14. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 상기 볼륨은 상기 PCB 제조 중에 형성되어 상기 PCB 제조 중에 코어가 포함되는, 장치. 14. The apparatus of any one of these embodiments, wherein the volume is formed during manufacture of the PCB such that a core is included during manufacture of the PCB.

15. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 상기 볼륨은 상기 PCB가 제조된 이후에 상기 PCB로부터 제거되어 상기 PCB의 제조 후 상기 PCB에 상기 코어가 추가되는, 장치.15. The device of any one of these embodiments, wherein the volume is removed from the PCB after the PCB is manufactured so that the core is added to the PCB after manufacturing the PCB.

16. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 상기 하우징은 함께 결합된 하우징 쉘(housing shells)을 포함하고, 각각의 하우징 쉘은 각각 내부에 축방향 선반이 형성된 내부 둘레(internal perimeter)를 포함하고, 상기 고정자 어셈블리는 상기 축방향 선반 중 적어도 하나에 기계적으로 결합되고; 및 16. The device of any of these embodiments, wherein the housing comprises housing shells joined together, each housing shell each comprising an internal perimeter with an axial shelf formed therein. Wherein the stator assembly is mechanically coupled to at least one of the axial shelves; And

상기 고정자 패널은, 상기 내부 둘레에서 상기 하우징 쉘의 반경-방향 내부 표면과 접촉하는 외부 주변 에지를 포함하는, 장치. Wherein the stator panel comprises an outer peripheral edge in contact with the radially inner surface of the housing shell at the inner periphery.

17. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 상기 고정자 어셈블리는 3개의 고정자 패널을 포함하며, 각각은 각각의 전기 상으로 작동하도록 구성되고, 함께 복수의 전기 상으로 작동하도록 구성되는, 장치.17. The apparatus of any one of these embodiments, wherein the stator assembly comprises three stator panels, each configured to operate with a respective electrical phase, and configured to operate with a plurality of electrical phases together.

18. 이들 실시예 중 어느 하나의 장치에 있어서, 상기 하우징 내에 통합된 제어 회로를 더 포함하고, 상기 제어 회로는 상기 장치의 팩터(factor)의 보유(retention)을 용이하게 하기 위해 상기 고정자 패널의 형상에 상보적인 원형의, 도넛형 형상을 포함하는, 장치.18. The device of any one of these embodiments, further comprising a control circuit integrated within the housing, the control circuit of the stator panel to facilitate retention of a factor of the device. An apparatus comprising a circular, donut-shaped shape complementary to the shape.

19. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 19. In the axial field rotational energy device,

축방향 축을 가지는 하우징; A housing having an axial axis;

상기 하우징에 장착되고, 축방향으로 적층된 복수의 고정자 패널과 서로 분리된 패널을 포함하는 고정자 어셈블리; 여기서 각각의 고정자 패널은 각각의 PCB 내에서 전기 전도성이고 상호 연결된 각각의 복수의 코일을 갖는 각각의 인쇄 회로 기판(PCB)를 포함하고, 상기 각각의 PCB는 각각의 복수의 코일 중 어느 하나를 통해 흐르는 전류가 마찬가지로 각각의 복수의 코일 모두를 통해 흐르도록 구성되어 각각의 고정자 패널이 단일 전기 상으로 구성되고; 및 A stator assembly mounted on the housing and including a plurality of stator panels stacked in an axial direction and a panel separated from each other; Here, each stator panel includes a respective printed circuit board (PCB) having a plurality of coils each electrically conductive and interconnected within each PCB, and each PCB is through any one of each of the plurality of coils. The flowing current is likewise configured to flow through all of each of the plurality of coils such that each stator panel is composed of a single electric phase; And

