CN114981571A - 磁极片装置、磁性齿轮、磁性齿轮传动马达以及磁性齿轮传动发电机 - Google Patents

Abstract

磁极片装置是磁性齿轮中的配置于内径侧励磁磁铁与外径侧励磁磁铁之间的磁极片装置，该磁极片装置具备：外周罩构件，其与外径侧励磁磁铁对置地配置，具有圆筒状的形状；内周罩构件，其与内径侧励磁磁铁对置地配置，具有圆筒状的形状；以及多个磁极片，它们在外周罩构件与内周罩构件之间沿周向隔开间隔地配置，外周罩构件包括面向多个磁极片的外周面的多个外周侧对面部、以及将相邻的两个外周侧对面部连接的多个外周侧连接部，内周罩构件包括面向多个磁极片的内周面的多个内周侧对面部、以及将相邻的两个内周侧对面部连接的多个内周侧连接部，多个外周侧连接部分别具有外周侧连通部，多个内周侧连接部分别具有内周侧连通部。

Description

磁极片装置、磁性齿轮、磁性齿轮传动马达以及磁性齿轮传动 发电机

技术领域

本发明涉及磁极片装置及具备该磁极片装置的磁性齿轮。

本申请基于在2020年1月24日申请的日本特愿2020-009603号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

作为齿轮装置的一种，存在如下那样的磁性齿轮，其利用磁铁的吸引力及排斥力以非接触的方式传递转矩、运动，由此能够避免因齿的接触而产生的磨损、振动、噪声等问题。该磁性齿轮中的磁通调制型(高次谐波型)磁性齿轮具备呈同心圆状(同轴)配置的内周侧的励磁磁铁及外周侧的励磁磁铁、以及磁极片装置，该磁极片装置在上述两个励磁磁铁之间分别以设置有间隙(气隙)的方式配置，且具有沿周向交替地排列的多个磁极片(极片)及多个非磁性体(参照专利文献1～2)。而且，上述的两个励磁磁铁所具有的磁铁的磁通被上述的各磁极片调制而产生高次谐波磁通，上述的两个励磁磁铁分别与该高次谐波磁通同步，从而磁通调制型磁性齿轮动作。

例如，在将该磁通调制型磁性齿轮与马达一体化而成的磁性齿轮传动马达(gearedmotor)中，将上述的外周侧的励磁磁铁固定而使其作为定子发挥功能，并且使上述的内周侧的励磁磁铁作为高速转子发挥功能，使上述的磁极片装置作为低速转子发挥功能。而且，通过利用线圈的磁动势使高速转子旋转，从而低速转子按照由高速转子的极对数与低速转子所具有的极对数之比确定的减速比进行旋转。需要说明的是，作为磁性齿轮传动马达，已知有在高速转子和定子设置有永磁铁的类型的磁性齿轮传动马达、仅在高速转子设置有永磁铁的类型的磁性齿轮传动马达等。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第9425655号说明书

专利文献2：日本专利第5286373号公报

发明内容

发明要解决的课题

上述的磁极片装置受到由在内周侧及外周侧相邻的上述的两个励磁磁铁所具有的永磁铁等磁铁产生的磁力，因此若刚性不为一定以上，则有可能在径向上变形而与在径向上相邻的上述励磁磁铁的磁铁发生干涉。因此，为了防止相对于上述磁力的径向的变形，可以考虑通过在多个磁极片的外周侧、内周侧等设置弹性模量高的筒状的罩构件来提高刚性。

在此，在上述的磁极片中产生由铁损引起的热时，与该磁极片的内径侧及外径侧对置的励磁磁铁各自的磁极对(在磁性齿轮传动马达中为定子磁铁、转子磁铁)的温度规格比磁极片严格。因此，在分别形成于磁极片装置(多个磁极片)和与其相邻(对置)的内径侧及外径侧的两个励磁磁铁之间的气隙中，需要以沿着其轴向流动的方式供给冷却介质(例如空气)等来积极地进行除热。但是，若利用上述的罩构件覆盖多个磁极片的径向的两面，则供给到气隙的冷却介质不会沿着罩构件从气隙的一端侧朝向另一端侧流动，气隙在轴向上越长则冷却介质的温度随着流动而上升，在其下游侧冷却性能降低。

