JP7317267B1 - rotating device - Google Patents
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Abstract
補強リング自身の剛性を高めることで中間円筒部の剛性を向上させた回転装置を提供する。内側円筒部（１０）、中間円筒部（２０）および外側円筒部（３０）が回転軸（４０）を中心に同心円状に配置された回転装置（１）であって、中間円筒部は、スペーサ（２１）と磁極片（２２）とが周方向に交互に配置された複数の環状部（２３）と、複数の環状部を軸方向に連結する１つまたは複数の補強リング（２４）とを備えており、補強リングの径方向の幅は環状部の径方向の幅よりも大きい。To provide a rotating device in which the rigidity of an intermediate cylindrical portion is improved by increasing the rigidity of a reinforcing ring itself. A rotating device (1) in which an inner cylindrical part (10), an intermediate cylindrical part (20) and an outer cylindrical part (30) are arranged concentrically around a rotating shaft (40), wherein the intermediate cylindrical part is a spacer a plurality of annular portions (23) of circumferentially alternating pole pieces (21) and pole pieces (22); and one or more reinforcing rings (24) axially connecting the annular portions. and the radial width of the reinforcing ring is greater than the radial width of the annulus.
Description
本願は、回転装置に関する。 The present application relates to rotating devices.
内側円筒部、中間円筒部および外側円筒部が同心円状に配置された三重の円筒構造を有する回転装置が知られている。このような回転装置においては、３つの円筒部がそれぞれ固定子または回転子として機能する。例えば、中間円筒部が固定子となり、内側円筒部および外側円筒部が回転子となる回転装置は、磁気ギア装置と呼ばれる。磁気ギア装置は、磁極片が設けられた中間円筒部を介して内側円筒部と外側円筒部との間で回転トルクの伝達が行われる。そのため、磁気ギア装置は、例えば風力発電装置の増速機、自動車の変速機などに適用されている。また、外側円筒部が固定子となり、内側円筒部および中間円筒部が回転子となる回転装置は、磁気ギアード回転電機と呼ばれる。磁気ギアード回転電機においては、磁極片が設けられた中間円筒部が外部の動力で回転されると、磁石が設けられた内側円筒部が所定の増速比で回転する。この磁気ギアード回転電機においては、内側円筒部の回転による磁束変化で、外側円筒部に設けられたコイルに電流が発生する。そのため、磁気ギアード回転電機は、例えば風力発電装置の発電機などに適用されている。 A rotary device having a triple cylindrical structure in which an inner cylindrical portion, an intermediate cylindrical portion, and an outer cylindrical portion are concentrically arranged is known. In such a rotating device, each of the three cylinders functions as a stator or rotor. For example, a rotating device in which an intermediate cylindrical portion serves as a stator and inner and outer cylindrical portions serve as rotors is called a magnetic gear device. In the magnetic gear device, rotational torque is transmitted between the inner cylindrical portion and the outer cylindrical portion via the intermediate cylindrical portion provided with the magnetic pole pieces. Therefore, the magnetic gear device is applied to, for example, a gearbox of a wind power generator, a transmission of an automobile, and the like. A rotating device in which an outer cylindrical portion serves as a stator and an inner cylindrical portion and an intermediate cylindrical portion serve as rotors is called a magnetically geared electric rotating machine. In a magnetically geared rotating electrical machine, when the intermediate cylindrical portion provided with magnetic pole pieces is rotated by external power, the inner cylindrical portion provided with magnets rotates at a predetermined speed increasing ratio. In this magnetically geared rotating electric machine, a current is generated in the coil provided on the outer cylindrical portion due to the change in magnetic flux caused by the rotation of the inner cylindrical portion. Therefore, the magnetically geared rotary electric machine is applied, for example, to a generator of a wind turbine generator.