상기 고정자 어셈블리의 대향(opposite) 축방향 단부에서 상기 하우징 내에 회전 가능하게 장착된 복수의 회전자를 포함하는 회전자 어셈블리;을 포함하고, -여기서 각 회전자는 자석을 포함하고, 상기 자석은 선행 및 후행 에지를 포함하고, 하나의 자석의 후행 에지와 인접한 자석의 선행 에지는 인접한 자석 사이에서 축에 대해 일관된 원주 간격을 정의하기 위해 서로 평행하고, 및 A rotor assembly including a plurality of rotors rotatably mounted in the housing at an opposite axial end of the stator assembly, wherein each rotor includes a magnet, and the magnet is a preceding and A trailing edge, wherein the trailing edge of one magnet and the leading edge of adjacent magnets are parallel to each other to define a consistent circumferential spacing about the axis between adjacent magnets, and

각 회전자는 회전자 허브를 포함하고, 마그네틱 백킹(magnetic backing)은 상기 회전자 허브의 축방향 한쪽에 장착되고, 상기 자석은 상기 회전자 허브의 반대쪽 축방향에 장착되며, 집합적으로 상기 자석은 상기 축에 대해 자석 내경과 자석 외경을 정의하고, 상기 마그네틱 백킹은 상기 자석 내경보다 작은 백킹 내경(backing inner diameter)을 가지며, 상기 마그네틱 백킹은 상기 자석 외경보다 큰 백킹 외경(backing outer diameter)를 갖는, 장치. Each rotor includes a rotor hub, magnetic backing is mounted on one axial direction of the rotor hub, and the magnet is mounted on an axial direction opposite to the rotor hub, and collectively the magnets Define a magnet inner diameter and a magnet outer diameter for the axis, the magnetic backing has a backing inner diameter smaller than the magnet inner diameter, and the magnetic backing has a backing outer diameter greater than the magnet outer diameter. , Device.

20. 축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서, 20. In the axial field rotational energy device,

축방향 축을 갖는 하우징; A housing having an axial axis;

상기 하우징에 장착되고, 축방향으로 적층된 복수의 고정자 패널과 서로 분리된 패널을 포함하는 고정자 어셈블리;를 포함하고, -여기서 각각의 고정자 패널은 각각의 PCB 내에서 전기 전도성이고 상호 연결된 각각의 복수의 코일을 갖는 각각의 인쇄 회로 기판(PCB)를 포함하고, 상기 각각의 PCB는 각각의 복수의 코일 중 어느 하나를 통해 흐르는 전류가 마찬가지로 각각의 복수의 코일 모두를 통해 흐르도록 구성되어 각각의 고정자 패널이 단일 전기 상으로 구성되고; 및 A stator assembly mounted on the housing and including a plurality of stator panels stacked in an axial direction and a panel separated from each other, wherein each stator panel is electrically conductive and interconnected in each PCB Each of the printed circuit boards (PCBs) having coils of are included, and each of the PCBs is configured such that a current flowing through any one of the plurality of coils likewise flows through all of the plurality of coils, and each stator The panel consists of a single electric phase; And

각 고정자 패널은 자성 재료를 포함하는 복수의 코어를 포함하고, 각 코어는 상기 고정자 패널의 각 코일의 중심에 위치하며, 상기 코어는 상기 코일로부터 전기적으로 절연되고, 및 Each stator panel includes a plurality of cores comprising a magnetic material, each core being located at the center of each coil of the stator panel, the core being electrically insulated from the coil, and

상기 고정자 어셈블리의 대향(opposite) 축방향 단부에서 상기 하우징 내에 회전 가능하게 장착된 복수의 회전자를 포함하는 회전자 어셈블리;을 포함하고, -여기서 각 회전자는 자석을 포함하고, 상기 자석은 선행 및 후행 에지를 포함하고, 하나의 자석의 후행 에지와 인접한 자석의 선행 에지는 인접한 자석 사이에서 축에 대해 일관된 원주 간격을 정의하기 위해 서로 평행한, 장치. A rotor assembly including a plurality of rotors rotatably mounted in the housing at an opposite axial end of the stator assembly, wherein each rotor includes a magnet, and the magnet is a preceding and An apparatus comprising a trailing edge, wherein the trailing edge of one magnet and the leading edge of adjacent magnets are parallel to each other to define a consistent circumferential spacing about the axis between adjacent magnets.