鉴于上述情况，本发明的至少一实施方式的目的在于，提供一种提高了刚性及冷却性能的磁性齿轮的磁极片装置。

用于解决课题的方案

本发明的至少一实施方式的磁极片装置是磁性齿轮中的配置于内径侧励磁磁铁与外径侧励磁磁铁之间的磁极片装置，其中，

所述磁极片装置具备：

外周罩构件，其与所述外径侧励磁磁铁对置地配置，具有圆筒状的形状；

内周罩构件，其与所述内径侧励磁磁铁对置地配置，具有圆筒状的形状；以及

多个磁极片，它们在所述外周罩构件与所述内周罩构件之间沿周向隔开间隔地配置，

所述外周罩构件包括面向所述多个磁极片的外周面的多个外周侧对面部、以及将相邻的两个所述外周侧对面部连接的多个外周侧连接部，

所述内周罩构件包括面向所述多个磁极片的内周面的多个内周侧对面部、以及将相邻的两个所述内周侧对面部连接的多个内周侧连接部，

所述多个外周侧连接部分别具有将所述外周罩构件的内周侧与外周侧连通的外周侧连通部，

所述多个内周侧连接部分别具有将所述内周罩构件的内周侧与外周侧连通的内周侧连通部。

本发明的至少一实施方式的磁性齿轮具备：

内径侧励磁磁铁；

外径侧励磁磁铁，其相对于所述内径侧励磁磁铁配置于外径侧；以及

上述的磁极片装置，其配置于所述内径侧励磁磁铁与所述外径侧励磁磁铁之间。

发明效果

根据本发明的至少一实施方式，提供一种提高了刚性及冷却性能的磁性齿轮的磁极片装置。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的磁性齿轮的沿着径向的剖面的示意图。

图2是图1所示的磁性齿轮的剖面的局部放大图。

图3是本发明的一实施方式的磁性齿轮的沿着轴向的剖面的示意图。

图4是示意性地示出本发明的一实施方式的磁极片装置的一部分的立体图。

图5是示意性地示出本发明的一实施方式的磁极片装置的一部分的立体图。

图6是示意性地示出本发明的一实施方式的磁极片装置的一部分的立体图。

图7是示意性地示出本发明的一实施方式的磁极片装置的一部分的立体图。

图8是本发明的一实施方式的磁极片装置的沿着径向的剖面的示意图。

图9是用于说明本发明的一实施方式的磁性齿轮的内部的冷却介质的流动方向的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。其中，作为实施方式所记载的或附图中所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不旨在将本发明的范围限定于此，而只不过是说明例。

例如，“在某一方向上”、“沿着某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对或绝对的配置的表述不仅表示严格意义上这样的配置，还表示具有公差、或者可得到相同功能的程度的角度、距离而相对位移了的状态。

例如，“相同”、“相等”以及“均质”等表示事物相等的状态的表述不仅表示严格相等的状态，也表示存在公差、或者可得到相同功能的程度的差异的状态。

例如，四边形状、圆筒形状等表示形状的表述不仅表示几何学上严格意义的四边形状、圆筒形状等形状，也表示在可得到相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。

另一方面，“具备”、“含有”、“配备”、“包括”或者“具有”一个构成要素这样的表述不是将其他构成要素的存在排除在外的排他性表述。

(磁性齿轮9的结构)

图1是本发明的一实施方式的磁性齿轮9的沿着径向c的剖面的示意图。图2是图1所示的磁性齿轮9的剖面的局部放大图。图3是本发明的一实施方式的磁性齿轮9的沿着轴向b的剖面的示意图。需要说明的是，以下，将沿着磁性齿轮9(磁极片装置1)的旋转方向的方向作为周向a、将沿着磁性齿轮9(磁极片装置1)的旋转轴的方向作为轴向b、将与上述的周向a及轴向b正交的方向(半径方向)作为径向c来进行说明。

磁性齿轮9是具有利用由磁铁产生的吸引力及排斥力以非接触的方式传递转矩的机构的装置。图1～图3所示的磁性齿轮9是磁通调制型(高次谐波型)，如图所示，具有整体上具有圆筒状(环状。以下相同)的形状的外径侧励磁磁铁5(外转子)、整体上具有圆筒状或者圆柱状的形状的内径侧励磁磁铁7(内转子)、以及整体上具有圆筒状的形状的磁极片装置1(中心转子)。而且，具有如下结构：以在外径侧励磁磁铁5与内径侧励磁磁铁7之间配置磁极片装置1的方式，外径侧励磁磁铁5、内径侧励磁磁铁7以及磁极片装置1在同一轴线b(同轴)上彼此沿径向c隔开一定距离的间隔(气隙G)而配置。即，外径侧励磁磁铁5相对于内径侧励磁磁铁7配置于径向外侧(外径侧)。另外，磁极片装置1配置于内径侧励磁磁铁7与外径侧励磁磁铁5之间。而且，这些外径侧励磁磁铁5、内径侧励磁磁铁7及磁极片装置1呈同心状配置。

