JP5817260B2 - Magnetic gear device - Google Patents

Magnetic gear device Download PDF

Info

Publication number
JP5817260B2
JP5817260B2 JP2011147630A JP2011147630A JP5817260B2 JP 5817260 B2 JP5817260 B2 JP 5817260B2 JP 2011147630 A JP2011147630 A JP 2011147630A JP 2011147630 A JP2011147630 A JP 2011147630A JP 5817260 B2 JP5817260 B2 JP 5817260B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
mover
movable element
gear device
ferromagnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011147630A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013017285A5 (en
JP2013017285A (en
Inventor
正裕 三田
正裕 三田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Metals Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Priority to JP2011147630A priority Critical patent/JP5817260B2/en
Publication of JP2013017285A publication Critical patent/JP2013017285A/en
Publication of JP2013017285A5 publication Critical patent/JP2013017285A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5817260B2 publication Critical patent/JP5817260B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Description

本発明は、2つの可動子を2つのヨークの間に設けた磁気ギア装置に関する。   The present invention relates to a magnetic gear device in which two movers are provided between two yokes.

摩耗が無く、動作時に騒音が少ないギア装置として磁気ギア装置がある。回転円筒型の磁気ギア装置は、外側ロータ及び外側ロータの円筒内に設けられた内側ロータを備え、外側ロータ及び内側ロータは、内側ロータの外周面及び外側ロータの内周面の各々の円周方向に、N極及びS極を一対とした磁極対が略等間隔で配置してある。   There is a magnetic gear device as a gear device that does not wear and that generates less noise during operation. The rotating cylindrical magnetic gear device includes an outer rotor and an inner rotor provided in a cylinder of the outer rotor, and the outer rotor and the inner rotor each have a circumference of an outer peripheral surface of the inner rotor and an inner peripheral surface of the outer rotor. In the direction, a pair of magnetic poles each having an N pole and an S pole are arranged at substantially equal intervals.

このような磁気ギア装置には、内側ロータ及び外側ロータの磁極対により生じる磁力を軟磁性体からなる特定の箇所に集中させることによって、ロータ間の伝達トルクを大きくする、又はロータの回転方向を変えることを目的とした中間ヨークが外側ロータと内側ロータとの間に設けられることがある(非特許文献1及び非特許文献2)。   In such a magnetic gear device, the magnetic force generated by the magnetic pole pair of the inner rotor and the outer rotor is concentrated on a specific portion made of a soft magnetic material, thereby increasing the transmission torque between the rotors or changing the rotation direction of the rotor. An intermediate yoke intended to be changed may be provided between the outer rotor and the inner rotor (Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).

外側ロータが円周方向に回転した場合、外側ロータ及び内側ロータの磁極対間の磁気的相互作用により、円周方向に内側ロータが回転する。   When the outer rotor rotates in the circumferential direction, the inner rotor rotates in the circumferential direction due to the magnetic interaction between the magnetic pole pairs of the outer rotor and the inner rotor.

内部及び外部の永久磁石の間に凹凸を備える鉄製の中間ヨークが設けられている磁気駆動装置が、特許文献1に記載されている。ここで、磁気駆動装置の性能を高めるためには、ヨークは可能な限り磁石から発せられた磁束を有効に活用することが望ましい。従って、凸部はできる限り永久磁石に近づけ、凹部はできる限り軟磁性体の厚さが薄くなるようにし凹部を通過する磁束を抑える構成とする。   Patent Document 1 discloses a magnetic drive device in which an iron intermediate yoke provided with unevenness is provided between internal and external permanent magnets. Here, in order to improve the performance of the magnetic drive device, it is desirable that the yoke effectively uses the magnetic flux generated from the magnet as much as possible. Therefore, the convex portion is made as close to the permanent magnet as possible, and the concave portion is made as thin as possible so that the magnetic flux passing through the concave portion is suppressed.

一方、ヨークは内部及び外部の永久磁石の内側又は外側に備える構成とすることもできる。特許文献2には軟磁性体からなり、外側の永久磁石のさらに外部に外側の永久磁石と対向する面に複数の凹部及び凸部を備えるヨークが設けられ、内部の永久磁石、軟磁性体のヨーク及びシャフトが一体となっている磁気駆動装置が記載されている。   On the other hand, the yoke may be configured to be provided inside or outside the internal and external permanent magnets. Patent Document 2 is made of a soft magnetic material, and is provided with a yoke having a plurality of concave portions and convex portions on the outer surface of the outer permanent magnet and facing the outer permanent magnet. A magnetic drive unit in which a yoke and a shaft are integrated is described.

特開平7−264838号公報JP-A-7-264838 特開平10−191621号公報JP-A-10-191621

K.Atallah、「Design,analysis and realisation of a high−performance magnetic gear」、IEE Proceedings−Electric Power Applications、英国、2004年3月、151巻、2号、135−143項K. Atallah, “Design, analysis and realization of a high-performance magnetic gear”, IEEE Proceedings-Electric Power Applications, UK, March 2004, vol. 151, 2143. 池田哲也・中村健二・一ノ倉理、「永久磁石式磁気ギアの効率向上に関する一考察」、磁気学会論文誌、2009年、33巻、2号、130−134項Tetsuya Ikeda, Kenji Nakamura, Osamu Ichinokura, “A Study on Efficiency Improvement of Permanent Magnet Type Magnetic Gear”, Journal of Magnetic Society, 2009, 33, 2, 130-134

しかし、特許文献1に係る磁気駆動装置は凹部における中間ヨークを薄くすると中間ヨークの強度が落ち、故障の原因となるという問題がある。また、特許文献2に係る磁気駆動装置は、内部の永久磁石、軟磁性体及びシャフトが一体となって回転するので、磁石部分とは異なる部分まで回転し、回転部分の質量が増し、回転モーメントが大きくなるために急速な加減速が難しいという問題がある。   However, the magnetic drive device according to Patent Document 1 has a problem that if the intermediate yoke in the concave portion is thinned, the strength of the intermediate yoke is reduced, causing a failure. Further, in the magnetic drive device according to Patent Document 2, since the internal permanent magnet, the soft magnetic body, and the shaft rotate integrally, the magnetic drive device rotates to a portion different from the magnet portion, the mass of the rotating portion increases, and the rotational moment increases. However, there is a problem that rapid acceleration / deceleration is difficult.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、故障を防止し、磁石からなる可動子の移動に要する力を軽減させる磁気ギア装置の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a magnetic gear device that prevents a failure and reduces the force required to move a mover made of a magnet.

本発明に係る磁気ギア装置は、特定の方向に沿って磁極対が各々略等間隔で複数配置されており、間隙を有して対向する第1可動子と第2可動子とを備える磁気ギア装置において、前記第1可動子と間隙を有して対向し、強磁性部が前記第1可動子と対向する一面に配置された第1磁性部及び前記第2可動子と間隙を有して対向し、強磁性部が前記第2可動子と対向する一面に配置された第2磁性部を備え、前記第1磁性部の一面及び第2磁性部の一面に、強磁性部と該強磁性部より磁性が弱い弱磁性部とが各々略等間隔で複数配置されていることを特徴とする。 A magnetic gear device according to the present invention includes a plurality of magnetic pole pairs arranged at substantially equal intervals along a specific direction, and includes a first mover and a second mover facing each other with a gap. In the apparatus, the first movable element is opposed to the first movable element with a gap, and the ferromagnetic part is disposed on a surface facing the first movable element, and the first magnetic part and the second movable element have a gap. opposed, strongly comprises a second magnetic portion magnetic portion is disposed on a surface facing the second movable element, on one surface and one surface of the second magnetic portion of the first magnetic portion, the ferromagnetic portion and the ferromagnetic A plurality of weak magnetic parts having weaker magnetism than the part are arranged at substantially equal intervals.

本発明に係る磁気ギア装置は、前記弱磁性部は軟磁性体に溝又は中空を形成することにより前記強磁性部より磁性を弱くしてあることを特徴とする。   The magnetic gear device according to the present invention is characterized in that the weak magnetic portion is made weaker in magnetism than the ferromagnetic portion by forming a groove or a hollow in a soft magnetic material.

本発明に係る磁気ギア装置は、前記第1磁性部の一面及び第2磁性部の一面に配置された前記強磁性部は前記第1可動子及び第2可動子を介して対向するよう構成してあることを特徴とする。   The magnetic gear device according to the present invention is configured such that the ferromagnetic portions disposed on one surface of the first magnetic portion and one surface of the second magnetic portion are opposed to each other via the first mover and the second mover. It is characterized by being.