三重の円筒構造を有する回転装置においては、内側円筒部と外側円筒部との間の磁気的な結合を強くするために中間円筒部の径方向の幅は小さくなっている。また、中間円筒部は、周方向に配置された磁極片を有している。この磁極片は電磁鋼板などの磁性体を軸方向に積層した構造である。中間円筒部が固定子となる磁気ギア装置においては、中間円筒部の磁極片には径方向に電磁力が作用すると共に自重による重力が作用する。また、中間円筒部が回転子となる磁気ギアード回転電機においては、中間円筒部の磁極片には径方向に電磁力が作用すると共に自重による重力および回転による遠心力が作用する。そのため、中間円筒部には、磁極片に作用する電磁力および自重による重力などによって変形しない剛性が求められる。 In a rotary device having a triple cylindrical structure, the radial width of the intermediate cylindrical portion is reduced in order to strengthen the magnetic coupling between the inner cylindrical portion and the outer cylindrical portion. The intermediate cylindrical portion also has circumferentially arranged pole pieces. This magnetic pole piece has a structure in which magnetic bodies such as electromagnetic steel sheets are laminated in the axial direction. In a magnetic gear device in which the intermediate cylindrical portion serves as a stator, the magnetic pole pieces of the intermediate cylindrical portion are subjected to radial electromagnetic force and gravitational force due to their own weight. In a magnetically geared rotating electrical machine in which an intermediate cylindrical portion serves as a rotor, electromagnetic force acts on the magnetic pole pieces of the intermediate cylindrical portion in the radial direction, as well as gravity due to its own weight and centrifugal force due to rotation. For this reason, the intermediate cylindrical portion is required to have rigidity that does not deform due to the electromagnetic force acting on the pole piece and the gravitational force due to its own weight.
このような問題に対処した従来の回転装置として、周方向に交互に配置された連結部材と磁極片とが補強リングを介して軸方向に締結された中間円筒部を備えた回転装置がある。補強リングは、連結部材と共に中間円筒部の両端に配置された端板に貫通ボルトで連結されている。この回転装置においては、補強リングの外周部に径方向外側から連結部材および磁極片に接触する突出部が設けられている。このような突出部を設けることで、連結部材および磁極片に径方向外向きの遠心力が作用しても補強リングに設けられた突出部を介してその遠心力を端板に伝達することができる。その結果、中間円筒部の剛性を高めることができる（例えば、特許文献１参照）。
As a conventional rotating device that addresses such a problem, there is a rotating device that includes an intermediate cylindrical portion in which connecting members and magnetic pole pieces that are alternately arranged in the circumferential direction are axially fastened via a reinforcing ring. The reinforcing ring is connected to end plates arranged at both ends of the intermediate cylindrical portion with through bolts together with connecting members. In this rotating device, the outer peripheral portion of the reinforcing ring is provided with protrusions that come into contact with the connecting member and the magnetic pole pieces from the radially outer side. By providing such protrusions, even if a radially outward centrifugal force acts on the coupling member and the magnetic pole pieces, the centrifugal force can be transmitted to the end plate via the protrusions provided on the reinforcing ring. can. As a result, the rigidity of the intermediate cylindrical portion can be increased (see
しかしながら従来の回転装置においては、補強リングの径方向の幅が連結部材および磁極片の径方向の幅と同じであるため、補強リング自身の剛性が低いという問題があった。 However, in the conventional rotary device, since the radial width of the reinforcing ring is the same as the radial width of the connecting member and the magnetic pole piece, there is a problem that the rigidity of the reinforcing ring itself is low.
本願は上述のような課題を解決するためになされたもので、補強リング自身の剛性を高めることで中間円筒部の剛性を向上させた回転装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present application is to solve the above-described problems, and to provide a rotating device in which the rigidity of the intermediate cylindrical portion is improved by increasing the rigidity of the reinforcing ring itself.
本願の回転装置は、内側円筒部、中間円筒部および内側円筒部と相対的に回転する外側円筒部が回転軸を中心に同心円状に配置された回転装置であって、中間円筒部は、スペーサと磁極片とが周方向に交互に配置された複数の環状部と、複数の環状部を軸方向に連結する１つまたは複数の補強リングとを備えており、補強リングの径方向の幅が環状部の径方向の幅よりも大きく設定されている。
The rotating device of the present application is a rotating device in which an inner cylindrical portion, an intermediate cylindrical portion, and an outer cylindrical portion that rotates relative to the inner cylindrical portion are arranged concentrically around a rotation axis, and the intermediate cylindrical portion is a spacer. and a plurality of annular portions in which magnetic pole pieces are alternately arranged in the circumferential direction, and one or more reinforcing rings axially connecting the plurality of annular portions, wherein the radial width of the reinforcing rings is It is set larger than the radial width of the annular portion.