另外，如图2所示，上述的外径侧励磁磁铁5及内径侧励磁磁铁7具有由在沿着磁性齿轮9的径向c剖切的剖面(以下为径向剖面)中沿着周向隔开间隔(等间隔)地配置的多个N极及S极构成的永磁铁等的磁极对(51、71)。具体而言，外径侧励磁磁铁5具有多个磁极对51和支承该多个磁极对51的支承构件52。而且，在外径侧励磁磁铁5的圆筒状的内周面，多个磁极对51以磁极朝向径向c的状态且以N极和S极沿着周向相互交替的方式在其整周上设置。同样地，上述的内径侧励磁磁铁7具有多个磁极对71、以及支承该多个磁极对71的圆柱状的支承构件72。而且，在内径侧励磁磁铁7的圆筒状的外周面，多个磁极对71与上述同样地沿着周向a在其整周上设置。另外，磁极片装置1具有在周向a的整周上相互隔开间隔(等间隔)地配置的多个磁极片41(极片)。而且，在例如使内径侧励磁磁铁7旋转时，内径侧励磁磁铁7的磁通被磁极片装置1的磁极片41调制，通过调制后的磁场和外径侧励磁磁铁5的作用而在磁极片装置1产生旋转转矩。

在图1～图3所示的实施方式中，磁性齿轮9(磁通调制型磁性齿轮)通过与马达一体化而构成磁性齿轮传动马达。更详细而言，在该磁性齿轮传动马达中，在外径侧励磁磁铁5设置多个线圈6(参照图2)而作为定子(stator)，通过线圈6的磁动势使内径侧励磁磁铁7(高速转子)旋转。由此，磁极片装置1(低速转子)按照由外径侧励磁磁铁5所具有的磁极对51的极对数相对于内径侧励磁磁铁7所具有的磁极对71的极对数之比确定的减速比进行旋转。

需要说明的是，该磁性齿轮9也能够应用于将磁通调制型磁性齿轮与发电机一体化而成的磁性齿轮传动发电机。磁性齿轮传动发电机与磁性齿轮传动马达不同之处在于，伴随低速转子的旋转而高速转子旋转，但低速转子、高速转子及定子的结构与磁性齿轮传动马达相同。

另外，为了保护上述的构成要素免受动作时产生的热的影响，向磁性齿轮传动马达供给例如空气、水等冷却介质C。在图1～图3所示的实施方式中，如图3所示，在内径侧励磁磁铁7与磁极片装置1之间、以及在外径侧励磁磁铁5与磁极片装置1之间分别形成有气隙G。而且，向这些圆筒状的气隙G分别以从一端侧朝向另一端侧流动的方式供给冷却介质C。另外，也向在外径侧励磁磁铁5与位于其外周侧的外壳H之间形成的间隙同样地供给冷却介质C。需要说明的是，可以向上述的外径侧励磁磁铁5与外壳H之间的间隙供给空气等气体，也可以设置水冷管并使冷却水等在该水冷管中流通。

在具有上述结构的磁性齿轮9(磁通调制型磁性齿轮)中，上述的磁极片装置1受到在内周侧及外周侧相邻的上述两个励磁磁铁(5、7)的磁力，因此若刚性不足，则有可能在径向c上变形而与在径向c上相邻的上述励磁磁铁的磁极对(51、71)发生干涉。为此，以如下方式构成了上述的磁极片装置1。

(磁极片装置1的结构)

以下，使用图2及图4～图9对磁极片装置1进行详细说明。

图4～图7是示意性地示出本发明的一实施方式的磁极片装置1的一部分的立体图。图8是本发明的一实施方式的磁极片装置1的沿着径向c的剖面的示意图。图9是用于说明本发明的一实施方式的磁性齿轮9的内部的冷却介质C的流动方向的图。

如上所述，磁极片装置1是构成磁性齿轮9的装置(构件)，且是磁性齿轮9中的配置于内径侧励磁磁铁7(在磁性齿轮传动马达中为高速转子)与外径侧励磁磁铁5(在磁性齿轮传动马达中为定子)之间的装置(构件)，该磁性齿轮9成为构成例如磁性齿轮传动马达的磁通调制型磁性齿轮等。如图4～图8所示(图2也同样)，磁极片装置1具备与外径侧励磁磁铁5的内周面对置地配置的外周罩构件2、与内径侧励磁磁铁7的外周面对置地配置的内周罩构件3、以及配置于这两个罩构件之间的多个磁极片41(极片)。

