JP7409882B2 - 磁界発生装置、及び、磁気歯車 - Google Patents

Description

本開示は、磁界発生装置、及び、当該磁界発生装置を備える磁気歯車に関する。

歯車装置の一種として、磁石の吸引力及び反発力を利用し、非接触でトルクや運動を伝達することにより、歯の接触により生じる摩耗、振動、騒音等の問題を回避できるようにした磁気歯車がある。この磁気歯車のうち磁束変調型（高調波型）磁気歯車は、同心円状（同軸）に配置された内周側の磁石界磁及び外周側の磁石界磁と、これら２つの磁石界磁の間にそれぞれ隙間（エアギャップ）を設けつつ配置され、周方向に交互に配列される複数の磁極片（ポールピース）及び複数の非磁性体を有する磁極片装置を備える。そして、上記の２つの磁石界磁の有する磁石の磁束が上記の各磁極片により変調されることで高調波磁束が生じ、この高調波磁束に上記の２つの磁石界磁がそれぞれ同期することで、磁束変調型磁気歯車は動作する。

このような磁気歯車では、トルク密度を高めるために、これら２つの磁石界磁にハルバッハ磁石配列を採用することで、漏れ磁束を低減することが有効である。ハルバッハ磁石配列は、隙間に対向配置される支持部材の支持面上に、支持面に直交する磁化方向を有する第１磁石（径方向磁化磁石）と、支持面に平行な磁化方向を有する第２磁石（周方向磁化磁石）とを、支持面に沿って交互に配置することによって構成される。

ハルバッハ磁石配列では、磁化方向が異なる磁石同士が隣接配置されるため、外部減磁界によって動作点が下がってしまう。またコイルの発熱や雰囲気温度上昇などの影響によって磁石の保磁力が低下する熱減磁が生じることがある。このような熱減磁は、減磁量を増加させ、外部減磁界によって下がった動作点を更に下げてしまう。これに対して特許文献１では、支持面に平行な磁化方向を有する磁化磁石（周方向磁化磁石）が熱減磁の影響を受けやすいことに着目して、当該磁化磁石のギャップ近傍に、重希土類のＤｙ（ジスプロシウム）、Ｔｂ（テルビウム）のいずれかを添加することで、保磁力（熱減磁特性）を向上することが提案されている。

特許第５３７０９１２号公報

上記特許文献１では、熱減磁しやすい周方向磁化磁石のギャップ近傍に重希土類Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｔｂ（テルビウム）を添加することで減磁量を抑制している。しかしながら、このような重希土類は高価な材料であり、生産コストが高くなってしまう。

本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みてなされたものであり、低コストで、減磁量を抑制することで磁界を高めることが可能な磁界発生装置、及び、当該磁界発生装置を備える磁気歯車を提供することを目的とする。

本開示の少なくとも一実施形態に係る磁界発生装置は、上記課題を解決するために、
隙間に対向配置される支持部材上に複数の磁石を備える磁界発生装置であって、
前記複数の磁石は、
前記支持部材の支持面に対して直交する磁化方向を有する第１磁石と、
前記支持面に対して平行な磁化方向を有する第２磁石と、
を含み、
前記第１磁石及び前記第２磁石は、前記支持面に沿って交互に配置されるハルバッハ磁石配列を構成し、
前記第１磁石又は前記第２磁石の一方は、前記支持面に直交する第１寸法が前記第１磁石又は第２磁石の一方の他方より小さく、前記隙間側から見て凹状に形成される。

本開示の少なくとも一実施形態に係る磁界発生装置は、上記課題を解決するために、
隙間に対向配置される支持部材上に複数の磁石を備える磁界発生装置であって、
前記複数の磁石は、
前記支持部材の支持面に対して直交する磁化方向を有する第１磁石と、
前記支持面に対して平行な磁化方向を有する第２磁石と、
を含み、
前記第１磁石及び前記第２磁石は、前記支持面に沿って交互に配置されるハルバッハ磁石配列を構成し、
前記第２磁石は、前記支持面に平行な第２寸法が前記第１磁石より大きい。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、低コストで、減磁量を抑制することで磁界を高めることが可能な磁界発生装置、及び、当該磁界発生装置を備える磁気歯車を提供できる。