이 기록된 설명은 최상의 모드를 포함하는 실시예를 개시하고 또한 당업자가 본 발명을 만들고 사용할 수 있도록 하기 위해 예를 사용한다. 특허 가능한 범위는 청구 범위에 의해 정의되며, 당업자에게 발생하는 다른 예를 포함 할 수 있다. 그러한 다른 예는 청구항의 문자적 언어와 다르지 않은 구조적 요소를 갖거나 청구항의 문자적 언어와 실질적인 차이가 없는 동등한 구조적 요소를 포함하는 경우 청구항의 범위 내에 있도록 의도된다. This recorded description uses examples to disclose embodiments including the best mode and also to enable any person skilled in the art to make and use the present invention. The patentable range is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Other such examples are intended to be within the scope of the claim if it has structural elements that do not differ from the literal language of the claim or includes equivalent structural elements that do not differ materially from the literal language of the claim.

일반적인 설명 또는 예에서 위에 설명된 모든 활동이 필요한 것은 아니며, 특정 활동의 일부가 필요하지 않을 수 있으며, 설명된 것에 추가하여 하나 이상의 추가 활동이 수행될 수 있다는 점에 유의한다. 또한 활동이 나열되는 순서가 반드시 수행되는 순서는 아니다. Note that not all activities described above in the general description or example are required, some of the specific activities may not be required, and one or more additional activities may be performed in addition to those described. Also, the order in which the activities are listed is not necessarily the order in which they are performed.

전술한 명세서에서, 개념은 특정 실시예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 당업자는 하기 청구 범위에 기재된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음을 인식한다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미가 아닌 예시적인 의미로 간주 되어야 하며, 이러한 모든 수정은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다.In the foregoing specification, concepts have been described with reference to specific embodiments. However, those skilled in the art appreciate that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the invention as set forth in the following claims. Accordingly, the specification and drawings are to be regarded in an illustrative rather than a limiting sense, and all such modifications are intended to be included within the scope of the present invention.

이 특허 문서 전체에서 사용되는 특정 단어 및 구의 정의를 제시하는 것이 유리할 수 있다. 용어 "통신하다" 및 그 파생어는 직접 및 간접 통신을 모두 포함한다. 용어 "포함하다(include)","포함하다(comprise)"및 그 파생어는 제한 없이 포함됨을 의미한다. 용어 "또는"은 포괄적인 것으로, 및/ 또는 이다. "associated with" 및 이의 파생어는 포함(include), 포함(be included within), 상호 연결(interconnect with), 포함(contain), 내부 포함(be contained within), 연결 또는 연결(connect to or with), 연결 또는 연결(couple to or with), 통신 가능(be communicable with), 협력(cooperate with), 인터리브(interleave), 병치(juxtapose), 인접(be proximate to), 결합 또는 결합(be bound to or with), 소유(have), 특성 보유(have a property of), 관계 또는 이와 유사한 것(have a relationship to or with) 등을 의미한다. 항목 목록과 함께 사용되는 경우 "적어도 하나"라는 문구는 나열된 항목 중 하나 이상의 다른 조합을 사용할 수 있으며 목록에서 하나의 항목 만 필요할 수 있음을 의미한다. 예를 들어, "A, B 및 C 중 하나 이상"에는 A, B, C, A와 B, A와 C, B와 C, A와 B와 C의 조합이 포함된다. It may be advantageous to provide definitions of specific words and phrases used throughout this patent document. The term “communicate” and its derivatives include both direct and indirect communication. The terms “include”, “comprise” and derivatives thereof are meant to be included without limitation. The term "or" is inclusive and/or is. “associated with” and its derivatives include, include, be included within, interconnect with, contain, be contained within, connect to or with, Couple to or with, be communicable with, cooperate with, interleave, juxtapose, be proximate to, be bound to or with ), have, have a property of, have a relationship to or with, etc. When used with an item list, the phrase “at least one” means that different combinations of one or more of the items listed may be used and only one item in the list may be required. For example, “one or more of A, B, and C” includes combinations of A, B, C, A and B, A and C, B and C, and A and B and C.

