JP2000511399A - 組み合いセグメント状コイルアレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 軸線方向隙間磁気構造内で作動する多数のコイルを使用するモータや発電機等の回転式電動−起電装置で使用するためのセグメント状コイルアレイを開示する。個々の導体コイルは、隣接したコイルの半径方向に延びる部分が組み合って円形のアレイを形成できるように、周方向に延びる食い違った部分を有する。このアレイでは、軸線方向磁界内にある全てのコイルの作用導体を同じ平面内で配向でぎる。この構造により、磁石隙間間隔を最小にでき、かくして利用できる磁束を最大にできる。結果的に得られたセグメント状コイルアレイは、三相モータ、アクチュエータ、又は発電機として容易に交換できる。本発明は、更に、所与の直径のモータ又は発電機内のコイルの全作用領域が更に増大するように多数のコイルアレイ及び関連した磁気ロータを交互に相をなして積み重ねることができる構造を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 組み合いセグメント状コイルアレイ 発明の分野 本発明は、全体として、発電機又はモータ構造に関し、更に詳細には、磁束線 がコイルの作用導体部分に対してほぼ垂直方向に延びる軸線方向に配向された磁 界内で作動する平コイルアレイ又は構造を使用する種類のブラシレス電動−起電 装置（electromotive device）に関する。これには、このような平コイル及び磁 気構造を持つディスク状又はパンケーキ状の回転モータ並びにリニアモータを含 むことができる。 発明の背景 １９５０年代以来、ディスク状コイルアーマチュア及びブラシ整流子を使用す るモータが使用されてきた。後に、回転磁石、コイルステータ、及び電子式整流 器を使用するブラシレスディスク状モータが開発された。このようなモータは、 多数のオーディオテープレコーダー及びビデオテープレコーダー、及びコンピュ ーターのディスクドライブで使用されてきた。このようなモータでは、Ｎ極片及 びＳ極片が交互に設けられた磁気ロータディスクが、互いに隣接して配置された 幾つかの平らなステータコイルを含む平面の上方及び／又は下方で回転する。コ イルの導線を流れる電流は、ディスクの交互の磁束線と相互作用し、半径方向に 差し向けられた導体に対して垂直方向に、及びかくして回転軸線に対して接線方 向にローレンツ力を発生する。電流がコイル全体を流れるとき、導体の半径方向 に延びる部分（作用導体と呼ぶ）だけがロータのトルクに寄与する。例えば、米 国特許第３，９８８，０２４号、米国特許第４，３６１，７７６号、米国特許第 ４，３７１，８０１号、及び米国特許第５，１４６，１４４号を参照されたい。 巻回コイルの周方向部分（非作用導体）が互いに重なった、この構成の変形が公 知である。例えば、米国特許第４，０６８，０４３号、米国特許第４，４２０， ８７５号、米国特許第４，５５１，６４５号、及び米国特許第４，７４３，８１ ３号を参照されたい。この構成は、多数の作用導体を詰め込むことができるけれ ども、ロータの磁石と磁束戻し（flux return）との間の隙間を、非重なりコイ ルの単一の厚さについて必要とされる厚さの約２倍にする必要がある。かくして 、 磁束密度が低下し、及びかくしてモータの効率が低下する。 発明の概要 上述の従来技術の周知の欠点に鑑み、本発明の目的は、ほぼ平らなリング状コ イル構造を持ち且つ軸線方向隙間磁石構造（axial gap magnet structure）を使 用する種類のディスク状又はパンケーキ状のモータ等の回転モータ又は発電機内 のこれらの新たなコイルと磁石との間の電動−起電相互作用を更に効率的に提供 ずると同時に、コイル及び磁石磁束隙間の厚さを最小にする新規なコイル構造を 提供することである。詳細には、本発明は、コイルアレイ（コイルからなる円形 又は円弧状の構成）を形成する個々のコイルの構造及び形状に関する。多数のこ れらのコイルを組み合い、又は重ねることにより、密度が二倍であるけれども、 非重なりコイルアレイよりも大幅に厚くならない薄いディスク状コイルアレイを 形成できる。