本発明に係る磁気ギア装置は、前記第1磁性部及び第2磁性部は移動可能であり、前記第1磁性部及び第2磁性部の強磁性部が対向したまま前記特定の方向に移動するよう構成してあることを特徴とする。   In the magnetic gear device according to the present invention, the first magnetic part and the second magnetic part are movable, and the first magnetic part and the ferromagnetic part of the second magnetic part move in the specific direction while facing each other. It is comprised so that it may be comprised.

本発明に係る磁気ギア装置は、前記第1可動子又は第2可動子は固定可能にしてあることを特徴とする。   The magnetic gear device according to the present invention is characterized in that the first movable element or the second movable element can be fixed.

本発明に係る磁気ギア装置は、前記第1可動子及び第2可動子は円筒形であり、前記第1可動子及び第2可動子には、円周方向に沿って複数の前記磁極対が設けてあり、前記第1磁性部及び第2磁性部は、円周方向に沿って前記複数の強磁性部及び弱磁性部が設けてあり、前記特定の方向は、前記第1可動子及び第2可動子の円周方向となるよう構成してあることを特徴とする。 Magnetic gear device according to the present invention, the first movable element and the second movable element is cylindrical, wherein the first movable element and a second movable element, a plurality of said magnetic pole pairs in the circumferential direction The first magnetic part and the second magnetic part are provided with the plurality of ferromagnetic parts and weak magnetic parts along a circumferential direction, and the specific direction is determined by the first mover and the second magnetic part. It is comprised so that it may become the circumferential direction of 2 needle | mover.

本発明に係る磁気ギア装置は、前記第1可動子及び第2可動子は円板形であり、前記第1可動子及び第2可動子には、各々放射状に複数の前記磁極対が設けてあり、前記第1磁性部及び第2磁性部は、放射状に複数の前記強磁性部及び弱磁性部が設けてあり、前記特定の方向は、前記第1可動子及び第2可動子の円周方向となるよう構成してあることを特徴とする。 Magnetic gear device according to the present invention, the first movable element and the second movable element is a disc-shaped, wherein the first movable element and a second movable element, each radial to the plurality of pole pairs are provided And the first magnetic part and the second magnetic part are provided with a plurality of the ferromagnetic parts and weak magnetic parts radially, and the specific direction is a circumference of the first movable part and the second movable part. It is configured to be in a direction.

本発明に係る磁気ギア装置は、前記第1可動子及び第2可動子は移動する方向を同じくする板状であり、前記第1可動子及び第2可動子は、前記第1可動子及び第2可動子の移動する方向に沿って複数の前記磁極対が設けてあり、前記第1磁性部及び第2磁性部は、前記第1可動子及び第2可動子の移動する方向に沿って複数の前記強磁性部及び弱磁性部が設けてあり、前記特定の方向は、前記第1可動子及び第2可動子の移動する方向であることを特徴とする。   In the magnetic gear device according to the present invention, the first mover and the second mover are plate-like in the same moving direction, and the first mover and the second mover are the first mover and the second mover. A plurality of the magnetic pole pairs are provided along a direction in which the two movers move, and a plurality of the first magnetic part and the second magnetic part are provided along the direction in which the first mover and the second mover move. The ferromagnetic portion and the weak magnetic portion are provided, and the specific direction is a direction in which the first mover and the second mover move.

本発明に係る磁気ギア装置は、前記第1可動子及び第2可動子は円筒形であり、前記第1可動子及び第2可動子は、前記第1可動子及び第2可動子の中心軸方向に沿って複数の前記磁極対が設けてあり、前記第1磁性部及び第2磁性部は、前記第1可動子及び第2可動子の中心軸方向に沿った複数の前記強磁性部及び弱磁性部が設けてあり、前記特定の方向は、前記第1可動子及び第2可動子の中心軸方向であることを特徴とする。   In the magnetic gear device according to the present invention, the first mover and the second mover are cylindrical, and the first mover and the second mover are central axes of the first mover and the second mover. A plurality of the magnetic pole pairs are provided along a direction, and the first magnetic part and the second magnetic part include a plurality of the ferromagnetic parts along a central axis direction of the first mover and the second mover, and A weak magnetic part is provided, and the specific direction is a central axis direction of the first movable element and the second movable element.

本発明に係る磁気ギア装置は、前記第1磁性部の一面及び第2磁性部の一面に配置された前記強磁性部の数は、前記第1可動子及び第2可動子の磁極対の数の和若しくは差であることを特徴とする   In the magnetic gear device according to the present invention, the number of the ferromagnetic portions arranged on one surface of the first magnetic portion and one surface of the second magnetic portion is equal to the number of magnetic pole pairs of the first mover and the second mover. It is the sum or difference of

本発明に係る磁気ギア装置は、前記第1磁性部の一面及び第2磁性部の一面に配置された前記強磁性部の所定の単位長さあたりの数は、該所定の単位長さあたりにおける前記第1可動子及び第2可動子の磁極対の数の和若しくは差であることを特徴とする。   In the magnetic gear device according to the present invention, the number of the ferromagnetic portions arranged on one surface of the first magnetic portion and the one surface of the second magnetic portion per predetermined unit length is about the predetermined unit length. It is the sum or difference of the number of magnetic pole pairs of the first mover and the second mover.

本発明に係る磁気ギア装置によれば、2つの可動子と、2つの可動子の外部に設けられた2つの磁性部とが各々分離されており、2つの磁性部は可動子と対向する面に軟磁性体からなる強磁性部と軟磁性体より弱い磁性を示す弱磁性部とが複数配置されているので、故障を防止し、2つの可動子を効率良く移動させることができる。   According to the magnetic gear device of the present invention, the two movers are separated from the two magnetic portions provided outside the two movers, and the two magnetic portions face the mover. Since a plurality of ferromagnetic parts made of a soft magnetic material and a plurality of weak magnetic parts showing magnetism weaker than the soft magnetic material are arranged, failure can be prevented and the two movers can be moved efficiently.

なお、本発明において、強磁性部とは、軟磁性体が磁石に接近しており、磁石と軟磁性体の磁気抵抗が低くなるようにした部分であり、一方、弱磁性部とは、凹部を形成し、又は空洞やスリットを設けることで、前記強磁性部より相対的に磁気抵抗が高くなるようにした部分である。   In the present invention, the ferromagnetic portion is a portion in which the soft magnetic material is close to the magnet and the magnetic resistance of the magnet and the soft magnetic material is reduced, while the weak magnetic portion is a concave portion. Or by providing a cavity or a slit so that the magnetic resistance is relatively higher than that of the ferromagnetic portion.

第1の実施の形態に係る磁気ギア装置の模式的組立図である。It is a typical assembly drawing of the magnetic gear apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る磁気ギア装置の模式的断面図である。It is a typical sectional view of the magnetic gear device concerning a 1st embodiment. 磁気ギア装置の磁束の流れについての説明図である。It is explanatory drawing about the flow of the magnetic flux of a magnetic gear apparatus. 外側磁性体コラムの内周面について示した模式図である。It is the schematic diagram shown about the inner peripheral surface of an outer side magnetic body column. 外側磁性体コラムの内周面について示した模式図である。It is the schematic diagram shown about the inner peripheral surface of an outer side magnetic body column. 外側磁性体コラムの内周面について示した模式図である。It is the schematic diagram shown about the inner peripheral surface of an outer side magnetic body column. 外側磁性体コラムの内周面について示した模式図である。It is the schematic diagram shown about the inner peripheral surface of an outer side magnetic body column. 第2の実施の形態に係る磁気ギア装置を示す模式的組立図である。It is a typical assembly drawing which shows the magnetic gear apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施の形態に係る磁気ギア装置を示す模式的組立図である。It is a typical assembly drawing which shows the magnetic gear apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施の形態に係る磁気ギア装置を示す模式的組立図である。It is a typical assembly drawing which shows the magnetic gear apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施の形態に係る磁気ギア装置を示す長手方向の断面図である。It is sectional drawing of the longitudinal direction which shows the magnetic gear apparatus which concerns on 4th Embodiment.

