JP2013059177A - Magnetic gear and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば風力などによるブレードが受ける回転トルクを増速して発電機に伝達する際に用いられる磁気ギアおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a magnetic gear used for increasing the rotational torque received by a blade such as wind power and transmitting it to a generator and a method for manufacturing the same.
近年、起磁力を変調する固定子を高速回転子と低速回転子との間に設け、外部からの回転トルクを非接触で伝達して、回転速度を変えることができる磁気ギアが、多く提案されている。 In recent years, many magnetic gears have been proposed in which a stator that modulates magnetomotive force is provided between a high-speed rotor and a low-speed rotor, and rotational torque from the outside can be transmitted in a non-contact manner to change the rotational speed. ing.
例えば、非特許文献1には、異なる極対数の永久磁石対を有し、同軸に配される一対の回転軸のそれぞれに固定されて、軸方向に並んで配列された高速回転子および低速回転子と、強磁性磁極片が周方向に均一に配列され、非磁性シェル内に挿入されてエアギャップを介して高速回転子と低速回転子を囲繞するように配設された固定子と、を有する、いわゆるタンデム型の従来の磁気ギアが提案されている。
For example, Non-Patent
従来の磁気ギアの固定子は、非磁性材料で作製され、内周側に開口するスロットが等角ピッチに配設された円筒状の磁極片支持部材と、各スロットに収納、保持された磁極片と、から構成されている。そこで、高速回転子および低速回転子の外周側が磁極片支持部材およびシェルに覆われ、高速回転子および低速回転子での発熱を外気により効果的に冷却できないという課題があった。 A conventional stator of a magnetic gear is made of a nonmagnetic material and has a cylindrical magnetic pole piece support member in which slots opened on the inner peripheral side are arranged at an equiangular pitch, and magnetic poles housed and held in each slot It consists of a piece. Therefore, there has been a problem that the outer peripheral sides of the high-speed rotor and the low-speed rotor are covered with the magnetic pole piece support member and the shell, and heat generated by the high-speed rotor and the low-speed rotor cannot be effectively cooled by outside air.
また、従来の磁気ギアは、高速回転子および低速回転子のヨークの外周面に固着された磁石部材を着磁した後、高速回転子および低速回転子を固定子内に挿入して組み立てられる。そこで、高速回転子および低速回転子を固定子内に挿入する際に、磁気吸引力が永久磁石と磁極片との間に発生するので、永久磁石が磁極片に接触し、永久磁石の割れや欠けが発生し、歩留まりが低下するとともに、組み立て作業性が低下するという課題もあった。上述の磁気吸引力の影響を緩和するために、エアギャップを広くすることも考えられるが、トルクが低減し、特性が悪化するという新たな問題が発生する。 Further, the conventional magnetic gear is assembled by magnetizing magnet members fixed to the outer peripheral surfaces of the high-speed rotor and the yoke of the low-speed rotor, and then inserting the high-speed rotor and the low-speed rotor into the stator. Therefore, when the high-speed rotor and the low-speed rotor are inserted into the stator, a magnetic attractive force is generated between the permanent magnet and the pole piece, so that the permanent magnet comes into contact with the pole piece, There was a problem that chipping occurred, yield decreased, and assembly workability decreased. In order to mitigate the influence of the above-described magnetic attractive force, it is conceivable to widen the air gap. However, a new problem arises that torque is reduced and characteristics are deteriorated.
この発明の第1の目的は、周方向に隣り合う固定子磁極片間に径方向に貫通する通風路を形成し、第1回転子および第2回転子での発熱を外気により効果的に冷却できる磁気ギアを得ることである。
また、この発明の第2の目的は、軸方向に並んで配設された第1回転子および第2回転子の軸方向両側に一対の磁極片支持板を配し、固定子磁極片を外径側から所定のエアギャップを有するように一対の磁極片支持板間に渡して、固定子磁極片の両端を一対の磁極片支持板に固定するようにして、磁気吸引力に起因する永久磁石の割れや欠けの発生による歩留まりの低下を抑えることができるとともに、組み立て作業性の低下を抑えることができる磁気ギアの製造方法を得ることである。
A first object of the present invention is to form a ventilation passage penetrating in the radial direction between stator pole pieces adjacent in the circumferential direction, and effectively cool the heat generated in the first rotor and the second rotor by outside air. It is to get a magnetic gear that can.