本発明の一実施形態に係る磁気歯車の径方向に沿った断面の模式図である。 図１に示す磁気歯車の断面の一部を概略的に示す拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る磁気歯車の軸方向に沿った断面の模式図である。 図２の外径側磁石界磁が有する磁界発生装置について、各磁石の磁化方向を示す模式図である。 図４の比較例である。 図４の第１磁石の第１寸法に対する第２磁石の第１寸法の寸法比と、減磁率との関係の検証結果である。 図４の第１変形例である。 図４の第２変形例である。 図４の第３変形例である。 図９の第１磁石の第２寸法に対する第２磁石の第２寸法の寸法比と、磁気歯車の最大伝達トルクとの関係の検証結果である。 図４の第４変形例である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

（磁気歯車９の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る磁気歯車９の径方向ｃに沿った断面の模式図である。図２は、図１に示す磁気歯車９の断面の一部を概略的に示す拡大断面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る磁気歯車９の軸方向ｂに沿った断面の模式図である。

磁気歯車９は、磁石による吸引力および反発力を利用して、非接触でトルクを伝達する機構を有する装置である。図１～図３に示す磁気歯車９は、磁束変調型（高調波型）であり、図示されるように、全体として円筒状（環状。以下同様）の形状を有する外径側磁石界磁５（アウターロータ）と、全体として円筒状あるいは円柱状の形状を有する内径側磁石界磁７（インナーロータ）と、全体として円筒状の形状を有する磁極片装置１０（センターロータ）とが同軸上に、互いに径方向ｃ（半径方向）に一定距離の隙間Ｇ（エアギャップ）を空けて配置された構造を有する。すなわち、外径側磁石界磁５は、内径側磁石界磁７に対して径方向外側（外径側）に配置される。また、磁極片装置１０は、外径側磁石界磁５と内径側磁石界磁７との間に配置される。そして、これらの外径側磁石界磁５、内径側磁石界磁７及び磁極片装置１０は同心状に配置される。

また、上記の外径側磁石界磁５及び内径側磁石界磁７は、図２に示すように、磁気歯車９の径方向ｃに沿って切断した断面（以下、径方向断面）において周方向ａに沿って配置された複数の磁石２を有する磁界発生装置１を備える。磁界発生装置１の詳細構造については後述するが、磁界発生装置１を構成する各磁石２は、所定の隙間Ｇ（エアギャップ）を介して対向配置される支持部材４、１１の支持面４ａ、１１ａ上にそれぞれ配置され、ハルバッハ磁石配列を構成する。外径側磁石界磁５及び内径側磁石界磁７は、このような磁界発生装置１を備えることにより磁気回路を構成する。

磁極片装置１０は、周方向ａの全周に渡って互いに間隔（等間隔）を置いて配置された複数の磁極片４１（ポールピース）を有する。そして、例えば内径側磁石界磁７を回転させると、内径側磁石界磁７の磁束が磁極片装置１０の磁極片４１により変調され、変調された磁場と外径側磁石界磁５の作用により磁極片装置１０に回転トルクが生じる。尚、隣り合う磁極片４１の間には、非磁性体４２が交互に配置される。

図１～図３に示す実施形態では、磁気歯車９（磁束変調型磁気歯車）の一例として、モータと一体化された磁気ギアードモータが示されている。より詳細には、この磁気ギアードモータにおいては、外径側磁石界磁５は複数のコイル６（図２参照）が設置されたステータ（固定子）であり、コイル６の起磁力により内径側磁石界磁７（高速ロータ）を回転させることで、内径側磁石界磁７の有する磁石２の極対数に対する外径側磁石界磁５の有する磁石２の極対数の比で定まる減速比に従って、磁極片装置１０（低速ロータ）が回転するようになっている。