详细而言，外周罩构件2及内周罩构件3分别是整体上具有圆筒状的形状的构件。另外，内周罩构件3具有比外周罩构件2小的直径，且同轴地配置于外周罩构件2的内侧，从而在外周罩构件2的内周面与内周罩构件3的外周面之间在整周范围内形成圆筒状的空间。而且，在该圆筒状的空间中，多个长条的磁极片41以其各自的长度方向沿着轴向b的朝向在周向a上隔着间隔而配置。换言之，上述的两个罩构件(2、3)以夹着多个磁极片41的方式设置。

在具备上述的结构的磁极片装置1中，如图4～图8所示，上述的两个罩构件分别具有在面向相邻的两个磁极片41之间(相邻间空间42)的部分形成的连通部(23、33)。具体而言，如图4～图8所示，外周罩构件2包括面向上述的多个磁极片41的外周面的多个外周侧对面部21、以及将它们当中的相邻的两个外周侧对面部21连接的多个外周侧连接部22。而且，该多个外周侧连接部22分别具有将外周罩构件2的内周侧与外周侧连通的外周侧连通部23。

同样地，内周罩构件3包括面向上述的多个磁极片41的内周面的多个内周侧对面部31、以及将它们当中的相邻的两个内周侧对面部31连接的多个内周侧连接部32。而且，该多个内周侧连接部32分别具有将内周罩构件3的内周侧与外周侧连通的内周侧连通部33。

总之，在磁极片装置1的内部形成有由相邻的两个磁极片41、外周罩构件2(外周侧连接部22)、以及内周罩构件3(内周侧连接部32)包围的多个空间(相邻间空间42)，并且这些多个空间分别构成为通过外周侧连通部23及内周侧连通部33在径向c上连通。由此，在向存在于上述的磁极片装置1的外周侧(径向外侧)及内周侧(径向内侧)双方的气隙G供给冷却介质C的情况下，冷却介质C能够经由上述的连通部(23、33)穿过磁极片装置1的内部。

关于该连通部(23、33)，在几个实施方式中，如图4～图5、图7～图8所示，外周侧连通部23及内周侧连通部33中的至少一方可以包含一个以上的贯通孔。在图4所示的实施方式中，外周侧连通部23及内周侧连通部33双方具有沿着轴向b排列的、分别具有圆形状的截面形状的多个(在图4中为三个以上)的贯通孔。另一方面，在图5所示的实施方式中，外周侧连通部23及内周侧连通部33具有一个贯通孔，该贯通孔具有在轴向b上较长的四边形状的截面形状。需要说明的是，在图4～图5中，贯通孔的截面形状除了例如圆形、四边形之外，也可以是椭圆形等其他形状。另外，贯通孔的剖面直径恒定，但也可以沿着流动方向例如变大或者变小等而不恒定。

在其他几个实施方式中，也可以是，如图6所示，外周罩构件2及内周罩构件3中的至少一方由在轴向b上相互隔开间隔地配置的多个圆筒状的筒状构件(24a、34a)形成，上述的外周侧连通部23及内周侧连通部33中的至少一方由轴向b上的上述间隔形成。

在图6所示的实施方式中，外周罩构件2及内周罩构件3双方由两个筒状构件构成。即，外周罩构件2具有第一筒状构件24a及第二筒状构件24b，外周侧连通部23由第一筒状构件24a及第二筒状构件24b各自的侧壁形成。同样地，内周罩构件3具有第一筒状构件34a及第二筒状构件34b，内周侧连通部33由第一筒状构件34a及第二筒状构件34b各自的侧壁形成。

需要说明的是，在图6中，外周侧对面部21及内周侧对面部31在轴向b的中间未覆盖磁极片41的外周面、内周面，但在其他几个实施方式中，罩构件也可以具有将筒状构件中的构成外周侧对面部21或者内周侧对面部31的部分在轴向上连接的连接部(未图示)，从而将上述的未覆盖的部分的至少一部分覆盖。在图6所示的实施方式中，多个磁极片41由外周侧对面部21及内周侧对面部31支承，但能够由上述的连接部(未图示)牢固地支承。

在其他几个实施方式中，也可以组合上述的两个实施方式。即，在图4～图6所示的实施方式中，外周侧连通部23和内周侧连通部33具有相同的结构，但也可以是，如例如外周侧连通部23具有图5的结构、内周侧连通部33具有图4的结构等那样，彼此具有不同的结构。

