JP2011182638A - Magnetic transmission assembly - Google Patents

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JP2011182638A JP2011043943A JP2011043943A JP2011182638A JP 2011182638 A JP2011182638 A JP 2011182638A JP 2011043943 A JP2011043943 A JP 2011043943A JP 2011043943 A JP2011043943 A JP 2011043943A JP 2011182638 A JP2011182638 A JP 2011182638A
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Ming Tsan Peng
彭明燦
Li Ju Cheng
鄭麗茹
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic transmission assembly that is adapted to be integrated with a motor or a generator. <P>SOLUTION: The magnetic transmission assembly includes a rotor, a stator and a magnetic conduction element. As for the rotor and the stator, one covers the other in a sleeve shape at the same axis, and both have R pieces of pole pairs and ST1 pieces of pole pairs, respectively. The magnetic conduction element is arranged between the rotor and the stator and has a plurality of a magnetic permeability region. When the magnetic conduction element is driven, the magnetic conduction element makes it possible that PN1 pieces or PN2 pieces of magnetic permeability regions correspond to the rotor and the stator selectively. The magnetic conduction region corresponding to the rotor and the stator generates a prescribed variable velocity ratio by mutually acting upon magnetic fields of the R pieces of pole pairs and the ST1 pieces of pole pairs. The magnetic transmission assembly is incorporated into the motor and improves a driving power density. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、変速機組立体、特に、磁気変速機組立体に関する。   The present invention relates to a transmission assembly, and more particularly to a magnetic transmission assembly.

変速装置は動力伝達及び伝動に使用できるだけでなく、動力源の回転を加速又は減速する機能も有している。従来の自動車エンジンに適用される変速装置には機械式変速機と液圧式変速機とがある。磁気変速装置は電気自動車又はハイブリッド自動車に適用される。   The transmission not only can be used for power transmission and transmission, but also has a function of accelerating or decelerating the rotation of the power source. Conventional transmissions applied to an automobile engine include a mechanical transmission and a hydraulic transmission. The magnetic transmission is applied to an electric vehicle or a hybrid vehicle.

可変速モーター技術に関しては、特許文献1を参照すると、モーターからの動力出力は機械式変速機組立体を介して伝達され、トルク変換及び伝動が実現されると記載されている。   Regarding variable speed motor technology, referring to Patent Document 1, it is described that power output from a motor is transmitted through a mechanical transmission assembly and torque conversion and transmission are realized.

また、特許文献2及び特許文献3は、誘導電動機の固定子の極数を変えることで可変速伝動を実現する方法を開示する。   Patent Documents 2 and 3 disclose a method for realizing variable speed transmission by changing the number of poles of the stator of the induction motor.

磁気変速装置に関する技術については、非特許文献1を参照されたい。   Refer to Non-Patent Document 1 for the technology related to the magnetic transmission.

機械式変速装置は高いノイズレベルと重い重量という欠点を有している。通常の磁気変速装置は低減された震動とノイズレベルを有しているが、これも重量は低減できない。また、電気自動車に適用された場合、電気モーターは様々な出力トルクと走行速度との要件を満たす必要があるだけでなく、高性能動作の要件を満たす必要がある。従って、モーターは変速装置と通常組み合される。このような組合せでは、モーターと変速装置との全重量が重いので、モーターと変速装置との全体駆動動力密度を向上させるのはかなり困難である。   Mechanical transmissions have the disadvantages of high noise levels and heavy weight. Conventional magnetic transmissions have reduced vibration and noise levels, but this too cannot reduce weight. In addition, when applied to an electric vehicle, an electric motor not only needs to satisfy various output torque and travel speed requirements, but also needs to satisfy high performance operation requirements. Therefore, the motor is usually combined with the transmission. In such a combination, since the total weight of the motor and the transmission is heavy, it is quite difficult to improve the overall drive power density of the motor and the transmission.

米国特許第3980937号明細書U.S. Pat. No. 3,980,937 米国特許第5825111号明細書US Pat. No. 5,825,111 米国特許第7598648号明細書US Pat. No. 7,598,648

K. Atallah and D. Howe, "A Novel High-Performance Magnetic Gear", IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 37, No. 4, July, 2001K. Atallah and D. Howe, "A Novel High-Performance Magnetic Gear", IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 37, No. 4, July, 2001

上記の問題に鑑みて、磁気変速機組立体を開示する。この磁気変速機組立体はモーター(例えば、電気モーター)又は発電機に容易に組み込まれて軽量設計を実現できる。一体になったモーターは駆動動力密度を向上させる。   In view of the above problems, a magnetic transmission assembly is disclosed. This magnetic transmission assembly can be easily incorporated into a motor (eg, an electric motor) or generator to achieve a lightweight design. The integrated motor improves drive power density.

1つの実施形態によれば、磁気変速機組立体は回転子と固定子と磁気伝導要素(透磁性要素とも称す)とを備える。該回転子は該固定子と同軸で該固定子によりスリーブ状に覆われる。該回転子は複数の極とR個の極対を有する。該固定子は複数の極とST1個の極対を有する。該磁気伝導要素は該回転子と該固定子の間に配置され、複数の透磁性領域を有する。該磁気伝導要素が駆動された時、該磁気伝導要素は選択的にPN1又はPN2個の透磁性領域を該回転子及び該固定子に対応させ、PN1−3≦R+ST1≦PN1+3またはPN2−3≦R+ST1≦PN2+3を満たす。   According to one embodiment, the magnetic transmission assembly includes a rotor, a stator, and a magnetic conductive element (also referred to as a magnetically permeable element). The rotor is coaxial with the stator and is covered in a sleeve shape by the stator. The rotor has a plurality of poles and R pole pairs. The stator has a plurality of poles and ST1 pole pairs. The magnetic conductive element is disposed between the rotor and the stator and has a plurality of magnetically permeable regions. When the magnetic conducting element is driven, the magnetic conducting element selectively associates PN1 or PN2 permeable regions with the rotor and the stator, and PN1-3 ≦ R + ST1 ≦ PN1 + 3 or PN2-3 ≦. R + ST1 ≦ PN2 + 3 is satisfied.

前記磁気伝導要素の1つの実施形態によれば、磁気伝導要素は第1リングと第2リングとを備える。該第1リングと該第2リングは軸方向に接続される。該第1リングはPN1個の透磁性ブロックを有する。該第2リングはPN2個の透磁性ブロックを有する。該磁気伝導要素が軸方向に駆動された時、該磁気伝導要素は選択的に該第1リング又は該第2リングが前記回転子と前記固定子の間の位置に移動するのを可能にする。   According to one embodiment of the magnetic conducting element, the magnetic conducting element comprises a first ring and a second ring. The first ring and the second ring are connected in the axial direction. The first ring has PN1 permeable blocks. The second ring has PN2 permeable blocks. When the magnetic conducting element is driven axially, the magnetic conducting element selectively allows the first ring or the second ring to move to a position between the rotor and the stator. .

前記磁気伝導要素の第2の実施形態によれば、磁気伝導要素は第1リングと第2リングとを備える。該第1リングは該第2リングの半径方向外側に配置され、該第1リングと該第2リングは前記固定子と前記回転子の間に配置される。該磁気伝導要素が駆動された時、該第1リングと該第2リングは第1位置と第2位置の間を相対的に移動する。該第1リングと該第2リングが該第1位置に位置する時、該磁気伝導要素はPN1個の透磁性領域を有する。該第1リングと該第2リングが該第2位置に位置する時、該磁気伝導要素はPN2個の透磁性領域を有する。   According to a second embodiment of the magnetic conducting element, the magnetic conducting element comprises a first ring and a second ring. The first ring is disposed radially outside the second ring, and the first ring and the second ring are disposed between the stator and the rotor. When the magnetic conducting element is driven, the first ring and the second ring move relatively between a first position and a second position. When the first ring and the second ring are located in the first position, the magnetic conducting element has PN1 permeable regions. When the first ring and the second ring are located in the second position, the magnetic conducting element has PN2 permeable regions.

別の実施形態によれば、前記固定子は複数の誘導コイルと極数変調回路とを備える。該各誘導コイルは通電されると極を形成し、該極数変調回路は前記複数の誘導コイルを選択的にST1個の極対とST2個の極対に切り替える。ここで、PN2−3≦R+ST2≦PN2+3を満たす。   According to another embodiment, the stator comprises a plurality of induction coils and a pole number modulation circuit. Each induction coil forms a pole when energized, and the pole number modulation circuit selectively switches the plurality of induction coils to ST1 pole pairs and ST2 pole pairs. Here, PN2-3 ≦ R + ST2 ≦ PN2 + 3 is satisfied.

更に別の実施形態によれば、磁気変速機組立体は回転子と固定子と磁気伝導要素とを備える。該固定子は複数の極を有し、該複数の極はR個の極対を有する。該固定子は該回転子と同軸で該回転子をスリーブ状に覆い、複数の極を有する。該固定子の該複数の極はST1個の極対を有する。該磁気伝導要素は該回転子と該固定子の間に配置され、PN1個の透磁性領域を有する。該PN1個の透磁性領域は該回転子及び該固定子に対応する。PN1−3≦R+ST1≦PN1+3を満たす。   According to yet another embodiment, a magnetic transmission assembly includes a rotor, a stator, and a magnetic conducting element. The stator has a plurality of poles, and the plurality of poles has R pole pairs. The stator is coaxial with the rotor, covers the rotor like a sleeve, and has a plurality of poles. The plurality of poles of the stator has ST1 pole pairs. The magnetic conductive element is disposed between the rotor and the stator and has PN1 magnetically permeable regions. The PN1 magnetically permeable regions correspond to the rotor and the stator. PN1-3 ≦ R + ST1 ≦ PN1 + 3 is satisfied.

上記のように、該磁気伝導要素は該固定子と該回転子の間に配置され、該透磁性領域の数を選択的に変える(従って、磁気ギャップの数も変える)ことが出来る。従って、この磁気変速機組立体は、固定子と回転子の間で様々な可変速度比(固定子の回転速度と回転子の回転速度との比)を生成することが出来る。また、別の実施形態では、固定子が可変極対を有するように設計して、透磁性要素と回転子を組み合わせることでも、様々な可変速度比を実現できる。透磁性要素、固定子、回転子はそれぞれ中空環状形であるので、磁気変速機組立体全体は体積と重量が小さく、容易に電気モーターに組み込むことが出来る。その結果、一体になったモーターの駆動動力密度(W/Kg又はW/m3)は増加する。 As described above, the magnetically conductive element is disposed between the stator and the rotor, and can selectively change the number of magnetically permeable regions (and hence the number of magnetic gaps). Therefore, this magnetic transmission assembly can generate various variable speed ratios (ratio of stator rotation speed to rotor rotation speed) between the stator and the rotor. In another embodiment, various variable speed ratios can be realized by designing the stator to have variable pole pairs and combining the magnetically permeable element and the rotor. Since each of the magnetically permeable element, the stator, and the rotor has a hollow annular shape, the entire magnetic transmission assembly is small in volume and weight and can be easily incorporated into an electric motor. As a result, the driving power density (W / Kg or W / m 3 ) of the integrated motor increases.

本発明のこれら及び他の態様は、添付の図面と好適な実施形態の下記の説明から明らかになるであろう。しかし、それらの変形と変更を本発明の新規の着想の思想と範囲を逸脱することなく行える可能性がある。
本発明は、下記の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。下記の説明は例示だけのためであり、本発明を限定するものではない。
These and other aspects of the invention will become apparent from the accompanying drawings and the following description of the preferred embodiments. However, these variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the novel idea of the present invention.
The present invention will be more fully understood from the following detailed description. The following description is for illustrative purposes only and is not intended to limit the invention.