또한, "a"또는 "an"의 사용은 여기에 설명 된 요소 및 구성 요소를 설명하는 데 사용된다. 이것은 단지 편의를 위해 그리고 본 발명의 범위에 대한 일반적인 의미를 제공하기 위해 수행된다. 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하도록 읽어야 하며, 단수는 달리 의미하는 것이 분명하지 않은 한 복수도 포함한다. Also, the use of "a" or "an" is used to describe the elements and components described herein. This is done for convenience only and to give a general meaning to the scope of the invention. This description should be read to include one or at least one, and the singular includes the plural unless it is clear otherwise.

인쇄 회로 기판(PCB)은 또한 인쇄 배선 기판(printed wiring board: PWB)으로도 알려져 있는데, 이러한 기판은 제조된 바와 같이 일반적으로 하나 이상의 층에 배선을 포함하지만 실제 회로 소자는 포함하지 않기 때문이다. 이러한 회로 소자는 이후에 그러한 보드에 부착된다. 여기에 사용된 바와 같이 PCB와 PWB는 구별되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, PCB의 코일은 전기 전도성 코일이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 구조와 "통합 된(integrated with)"구성 요소 또는 물체는 구조 상에 또는 구조 내에 배치 될 수 있다. 이러한 구성 요소 또는 개체는 구조 자체가 제조 된 후 구조에 장착, 부착 또는 추가 될 수 있으며, 구성 요소 또는 개체는 구조 내부에 내장되거나 구조와 함께 제작될 수 있다.Printed circuit boards (PCBs) are also known as printed wiring boards (PWBs) because such boards, as manufactured, typically contain wiring in one or more layers but not actual circuit elements. These circuit elements are then attached to such boards. As used here, there is no distinction between PCB and PWB. As used herein, the coil of the PCB is an electrically conductive coil. As used herein, a component or object “integrated with” a structure may be disposed on or within a structure. These components or objects can be mounted, attached or added to the structure after the structure itself is manufactured, and the component or object can be built into the structure or manufactured together with the structure.

본 명세서에 설명된 일부 실시 예는 2 개의 코일을 함께 결합하기 위해 하나의 비아를 사용한다. 다른 실시 예에서, 이러한 코일을 함께 결합하기 위해 단일 비아 대신에 복수의 비아가 제공될 수 있다.Some embodiments described herein use one via to couple two coils together. In other embodiments, multiple vias may be provided instead of a single via to couple these coils together.

본 출원에서의 설명은 임의의 특정 요소, 단계 또는 기능이 청구 범위에 포함되어야 하는 필수 또는 중요한 요소임을 암시하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 특허받은 주제의 범위는 허용된 청구 범위에 의해서만 정의된다. 더욱이 35 U.S.C.§112(f) 첨부된 청구 또는 청구 요소와 관련하여, 정확한 단어 "의미(means for)"또는 "단계(step for)"가 특정 주장에 명시적으로 사용되지 않는 한, 그 뒤에 기능을 식별하는 분사구가 뒤따른다. "메커니즘", "모듈", "장치(device)", "유닛", "구성 요소", "소자(element", "멤버(member)", "장치(apparatus)", "기계(machine)", "시스템(system)", "프로세서"또는 "컨트롤러"과 같은 (이에 국한되지 않음) 용어 사용은 청구범위 자체의 특징에 의해 추가로 수정되거나 강화된 관련 기술 분야의 숙련자에게 알려진 구조를 지칭하는 것으로 이해되고 의도되며, 35 U.S.C. § 112 (f)를 호출(invoke)하기 위한 것이 아니다.The description in this application is not to be construed as implying that any particular element, step or function is an essential or important element that should be included in the claims. The scope of the patented subject matter is defined only by the permitted claims. Moreover, with respect to the 35 USC§112(f) attached claim or claim element, unless the exact word “means for” or “step for” is explicitly used in a particular claim, then the function is followed. Followed by a nozzle to identify the. "Mechanism", "module", "device", "unit", "component", "element", "member", "apparatus", "machine" The use of terms such as, but not limited to, "system", "processor" or "controller" refers to structures known to those skilled in the art that are further modified or enhanced by the features of the claims themselves. It is understood and intended to be, and is not intended to invoke 35 USC § 112(f).

