JPH10304608A - 電動機 - Google Patents
電動機Info
- Publication number
- JPH10304608A JPH10304608A JP9102937A JP10293797A JPH10304608A JP H10304608 A JPH10304608 A JP H10304608A JP 9102937 A JP9102937 A JP 9102937A JP 10293797 A JP10293797 A JP 10293797A JP H10304608 A JPH10304608 A JP H10304608A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnetic steel
- coil
- steel sheets
- stator
- electric motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/16—Stator cores with slots for windings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】磁気抵抗の増加を抑える構造上の工夫によって
材料費の増加を招くことなく，組立て易さの向上を図り
コイルの占積率を高め高占積率な電動機のステータ構造
を提供し，これにより高効率な電動機を安価で供給でき
るようにする。 【解決手段】所定のスロット断面形状に打ち抜いた電磁
鋼板を複数枚積層したステータコアを構成する際に，積
層の軸方向両端付近部における電磁鋼板のみを複数個に
分割したものを組合せた構造となし，それ以外の部分は
分割しない電磁鋼板を積層した構造とする。まず分割し
ない電磁鋼板を積層した部分を形成し、コイルをスロッ
トに挿入し、その後、複数個に分割した電磁鋼板をそれ
ぞれ積層した部材を、組合せながら上記の中心部コアと
コイルとの組立品のコア積み両端部分に組合せながら組
み付け、固定してステータを得る。
材料費の増加を招くことなく，組立て易さの向上を図り
コイルの占積率を高め高占積率な電動機のステータ構造
を提供し，これにより高効率な電動機を安価で供給でき
るようにする。 【解決手段】所定のスロット断面形状に打ち抜いた電磁
鋼板を複数枚積層したステータコアを構成する際に，積
層の軸方向両端付近部における電磁鋼板のみを複数個に
分割したものを組合せた構造となし，それ以外の部分は
分割しない電磁鋼板を積層した構造とする。まず分割し
ない電磁鋼板を積層した部分を形成し、コイルをスロッ
トに挿入し、その後、複数個に分割した電磁鋼板をそれ
ぞれ積層した部材を、組合せながら上記の中心部コアと
コイルとの組立品のコア積み両端部分に組合せながら組
み付け、固定してステータを得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，電動機に係り，特
にコイルの占積率を高めるとともに製造工数を下げて作
り易くした電動機に関する。
にコイルの占積率を高めるとともに製造工数を下げて作
り易くした電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】電動機のコイルの占積率を高めるための
方法として，分割コア方式が近年幾つかの種類の電動機
において用いられている。この方式は，特開平7-67272
号公報に示されているように，固定子を構成するヨーク
とティースとを分割し，予め巻回して形成した所要個数
のコイルをステータ完成時の互いの空間的配置になるよ
うに仮組みした後，分割したヨーク片とティース片とを
積層方向で互い違いに組み合わせて接続することにより
コアを形成するものである。
方法として，分割コア方式が近年幾つかの種類の電動機
において用いられている。この方式は，特開平7-67272
号公報に示されているように，固定子を構成するヨーク
とティースとを分割し，予め巻回して形成した所要個数
のコイルをステータ完成時の互いの空間的配置になるよ
うに仮組みした後，分割したヨーク片とティース片とを
積層方向で互い違いに組み合わせて接続することにより
コアを形成するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では，磁
気回路部分を構成するヨークおよびティースを分割する
ため，分割・接続部分で磁性体が不連続になり，磁気抵
抗が増加して，電動機としての効率が低下するという問
題がある。このため，上記従来技術ではヨークおよびテ
ィースの磁性体に方向性電磁鋼板を用いることにより，
磁気抵抗の増加を最小限に押さえる構成をとっている
が，特殊な鋼板を用いるため，材料費が高価になるとい
う問題がある。
気回路部分を構成するヨークおよびティースを分割する
ため，分割・接続部分で磁性体が不連続になり，磁気抵
抗が増加して，電動機としての効率が低下するという問
題がある。このため，上記従来技術ではヨークおよびテ
ィースの磁性体に方向性電磁鋼板を用いることにより，
磁気抵抗の増加を最小限に押さえる構成をとっている
が，特殊な鋼板を用いるため，材料費が高価になるとい
う問題がある。
【０００４】本発明の目的は、磁気抵抗の増加を抑える
構造上の工夫によって材料費の増加を招くことなく，組
立て易さの向上を図りコイルの占積率を高め高占積率な