また、磁気ギアードモータには、動作時に生じる熱から上記の構成要素を保護するために、例えば空気や水などの冷却媒体Ｄが供給される。具体的には、図３に示すように、内径側磁石界磁７と磁極片装置１０との間、及び、外径側磁石界磁５と磁極片装置１０との間にそれぞれ円筒状の隙間Ｇが形成されており、これらの円筒状の隙間Ｇに対して、それぞれ、一端側から他端側に向かって流れるように冷却媒体Ｄが供給されるように構成される。また、外径側磁石界磁５とその外周側に位置するハウジングＨとの間に形成される間隙に対しても冷却媒体Ｄが同様に供給さるようになっている。
尚、上記の外径側磁石界磁５とハウジングＨとの間の間隙には、空気などの気体を供給してもよいし、例えば水冷管を設置し、この水冷管に冷却水などを流通させてもよい。

（磁界発生装置１の構成）
以下、磁界発生装置１について、詳細に説明する。図４は図２の外径側磁石界磁５が有する磁界発生装置１について、各磁石２の磁化方向を示す模式図である。図４では、磁気歯車９の径方向ｃに沿ったサイズが十分に大きく、各磁石２が配置される支持部材４の支持面４ａが平面的（断面図上で直線的）であるとみなして示している。また以下の説明では外径側磁石界磁５が有する磁界発生装置１について述べるが、特段の記載がない限りにおいて、内径側磁石界磁７が有する磁界発生装置１も同様である。

磁界発生装置１は、支持面４ａに対して直交する磁化方向を有する第１磁石２ａと、支持面４ａに対して平行な磁化方向を有する第２磁石２ｂと、を備える。第１磁石２ａ及び第２磁石２ｂは、周方向ａに沿って交互に配置され、ハルバッハ磁石配列を構成する。第１磁石２ａは、支持面４ａに直交する（径方向ｃに沿った）第１寸法Ｌ１ａ、及び、支持面４ａに平行な（周方向ａに沿った）第２寸法Ｌ２ａの略矩形断面を有する。第２磁石２ｂは、支持面４ａに直交する（径方向ｃに沿った）第１寸法Ｌ１ｂ、及び、支持面４ａに平行な（周方向ａに沿った）第２寸法Ｌ２ｂの略矩形断面を有する。

ここで図５は図４の比較例である。この比較例では、第１磁石２ａ及び第２磁石２ｂが同じ寸法の断面形状を有する点において、図４と異なっている。すなわち比較例では、第１磁石２ａの第１寸法Ｌ１ａ及び第２寸法Ｌ２ａと、第２磁石２ｂの第１寸法Ｌ１ｂ及び第２寸法Ｌ２ｂとが等しい。このようなハルバッハ磁石配列では、磁化方向が異なる磁石同士が隣接配置されるため、外部減磁界Ｂによって動作点が下がってしまう。またコイル６（図２を参照）の発熱や雰囲気温度上昇などの影響によって磁石２の保磁力が低下する熱減磁が生じることがある。このような熱減磁は、減磁量を増加させ、外部減磁界Ｂによって下がった動作点を更に下げる要因となる。

このような課題を解決するために、第１磁石２ａ又は第２磁石２ｂの一方は、支持面４ａに直交する第１寸法が第１磁石２ａ又は第２磁石２ｂの他方より小さく、隙間Ｇ側から見て凹状に形成される。図４に示す実施形態では、第２磁石２ｂの第１寸法Ｌ１ｂが、第１磁石２ａの第１寸法Ｌ１ａより小さくなるように設計されており、隙間Ｇ側から見て、第２磁石２ｂが第１磁石２ａに対して凹状に設けられる（換言すると、第１磁石２ａが第２磁石２ｂに対して凸状に設けられる）。これにより、図５の比較例に比べて、動作点の低い磁石部位を減少させることができる。