本願の回転装置は、補強リングの径方向の幅が環状部の径方向の幅よりも大きく設定されているので、補強リング自身の剛性を高めることができ、中間円筒部の剛性を向上させることができる。 In the rotating device of the present application, since the radial width of the reinforcing ring is set larger than the radial width of the annular portion, the rigidity of the reinforcing ring itself can be increased, and the rigidity of the intermediate cylindrical portion can be improved. can be done.
以下、本願を実施するための実施の形態に係る回転装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一もしくは相当部分を示している。 Hereinafter, rotating devices according to embodiments for carrying out the present application will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.
実施の形態１．
図１および図２は、実施の形態１に係る回転装置の断面図である。図１は、回転装置１の回転軸と直交する面の断面図である。図２は、回転装置１の回転軸と平行な面の断面図である。本実施の形態において、回転装置１は磁気ギア装置である。本実施の形態の回転装置１は、内側円筒部１０と、この内側円筒部１０の外周側にギャップを挟んで配置された中間円筒部２０と、この中間円筒部２０の外周側にギャップを挟んで配置された外側円筒部３０とを備えている。内側円筒部１０、中間円筒部２０および外側円筒部３０は、回転軸４０を中心に同心円状に配置されている。なお、図１および図２において、内側円筒部１０、中間円筒部２０および外側円筒部３０を内部に収納するケースなどは省略されている。
1 and 2 are cross-sectional views of a rotating device according to
回転軸４０は円柱形状である。回転軸４０と平行な方向を軸方向、回転軸４０と直交する方向を径方向、回転軸が回転する方向を周方向と称する。また、内径側とは径方向において回転軸４０に近づく方向であり、外径側とは径方向において回転軸４０から遠ざかる方向である。
The rotating
内側円筒部１０は、内側円筒コア１１と、内側円筒コア１１の外周面に周方向に並んで配置された内側円筒磁石１２とを有している。内側円筒コア１１は、回転軸４０に締結されている。内側円筒磁石１２は永久磁石である。また、内側円筒磁石１２は、周方向にＳ極とＮ極とが交互に配置されており、かつ軸方向に分割されている。内側円筒コア１１は、例えば軸方向に積層された電磁鋼板などの磁性体で構成されている。
The inner
中間円筒部２０は、スペーサ２１と磁極片２２とが周方向に交互に配置されて構成された複数の環状部２３と、複数の環状部２３を軸方向に連結する補強リング２４とを有している。また、中間円筒部２０は、軸方向の両端に端板２５を有している。この端板２５は、回転軸４０と軸受２６を介して接続されている。磁極片２２は、例えば軸方向に積層された電磁鋼板などの磁性体で構成されている。スペーサ２１、補強リング２４および端板２５は、例えばオーステナイト系ステンレス鋼、アルミニウムまたは樹脂などの非磁性体で構成されている。
The intermediate
外側円筒部３０は、円筒形状の外側円筒コア３１と、外側円筒コア３１の内周面に周方向に並んで配置された外側円筒磁石３２とを有している。外側円筒磁石３２は永久磁石である。また、外側円筒磁石３２は、周方向にＳ極とＮ極とが交互に配置されている。外側円筒コア３１は、例えば軸方向に積層された電磁鋼板などの磁性体で構成されている。
The outer
図３は、本実施の形態の回転装置１を分解して示した斜視図である。なお、図３において、中間円筒部２０の端板２５および軸受２６は省略されている。本実施の形態の回転装置１において、内側円筒磁石１２は、周方向に１４個、軸方向に４個に分割されている。ただし、内側円筒磁石１２は、軸方向には必ずしも分割されてなくてもよい。また、中間円筒部２０の磁極片２２は、周方向に２４個に分割されている。また、中間円筒部２０は、４個の環状部２３が３個の補強リング２４で連結されている。さらに、外側円筒磁石３２は、周方向に１８個に分割されている。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the
本実施の形態の回転装置１は磁気ギア装置である。そのため、中間円筒部２０が固定子であり、内側円筒部１０および外側円筒部３０が回転子である。したがって、内側円筒部１０は、回転軸４０と共に回転する。外側円筒部３０と内側円筒部１０とは相対的に回転する。中間円筒部２０は、端板２５を介してケースなどに固定されている。図示されていないが、外側円筒部３０は、軸受を介して回転軸４０に対して回転可能に支持されている。例えば、内側円筒部１０が外部の動力で回転されると、中間円筒部２０の磁極片２２を介して内側円筒磁石１２と外側円筒磁石３２との間で引力および斥力が働く。この内側円筒磁石１２と外側円筒磁石３２との間で働く引力および斥力によって、内側円筒部１０の回転トルクが外側円筒部３０の回転トルクに伝達される。