A second object of the present invention is to provide a pair of magnetic pole piece support plates on both axial sides of the first and second rotors arranged side by side in the axial direction, and to remove the stator magnetic pole pieces. Permanent magnets caused by magnetic attraction by passing between the pair of pole piece support plates so as to have a predetermined air gap from the diameter side and fixing both ends of the stator pole pieces to the pair of pole piece support plates It is possible to obtain a method for manufacturing a magnetic gear that can suppress a decrease in yield due to the occurrence of cracks and chips, and can suppress a decrease in assembly workability.
この発明に係る磁気ギアは、第1回転軸に固着され、多極の起磁力を持つ第1回転子と、上記第1回転軸と同軸の第2回転軸に固着されて上記第1回転子と軸方向に並んで配設され、多極の起磁力を持つ第2回転子と、軸方向に並んで配設された上記第1回転子および上記第2回転子を囲繞するように配設される固定子と、を備えている。上記固定子は、軸方向に並んで配設された上記第1回転子および上記第2回転子の軸方向両側に配設される一対の磁極片支持板と、それぞれ、上記一対の磁極片支持板間に渡され、周方向に所定の隙間を確保して周方向に所定のピッチで配列され、両端側を該一対の磁極片支持板に固定された複数の固定子磁極片と、から構成されている。 A magnetic gear according to the present invention is fixed to a first rotating shaft and has a multipolar magnetomotive force, and is fixed to a second rotating shaft coaxial with the first rotating shaft and fixed to the first rotating shaft. And a second rotor having a multi-pole magnetomotive force, and the first rotor and the second rotor arranged side by side in the axial direction. And a stator to be provided. The stator includes a pair of magnetic pole piece support plates disposed on both axial sides of the first rotor and the second rotor disposed side by side in the axial direction, and the pair of magnetic pole piece supports, respectively. A plurality of stator pole pieces that are passed between the plates, secured in the circumferential direction with a predetermined gap and arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction, and fixed at both ends to the pair of pole piece support plates Has been.
この発明によれば、複数の固定子磁極片が、一対の磁極片支持板間に渡され、周方向に所定の隙間を確保して周方向に所定のピッチで配列され、両端側を一対の磁極片支持板に固定されている。そこで、外気を固定子磁極片間の隙間から軸方向に並んで配設された第1回転子および第2回転子に供給し、第1回転子および第2回転子での発熱を効果的に冷却できる。 According to this invention, the plurality of stator pole pieces are passed between the pair of pole piece support plates, are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction with a predetermined gap in the circumferential direction, and a pair of both ends are paired. It is fixed to the pole piece support plate. Therefore, the outside air is supplied to the first and second rotors arranged side by side in the axial direction from the gap between the stator pole pieces, and the heat generation in the first and second rotors is effectively performed. Can be cooled.