此外，在图4～图8所示的实施方式中，多个磁极片41由外周罩构件2及内周罩构件3支承。另外，两个罩构件之间的多个磁极片41之间的相邻间空间42由磁极片41的侧面41s划分。但是，本发明并不限定于本实施方式。在其他几个实施方式中，也可以是，磁极片装置1具备将外周罩构件2与内周罩构件3在径向c上相互连接并对各磁极片41进行定位那样的板状的划分构件8，从而上述的相邻间空间42由划分构件8划分。另外，在其他几个实施方式中，磁极片装置1也可以还包括设置于相邻间空间42的多个非磁性体等保持构件(未图示)，各磁极片41也可以由保持构件支承、或者由保持构件及上述的罩构件支承。在该情况下，保持构件具有与外周侧连通部23及内周侧连通部33连通的贯通孔、或者由多孔体(包括网格结构)形成等，从而构成为冷却介质C能够穿过其内部。需要说明的是，也可以在保持构件(未图示)与磁极片41之间存在上述的划分构件8。

根据上述的结构，构成磁通调制型磁性齿轮等的磁性齿轮9的磁极片装置1具有如下结构：在同轴配置的外周罩构件2与内周罩构件3之间，沿周向a隔开间隔地配置有以其长度方向沿着轴向b的方式延伸的长条的多个磁极片41(极片)。而且，外周罩构件2及内周罩构件3分别在面向多个磁极片41各自之间(相邻间空间42)的部分(外周侧连接部22、内周侧连接部32)形成有使其内周面与外周面连通的连通部(外周侧连通部23、内周侧连通部33)。即，磁极片装置1通过上述的连通部使冷却介质C沿径向c穿过其内部。

由此，能够通过外周罩构件及内周罩构件来提高磁极片装置1的刚性，并且通过将各磁极片41的侧面(朝向周向a的面)用作冷却面而能够提高磁极片装置1的冷却性能。另外，通过使冷却介质C能够在磁极片装置1的内部流通，能够大幅提高冷却路径的设计自由度。因此，也可以如后述那样，设计为在磁极片装置1的轴向b整个区域将冷却介质C的温度保持得较低。另外，例如，如果将磁极片装置1的内部的冷却介质C的流动方向设为例如从径向c的内侧向外侧等一个方向，则也可以设计为使通过磁极片装置1的内部后的冷却介质C的喷流与例如外径侧励磁磁铁5的磁铁直接碰撞等。因此，也能够实现磁极片装置1的周围的励磁磁铁的冷却性能的提高。

接着，使用图7～图8对与上述的外周侧连通部23及内周侧连通部33的配置相关的几个实施方式进行说明。

在几个实施方式中，如图7～图8所示，面向同一相邻间空间42的外周罩构件2及内周罩构件3各自的连通部(23、33)也可以设置于在轴向b及周向a中的至少一方的方向上相互错开的位置。

即，在几个实施方式中，也可以是，上述的多个外周侧连接部22包括作为任意的外周侧连接部22的第一外周侧连接部22，多个内周侧连接部32包括与第一外周侧连接部22对置的第一内周侧连接部32，第一外周侧连接部22所具有的外周侧连通部23和第一内周侧连接部32所具有的内周侧连通部33在轴向b上位于相互不同的位置。冷却介质C以在上述的气隙G中从轴向b上的一方的端部侧朝向另一方的端部侧流动的方式被供给，但磁极片装置1的成为冷却介质C的入口的连通部形成为比成为出口的连通部靠冷却介质C的流动方向的上游侧的位置。在图7所示的实施方式中，内周侧连通部33(入口)形成于比外周侧连通部23(出口)靠冷却介质C的流动方向的上游侧的位置。

在其他几个实施方式中，上述的第一外周侧连接部22所具有的外周侧连通部23和第一内周侧连接部32所具有的内周侧连通部33也可以在周向a上位于相互不同的位置。在磁性齿轮9旋转时，磁极片装置1沿周向a旋转(参照图8)。因此，磁极片装置1的成为冷却介质C的入口的连通部形成为比成为出口的连通部靠旋转方向的前侧的位置。在图8所示的实施方式中，内周侧连通部33(入口)形成于比外周侧连通部23(出口)靠旋转方向的前侧的位置。

在其他几个实施方式中，也可以组合上述的两个实施方式。在图7～图8所示的实施方式中，上述的第一外周侧连接部22所具有的外周侧连通部23和第一内周侧连接部32所具有的内周侧连通部33在轴向b及周向a上位于相互不同的位置。此时，冷却介质C从内径侧励磁磁铁7侧的气隙G的一端侧供给，通过磁极片装置1的内部，向外径侧励磁磁铁5侧的气隙G排出。另外，内径侧励磁磁铁7以比磁极片装置1高的速度相对于纸面顺时针(绕右侧)旋转。因此，如图8所示，内周侧连通部33设置于在纸面的周向a上比外周侧连通部23靠左侧的位置。另外，分别面向同一相邻间空间42的第一外周侧连通部23在周向a上的位置设置于比第一内周侧连通部33在旋转方向上更靠前的位置(纸面的右侧)。