이점(Benefits), 다른 이점(other advantages) 및 문제(solutions)에 대한 해결책은 특정 실시예와 관련하여 위에서 설명되었다. 그러나 이점(benefits), 이점(advantages), 문제에 대한 해결책 및 이점(benefits), 이점(advantages), 또는 해결책을 발생 시키거나 더 두드러지게 만들 수 있는 모든 기능은 일부 또는 모든 주장의 중요, 필수 기능으로 해석되지 않는다. Benefits, other advantages and solutions to problems have been described above with respect to specific embodiments. However, benefits, advantages, solutions and benefits to problems, advantages, or any function that could cause or make a solution more prominent is an important, essential function of some or all arguments. Is not interpreted as.

명세서를 읽은 후, 숙련 된 기술자는 명확성을 위해 별도의 실시 예의 맥락에서 본 명세서에 기술 된 특정 특징이 단일 실시 예에서 조합으로 제공 될 수도 있음을 이해할 것이다. 반대로, 간결함을 위해 단일 실시예의 맥락에서 설명된 다양한 특징은 또한 개별적으로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수 있다. 또한 범위에 명시된 값에 대한 참조에는 해당 범위 내의 모든 값이 포함된다.After reading the specification, skilled artisans will understand that, for clarity, in the context of separate embodiments, certain features described herein may be provided in combination in a single embodiment. Conversely, for the sake of brevity, the various features described in the context of a single embodiment may also be provided individually or in any sub-combination. Also, references to values specified in a range include all values within that range.

Claims (15)