以下、本発明の磁気ギアの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the magnetic gear of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る磁気ギアの構成を模式的に示す断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る磁気ギアを示す分解斜視図、図3はこの発明の実施の形態1に係る磁気ギアにおける固定子磁極片の支持構造を説明する斜視図、図4はこの発明の実施の形態1に係る磁気ギアにおける固定子磁極片の取り付け方法を説明する図である。
1 is a sectional view schematically showing the configuration of a magnetic gear according to
図1乃至図3において、磁気ギア1は、第1回転軸2に固着された第1回転子4と、第1回転軸2と同軸の第2回転軸3に固着され、第1回転子4と軸方向に並んで配設される第2回転子7と、軸方向に並設された第1回転子4と第2回転子7との外周側に所定のエアギャップを有するように配設された固定子12と、を備えたタンデム型の磁気ギアである。
1 to 3, the
第1回転軸2は、円柱状の第1ボス部2aと、第1ボス部2aの一端に同軸に一体成形された円筒状の軸受収納部2bと、第1ボス部2aの他端に同軸に一体成形された円柱状の第1軸部2cと、を備えている。第2回転軸3は、円柱状の第2ボス部3aと、第2ボス部3aの他端に同軸に一体成形された円柱状の第2軸部3bと、を備えている。
The first rotating
第1回転子4は、第1軸挿通穴5aが軸心位置に形成された円環状の第1ヨーク部5と、それぞれ第1ヨーク部5の外周面に固着されて等角ピッチで配列された第1永久磁石6と、を備えている。周方向に配列された第1永久磁石6は、その外周面の極性がN極とS極とが交互になるように着磁配向される。ここでは、4極対の第1永久磁石6が第1ヨーク部5の外周面に周方向に等角ピッチに配列されている。この第1回転子4は、第1軸挿通穴5aに圧入された第1ボス部2aに固着されて高速回転子として動作する。
The
第2回転子7は、第2軸挿通穴8aが軸心位置に形成された円環状の第2ヨーク部8と、それぞれ第2ヨーク部8の外周面に固着されて等角ピッチで配列された第2永久磁石9と、を備えている。周方向に配列された第2永久磁石9は、その外周面の極性がN極とS極とが交互になるように着磁配向される。ここでは、45極対の永久磁石9が第2ヨーク部8の外周面に周方向に等角ピッチに配列されている。この第2回転子7は、第2軸挿通穴8aに圧入された第2ボス部3aに固着されて低速回転子として動作する。
The
固定子12は、例えば、それぞれアルミニウム、ステンレスなどの非磁性材料を用いて円板状に作製され、軸方向に所定距離離れて同軸に配設される一対の磁極片支持板13と、例えば、それぞれ電磁鋼板などの磁性薄板を積層して直方体に作製され、長さ方向を軸方向に揃えて一対の磁極片支持板13間に渡され、その両端側を一対の磁極片支持板13に保持されて、同心円上に等角ピッチで配列された49本の固定子磁極片22と、を備えている。
The
磁極片支持板13の外周面には、固定子磁極片22の断面形状に略等しい長方形断面の溝形状を有する磁極片収納溝14が、それぞれ外径側に開口して、等角ピッチで周方向に49個形成されている。そして、ねじ穴15が、磁極片支持板13の各磁極片収納溝14の周方向両側に、径方向に離間して2個ずつ形成されている。磁極片取付板16は、穴形状を固定子磁極片22の断面形状に略等しい長方形とする磁極片挿通穴17を有する長方形の枠状に作製され、細長穴18が、磁極片挿通穴17の短辺方向の両側に、長辺方向に離間して、穴の長軸方向を長辺方向として、2個ずつ形成されている。さらに、第2軸受20が磁極片支持板13の軸心位置に形成された軸受保持穴19に圧入保持されている。なお、磁極片収納溝14の底面の内接円の直径は、第1および第2回転子4,7の外径より僅かに大径となっている。
On the outer peripheral surface of the pole
そして、第1回転子4が、第1回転軸2の第1軸部2cを一方の磁極片支持板13の軸受保持穴19内に保持された第2軸受20内に圧入して、一方の磁極片支持板13に回転可能に支持されている。同様に、第2回転子7が、第2回転軸3の第2軸部3bを他方の磁極片支持板13の軸受保持穴19内に保持された第2軸受20内に圧入して、他方の磁極片支持板13に回転可能に支持されている。そして、一対の磁極片支持板13が、同軸に、かつ軸方向に離間して配設され、第1回転子4および第2回転子7が、同軸に、かつ軸方向に並んで、互いに回転可能に配設される。さらに、第2ボス部3aの一端側が軸受収納部2bに第1軸受10を介して回転可能に連結され、軸方向に並設される第1回転子4および第2回転子7の組立体の剛性を高めている。