本発明に係る磁気変速機組立体の第1実施形態の3次元概略構造図である。1 is a three-dimensional schematic structural diagram of a first embodiment of a magnetic transmission assembly according to the present invention. 本発明に係る磁気変速機組立体の第1実施形態の3次元概略展開図である。1 is a three-dimensional schematic development view of a first embodiment of a magnetic transmission assembly according to the present invention. 本発明に係る磁気変速機組立体の第1実施形態の固定子の極対を例示する概略図である。It is the schematic which illustrates the pole pair of the stator of 1st Embodiment of the magnetic transmission assembly which concerns on this invention. 本発明に係る磁気変速機組立体の第1実施形態の磁気伝導要素の断面図である。1 is a cross-sectional view of a magnetic conduction element of a first embodiment of a magnetic transmission assembly according to the present invention. 図4Aの磁気伝導要素の第1実施形態の部分拡大断面図である。FIG. 4B is a partially enlarged cross-sectional view of the first embodiment of the magnetically conductive element of FIG. 4A. 図4Aの磁気伝導要素の第1実施形態の別の部分拡大断面図である。FIG. 4B is another partial enlarged cross-sectional view of the first embodiment of the magnetically conductive element of FIG. 4A. 本発明に係る磁気変速機組立体の固定子の別の実施形態の概略巻線図である。FIG. 6 is a schematic winding diagram of another embodiment of a stator of a magnetic transmission assembly according to the present invention. 図5Aの固定子の実施形態の動作を例示する概略図である。FIG. 5B is a schematic diagram illustrating the operation of the embodiment of the stator of FIG. 5A. 図5Aと図5Bの間の極対の切替えを例示する概略図である。6 is a schematic diagram illustrating the switching of a pole pair between FIGS. 5A and 5B. FIG. 本発明に係る磁気変速機組立体の磁気伝導要素の第2実施形態の概略図である。FIG. 4 is a schematic view of a second embodiment of a magnetic conduction element of a magnetic transmission assembly according to the present invention. 本発明に係る磁気変速機組立体の磁気伝導要素の第2実施形態の概略図である。FIG. 4 is a schematic view of a second embodiment of a magnetic conduction element of a magnetic transmission assembly according to the present invention. 本発明に係る磁気変速機組立体の磁気伝導要素の第2実施形態の概略図である。FIG. 4 is a schematic view of a second embodiment of a magnetic conduction element of a magnetic transmission assembly according to the present invention. 本発明に係る磁気変速機組立体の磁気伝導要素の第3実施形態の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a third embodiment of a magnetic conducting element of a magnetic transmission assembly according to the present invention. 本発明に係る磁気変速機組立体の第2実施形態の3次元概略展開図である。It is a three-dimensional schematic development view of a second embodiment of the magnetic transmission assembly according to the present invention. 本発明に係る磁気変速機組立体の磁気伝導要素の第4実施形態の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a fourth embodiment of a magnetic conductive element of a magnetic transmission assembly according to the present invention. 図10Aの10B−10B線に沿った部分断面図である。FIG. 10B is a partial cross-sectional view taken along line 10B-10B in FIG. 10A. 図10Bの概略状態図である。FIG. 10B is a schematic state diagram of FIG. 10B. 本発明に係る磁気変速機組立体の磁気伝導要素の第4実施形態の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a fourth embodiment of a magnetic conductive element of a magnetic transmission assembly according to the present invention. 図11Aの11B−11B線に沿った部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which followed the 11B-11B line | wire of FIG. 11A. 図11Bの概略状態図である。FIG. 11B is a schematic state diagram of FIG. 11B. 図11Bの別の概略状態図である。FIG. 11B is another schematic state diagram of FIG. 11B. 本発明を適用した分相モーターの概略構造図である。1 is a schematic structural diagram of a phase separation motor to which the present invention is applied.

図1と図2は本発明の1つの実施形態に係る3次元概略構造図と3次元展開図である。図から分かるように、磁気変速機組立体は、回転子20、固定子30、及び磁気伝導要素40(磁気変速機要素とも称す)を備える。この磁気変速機組立体はモーター(例えば、電気モーター)又は発電機との一体化に適している。例えば、磁気変速機組立体を電気自動車の電気モーターと一体化し、モーター駆動部が電気を磁気変速機組立体に出力すると、磁気変速機組立体は回転動力を回転子において生成し、同時に該モーター駆動部は磁気変速機組立体の可変速度比を適切に制御して、該磁気変速機組立体が様々な大きさの動力(動力=出力トルク×回転速度)を出力できる。磁気変速機組立体はモーターと変速装置の両方の機能を有するので、全体積及び重量が小さく、高い駆動動力密度を得ることが出来る。ここで、駆動動力密度は、これらに限定されないが出力動力/体積または出力動力/重量(即ち、出力トルク×回転速度/体積または出力トルク×回転速度/重量)であってよい。また、磁気変速機組立体がモーターに適用された場合、回転子20は回転動力を受け取り、その結果、固定子30のコイル(後述する)は、磁界を切ることで生成された電力を出力することが出来る。この電力は整流・電圧調整回路に送られ出力される。磁気変速機組立体は可変速度比を生成するよう制御されるので、入力回転動力が大きく変化するか、又はシステム変換効率を向上させようとする時、制御器を使用して磁気変速機組立体の可変速度比を調整してよい。   1 and 2 are a three-dimensional schematic structure diagram and a three-dimensional development view according to an embodiment of the present invention. As can be seen, the magnetic transmission assembly includes a rotor 20, a stator 30, and a magnetic conduction element 40 (also referred to as a magnetic transmission element). This magnetic transmission assembly is suitable for integration with a motor (eg, an electric motor) or a generator. For example, when a magnetic transmission assembly is integrated with an electric motor of an electric vehicle and the motor drive outputs electricity to the magnetic transmission assembly, the magnetic transmission assembly generates rotational power in the rotor, and at the same time the motor drive By appropriately controlling the variable speed ratio of the magnetic transmission assembly, the magnetic transmission assembly can output various amounts of power (power = output torque × rotational speed). Since the magnetic transmission assembly functions as both a motor and a transmission, the total volume and weight are small, and a high driving power density can be obtained. Here, the driving power density may be, but is not limited to, output power / volume or output power / weight (that is, output torque × rotational speed / volume or output torque × rotational speed / weight). In addition, when the magnetic transmission assembly is applied to a motor, the rotor 20 receives rotational power, and as a result, a coil (described later) of the stator 30 outputs electric power generated by cutting off the magnetic field. I can do it. This electric power is sent to the rectification / voltage adjustment circuit and output. Since the magnetic transmission assembly is controlled to produce a variable speed ratio, the controller can be used to vary the magnetic transmission assembly when the input rotational power changes significantly or the system conversion efficiency is to be improved. The speed ratio may be adjusted.

図1及び図2を参照すると、固定子30は固定磁石又は誘導磁石(又は電磁石と称す)であってよい。本実施形態では、誘導磁石を例にとる。複数のバンプ32a、32bが固定子30の内側に環状に配置されている。誘導コイル(後述する)はバンプ32a、32bの周りに巻かれ、通電されると極を形成する。図に示した実施形態では、固定子30は48個のバンプ32a、32bを有し、各バンプ32a、32bは通電されると1つの極対を形成する。本実施形態では、12個の極対をそれぞれ有する4相が存在する。図3は本発明の1つの実施形態に係る固定子30の極対を例示する概略図である。図から分かるように、隣接する極は互いに反対の極性(磁北極Nと磁南極S)を有する。反対の極性を有する2つの隣接する極は極対を形成する(図に示すように、例えばS1とN1は1つの極対を形成する)。図から分かるように、合計12個の極対が存在するが、単に実施例であり、本発明はこれに限定されない。極対の数をST1で表す。   1 and 2, the stator 30 may be a fixed magnet or an induction magnet (or referred to as an electromagnet). In this embodiment, an induction magnet is taken as an example. A plurality of bumps 32 a and 32 b are annularly arranged inside the stator 30. An induction coil (described later) is wound around the bumps 32a and 32b and forms a pole when energized. In the illustrated embodiment, the stator 30 has 48 bumps 32a, 32b, and each bump 32a, 32b forms one pole pair when energized. In the present embodiment, there are four phases each having 12 pole pairs. FIG. 3 is a schematic view illustrating a pole pair of the stator 30 according to one embodiment of the present invention. As can be seen, adjacent poles have opposite polarities (magnetic north pole N and magnetic south pole S). Two adjacent poles having opposite polarities form a pole pair (for example, S1 and N1 form one pole pair as shown in the figure). As can be seen from the figure, there are a total of 12 pole pairs, but this is merely an example, and the present invention is not limited to this. The number of pole pairs is represented by ST1.

回転子20は固定磁石又は誘導磁石であってよい。本実施形態では、固定磁石を例にとって回転子20を説明する。回転子20は複数の極とR個の極対とを有する。本実施形態では、回転子20は、例えば20個の極対を有する。固定子30と回転子20は同軸(スリーブ状で同軸)上に配置され、本実施形態では、回転子20は固定子30の半径方向内側に配置されているが、本発明はこれに限定されない。本発明の目的は固定子30を回転子20の半径方向内側に配置しても達成される。また、回転子20の極の方向(磁力線)は固定子30の極の方向(磁力線)と同じである。   The rotor 20 may be a fixed magnet or an induction magnet. In the present embodiment, the rotor 20 will be described using a fixed magnet as an example. The rotor 20 has a plurality of poles and R pole pairs. In the present embodiment, the rotor 20 has, for example, 20 pole pairs. The stator 30 and the rotor 20 are arranged on the same axis (sleeve-like and coaxial), and in this embodiment, the rotor 20 is arranged on the radially inner side of the stator 30, but the present invention is not limited to this. . The object of the present invention can be achieved even if the stator 30 is disposed radially inside the rotor 20. Further, the direction of the poles of the rotor 20 (lines of magnetic force) is the same as the direction of the poles of the stator 30 (lines of magnetic force).

透磁性要素40は積層鋼であってよく、その材料は軟磁性複合材料(SMC)であり、渦電流と鉄損が低減される。   The permeable element 40 may be laminated steel, the material of which is a soft magnetic composite material (SMC), reducing eddy currents and iron losses.

図1及び図2を参照すると、磁気伝導要素40は第1リング42(第1スリーブとも称す)と第2リング44(第2スリーブとも称す)とを備える。第1リング42は第2リング44の半径方向外側に配置され、第1リング42と第2リング44は固定子30と回転子20との間に配置されている。第1リング42と第2リング44は互いに接触しているか、又は間隔で分離されている(後者を図に示す)。第1リング42は複数の透磁性ブロック420、422(磁気伝導ブロックとも称す)を有する。第2リング44も複数の透磁性ブロック440、442を有する。第1リング42が第2リング44の半径方向外側に位置する時、透磁性ブロック420、422、440、442は複数の透磁性領域(後述する)を形成する。第1リング42及び/又は第2リング44が駆動されると、第1リング42と第2リング44は第1位置と第2位置との間を相対的に移動(相対的に回転)する。この時、透磁性領域の数がこれに応じて変化する。これについて下記に説明する。   Referring to FIGS. 1 and 2, the magnetic conductive element 40 includes a first ring 42 (also referred to as a first sleeve) and a second ring 44 (also referred to as a second sleeve). The first ring 42 is disposed radially outside the second ring 44, and the first ring 42 and the second ring 44 are disposed between the stator 30 and the rotor 20. The first ring 42 and the second ring 44 are in contact with each other or separated by a distance (the latter is shown in the figure). The first ring 42 has a plurality of magnetically permeable blocks 420 and 422 (also referred to as magnetic conductive blocks). The second ring 44 also has a plurality of magnetically permeable blocks 440 and 442. When the first ring 42 is positioned radially outside the second ring 44, the magnetically permeable blocks 420, 422, 440, and 442 form a plurality of magnetically permeable regions (described later). When the first ring 42 and / or the second ring 44 are driven, the first ring 42 and the second ring 44 relatively move (relatively rotate) between the first position and the second position. At this time, the number of magnetically permeable regions changes accordingly. This will be described below.

図4Aは図2の第1リング42が第2リング44の半径方向外側にスリーブ状に配置された場合の本発明に係る磁気伝導要素の第1実施形態の軸方向に垂直な平面に沿った断面図である。第1リング42と第2リング44の相対的回転の説明を容易にするために、図4Aの円弧セグメント429、449が図4Bに拡大されている。円弧セグメント429、449は角度45°に対する。第1リング42と第2リング44は合計8個の円弧セグメント429、449を有する。図4Bは第1リング42と第2リング44が該第1位置に位置する時の部分拡大断面図である。図4Cは第1リング42と第2リング44が該第2位置に位置する時の部分拡大断面図である。   4A is taken along a plane perpendicular to the axial direction of the first embodiment of the magnetic conducting element according to the present invention when the first ring 42 of FIG. 2 is arranged in a sleeve shape on the radially outer side of the second ring 44. It is sectional drawing. To facilitate explanation of the relative rotation of the first ring 42 and the second ring 44, the arc segments 429, 449 of FIG. 4A are enlarged in FIG. 4B. Arc segments 429, 449 are at an angle of 45 °. The first ring 42 and the second ring 44 have a total of eight arc segments 429, 449. FIG. 4B is a partially enlarged cross-sectional view when the first ring 42 and the second ring 44 are located at the first position. FIG. 4C is a partially enlarged cross-sectional view when the first ring 42 and the second ring 44 are located at the second position.

図4Bから分かるように、第1リング42の透磁性ブロック420と、第2リング44の透磁性ブロック440は接続状態(又はオーバーラップ)にあり、透磁性領域46aを形成する。同様に、第1リング42の透磁性ブロック422と、第2リング44の透磁性ブロック442は接続状態にあり、透磁性領域46bを形成する。3つの磁気ギャップ48a、48b、48cが透磁性領域46aと46bの間に形成されている。第1リング42と第2リング44は8個の等円弧セグメント429、449を有するので、第1リング42と第2リング44は合計24個の磁気ギャップ48a、48b、48cを有する(3×8=24、即ち、24個の透磁性領域46a、46bを有する)。   As can be seen from FIG. 4B, the magnetically permeable block 420 of the first ring 42 and the permeable block 440 of the second ring 44 are in a connected state (or overlap) and form a permeable region 46a. Similarly, the permeable block 422 of the first ring 42 and the permeable block 442 of the second ring 44 are in a connected state, and form a permeable region 46b. Three magnetic gaps 48a, 48b and 48c are formed between the magnetically permeable regions 46a and 46b. Since the first ring 42 and the second ring 44 have eight equal arc segments 429, 449, the first ring 42 and the second ring 44 have a total of 24 magnetic gaps 48a, 48b, 48c (3 × 8 = 24, that is, having 24 magnetically permeable regions 46a and 46b).

