JP5817260B2 - Magnetic gear device - Google Patents
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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
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。
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.
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
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
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
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
次に、外側ロータ2の外周側には、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
内側ロータ1の内周側には、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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
3a, 4a, 7a, 8a, 11a, 12a, 15a,
Claims (11)
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.
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.
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.
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.
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、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、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.
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.
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.
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Families Citing this family (6)
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Cited By (2)
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 |
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