図６は図４の第１磁石２ａの第１寸法Ｌ１ａに対する第２磁石２ｂの第１寸法Ｌ１ｂの寸法比Ｒ１（＝Ｌ１ｂ／Ｌ１ａ）と、減磁率との関係の検証結果である。この検証結果によれば、寸法比Ｒ１が大きくなると（第２磁石２ｂの第１寸法Ｌ１ｂが第１磁石２ａの第１寸法Ｌ１ａより大きくなるに従って）、減磁率が増加し、外部減磁界Ｂが大きくなることが示された。一方で寸法比Ｒ１が小さくなると（第２磁石２ｂの第１寸法Ｌ１ｂが第１磁石２ａの第１寸法Ｌ１ａより小さくなるに従って）、減磁率が減少し、外部減磁界Ｂが小さくなることが示された。これにより、前述のように第２磁石２ｂの第１寸法Ｌ１ｂが、第１磁石２ａの第１寸法Ｌ１ａより小さくなるように設計することで、外部減磁界Ｂを抑制し、磁力が高い磁界発生装置１を実現できる。

また隙間Ｇから見て、第２磁石２ｂが第１磁石２ａに対して凹状に設けられることで、隙間Ｇを流れる冷却媒体Ｄ（図３を参照）に対する磁石２の接触面積を増加することができる。これにより、コイル６（図２を参照）の発熱や雰囲気温度上昇などの影響によって磁石２の保磁力が低下する熱減磁も抑制し、より効果的に減磁量を減少させることができる。

また第１磁石２ａ及び第２磁石２ｂは、支持面４ａに接触するように配置される。これにより、支持面４ａ上に第１磁石２ａ及び第２磁石２ｂの両者を良好な強度で固定することができ、優れた構造的安定性や剛性を得ることができる。

図７は図４の第１変形例である。第１変形例では、第１磁石２ａは隙間Ｇの反対側の面が支持面４ａ上に接触するように配置される一方で、第２磁石２ｂは隙間Ｇの反対側の面が支持面４ａから離れるように配置される。このように第２磁石２ｂが隙間Ｇから離れた位置に配置されることにより、第２磁石２ｂと支持面４ａとの間にはスペースＳが形成され、周囲との接触面積が増加する。その結果、冷却性能が向上し、コイル６の発熱や雰囲気温度上昇などの影響によって磁石２の保磁力が低下する熱減磁を、より効果的に抑制できる。この場合、第２磁石２ｂは径方向外側にある隙間Ｇと、径方向内側にあるスペースＳとの両方から冷却封を送り込むことができ、第２磁石２ｂと隙間Ｇ及びスペースＳとの間の伝熱面積が多く、優れた冷却性能を得ることができる。

第１変形例の磁界発生装置１は、図７に示すように、当該スペースＳに冷却媒体Ｄを供給するための冷却媒体供給部５０を備えてもよい。冷却媒体供給部５０は、冷却媒体Ｄを各スペースＳに対して供給可能に構成される。図７では、冷却媒体供給部５０は各スペースＳに冷却媒体Ｄを並列的に供給可能な流路を有するが、直列的に供給可能な流路であってもよい。また流路上には、冷却媒体Ｄの供給量や流路を切り替えるためのバルブが配置されていてもよい。また冷却媒体Ｄは、例えば図３を参照して前述したように隙間Ｇに対して供給される冷却媒体Ｄであり、例えば空気や水などであるが、隙間Ｇを流れる冷却媒体Ｄとは独立した別の冷却媒体であってもよい。第１変形例では、このような冷却媒体供給部５０を備えることにより、スペースＳにおける冷却性能を更に向上できるので、コイル６の発熱や雰囲気温度上昇などの影響によって磁石の保磁力が低下する熱減磁を抑制し、より効果的に減磁量を減少させることができる。