Then, the
固定子磁極片22は、その両端側を磁極片収納溝14内に挿入されて一対の磁極片支持板13間に渡されている。そして、磁極片取付板16が磁極片挿通穴17内に固定子磁極片22を挿入して磁極片支持板13から延出する固定子磁極片22の両端部に装着されている。さらに、締着部材としての取付ボルト23を細長穴18に差し込んでねじ穴15に締着し、固定子磁極片22の両端が一対の磁極片支持板13に固定されている。このとき、取付ボルト23を締着するに先立って、磁極片取付板13を細長穴18の長軸方向に移動させ、固定子磁極片22と第1回転子4および第2回転子7の間のエアギャップが調整される。
The
つぎに、このように構成された磁気ギア1を組み立てるには、まず、未着時の第1永久磁石6を第1ヨーク部5の外周面に等角ピッチに配設して固着し、第1ボス部2aを第1ヨーク部5の軸心位置に形成された第1軸挿通穴5aに圧入した後、第1永久磁石6を着磁して、第1回転子4を作製する。同様に、未着時の第2永久磁石9を第2ヨーク部8の外周面に等角ピッチに配設して固着し、第2ボス部3aを第2ヨーク部8の軸心位置に形成された第2軸挿通穴8aに圧入した後、第2永久磁石9を着磁して、第2回転子7を作製する。
Next, in order to assemble the
ついで、1つの磁極片支持板13の軸心位置に形成された軸受保持穴19内に第2軸受20を圧入し、第1軸部2cを第2軸受20に圧入して、第1回転子4を磁極片支持板13に組み付ける。同様に、もう1つの磁極片支持板13の軸心位置に形成された軸受保持穴19内に第2軸受20を圧入し、第2軸部3bを第2軸受20に圧入して、第2回転子7を磁極片支持板13に組み付ける。
Next, the
ついで、第1回転軸2の軸受収納部2b内に第1軸受10を圧入し、第2回転軸3の第2ボス部3aを第1軸受10に圧入して、第1回転軸2と第2回転軸3とを互いに回転可能に連結する。これにより、第1回転子4および第2回転子7が、同軸に、かつ軸方向に並んで、第1回転軸2および第2回転軸3を介して一対の磁極片支持板13に回転可能に支持される。
Next, the
ついで、磁極片収納溝14が軸方向に相対するように一対の磁極片支持板13を位置決めする。そして、図4に示されるように、磁極片取付板16を固定子磁極片22の両端部に装着し、固定子磁極片22を第1回転子4および第2回転子7の外径側から相対する磁極片収納溝14の各対に収納する。ついで、取付ボルト23を細長穴18に差し込んでねじ穴15に締着し、固定子磁極片22の両端を一対の磁極片支持板13に固定し、磁気ギア1が組み立てられる。このとき、取付ボルト23の締着に先立って、磁極片取付板13を細長穴18の長軸方向に移動させ、固定子磁極片22の径方向位置、すなわち固定子磁極片22と第1回転子4および第2回転子7との間のエアギャップの調整が行われる。
Next, the pair of magnetic pole
このように構成された磁気ギア1は、例えば風力などによるブレード(図示せず)が受ける回転トルクが第2軸部3bに伝達され、第2回転子7が回転駆動される。そして、第2回転子7の第2永久磁石9が発生する多極の起磁力が、第2回転子7の外周側にエアギャップを介して周方向に配列された固定子磁極片22により第1回転子4の極成分を同じくする起磁力に変換される。これにより、固定子磁極片22の内周側にエアギャップを介して配設された第1回転子4が回転駆動される。
In the
ここで、この種の磁気ギアにおいては、第1回転子4の極対数をNH、第2回転子7の極対数をNLとしたとき、固定子磁極片22の数NSが式(1)を満たしていれば、第1回転子4の速度は第2回転子7の速度のNL/NH倍となる。
NS=NL±NH・・・式(1)
なお、式(1)において、+は第1回転子4と第2回転子7の回転方向が逆方向の場合であり、−は第1回転子4と第2回転子7の回転方向が同方向の場合である。
Here, in this type of magnetic gears, the number of pole pairs of the first rotor 4 N H, when the pole pairs of the
N S = N L ± N H (1)
In the formula (1), + is a case where the rotation directions of the