第1の実施の形態
以下、本実施の形態に係る磁気ギア装置について説明する。本実施の形態に係る磁気ギア装置は回転円筒型である。図1及び図2は第1の実施の形態に係る磁気ギア装置の模式的組立図及び模式的断面図である。
First Embodiment A magnetic gear device according to the present embodiment will be described below. The magnetic gear device according to the present embodiment is a rotating cylindrical type. 1 and 2 are a schematic assembly view and a schematic cross-sectional view of the magnetic gear device according to the first embodiment.

本実施の形態に係る磁気ギア装置は、円周方向に沿ってN極の磁石及びS極の磁石1a及び1bからなる磁極対が6個配置された円筒形の可動子である内側ロータ1を備える。これらの磁石は径方向に着磁されており、内周面及び外周面で互いに磁極が異なる。即ち磁石1aを構成する部分は、外周面側がN極に内周面側がS極に着磁されており、磁石1bは外周面側がS極に内周面側がN極に着磁されている。   The magnetic gear device according to the present embodiment includes an inner rotor 1 that is a cylindrical mover in which six magnetic pole pairs including N-pole magnets and S-pole magnets 1a and 1b are arranged along the circumferential direction. Prepare. These magnets are magnetized in the radial direction, and the magnetic poles are different from each other on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface. That is, the part constituting the magnet 1a is magnetized with the N pole on the outer peripheral surface side and the S pole on the inner peripheral surface side, and the magnet 1b is magnetized with the S pole on the outer peripheral surface side and the N pole on the inner peripheral surface side.

内側ロータ1の外周には、円筒形で内部の空洞に内側ロータ1が間隙を有して嵌る可動子である外側ロータ2が設けられている。外側ロータ2は厚さ方向に着磁され、内周面及び外周面で互いに磁極が異なる磁石2a及び2bの磁極対が円周方向に沿って14個配置されている。   On the outer periphery of the inner rotor 1, an outer rotor 2 is provided that is a mover that is cylindrical and fits in the inner cavity with a gap. The outer rotor 2 is magnetized in the thickness direction, and 14 magnetic pole pairs of magnets 2a and 2b having different magnetic poles on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface are arranged along the circumferential direction.

次に、外側ロータ2の外周には、同じく円筒形で内部の空洞に外側ロータ2が間隙を有して嵌るよう構成された外側磁性体コラム3が設けられている。外側磁性体コラム3は内側ロータ1及び外側ロータ2が回転しているか否かによらず、回転しないように固定されている。外側磁性体コラム3はケイ素鋼板製であり、20個の凸部3a及び凹部3bが略等間隔で円周方向に設けられている。 Next, on the outer peripheral side of the outer rotor 2, there is provided an outer magnetic column 3 that is also cylindrical and is configured such that the outer rotor 2 is fitted in the inner cavity with a gap. The outer magnetic column 3 is fixed so as not to rotate regardless of whether the inner rotor 1 and the outer rotor 2 are rotating. The outer magnetic column 3 is made of a silicon steel plate, and 20 convex portions 3a and concave portions 3b are provided in the circumferential direction at substantially equal intervals.

内側ロータ1の内周には、円柱形で内側ロータ1の内部に間隙を有して嵌るよう構成された内側磁性体コラム4が設けられている。内側磁性体コラム4も外側磁性体コラム3と同様にケイ素鋼板製であり、外周面に20個の凸部4a及び断面略コの字型の溝が形成された凹部4bが各々略等間隔で円周方向に設けられている。内側磁性体コラム4も外側磁性体コラム3と同様に、回転しないように固定されている。 On the inner peripheral side of the inner rotor 1, there is provided an inner magnetic column 4 that is cylindrical and is configured to fit inside the inner rotor 1 with a gap. The inner magnetic column 4 is also made of a silicon steel plate, like the outer magnetic column 3, and has 20 convex portions 4a and concave portions 4b formed with substantially U-shaped grooves on the outer peripheral surface at substantially equal intervals. It is provided in the circumferential direction. Similarly to the outer magnetic column 3, the inner magnetic column 4 is fixed so as not to rotate.

外側ロータ2が回転した場合、内側ロータ1の磁石1a、1b及び外側ロータ2の磁石2a、2bの磁気的相互作用により、内側ロータ1が回転する。この場合、外側ロータ2よりも磁極対の少ない内側ロータ1は、外側ロータ2よりも高い回転数で、外側ロータ2の回転方向と逆方向に回転する。   When the outer rotor 2 rotates, the inner rotor 1 rotates due to the magnetic interaction between the magnets 1 a and 1 b of the inner rotor 1 and the magnets 2 a and 2 b of the outer rotor 2. In this case, the inner rotor 1 having fewer magnetic pole pairs than the outer rotor 2 rotates at a higher rotational speed than the outer rotor 2 in the direction opposite to the rotation direction of the outer rotor 2.

内側ロータ1及び外側ロータ2のギア比は、内側ロータ1及び外側ロータ2各々が備える磁極対の個数によって定まる。本実施の形態に係る内側ロータ1は磁極対が6個であり、外側ロータ2は磁極対が14個であるのでギア比は3/7である。従って外側ロータ2が時計回りに1回転すると、内側ロータ1は反時計回りに7/3回転する。   The gear ratio of the inner rotor 1 and the outer rotor 2 is determined by the number of magnetic pole pairs provided in each of the inner rotor 1 and the outer rotor 2. Since the inner rotor 1 according to the present embodiment has six magnetic pole pairs and the outer rotor 2 has 14 magnetic pole pairs, the gear ratio is 3/7. Therefore, when the outer rotor 2 rotates once in the clockwise direction, the inner rotor 1 rotates 7/3 in the counterclockwise direction.

また、内側磁性体コラム4と外側磁性体コラム3の各々の凸部3a、4a及び凹部3b、4bは内側ロータ1及び外側ロータ2を挟んで対向するように配置されている。図3は磁気ギア装置の磁束の流れについての説明図である。内側ロータ1及び外側ロータ2の磁極により、磁束が発生する。この磁束は、内側ロータ1の一の磁石1a、外側ロータ2の一の磁石2a、外側磁性体コラム3の一の凸部3a、外側磁性体コラム3の他の凸部3a、外側ロータ2の他の磁石2b、内側ロータ1の他の磁石1b、内側磁性体コラム4の一の凸部4a、内側磁性体コラム4の他の凸部4aを経て内側ロータ1の一の磁石1aに戻り、磁路が形成される。   Further, the convex portions 3 a and 4 a and the concave portions 3 b and 4 b of the inner magnetic column 4 and the outer magnetic column 3 are disposed so as to face each other with the inner rotor 1 and the outer rotor 2 interposed therebetween. FIG. 3 is an explanatory diagram of the magnetic flux flow of the magnetic gear device. Magnetic flux is generated by the magnetic poles of the inner rotor 1 and the outer rotor 2. This magnetic flux is generated by one magnet 1 a of the inner rotor 1, one magnet 2 a of the outer rotor 2, one projection 3 a of the outer magnetic column 3, another projection 3 a of the outer magnetic column 3, and the outer rotor 2. The other magnet 2b, the other magnet 1b of the inner rotor 1, the one convex portion 4a of the inner magnetic column 4, the other convex portion 4a of the inner magnetic column 4 are returned to the one magnet 1a of the inner rotor 1, A magnetic path is formed.

ここで、外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4における強磁性部である凸部3a、4aと弱磁性部である凹部3b、4bとの磁気抵抗の差は大きいほど望ましい。磁気抵抗が大きいと磁束は強磁性部を選択的に通過するので、内側ロータ1および外側ロータ2の磁極から発せられた磁束を有効に利用でき極めて伝達効率の良い磁気ギアを構成することができる。   Here, it is desirable that the difference in magnetic resistance between the convex portions 3a and 4a that are ferromagnetic portions and the concave portions 3b and 4b that are weak magnetic portions in the outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4 is larger. If the magnetic resistance is large, the magnetic flux selectively passes through the ferromagnetic portion, so that magnetic flux generated from the magnetic poles of the inner rotor 1 and the outer rotor 2 can be used effectively, and a magnetic gear with extremely high transmission efficiency can be configured. .

内側ロータ1と外側ロータ2とを挟むように外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4の凸部同士、凹部同士を対向させると、外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4の強磁性部と弱磁性部の磁気抵抗差をより大きくすることができる。   When the convex portions of the outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4 are opposed to each other so as to sandwich the inner rotor 1 and the outer rotor 2, the ferromagnetic portions of the outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4 are opposed to each other. And the magnetic resistance difference between the weak magnetic portions can be further increased.