各コイルの全ての半径方向に延びる導体部分は第１平面内にあるが 、各コイル導体の周方向に延びる部分は、前記第１平面の上方及び下方にある。 本発明の別の目的は、所与の直径のモータ又は発電機についての電動−起電相 互作用が最大になるように三つの隣接したコイルを重ねることによって、円形コ イルアレイ内の作用導体の全長を最大にすることである。装置の任意の所与の直 径、導体の断面積、及び磁束密度について、この技術は、モータが発生できるト ルク又は発電機が発生できる電圧を最大にする。 本発明の更に別の目的は、所与の直径のモータ又は発電機内の全コイル面積を 増大するように、多数のコイルアレイを対応する磁気ロータとともに交互の層を なして緊密に積み重ねることができる機構を提供することである。この増大させ たコイル面積により、コイルと磁石との間の相互作用を増大させ、モータ又は発 電機の電力変換効率を改善できる。 図面の簡単な説明 本明細書は、本発明であるとみなされる要旨を特定的に指摘し且つ明瞭に特許 請求する請求の範囲で終わるけれども、現在の好ましい実施例の以下の詳細な説 明を添付図面と関連して参照することにより、本発明の更に広範な特徴並びにそ の幾つかの特徴及び利点が更によく理解されるであろう。 第１ａ図は、従来技術の（平）コイルアッセンブリの図であり、 第１ｂ図は、第１ａ図のコイルアッセンブリと関連した従来技術の磁石ロータ の図であり、 第２図は、別の従来技術の（部分的に重なった）コイルアッセンブリの図であ り、 第３図は、本発明による一つの巻回コイルの図であり、 第４図は、本発明による正しい配向で重ねた、第３図の三つのコイルの図であ り、 第５図は、本発明による第３図の多数の内部コイルを示す、セグメント状コイ ルアレイ（「ＳＣＡ」）コイルプラッターの部分断面図であり、 第６図は、第５図のＳＣＡプラッターの拡大断面図であり、 第７図は、本発明による正しい配向で重ねた、本発明の変形例の三つのコイル を示す図であり、 第８図は、抵抗損が小さい別の形態のコイルの図であり、 第９図は、入れ子状に重なった三つのコイルを、二つの隣接した磁石ロータに 対して適切に配向した基本的な電動−起電装置を示す図であり、 第１０図は、電動−起電装置で使用するのに適した三つの同軸に積み重ねた第 ５図のＳＣＡコイルプラッターの図である。 発明の詳細な説明 次に、添付図面のうち特に第１図を参照すると、この図には、代表的な従来技 術のディスク型モータの製造で使用できる従来技術の平コイルアッセンブリ１０ 及び磁石ロータ１１が示してある。コイルアッセンブリ１０は、円形パターンを なして配置された幾つかの個々のコイル１３、１３’、１３''を含む。各コイル １３は、半径方向に延びる二つの導体部分即ち脚部１４、１４''と、周方向に延 びる内脚部１５、及び周方向に延びる外脚部１６を有する。これらの脚部は、全 で、単一の平面内にある。このようなコイルアッセンブリを使用したモータでは 、交互のＮ極１８及びＳ極１９が対応する円形のパターンをなして配置されてお り且つ中央シャフト（図示せず）に取り付けられた磁石ロータ１１が、コイル１ ３、１３’、１３''を含む平面の直ぐ近くにあるけれどもこの平面の上方及び／ 又は下方に僅かに間隔が隔てられた平面内で回転する。コイルアッセンブリ１０ の各 側に一つづつの二つの磁石ロータ１１を使用するのがよいが、軟鉄ディスク（図 示せず）等の磁束戻し（magnetic flux return）がコイルアッセンブリについて ロータの反対側に配置されている場合には、一つだけを使用してもよい。使用に あたっては、コイルアッセンブリ１０の半径方向に延びる導体１４、１４’内の 電流がロータのＮ極１８及びＳ極１９からの交互の磁束線と相互作用し、半径方 向導体１４、１４’に対して垂直方向に及びかくしてロータ１１の回転軸線に対 して接線方向にローレンツ力を発生する。電流がコイル１３全体を通って流れる とき、半径方向導体脚部１４、１４’（作用導体と呼ぶ）だけがロータ１１への トルクに寄与し、この際、非作用脚部１５、１６は、電路を完成するに過ぎない 。 