The
磁気ギア装置において、内側円筒部１０および外側円筒部３０が回転しているときに、中間円筒部２０には内側円筒磁石１２および外側円筒磁石３２の磁力によって径方向に電磁力が作用する。また、風力発電装置の増速機として磁気ギア装置が用いられる場合、中間円筒部２０の外径は１０ｍ以上となり、環状部２３の径方向の厚さも約４０ｍｍとなる。そのため、中間円筒部２０には自重による重力の作用も無視できなくなる。その結果、中間円筒部２０は、電磁力および重力によって変形する可能性がある。とくに中間円筒部２０の軸方向の両端は端板で固定されているため変形しにくいが、軸方向の中央部は径方向に変形し易い。
In the magnetic gear device, when the inner
本実施の形態の回転装置においては、図２および図３に示すように、補強リング２４の径方向の幅が環状部２３の径方向の幅よりも大きくなっている。そのため、補強リング２４自身の剛性を高めることができ、結果として中間円筒部２０の剛性を向上させることができる。
In the rotating device of the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the radial width of the reinforcing
図２に示すように、中間円筒部２０の補強リング２４の内径側端部が内側円筒部１０の内側円筒磁石１２の外径側端部よりも内径側に位置することが好ましい。このような構成とすることで、内側円筒部１０の内側円筒磁石１２と中間円筒部２０の磁極片２２との間のギャップが小さくなり、補強リング２４の剛性を高めると同時にトルクの変換効率の低下を防ぐことができる。
As shown in FIG. 2, it is preferable that the inner diameter end of the reinforcing
図３は、補強リング２４の内周面の直径が均一な形状を示しているが、補強リング２４の内周面の直径は必ずしも均一でなくてもよい。環状部２３の磁極片２２には電磁力と自重とが作用し、スペーサ２１には自重が作用する。そのため、補強リング２４は、スペーサ２１と接する位置よりも磁極片２２と接する位置の方が大きな負荷を受ける。補強リング２４において、磁極片２２と接する位置における内周面の直径をスペーサ２１と接する位置における内周面の直径よりも小さい構造にすることで、補強リング２４の体積増加を抑制した上で中間円筒部２０の剛性を高めることができる。すなわち、環状部２３の磁極片２２と接する部分の補強リング２４の径方向の幅を、環状部２３のスペーサ２１と接する部分の補強リング２４の径方向の幅よりも大きくすることで、中間円筒部２０の剛性を高めることができる。
Although FIG. 3 shows a shape in which the diameter of the inner peripheral surface of the reinforcing
なお、本実施の形態の回転装置においては、回転子である内側円筒部と回転軸とが締結されている。これと異なる構成として、固定子である中間円筒部と回転軸とが締結され、回転子である内側円筒部が軸受を介して回転軸に接続されていてもよい。この場合、回転軸は回転せず固定された状態となる。また、本実施の形態の回転装置において、中間円筒部２０は補強リング２４を３つ備えているが、１つ以上備えていればよい。
In addition, in the rotating device of the present embodiment, the inner cylindrical portion, which is the rotor, and the rotating shaft are fastened. As a different configuration, the intermediate cylindrical portion that is the stator and the rotating shaft may be fastened together, and the inner cylindrical portion that is the rotor may be connected to the rotating shaft via a bearing. In this case, the rotating shaft is in a fixed state without rotating. Further, in the rotating device of the present embodiment, the intermediate
実施の形態２．
図４および図５は、実施の形態２に係る回転装置の断面図である。図４は、回転装置１の回転軸と直交する面の断面図である。図５は、回転装置の回転軸と平行な面の断面図である。本実施の形態において、回転装置１は磁気ギアード回転電機である。本実施の形態の回転装置１は、内側円筒部１０と、この内側円筒部１０の外周側にギャップを挟んで配置された中間円筒部２０と、この中間円筒部２０の外周側にギャップを挟んで配置された外側円筒部３０とを備えている。内側円筒部１０、中間円筒部２０および外側円筒部３０は、回転軸４０を中心に同心円状に配置されている。なお、図４および図５において、内側円筒部１０、中間円筒部２０および外側円筒部３０を内部に収納するケースなどは省略されている。Embodiment 2.