外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4は軟磁性体であるケイ素鋼板で構成されているので、磁極対と距離が近い凸部3a及び4aはポールピースとしての機能を果たし、凸部3a及び4aに磁束が集中する。この際、磁路は他の磁路の影響をなるべく受けないことが望ましい。従って内側磁性体コラム4の凸部4aと外側磁性体コラム3の凸部3aとが対向するように構成する。   Since the outer magnetic body column 3 and the inner magnetic body column 4 are composed of a silicon steel plate that is a soft magnetic body, the convex portions 3a and 4a that are close to the magnetic pole pair function as pole pieces, and the convex portions 3a and 4a Magnetic flux concentrates on 4a. At this time, it is desirable that the magnetic path is not affected by other magnetic paths as much as possible. Accordingly, the convex portion 4a of the inner magnetic column 4 and the convex portion 3a of the outer magnetic column 3 are configured to face each other.

続いて、外側磁性体コラム3の内周面及び内側磁性体コラム4の外周面における凸部3a、4a及び凹部3b、4bの個数を20個とする理由について説明する。   Next, the reason why the number of the convex portions 3a, 4a and the concave portions 3b, 4b on the inner peripheral surface of the outer magnetic column 3 and the outer peripheral surface of the inner magnetic column 4 is 20 will be described.

内側ロータ1及び外側ロータ2が回転すると、回転に伴って交番磁界が径方向に発生する。内側ロータ1の磁極対がPh個、外側ロータ2の磁極対がPl個、ポールピースの個数がNs個とすると、交番磁界は主にPh次、(Ns−Ph)次及び(Ns+Ph)次成分が存在することが公知になっている(非特許文献2)。   When the inner rotor 1 and the outer rotor 2 rotate, an alternating magnetic field is generated in the radial direction along with the rotation. When the number of magnetic pole pairs of the inner rotor 1 is Ph, the number of magnetic pole pairs of the outer rotor 2 is Pl, and the number of pole pieces is Ns, the alternating magnetic field is mainly Ph-order, (Ns-Ph) -order and (Ns + Ph) -order components. Is known to exist (Non-Patent Document 2).

これら3つの高調波成分を含む交番磁界に同期する場合が、内側ロータ1及び外側ロータ2間の伝達トルクが最大になる場合である。その場合とは、例えば内側磁性体コラム4の外周面の凸部4a及び凹部4bの個数を(Pl+Ph)又は(Pl―Ph)とした場合である。従って、本実施の形態では、内側ロータ1及び外側ロータ2間の伝達トルクを最大にするために、外側磁性体コラム3の内周面の凸部3a及び凹部3b並びに内側磁性体コラム4の外周面の凸部4a及び凹部4bの個数を、内側ロータ1及び外側ロータ2各々が有する磁極対の和である20個とする。なお、凸部3a、4a及び凹部3b、4bの個数は、内側ロータ1及び外側ロータ2各々が有する磁極対の差である8個としてもよい。   The case where the transmission torque between the inner rotor 1 and the outer rotor 2 is maximized is the case where it synchronizes with an alternating magnetic field including these three harmonic components. In this case, for example, the number of the protrusions 4a and the recesses 4b on the outer peripheral surface of the inner magnetic column 4 is (Pl + Ph) or (Pl−Ph). Therefore, in the present embodiment, in order to maximize the transmission torque between the inner rotor 1 and the outer rotor 2, the protrusions 3 a and the recesses 3 b on the inner peripheral surface of the outer magnetic column 3 and the outer periphery of the inner magnetic column 4. The number of convex portions 4a and concave portions 4b on the surface is 20 as the sum of the magnetic pole pairs of the inner rotor 1 and the outer rotor 2 respectively. The number of the convex portions 3a and 4a and the concave portions 3b and 4b may be eight, which is the difference between the magnetic pole pairs of the inner rotor 1 and the outer rotor 2.

なお、磁力が大きく減衰しないために、内側磁性体コラム4と内側ロータ1との間隙、内側ロータ1と外側ロータ2との間隙及び外側ロータ2と外側磁性体コラム3との間隙は、十分小さくなるよう構成されている。   Since the magnetic force is not greatly attenuated, the gap between the inner magnetic column 4 and the inner rotor 1, the gap between the inner rotor 1 and the outer rotor 2, and the gap between the outer rotor 2 and the outer magnetic column 3 are sufficiently small. It is comprised so that it may become.

本実施の形態では、磁極対を径方向に着磁された2つの磁石で構成したが、この構成に限定されない。1つの磁石を円周に沿ってN極、S極の順で径方向に着磁し、1つの磁極対としてもよい。また公知のラジアル異方性配向を有するリング磁石を径方向にN極及びS極で着磁しても良い。   In the present embodiment, the magnetic pole pair is composed of two magnets magnetized in the radial direction, but is not limited to this configuration. One magnet may be magnetized in the radial direction in the order of the N pole and the S pole along the circumference to form one magnetic pole pair. Further, a ring magnet having a known radial anisotropic orientation may be magnetized in the radial direction with N and S poles.

本実施の形態に係る磁気ギア装置は、外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4を回転させることによって、内側ロータ1に対する外側ロータ2の相対的な回転速度を変更するようにしてもよい。外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4は、互いの凸部である3a及び4aが対向し、凹部である3b及び4bが対向するよう、同じ方向に同じ数の回転をする。例えば内側ロータ1が時計回りに1回転する間に、外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4を共に時計回りに1/3回転させる場合、内側ロータ1は外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4との相対的な関係では2/3回転しかしていない。従って外側ロータ2は反時計回りに7/3×2/3=14/9回転する。   The magnetic gear device according to the present embodiment may change the relative rotational speed of the outer rotor 2 with respect to the inner rotor 1 by rotating the outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4. The outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4 rotate the same number of times in the same direction so that the convex portions 3a and 4a face each other and the concave portions 3b and 4b face each other. For example, when both the outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4 are rotated clockwise by one third while the inner rotor 1 makes one clockwise rotation, the inner rotor 1 has the outer magnetic column 3 and the inner magnetic member. The relative relationship with column 4 is only 2/3 rotation. Therefore, the outer rotor 2 rotates 7/3 × 2/3 = 14/9 counterclockwise.

このように外側ロータ2の回転速度を調節することにより、内側ロータ1に対する外側ロータ2の相対的な回転速度を変更することができる。   By adjusting the rotational speed of the outer rotor 2 in this way, the relative rotational speed of the outer rotor 2 with respect to the inner rotor 1 can be changed.

また、外側ロータ2を固定し、外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4の回転に伴って内側ロータ1が回転してもよい。この場合、外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4が時計回りに1回転した場合、内側ロータ1が時計回りに1+7/3=10/3回転する。   Alternatively, the outer rotor 2 may be fixed, and the inner rotor 1 may rotate as the outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4 rotate. In this case, when the outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4 make one clockwise rotation, the inner rotor 1 rotates 1 + 7/3 = 10/3 clockwise.

内側ロータ1を固定し、外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4の回転に伴って外側ロータ2が回転してもよい。この場合、外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4が時計回りに10/3回転した場合、外側ロータ2が、時計回りに10/3−1=7/3回転する。   The inner rotor 1 may be fixed, and the outer rotor 2 may rotate as the outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4 rotate. In this case, when the outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4 rotate 10/3 clockwise, the outer rotor 2 rotates 10 / 3-1 = 7/3 clockwise.

本実施の形態に係る外側磁性体コラム3の凸部3a及び凹部3bは前述した構成に限らない。図4から図7は外側磁性体コラム3の内周面について示した模式図である。例えば凹3b部の溝は断面が略コの字型に限らず図4Aに示すようにV字型の溝が形成されていてもよく、図4Bに示すようにU字型の溝が形成されていてもよい。   The convex portion 3a and the concave portion 3b of the outer magnetic column 3 according to the present embodiment are not limited to the configuration described above. 4 to 7 are schematic views showing the inner peripheral surface of the outer magnetic column 3. For example, the groove of the concave portion 3b is not limited to a substantially U-shaped cross section, and a V-shaped groove may be formed as shown in FIG. 4A, and a U-shaped groove is formed as shown in FIG. 4B. It may be.