需要说明的是，在图7～图8所示的实施方式中，外周侧连通部23及内周侧连通部33分别包括一个贯通孔。在外周侧连通部23及内周侧连通部33包括多个贯通孔的情况下，也可以整体上错开。另外，在外周罩构件2及内周罩构件3中的至少一方由两个以上的筒状构件形成的情况下，也可以通过调整两个以上的筒状构件的相互的间隔来使开口的位置、大小在轴向b上不同。

根据上述的结构，外周罩构件2及内周罩构件3各自的连通部(23、33)设置为在磁极片装置1的轴向b及周向a中的至少一方向上的位置相互不同。由此，能够以沿着在磁性齿轮9旋转时(工作时)在上述的气隙G中流动的冷却介质C的流动方向的方式形成上述的两个罩构件的连通部。

此外，在几个实施方式中，如图9所示，除了上述的结构之外，还可以在外径侧励磁磁铁5形成将外径侧励磁磁铁5的内周侧与外周侧连通的连通部53。在图9所示的实施方式中，连通部53形成于轴向b上的外径侧励磁磁铁5的中央。由此，磁性齿轮9通过外周侧连通部23、内周侧连通部33、以及外径侧励磁磁铁5的连通部53，能够使冷却介质C在其内部沿径向c穿过。

根据上述的结构，在外径侧励磁磁铁5形成有使其内周面与外周面连通的连通部53。由此，能够从其两端侧进行冷却介质C向磁性齿轮9的供给。因此，在磁性齿轮9的内部流动时的冷却介质C能够在因热交换而温度变得过高之前向磁性齿轮9的外部排出，与不在外径侧励磁磁铁5形成连通部53的情况相比，能够在磁性齿轮9的内部的整个区域实现冷却介质C的温度的低温化。因此，能够提高磁性齿轮9的冷却能力。

本发明并不限定于上述的实施方式，也包括对上述的实施方式施加了变形而成的方式、将这些方式适当组合而成的方式。

(附注)

(1)本发明的至少一实施方式的磁极片装置(1)是磁性齿轮(9)中的配置于内径侧励磁磁铁(7)与外径侧励磁磁铁(5)之间的磁极片装置(1)，其中，

所述磁极片装置(1)具备：

外周罩构件(2)，其与所述外径侧励磁磁铁(5)对置地配置，具有圆筒状的形状；

内周罩构件(3)，其与所述内径侧励磁磁铁(7)对置地配置，具有圆筒状的形状；以及

多个磁极片(41)，它们在所述外周罩构件(2)与所述内周罩构件(3)之间沿周向(a)隔开间隔地配置，

所述外周罩构件(2)包括面向所述多个磁极片(41)的外周面的多个外周侧对面部(21)、以及将相邻的两个所述外周侧对面部(21)连接的多个外周侧连接部(22)，

所述内周罩构件(3)包括面向所述多个磁极片(41)的内周面的多个内周侧对面部(31)、以及将相邻的两个所述内周侧对面部(31)连接的多个内周侧连接部(32)，

所述多个外周侧连接部(22)分别具有将所述外周罩构件(2)的内周侧与外周侧连通的外周侧连通部(23)，

所述多个内周侧连接部(32)分别具有将所述内周罩构件(3)的内周侧与外周侧连通的内周侧连通部(33)。

根据上述(1)的结构，构成磁通调制型磁性齿轮(9)等磁性齿轮(9)的磁极片装置(1)具有如下结构：在同轴配置的外周罩构件(2)与内周罩构件(3)之间，沿周向(a)隔开间隔地配置有以其长度方向沿着轴向(b)的方式延伸的多个磁极片(41)(极片)。而且，外周罩构件(2)及内周罩构件(3)分别在面向多个磁极片(41)各自之间(相邻间空间(42))的部分(外周侧连接部(22)、内周侧连接部(32))形成有使其内周面与外周面连通的连通部(53)(外周侧连通部(23)、内周侧连通部(33))。即，磁极片装置(1)通过上述的连通部(53)使冷却介质(C)沿径向(c)穿过其内部。

由此，能够通过外周罩构件(2)及内周罩构件(3)来提高磁极片装置(1)的刚性，并且通过将各磁极片(41)的侧面(朝向周向(a)的面)用作冷却面而能够提高磁极片装置(1)的冷却性能。另外，通过使冷却介质(C)能够在磁极片装置(1)的内部流通，能够大幅提高冷却路径的设计自由度。因此，也可以如后述那样，设计为在磁极片装置(1)的轴向(b)整个区域将冷却介质(C)的温度保持得较低。另外，例如，如果将磁极片装置(1)的内部的冷却介质(C)的流动方向设为例如从径向(c)的内侧向外侧等一个方向，则也可以设计为使通过磁极片装置(1)的内部后的冷却介质(C)的喷流与例如外径侧励磁磁铁(5)的磁铁直接碰撞等。因此，也能够实现磁极片装置(1)的周围的励磁磁铁的冷却性能的提高。