図4Cを参照すると、第1リング42と第2リング44が第2位置に位置する時の部分拡大断面図が示されている。第1リング42の透磁性ブロック420と、第2リング44の透磁性ブロック440は接続状態にあり、透磁性領域46aを形成する。同様に、第1リング42の透磁性ブロック422と、第2リング44の透磁性ブロック442は接続状態にあり、透磁性領域46bを形成する。図から分かるように、円弧セグメント429、449は4つの磁気ギャップ48a、48b、48c、48dを有し、また、4つの透磁性領域46a、46bを有する。従って、第1リング42と第2リング44は合計32(4×8=32)個の磁気ギャップ48a、48b、48c、48dを有する。   Referring to FIG. 4C, a partially enlarged cross-sectional view when the first ring 42 and the second ring 44 are located at the second position is shown. The permeable block 420 of the first ring 42 and the permeable block 440 of the second ring 44 are in a connected state, and form a permeable region 46a. Similarly, the permeable block 422 of the first ring 42 and the permeable block 442 of the second ring 44 are in a connected state, and form a permeable region 46b. As can be seen, the arc segments 429, 449 have four magnetic gaps 48a, 48b, 48c, 48d, and four permeable regions 46a, 46b. Accordingly, the first ring 42 and the second ring 44 have a total of 32 (4 × 8 = 32) magnetic gaps 48a, 48b, 48c, and 48d.

透磁性ブロック420と440の間の接続状態は、接触状態ではなく両者間の距離が近いことを指す。距離が近いことは、透磁性ブロック420と440は接触せず、半径方向において互いにオーバーラップしているか、又は透磁性ブロック420と440は接触せず、半径方向又は円周方向において間隔で分離されていることを意味する。言い換えると、透磁性ブロック420、440が接触していない場合、透磁性ブロック420と440の間に2つの距離が存在する。1つは半径方向距離であり、もう1つは円周方向距離である。半径方向距離に関しては、半径方向距離が5mm未満であれば、単一の透磁性領域46aが形成されうることが実験により分かっている。明らかに、この距離は固定子30の磁力線の強度にも関係する。磁力線の強度が大きいほど、距離は大きくなる。即ち、半径方向距離はモーターのサイズ及び磁力線の強度に応じて変わりうる。   The connection state between the magnetically permeable blocks 420 and 440 indicates that the distance between the both is close rather than the contact state. The close distance means that the permeable blocks 420 and 440 do not touch and overlap each other in the radial direction, or the permeable blocks 420 and 440 do not touch and are separated by a distance in the radial or circumferential direction. Means that In other words, when the permeable blocks 420 and 440 are not in contact, there are two distances between the permeable blocks 420 and 440. One is the radial distance and the other is the circumferential distance. With respect to the radial distance, it has been experimentally found that a single magnetically permeable region 46a can be formed if the radial distance is less than 5 mm. Obviously, this distance is also related to the strength of the magnetic field lines of the stator 30. The greater the field line strength, the greater the distance. That is, the radial distance can vary depending on the size of the motor and the strength of the magnetic field lines.

円周方向距離(円弧長さ)は透磁性ブロック420、440の境界間の円の中心(固定子の中心)での角度、例えば、図4Bに示すように透磁性ブロック420の左側縁と透磁性ブロック440の右側縁の間の角度で表される。角度又は円弧長さを更に定義するために、透磁性ブロック420の左側縁と透磁性ブロック440の右側縁の間の距離により形成された間隔を空気スロットと定義する。磁気変速機組立体が動作する時、各磁気ギャップ48a、48b、48c(図4B)は極(以下、空気ギャップ極と称す)を生成し、透磁性ブロック420、440が空気スロットを有する時、該空気スロットも極(以下、空気スロット極と称す)を有する。この場合、透磁性ブロック420、440が透磁性領域46aを形成するのを可能にするために、空気スロット極の磁気強度は空気ギャップ極の磁気強度の20%より小さいのが好ましい。そして、空気スロット極の磁気強度から導かれる円弧長さ又は角度が好適な円周方向距離である。   The circumferential distance (arc length) is the angle at the center of the circle (center of the stator) between the boundaries of the permeable blocks 420, 440, for example, as shown in FIG. It is represented by the angle between the right edges of the magnetic block 440. To further define the angle or arc length, the interval formed by the distance between the left edge of the permeable block 420 and the right edge of the permeable block 440 is defined as an air slot. When the magnetic transmission assembly is operated, each magnetic gap 48a, 48b, 48c (FIG. 4B) generates a pole (hereinafter referred to as an air gap pole), and when the permeable blocks 420, 440 have air slots, The air slot also has a pole (hereinafter referred to as an air slot pole). In this case, in order to allow the magnetically permeable blocks 420 and 440 to form the magnetically permeable region 46a, the magnetic strength of the air slot pole is preferably smaller than 20% of the magnetic strength of the air gap pole. The arc length or angle derived from the magnetic strength of the air slot pole is the preferred circumferential distance.

透磁性ブロック420、422、440、442の材料は任意の透磁性材料、例えば鉄系材料又は軟鉄であってよい。第1リング42と第2リング44の相対的回転は機械的又は電磁的方法で駆動されてよい。この駆動方法では、第1リング42と第2リング44の相対位置が第1位置と第2位置の間を移動できる限り、第1リング42又は第2リング44を単独に駆動しても、或いは第1リング42と第2リング44を同時に駆動してもよい。   The material of the magnetic permeable blocks 420, 422, 440, 442 may be any magnetically permeable material, such as iron-based material or soft iron. The relative rotation of the first ring 42 and the second ring 44 may be driven in a mechanical or electromagnetic manner. In this driving method, as long as the relative position of the first ring 42 and the second ring 44 can move between the first position and the second position, the first ring 42 or the second ring 44 can be driven independently, or The first ring 42 and the second ring 44 may be driven simultaneously.

図4B及び図4Cの例示から分かるように、磁気伝導要素40が駆動されると、第1リング42と第2リング44は第1位置(図4Bの位置)と第2位置(図4Cの位置)の間を相対移動し、第1リング42と第2リング44が該第1位置に位置する時、磁気伝導要素40は24(以下、PN1)個の透磁性領域46a、46bを有し、第1リング42と第2リング44が該第2位置に位置する時、磁気伝導要素40は32(以下、PN2)個の透磁性領域46a、46bを有する。   4B and 4C, when the magnetic conducting element 40 is driven, the first ring 42 and the second ring 44 are in the first position (position of FIG. 4B) and the second position (position of FIG. 4C). ), And when the first ring 42 and the second ring 44 are in the first position, the magnetic conductive element 40 has 24 (hereinafter referred to as PN1) permeable regions 46a and 46b, When the first ring 42 and the second ring 44 are located at the second position, the magnetic conductive element 40 has 32 (hereinafter referred to as PN2) magnetically permeable regions 46a and 46b.

磁気伝導要素40の第1リング42と第2リング44を相対移動可能に設計することで、磁気伝導要素40は選択的にPN1又はPN2個の透磁性領域46a、46bが回転子20及び固定子30に対応するのを可能にすることが出来る。PN1又はPN2個の透磁性領域46a、46bを回転子20の磁界及び固定子30の磁界と組み合わせることで、加速又は減速(変速機)効果を生成できる。加速比又は減速比は下記の式(1)によって与えられる。   By designing the first ring 42 and the second ring 44 of the magnetic conduction element 40 so that they can move relative to each other, the magnetic conduction element 40 selectively includes the PN1 or PN2 permeable regions 46a and 46b in the rotor 20 and the stator. 30 can be enabled. By combining the PN1 or PN2 magnetic permeable regions 46a, 46b with the magnetic field of the rotor 20 and the magnetic field of the stator 30, an acceleration or deceleration (transmission) effect can be generated. The acceleration ratio or the reduction ratio is given by the following equation (1).

Figure 2011182638
Figure 2011182638

この式において、Gは可変速度比(即ち、加速又は減速比)、m及びkは高調波の階数であり、pは回転子20の極対の数であり、nは透磁性領域46a、46bの数(鋼片の数)である。基本波の場合、m=−k=1であり、本実施形態では、回転子20の極対の数は20である。第1リング42と第2リング44が第1位置に位置する場合を例にとると、透磁性領域の数は24である。この数を上記の式に代入することで、G=(1×20)/(1×24−1×20)=5が得られる。即ち、固定子の回転速度と回転子の回転速度との比は5:1である。第1リング42と第2リング44が第2位置に位置する場合を例にとると、透磁性領域の数は32である。この数を上記の式に代入することで、G=(1×20)/(1×32−1×20)=1.6が得られる。即ち、固定子の回転速度と回転子の回転速度との比は1.6:1である。   In this equation, G is a variable speed ratio (ie, acceleration or deceleration ratio), m and k are harmonic orders, p is the number of pole pairs of the rotor 20, and n is a magnetically permeable region 46a, 46b. (Number of steel billets). In the case of the fundamental wave, m = −k = 1, and in the present embodiment, the number of pole pairs of the rotor 20 is 20. Taking the case where the first ring 42 and the second ring 44 are located at the first position as an example, the number of magnetically permeable regions is 24. By substituting this number into the above equation, G = (1 × 20) / (1 × 24−1 × 20) = 5 is obtained. That is, the ratio between the rotational speed of the stator and the rotational speed of the rotor is 5: 1. Taking the case where the first ring 42 and the second ring 44 are located at the second position as an example, the number of magnetically permeable regions is 32. By substituting this number into the above equation, G = (1 × 20) / (1 × 32−1 × 20) = 1.6 is obtained. That is, the ratio between the rotational speed of the stator and the rotational speed of the rotor is 1.6: 1.

上記から分かるように、磁気伝導要素40、固定子30、及び回転子20の適切な構成と設計により、磁気変速機組立体が変速機効果を有するのを可能にすることが出来る。   As can be seen from the above, the proper configuration and design of the magnetic conductive element 40, the stator 30, and the rotor 20 can allow the magnetic transmission assembly to have a transmission effect.

また、可変速度比の安定性を更に改善するために、固定子30の極対の数ST1、回転子20の極対の数R、及び磁気伝導要素40の透磁性領域46a、46bの数PN1及びPN2を下記の関係に維持した場合、安定な可変速度比と駆動力が得られる。
PN1-3 ≦ R+ST1 ≦ PN1+3 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式(2)
PN2-3 ≦ R+ST1 ≦ PN2+3 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式(3)
In order to further improve the stability of the variable speed ratio, the number ST1 of pole pairs of the stator 30, the number R of pole pairs of the rotor 20, and the number PN1 of the permeable regions 46a and 46b of the magnetic conduction element 40 When PN2 is maintained in the following relationship, a stable variable speed ratio and driving force can be obtained.
PN1-3 ≦ R + ST1 ≦ PN1 + 3 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula (2)
PN2-3 ≦ R + ST1 ≦ PN2 + 3 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Equation (3)

この実施形態を例にとると、磁気伝導要素40が該第2位置に位置する時、式(3)、PN2-3 ≦ R+ST1 ≦ PN2+3を満たし、磁気伝導要素40が該第1位置に位置する時、式(2)、PN1-3 ≦ R+ST1 ≦ PN1+3を満たさないが、変速機要件は満たされうる。本実施形態では、式(2)と(3)を同時に満たしたい場合、磁気伝導要素40の透磁性ブロック420、422、440、442の設計を式(2)を満たすよう変更してもよい。例えば、ST1が12で、PN1とPN2がそれぞれ35と29である場合、上記の式(2)と(3)を同時に満たすことが出来る。   Taking this embodiment as an example, when the magnetic conduction element 40 is located at the second position, the expression (3) satisfies PN2-3 ≦ R + ST1 ≦ PN2 + 3, and the magnetic conduction element 40 is in the first position. When in position, equation (2), PN1-3 ≦ R + ST1 ≦ PN1 + 3 is not satisfied, but the transmission requirements can be satisfied. In this embodiment, when it is desired to satisfy the expressions (2) and (3) at the same time, the design of the magnetically permeable blocks 420, 422, 440, and 442 of the magnetic conductive element 40 may be changed to satisfy the expression (2). For example, when ST1 is 12 and PN1 and PN2 are 35 and 29, respectively, the above equations (2) and (3) can be satisfied simultaneously.

本実施形態では、磁気伝導要素40の設計を変更せずに式(2)と(3)を同時に満たしたい(しかし、後述するように式(3)は若干変更が必要である)場合、図5A及び図5Bの固定子30の実施形態を使用できる。図5Aは本発明に係る磁気変速機組立体の固定子30の別の実施形態の概略巻線図であり、図5Bは図5Aの固定子30の実施形態の動作を例示する概略図である。   In the present embodiment, when it is desired to satisfy the expressions (2) and (3) at the same time without changing the design of the magnetic conductive element 40 (however, as will be described later, the expression (3) needs to be slightly changed), FIG. The embodiment of the stator 30 of 5A and 5B can be used. FIG. 5A is a schematic winding diagram of another embodiment of the stator 30 of the magnetic transmission assembly according to the present invention, and FIG. 5B is a schematic diagram illustrating the operation of the embodiment of the stator 30 of FIG. 5A.