図5Cに示すように、外側磁性体コラム3の内周面の形状は凹部3bをなくし、内部に略等間隔に中空部3cを設けてもよい。中空部3cは図5Dに示すように、径方向に2重に設けてもよく、3重以上であってもよい。中空部3cを2重以上に設けた場合は、磁束は2つの中空部3cの間を流れるので、磁束が外側磁性体コラム3内で広がるのを抑えることができる。   As shown in FIG. 5C, the shape of the inner peripheral surface of the outer magnetic column 3 may be such that the recess 3b is eliminated and the hollow portions 3c are provided at substantially equal intervals inside. As shown in FIG. 5D, the hollow portion 3 c may be provided in a radial double manner, or may be triple or more. When the hollow portions 3c are provided in two or more layers, the magnetic flux flows between the two hollow portions 3c, so that the magnetic flux can be prevented from spreading in the outer magnetic column 3.

さらに、図6Eに示すように凹部3bを備える外側磁性体コラム3の径方向にさらに中空部3cを設けるように構成してもよい。   Furthermore, as shown to FIG. 6E, you may comprise so that the hollow part 3c may be further provided in the radial direction of the outer side magnetic body column 3 provided with the recessed part 3b.

このように、外側磁性体コラム3の内周面には、凸部3aに限らず軟磁性体で構成された強磁性部と、凹部3bに限らず軟磁性体に溝又は中空を設けることにより軟磁性体の磁性よりも弱い弱磁性部とが配置されていればよい。強磁性の部分と弱磁性の部分とは幅が異なっていてもよく、また、図6Fに示すように、弱磁性の部分は溝又は中空部を非磁性体3dで埋めてもよい。   In this manner, the inner peripheral surface of the outer magnetic column 3 is provided with a groove or a hollow in the ferromagnetic portion that is not limited to the convex portion 3a and is formed of a soft magnetic material, and not only in the concave portion 3b. The weak magnetic part weaker than the magnetism of the soft magnetic material may be disposed. The ferromagnetic part and the weak magnetic part may have different widths, and as shown in FIG. 6F, the weak magnetic part may be filled with a groove or a hollow part with a nonmagnetic material 3d.

その他、外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4の表面に溝を設け、その内部に非磁性体からなる非磁性層3eを設けてもよい。非磁性層3eの形状は図7Gに示すように平坦であってもよく、図7Hに示すように凹凸があってもよい。   In addition, grooves may be provided on the surfaces of the outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4, and a nonmagnetic layer 3e made of a nonmagnetic material may be provided therein. The shape of the nonmagnetic layer 3e may be flat as shown in FIG. 7G, or may be uneven as shown in FIG. 7H.

内側磁性体コラム4の外周面も図4から図7に示すような外側磁性体コラム3の内周面と同様な構成としてもよい。   The outer peripheral surface of the inner magnetic column 4 may have the same configuration as the inner peripheral surface of the outer magnetic column 3 as shown in FIGS.

外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4の材質は軟磁性材であればよく、ケイ素鋼板に限らず、鉄、パーメンダー又はアモルファスメタル等であってもよい。   The material of the outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4 may be a soft magnetic material, and is not limited to a silicon steel plate, and may be iron, a permender, an amorphous metal, or the like.

磁気ギアの磁路を形成するためには、2つの回転子の内側及び外側にヨークを備える必要がある。しかし、本実施の形態に係る磁気ギア装置によれば、外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4がヨークの役割を果たすので、さらにヨークを設ける必要が無い。従って内側ロータ1及び外側ロータ2の質量を軽くし、回転モーメントを小さくすることができ、小さい力で回転を行うことができる。   In order to form the magnetic path of the magnetic gear, it is necessary to provide yokes inside and outside the two rotors. However, according to the magnetic gear device according to the present embodiment, since the outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4 serve as yokes, it is not necessary to provide further yokes. Therefore, the mass of the inner rotor 1 and the outer rotor 2 can be reduced, the rotational moment can be reduced, and the rotation can be performed with a small force.

また、外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4は、各々外側ロータ2の外部及び内側ロータ1の内部に設けられているので、外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4の厚さは凹部3b、4bであっても、強度に問題の無い程度まで十分厚くすることができる。従って本実施の形態に係る磁気ギア装置によれば、磁性体コラムの破損を起因とした故障を防止することができる。   Further, since the outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4 are respectively provided outside the outer rotor 2 and inside the inner rotor 1, the thicknesses of the outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4 are recessed. Even 3b and 4b can be made sufficiently thick to such an extent that there is no problem in strength. Therefore, according to the magnetic gear device according to the present embodiment, it is possible to prevent a failure due to the breakage of the magnetic column.

さらに、本実施の形態に係る磁気ギア装置によれば、外側磁性体コラム3及び内側磁性体コラム4の凸部3a及び4aが対向し、凹部3b及び4bが対向しているので、磁束の広がりを抑えることができる。凸部3a及び4a、並びに凹部3b及び4bの各々の個数が内側ロータ1と外側ロータ2との磁極対の和若しくは差である場合には、トルクの伝達効率をさらに向上させることができる。   Furthermore, according to the magnetic gear device according to the present embodiment, the convex portions 3a and 4a of the outer magnetic column 3 and the inner magnetic column 4 face each other, and the concave portions 3b and 4b face each other. Can be suppressed. When the number of each of the convex portions 3a and 4a and the concave portions 3b and 4b is the sum or difference of the magnetic pole pairs of the inner rotor 1 and the outer rotor 2, the torque transmission efficiency can be further improved.

第2の実施の形態
第2の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る磁気ギア装置は円板回転型の磁気ギア装置である。
Second Embodiment A second embodiment will be described. The magnetic gear device according to the present embodiment is a disc rotation type magnetic gear device.

図8は第2の実施の形態に係る磁気ギア装置を示す模式的組立図である。本実施の形態に係る磁気ギア装置は、N極及びS極の磁石5a、5bからなる磁極対が放射状に6個配置された円板形の下側ロータ5を備える。磁石5a、5bからなる磁極対は、同一面上で磁極が異なる。即ち磁石5aを構成する部分は上面側がN極に下面側がS極に着磁されており、磁石5bを構成する部分は上面側がS極に下面側がN極に着磁されている。 FIG. 8 is a schematic assembly view showing the magnetic gear device according to the second embodiment. The magnetic gear device according to the present embodiment includes a disk-shaped lower rotor 5 in which six magnetic pole pairs including N-pole and S-pole magnets 5a and 5b are radially arranged. The magnetic pole pair composed of the magnets 5a and 5b has different magnetic poles on the same plane. That is, the upper surface side of the portion constituting the magnet 5a is magnetized to the N pole and the lower surface side is magnetized to the S pole, and the portion constituting the magnet 5b is magnetized to the S pole on the upper surface side and the N pole on the lower surface side.

下側ロータ5の上方には、円板形で下側ロータ5に対して同軸上に間隙を有して配された上側ロータ6が設けられている。上側ロータ6は厚さ方向に着磁された磁石6a、6bからなる磁極対が放射状に14個配置されている。   Above the lower rotor 5, there is provided an upper rotor 6 that is disk-shaped and is arranged coaxially with the lower rotor 5 with a gap. The upper rotor 6 has 14 magnetic pole pairs made up of magnets 6a and 6b magnetized in the thickness direction.

上側ロータ6の上方には、同じく円板形で下側ロータ5に対して同軸上に間隙を有して配された上側磁性体コラム7が設けられている。上側磁性体コラム7は上側ロータ6及び下側ロータ5が回転しているか否かによらず、回転しないように固定されている。上側磁性体コラム7は20個の凸部7a及び凹部7bが略等間隔で放射状に設けられている。   Above the upper rotor 6, there is provided an upper magnetic column 7 that is also in the shape of a disk and is arranged coaxially with the lower rotor 5 with a gap. The upper magnetic column 7 is fixed so as not to rotate regardless of whether the upper rotor 6 and the lower rotor 5 are rotating. The upper magnetic column 7 has 20 convex portions 7a and concave portions 7b provided radially at substantially equal intervals.

下側ロータ5の下方には、同じく円板形で下側ロータ5に対して同軸上に間隙を有して配された下側磁性体コラム8が設けられている。   Below the lower rotor 5, there is provided a lower magnetic column 8 that is also in the shape of a disk and is arranged coaxially with the lower rotor 5 with a gap.