第２図は、幾分異なる従来技術のコイルアッセンブリ２０を示す。このアッセ ンブリでは、巻線型コイル２３の作用導体脚部２２、２２’が隣接したコイル２ １、２５と重なっている。同様に、コイル２５の半径方向脚部２４、２６が隣接 したコイル２３、２７と重なっている。この重なり構成により、作用導体２２、 ２４、２６を更に稠密に詰め込むことができるけれども、ロータの磁石と磁気戻 しとの間の空間即ち隙間を第１図に示すコイルの一枚分の厚さに必要とされる空 間即ち隙間の２倍にする必要がある。 第３図は、本発明に従って形成した一つの個々のコイル３０を示す。コイル３ ０は、中央開放空間３３を形成するようにキーストーン形状即ち台形形状に螺旋 状に巻いた円形の又は平らな導体からなる。開放空間３３は、第１平面内で半径 方向に延びる二つの側部分即ち作用脚部３７、第１平面と平行であるが第１平面 からその上方に離間された第２平面内で周方向に延びる外ベース部分３５及び周 方向に延びる内ベース部分３９を有する。以下に説明するように、開放空間３３ は、隣接した二つの作用脚部３７を受け入れるのに十分広幅でなければならない 。コイルの外周から延びる導電性コイルリード線３４、３６は、コイルを通る電 流を外部電源（図示せず）から加えるための手段を提供する。半径方向に延びる 脚部３７の各端近くには、第２平面から第１平面への移行部を提供するオフセッ トされた屈曲部分、即ち段違い屈曲部（offsetting bends）３１、３２が設けら れている。これらの段違い屈曲部３１、３２が本発明の重要な特徴であり、以下 に説明する第４図の所望の高密度パッキング構成に必要である。段違い屈曲部３ １ と３２との間は、コイルの半径方向に延びる脚部３７の作用部分３８である。使 用中、隣接した磁石ロータ１１からこの部分に磁束が加わる。この作用部分３８ の長さｌを作用長さと呼ぶ。好ましくは、個々のコイルの作用長さｌは、このよ うな作用長さｌがコイルプラッターの中心からコイル作用長さの外点までの距離 の約４２％であるようにすることによって、最大トルク又は最大電圧量について 最適化される。この距離をプラッターの臨界半径と呼ぶ。 好ましい実施例の一例として、第４図は三つの代表的なコイル４２、４４、４ ６を示す。これらのコイルは、この他の４５個のコイルとともに同じ方法で配置 され、この特定直径のアレイについて４８個のコイルからなるアッセンブリを形 成する。コイルは、各コイルの作用部分３８が全て同じ第１平面内にあり、一つ のコイル４４の中央開放空間３３（その作用脚部３７間）が隣接したコイル４２ 、４６の各々の一つの作用脚部３７’によって満たされるように、配置されてい る。コイル４４の残りの部分（周方向に延びる内部分３９及び外部分３５）は、 同じ第１平面内に残っていてはならない。これは、別のコイルの部分を同じ空間 に通すのに必要であるためである。これが、段違い屈曲部３１及び３２が重要で あることの理由である。その結果、端部は第２（及び第３）平面内にあり、これ によって、コイルを組み合わせて高い密度を達成することができる。 互いに取り付けられた、及び／又はコイルプラッター（即ち全コイルプラッタ ーの円弧形状部分）を形成するための適当な構造材料に取り付けられたコイルか らなる完全なアレイをセグメント状コイルアレイ（「ＳＣＡ（Segmented Coil A rray）」）と呼ぶ。完全なコイルプラッター５０を第５図に示す。（この図では 、明瞭化を図るため、コイルリード線３４、３６は示さない）。このＳＣＡプラ ッター５０は、エポキシ樹脂又は成形が容易な他の支持材料内に埋設された４８ 個の個々のコイル３０でできている。これは、随意であるが、ファイバ強化ファ ブリック層にも埋設することによって更に強化できる。各コイル３０の内端３９ 及び外端３５が、作用脚部３７を含む第１平面の僅かに上方の平面及び下方の平 面内にあるため、成形したプラッター５０は、厚い内リム５２及び外リム５６を 持つ薄い中央面５４を有する。ＳＣＡでは、所望の電気的性質及び機械的性質に 応じて４８個以外の任意の偶数のコイルを使用できる。 