図から分かるように、固定子30の別の実施形態は複数の誘導コイル34a、34b、34c、34dと極数変調回路36とを備える。誘導コイル34a、34b、34c、34dはバンプ32a、32bの周りに巻かれている。図5A及び図5Bは3つの極対(N1、N2、N3、S1、S2、S3)の誘導コイル34a、34b、34c、34dだけを示しているが、固定子30だけがコイル34a、34b、34c、34dを備えることは意図されていない。極数変調回路36は2つのスイッチ360、362を備える。スイッチ360、362が図5Aに示す状態にあり電源に接続されている場合、誘導コイル34a、34b、34c、34dにより形成される極は図3に示す極性を示す。即ち、固定子30は合計12個の極対を有する。スイッチ360、362が図5Bに示す状態にあり電源に接続されている場合、元はN1、S3を形成していた誘導コイル34c、34dは、逆に接続された電源によって反対の極を形成する(即ち、N1は磁南極に変わり、S3は磁北極に変わる)。図6は図5Aと図5Bの間の極対の切替えを例示する概略図である。   As can be seen, another embodiment of the stator 30 comprises a plurality of induction coils 34 a, 34 b, 34 c, 34 d and a pole number modulation circuit 36. The induction coils 34a, 34b, 34c, 34d are wound around the bumps 32a, 32b. 5A and 5B show only the induction coils 34a, 34b, 34c, 34d of three pole pairs (N1, N2, N3, S1, S2, S3), but only the stator 30 has coils 34a, 34b, It is not intended to include 34c, 34d. The pole number modulation circuit 36 includes two switches 360 and 362. When the switches 360 and 362 are in the state shown in FIG. 5A and connected to the power source, the poles formed by the induction coils 34a, 34b, 34c, and 34d have the polarity shown in FIG. That is, the stator 30 has a total of 12 pole pairs. When the switches 360 and 362 are in the state shown in FIG. 5B and connected to the power source, the induction coils 34c and 34d that originally formed N1 and S3 form opposite poles due to the reversely connected power source. (That is, N1 turns into a magnetic south pole and S3 turns into a magnetic north pole). FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the switching of pole pairs between FIGS. 5A and 5B.

図から分かるように、破線ブロックは、スイッチ360、362が図5Bに示す状態にある時に形成される極の極性の概略図を表す。図において、N1、N4、N7、N10は図5Aにおける磁北極であり、S3、S6、S9、S12は図5Aにおける磁南極である。この時、固定子30は合計12(以下、ST1)個の極対(即ち、N1、S1、N2、S3・・・N12、S12)を有する。しかし、図5Bにおいて、スイッチ360、362と回路との巧みな設計によって、N1、N4、N7、N10は通電後、磁南極に変わり、S3、S6、S9、S12は磁北極に変わり、その他の極は変化しない。従って、固定子30は合計4(以下、ST2)個の極対(破線ブロックN1’、S1’、N2’、S2’、N3’、S3’、N4’、S4’で示す)を有する。言い換えると、誘導コイル34a、34b、34c、34dがST1個の極対に切り替わると、隣接する誘導コイル34a、34b、34c、34dは互いに反対の磁気極性を有し、誘導コイル34a、34b、34c、34dがST2個の極対に切り替わると、誘導コイル34a、34b、34c、34dは複数のコイル群35a、35bにグループ分けされ、隣接するコイル群35a、35bは互いに反対の極性を有する。本実施形態では、各コイル群35a、35bは3つの順次隣接する誘導コイル34a、34b、34c、34dを含む。ここで、用語「順次隣接する」は「接続された」を意味し、図5Bにおいて、例えばS1、N1、S2は順次隣接する誘導コイル34a、34b、34c、34dに属する。   As can be seen, the dashed block represents a schematic diagram of the polarity of the poles that are formed when the switches 360, 362 are in the state shown in FIG. 5B. In the figure, N1, N4, N7, and N10 are magnetic north poles in FIG. 5A, and S3, S6, S9, and S12 are magnetic south poles in FIG. 5A. At this time, the stator 30 has a total of 12 (hereinafter, ST1) pole pairs (that is, N1, S1, N2, S3... N12, S12). However, in FIG. 5B, due to the clever design of the switches 360, 362 and the circuit, N1, N4, N7, N10 change to magnetic south poles after energization, S3, S6, S9, S12 change to magnetic north poles, The pole does not change. Therefore, the stator 30 has a total of 4 (hereinafter, ST2) pole pairs (indicated by broken line blocks N1 ', S1', N2 ', S2', N3 ', S3', N4 ', S4'). In other words, when the induction coils 34a, 34b, 34c, 34d are switched to the ST1 pole pair, the adjacent induction coils 34a, 34b, 34c, 34d have opposite magnetic polarities, and the induction coils 34a, 34b, 34c , 34d are switched to ST2 pole pairs, the induction coils 34a, 34b, 34c, 34d are grouped into a plurality of coil groups 35a, 35b, and the adjacent coil groups 35a, 35b have opposite polarities. In the present embodiment, each coil group 35a, 35b includes three sequentially adjacent induction coils 34a, 34b, 34c, 34d. Here, the term “sequentially adjacent” means “connected”, and in FIG. 5B, for example, S1, N1, and S2 belong to the sequentially adjacent induction coils 34a, 34b, 34c, and 34d.

上記に基づくと、固定子30は極数変調回路36により誘導コイル34a、34b、34c、34dを12(ST1)極対と4(ST2)極対に選択的に切り替えることが出来る。図5Aの固定子30の実施形態を磁気伝導要素40の透磁性領域の数の切替えと一体化した後、可変速度比(固定子の回転速度と回転子の回転速度との比)を下記の表に示すように得ることが出来、上記の式(2)と下記の式(4)を満たすことが出来る。
PN2-3 ≦ R+ST2 ≦ PN2+3 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・式(4)
Based on the above, the stator 30 can selectively switch the induction coils 34a, 34b, 34c, and 34d between the 12 (ST1) pole pair and the 4 (ST2) pole pair by the pole number modulation circuit 36. After integrating the embodiment of the stator 30 of FIG. 5A with switching the number of magnetically permeable regions of the magnetic conducting element 40, the variable speed ratio (ratio of stator rotation speed to rotor rotation speed) is: It can be obtained as shown in the table, and the above formula (2) and the following formula (4) can be satisfied.
PN2-3 ≦ R + ST2 ≦ PN2 + 3 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Equation (4)

Figure 2011182638
Figure 2011182638

極数変調回路36は例として図5Aの実施形態をとるが、本発明はこれに限定されない。適切な回路及びスイッチ設計により、固定子30の極対の数を異なる比で増加又は減少させてもよい。また、固定子30はより複雑で多様な設計、例えば巻きチャートを使用して極対のより多様な要件を満たすよう巻かれてもよい。巻き態様はこれらに限定されないがLucas, Retzbach and Kuhfuss (LRK) 巻き、分布LRK(D−LRK)巻き、又はABC巻きであってよい。下記に詳述する。   The pole modulation circuit 36 takes the embodiment of FIG. 5A as an example, but the present invention is not limited to this. With appropriate circuit and switch design, the number of pole pairs of the stator 30 may be increased or decreased by different ratios. The stator 30 may also be wound to meet more diverse requirements for pole pairs using more complex and diverse designs, such as a winding chart. The winding mode is not limited to these, but may be Lucas, Retzbach and Kuhfuss (LRK) winding, distributed LRK (D-LRK) winding, or ABC winding. Details are described below.

図4Aの磁気伝導要素40の他の実施形態に関して、図7A、図7B、及び図8を参照する。図7A、図7B、及び図7Cの磁気伝導要素50(第2実施形態)は図4Bのものと類似している。図から分かるように、磁気伝導要素50は第1リング52、第2リング54、第3リング56、及び第4リング58を備える。第1リング52、第2リング54、第3リング56、及び第4リング58は半径方向に互いにオーバーラップし、それぞれ透磁性ブロック53、55、57、59(第1、第2、第3、及び第4透磁性ブロックとも称す)を有する。磁気伝導要素50が図7Aの位置(第1位置)に位置する時、透磁性ブロック53、55、57、59は接続関係にあるので、円弧セグメントは2つの透磁性領域51a、51bと2つの磁気ギャップ(円周方向に透磁性領域により隔てられたギャップ)を有する。磁気伝導要素50が図7Bの位置(第2位置)に位置する時、透磁性ブロック53、55、57、59は互いに分離しているので、円弧セグメントは4つの透磁性領域51a、51b、51c、51dと4つの磁気ギャップを有する。また、磁気伝導要素50が図7Cの位置(第3位置)に位置する時、透磁性ブロック53、55、57、59は半径方向に互いに完全に重なり、磁気伝導要素50は2つの透磁性領域51a、51bと2つの磁気ギャップを有する。磁気伝導要素50が図7Aの位置と図7Cの位置に位置する時、同じ数の透磁性領域51a、51bが得られるが、磁束は異なり、従って、伝達されるトルクはそれに応じて異なる。従って、磁気伝導要素50を適切に設計・制御して可変速度比を変化させ、伝達されるトルクを変化させることが出来る。   With respect to another embodiment of the magnetically conductive element 40 of FIG. 4A, reference is made to FIGS. 7A, 7B, and 8. The magnetic conducting element 50 (second embodiment) of FIGS. 7A, 7B, and 7C is similar to that of FIG. 4B. As can be seen, the magnetically conductive element 50 includes a first ring 52, a second ring 54, a third ring 56, and a fourth ring 58. The first ring 52, the second ring 54, the third ring 56, and the fourth ring 58 overlap each other in the radial direction, and the magnetically permeable blocks 53, 55, 57, 59 (first, second, third, And a fourth magnetic permeability block). When the magnetic conductive element 50 is located at the position (first position) in FIG. 7A, the magnetically permeable blocks 53, 55, 57, 59 are in a connected relationship, so that the arc segment has two permeable regions 51a, 51b and two It has a magnetic gap (gap separated by a magnetically permeable region in the circumferential direction). When the magnetic conductive element 50 is located at the position (second position) in FIG. 7B, the magnetically permeable blocks 53, 55, 57, 59 are separated from each other, so that the arc segment has four permeable regions 51a, 51b, 51c. , 51d and four magnetic gaps. When the magnetic conduction element 50 is located at the position (third position) in FIG. 7C, the magnetically permeable blocks 53, 55, 57, 59 completely overlap each other in the radial direction, and the magnetic conduction element 50 has two permeable regions. 51a, 51b and two magnetic gaps. When the magnetic conducting element 50 is located at the position of FIG. 7A and the position of FIG. 7C, the same number of magnetically permeable regions 51a, 51b is obtained, but the magnetic flux is different and therefore the transmitted torque is different accordingly. Accordingly, the magnetic conduction element 50 can be appropriately designed and controlled to change the variable speed ratio and change the transmitted torque.

図4Aと図7Aの磁気伝導要素40、50は複数の環状(円柱形)の半径方向に互いにオーバーラップする透磁性リング(即ち、第1リング42、52等)を採用し、透磁性リングの数は実際の設計要件に依って変わる、即ち、3つ又は5つの透磁性リングが結合されてよいが、本発明はこれに限定されない。透磁性リング内の透磁性ブロックのサイズ、配列、及び数は、様々な数の磁気ギャップを生成して要求された可変速度比を実現するように、適切に設計されてよい。   The magnetic conductive elements 40 and 50 of FIGS. 4A and 7A employ a plurality of annular (cylindrical) permeable rings (that is, first rings 42 and 52, etc.) that overlap each other in the radial direction. The number depends on the actual design requirements, i.e. three or five permeable rings may be combined, but the invention is not limited to this. The size, arrangement, and number of permeable blocks within the permeable ring may be appropriately designed to produce various numbers of magnetic gaps to achieve the required variable speed ratio.

図8は本発明に係る磁気変速機組立体の磁気伝導要素の第3実施形態の概略図である。透磁性要素60(磁気伝導要素とも称す)は第1リング62と第2リング64を備える。第1リング62と第2リング64は軸方向に接続されている。透磁性要素60は固定子30と回転子20の間に配置されている。第1リング62と第2リング64は固定子30と回転子20の間のギャップ内へ軸方向に移動可能であり、一度に第1リング62と第2リング64のうち1つだけが固定子30と回転子20の間に挟まれる。要するに、透磁性要素60は軸方向に駆動され、透磁性要素60は選択的に第1リング62又は第2リング64が回転子20と固定子30の間の位置へ移動するのを可能にする。このように、挟まれた第1リング62又は第2リング64は固定子30及び回転子20の磁界と相互作用し特定の可変速度比を生成する。第1リング62の透磁性ブロック63の数(例えば、PN1透磁性ブロック)は、第2リング64の透磁性ブロック65の数(例えば、PN2透磁性ブロック)と異なる。図8の実施形態において、第1リング62の透磁性ブロック63の数は32であり、第2リング64の透磁性ブロック65の数は24である。即ち、透磁性要素60は図1の実施形態の透磁性要素40を置き換えるのに適している。本実施形態の透磁性ブロック63、65は図4B及び図4Cの透磁性領域46a、46bと等価である。   FIG. 8 is a schematic view of a third embodiment of the magnetic conductive element of the magnetic transmission assembly according to the present invention. The magnetically permeable element 60 (also referred to as a magnetic conductive element) includes a first ring 62 and a second ring 64. The first ring 62 and the second ring 64 are connected in the axial direction. The magnetically permeable element 60 is disposed between the stator 30 and the rotor 20. The first ring 62 and the second ring 64 are axially movable into the gap between the stator 30 and the rotor 20, and only one of the first ring 62 and the second ring 64 at a time is a stator. 30 and the rotor 20. In short, the magnetically permeable element 60 is driven in the axial direction and the magnetically permeable element 60 selectively allows the first ring 62 or the second ring 64 to move to a position between the rotor 20 and the stator 30. . Thus, the sandwiched first ring 62 or second ring 64 interacts with the magnetic fields of the stator 30 and the rotor 20 to generate a specific variable speed ratio. The number of magnetically permeable blocks 63 in the first ring 62 (for example, PN1 magnetically permeable blocks) is different from the number of magnetically permeable blocks 65 in the second ring 64 (for example, PN2 magnetically permeable blocks). In the embodiment of FIG. 8, the number of the permeable blocks 63 of the first ring 62 is 32, and the number of the permeable blocks 65 of the second ring 64 is 24. That is, the magnetically permeable element 60 is suitable for replacing the magnetically permeable element 40 of the embodiment of FIG. The permeable blocks 63 and 65 of this embodiment are equivalent to the permeable regions 46a and 46b of FIGS. 4B and 4C.