下側磁性体コラム8も回転しないように固定されており、磁極対の和である20個の凸部8a及び凹部8bが略等間隔で放射状に設けられている。また、上側磁性体コラム7及び下側磁性体コラム8の各々の凸部7a及び8aが対向し、凹部7b及び8bが対向するように配置されている。   The lower magnetic column 8 is also fixed so as not to rotate, and 20 convex portions 8a and concave portions 8b, which are the sum of magnetic pole pairs, are provided radially at substantially equal intervals. Further, the convex portions 7a and 8a of the upper magnetic column 7 and the lower magnetic column 8 face each other, and the concave portions 7b and 8b face each other.

上側ロータ6が回転した場合、下側ロータ5の磁石5a、5b及び上側ロータ6の磁石6a、6bの磁気的相互作用により、下側ロータ5が上側ロータ6と逆方向に回転する。   When the upper rotor 6 rotates, the lower rotor 5 rotates in the opposite direction to the upper rotor 6 due to the magnetic interaction between the magnets 5 a and 5 b of the lower rotor 5 and the magnets 6 a and 6 b of the upper rotor 6.

なお、凸部7a、8a及び凹部7b、8bの個数は、下側ロータ5及び上側ロータ6各々が有する磁極対の差である8個としてもよい。   The number of the convex portions 7a, 8a and the concave portions 7b, 8b may be eight, which is the difference between the magnetic pole pairs of the lower rotor 5 and the upper rotor 6.

第3の実施の形態
第3の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る磁気ギア装置は平板リニア型の磁気ギア装置である。
Third Embodiment A third embodiment will be described. The magnetic gear device according to the present embodiment is a flat linear magnetic gear device.

図9は第3の実施の形態に係る磁気ギア装置を示す模式的組立図である。図9では平板リニア型の磁気ギア装置の一部を示している。   FIG. 9 is a schematic assembly view showing a magnetic gear device according to a third embodiment. FIG. 9 shows a part of a flat linear magnetic gear device.

本実施の形態に係る磁気ギア装置は、N極及びS極の磁石9a、9bからなる磁極対が長手方向に単位長さあたり6個配置された、矩形板形の下側プレート9を備える。磁石9a、9bからなる磁極対は、同一面上で磁極が異なる。即ち磁石9aを構成する部分は上面側がN極に下面側がS極に着磁されており、磁石9aを構成する部分は上面側がS極に下面側がN極に着磁されている。 The magnetic gear device according to the present embodiment includes a lower plate 9 having a rectangular plate shape in which six magnetic pole pairs including N-pole and S-pole magnets 9a and 9b are arranged per unit length in the longitudinal direction. The magnetic pole pair composed of the magnets 9a and 9b has different magnetic poles on the same plane. That is, the portion constituting the magnet 9a is magnetized with the N pole on the upper surface side and the S pole on the lower surface side, and the portion constituting the magnet 9a is magnetized with the S pole on the upper surface side and the N pole on the lower surface side.

下側プレート9の上方には、矩形板形で下側プレート9に対して長手方向を同じくして略平行に延び、間隙を有して配された上側プレート10が設けられている。上側プレート10は厚さ方向に着磁されたN極の磁石及びS極の磁石からなる磁極対が単位長さあたり14個配置されている。   Above the lower plate 9, there is provided an upper plate 10 having a rectangular plate shape, extending in substantially the same longitudinal direction with respect to the lower plate 9 and arranged with a gap. The upper plate 10 has 14 magnetic pole pairs each composed of an N-pole magnet and an S-pole magnet magnetized in the thickness direction.

上側プレート10の上方には、同じく矩形板形で下側プレート9に対して略平行に延び、間隙を有して配された上側磁性体コラム11が設けられている。上側磁性体コラム11は下側プレート9及び上側プレート10が移動しているか否かによらず、移動しないように固定されている。上側磁性体コラム11は単位長さあたり20個の凸部11a及び凹部11bが略等間隔で長手方向に設けられている。   Above the upper plate 10, there is provided an upper magnetic column 11 having a rectangular plate shape, extending substantially parallel to the lower plate 9 and arranged with a gap. The upper magnetic column 11 is fixed so as not to move regardless of whether the lower plate 9 and the upper plate 10 are moving. The upper magnetic column 11 is provided with 20 convex portions 11a and concave portions 11b per unit length in the longitudinal direction at substantially equal intervals.

下側プレート9の下方には、同じく矩形板形で下側プレート9に対して略平行に延び、間隙を有して配された下側磁性体コラム12が設けられている。   Below the lower plate 9, there is provided a lower magnetic column 12 that is also a rectangular plate and extends substantially parallel to the lower plate 9 and is disposed with a gap.

下側磁性体コラム12も移動しないように固定されており、下側プレート9及び上側プレート10の単位長さあたりの磁極対の和である、単位長さあたり20個の凸部12a及び凹部12bが略等間隔で長手方向に設けられている。また、下側磁性体コラム12及び上側磁性体コラム11の各々の凸部12a及び11aが対向し、凹部12b及び11bが対向するように配置されている。なお、凸部11a、12a及び凹部11b、12bの単位長さあたりの個数は、下側プレート9及び上側プレート10の各々が有する磁極対の差である8個としてもよい。   The lower magnetic column 12 is also fixed so as not to move, and is the sum of the magnetic pole pairs per unit length of the lower plate 9 and the upper plate 10, and 20 convex portions 12a and concave portions 12b per unit length. Are provided in the longitudinal direction at substantially equal intervals. Further, the convex portions 12a and 11a of the lower magnetic column 12 and the upper magnetic column 11 are opposed to each other, and the concave portions 12b and 11b are opposed to each other. The number of the convex portions 11a, 12a and the concave portions 11b, 12b per unit length may be eight, which is the difference between the magnetic pole pairs of the lower plate 9 and the upper plate 10.

上側プレート10が長手方向に移動した場合、下側プレート9の磁石9a、9b及び上側プレート10の磁石10a、10bの磁気的相互作用により、下側プレート9が長手方向に移動する。なお、本実施の形態における下側プレート9、上側プレート10、上側磁性体コラム11及び下側磁性体コラム12の形状は矩形に限らず、その場合、前述の長手方向とは下側プレート9、上側プレート10が移動する方向を指す。   When the upper plate 10 moves in the longitudinal direction, the lower plate 9 moves in the longitudinal direction due to the magnetic interaction between the magnets 9 a and 9 b of the lower plate 9 and the magnets 10 a and 10 b of the upper plate 10. In addition, the shape of the lower plate 9, the upper plate 10, the upper magnetic column 11, and the lower magnetic column 12 in the present embodiment is not limited to a rectangle, and in this case, the above-described longitudinal direction is the lower plate 9, The direction in which the upper plate 10 moves is indicated.

第4の実施の形態
第4の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る磁気ギア装置は円筒リニア型の磁気ギア装置である。
Fourth Embodiment A fourth embodiment will be described. The magnetic gear device according to the present embodiment is a cylindrical linear magnetic gear device.

図10及び図11は第4の実施の形態に係る磁気ギア装置を示す模式的組立図及び長手方向の断面図である。図10及び図11は、円筒リニア型の磁気ギア装置の単位長さを示している。   10 and 11 are a schematic assembly view and a longitudinal sectional view showing a magnetic gear device according to a fourth embodiment. 10 and 11 show the unit length of a cylindrical linear magnetic gear device.

本実施の形態に係る磁気ギア装置は、N極及びS極の磁石13a、13bからなる磁極対が、中心軸方向に単位長さあたり6個配置された円筒形の内側シリンダ13を備える。磁石13a、13bからなる磁極対は、同一面上で磁極が異なる。即ち磁石13aを構成する部分は外面側がN極に内面側がS極に着磁されており、磁石13bを構成する部分は、外面側がS極に内面側がN極に着磁されている。 The magnetic gear device according to the present embodiment includes a cylindrical inner cylinder 13 in which six magnetic pole pairs including N-pole and S-pole magnets 13a and 13b are arranged per unit length in the central axis direction. The magnetic pole pair composed of the magnets 13a and 13b has different magnetic poles on the same plane. That is, the portion constituting the magnet 13a is magnetized with the N pole on the outer surface and the S pole on the inner surface, and the portion constituting the magnet 13b is magnetized with the S pole on the outer surface and the N pole on the inner surface.