4 and 5 are cross-sectional views of a rotating device according to Embodiment 2. FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of a plane orthogonal to the rotating shaft of the
内側円筒部１０および中間円筒部２０の構成は、実施の形態１の回転装置と同様な構成である。外側円筒部３０は、円筒形状の外側円筒コア３１と、外側円筒磁石３２と、外側円筒コイル３３とを有している。外側円筒コア３１は、円筒形状のコアバックから内径側に突出する複数のティース３１ａを有している。複数のティース３１ａ同士の間にはスロットが形成されている。外側円筒コイル３３は、このスロットを利用してティース３１ａに巻き回されている。外側円筒磁石３２は、外側円筒コイル３３の内径側のスロット内に配置されている。
The configurations of the inner
図６は、本実施の形態の回転装置１を分解して示した斜視図である。なお、図６において、中間円筒部２０の端板２５および軸受２６は省略されている。また、煩雑を避けるために、図６において、外側円筒コイル３３も省略されている。本実施の形態の回転装置１において、内側円筒磁石１２は、周方向に１４個、軸方向に４個に分割されている。また、中間円筒部２０の磁極片２２は、周方向に２４個に分割されている。また、中間円筒部２０は、４個の環状部２３が３個の補強リング２４で連結されている。さらに、外側円筒磁石３２および外側円筒コイル３３は、周方向にそれぞれ１８個配置されている。
FIG. 6 is an exploded perspective view of the
本実施の形態の回転装置１は磁気ギアード回転電機である。そのため、外側円筒部３０が固定子であり、内側円筒部１０が高速回転子であり、中間円筒部２０が低速回転子である。したがって、内側円筒部１０は、回転軸４０と共に回転する、中間円筒部２０は、軸受２６を介して回転軸４０に対して回転可能に支持されている。図示されていないが、外側円筒部３０は、ケースに固定されている。例えば、中間円筒部２０が外部の動力で回転されると、中間円筒部２０の磁極片２２を介して内側円筒磁石１２と外側円筒磁石３２との間で引力および斥力が働く。この内側円筒磁石１２と外側円筒磁石３２との間で働く引力および斥力によって、中間円筒部２０の回転トルクが内側円筒部１０の回転トルクに伝達される。
The
磁気ギアード回転電機において、中間円筒部２０が回転しているときに、中間円筒部２０には内側円筒磁石１２および外側円筒磁石３２の磁力によって径方向に電磁力が作用する。また、中間円筒部２０には遠心力も作用する。さらに、中間円筒部２０が大型の場合、自重による重力の作用も無視できなくなる。その結果、中間円筒部２０は、電磁力、遠心力および重力によって変形する可能性がある。とくに中間円筒部２０の軸方向の両端は端板で固定されているため変形しにくいが、軸方向の中央部は径方向に変形し易い。
In the magnetically geared rotating electrical machine, when the intermediate
本実施の形態の回転装置においては、図５および図６に示すように、補強リング２４の径方向の幅が環状部２３の径方向の幅よりも大きくなっている。そのため、補強リング２４自身の剛性を高めることができ、結果として中間円筒部２０の剛性を向上させることができる。
In the rotating device of the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the radial width of the reinforcing
図５に示すように、中間円筒部２０の補強リング２４の内径側端部が内側円筒部１０の内側円筒磁石１２の外径側端部よりも内径側に位置することが好ましい。このような構成とすることで、内側円筒部１０の内側円筒磁石１２と中間円筒部２０の磁極片２２との間のギャップが小さくなり、補強リング２４の剛性を高めると同時に回転変換効率の低下を防ぐことができる。なお、本実施の形態の回転装置において、中間円筒部２０は補強リング２４を３つ備えているが、１つ以上備えていればよい。
As shown in FIG. 5, it is preferable that the inner diameter side end of the reinforcing
実施の形態３．
図７は、実施の形態３に係る回転装置の断面図である。図７は、回転装置の回転軸と平行な面の断面図である。本実施の形態の回転装置１は、磁気ギア装置として説明する。そのため、本実施の形態の回転装置の基本的な構成は、実施の形態１の回転装置の構成と同様である。Embodiment 3.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a rotating device according to Embodiment 3. FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of a plane parallel to the rotation axis of the rotating device. The