所与のＳＣＡ直径について、モータで最大のトルクを発生するように、又は発 電機で最大の電圧を発生するように、個々のコイルの作用長さを最適化できる。 これは、コイルの作用長さを臨界半径の４２％にすることによって行われる。第 ５図に臨界半径５８を示す。臨界半径は、コイルプラッターの中心から外リム５ ６に達する前の作用長さの最外点までの距離であると定義される。 第５図のコイルプラッター５０の一部の断面を第６図に示す。好ましくは、耐 摩耗性及び低い摩擦特性を提供するため、中央面５４の外面は、一層又は二層の ＰＦＴＥ６２、６４でコーティングされている。同様に、１片又は２片の薄いガ ラスファイバ（即ちガラス繊維）布６３、６５をＰＦＴＥの下でコイルの上に加 え、プラッターの強度及び剛性を向上させることができる。 第７図は、変形例のコイル形体９０の三つのコイルを示す。変形例のコイル形 体９０で形成されたＳＣＡは、同数の多数の第１コイル及び第２コイルからなる 。第１の多数のコイルのコイル（例えばコイル９１、９３）は、第１平面内で形 成され且つこの平面内で周方向に配向されている。第２の多数のコイルのコイル は、各コイルの作用脚部３７が第１平面内にあり、各コイルの周方向に延びる外 ベース部分３５及び内ベース部分３９が第１平面の外側にあるように形成されて いる。第３図に示す実施例のコイル形体に関して上文中に説明したように、第２ の多数のコイルのコイルの半径方向に延びる脚部３７の各端近くの段違い屈曲部 ３１及び３２は、第１平面から第１平面の外側までのベース部分３５及び３９の 移行部を提供する。第７図は、段違い屈曲部３１及び３２の角度が、この変形例 のコイル形体９０において、約９０度であるように示してあるが、段違い屈曲部 ３１及び３２の角度は、第１及び第２の多数のコイルの両方の全てのコイルの作 用脚部３７が実質的に単一の平面内にあるように、第１及び第２の多数のコイル が、図示のように、入れ子状に重ねることができるのに十分な任意の角度である のがよい。 第８図は、本発明で有用な更に別の変形例のコイル形体７０を示す。これは、 上文中に説明したコイル３０よりも電気損失が小さい。コイル７０は、上文中に 説明したコイル３０と同様に、螺旋状に巻いて中央開放空間７３を包囲する基本 的なキーストーン形状又は台形形状を形成した平らな導線即ちリボン状体（即ち 矩形断面を有する）からなる。開放空間７３は、コイル３０と同様に、第１平面 内を半径方向に延びる二つの部分即ち作用脚部７７、第１平面と平行であるが第 １平面から離間された第２平面内を周方向に延びる外ベース部分７５、及び周方 向に延びる内部分７９によって境界付けられている。半径方向脚部の第１平面か らベース部分の第２平面まで徐々に移行するコイル３０の段違い屈曲部３１とは 対照的に、電気損失が低いコイル７０は、半径方向に延びる脚部７７の各端近く でいきなり食い違う段７１が形成されるように巻回後に機械加工される。更に、 半径方向に延びる脚部７７から十分な材料が機械加工によって除去されるため、 脚部７７は、少なくとも作用長さ７８に亘って、ベース部分７５、７９よりも小 さな断面積を有する。コイル７０及び３０の作用脚部の大きさが同じである場合 、コイル７０の大きなベース部分７５、７９における電気抵抗は、コイル３０の 対応するベース部分３５、３９よりも小さく、その結果、コイル７０のＩ²Ｒ損 が減少する。第４図に示す高密度入れ子状の重ね構成を得るため、開放空間７３ は、上文中で説明したように、隣接した二つの作用脚部７７を受け入れるのに十 分広幅でなければならない。コイルリード線は、代表的には、コイルの外周から 延びるが、ここでは、明瞭化を図るため、示さない。 代表的な電動−起電装置内での作動では、円形のコイルプラッター５０を、磁 石ロータ１１が発生する軸線方向に差し向けられた磁束、即ちコイルの作用長さ を含む平面に対して垂直な磁束に露呈する。この磁束を提供する一つのこのよう な方法を第９図に示す。