この磁気ギア1では、第1回転子4が4極対であり、第2回転子7が45極対であり、固定子磁極片22の数が49個(=45+4)であるので、式(1)を満たし、第1回転子4は11.25(=45/4)倍に増速されて、第2回転子7と逆の回転方向に回転駆動される。
In this
この実施の形態1によれば、固定子磁極片22が、同軸に軸方向に並設された第1回転子4および第2回転子7の軸方向両側に配設された一対の磁極片支持板13間に架設されて、第1回転子4および第2回転子7の外周側に周方向に所定のピッチで配列されているので、周方向に隣り合う固定子磁極片22間に隙間が確保される。そこで、固定子磁極片22間の隙間を介して外気を第1回転子4および第2回転子7に供給できるので、第1回転子4および第2回転子7を外気により効果的に冷却できる。これにより、第1永久磁石6および第2永久磁石9の減磁を誘発する第1回転子4および第2回転子7の過度の温度上昇が抑えられるので、第1永久磁石6および第2永久磁石9の減磁による特性劣化が抑えられ、トルクを向上させることができる。
According to the first embodiment, the
また、同軸に軸方向に並設された第1回転子4および第2回転子7の軸方向両側に一対の磁極片支持板13を配設し、固定子磁極片22を第1回転子4および第2回転子7の外径側から一対の磁極片支持板13間に架設している。そこで、固定子磁極片22は、第1永久磁石6および第2永久磁石9の磁気吸引力により第1永久磁石6および第2永久磁石9側に引き寄せられ、その両端側が一対の磁極片支持板13に当接して、第1永久磁石6および第2永久磁石9側へのそれ以上の接近が阻止される。したがって、磁気ギア1の組み立て時に、固定子磁極片22が第1永久磁石6および第2永久磁石9に当たることに起因する第1永久磁石6および第2永久磁石9の損傷の発生をなくすことができ、歩留まりを高めることができる。さらに、磁気吸引力の影響を受けながら第1回転子4および第2回転子7を固定子12内に挿入するという煩雑な工程がなくなるので、磁気ギア1の組み立て作業性を大幅に向上させることができる。
A pair of magnetic pole
底面が第1回転子4および第2回転子7の外周面より外径側に位置する磁極片収納溝14を磁極片支持板13の外周に形成し、固定子磁極片22の端部側を収納するようにしているので、固定子磁極片22の架設時に、固定子磁極片22の端部側が磁極片収納溝14に収納され、固定子磁極片22と第1および第2永久磁石4,7との衝突が確実に回避され、歩留まりを一層高めることができる。
A magnetic pole
穴の長軸方向を長辺方向とする細長穴18が磁極板取付板16に形成され、磁極片支持板13に対する磁極板取付板16の径方向位置が調整可能になっているので、各固定子磁極片22と第1回転子4および第2回転子7との間のエアギャップを高精度に調整できる。そこで、エアギャップの周方向における均一性を確保できるので、固定子磁極片22と第1回転子4および第2回転子7との間に発生する磁気吸引力が周方向に関して均一となる。これにより、偏荷重が第1回転子4および第2回転子7に作用することがなく、磁気ギア1の機械的信頼性が高められる。また、磁極片収納溝14の加工精度を高める必要がなく、磁極片支持板13のコストを低減できる。さらに、エアギャップを過度に広げる必要がなく、トルクの低減が抑えられる。
An
なお、上記実施の形態1では、磁極片取付板を細長穴の長軸方向に移動させて、固定子磁極片と第1回転子および第2回転子との間のエアギャップの調整を行うものとしているが、磁極片収納溝の底面の内接円の直径を高精度に加工すれば、エアギャップの調整作業を省略できる。 In the first embodiment, the magnetic pole piece mounting plate is moved in the long axis direction of the elongated hole to adjust the air gap between the stator magnetic pole piece and the first and second rotors. However, if the diameter of the inscribed circle on the bottom surface of the pole piece housing groove is machined with high accuracy, the adjustment work of the air gap can be omitted.