内側シリンダ13の外方には、円筒形で内側シリンダ13に対して略同軸に延び、間隙を有して配された外側シリンダ14が設けられている。外側シリンダ14は厚さ方向に着磁されたN極の磁石及びS極の磁石からなる磁極対が円筒の中心軸方向に沿って単位長さあたり14個配置されている。   Outside the inner cylinder 13 is provided an outer cylinder 14 which is cylindrical and extends substantially coaxially with the inner cylinder 13 and is disposed with a gap. The outer cylinder 14 has 14 magnetic pole pairs made up of N pole magnets and S pole magnets magnetized in the thickness direction per unit length along the central axis direction of the cylinder.

外側シリンダ14の外方には、同じく円筒形で内側シリンダ13に対して略同軸に延び、間隙を有して配された外側磁性体コラム15が設けられている。外側磁性体コラム15は内側シリンダ13及び外側シリンダ14が移動しているか否かによらず、移動しないように固定されている。外側磁性体コラム15に内側シリンダ13及び外側シリンダ14の単位長さあたりの磁極対数の和である単位長さあたり20個の凸部15a及び凹部15bが略等間隔で円筒の中心軸に沿って設けられている。   Outside the outer cylinder 14 is provided an outer magnetic column 15 which is also cylindrical and extends substantially coaxially with the inner cylinder 13 and is disposed with a gap. The outer magnetic column 15 is fixed so as not to move regardless of whether the inner cylinder 13 and the outer cylinder 14 are moving. Twenty convex portions 15a and concave portions 15b per unit length, which is the sum of the number of magnetic pole pairs per unit length of the inner cylinder 13 and the outer cylinder 14, are arranged along the central axis of the cylinder at substantially equal intervals. Is provided.

内側シリンダ13の内方には、同じく円筒形で内側シリンダ13に対して略同軸に間隙を有して配された内側磁性体コラム16が設けられている。   Inside the inner cylinder 13, there is provided an inner magnetic column 16 that is also cylindrical and disposed with a gap substantially coaxial with the inner cylinder 13.

内側磁性体コラム16も移動しないように固定されており、内側シリンダおよび外側シリンダの単位長さあたりの磁極対の和である単位長さあたり20個の凸部16a及び凹部16bが略等間隔で長手方向に設けられている。外側磁性体コラム15及び内側磁性体コラム16の各々の凸部15a及び16aは対向し、凹部15b及び16bも対向するように配置されている。なお、凸部15a、16a及び凹部15b、16bの単位長さあたりの個数は、内側シリンダ13及び外側シリンダ14の各々が有する磁極対の差である8個としてもよい。   The inner magnetic column 16 is also fixed so as not to move, and 20 convex portions 16a and concave portions 16b per unit length, which is the sum of magnetic pole pairs per unit length of the inner cylinder and the outer cylinder, are arranged at substantially equal intervals. It is provided in the longitudinal direction. The convex portions 15a and 16a of the outer magnetic column 15 and the inner magnetic column 16 are arranged to face each other, and the concave portions 15b and 16b are also arranged to face each other. Note that the number of the convex portions 15a, 16a and the concave portions 15b, 16b per unit length may be eight, which is the difference between the magnetic pole pairs of the inner cylinder 13 and the outer cylinder 14.

外側シリンダ14が移動した場合、内側シリンダ13の磁石13a、13b及び外側シリンダ14の磁石14a、14bの磁気的相互作用により、内側シリンダ13が円筒の中心軸に沿って移動する。   When the outer cylinder 14 moves, the inner cylinder 13 moves along the central axis of the cylinder due to the magnetic interaction between the magnets 13a and 13b of the inner cylinder 13 and the magnets 14a and 14b of the outer cylinder 14.

なお、本発明の磁気ギア装置に使用する磁石の材質は特に限定されない。高い伝達トルクを得るためにはNd−Fe−B系の焼結磁石を用いるのが望ましく、渦電流を抑制するために樹脂成形磁石を用いてもよい。なお、第1可動子と第2可動子との磁石材質は異なってもよい。   In addition, the material of the magnet used for the magnetic gear apparatus of this invention is not specifically limited. In order to obtain a high transmission torque, it is desirable to use an Nd—Fe—B based sintered magnet, and a resin molded magnet may be used to suppress eddy current. In addition, the magnet material of a 1st needle | mover and a 2nd needle | mover may differ.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and should not be considered as restrictive. The scope of the present invention is defined not by the above-mentioned meaning but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

1 内側ロータ
2 外側ロータ
3 外側磁性体コラム
4 内側磁性体コラム
5 下側ロータ
6 上側ロータ
7 上側磁性体コラム
8 下側磁性体コラム
9 下側プレート
10 上側プレート
11 上側磁性体コラム
12 下側磁性体コラム
13 内側シリンダ
14 外側シリンダ
15 外側磁性体コラム
16 内側磁性体コラム
1a、1b、2a、2b、5a、5b、6a、6b、9a、9b、10a、10b、13a、13b、14a、14b 磁石
3a、4a、7a、8a、11a、12a、15a、16a 凸部
3b、4b、7b、8b、11b、12b、15b、16b 凹部
3c 中空部
3d 非磁性体
3e 非磁性層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner rotor 2 Outer rotor 3 Outer magnetic material column 4 Inner magnetic material column 5 Lower rotor 6 Upper rotor 7 Upper magnetic material column 8 Lower magnetic material column 9 Lower plate 10 Upper plate 11 Upper magnetic material column 12 Lower magnetic material Body column 13 Inner cylinder 14 Outer cylinder 15 Outer magnetic column 16 Inner magnetic column 1a, 1b, 2a, 2b, 5a, 5b, 6a, 6b, 9a, 9b, 10a, 10b, 13a, 13b, 14a, 14b Magnet
3a, 4a, 7a, 8a, 11a, 12a, 15a, 16a Convex part 3b, 4b, 7b, 8b, 11b, 12b, 15b, 16b Concave part 3c Hollow part 3d Nonmagnetic material 3e Nonmagnetic layer

Claims (11)