図７に示すように、本実施の回転装置１においては、内側円筒部１０の内側円筒コア１１の全周に渡って切り欠き部１１ａが形成されている。この切り欠き部１１ａは、中間円筒部２０の補強リング２４と対向する位置に形成されている。また、内側円筒磁石１２は、切り欠き部１１ａに対応して軸方向に４つに分割されている。補強リング２４は、この切り欠き部１１ａの内壁から離間して配置されている。そのため、中間円筒部２０の補強リング２４の内径側端部は、内側円筒コア１１の外径側端部よりも内径側に位置することができる。その結果、補強リング２４の径方向の幅をさらに大きくすることができる。
As shown in FIG. 7, in the
このように構成された回転装置においては、補強リング２４の径方向の幅をさらに大きくすることができるので、補強リング２４自身の剛性をさらに高めることができ、結果として中間円筒部２０の剛性をさらに向上させることができる。
In the rotating device configured as described above, the radial width of the reinforcing
なお、本実施の形態の回転装置において、中間円筒部２０は補強リング２４を３つ備えているが、１つ以上備えていればよい。また、本実施の形態の回転装置は磁気ギア装置として説明したが、磁気ギアード回転電機であっても同様な効果が得られる。
In addition, in the rotating device of the present embodiment, the intermediate
実施の形態４．
図８は、実施の形態４に係る回転装置の断面図である。図８は、回転装置の回転軸と平行な面の断面図である。本実施の形態の回転装置の基本的な構成は、実施の形態３の回転装置の構成と同様である。Embodiment 4.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a rotating device according to Embodiment 4. FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of a plane parallel to the rotation axis of the rotating device. The basic configuration of the rotation device of this embodiment is the same as that of the rotation device of the third embodiment.
図８に示すように、本実施の回転装置１においては、内側円筒部１０の内側円筒コア１１の全周に渡って切り欠き部１１ａが形成されている。この切り欠き部１１ａは、中間円筒部２０の補強リング２４と対向する位置に形成されている。また、内側円筒磁石１２は、切り欠き部１１ａに対応して軸方向に４つに分割されている。補強リング２４は、この切り欠き部１１ａの内壁から離間して配置されている。そのため、中間円筒部２０の補強リング２４の内径側端部は、内側円筒コア１１の外径側端部よりも内径側に位置することができる。その結果、補強リング２４の径方向の幅をさらに大きくすることができる。
As shown in FIG. 8, in the
また、本実施の回転装置１においては、中間円筒部２０は補強リング２４を３つ備えている。そして、軸方向の中央側に位置する補強リング２４の径方向の幅を、軸方向の端部側に位置する補強リング２４の径方向の幅よりも小さくしている。そのため、中間円筒部２０の軸方向の質量分布は中央側よりも端部側の方が大きくなる。
Further, in the
中間円筒部２０は、軸方向の両端は端板２５で固定されている。そのため、中間円筒部２０の重力に起因する変形は、軸方向の中央部が大きくなる。本実施の形態の回転装置においては、中間円筒部２０の軸方向の質量分布が中央側よりも端部側の方が大きくなっているので、重力に起因する中間円筒部２０の中央部の変形を小さくすることができる。
The intermediate
なお、本実施の形態の回転装置において、中間円筒部２０は補強リング２４を３つ備えているが、４つ以上備えていてもよい。また、本実施の形態の回転装置は磁気ギア装置として説明したが、磁気ギアード回転電機であっても同様な効果が得られる。
In addition, in the rotating device of the present embodiment, the intermediate
実施の形態５．
図９は、実施の形態５に係る回転装置の断面図である。図９は、回転装置の回転軸と平行な面の断面図である。本実施の形態の回転装置の基本的な構成は、実施の形態３の回転装置の構成と同様である。Embodiment 5.