また、上記実施の形態1では、未着時の第1永久磁石および第2永久磁石を第1ヨーク部および第2ヨーク部の外周面に等角ピッチに配設して固着し、第1回転軸および第2回転軸を第1ヨーク部および第2ヨーク部に組み付けた後、第1永久磁石および第2永久磁石を着磁して、第1回転子および第2回転子を作製するものとしているが、第1永久磁石および第2永久磁石の着磁方法はこれに限定されるものではなく、例えば第1回転子および第2回転子を第1回転軸および第2回転軸を介して一対の磁極片支持板に回転可能に組み付けた後、第1永久磁石および第2永久磁石を着磁してもよい。 Further, in the first embodiment, the first permanent magnet and the second permanent magnet that are not attached are disposed and fixed to the outer peripheral surfaces of the first yoke portion and the second yoke portion at an equiangular pitch to perform the first rotation. After assembling the shaft and the second rotating shaft to the first yoke portion and the second yoke portion, the first permanent magnet and the second permanent magnet are magnetized to produce the first rotor and the second rotor. However, the method of magnetizing the first permanent magnet and the second permanent magnet is not limited to this. For example, the first rotor and the second rotor are paired via the first rotating shaft and the second rotating shaft. After the magnetic pole piece support plate is rotatably assembled, the first permanent magnet and the second permanent magnet may be magnetized.
実施の形態2.
図5はこの発明の実施の形態2に係る磁気ギアの構成を模式的に示す断面図、図6はこの発明の実施の形態2に係る磁気ギアを示す分解斜視図、図7はこの発明の実施の形態2に係る磁気ギアにおける固定子磁極片の支持構造を説明する斜視図である。
5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the magnetic gear according to
図5乃至図7において、磁極片支持板13Aは、各磁極片収納溝14の径方向内側から軸方向に延設された架台24と、軸方向を径方向として架台24に回転可能に装着されたエアギャップ調整ボルト25と、を備える。磁極片取付板16Aは、長方形枠状の一方の短辺側から磁極片挿通穴17の断面と直交する方向に延設された支持腕26と、穴方向を細長穴18の長軸方向として支持腕26に形成されたねじ穴27と、を備える。そして、磁極片取付板16Aが、磁極片挿通穴17内に磁極片支持板13Aから延出する固定子磁極片22の端部に装着され、エアギャップ調整ボルト25が支持腕26に形成されたねじ穴27に螺着されている。さらに、取付ボルト23が細長穴18に差し込まれてねじ穴15に締着され、固定子磁極片22の両端が一対の磁極片支持板13Aに固定されている。ここで、架台24、エアギャップ調整ボルト25、支持腕26、ねじ穴27がエアギャップ調整手段を構成している。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
5 to 7, the magnetic pole
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
このように構成された磁気ギア1Aは、架台24に回転可能に装着されたエアギャップ調整ボルト25が、磁極片支持板13Aから延出する固定子磁極片22の端部に装着された磁極片取付板16Aの支持腕26に形成されたねじ穴27に螺着されている。そこで、取付ボルト23の締着に先だって、エアギャップ調整ボルト25を回すことで、磁極片支持板13Aを径方向に移動させることができる。これにより、固定子磁極片22と第1回転子4および第2回転子7との間のエアギャップを高精度に調整できるので、エアギャップの周方向における均一性をより高めることができる。さらに、エアギャップをより小さくすることができ、トルクを増大することができる。
In the
実施の形態3.