上記のように、第1リング62と第2リング64は軸方向に接続されている。図8を再び参照すると、第1リング62と第2リング64は軸方向に電気絶縁要素66aを介して接続されている。また、2つの電気絶縁要素66b、66cは第1リング62と第2リング64の外側にそれぞれ接続され、第2リング64の透磁性ブロック65と第1リング62の透磁性ブロック63を固定する。   As described above, the first ring 62 and the second ring 64 are connected in the axial direction. Referring to FIG. 8 again, the first ring 62 and the second ring 64 are connected in the axial direction via an electrical insulating element 66a. The two electrically insulating elements 66b and 66c are connected to the outside of the first ring 62 and the second ring 64, respectively, and fix the magnetically permeable block 65 of the second ring 64 and the permeable block 63 of the first ring 62.

また、図9を参照されたい。図9は本発明に係る磁気変速機組立体の第2実施形態の3次元概略展開図である。図から分かるように、磁気変速機組立体は回転子20と固定子30と透磁性要素70とを備える。回転子20は複数の極を有し、回転子20の極はR個の極対を有する。固定子30は回転子20と同軸でこれをスリーブ状に覆い、複数の極を有する。固定子30の極はST1個の極対を有する。透磁性要素70は回転子20と固定子30の間に配置され、PN1個の透磁性領域72を有する。PN1個の透磁性領域72は回転子と固定子とに対応する。PN1-3 ≦ R+ST1 ≦ PN1+3。従って、Rが20、PN1が32、ST1が12である場合、前記式(1)から加速比又は減速比は1.6:1になる。   See also FIG. FIG. 9 is a three-dimensional schematic development view of the second embodiment of the magnetic transmission assembly according to the present invention. As can be seen, the magnetic transmission assembly includes a rotor 20, a stator 30 and a magnetically permeable element 70. The rotor 20 has a plurality of poles, and the poles of the rotor 20 have R pole pairs. The stator 30 is coaxial with the rotor 20 and covers it in a sleeve shape, and has a plurality of poles. The poles of the stator 30 have ST1 pole pairs. The magnetically permeable element 70 is disposed between the rotor 20 and the stator 30 and has PN1 magnetically permeable regions 72. One PN magnetically permeable region 72 corresponds to the rotor and the stator. PN1-3 ≤ R + ST1 ≤ PN1 + 3. Therefore, when R is 20, PN1 is 32, and ST1 is 12, the acceleration ratio or the reduction ratio is 1.6: 1 from the equation (1).

次に、透磁性領域72の両端は、図9に示すように2つの電気絶縁要素74a、74bによって固定されている。電気絶縁要素74a、74bの配置により、回転子20と固定子30の磁界を切る透磁性領域72により生成された誘導電流は、各透磁性領域72内に隔離される。   Next, both ends of the magnetically permeable region 72 are fixed by two electrical insulating elements 74a and 74b as shown in FIG. Due to the arrangement of the electrical insulating elements 74 a and 74 b, the induced current generated by the magnetically permeable regions 72 that cut off the magnetic field of the rotor 20 and the stator 30 is isolated in each magnetically permeable region 72.

図9の実施形態によれば、透磁性要素70、固定子30、及び回転子20はそれぞれ中空環状形であるので、磁気変速機組立体全体は小さな体積と重量を有し、電気モーターに容易に組み込むことが出来る。その結果、一体型モーターの駆動動力密度(W/Kg又はW/m3)は増加する。 According to the embodiment of FIG. 9, the magnetically permeable element 70, the stator 30, and the rotor 20 are each of a hollow annular shape, so that the entire magnetic transmission assembly has a small volume and weight, and is easily attached to an electric motor. Can be incorporated. As a result, the driving power density (W / Kg or W / m 3 ) of the integrated motor increases.

上記の実施形態によれば、透磁性要素40、50、60の異なる実施形態により磁気変速機組立体は様々な可変速度比に切り替わることが出来る。切り替えられる透磁性要素40、50、60の透磁性領域46a、46b、51a、51b、51c、51dの数が式(2)及び式(3)を満たせない場合、図5Aの固定子30の実施形態を採用してもよく(式(2)及び式(4)を満たす)、これにより様々な可変速度比における安定性が改善できる。   According to the above embodiment, the magnetic transmission assembly can be switched to various variable speed ratios by different embodiments of the magnetically permeable elements 40, 50, 60. Implementation of the stator 30 of FIG. 5A when the number of magnetically permeable regions 46a, 46b, 51a, 51b, 51c, 51d of the magnetically permeable elements 40, 50, 60 to be switched cannot satisfy the equations (2) and (3). A form may be adopted (equations (2) and (4) are satisfied), which can improve stability at various variable speed ratios.

また、上記の式(2)、(3)及び(4)は固定子30の基本波に基づく関係式であり、これらの関係式における固定子30の極対の数が、高次パーミアンス高調波を使用して設計された場合、下記の関係式が得られる。
PN1-3 ≦ R+ST1' ≦ PN1+3 式(5)
PN2-3 ≦ R+ST1' ≦ PN2+3 式(6)
PN2-3 ≦ R+ST2' ≦ PN2+3 式(7)
Moreover, said Formula (2), (3) and (4) are relational expressions based on the fundamental wave of the stator 30, and the number of pole pairs of the stator 30 in these relational expressions is a high-order permeance harmonic. The following relational expression is obtained.
PN1-3 ≤ R + ST1 '≤ PN1 + 3 Formula (5)
PN2-3 ≤ R + ST1 '≤ PN2 + 3 Formula (6)
PN2-3 ≤ R + ST2 '≤ PN2 + 3 Formula (7)

これらの式において、ST1’とST2’は固定子30の高次パーミアンス高調波の極対の数である。例えば、固定子30の基本波の極対の数が4であれば、第3パーミアンス高調波の極対の数は12である。従って、回転子20の極対の数R及び透磁性要素40の透磁性領域46a、46bの数PN1、PN2を設計する時、より広い選択範囲が得られる。   In these equations, ST 1 ′ and ST 2 ′ are the number of pole pairs of higher-order permeance harmonics of the stator 30. For example, if the number of pole pairs of the fundamental wave of the stator 30 is 4, the number of pole pairs of the third permeance harmonic is 12. Therefore, a wider selection range can be obtained when designing the number R of pole pairs of the rotor 20 and the numbers PN1 and PN2 of the magnetically permeable regions 46a and 46b of the magnetically permeable element 40.

また、上記の関係式において、固定子が生成する磁界は、回転子の極対の数R及び透磁性要素40の透磁性領域46a、46bと同期するか又は同期しないよう設計されてよい。明らかに同期と非同期との切替えは、固定子30の極対の数及び/又は透磁性要素40を制御することで実現される。   In the above relational expression, the magnetic field generated by the stator may be designed to synchronize with or not synchronize with the number R of the rotor pole pairs and the permeable regions 46a and 46b of the permeable element 40. Obviously, switching between synchronous and asynchronous is realized by controlling the number of pole pairs of the stator 30 and / or the magnetically permeable element 40.

図10A、図10B、及び図10Cは本発明に係る磁気変速機組立体の透磁性要素の第4実施形態の概略図と、図10Aの10B−10B線に沿った部分断面図と、その動作を例示する概略図とである。   10A, 10B, and 10C are schematic views of a magnetically permeable element of the magnetic transmission assembly according to the fourth embodiment of the present invention, a partial cross-sectional view taken along line 10B-10B in FIG. 10A, and its operation. It is the schematic which illustrates.

図から分かるように、透磁性要素80は第1リング82と第2リング84を備える。第1リング82は環状に配置された複数の平行縞のある透磁性ブロック820(第1透磁性ブロックとも称す)を有する。第2リング84も環状に配置された複数の平行縞のある透磁性ブロック840(第2透磁性ブロックとも称す)を有する。第1リング82の透磁性ブロック820と第2リング84の透磁性ブロック840は交互に円周方向に配列され、固定子30と回転子20の間に挟まれている(図1参照)。即ち、第1リング82の透磁性ブロック820と第2リング84の透磁性ブロック840は図10Bから分かるように同一又は近接した半径方向位置に位置している。   As can be seen, the magnetically permeable element 80 comprises a first ring 82 and a second ring 84. The first ring 82 includes a plurality of parallel stripes of magnetically permeable blocks 820 (also referred to as first permeable magnetic blocks) arranged in an annular shape. The second ring 84 also has a plurality of parallel stripes of magnetically permeable blocks 840 (also referred to as second magnetic permeable blocks) arranged in an annular shape. The permeable blocks 820 of the first ring 82 and the permeable blocks 840 of the second ring 84 are alternately arranged in the circumferential direction, and are sandwiched between the stator 30 and the rotor 20 (see FIG. 1). That is, the permeable block 820 of the first ring 82 and the permeable block 840 of the second ring 84 are located at the same or close radial positions as can be seen from FIG. 10B.

図10Bは図10Aの10B−10B線に沿った部分断面図であり、図4Bと図2及び図4Aとの断面関係に類似している。即ち、図10Bは図10Aの円弧セグメントの一部の断面図を示す。   10B is a partial cross-sectional view taken along line 10B-10B in FIG. 10A, and is similar to the cross-sectional relationship between FIG. 4B and FIGS. 2 and 4A. That is, FIG. 10B shows a cross-sectional view of a portion of the arc segment of FIG. 10A.

図10Bは第1位置での透磁性要素80の第1リング82及び第2リング84の状態を示す。第1位置では、透磁性ブロック820、840は互いにある距離だけ離れており、透磁性ブロック820、840はそれぞれ透磁性領域を形成する。図に示すように、この距離は等距離であるが、本発明はこれに限定されない。空気ギャップが各2つの透磁性ブロック820、840間に形成され隣接する透磁性ブロック820、840が透磁性領域の機能を構成していない限り、透磁性ブロック820、840間の距離は等距離でなくてもよい。   FIG. 10B shows the state of the first ring 82 and the second ring 84 of the magnetically permeable element 80 in the first position. In the first position, the permeable blocks 820 and 840 are separated from each other by a certain distance, and the permeable blocks 820 and 840 each form a permeable region. As shown in the figure, this distance is equal, but the present invention is not limited to this. As long as an air gap is formed between each two permeable blocks 820 and 840 and the adjacent permeable blocks 820 and 840 do not function as a permeable region, the distance between the permeable blocks 820 and 840 is equal. It does not have to be.

図10Cは第2位置における透磁性要素80の第1リング82と第2リング84との状態を示す。第2位置では、2つの隣り合う透磁性ブロック820、840は隣接し、2つの隣接する透磁性ブロック820、840毎に1つの透磁性領域を形成する。ここで、「隣接する」は、2つの透磁性ブロック820、840間の距離が隣接する透磁性ブロック820、840が単一の透磁性領域を形成するのを可能にするのに十分小さいことを意味する。   FIG. 10C shows the state of the first ring 82 and the second ring 84 of the magnetically permeable element 80 in the second position. In the second position, two adjacent magnetic permeable blocks 820 and 840 are adjacent to each other, and one magnetic permeable region is formed for every two adjacent magnetic permeable blocks 820 and 840. Here, “adjacent” means that the distance between two permeable blocks 820, 840 is small enough to allow adjacent permeable blocks 820, 840 to form a single permeable region. means.

図10B及び図10Cから分かるように、図10Bにおける形成された透磁性領域の数は図10Cにおける形成された透磁性領域の数の2倍である。従って、透磁性要素80をその透磁性領域の数を変えるよう制御することが出来る。   As can be seen from FIGS. 10B and 10C, the number of magnetically permeable regions formed in FIG. 10B is twice the number of magnetically permeable regions formed in FIG. 10C. Therefore, the permeable element 80 can be controlled to change the number of the permeable regions.

透磁性要素80をその透磁性領域の数を変えるよう制御するための駆動要素88(図10A参照)として、電気モーター又は空気弁を使用してもよい。駆動要素88は図1、図7A、図8、及び図11Aの実施形態に適用してもよい。明らかに駆動要素88を固定型に変え、手動切換えで制御してもよい。   An electric motor or air valve may be used as the drive element 88 (see FIG. 10A) for controlling the permeable element 80 to change the number of permeable regions thereof. The drive element 88 may be applied to the embodiments of FIGS. 1, 7A, 8, and 11A. Obviously, the drive element 88 may be changed to a fixed type and controlled by manual switching.