この図では、磁石ロータ１１（これは、永久磁石セグメ ント又は電磁石でできており、回転自在の中央シャフト（図示せず）に取り付け 可能になっている）がコイルプラッターの片側又は両側と隣接して位置決めされ でおり、基本的な電動−起電装置８０を形成する。特定の装置において、一つの 磁石１１だけを使用した場合には、軟鉄ディスク等の何等かの種類の磁束戻しを コイルプラッターの反対側と隣接して配置すべきである。この図では、この例に おいて明瞭化を図るため、４８個のコイル３０からなる全プラッター５０の三つ のコイル４２、４４、４６だけを示す。コイルを（任意の周知の制御回路（図示 せず）によって）適切に通電すると、磁石ロータに回転力即ちトルクが発生する 。所望の結果及び対応する機械的構造に応じて、磁石ロータはシャフトを高速で 回 転させるか或いは高いトルクで小さな角度だけ回転させることができる。 第１０図に示すように、多数のコイルプラッター５０、５０’、５０''を共通 の中央軸線に沿って磁気ロータ１１の交互の層とともに積み重ねるのが有利であ る。この構成は、所与の直径の電動−起電装置内で全作用面積を増大し、及びか くして出力を増大する。明瞭化を図るため、第１０図でもコイルリード線及び磁 石ロータは示してない。一般的な産業用装置に本発明を適用するための様々な可 能な機械的装置の詳細は周知であり、ここに論じる必要はない。 本発明を、多かれ少なかれ好ましい実施例について特定的に説明したが、様々 な変形、変更、又は入れ換えは当業者に明らかである。例えば、本発明は、発電 機並びにモータで実施できる。本発明のコイルを、円形コイルアレイにする代わ りに、直線状のアレイ、又は完全円形アレイでなく部分的に円形のアレイにする ことができる。従って、本発明は、図示し且つ説明した特定の特徴に限定されず 、添付の請求の範囲に定義した本発明の精神及び範囲内に全ての等価物が含まれ るということは理解されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 レヴェヴュール，ポール・エリック アメリカ合衆国インディアナ州47150，ニ ュー・アルバニー，キャッスルウッド・ド ライブ 817 (72)発明者 ドックステイダー，カール・デビット アメリカ合衆国ケンタッキー州40059，プ ロスペクト，ランディング・ロード 1909

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 軸線方向隙間磁気構造を使用する種類の、一つ又は二つの磁石ロータを持つ モータや発電機等の回転式電動−起電装置で使用するためのセグメント状コイル アレイにおいて、偶数の多数の個々の巻回コイルを有し、各コイルは、構造及び 大きさが実質的に同じであり、周方向に延びるベース部分及び半径方向に延びる 側部分を有し、前記半径方向に延びる側部分及び前記周方向に延びるベース部分 は、夫々の端で接合されて全体に台形形状を画成し、前記コイルアレイを、各コ イルの半径方向に延びる側部分が同一平面内にあるように、一部が重なった交互 のコイルからなるリングに形成する、ことを特徴とするコイルアレイ。 2. 各個々のコイルは、前記半径方向に延びる側部分の各端近くに食い違い屈曲 部を有し、これによって、前記コイルの前記周方向に延びるベース部分を、前記 半径方向に延びる側部分を含む平面の外に置き、２つの隣接したコイルの各々を 部分的に重ねることができるようにする、請求項１に記載のコイルアレイ。 3. 各コイルの前記周方向に延びるベース部分及び前記半径方向に延びる側部分 が、二つの隣接したコイルの各々の一つの前記半径方向に延びる部分を収容する 空間を構成し、これによってコイルの作用導体の密度を倍にする、請求項２に記 載のセグメント状コイルアレイ。 4. 複数の個々のコイルは、前記半径方向に延びる側部分の各端近くに食い違い 屈曲部を有し、これによって、前記コイルの前記周方向に延びるベース部分を、 前記半径方向に延びる側部分を含む平面の外に置き、少なくとも２つの隣接した コイルの各々を部分的に重ねることができるようにする、請求項１に記載のコイ ルアレイ。 5. 