電動機のステータ構造を提供し，これにより高効率な電
動機を安価で供給できるようにすることにある。
構造上の工夫によって材料費の増加を招くことなく，組
立て易さの向上を図りコイルの占積率を高め高占積率な
電動機のステータ構造を提供し，これにより高効率な電
動機を安価で供給できるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、所定のスロット断面形状に打ち抜いた電磁
鋼板を複数枚積層したステータコアを構成する際に，
積層の軸方向両端付近部における電磁鋼板のみを複数個
に分割したものを組合せた構造となし，それ以外の部分
は分割しない電磁鋼板を積層した構造としている。
に本発明は、所定のスロット断面形状に打ち抜いた電磁
鋼板を複数枚積層したステータコアを構成する際に，
積層の軸方向両端付近部における電磁鋼板のみを複数個
に分割したものを組合せた構造となし，それ以外の部分
は分割しない電磁鋼板を積層した構造としている。
【０００６】また，本願の第２の発明は，所定のスロッ
ト断面形状に打ち抜いた電磁鋼板を複数枚積層したステ
ータコアを構成する際に， 積層の軸方向両端付近部に
おける電磁鋼板のスロット部打ち抜き断面形状を，外端
側において円弧状もしくは面取り形状になした構造とし
ている。
ト断面形状に打ち抜いた電磁鋼板を複数枚積層したステ
ータコアを構成する際に， 積層の軸方向両端付近部に
おける電磁鋼板のスロット部打ち抜き断面形状を，外端
側において円弧状もしくは面取り形状になした構造とし
ている。
【０００７】また，本願の第３の発明は，所定のスロッ
ト断面形状に打ち抜いた電磁鋼板を複数枚積層したステ
ータコアを構成する際に， 積層の軸方向両端付近部に
おける電磁鋼板のスロット寸法のみを他の部分の電磁鋼
板のスロット寸法より大きくした構造としている。
ト断面形状に打ち抜いた電磁鋼板を複数枚積層したステ
ータコアを構成する際に， 積層の軸方向両端付近部に
おける電磁鋼板のスロット寸法のみを他の部分の電磁鋼
板のスロット寸法より大きくした構造としている。
【０００８】これらは，積層の軸方向両端付近部のコア
を，積層の中心部に比較して磁気特性は劣るが組立性が
良い端部コアにより構成し、これによりコイルのコアへ
の挿入作業能率を高めたものである。これにより，磁気
特性の劣化を積層長さのごく一部分に限定しつつ占積率
を高めることができ，高占積率な電動機のステータを実
現し，高効率な電動機を安価で供給することができる。
を，積層の中心部に比較して磁気特性は劣るが組立性が
良い端部コアにより構成し、これによりコイルのコアへ
の挿入作業能率を高めたものである。これにより，磁気
特性の劣化を積層長さのごく一部分に限定しつつ占積率
を高めることができ，高占積率な電動機のステータを実
現し，高効率な電動機を安価で供給することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面によ
り、詳細に説明する。
り、詳細に説明する。
【００１０】図１は、本発明による電動機のステータ構
造を示しており、図１（ａ）は、ステータ構造の断面図
である図１（ｂ）のＢ−Ｂ線での断面図を示し、図１
（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線での断面図を示してい
る。
造を示しており、図１（ａ）は、ステータ構造の断面図
である図１（ｂ）のＢ−Ｂ線での断面図を示し、図１
（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線での断面図を示してい
る。
【００１１】図１（ｂ）において、１はステータコア，
２はコイルである。（それ以外の構造部品については本
発明に直接関らないので省略している。）ステータコア
は，同図（ｃ）に示すようにリング形状のコアバック部
４ａにティースと呼ばれる突起５ａを多数設けた形状を
一体ものとして打ち抜いた電磁鋼板３を多数枚積層した
中心部分１ａと，同図（ｄ），（ｅ）に示すようにコア
バック部のみを略リング形状に打ち抜いた電磁鋼板４ｂ
を所定の枚数だけ積層した端部コアバック部１ｂ並びに
ティース部のみを打ち抜いた電磁鋼板５ｃを所定の枚数
だけ積層した端部ティース部１ｃとから構成されてい
る。なお、６は、端部コアバック部１ｂと端部ティース
部１ｃとを組み立てる際に固定を容易にするための凹凸
状の段差であり、必ずしも必要な訳ではない。
２はコイルである。（それ以外の構造部品については本
発明に直接関らないので省略している。）ステータコア
は，同図（ｃ）に示すようにリング形状のコアバック部
４ａにティースと呼ばれる突起５ａを多数設けた形状を
一体ものとして打ち抜いた電磁鋼板３を多数枚積層した
中心部分１ａと，同図（ｄ），（ｅ）に示すようにコア
バック部のみを略リング形状に打ち抜いた電磁鋼板４ｂ
を所定の枚数だけ積層した端部コアバック部１ｂ並びに
ティース部のみを打ち抜いた電磁鋼板５ｃを所定の枚数
だけ積層した端部ティース部１ｃとから構成されてい
る。なお、６は、端部コアバック部１ｂと端部ティース
部１ｃとを組み立てる際に固定を容易にするための凹凸
状の段差であり、必ずしも必要な訳ではない。
【００１２】また、本図では端部コアバック部１ｂ並び
に端部ティース部１ｃとは積層枚数が２枚の場合につい