(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，

所述多个外周侧连接部(22)包括第一外周侧连接部(22)，

所述多个内周侧连接部(32)包括与所述第一外周侧连接部(22)对置的第一内周侧连接部(32)，

所述第一外周侧连接部(22)所具有的所述外周侧连通部(23)和所述第一内周侧连接部(32)所具有的所述内周侧连通部(33)在轴向(b)上位于相互不同的位置。

根据上述(2)的结构，外周罩构件(2)及内周罩构件(3)各自的连通部(53)在磁极片装置(1)的轴向(b)上设置于相互不同的位置。由此，以沿着在分别形成于外周罩构件(2)与外径侧励磁磁铁(5)之间、内周罩构件(3)与内径侧励磁磁铁(7)之间的气隙(G)中从轴向(b)上的一方的端部侧朝向另一方的端部侧流动的冷却介质(C)(例如冷却水、冷却空气)的流动方向的方式形成上述的两个罩构件的连通部(53)，从而能够降低冷却介质(C)通过连通部(53)流动时的损失。因此，能够降低向上述的气隙(G)供给冷却介质(C)所需的动力。

(3)在几个实施方式中，在上述(1)至(2)的结构的基础上，

所述多个外周侧连接部(22)包括第一外周侧连接部(22)，

所述多个内周侧连接部(32)包括与所述第一外周侧连接部(22)对置的第一内周侧连接部(32)，

所述第一外周侧连接部(22)所具有的所述外周侧连通部(23)和所述第一内周侧连接部(32)所具有的所述内周侧连通部(33)在周向(a)上位于相互不同的位置。

根据上述(3)的结构，外周罩构件(2)及内周罩构件(3)各自的连通部(53)在磁极片装置(1)的周向(a)上设置于相互不同的位置。由此，通过以沿着在磁性齿轮(9)旋转时(工作时)在上述的气隙(G)中流动的冷却介质(C)的流动方向的方式形成上述的两个罩构件的连通部(53)，能够降低冷却介质(C)通过连通部(53)流动时的损失。因此，能够降低向上述的气隙(G)供给冷却介质(C)所需的动力。

(4)在几个实施方式中，在上述(1)至(3)的结构的基础上，

所述外周侧连通部(23)及所述内周侧连通部(33)中的至少一方包括一个以上的贯通孔。

根据上述(4)的结构，外周罩构件(2)或内周罩构件(3)的连通部(53)由形成于构件的壁面的一个以上的贯通孔形成。由此，能够将上述的连通部(53)适当地设置于罩构件。

(5)在几个实施方式中，在上述(1)至(3)的结构的基础上，

所述外周罩构件(2)及所述内周罩构件(3)中的至少一方由在轴向(b)上相互隔开间隔地配置的多个圆筒状的筒状构件形成，

所述外周侧连通部(23)及所述内周侧连通部(33)中的至少一方通过所述轴向(b)上的所述间隔形成。

根据上述(5)的结构，外周罩构件(2)或内周罩构件(3)的连通部(53)通过将多个同径的筒状构件同轴且相互隔开间隔地配置而形成。由此，能够将上述的连通部(53)适当地设置于罩构件。

(6)本发明的至少一实施方式的磁性齿轮(9)具备：

内径侧励磁磁铁(7)；

外径侧励磁磁铁(5)，其相对于所述内径侧励磁磁铁(7)配置于外径侧；以及

上述(1)至(5)中任一项所述的磁极片装置(1)，其配置于所述内径侧励磁磁铁(7)与所述外径侧励磁磁铁(5)之间。

根据上述(6)的结构，磁性齿轮(9)具备上述的磁极片装置(1)。由此，能够提供起到与上述(1)至(5)相同的效果的磁性齿轮(9)。

(7)在几个实施方式中，在上述(6)的结构的基础上，

所述外径侧励磁磁铁(5)具有将所述外径侧励磁磁铁(5)的内周侧与外周侧连通的连通部(53)。

根据上述(7)的结构，在外径侧励磁磁铁(5)形成有使其内周面与外周面连通的连通部(53)。即，通过外径侧励磁磁铁(5)的连通部(53)，从而冷却介质(C)可沿径向(c)穿过磁性齿轮(9)的内部。由此，能够从其两端侧进行冷却介质(C)向磁性齿轮(9)的供给。因此，在磁性齿轮(9)的内部流动时的冷却介质(C)在因热交换而温度变得过高之前向磁性齿轮(9)的外部排出，与不在外径侧励磁磁铁(5)形成连通部(53)的情况相比，能够在磁性齿轮(9)的内部的整个区域实现冷却介质(C)的温度的低温化。因此，能够提高磁性齿轮(9)的冷却能力。