축방향 필드 회전 에너지 장치에 있어서,
축방향의 축을 갖는 하우징;
상기 하우징에 장착되고, 축방향으로 적층된 복수의 고정자 패널과 서로 분리된 패널을 포함하는 고정자 어셈블리; 여기서 각각의 고정자 패널은 각각의 PCB 내에서 전기 전도성이고 상호 연결된 각각의 복수의 코일을 갖는 각각의 인쇄 회로 기판(PCB)를 포함하고, 상기 각각의 PCB는 각각의 복수의 코일 중 어느 하나를 통해 흐르는 전류가 마찬가지로 각각의 복수의 코일 모두를 통해 흐르도록 구성되어 각각의 고정자 패널이 단일 전기 상으로 구성되고; 및
상기 고정자 어셈블리의 대향(opposite) 축방향 단부에서 상기 하우징 내에 회전 가능하게 장착된 복수의 회전자를 포함하는 회전자 어셈블리;을 포함하고, 여기서 각 회전자는 자석을 포함하고, 상기 자석은 선행 및 후행 에지를 포함하고, 하나의 자석의 후행 에지와 인접한 자석의 선행 에지는 인접한 자석 사이에서 축에 대해 일관된 원주 간격을 정의하기 위해 서로 평행한,
장치.
In the axial field rotational energy device,
A housing having an axial axis;
A stator assembly mounted on the housing and including a plurality of stator panels stacked in an axial direction and a panel separated from each other; Here, each stator panel includes a respective printed circuit board (PCB) having a plurality of coils each electrically conductive and interconnected within each PCB, and each PCB is through any one of each of the plurality of coils. The flowing current is likewise configured to flow through all of each of the plurality of coils such that each stator panel is composed of a single electric phase; And
A rotor assembly including a plurality of rotors rotatably mounted in the housing at opposite axial ends of the stator assembly, wherein each rotor includes a magnet, and the magnets are preceding and following. An edge, wherein the trailing edge of one magnet and the leading edge of adjacent magnets are parallel to each other to define a consistent circumferential spacing about the axis between adjacent magnets.
Device.
제 1항에 있어서, 각각의 고정자 패널은 상기 각각의 고정자 패널을 형성하기 위해 함께 전기적으로 결합되는 두개의 동일한, C-자형 PCB 세그먼트를 포함하는, 장치. The apparatus of claim 1, wherein each stator panel comprises two identical, C-shaped PCB segments that are electrically coupled together to form the respective stator panel. 제 1항에 있어서, 상기 고정자 패널은 축 방향으로 서로 접하고 축 방향 접힘(abutting) 관계로 패스너(fasteners)를 사용하여 상기 하우징에 집합적으로 기계적으로 결합되는, 장치. The apparatus of claim 1, wherein the stator panels are mechanically coupled to the housing collectively using fasteners in an axial abutting relationship and in an axial abutting relationship. 제 1항에 있어서, 각각의 고정자 패널은 상기 축에 대해, 상기 복수의 고정자 패널이 (a) 단일 전기 상 장치를 형성하기 위해 상기 축에 대해 단일 각도록 회전 정렬되거나, 또는 (b) 다중 상 장치를 형성하기 위해 원하는 상 각도에서 서로 회전 오프셋하도록, 구성된 복수의 주변 장착 구멍을 포함하는, 장치. The method of claim 1, wherein each stator panel is rotationally aligned with respect to the axis such that the plurality of stator panels are (a) a single angle with respect to the axis to form a single electric phase device, or (b) a multi-phase A device comprising a plurality of peripheral mounting holes configured to rotationally offset each other at a desired image angle to form the device. 제 1항에 있어서, 상기 자석은 짝수의 자석을 포함하고, 상기 축에 대해 원주 방향으로 인접한 자석은 반대의 자극을 포함하고, 대향하는 회전자에서 정반대의 자석은 반대의 자극을 포함하는, 장치. The apparatus of claim 1, wherein the magnet comprises an even number of magnets, the magnets circumferentially adjacent to the axis comprise opposite magnetic poles, and the opposite magnets in the opposing rotor comprise opposite magnetic poles. . 