て示しているが、これは必ずしも２枚である必要はな
く、所定の端部厚さに相当する枚数を用いるのが好適で
ある。
に端部ティース部１ｃとは積層枚数が２枚の場合につい
て示しているが、これは必ずしも２枚である必要はな
く、所定の端部厚さに相当する枚数を用いるのが好適で
ある。
【００１３】図２には，図１に示したステータのコア，
コイル形成の手順について示す。
コイル形成の手順について示す。
【００１４】また図２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）
は、図２（１）、（２）、（３）、（４）のステータを
上方から見た図を示している。
は、図２（１）、（２）、（３）、（４）のステータを
上方から見た図を示している。
【００１５】まず，図２（１）は、コアバック・ティー
ス部を一体もので打ち抜いた中心部分の電磁鋼板３を，
所定の積厚だけ積層して中心部分１ａを構成する。続い
て図２（２）は、端部コアバック部１ｂを中心部分１ａ
の両側に配置し固定治具（図示せず）により固定する。
図２（３）は、この状態でインサータにより巻線、挿入
する、もしくは予め巻線、成形したコイルを組線するな
どの公知の手法により中心部分１ａのスロット部分にコ
イル２を組み付ける。その後、図２（４）は、端部ティ
ース部１ｃをコアバック部、及びコイルの内周側より端
部コアバック部１ｂに組み付けてステータ形状を得る。
ス部を一体もので打ち抜いた中心部分の電磁鋼板３を，
所定の積厚だけ積層して中心部分１ａを構成する。続い
て図２（２）は、端部コアバック部１ｂを中心部分１ａ
の両側に配置し固定治具（図示せず）により固定する。
図２（３）は、この状態でインサータにより巻線、挿入
する、もしくは予め巻線、成形したコイルを組線するな
どの公知の手法により中心部分１ａのスロット部分にコ
イル２を組み付ける。その後、図２（４）は、端部ティ
ース部１ｃをコアバック部、及びコイルの内周側より端
部コアバック部１ｂに組み付けてステータ形状を得る。
【００１６】インサータによるコイルの巻線・挿入にお
いては、線材が無理なくスロット内に挿入されるために
ある程度の余長が必要となる。この結果、コイルの線材
のうち、コアの積み厚に収まらない部分（これをコイル
エンドと呼ぶ）の寸法が必然的に大きくなる。この部分
はモータ出力に寄与しないため、モータの体格を大きく
する一方で効率を下げる要因となっていたが、本実施例
ではコイルを挿入した後に、余長に当たる部分に更にコ
アを組み付けるため、幾何学的寸法上の限界まで積み厚
をとれ、大きなコスト増加を招かずに効率向上が図れ
る。
いては、線材が無理なくスロット内に挿入されるために
ある程度の余長が必要となる。この結果、コイルの線材
のうち、コアの積み厚に収まらない部分（これをコイル
エンドと呼ぶ）の寸法が必然的に大きくなる。この部分
はモータ出力に寄与しないため、モータの体格を大きく
する一方で効率を下げる要因となっていたが、本実施例
ではコイルを挿入した後に、余長に当たる部分に更にコ
アを組み付けるため、幾何学的寸法上の限界まで積み厚
をとれ、大きなコスト増加を招かずに効率向上が図れ
る。
【００１７】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。図３は、本発明の電動機のステータの端部構造の代
案変形例を示す図である。
る。図３は、本発明の電動機のステータの端部構造の代
案変形例を示す図である。
【００１８】図３（ａ）のステータ構造のＣ−Ｃ線の断
面図を図３（ｂ）に示す。図３（ａ）において、１１は
端部コアであり、前出同様の中心部コア１ａの打ち抜き
形状に対して、以下の点で異なった構造である。即ち、
中心部コア１ａが打ち抜き側面が鋼板面に対して略垂直
に形成されているのに対して、本実施例の端部コア１１
ではその打ち抜き側面の形状が、外端側において円弧状
部分１２を有する構造としてある。ここで、円弧状部分
は図３（ｃ）にあるように最端部の１枚のみに形成する
こともできるし、図３（ｄ）にあるように端部の数枚の
電磁鋼板にかけて全体的に円弧形状を形成しても良い。
面図を図３（ｂ）に示す。図３（ａ）において、１１は
端部コアであり、前出同様の中心部コア１ａの打ち抜き
形状に対して、以下の点で異なった構造である。即ち、
中心部コア１ａが打ち抜き側面が鋼板面に対して略垂直
に形成されているのに対して、本実施例の端部コア１１
ではその打ち抜き側面の形状が、外端側において円弧状
部分１２を有する構造としてある。ここで、円弧状部分
は図３（ｃ）にあるように最端部の１枚のみに形成する
こともできるし、図３（ｄ）にあるように端部の数枚の
電磁鋼板にかけて全体的に円弧形状を形成しても良い。
【００１９】１枚のみに円弧状部分を形成する図３
（ｃ）の構造は、プレスでティース部形状を打ち抜いた
後に、鍛造により稜線部を成形する方法で形成する。数
枚の電磁鋼板にかけて全体的に円弧形状を形成する図３
（ｄ）の構造は、プレスでティース部形状を打ち抜いた
後に、必要枚数を積層して固定し、その後切削、研削し
て形成する。
（ｃ）の構造は、プレスでティース部形状を打ち抜いた
後に、鍛造により稜線部を成形する方法で形成する。数
枚の電磁鋼板にかけて全体的に円弧形状を形成する図３
（ｄ）の構造は、プレスでティース部形状を打ち抜いた
後に、必要枚数を積層して固定し、その後切削、研削し