図8はこの発明の実施の形態3に係る磁気ギアを示す分解斜視図、図9はこの発明の実施の形態3に係る磁気ギアに適用される第1回転子を示す斜視図である。
8 is an exploded perspective view showing a magnetic gear according to
図8および図9において、第1回転子30は、例えば、電磁鋼板などの磁性薄板を積層して作製され、径方向に延在する突極32が周方向に等角ピッチで8つ配設され、軸挿通穴33が軸心位置に形成された第1ヨーク部31と、それぞれ導体線を突極32に巻回して作製された集中巻コイル35からなる界磁巻線34と、を備えている。つまり、第1回転子30は、界磁巻線34により界磁する界磁突極型回転子である。
なお、この実施の形態3では、第1永久磁石6により界磁する第1回転子4に代えて界磁巻線34により界磁する第1回転子30を用いている点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
8 and 9, the
In the third embodiment, the
このように構成された磁気ギア1Bでは、隣り合う集中巻コイル35に逆向きの界磁電流を通電することにより、N極とS極とが周方向に交互に配列された4極対の界磁磁極が形成されるので、第1回転子30は、上述の第1回転子4と同様に動作する。また、この磁気ギア1Bは、上記実施の形態1による磁気ギア1と同様に組み立てられる。
In the
この磁気ギア1Bにおいても、周方向に隣り合う固定子磁極片22間に隙間が確保されているので、固定子磁極片22間の隙間を介して外気を第1回転子30および第2回転子7に供給でき、第1回転子30および第2回転子7を外気により効果的に冷却できる。これにより、第1回転子30の過度の温度上昇が抑えられるので、界磁巻線34に通電する界磁電流を大きくすることができ、トルクを向上させることができる。また、第2回転子7の過度の温度上昇が抑えられるので、第2永久磁石9の減磁による特性劣化が抑えられ、トルクを向上させることができる。
したがって、この実施の形態3においても、上記実施の形態1と同様の効果を奏する。
Also in this magnetic gear 1B, since a gap is secured between the
Therefore, the third embodiment also has the same effect as the first embodiment.
なお、上記実施の形態3では、高速回転子に相当する第1回転子を界磁巻線により界磁する界磁突極型回転子で構成するものとしているが、低速回転子に相当する第2回転子を界磁巻線により界磁する界磁突極型回転子で構成してもよく、高速および低速回転子に相当する第1および第2回転子を界磁巻線により界磁する界磁突極型回転子で構成してもよい。
また、上記各実施の形態では、磁極片支持板を非磁性材料で作製するものとしているが、磁極片支持板の材料は非磁性材料に限定されず、磁性材料でもよい。
また、上記各実施の形態では、第1回転軸を出力軸とし、第2回転軸を入力軸として説明しているが、第1回転軸を入力軸とし、第2回転軸を出力軸としてもよい。
In the third embodiment, the first rotor corresponding to the high-speed rotor is constituted by the field salient pole type rotor that is fielded by the field winding, but the first rotor corresponding to the low-speed rotor is used. The two rotors may be composed of field salient pole type rotors which are fielded by field windings, and the first and second rotors corresponding to the high speed and low speed rotors are fielded by the field windings. You may comprise with a field salient pole type | mold rotor.
In each of the above embodiments, the pole piece support plate is made of a nonmagnetic material, but the material of the pole piece support plate is not limited to a nonmagnetic material, and may be a magnetic material.
In each of the above embodiments, the first rotating shaft is used as the output shaft and the second rotating shaft is used as the input shaft. However, the first rotating shaft may be used as the input shaft and the second rotating shaft may be used as the output shaft. Good.
1,1A,1B 磁気ギア、2 第1回転軸、3 第2回転軸、4 第1回転子、6 第1永久磁石、7 第2回転子、9 第2永久磁石、12 固定子、13,13A 磁極片支持板、14 磁極片収納溝、16,16A 磁極片取付板、18 細長穴、22 固定子磁極片、23 取付ボルト(締着部材)、24 架台(エアギャップ調整手段)、25 エアギャップ調整ボルト(エアギャップ調整手段)、26 支持腕(エアギャップ調整手段)、27 ねじ穴(エアギャップ調整手段)、30 第1回転子、34 界磁巻線。 1, 1A, 1B Magnetic gear, 2 First rotating shaft, 3 Second rotating shaft, 4 First rotor, 6 First permanent magnet, 7 Second rotor, 9 Second permanent magnet, 12 Stator, 13, 13A magnetic pole piece support plate, 14 magnetic pole piece storage groove, 16, 16A magnetic pole piece mounting plate, 18 slotted hole, 22 stator magnetic pole piece, 23 mounting bolt (fastening member), 24 mount (air gap adjusting means), 25 air Gap adjustment bolt (air gap adjustment means), 26 support arm (air gap adjustment means), 27 screw hole (air gap adjustment means), 30 first rotor, 34 field winding.