(8)本发明的至少一实施方式的磁性齿轮传动马达具备上述(6)至(7)所述的磁性齿轮(9)。

根据上述(8)的结构，能够提供起到与上述(6)至(7)相同的效果的磁性齿轮传动马达。

(9)本发明的至少一实施方式的磁性齿轮传动发电机具备上述(6)至(7)所述的磁性齿轮(9)。

根据上述(9)的结构，能够提供起到与上述(6)至(7)相同的效果的磁性齿轮传动发电机。

附图标记说明：

1...磁极片装置；

2...外周罩构件；

21...外周侧对面部；

22...外周侧连接部；

23...外周侧连通部；

24a...第一筒状构件；

24b...第二筒状构件；

3...内周罩构件；

31...内周侧对面部；

32...内周侧连接部；

33...内周侧连通部；

34a...第一筒状构件；

34b...第二筒状构件；

41...磁极片；

41s...磁极片的侧面；

42...相邻间空间；

5...外径侧励磁磁铁；

51...磁极对；

52...支承构件；

53...连通部；

6...线圈；

7...内径侧励磁磁铁；

71...磁极对；

72...支承构件；

8...划分构件；

9...磁性齿轮；

C...冷却介质；

G...气隙；

H...外壳；

a...周向；

b...轴向；

c...径向；

l...轴线。

Claims (9)

1.一种磁极片装置，其是磁性齿轮中的配置于内径侧励磁磁铁与外径侧励磁磁铁之间的磁极片装置，其中，

所述磁极片装置具备：

外周罩构件，其与所述外径侧励磁磁铁对置地配置，具有圆筒状的形状；

内周罩构件，其与所述内径侧励磁磁铁对置地配置，具有圆筒状的形状；以及

多个磁极片，它们在所述外周罩构件与所述内周罩构件之间沿周向隔开间隔地配置，

所述外周罩构件包括面向所述多个磁极片的外周面的多个外周侧对面部、以及将相邻的两个所述外周侧对面部连接的多个外周侧连接部，

所述内周罩构件包括面向所述多个磁极片的内周面的多个内周侧对面部、以及将相邻的两个所述内周侧对面部连接的多个内周侧连接部，

所述多个外周侧连接部分别具有将所述外周罩构件的内周侧与外周侧连通的外周侧连通部，

所述多个内周侧连接部分别具有将所述内周罩构件的内周侧与外周侧连通的内周侧连通部。

2.根据权利要求1所述的磁极片装置，其中，

所述多个外周侧连接部包括第一外周侧连接部，

所述多个内周侧连接部包括与所述第一外周侧连接部对置的第一内周侧连接部，

所述第一外周侧连接部所具有的所述外周侧连通部和所述第一内周侧连接部所具有的所述内周侧连通部在轴向上位于相互不同的位置。

3.根据权利要求1或2所述的磁极片装置，其中，

所述多个外周侧连接部包括第一外周侧连接部，

所述多个内周侧连接部包括与所述第一外周侧连接部对置的第一内周侧连接部，

所述第一外周侧连接部所具有的所述外周侧连通部和所述第一内周侧连接部所具有的所述内周侧连通部在周向上位于相互不同的位置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁极片装置，其中，

所述外周侧连通部及所述内周侧连通部中的至少一方包括一个以上的贯通孔。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的磁极片装置，其中，

所述外周罩构件及所述内周罩构件中的至少一方由在轴向上相互隔开间隔地配置的多个圆筒状的筒状构件形成，

所述外周侧连通部及所述内周侧连通部中的至少一方通过所述轴向上的所述间隔形成。

6.一种磁性齿轮，其中，

所述磁性齿轮具备：

内径侧励磁磁铁；

外径侧励磁磁铁，其相对于所述内径侧励磁磁铁配置于外径侧；以及

权利要求1至5中任一项所述的磁极片装置，其配置于所述内径侧励磁磁铁与所述外径侧励磁磁铁之间。

7.根据权利要求6所述的磁性齿轮，其中，

所述外径侧励磁磁铁具有将所述外径侧励磁磁铁的内周侧与外周侧连通的连通部。

8.一种磁性齿轮传动马达，其中，

所述磁性齿轮传动马达具备权利要求6或7所述的磁性齿轮。

9.一种磁性齿轮传动发电机，其中，

所述磁性齿轮传动发电机具备权利要求6或7所述的磁性齿轮。

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