図11A、図11B、及び図11Cは本発明に係る磁気変速機組立体の透磁性要素の第4実施形態の概略図と、図11Aの11B−11B線に沿った部分断面図と、その動作を例示する概略図とである。これらの図は 図10A、図10B、及び図10Cと類似であるので、詳細の説明を省略する。   11A, 11B, and 11C are schematic views of a fourth embodiment of the magnetically permeable element of the magnetic transmission assembly according to the present invention, a partial sectional view taken along line 11B-11B in FIG. It is the schematic which illustrates. Since these figures are similar to FIGS. 10A, 10B, and 10C, detailed description thereof is omitted.

図から分かるように、透磁性要素80の第4実施形態は、第1リング92と第2リング94と第3リング96とを備える。第1リング92、第2リング94、及び第3リング96はそれぞれ複数の透磁性ブロック920、940、及び960(第1、第2、及び第3透磁性ブロックとも称す)を有する。第1透磁性ブロック920、第2透磁性ブロック940、及び第3透磁性ブロック960は順次円周方向に配列され、固定子30と回転子20の間に挟まれている。透磁性ブロック920、940、960は同一又は近接した半径方向位置に配置されている(即ち、円の中心からほぼ等距離離れている)。従って、第1リング92、第2リング94、及び第3リング96が図11Bの第1位置に位置する時、透磁性ブロック920、940、960はそれぞれ独立した透磁性領域を形成し、透磁性要素90はPN1個の透磁性領域を有する。第1リング92、第2リング94、及び第3リング96が図11Cの第2位置に位置する時、3つの隣り合う透磁性ブロック920、940、960は隣接し1つの透磁性領域を形成するので、透磁性要素90はPN2個の透磁性領域を有する。従って、第1位置において透磁性要素90により形成された透磁性領域の数PN1は第2位置において形成された透磁性領域の数PN2の3倍である。   As can be seen, the fourth embodiment of the magnetically permeable element 80 comprises a first ring 92, a second ring 94 and a third ring 96. The first ring 92, the second ring 94, and the third ring 96 each have a plurality of magnetically permeable blocks 920, 940, and 960 (also referred to as first, second, and third permeable blocks). The first magnetic permeable block 920, the second magnetic permeable block 940, and the third magnetic permeable block 960 are sequentially arranged in the circumferential direction and are sandwiched between the stator 30 and the rotor 20. Magnetically permeable blocks 920, 940, 960 are located at the same or close radial positions (ie, approximately equidistant from the center of the circle). Accordingly, when the first ring 92, the second ring 94, and the third ring 96 are located at the first position of FIG. 11B, the magnetically permeable blocks 920, 940, and 960 form independent permeable regions, respectively. Element 90 has PN1 permeable regions. When the first ring 92, the second ring 94, and the third ring 96 are located at the second position of FIG. 11C, the three adjacent permeable blocks 920, 940, 960 are adjacent to each other to form one permeable region. Therefore, the magnetically permeable element 90 has PN2 magnetically permeable regions. Therefore, the number PN1 of magnetically permeable regions formed by the magnetically permeable elements 90 at the first position is three times the number PN2 of magnetically permeable regions formed at the second position.

図11Dは第3位置における第1リング92、第2リング94、及び第3リング96の概略図である。図から分かるように、第3リング96の透磁性ブロック960と第2リング94の透磁性ブロック940は隣接し、第1リング92の透磁性ブロック920は第2、第3透磁性ブロック940、960に隣接(或いは近接又は接触していない)していない。従って、隣接する透磁性ブロック940、960は1つの透磁性領域を形成し、第1透磁性ブロック920は独立して透磁性領域を形成するので、透磁性要素90はPN3個の透磁性領域を有する。従って、図11Dにおいて形成された透磁性領域の数PN3は図11Cにおいて形成された透磁性領域の数PN2の2倍である。ここで、PN3は下記の式(8)を満たす。
PN3-3 ≦ R+ST1 ≦ PN3+3 式(8)
FIG. 11D is a schematic view of the first ring 92, the second ring 94, and the third ring 96 in the third position. As can be seen, the magnetic permeable block 960 of the third ring 96 and the magnetic permeable block 940 of the second ring 94 are adjacent to each other, and the magnetic permeable block 920 of the first ring 92 is the second and third magnetic permeable blocks 940 and 960. Is not adjacent (or close to or in contact with). Therefore, since the adjacent magnetic permeable blocks 940 and 960 form one magnetic permeable region, and the first magnetic permeable block 920 independently forms a magnetic permeable region, the permeable element 90 includes three PN magnetic permeable regions. Have. Therefore, the number PN3 of the permeable regions formed in FIG. 11D is twice the number PN2 of the permeable regions formed in FIG. 11C. Here, PN3 satisfies the following formula (8).
PN3-3 ≦ R + ST1 ≦ PN3 + 3 Formula (8)

また、動力伝達の目的は、第1リング92、第2リング94、及び第3リング96の相対位置を非等距離に配置して透磁性領域が占める円弧長さと磁気ギャップが占める円弧長さが同じでなくすることで達成できる。ただし、伝達されるトルクは変わる。   The purpose of power transmission is to arrange the relative positions of the first ring 92, the second ring 94, and the third ring 96 at non-equal distances so that the arc length occupied by the magnetically permeable region and the arc length occupied by the magnetic gap are It can be achieved by not being the same. However, the transmitted torque changes.

上記の式(1)におけるmとkの関係に関して、m=−k=1に加えてm=k=1も採用してよい。この場合、固定子30の極対の数ST1と、回転子20の極対の数Rと、透磁性要素40の透磁性領域46a、46bの数PN1及びPN2との関係式を調整する必要がある。回転子20の極対の数Rが固定子30の極対の数ST1より大きい場合、関係式は下記のとおりである。
R-3 ≦ PN1+ST1 ≦ R+3 式(9)
R-3 ≦ PN2+ST1 ≦ R+3 式(10)
R-3 ≦ PN3+ST1 ≦ R+3 式(11)
PN3-3 ≦ R+ST1 ≦ PN3+3、又はR-3 ≦ PN3+ST1 ≦ R+3、又はST1-3 ≦ PN3+R ≦ ST1+3。
Regarding the relationship between m and k in the above formula (1), m = k = 1 may be employed in addition to m = −k = 1. In this case, it is necessary to adjust the relational expression among the number ST1 of pole pairs of the stator 30, the number R of pole pairs of the rotor 20, and the numbers PN1 and PN2 of the permeable regions 46a and 46b of the permeable element 40. is there. When the number R of pole pairs of the rotor 20 is larger than the number ST1 of pole pairs of the stator 30, the relational expression is as follows.
R-3 ≦ PN1 + ST1 ≦ R + 3 Formula (9)
R-3 ≦ PN2 + ST1 ≦ R + 3 Formula (10)
R-3 ≦ PN3 + ST1 ≦ R + 3 Formula (11)
PN3-3 ≤ R + ST1 ≤ PN3 + 3, or R-3 ≤ PN3 + ST1 ≤ R + 3, or ST1-3 ≤ PN3 + R ≤ ST1 + 3.

回転子20の極対の数Rが固定子30の極対の数ST1より小さい場合、関係式は下記のとおりである。
ST1-3 ≦ PN1+R ≦ ST1+3 式(12)
ST1-3 ≦ PN2+R ≦ ST1+3 式(13)
ST1-3 ≦ PN3+R ≦ ST1+3 式(14)
When the number R of pole pairs of the rotor 20 is smaller than the number ST1 of pole pairs of the stator 30, the relational expression is as follows.
ST1-3 ≤ PN1 + R ≤ ST1 + 3 Formula (12)
ST1-3 ≦ PN2 + R ≦ ST1 + 3 Formula (13)
ST1-3 ≦ PN3 + R ≦ ST1 + 3 Formula (14)

上記の式(9)〜(14)における固定子の極対の数ST1及びST2は高次パーミアンス高調波の極対の数ST1’又はST2’を置き換えてもよい(即ち、式(5)〜(7)におけるST1、ST2をST1’、ST2’で置き換える)。   The numbers ST1 and ST2 of the stator pole pairs in the above formulas (9) to (14) may replace the number ST1 ′ or ST2 ′ of the pole pairs of higher-order permeance harmonics (ie, the formulas (5) to (5)). (ST1 and ST2 in (7) are replaced with ST1 ′ and ST2 ′).

最後に、本発明に係る磁気変速機組立体の分相又は電磁可変速モーターへの適用を下記に説明する。分相モーターにより得られる可変速度比は1より大きく、電磁可変速モーターにより得られる可変速度比は1より大きいか又は小さい。   Finally, application of the magnetic transmission assembly according to the present invention to a phase separation or electromagnetic variable speed motor will be described below. The variable speed ratio obtained by the phase separation motor is larger than 1, and the variable speed ratio obtained by the electromagnetic variable speed motor is larger or smaller than 1.

図12を参照すると、図から分かるように、固定子30は回転子20の半径方向内側に配置され、透磁性要素99は固定子30と回転子20の間に配置されている。固定子30は巻きアーム300を有し、図から分かるように、固定子30は合計12個の巻きアーム300を有する。従来の分相又は電磁可変速モーターを使用する場合、下記の表に示すような巻きチャート(又は分相巻きチャートと称す)を参照する必要がある。しかし、この巻きチャートは本発明の範囲を限定するよう意図されていない。   Referring to FIG. 12, as can be seen from the figure, the stator 30 is disposed radially inside the rotor 20, and the magnetically permeable element 99 is disposed between the stator 30 and the rotor 20. The stator 30 has a winding arm 300, and as can be seen from the figure, the stator 30 has a total of 12 winding arms 300. When a conventional phase separation or electromagnetic variable speed motor is used, it is necessary to refer to a winding chart (or a phase separation winding chart) as shown in the following table. However, this winding chart is not intended to limit the scope of the present invention.

Figure 2011182638
Figure 2011182638

Figure 2011182638
Figure 2011182638

巻きチャートを本発明に係る透磁性要素99を有しない構造(図12から透磁性要素99を取り除いた構造)に適用した場合、固定子30の巻きアーム300が必要とする巻き態様と可変速度比とが得られる。この表に示すA、B、Cはそれぞれ第1相巻き態様、第2相巻き態様、第3相巻き態様を表し、a、b、cはそれぞれ第1相と逆の巻き態様、第2相と逆の巻き態様、第3相と逆の巻き態様を表す。透磁性要素99を使用しない構造では、回転子の磁極の数が4で、固定子30の巻きアーム300の数が9でありかつ、ABaCAcBCb巻き態様が使用される場合、減速比2:1が得られる。   When the winding chart is applied to a structure without the magnetically permeable element 99 according to the present invention (a structure obtained by removing the magnetically permeable element 99 from FIG. 12), the winding mode and variable speed ratio required by the winding arm 300 of the stator 30 And is obtained. A, B, and C shown in this table represent the first phase winding mode, the second phase winding mode, and the third phase winding mode, respectively, and a, b, and c are respectively the winding mode and the second phase that are opposite to the first phase. And a winding mode opposite to that of the third phase. In the structure not using the magnetically permeable element 99, when the number of magnetic poles of the rotor is 4, the number of winding arms 300 of the stator 30 is 9, and the ABaCAcBCb winding mode is used, the reduction ratio 2: 1 is can get.

ここで、ABaCAcBCbの各文字は巻きアーム300の巻き態様を表し、固定子30の巻きアームに応じて時計回り又は反時計回りに構成されている。ABaCAcBCb巻き態様を例にとると、第1巻きアーム300は第1相巻き態様(A)を採用し、第2巻きアーム300は第2相巻き態様を、第3巻きアーム300は第1相と逆の巻き態様(a)を、第4巻きアーム300は第3相巻き態様(C)を採用し、・・・。第1、第2、第3、第4巻きアーム300は固定子30に時計回りに順に隣接している。   Here, each character of ABaCAcBCb represents a winding mode of the winding arm 300, and is configured clockwise or counterclockwise depending on the winding arm of the stator 30. Taking the ABaCAcBCb winding mode as an example, the first winding arm 300 adopts the first phase winding mode (A), the second winding arm 300 uses the second phase winding mode, and the third winding arm 300 uses the first phase. In the reverse winding mode (a), the fourth winding arm 300 adopts the third phase winding mode (C), and so on. The first, second, third, and fourth winding arms 300 are adjacent to the stator 30 in order clockwise.

図12の適用を再び参照すると、固定子30は12の巻きアーム300を有する。各巻きアーム300は独立にコイルが巻かれ、隣接する巻きアーム300は異なる相のコイルが巻かれている場合、固定子30は12の磁極を有する。即ち、固定子30の極対の数ST1は6である(磁極の数は極対の数の2倍である)。回転子20の極対の数Rは10である(即ち、磁極の数は20)。透磁性要素99の透磁性領域の数PN1は8である。従って、透磁性要素99と固定子30の間のギャップ990内の固定子側極対の数R2は2であることが下記の式(15)から分かる。従って、固定子側磁極の数は4である。
R2 = |R-PN1| 式(15)
Referring back to the application of FIG. 12, the stator 30 has 12 winding arms 300. Each winding arm 300 is independently coiled, and when adjacent winding arms 300 are wound with coils of different phases, the stator 30 has twelve magnetic poles. That is, the number of pole pairs ST1 of the stator 30 is 6 (the number of magnetic poles is twice the number of pole pairs). The number R of pole pairs of the rotor 20 is 10 (that is, the number of magnetic poles is 20). The number PN1 of the permeable regions of the permeable element 99 is eight. Therefore, it can be seen from the following formula (15) that the number R2 of the stator side pole pairs in the gap 990 between the magnetically permeable element 99 and the stator 30 is 2. Therefore, the number of stator side magnetic poles is four.
R2 = | R-PN1 | Equation (15)

次に、固定子側磁極の数は4で、固定子の巻きアーム300の磁極の数は12であることを使って該巻きチャートを調べると、巻き態様はAcBaCbAcBaCbであることが得られる。従って、透磁性要素99と固定子30の間で減速比2:1が得られる。また、回転子20と透磁性要素99の間で減速比は5(R/R2=10/2=5)である。従って、図12の分相モーターの総減速比は10:1(=2:1×5:1)になる。   Next, when the winding chart is examined using the fact that the number of stator side magnetic poles is 4 and the number of magnetic poles of the stator winding arm 300 is 12, it is found that the winding mode is AcBaCbAcBaCb. Therefore, a reduction ratio of 2: 1 is obtained between the magnetically permeable element 99 and the stator 30. The reduction ratio between the rotor 20 and the magnetically permeable element 99 is 5 (R / R2 = 10/2 = 5). Therefore, the total reduction ratio of the phase separation motor in FIG. 12 is 10: 1 (= 2: 1 × 5: 1).