個々のコイルを成形用材料でモールドし、適当な構造的一体性及び熱許容度 を持つリングを形成する、請求項１に記載のセグメント状コイルアレイ。 6. 前記成形用材料はエポキシである、請求項５に記載のセグメント状コイルア レイ。 7. ファイバ強化布層を更に有する、請求項５に記載のセグメント状コイルアレ イ。 8. 前記コイルは、直線状のアレイを形成するように配向されている、請求項１ に記載のセグメント状コイルアレイ。 9. 前記コイルは、部分的リングを形成するように配向されている、請求項１に 記載のセグメント状コイルアレイ。 10．個々のコイルは、コイルの前記半径方向に延びる側部分の断面積が、前記周 方向に延びるベース部分のうちの少なくとも一方よりも小さいように形成されて いる、請求項１に記載のコイルアレイ。 11．互いに取り付けられてコイルプラッターを形成する多数の個々の巻回コイル は、中央軸線を有し、周知の内径及び外径を有し、前記半径方向に延びるコイル 部分が作用導体であり、前記導体の作用長さは、前記コイルプラッターの中央軸 線と前記コイルの作用長さの外径との間の距離の約４２％であり、これによって 、モータで使用された場合に最大トルクを発生し、発電機で使用された場合に電 圧を発生するように前記アレイを最適化する、請求項１に記載のコイルアレイ。 12．前記コイルアレイは、モータや発電機等の回転式電動−起電装置に作動的に 配置されており、前記モータや発電機等は、軸線方向隙間磁気構造を形成する交 互の磁性材料層を有し、前記電動−起電装置内の全コイル面積を更に増大するよ うに積み重ねられた電磁コイルアレイ層をなして配置された幾つかの追加のコイ ルアレイを更に有し、コイル構造からなる各層は、磁性材料層によって形成され た別の軸線方向磁束隙間で作動する、請求項１に記載のコイルアレイ。 13．前記磁性材料は、回転自在のシャフトに取り付けられたディスク状永久磁石 ロータである、請求項１２に記載の装置。 14．前記磁性材料は、回転自在のシャフトに取り付けられたディスク状電磁石ロ ータである、請求項１２に記載の装置。 15．軸線方向隙間磁気構造を使用する種類のモータや発電機等の回転式電動−起 電装置で使用するためのセグメント状コイルアレイにおいて、 偶数の多数の同じ形状の個々の巻回コイルを有し、各コイルは、周方向に延び るベース部分及び半径方向に延びる側部分を有し、前記ベース部分及び側部分は 、それらの端で接合されて台形形状を形成し、各側部分は、各ベース部分と隣接 した前記側部分の各端に食い違い屈曲部を有し、そのため、前記ベース部分は前 記側部分と平行な平面内にあり、 前記コイルアレイは、 第１組のコイルを、側部分を隣接させてリング状に配置することによって、 第２組のコイルを、各組のコイルの半径方向に延びる側部分が全て同一平面内 にあり且つ第１組のコイルのベース部分が第２組のコイルのベース部分と平行で あるように交互のコイルの食い違い屈曲部が異なる方向に配向されるように重ね ることによって、形成されている、ことを特徴とする、セグメント状コイルアレ イ。 16．個々のコイルを成形用材料でモールドし、適当な構造的一体性及び熱許容度 を持つリングを形成する、請求項１５に記載のセグメント状コイルアレイ。 17．前記成形用材料はエポキシである、請求項１６に記載のセグメント状コイル アレイ。 18．ファイバ強化布層を更に有する、請求項１５に記載のセグメント状コイルア レイ。 19．個々のコイルは、コイルの前記半径方向に延びる側部分の断面積が、前記周 方向に延びるベース部分のうちの少なくとも一方よりも小さいように形成されて いる、請求項１５に記載のコイルアレイ。 20．互いに取り付けられてコイルプラッターを形成する多数の個々の巻回コイル は、中央軸線を有し、周知の内径及び外径を有し、前記半径方向に延びる側部分 は作用長さを有し、この作用長さは、前記コイルプラッターの中央軸線と前記コ イルの作用長さの外径との間の距離の約４２％であり、これによって、モータで 使用された場合に最大トルクを発生し、発電機で使用された場合に電圧を発生す るように前記アレイを最適化する、請求項１５に記載のコイルアレイ。