JP5404718B2 - 磁気歯車装置 - Google Patents
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Description
外歯車は、円形の筒孔を有する外側筒と、筒孔の径方向に磁化されて、外側筒の内周部に取り付けられる第一層第一外側磁石片と、筒孔の径方向に磁化されて、第一層第一外側磁石片と逆の磁極方向にて、第一層第一外側磁石片に隣接して、外側筒の内周部に取り付けられる第一層第二外側磁石片と、筒孔の径方向に磁化されて、第一層第一外側磁石片と同じ磁極方向にて、第一層第二外側磁石片に隣接して、外側筒の内周部に取り付けられる第一層第三外側磁石片とを有する。更に、筒孔の周方向に磁化されて、第一層第一外側磁石片と第一層第二外側磁石片を跨って取り付けられ、第一層第一外側磁石片と接触する一方の磁極が第一層第一外側磁石片の径方向内側の磁極と同じであり、第一層第二外側磁石片と接触する他方の磁極が第一層第二外側磁石片の径方向内側の磁極と同じである、第二層第一外側磁石片と、筒孔の周方向に磁化されて、第一層第二外側磁石片と第一層第三外側磁石片を跨って取り付けられ、第一層第二外側磁石片と接触する一方の磁極が第一層第二外側磁石片の径方向内側の磁極と同じであり、第一層第三外側磁石片と接触する他方の磁極が第一層第三外側磁石片の径方向内側の磁極と同じである、第二層第二外側磁石片とを有する。
なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態例
1−1.磁気歯車装置の構成
1−2.磁気歯車装置の動作
1−3.磁気歯車装置の磁束密度
2.第2の実施の形態例
3.第3の実施の形態例
1−1.磁気歯車装置の構成
まず、本発明の第1の実施の形態例(以下、「本例」という。)にかかる磁気歯車装置について、図1を参照して説明する。
図1は本例にかかる磁気歯車装置の構成を示す断面図である。
次に、内歯車6について、図2を参照して説明する。
図2は図1に示す本例にかかる磁気歯車装置のA−A線に沿う断面図である。
図2に示すように、内歯車6は、内側筒31と、複数の内側磁石片32A,32Bとから構成されている。そして、内歯車6は、外歯車5内に配置されている(図1参照)。
次に、外歯車5について、図3及び図4を参照して説明する。
図3は本例にかかる磁気歯車装置の外歯車の分解斜視図である。また、図4Aは本例にかかる磁気歯車装置の外歯車の断面図であり、図4Bは図4Aに示すB−B線に沿う断面図である。
次に、図5〜図7を参照してステータ歯車7について説明する。
図5は本例にかかる磁気歯車装置のステータ歯車の斜視図である。
また、図6Aは本例にかかる磁気歯車装置のステータ歯車の断面図であり、図6Bは図6Aに示すC−C線に沿う断面図である。
さらに、図7Aは本例にかかるステータ歯車のステータ部材の平面図であり、図7Bは本例にかかるステータ歯車のステータ部材を積層した状態を示す側面図である。図7Cは本例のステータ歯車におけるステータ部材に固定部が介在された状態を示す側面図であり、図7Dは本例のステータ歯車の本体部の平面図である。
まず、磁性歯部53を形成するステータ部材42について説明する。
図7Bに示すように、上述したステータ部材42をその周方向に少しずつ回転させて複数枚積層する。このとき、複数の磁性片42bは、ステータ部材42が回転した分だけずれて積層される。積層された複数の磁性片42bによって磁性歯部53が形成される。
次に、磁気歯車装置1の動作について、図8〜図12を参照して説明する。
図8は外歯車5の第1の磁束収束部25A,25Bがステータ歯車7の第1の磁性歯部53A,53Bに対向した状態を示す説明図である。
次に、本例の磁気歯車装置1に用いられている磁石片の配列と磁束密度の分布について図13を参照して説明する。
図13Aは内側磁石片32A,32Bの配列と磁束密度の分布の関係を示す説明図であり、図13Bは第1外側磁石片22A,22B及び第2外側磁石片23A,23Bの配列と磁束密度の分布を示す説明図である。