また、固定子30の隣接する2つの巻きアーム300を同じ相のコイルが巻かれた1つの巻きアームと考えると、固定子30は6つの磁極を有し、可変性が増加する。   Further, if two adjacent winding arms 300 of the stator 30 are considered as one winding arm around which coils of the same phase are wound, the stator 30 has six magnetic poles, and variability increases.

また、透磁性要素99がその透磁性領域の数が6(PN2)に変わるよう駆動されると、固定子側極対の数は4(式(15)から)であり、従って、巻きチャートを使用すると、磁極の数は8であり、異なる減速比が生成される。   In addition, when the magnetically permeable element 99 is driven so that the number of the permeable regions changes to 6 (PN2), the number of stator side pole pairs is 4 (from the equation (15)). When used, the number of magnetic poles is 8, and a different reduction ratio is generated.

また、固定子側極対の数を計算するための式(15)を下記の式(16)に変えてもよい。
R2 = R+PN1 式(16)
Further, the formula (15) for calculating the number of stator side pole pairs may be changed to the following formula (16).
R2 = R + PN1 formula (16)

モーターの固定子のコイルは、同期モーターのようにAC電流で駆動(又は作動)されても、或いはブラシレスACモーターのようにパルス幅変調(PWM)により生成された矩形波又は正弦波により駆動されてもよい。   The stator coil of the motor can be driven (or actuated) with an AC current like a synchronous motor, or driven by a square or sine wave generated by pulse width modulation (PWM) like a brushless AC motor. May be.

上記に基づくと、上記実施形態の磁気変速機組立体は電気モーター又は発電機の固定子及び回転子の構成を含み、変速機構造の構成を有し、電気モーターのモーター駆動部又は発電機の電気生成回路(例えば、整流、電圧調整など)と容易に一体化されて可変速電気モーター又は可変速発電機を形成する。この一体型可変速電気モーターは回転動力を生成する機能と可変速伝動機能の両方を有しているが、その体積と重量は電気モーターの元の体積と重量とほぼ同じであるので、高い駆動動力密度が実現される。一方、磁気変速機組立体は電磁伝動を採用して、振動とノイズレベルを低減する。また、電気自動車に適用した場合、可変速電気モーターは高性能動作を維持しながら様々なトルク及び走行速度の要件を満たすことが出来る。   Based on the above, the magnetic transmission assembly of the above embodiment includes a configuration of a stator and a rotor of an electric motor or a generator, and has a configuration of a transmission structure. It is easily integrated with a generator circuit (eg, rectification, voltage regulation, etc.) to form a variable speed electric motor or variable speed generator. This integrated variable speed electric motor has both the function of generating rotational power and the function of variable speed transmission, but its volume and weight are almost the same as the original volume and weight of the electric motor, so high drive Power density is realized. On the other hand, the magnetic transmission assembly employs electromagnetic transmission to reduce vibration and noise levels. When applied to an electric vehicle, the variable speed electric motor can satisfy various torque and travel speed requirements while maintaining high performance operation.

本発明の代表的な実施形態の上記説明は例示の目的のためだけに提供され、網羅的であることを、また本発明を開示した特定の形態に限定するように意図されていない。上記開示から多くの変更と変形が可能である。   The foregoing descriptions of exemplary embodiments of the present invention are provided for purposes of illustration only and are not intended to be exhaustive or to limit the invention to the particular forms disclosed. Many modifications and variations are possible from the above disclosure.

当業者が本開示と実施形態を利用できるように本発明の原理とその実際の適用とを説明するために、上記実施形態を選択し説明したが、特定の用途に適切な様々な変形が想到できる。本発明に関係しその思想と範囲に入る他の実施形態が当業者に明らかとなるであろう。従って、本発明の範囲は、上記の説明及び開示した代表的な実施形態ではなく、添付の請求項によって定義される。   While the above embodiments have been selected and described in order to explain the principles of the invention and its practical application so that those skilled in the art can utilize the present disclosure and embodiments, various modifications suitable for particular applications have been conceived. it can. Other embodiments within the spirit and scope of the invention will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the scope of the invention is defined by the appended claims rather than the foregoing description and the disclosed exemplary embodiments.

20 回転子
30 固定子
40 磁気伝導要素
42 第1リング
44 第2リング
46a、46b 透磁性領域
420、422、440、442、820、840 透磁性ブロック
20 Rotor 30 Stator 40 Magnetic Conductive Element 42 First Ring 44 Second Ring 46a, 46b Magnetic Permeability Region 420, 422, 440, 442, 820, 840 Magnetic Permeability Block

Claims (22)