図８は図４の第２変形例である。第２変形例では、図４に示す実施形態とは逆に、第１磁石２ａの第１寸法Ｌ１ａが、第２磁石２ｂの第１寸法Ｌ１ｂより小さくなるように設計されており、隙間Ｇ側から見て、第１磁石２ａが第２磁石２ｂに対して凹状に設けられる（換言すると、第２磁石２ｂが第１磁石２ａに対して凸状に設けられる）。この場合は、外部減磁界の強い部位が残るものの、第２磁石２ｂの体積増加により、動作点を上げることができる。

図９は図４の第３変形例である。第３変形例では、第２磁石２ｂの第２寸法Ｌ２ｂが第１磁石２ａの第２寸法Ｌ２ａより大きくなるように設計されている（尚、第２磁石２ｂの第１寸法Ｌ１ｂは、図５の比較例と同様に、第１磁石２ａの第１寸法Ｌ１ａと等しい）。

ここで図１０は図９の第１磁石２ａの第２寸法Ｌ２ａに対する第２磁石２ｂの第２寸法Ｌ２ｂの寸法比Ｒ２（＝Ｌ２ｂ／Ｌ２ａ）と、磁気歯車９の最大伝達トルクとの関係の検証結果である。この検証結果によれば、寸法比Ｒ２が大きくなると（第２磁石２ｂの第２寸法Ｌ２ｂが第１磁石２ａの第２寸法Ｌ２ａより大きくなるに従って）、磁気歯車９の最大伝達トルクは増加してピークを示した後、減少する傾向が確認された。そして、最大伝達トルクは寸法比Ｒ２が約１．５のときに最大値を示すことが確認された。これにより、寸法比Ｒ２が約１．５になるように、第１磁石２ａの第２寸法Ｌ２ａ、及び、第２磁石２ｂの第２寸法Ｌ２ｂを設計することで、第２磁石２ｂの第２寸法Ｌ２ｂを増加させることで磁石の動作点が向上し、磁束密度が増加することにより、より効果的に最大伝達トルクを増加させることができる。

図１１は図４の第４変形例である。第４変形例では、第２磁石２ｂの第１寸法Ｌ１ｂが第１磁石２ａの第１寸法Ｌ１ａより小さく、且つ、第２磁石２ｂの第２寸法Ｌ２ｂが第１磁石２ａの第２寸法Ｌ２ａより大きくなるように設計されている。すなわち、第１寸法Ｌ１に関しては、図４、図７～図８に示す実施形態と同様に第２磁石２ｂが第１磁石２ａより小さく、第２寸法Ｌ２に関しては図９に示す実施形態と同様に第２磁石２ｂが第１磁石２ａより大きくなるように（好ましくは寸法比Ｒ１が約１．５になるように）設計されている。これにより、図５の比較例に比べて、外部減磁界Ｂをより効果的に減少させるとともに、最大伝達トルクを増加させることができる。

以上説明したように上述の各実施形態によれば、低コストで、減磁量を抑制することで磁界を高めることが可能な磁界発生装置１、及び、当該磁界発生装置１を備える磁気歯車９を提供することができる。

その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

（１）一態様に係る磁界発生装置は、
隙間（例えば上記実施形態の隙間Ｇ）に対向配置される支持部材（例えば上記実施形態の支持部材４、１１）上に複数の磁石（例えば上記実施形態の磁石２）を備える磁界発生装置（例えば上記実施形態の磁界発生装置１）であって、
前記複数の磁石は、
前記支持部材の支持面に対して直交する磁化方向を有する第１磁石（例えば上記実施形態の第１磁石２ａ）と、
前記支持面に対して平行な磁化方向を有する第２磁石（例えば上記実施形態の第２磁石２ｂ）と、
を含み、
前記第１磁石及び前記第２磁石は、前記支持面に沿って交互に配置されるハルバッハ磁石配列を構成し、
前記第１磁石又は前記第２磁石の一方は、前記支持面に直交する第１寸法が前記第１磁石又は第２磁石の一方の他方より小さく、前記隙間側から見て凹状に形成される。