9 is a cross-sectional view of a rotating device according to Embodiment 5. FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of a plane parallel to the rotation axis of the rotating device. The basic configuration of the rotation device of this embodiment is the same as that of the rotation device of the third embodiment.
図９に示すように、本実施の回転装置１においては、内側円筒部１０の内側円筒コア１１の全周に渡って切り欠き部１１ａが形成されている。この切り欠き部１１ａは、中間円筒部２０の補強リング２４と対向する位置に形成されている。また、内側円筒磁石１２は、切り欠き部１１ａに対応して軸方向に４つに分割されている。補強リング２４は、この切り欠き部１１ａの内壁から離間して配置されている。そのため、中間円筒部２０の補強リング２４の内径側端部は、内側円筒コア１１の外径側端部よりも内径側に位置することができる。その結果、補強リング２４の径方向の幅をさらに大きくすることができる。
As shown in FIG. 9, in the
また、本実施の回転装置１においては、中間円筒部２０は補強リング２４を３つ備えている。そして、軸方向の端部側に位置する補強リング２４と端板２５との間の長さＬ１とし、軸方向の中央側に位置する補強リング２４同士の間の長さをＬ２とすると、Ｌ１はＬ２よりも小さくなっている。言い換えると、軸方向の端部側に位置する環状部２３の軸方向の幅は、軸方向の中央側に位置する環状部２３の軸方向の幅よりも小さくなっている。そのため、中間円筒部２０の軸方向の質量分布は中央側よりも端部側の方が大きくなる。
Further, in the
中間円筒部２０は、軸方向の両端は端板２５で固定されている。そのため、中間円筒部２０の重力に起因する変形は、軸方向の中央部が大きくなる。本実施の形態の回転装置においては、中間円筒部２０の軸方向の質量分布が中央側よりも端部側の方が大きくなっているので、重力に起因する中間円筒部２０の中央部の変形を小さくすることができる。
The intermediate
なお、本実施の形態の回転装置において、中間円筒部２０は補強リング２４を３つ備えているが、２つ以上備えていればよい。また、本実施の形態の回転装置は磁気ギア装置として説明したが、磁気ギアード回転電機であっても同様な効果が得られる。
In addition, in the rotation device of the present embodiment, the intermediate
実施の形態６．
図１０は、実施の形態６に係る回転装置の断面図である。図１０は、回転装置の回転軸と平行な面の断面図である。本実施の形態の回転装置の基本的な構成は、実施の形態３の回転装置の構成と同様である。Embodiment 6.
10 is a cross-sectional view of a rotating device according to Embodiment 6. FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of a plane parallel to the rotation axis of the rotating device. The basic configuration of the rotation device of this embodiment is the same as that of the rotation device of the third embodiment.