Claims (6)
上記第1回転軸と同軸の第2回転軸に固着されて上記第1回転子と軸方向に並んで配設され、多極の起磁力を持つ第2回転子と、
軸方向に並んで配設された上記第1回転子および上記第2回転子を囲繞するように配設される固定子と、を備え、
上記固定子は、
軸方向に並んで配設された上記第1回転子および上記第2回転子の軸方向両側に配設される一対の磁極片支持板と、
それぞれ、上記一対の磁極片支持板間に渡され、周方向に所定の隙間を確保して周方向に所定のピッチで配列され、両端側を該一対の磁極片支持板に固定された複数の固定子磁極片と、から構成されていることを特徴とする磁気ギア。 A first rotor fixed to the first rotating shaft and having a multipole magnetomotive force;
A second rotor fixed to a second rotating shaft coaxial with the first rotating shaft and arranged in line with the first rotor in the axial direction and having a multipole magnetomotive force;
A stator disposed so as to surround the first rotor and the second rotor disposed side by side in the axial direction;
The stator is
A pair of magnetic pole piece support plates disposed on both axial sides of the first rotor and the second rotor disposed side by side in the axial direction;
Each of them is passed between the pair of magnetic pole piece support plates, arranged in a circumferential direction at a predetermined pitch with a predetermined gap in the circumferential direction, and a plurality of ends fixed to the pair of magnetic pole piece support plates. A magnetic gear comprising: a stator pole piece.
軸方向に相対する上記磁極片収納溝内に収納された上記固定子磁極片の両端部に装着される磁極片取付板と、
上記磁極片取付板を上記一対の磁極片支持板に締着固定する締着部材と、を備えたことを特徴とする請求項1記載の磁気ギア。 Each of the pair of magnetic pole piece support plates has an opening on the outer peripheral side and a bottom surface positioned radially outward from the outer peripheral surfaces of the first rotor and the second rotor so as to face each other in the axial direction. Magnetic pole piece storage grooves formed at the predetermined pitch in the circumferential direction respectively,
A magnetic pole piece mounting plate mounted on both ends of the stator magnetic pole piece housed in the magnetic pole piece housing groove facing in the axial direction;
The magnetic gear according to claim 1, further comprising: a fastening member that fastens and fixes the magnetic pole piece mounting plate to the pair of magnetic pole piece support plates.
上記第1回転子と上記第2回転子とを同軸に、かつ軸方向に並んで配設し、上記一対の磁極片支持板を軸方向に並んで配設された上記第1回転子および上記第2回転子の軸方向両側に配設する工程と、
上記複数の固定子磁極片のそれぞれを、軸方向に並んで配設された上記第1回転子および上記第2回転子の外径側から上記一対の磁極片支持板間に渡して、該固定子磁極片の両端側を該一対の磁極片支持板に固定する工程と、を備えていることを特徴とする磁気ギアの製造方法。 It is a manufacturing method of the magnetic gear according to claim 5,
The first rotor and the second rotor arranged coaxially and side by side in the axial direction, and the pair of magnetic pole piece support plates arranged side by side in the axial direction and the first rotor and the above Disposing on both axial sides of the second rotor;
Each of the plurality of stator pole pieces is passed between the pair of pole piece support plates from the outer diameter side of the first rotor and the second rotor arranged side by side in the axial direction. And a step of fixing both ends of the child pole piece to the pair of pole piece support plates.
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