上記（１）の態様によれば、ハルバッハ磁石配列を構成する第１磁石及び第２磁石を備える。第１磁石又は第２磁石の一方は他方に比べて支持面に直交する第１寸法が小さく形成される。これにより、外部減磁界を抑制することができる。また第１磁石及び第２磁石の第１寸法が異なることで隙間側から見て複数の磁石にわたる表面に凹凸が形成される。これにより隙間との接触面積が増加し、複数の磁石の冷却性能が向上することで、コイルの発熱や雰囲気温度上昇などの影響によって磁石の保磁力が低下する熱減磁を抑制できる。その結果、特段高価な材料を用いることなく、ハルバッハ磁石配列における減磁量を減少することができ、磁界が高い磁界発生装置を実現できる。

（２）一態様に係る磁界発生装置は、
隙間（例えば上記実施形態の隙間Ｇ）に対向配置される支持部材（例えば上記実施形態の支持部材４、１１）上に複数の磁石（例えば上記実施形態の磁石２）を備える磁界発生装置（例えば上記実施形態の磁界発生装置１）であって、
前記複数の磁石は、
前記支持部材の支持面に対して直交する磁化方向を有する第１磁石（例えば上記実施形態の第１磁石２ａ）と、
前記支持面に対して平行な磁化方向を有する第２磁石（例えば上記実施形態の第２磁石２ｂ）と、
を含み、
前記第１磁石及び前記第２磁石は、前記支持面に沿って交互に配置されるハルバッハ磁石配列を構成し、
前記第２磁石は、前記支持面に平行な第２寸法が前記第１磁石より大きい。

上記（２）の態様によれば、ハルバッハ磁石配列を構成する第１磁石及び第２磁石を備える。第２磁石はヨーク対向面の平行方向における第１寸法が第１磁石より大きく形成される。このように第２磁石の体積を増加させることで、磁界発生装置を磁気歯車に適用した際に、磁気歯車における最大伝達トルクを効果的に向上できる。

（３）他の態様では上記（１）又は（２）の態様において、
前記第２磁石は、前記支持面に直交する第１寸法が前記第１磁石より小さく形成される。

上記（３）の態様によれば、第２磁石の第１寸法を第１磁石より小さく形成することで、特段高価な材料を用いることなく、ハルバッハ磁石配列における減磁量を減少することができ、磁界が高い磁界発生装置を実現できる。

（４）他の態様では上記（１）又は（２）の態様において、
前記第１磁石は、前記支持面に直交する第１寸法が前記第２磁石より小さく形成される。

上記（４）の態様によれば、第１磁石の第１寸法を第２磁石より小さく形成することで、特段高価な材料を用いることなく、隙間との接触面積を増加させることで冷却性能を向上させつつ、ハルバッハ磁石配列における減磁量を減少することができ、磁界が高い磁界発生装置を実現できる。

（５）他の態様では上記（２）の態様において、
前記第２磁石の前記第２寸法の前記第１磁石の前記第２寸法に対する寸法比（例えば上記実施形態の寸法比Ｒ２）が１．５である。

上記（５）の態様によれば、ヨーク対向面の平行方向における寸法比を上記数値とすることで、磁界発生装置を磁気歯車に適用した際に、磁気歯車における最大伝達トルクをより効果的に向上できる。

（６）他の態様では上記（１）から（５）のいずれか一態様において、
前記第１磁石及び前記２磁石は、前記支持面に接触するように配置される。

上記（６）の態様によれば、支持面上に第１磁石及び第２磁石の両者が接触するように配置される。これにより、支持面上に第１磁石及び第２磁石を良好な強度で固定することができ、優れた構造的安定性や剛性を得ることができる。

（７）他の態様では上記（１）から（５）のいずれか一態様において、
前記第１磁石又は前記第２磁石の一方は、前記支持面上に接触するように配置され、
前記第１磁石又は前記第２磁石の他方は、前記支持面から離れるように配置される。