複数の極を有する回転子と、
複数の極を有し該回転子と同軸で該回転子をスリーブ状に覆う固定子と、
該回転子と該固定子の間に配置され複数の透磁性領域を有する磁気伝導要素と
を備え、
該回転子の該複数の極はR個の極対を有し、該固定子の該複数の極はST1個の極対を有し、
該磁気伝導要素が駆動された時、該磁気伝導要素は選択的にPN1又はPN2個の透磁性領域が該回転子及び該固定子に対応するのを可能にし、R−3≦PN1+ST1≦R+3またはST1−3≦PN1+R≦ST1+3を満たす、磁気変速機組立体。
A rotor having a plurality of poles;
A stator having a plurality of poles and coaxial with the rotor and covering the rotor like a sleeve;
A magnetically conductive element disposed between the rotor and the stator and having a plurality of magnetically permeable regions;
The plurality of poles of the rotor have R pole pairs, the plurality of poles of the stator have ST1 pole pairs;
When the magnetic conducting element is driven, the magnetic conducting element selectively allows PN1 or PN2 permeable regions to correspond to the rotor and the stator, R-3 ≦ PN1 + ST1 ≦ R + 3 or A magnetic transmission assembly that satisfies ST1-3 ≦ PN1 + R ≦ ST1 + 3.
PN2−3≦R+ST1≦PN2+3、又はR−3≦PN2+ST1≦R+3、又はST1−3≦PN2+R≦ST1+3を満たす請求項1に記載の磁気変速機組立体。   The magnetic transmission assembly according to claim 1, wherein PN2-3 ≦ R + ST1 ≦ PN2 + 3, or R-3 ≦ PN2 + ST1 ≦ R + 3, or ST1-3 ≦ PN2 + R ≦ ST1 + 3 is satisfied. 前記磁気伝導要素は第1リングと第2リングとを備え、該第1リングと該第2リングは軸方向に接続され、該第1リングはPN1個の透磁性ブロックを有し、該第2リングはPN2個の透磁性ブロックを有し、該磁気伝導要素が軸方向に駆動された時、該磁気伝導要素は選択的に該第1リング又は該第2リングが前記回転子と前記固定子の間の位置に移動するのを可能にする請求項1に記載の磁気変速機組立体。   The magnetic conductive element includes a first ring and a second ring, the first ring and the second ring are axially connected, the first ring has PN1 permeable blocks, and the second ring The ring has two PN magnetic permeable blocks, and when the magnetic conductive element is driven in the axial direction, the magnetic conductive element is selectively connected to the first ring or the second ring by the rotor and the stator. The magnetic transmission assembly of claim 1, wherein the magnetic transmission assembly is capable of moving to a position between. 前記磁気伝導要素は第1リングと第2リングとを備え、該第1リングは該第2リングの半径方向外側に配置され、該第1リングと該第2リングは前記固定子と前記回転子の間に配置され、該磁気伝導要素が駆動された時、該第1リングと該第2リングは第1位置と第2位置の間を相対的に移動し、該第1リングと該第2リングが該第1位置に位置する時、該磁気伝導要素はPN1個の透磁性領域を有し、該第1リングと該第2リングが該第2位置に位置する時、該磁気伝導要素はPN2個の透磁性領域を有する請求項1に記載の磁気変速機組立体。   The magnetic conductive element includes a first ring and a second ring, the first ring being disposed radially outward of the second ring, wherein the first ring and the second ring are the stator and the rotor. When the magnetic conducting element is driven, the first ring and the second ring move relative to each other between the first position and the second position, and the first ring and the second ring When the ring is in the first position, the magnetic conducting element has PN1 permeable regions, and when the first ring and the second ring are in the second position, the magnetic conducting element is The magnetic transmission assembly of claim 1, wherein the magnetic transmission assembly has two PN magnetically permeable regions. 前記第1リングは複数の第1透磁性ブロックを有し、前記第2リングは複数の第2透磁性ブロックを有し、該第1リングと該第2リングが前記第1位置に位置する時、該複数の第1透磁性ブロックと該複数の第2透磁性ブロックとのうち各隣接する2つは、前記PN1個の透磁性領域の1つを形成し、該第1リングと該第2リングが前記第2位置に位置する時、該複数の第1透磁性ブロックと該複数の第2透磁性ブロックはそれぞれ、前記PN2個の透磁性領域の1つを形成する請求項4に記載の磁気変速機組立体。   The first ring has a plurality of first permeable blocks, the second ring has a plurality of second permeable blocks, and the first ring and the second ring are positioned at the first position. The two adjacent ones of the plurality of first permeable blocks and the plurality of second permeable blocks form one of the PN1 permeable regions, and the first ring and the second permeable block 5. The plurality of first permeable blocks and the plurality of second permeable blocks each form one of the PN2 permeable regions when a ring is positioned in the second position. Magnetic transmission assembly. 前記固定子は複数の誘導コイルを備え、該各誘導コイルは通電されると極を形成する請求項1に記載の磁気変速機組立体。   The magnetic transmission assembly of claim 1, wherein the stator includes a plurality of induction coils, and each induction coil forms a pole when energized. 前記固定子は極数変調回路を更に備え、該極数変調回路は前記複数の誘導コイルを選択的にST1個の極対とST2個の極対に切り替える請求項6に記載の磁気変速機組立体。   7. The magnetic transmission assembly according to claim 6, wherein the stator further includes a pole modulation circuit, and the pole modulation circuit selectively switches the plurality of induction coils to ST1 pole pairs and ST2 pole pairs. . 前記固定子は環状に配置された複数のバンプを更に備え、前記複数の誘導コイルは該バンプの周りに巻かれ、該複数の誘導コイルが前記ST1個の極対に切り替わると、隣接する誘導コイルは互いに反対の極性を有し、該複数の誘導コイルが前記ST2個の極対に切り替わると、該複数の誘導コイルは複数のコイル群にグループ分けされ、隣接するコイル群は互いに反対の極性を有する請求項7に記載の磁気変速機組立体。   The stator further includes a plurality of bumps arranged in an annular shape, and the plurality of induction coils are wound around the bumps, and when the plurality of induction coils are switched to the ST1 pole pair, adjacent induction coils Have opposite polarities, and when the induction coils are switched to the ST2 pole pairs, the induction coils are grouped into a plurality of coil groups, and adjacent coil groups have opposite polarities. 8. A magnetic transmission assembly according to claim 7, comprising: PN2−3≦R+ST2≦PN2+3を満たす請求項8に記載の磁気変速機組立体。   The magnetic transmission assembly according to claim 8, wherein PN2-3 ≦ R + ST2 ≦ PN2 + 3 is satisfied. 前記各コイル群は3つの順に隣接する誘導コイルからなる請求項8に記載の磁気変速機組立体。   9. The magnetic transmission assembly according to claim 8, wherein each of the coil groups is composed of three adjacent induction coils in order. 前記磁気伝導要素は第1リングと第2リングとを備え、該第1リングと該第2リングは軸方向に接続され、該第1リングはPN1個の透磁性ブロックを有し、該第2リングはPN2個の透磁性ブロックを有し、該磁気伝導要素が軸方向に駆動された時、該磁気伝導要素は選択的に該第1リング又は該第2リングが前記回転子と前記固定子の間の位置に移動するのを可能にする請求項8に記載の磁気変速機組立体。   The magnetic conductive element includes a first ring and a second ring, the first ring and the second ring are axially connected, the first ring has PN1 permeable blocks, and the second ring The ring has two PN magnetic permeable blocks, and when the magnetic conductive element is driven in the axial direction, the magnetic conductive element is selectively connected to the first ring or the second ring by the rotor and the stator. The magnetic transmission assembly of claim 8, wherein the magnetic transmission assembly is enabled to move to a position between. 前記磁気伝導要素は第1リングと第2リングとを備え、該第1リングと該第2リングは半径方向に接触し前記固定子と前記回転子の間に挟まれ、該磁気伝導要素が駆動された時、該第1リングと該第2リングは第1位置と第2位置の間を相対的に移動し、該第1リングと該第2リングが該第1位置に位置する時、該磁気伝導要素はPN1個の透磁性領域を有し、該第1リングと該第2リングが該第2位置に位置する時、該磁気伝導要素はPN2個の透磁性領域を有する請求項8に記載の磁気変速機組立体。   The magnetic conductive element includes a first ring and a second ring, the first ring and the second ring are in radial contact and are sandwiched between the stator and the rotor, and the magnetic conductive element is driven. The first ring and the second ring move relative to each other between the first position and the second position, and when the first ring and the second ring are located at the first position, 9. The magnetically conductive element has PN1 permeable regions, and when the first ring and the second ring are located at the second position, the magnetically conductive element has PN2 permeable regions. The magnetic transmission assembly as described. 前記磁気伝導要素は第1リングと第2リングとを備え、該第1リングは環状に配置された複数の第1透磁性ブロックを有し、該第2リングは環状に配置された複数の第2透磁性ブロックを有し、該第1透磁性ブロックと該第2透磁性ブロックは交互に円周方向に配列され、前記固定子と前記回転子の間に挟まれ、該磁気伝導要素が駆動された時、該第1リングと該第2リングは第1位置と第2位置の間を相対的に移動し、該第1リングと該第2リングが該第1位置に位置する時、該複数の第1透磁性ブロックと該複数の第2透磁性ブロックとのうち各隣接する2つは、前記PN1個の透磁性領域の1つを形成し、該第1リングと該第2リングが該第2位置に位置する時、該複数の第1透磁性ブロックと該複数の第2透磁性ブロックはそれぞれ、前記PN2個の透磁性領域の1つを形成する請求項1に記載の磁気変速機組立体。   The magnetic conductive element includes a first ring and a second ring, the first ring having a plurality of first permeable blocks arranged in an annular shape, and the second ring having a plurality of first permeable blocks arranged in an annular shape. The first magnetic permeable block and the second magnetic permeable block are alternately arranged in the circumferential direction, and are sandwiched between the stator and the rotor so that the magnetic conductive element is driven. The first ring and the second ring move relative to each other between the first position and the second position, and when the first ring and the second ring are located at the first position, Two adjacent ones of the plurality of first permeable blocks and the plurality of second permeable blocks form one of the PN1 permeable regions, and the first ring and the second ring When positioned in the second position, the plurality of first magnetic permeable blocks and the plurality of second magnetic permeable blocks are respectively Magnetic transmission assembly according to claim 1 which forms one of the PN2 one magnetically permeable region. 前記磁気伝導要素は第1リングと第2リングと第3リングとを備え、該第1リングは環状に配置された複数の第1透磁性ブロックを有し、該第2リングは環状に配置された複数の第2透磁性ブロックを有し、該第3リングは環状に配置された複数の第3透磁性ブロックを有し、該第1透磁性ブロックと該第2透磁性ブロックと該第3透磁性ブロックは交互に円周方向に配列され、前記固定子と前記回転子の間に挟まれ、該磁気伝導要素が駆動された時、該第1リングと該第2リングと該第3リングは第1位置と第2位置と第3位置の間を相対的に移動し、該第1リングと該第2リングと該第3リングが該第1位置に位置する時、該複数の第1透磁性ブロックと該複数の第2透磁性ブロックと該複数の第3透磁性ブロックとのうち各隣接する3つは、前記PN1個の透磁性領域の1つを形成し、該第1リングと該第2リングと該第3リングが該第2位置に位置する時、該複数の第1透磁性ブロックと該複数の第2透磁性ブロックと該複数の第3透磁性ブロックはそれぞれ、前記PN2個の透磁性領域の1つを形成し、該第1リングと該第2リングと該第3リングが該第3位置に位置する時、該複数の第2透磁性ブロックと該複数の第3透磁性ブロックとのうち各隣接する2つは、PN3個の透磁性領域の1つを形成し、該複数の第1透磁性ブロックはそれぞれ、該PN3個の透磁性領域の1つを形成し、PN3−3≦R+ST1≦PN3+3、又はR−3≦PN3+ST1≦R+3、又はST1−3≦PN3+R≦ST1+3を満たす請求項1に記載の磁気変速機組立体。   The magnetic conductive element includes a first ring, a second ring, and a third ring. The first ring has a plurality of first magnetic permeable blocks arranged in an annular shape, and the second ring is arranged in an annular shape. A plurality of second magnetic permeable blocks, and the third ring has a plurality of third magnetic permeable blocks arranged in an annular shape, the first magnetic permeable block, the second magnetic permeable block, and the third Magnetically permeable blocks are alternately arranged in the circumferential direction, sandwiched between the stator and the rotor, and when the magnetic conducting element is driven, the first ring, the second ring, and the third ring Move relatively between the first position, the second position and the third position, and when the first ring, the second ring and the third ring are located in the first position, the plurality of first 3 adjacent to each other among the magnetic permeability block, the plurality of second magnetic permeability blocks, and the plurality of third magnetic permeability blocks. Forms one of the PN1 magnetically permeable regions, and when the first ring, the second ring, and the third ring are located in the second position, the plurality of first permeable blocks and the The plurality of second permeable blocks and the plurality of third permeable blocks each form one of the PN2 permeable regions, and the first ring, the second ring, and the third ring are the first permeable block. When positioned at the third position, each adjacent two of the plurality of second magnetic permeable blocks and the plurality of third magnetic permeable blocks form one of the PN3 magnetic permeable regions, Each of the first magnetic permeable blocks forms one of the PN3 magnetic permeable regions, and satisfies PN3-3 ≦ R + ST1 ≦ PN3 + 3, or R-3 ≦ PN3 + ST1 ≦ R + 3, or ST1-3 ≦ PN3 + R ≦ ST1 + 3. Item 2. The magnetic transmission assembly according to Item 1. 前記磁気伝導要素の材料は軟磁性複合材料(SMC)である請求項1に記載の磁気変速機組立体。   The magnetic transmission assembly of claim 1, wherein the material of the magnetic conductive element is a soft magnetic composite material (SMC). 複数の極を有する回転子と、
複数の極を有し該回転子と同軸で該回転子をスリーブ状に覆う固定子と、
該回転子と該固定子の間に配置され複数の透磁性領域を有する磁気伝導要素と
を備え、
該回転子の該複数の極はR個の極対を有し、該固定子の該複数の極はST1個の極対とST1’個の高次パーミアンス高調波の極対とを有し、
該磁気伝導要素が駆動された時、該磁気伝導要素は選択的にPN1又はPN2個の透磁性領域が該回転子及び該固定子に対応するのを可能にし、PN1−3≦R+ST1’≦PN1+3、又はR−3≦PN1+ST1’≦R+3、又はST1’−3≦PN1+R≦ST1’+3を満たす、磁気変速機組立体。
A rotor having a plurality of poles;
A stator having a plurality of poles and coaxial with the rotor and covering the rotor like a sleeve;
A magnetically conductive element disposed between the rotor and the stator and having a plurality of magnetically permeable regions;
The plurality of poles of the rotor have R pole pairs, the plurality of poles of the stator have ST1 pole pairs and ST1 ′ higher permeance harmonic pole pairs;
When the magnetic conducting element is driven, the magnetic conducting element selectively allows PN1 or PN2 permeable regions to correspond to the rotor and the stator, PN1-3 ≦ R + ST1 ′ ≦ PN1 + 3 Or R-3 ≦ PN1 + ST1 ′ ≦ R + 3, or ST1′-3 ≦ PN1 + R ≦ ST1 ′ + 3.
PN2−3≦R+ST1’≦PN2+3、又はR−3≦PN2+ST1’≦R+3、又はST1’−3≦PN2+R≦ST1’+3を満たす請求項16に記載の磁気変速機組立体。   17. The magnetic transmission assembly according to claim 16, wherein PN2-3 ≦ R + ST1 ′ ≦ PN2 + 3, or R-3 ≦ PN2 + ST1 ′ ≦ R + 3, or ST1′-3 ≦ PN2 + R ≦ ST1 ′ + 3 is satisfied. 前記磁気伝導要素は第1リングと第2リングとを備え、該第1リングと該第2リングは軸方向に接続され、該第1リングはPN1個の透磁性ブロックを有し、該第2リングはPN2個の透磁性ブロックを有し、該磁気伝導要素が軸方向に駆動された時、該磁気伝導要素は選択的に該第1リング又は該第2リングが前記回転子と前記固定子の間の位置に移動するのを可能にする請求項16に記載の磁気変速機組立体。   The magnetic conductive element includes a first ring and a second ring, the first ring and the second ring are axially connected, the first ring has PN1 permeable blocks, and the second ring The ring has two PN magnetic permeable blocks, and when the magnetic conductive element is driven in the axial direction, the magnetic conductive element is selectively connected to the first ring or the second ring by the rotor and the stator. The magnetic transmission assembly of claim 16, wherein the magnetic transmission assembly is enabled to move to a position between. 前記磁気伝導要素は第1リングと第2リングとを備え、該第1リングは該第2リングの半径方向外側に配置され、該第1リングと該第2リングは前記固定子と前記回転子の間に配置され、該磁気伝導要素が駆動された時、該第1リングと該第2リングは第1位置と第2位置の間を相対的に移動し、該第1リングと該第2リングが該第1位置に位置する時、該磁気伝導要素はPN1個の透磁性領域を有し、該第1リングと該第2リングが該第2位置に位置する時、該磁気伝導要素はPN2個の透磁性領域を有する請求項16に記載の磁気変速機組立体。   The magnetic conductive element includes a first ring and a second ring, the first ring being disposed radially outward of the second ring, wherein the first ring and the second ring are the stator and the rotor. When the magnetic conducting element is driven, the first ring and the second ring move relative to each other between the first position and the second position, and the first ring and the second ring When the ring is in the first position, the magnetic conducting element has PN1 permeable regions, and when the first ring and the second ring are in the second position, the magnetic conducting element is The magnetic transmission assembly of claim 16 having two PN magnetically permeable regions. 前記第1リングは複数の第1透磁性ブロックを有し、前記第2リングは複数の第2透磁性ブロックを有し、該第1リングと該第2リングが前記第1位置に位置する時、該複数の第1透磁性ブロックと該複数の第2透磁性ブロックとのうち各隣接する2つは、前記PN1個の透磁性領域の1つを形成し、該第1リングと該第2リングが前記第2位置に位置する時、該複数の第1透磁性ブロックと該複数の第2透磁性ブロックはそれぞれ、前記PN2個の透磁性領域の1つを形成する請求項19に記載の磁気変速機組立体。   The first ring has a plurality of first permeable blocks, the second ring has a plurality of second permeable blocks, and the first ring and the second ring are positioned at the first position. The two adjacent ones of the plurality of first permeable blocks and the plurality of second permeable blocks form one of the PN1 permeable regions, and the first ring and the second permeable block 20. The plurality of first permeable blocks and the plurality of second permeable blocks each form one of the PN2 permeable regions when a ring is located in the second position. Magnetic transmission assembly. 複数の極を有する回転子と、
複数の極を有し該回転子と同軸で該回転子をスリーブ状に覆う固定子と、
該回転子と該固定子の間に配置されPN1個の透磁性ブロックを有する磁気伝導要素と
を備え、
該回転子の該複数の極はR個の極対を有し、該固定子の該複数の極はST1個の極対を有し、
該透磁性ブロックは該回転子及び該固定子に対応し、R2個の固定子側極対を形成し、R2=|R−PN1|またはR2=R+PN1が成立し、R2とST1は分相巻きチャートを満たす、分相モーター。
A rotor having a plurality of poles;
A stator having a plurality of poles and coaxial with the rotor and covering the rotor like a sleeve;
A magnetically conductive element disposed between the rotor and the stator and having PN1 permeable blocks;
The plurality of poles of the rotor have R pole pairs, the plurality of poles of the stator have ST1 pole pairs;
The magnetic permeable block corresponds to the rotor and the stator, and forms R2 stator side pole pairs, and R2 = | R-PN1 | or R2 = R + PN1 is established, and R2 and ST1 are phase-separated windings. A phase separation motor that fills the chart.
複数の極を有する回転子と、
複数の極を有し該回転子と同軸で該回転子をスリーブ状に覆う固定子と、
該回転子と該固定子の間に配置されPN1個の透磁性領域を有する磁気伝導要素と
を備え、
該回転子の該複数の極はR個の極対を有し、該固定子の該複数の極はST1個の極対を有し、
該PN1個の透磁性領域は該回転子及び該固定子に対応し、R−3≦PN1+ST1≦R+3、又はST1−3≦PN1+R≦ST1+3を満たす、磁気変速機組立体。
A rotor having a plurality of poles;
A stator having a plurality of poles and coaxial with the rotor and covering the rotor like a sleeve;
A magnetic conducting element disposed between the rotor and the stator and having PN1 permeable regions;
The plurality of poles of the rotor have R pole pairs, the plurality of poles of the stator have ST1 pole pairs;
The PN1 magnetically permeable region corresponds to the rotor and the stator, and satisfies R-3 ≦ PN1 + ST1 ≦ R + 3 or ST1-3 ≦ PN1 + R ≦ ST1 + 3.
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