て形成する。
【００２０】これらの代案変形例では、コイル挿入時並
びにコイルエンド形状整形時に線材にきずがつきやすい
コア端部においてスロット側面が曲面状に形成されてお
り、線材の被覆に対して局部的な力が掛からない構造で
あるため、線材密度をより高めても線材にきずが付くの
が回避でき、高占積率なコイル製造が可能になる。
びにコイルエンド形状整形時に線材にきずがつきやすい
コア端部においてスロット側面が曲面状に形成されてお
り、線材の被覆に対して局部的な力が掛からない構造で
あるため、線材密度をより高めても線材にきずが付くの
が回避でき、高占積率なコイル製造が可能になる。
【００２１】図４は、他の代案変形例を示す図である。
【００２２】図４（ａ）の電動機のステータ構造のＤ−
Ｄ線の断面図を図４（ｂ）に示す。図４（ａ）におい
て、２１は図３同様に端部コアであり、中心部コア１ａ
の打ち抜き寸法に対して、スロット外端側に打ち抜き部
分を拡大した寸法で打ち抜いた電磁鋼板を所用枚数だけ
積層して構成されている。寸法拡大の度合いは、図４
（ｃ）に示すように端部コア２１全体にわたって同一寸
法にしても良いが、図４（ｄ）に示すように、端に行く
ほど寸法拡大度合いが大きくなっていく構造とすること
もできる。
Ｄ線の断面図を図４（ｂ）に示す。図４（ａ）におい
て、２１は図３同様に端部コアであり、中心部コア１ａ
の打ち抜き寸法に対して、スロット外端側に打ち抜き部
分を拡大した寸法で打ち抜いた電磁鋼板を所用枚数だけ
積層して構成されている。寸法拡大の度合いは、図４
（ｃ）に示すように端部コア２１全体にわたって同一寸
法にしても良いが、図４（ｄ）に示すように、端に行く
ほど寸法拡大度合いが大きくなっていく構造とすること
もできる。
【００２３】これらの代案変形例では、コイル挿入時並
びにコイルエンド形状整形時に線材にきずがつきやすい
コア端部においてスロット面積が大きく取られているた
め、線材密度をより高めてもこれらの問題が回避でき、
高占積率なコイル製造が可能になる。
びにコイルエンド形状整形時に線材にきずがつきやすい
コア端部においてスロット面積が大きく取られているた
め、線材密度をより高めてもこれらの問題が回避でき、
高占積率なコイル製造が可能になる。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように線材密度
をより高めても線材にきずが付くのが回避できる構造の
コアを用いているため、高占積率なコイル製造が可能に
なり、製造コストの大きな増大を招くことなく高効率な
モータが生産できるという効果がある。
をより高めても線材にきずが付くのが回避できる構造の
コアを用いているため、高占積率なコイル製造が可能に
なり、製造コストの大きな増大を招くことなく高効率な
モータが生産できるという効果がある。
【図１】本発明の電動機のステータの構造例を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の電動機のステータの製造工程例を示す
図である。
図である。
【図３】本発明の電動機のステータの端部構造の代案変
形例を示す図である。
形例を示す図である。
【図４】本発明の電動機のステータの端部構造の他の代
案変形例を示す図である。
案変形例を示す図である。
１・・・ステータコア、１ａ・・・コア中心部分、１ｂ
・・・端部コアバック部、１ｃ・・・端部ティース部、
２・・・コイル、３・・・電磁鋼板、４、４ａ、４ｂ・
・・コアバック、５、 ５ａ、５ｃ・・・ティース部、
１１・・・端部コア、１ ２・・・円弧状部分、２１・
・・端部コア
・・・端部コアバック部、１ｃ・・・端部ティース部、
２・・・コイル、３・・・電磁鋼板、４、４ａ、４ｂ・
・・コアバック、５、 ５ａ、５ｃ・・・ティース部、
１１・・・端部コア、１ ２・・・円弧状部分、２１・
・・端部コア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 典明 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 榎本 裕治 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 石上 孝 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 伊藤 元哉 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式 会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 田島 文男 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式 会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 妹尾 正治 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株 式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 渋川 末太郎 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式 会社日立製作所自動車機器事業部内
Claims (4)