上記（７）の態様によれば、第１磁石及び第２磁石の一方が支持面上に接触するように配置される一方で、他方は離れるように配置される。これにより、支持面から離れて配置される磁石と支持面との間にスペースが形成され、磁石の外部に対する接触面積が増加する。その結果、磁石の冷却性能を向上し、コイルの発熱や雰囲気温度上昇などの影響によって磁石の保磁力が低下する熱減磁を、より効果的に抑制できる。

（８）他の態様では上記（７）の態様において、
前記第１磁石又は前記第２磁石の他方と前記支持面との間に冷却媒体（例えば上記実施形態の冷却媒体Ｄ）を供給可能に構成される。

上記（８）の態様によれば、磁石と支持面との間に形成されるスペースに対して、例えば空気や水などの冷却媒体が供給されるように構成される。これにより、磁石の冷却性能を更に向上し、コイルの発熱や雰囲気温度上昇などの影響によって磁石の保磁力が低下する熱減磁を、より効果的に抑制できる。

（９）一態様に係る磁気歯車は、
上記（１）から（８）のいずれか一態様の磁界発生装置（例えば上記実施形態の磁界発生装置１）を備える。

上記（９）の態様によれば、上記各態様の磁界発生装置を備えることで、コストを抑えつつ、より強力な磁界を利用することで、より大きな最大伝達トルクを有する磁気歯車を実現できる。

１ 磁界発生装置
２ 磁石
２ａ 第１磁石
２ｂ 第２磁石
４ 支持部材
４ａ 支持面
５ 外径側磁石界磁
６ コイル
７ 内径側磁石界磁
９ 磁気歯車
１０ 磁極片装置
４１ 磁極片
４２ 非磁性体
５０ 冷却媒体供給部
Ｂ 外部減磁界
Ｄ 冷却媒体
Ｇ 隙間
Ｈ ハウジング

Claims (9)

1. 隙間に対向配置される支持部材上に複数の磁石を備える磁界発生装置であって、
   前記複数の磁石は、
   前記支持部材の支持面に対して直交する磁化方向を有する第１磁石と、
   前記支持面に対して平行な磁化方向を有する第２磁石と、
   を含み、
   前記第１磁石及び前記第２磁石は、前記支持面に沿って交互に配置されるハルバッハ磁石配列を構成し、
   前記第１磁石又は前記第２磁石の一方は、前記支持面に直交する第１寸法が前記第１磁石又は第２磁石の一方の他方より小さく、前記隙間側から見て凹状に形成され、
   前記隙間に供給された冷却媒体が、前記第１磁石及び前記第２磁石に対して前記隙間側から接触するように構成される、磁界発生装置。
2. 前記第２磁石は、前記支持面に平行な第２寸法が前記第１磁石より大きい、請求項１に記載の磁界発生装置。
3. 前記第２磁石は、前記支持面に直交する第１寸法が前記第１磁石より小さく形成される、請求項１又は２に記載の磁界発生装置。
4. 前記第１磁石は、前記支持面に直交する第１寸法が前記第２磁石より小さく形成される、請求項１又は２に記載の磁界発生装置。
5. 前記第２磁石の前記第２寸法の前記第１磁石の前記第２寸法に対する寸法比が１．５である、請求項２に記載の磁界発生装置。
6. 前記第１磁石及び前記２磁石は、前記支持面に接触するように配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載の磁界発生装置。
7. 前記第１磁石又は前記第２磁石の一方は、前記支持面上に接触するように配置され、
   前記第１磁石又は前記第２磁石の他方は、前記支持面から離れるように配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載の磁界発生装置。
8. 前記第１磁石又は前記第２磁石の他方と前記支持面との間に前記冷却媒体を供給可能に構成される、請求項７に記載の磁界発生装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の磁界発生装置を備える、磁気歯車。

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