次に、図14及び図15を参照して本発明の磁気歯車装置の第2の実施の形態例について説明する。
図14は本発明の第2の実施の形態例にかかる磁気歯車装置の外歯車の磁石片の要部を示す説明図である。
外歯車105について、図14及び図15を参照して説明する。
図14に示すように、外歯車105は、外側筒21と、複数の第1外側磁石片22A,22Bと、複数の第2外側磁石片23A,23Bから構成されている。
図15は本発明の磁気歯車装置の磁束収束部と磁束密度の分布を示す説明図である。図15Aは本発明の第1の実施の形態例にかかる磁気歯車装置における磁束収束部の磁束密度の分布を示す説明図であり、図15Bは本発明の第2の実施の形態例にかかる磁気歯車装置における磁束収束部の磁束密度の分布を示す説明図である。
次に、図16及び図17を参照して本発明の磁気歯車装置の第3の実施の形態例について説明する。
図16は本発明の第3の実施の形態例にかかる磁気歯車装置を示す断面図であり、図17は本発明の第3の実施の形態例にかかる磁気歯車装置の磁石片の配列と磁束密度の分布を示す説明図である。
内歯車206について、図16及び図17を参照して説明する。
図16に示すように、内歯車206は、内側筒31と、複数の第1内側磁石片232A,232Bと、複数の第2内側磁石片233A,233Bから構成されている。
Claims (7)
- 円形の筒孔を有する外側筒と、
前記筒孔の径方向に磁化されて、前記外側筒の内周部に取り付けられる第一層第一外側磁石片と、
前記筒孔の径方向に磁化されて、前記第一層第一外側磁石片と逆の磁極方向にて、前記第一層第一外側磁石片に隣接して、前記外側筒の内周部に取り付けられる第一層第二外側磁石片と、
前記筒孔の径方向に磁化されて、前記第一層第一外側磁石片と同じ磁極方向にて、前記第一層第二外側磁石片に隣接して、前記外側筒の内周部に取り付けられる第一層第三外側磁石片と、
前記筒孔の周方向に磁化されて、前記第一層第一外側磁石片と前記第一層第二外側磁石片を跨って取り付けられ、前記第一層第一外側磁石片と接触する一方の磁極が前記第一層第一外側磁石片の径方向内側の磁極と同じであり、前記第一層第二外側磁石片と接触する他方の磁極が前記第一層第二外側磁石片の径方向内側の磁極と同じである、第二層第一外側磁石片と、
前記筒孔の周方向に磁化されて、前記第一層第二外側磁石片と前記第一層第三外側磁石片を跨って取り付けられ、前記第一層第二外側磁石片と接触する一方の磁極が前記第一層第二外側磁石片の径方向内側の磁極と同じであり、前記第一層第三外側磁石片と接触する他方の磁極が前記第一層第三外側磁石片の径方向内側の磁極と同じである、第二層第二外側磁石片と
を有する外歯車と、
円筒状の内側筒と、
前記内側筒の外周部に取り付けられた複数の内側磁石片と
を有し、前記外歯車の前記筒孔に配置される内歯車と、
前記外歯車と前記内歯車との間に配置され、前記筒孔の周方向に所定の間隔を開けて並ぶ複数の磁性歯部を有するステータ歯車と
を備える磁気歯車装置。 - 前記第二層第一外側磁石片は、前記第二層第二外側磁石片と隣接する磁極同士で溝部を形成する、請求項1に記載の磁気歯車装置。
- 前記溝部は、前記第二層第一外側磁石片及び前記第二層第二外側磁石片と隣接する磁極同士で切欠き部を設けることにより、前記磁極同士の間にV字状に形成される、請求項2に記載の磁気歯車装置。
- 更に、
前記第二層第一外側磁石片の磁極と前記第二層第二外側磁石片の磁極の間に介在する強磁性体と
を備える、請求項2又は請求項3に記載の磁気歯車装置。 - 前記強磁性体は電磁鋼板である、請求項4に記載の磁気歯車装置。
- 前記複数の内側磁石片は、
前記内側筒の周方向に沿って間隔を開けて配置し、前記内側筒の径方向に磁化された複数の第1内側磁石片と、
各第1内側磁石片の間に配置し、前記内側筒の周方向に磁化された複数の第2内側磁石片から構成される、請求項1〜5のいずれかに記載の磁気歯車装置。 - 前記外側筒は積層鉄心により形成される、請求項1〜6のいずれかに記載の磁気歯車装置。
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