- 【請求項１】所定のスロット断面形状に打ち抜いた電磁
鋼板を複数枚積層したステータコアのスロット部にコイ
ルを巻回してなるステータを有する電動機において、積
層の軸方向両端付近部における電磁鋼板が複数個に分割
されたものを組合せた構造であることを特徴とする電動
機。 - 【請求項２】所定のスロット断面形状に打ち抜いた電磁
鋼板を複数枚積層したコアのスロット部にコイルを巻回
してなるステータまたはロータを有する電動機におい
て、積層の軸方向両端付近部における電磁鋼板のスロッ
ト部打ち抜き側面形状が，外端側において円弧状もしく
は面取り形状になされたことを特徴とする電動機。 - 【請求項３】所定のスロット断面形状に打ち抜いた電磁
鋼板を複数枚積層したコアのスロット部にコイルを巻回
してなるステータまたはロータを有する電動機におい
て、積層の軸方向両端付近部における電磁鋼板のスロッ
ト寸法が，他の部分の電磁鋼板のスロット寸法より大き
くなされたことを特徴とする電動機。 - 【請求項４】所定のスロット断面形状に打ち抜いた電磁
鋼板を複数枚積層したコアのスロット部にコイルを巻回
してなるステータまたはロータを有する電動機におい
て、積層の軸方向両端付近部に磁気特性が劣る端部コア
を装着してなることを特徴とする電動機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9102937A JPH10304608A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 電動機 |
| US09/060,912 US6222296B1 (en) | 1997-04-21 | 1998-04-15 | Electric motor having a stator with an end core part having a different shape than a central core part |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9102937A JPH10304608A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10304608A true JPH10304608A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14340757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9102937A Pending JPH10304608A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 電動機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6222296B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10304608A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007244069A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Nissan Motor Co Ltd | ステータコアの製造方法及びステータコア |
| WO2009084473A1 (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-09 | Aisin Aw Co., Ltd. | ステータ及びこれを用いた回転電機 |
| JP2010130842A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Sanko Kiki Co Ltd | ステータコア及びコイル付きステータコア |
| JP2010193674A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Denso Corp | ５相モータ |
| JP2014033482A (ja) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Kobe Steel Ltd | ステータ、このステータを備えたモータ、及びモータの製造方法 |
| JP2014197968A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
| US11146126B2 (en) | 2017-09-11 | 2021-10-12 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Iron core and motor using iron core |
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| US6424070B1 (en) * | 2000-08-14 | 2002-07-23 | Moog Inc. | Magnetically centering torque motor |
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