제 1항에 있어서, 각 회전자는 회전자 허브를 포함하고, 마그네틱 백킹(magnetic backing)은 상기 회전자 허브의 축방향 한쪽에 장착되고, 상기 자석은 상기 회전자 허브의 반대쪽 축방향에 장착되며, 집합적으로 상기 자석은 상기 축에 대해 자석 내경과 자석 외경을 정의하고, 상기 마그네틱 백킹은 상기 자석 내경보다 작은 백킹 내경(backing inner diameter)을 가지며, 상기 마그네틱 백킹은 상기 자석 외경보다 큰 백킹 외경(backing outer diameter)를 갖는, 장치. The method of claim 1, wherein each rotor includes a rotor hub, a magnetic backing is mounted on one axial direction of the rotor hub, and the magnet is mounted on an axial direction opposite to the rotor hub, Collectively, the magnet defines a magnet inner diameter and a magnet outer diameter with respect to the shaft, the magnetic backing has a backing inner diameter smaller than the magnet inner diameter, and the magnetic backing has a backing outer diameter larger than the magnet outer diameter ( backing outer diameter). 제 6항에 있어서, 상기 회전자 허브는 각각의 자석에 대한 사다리꼴 구멍을 포함하고, 상기 자석은 상기 마그네틱 백킹에 대한 자기 인력(magnetic attraction)에 의해서만 상기 회전자 허브에 고정되는, 장치. 7. The apparatus of claim 6, wherein the rotor hub comprises a trapezoidal hole for each magnet, the magnet being secured to the rotor hub only by magnetic attraction to the magnetic backing. 제 1항에 있어서, 각 고정자 패널은 자성 재료를 포함하는 복수의 코어를 포함하고, 각 코어는 상기 고정자 패널의 각 코일의 중심에 위치하며, 상기 코어는 상기 코일로부터 전기적으로 절연되는, 장치. The apparatus of claim 1, wherein each stator panel comprises a plurality of cores comprising a magnetic material, each core being located at the center of each coil of the stator panel, the core being electrically insulated from the coil. 제 8항에 있어서, 상기 코어는 상기 고정자 패널의 축방향 표면과 실질적으로 같은 높이(flush with)인 축방향 표면을 포함하는, 장치. 9. The apparatus of claim 8, wherein the core comprises an axial surface substantially flush with the axial surface of the stator panel. 제 8항에 있어서, 상기 각각의 코일의 중심은 상기 각각의 코일의 가장 안쪽 트레이스(trace) 내부에 위치된 볼륨(volume)을 포함하는, 장치. 9. The apparatus of claim 8, wherein the center of each coil comprises a volume located within an innermost trace of each coil. 제 10항에 있어서, 상기 볼륨은 상기 PCB 제조 중에 형성되어 상기 PCB 제조 중에 코어가 포함되는, 장치. 11. The apparatus of claim 10, wherein the volume is formed during manufacture of the PCB to contain a core during manufacture of the PCB. 제 10항에 있어서, 상기 볼륨은 상기 PCB가 제조된 이후에 상기 PCB로부터 제거되어 상기 PCB의 제조 후 상기 PCB에 상기 코어가 추가되는, 장치. 11. The apparatus of claim 10, wherein the volume is removed from the PCB after the PCB is manufactured so that the core is added to the PCB after manufacturing the PCB. 제 1항에 있어서, 상기 하우징은 함께 결합된 하우징 쉘(housing shells)을 포함하고, 각각의 하우징 쉘은 각각 내부에 축방향 선반이 형성된 내부 둘레(internal perimeter)를 포함하고, 상기 고정자 어셈블리는 상기 축방향 선반 중 적어도 하나에 기계적으로 결합되고; 및
상기 고정자 패널은 상기 내부 둘레에서 상기 하우징 쉘의 반경-방향 내부 표면과 접촉하는 외부 주변 에지를 포함하는, 장치.
The method of claim 1, wherein the housing comprises housing shells joined together, each housing shell each comprising an internal perimeter with an axial shelf formed therein, and the stator assembly comprises the Mechanically coupled to at least one of the axial lathes; And
Wherein the stator panel comprises an outer peripheral edge in contact with the radially inner surface of the housing shell at the inner periphery.
제 1항에 있어서, 상기 고정자 어셈블리는 3개의 고정자 패널을 포함하며, 각각은 각각의 전기 상으로 작동하도록 구성되고, 함께 복수의 전기 상으로 작동하도록 구성되는, 장치. The apparatus of claim 1, wherein the stator assembly comprises three stator panels, each configured to operate with a respective electrical phase, and configured to operate with a plurality of electrical phases together. 제 1항에 있어서, 상기 하우징 내에 통합된 제어 회로를 더 포함하고, 상기 제어 회로는 상기 장치의 팩터(factor)의 보유(retention)을 용이하게 하기 위해 상기 고정자 패널의 형상에 상보적인 원형의, 도넛형 형상을 포함하는, 장치.
The method of claim 1, further comprising a control circuit integrated within the housing, wherein the control circuit is circular, complementary to the shape of the stator panel to facilitate retention of a factor of the device. An apparatus comprising a donut-shaped shape.
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