特定の方向に沿って磁極対が各々略等間隔で複数配置されており、間隙を有して対向する第1可動子と第2可動子とを備える磁気ギア装置において、
前記第1可動子と間隙を有して対向し、強磁性部が前記第1可動子と対向する一面に配置された第1磁性部及び
前記第2可動子と間隙を有して対向し、強磁性部が前記第2可動子と対向する一面に配置された第2磁性部を備え、
前記第1磁性部の一面及び第2磁性部の一面に、強磁性部と該強磁性部より磁性が弱い弱磁性部とが各々略等間隔で複数配置されている
ことを特徴とする磁気ギア装置。
In a magnetic gear device including a plurality of magnetic pole pairs arranged at substantially equal intervals along a specific direction and having a first mover and a second mover facing each other with a gap,
The first mover is opposed to the first mover with a gap, and the ferromagnetic part is opposed to the first mover with the first magnetic part disposed on one surface facing the first mover, and the second mover is opposed to the first mover , a second magnetic portion ferromagnetic portion are arranged on a surface facing the second movable element,
A magnetic gear characterized in that a plurality of ferromagnetic portions and weak magnetic portions that are weaker than the ferromagnetic portions are arranged at substantially equal intervals on one surface of the first magnetic portion and one surface of the second magnetic portion. apparatus.
前記弱磁性部は軟磁性体に溝又は中空を形成することにより前記強磁性部より磁性を弱くしてある
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気ギア装置。
2. The magnetic gear device according to claim 1, wherein the weak magnetic portion has a magnetism weaker than the ferromagnetic portion by forming a groove or a hollow in a soft magnetic material.
前記第1磁性部の一面及び第2磁性部の一面に配置された前記強磁性部は前記第1可動子及び第2可動子を介して対向するよう構成してある
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の磁気ギア装置。
The first ferromagnetic part and the ferromagnetic part disposed on one surface of the second magnetic part are configured to face each other with the first movable element and the second movable element interposed therebetween. The magnetic gear device according to 1 or 2.
前記第1磁性部及び第2磁性部は移動可能であり、前記第1磁性部及び第2磁性部の強磁性部が対向したまま前記特定の方向に移動するよう構成してある
ことを特徴とする請求項3に記載の磁気ギア装置。
The first magnetic part and the second magnetic part are movable, and are configured to move in the specific direction while the ferromagnetic parts of the first magnetic part and the second magnetic part face each other. The magnetic gear device according to claim 3.
前記第1可動子又は第2可動子は固定可能にしてある
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の磁気ギア装置。
The magnetic gear device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first movable element or the second movable element is fixable.
前記第1可動子及び第2可動子は円筒形であり、
前記第1可動子及び第2可動子には、円周方向に沿って複数の前記磁極対が設けてあり、
前記第1磁性部及び第2磁性部は、円周方向に沿って前記複数の強磁性部及び弱磁性部が設けてあり、
前記特定の方向は、前記第1可動子及び第2可動子の円周方向となるよう構成してある
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の磁気ギア装置。
The first mover and the second mover are cylindrical,
Wherein the first movable element and a second movable element, Yes plurality of said magnetic pole pairs in the circumferential direction is provided,
The first magnetic part and the second magnetic part are provided with the plurality of ferromagnetic parts and weak magnetic parts along a circumferential direction,
The magnetic gear device according to any one of claims 1 to 5, wherein the specific direction is configured to be a circumferential direction of the first movable element and the second movable element.
前記第1可動子及び第2可動子は円板形であり、
前記第1可動子及び第2可動子には、各々放射状に複数の前記磁極対が設けてあり、
前記第1磁性部及び第2磁性部は、放射状に複数の前記強磁性部及び弱磁性部が設けてあり、
前記特定の方向は、前記第1可動子及び第2可動子の円周方向となるよう構成してある
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の磁気ギア装置。
The first mover and the second mover are disk-shaped,
Wherein the first movable element and a second movable element, Yes in each plurality of said magnetic pole pairs radially provided,
The first magnetic part and the second magnetic part are provided with a plurality of ferromagnetic parts and weak magnetic parts radially,
The magnetic gear device according to any one of claims 1 to 5, wherein the specific direction is configured to be a circumferential direction of the first movable element and the second movable element.
前記第1可動子及び第2可動子は移動する方向を同じくする板状であり、
前記第1可動子及び第2可動子は、前記第1可動子及び第2可動子の移動する方向に沿って複数の前記磁極対が設けてあり、
前記第1磁性部及び第2磁性部は、前記第1可動子及び第2可動子の移動する方向に沿って複数の前記強磁性部及び弱磁性部が設けてあり、
前記特定の方向は、前記第1可動子及び第2可動子の移動する方向である
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の磁気ギア装置。
The first mover and the second mover are plate-like in the same moving direction,
The first mover and the second mover are provided with a plurality of the magnetic pole pairs along a direction in which the first mover and the second mover move.
The first magnetic part and the second magnetic part are provided with a plurality of ferromagnetic parts and weak magnetic parts along a direction in which the first and second movers move.
The magnetic gear device according to claim 1, wherein the specific direction is a direction in which the first mover and the second mover move.
前記第1可動子及び第2可動子は円筒形であり、
前記第1可動子及び第2可動子は、前記第1可動子及び第2可動子の中心軸方向に沿って複数の前記磁極対が設けてあり、
前記第1磁性部及び第2磁性部は、前記第1可動子及び第2可動子の中心軸方向に沿った複数の前記強磁性部及び弱磁性部が設けてあり、
前記特定の方向は、前記第1可動子及び第2可動子の中心軸方向である
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の磁気ギア装置。
The first mover and the second mover are cylindrical,
The first movable element and the second movable element are provided with a plurality of the magnetic pole pairs along the central axis direction of the first movable element and the second movable element,
The first magnetic part and the second magnetic part are provided with a plurality of the ferromagnetic parts and weak magnetic parts along the central axis direction of the first and second movers,
The magnetic gear device according to claim 1, wherein the specific direction is a central axis direction of the first mover and the second mover.
前記第1磁性部の一面及び第2磁性部の一面に配置された前記強磁性部の数は、前記第1可動子及び第2可動子の磁極対の数の和若しくは差である
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の磁気ギア装置。
The number of the ferromagnetic portions arranged on one surface of the first magnetic portion and the one surface of the second magnetic portion is the sum or difference of the number of magnetic pole pairs of the first mover and the second mover. The magnetic gear device according to claim 6 or 7.
前記第1磁性部の一面及び第2磁性部の一面に配置された前記強磁性部の所定の単位長さあたりの数は、該所定の単位長さあたりにおける前記第1可動子及び第2可動子の磁極対の数の和若しくは差である
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の磁気ギア装置。
The number of the ferromagnetic portions arranged on one surface of the first magnetic portion and the one surface of the second magnetic portion per predetermined unit length is the first movable element and the second movable portion per the predetermined unit length. The magnetic gear device according to claim 8 or 9, wherein the magnetic gear device is the sum or difference of the number of magnetic pole pairs of the child.
JP2011147630A 2011-07-01 2011-07-01 Magnetic gear device Active JP5817260B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011147630A JP5817260B2 (en) 2011-07-01 2011-07-01 Magnetic gear device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011147630A JP5817260B2 (en) 2011-07-01 2011-07-01 Magnetic gear device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2013017285A JP2013017285A (en) 2013-01-24
JP2013017285A5 JP2013017285A5 (en) 2014-06-05
JP5817260B2 true JP5817260B2 (en) 2015-11-18

Family

ID=47689417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011147630A Active JP5817260B2 (en) 2011-07-01 2011-07-01 Magnetic gear device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5817260B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106549542A (en) * 2016-10-28 2017-03-29 中国石油大学(华东) A kind of high reliability transverse magnetic flux magnetic gear

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6020598B2 (en) * 2013-01-11 2016-11-02 日立金属株式会社 Magnetic gear device
JP6128872B2 (en) * 2013-02-05 2017-05-17 山洋電気株式会社 Power transmission device
KR101462775B1 (en) * 2013-04-18 2014-12-04 한국교통대학교산학협력단 Speed increasing or decreasing device using permanent magnets
KR101282613B1 (en) 2013-04-18 2013-07-12 한국교통대학교산학협력단 Speed increasing or decreasing device using permanent magnets
DE102013213569A1 (en) * 2013-07-11 2015-01-15 Mahle International Gmbh Plant for waste heat utilization of an exhaust system
CN113991968B (en) * 2021-11-03 2023-11-14 大连交通大学 Double-excitation double-modulation disc type permanent magnet gear

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4405701A1 (en) * 1994-02-23 1995-08-24 Philips Patentverwaltung Magnetic gear with several magnetically interacting, relatively movable parts
DE19652490A1 (en) * 1996-12-17 1998-06-18 Philips Patentverwaltung Magnetic gear
JP2003009504A (en) * 2001-06-22 2003-01-10 Ckd Corp Transmission device
GB2457226B (en) * 2008-01-11 2013-01-09 Magnomatics Ltd Drives for sealed systems
JP5051777B2 (en) * 2008-05-16 2012-10-17 国立大学法人大阪大学 Magnetic wave gear device and magnetic transmission speed reducer
JP5177670B2 (en) * 2008-10-29 2013-04-03 国立大学法人大阪大学 Magnetic wave gear device and magnetic transmission speed reducer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106549542A (en) * 2016-10-28 2017-03-29 中国石油大学(华东) A kind of high reliability transverse magnetic flux magnetic gear
CN106549542B (en) * 2016-10-28 2019-05-10 中国石油大学(华东) A kind of high reliability transverse magnetic flux magnetic gear

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013017285A (en) 2013-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5817260B2 (en) Magnetic gear device
JP5108236B2 (en) Rotor for motor
JP6711362B2 (en) Magnetic transmission
JP4432616B2 (en) Axial gap type rotating electrical machine
JP5726386B1 (en) Permanent magnet motor rotor
JP6265569B2 (en) Annular magnetic pole member and magnetic wave gear device
JP2008161018A (en) Axial gap motor
CN103051136A (en) Motor
JP6131691B2 (en) Rotating electric machine
JP5404718B2 (en) Magnetic gear unit
WO2012144386A1 (en) Power generating device
RU2594018C1 (en) Magnetic reducing gear
JP2006304539A (en) Rotor structure of axial gap rotating electric machine
WO2013137252A1 (en) Magnetic gear device
JP5838440B2 (en) Magnet embedded rotor structure
JP2012239327A (en) Permanent magnet motor
JP5389122B2 (en) Magnetic gear unit
JP2006304532A (en) Rotor structure of axial gap rotating electric machine
JP5359452B2 (en) Brushless motor
JP5852418B2 (en) Rotor and motor
JP5373006B2 (en) Hybrid stepping motor
JP6258893B2 (en) Brake device
JP2012107718A (en) Magnetic gear device
WO2022030031A1 (en) Magnetic flux modulation-type magnetic gear
JP2012107719A (en) Magnetic gear device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140418

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140418

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150121

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150206

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150901

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150914

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5817260

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350