図１０に示すように、本実施の回転装置１においては、内側円筒部１０の内側円筒コア１１の全周に渡って切り欠き部１１ａが形成されている。この切り欠き部１１ａは、中間円筒部２０の補強リング２４と対向する位置に形成されている。また、内側円筒磁石１２は、切り欠き部１１ａに対応して軸方向に４つに分割されている。補強リング２４は、この切り欠き部１１ａの内壁から離間して配置されている。そのため、中間円筒部２０の補強リング２４の内径側端部は、内側円筒コア１１の外径側端部よりも内径側に位置することができる。その結果、補強リング２４の径方向の幅をさらに大きくすることができる。
As shown in FIG. 10, in the
また、本実施の回転装置１においては、切り欠き部１１ａの軸方向の幅は、補強リング２４が内側円筒コア１１に接触しないように十分大きく設定されている。しかし、切り欠き部１１ａの幅に合わせて内側円筒磁石１２の軸方向の幅を小さくすると、磁気ギア装置としてのトルク伝達効率が低下する。
Further, in the
本実施の回転装置１においては、内側円筒磁石１２同士の軸方向の隙間の幅を切り欠き部１１ａの幅よりも小さくしている。そして、補強リング２４の軸方向の厚さは、内側円筒磁石１２と軸方向に対向する位置において最も小さく設定されている。
In the
このように構成された回転装置においては、補強リング２４と内側円筒コア１１および内側円筒磁石１２との軸方向の隙間を大きくすることができるので、補強リング２４と内側円筒部１０との接触を防ぐことができる。また、内側円筒磁石１２の軸方向の幅を小さくする必要がないため、磁気ギア装置としてのトルク伝達効率の低下を防ぐことができる。
In the rotating device configured in this manner, the axial gap between the reinforcing
なお、本実施の形態の回転装置において、中間円筒部２０は補強リング２４を３つ備えているが、１つ以上備えていればよい。また、本実施の形態の回転装置は磁気ギア装置として説明したが、磁気ギアード回転電機であっても同様な効果が得られる。
In addition, in the rotating device of the present embodiment, the intermediate
また、実施の形態３から６の回転装置において、内側円筒コアに切り欠き部を設けて補強リングの内径側端部が内側円筒コアの外径側端部よりも内径側に位置するように構成している。別の構成として、内側円筒コアに切り欠き部を設ける替わりに内側円筒コアを軸方向に複数に分割した分割コアで構成してもよい。 Further, in the rotating devices of Embodiments 3 to 6, a notch is provided in the inner cylindrical core so that the inner diameter side end of the reinforcing ring is located on the inner diameter side of the outer diameter side end of the inner cylindrical core. are doing. As another configuration, instead of providing the notch portion in the inner cylindrical core, the inner cylindrical core may be composed of split cores obtained by splitting the inner cylindrical core into a plurality of pieces in the axial direction.
本願は、様々な例示的な実施の形態が記載されているが、１つまたは複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
したがって、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。Although this application describes various exemplary embodiments, the various features, aspects, and functions described in one or more embodiments are limited to the application of particular embodiments. can be applied to the embodiments alone or in various combinations.
Therefore, countless modifications not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed in the present application. For example, modification, addition or omission of at least one component, extraction of at least one component, and combination with components of other embodiments shall be included.
１ 回転装置、１０ 内側円筒部、１１ 内側円筒コア、１１ａ 切り欠き部、１２ 内側円筒磁石、２０ 中間円筒部、２１ スペーサ、２２ 磁極片、２３ 環状部、２４ 補強リング、２５ 端板、２６ 軸受、３０ 外側円筒部、３１ 外側円筒コア、３１ａ ティース、３２ 外側円筒磁石、３３ 外側円筒コイル、４０ 回転軸。
1 rotating
Claims (14)
前記中間円筒部は、スペーサと磁極片とが周方向に交互に配置された複数の環状部と、複数の前記環状部を軸方向に連結する１つまたは複数の補強リングとを備えており、前記補強リングの径方向の幅は前記環状部の径方向の幅よりも大きいことを特徴とする回転装置。 A rotating device in which an inner cylindrical portion, an intermediate cylindrical portion, and an outer cylindrical portion that rotates relative to the inner cylindrical portion are arranged concentrically around a rotation axis,
the intermediate cylindrical portion includes a plurality of annular portions in which spacers and pole pieces are alternately arranged in the circumferential direction, and one or more reinforcing rings axially connecting the plurality of annular portions; The rotating device, wherein the radial width of the reinforcing ring is larger than the radial width of the annular portion.
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-
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- 2022-04-14 WO PCT/JP2022/017773 patent/WO2023199460A1/en active Application Filing
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