JP7828264B2 - Magnetic Gear Device - Google Patents
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Description
本発明は、内側ロータ及び外側ロータを有した磁気式歯車装置に関する。 The present invention relates to a magnetic gear device having an inner rotor and an outer rotor.
特許文献1の磁気式歯車装置は、ハウジングの内部に収容される高速回転用の回転子と、ハウジングの内周に配置される固定子とを備える。回転子の外周には複数の永久磁石が配置される。固定子の内周には、複数の永久磁石が配置される。回転子と固定子との間に磁気変調部を備える。磁気変調部は、磁性材料からなる磁性体と、非磁性材料からなる非磁性体とを備える。磁気変調部の周方向において、磁性体及び非磁性体とが互いに固定される。各非磁性体の軸方向端部の突起を、出力シャフトと一体である端部構成部材の凹部に嵌合させる。端部構成部材を介して磁気変調部と出力シャフトとが連結される。 The magnetic gear device in Patent Document 1 comprises a rotor for high-speed rotation housed inside a housing, and a stator arranged on the inner periphery of the housing. Multiple permanent magnets are arranged on the outer periphery of the rotor. Multiple permanent magnets are arranged on the inner periphery of the stator. A magnetic modulation section is provided between the rotor and stator. The magnetic modulation section comprises a magnetic body made of a magnetic material and a non-magnetic body made of a non-magnetic material. The magnetic body and non-magnetic body are fixed to each other in the circumferential direction of the magnetic modulation section. A protrusion on the axial end of each non-magnetic body is fitted into a recess in an end component that is integral with the output shaft. The magnetic modulation section and output shaft are connected via the end component.
特許文献1の磁気式歯車装置は、非磁性体の延在方向端部に一対の突起を配置し、一対の突起の間に磁性体の端部を配置して保持すると共に、隣接する非磁性体の突起同士を接続することで、非磁性体と磁性体との固定強度を高めている。 The magnetic gear device of Patent Document 1 has a pair of protrusions arranged at the ends of the non-magnetic body in the extension direction, and the end of the magnetic body is positioned and held between the pair of protrusions. Adjacent protrusions of the non-magnetic body are connected to each other, thereby increasing the fixing strength between the non-magnetic body and the magnetic body.
しかしながら、突起を設けることで非磁性体の製造性が低下すると共に、非磁性体と磁性体との組み付けが煩雑であるという問題がある。また、突起を介して磁性体の端部を保持するため、突起を有した非磁性体の軸方向長さが増大するという問題がある。 However, providing the protrusions reduces the manufacturability of the non-magnetic body and makes assembling the non-magnetic body and magnetic body more complicated. Furthermore, because the end of the magnetic body is held via the protrusions, the axial length of the non-magnetic body with the protrusions increases.
本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。 The present invention aims to solve the above-mentioned problems.
本発明の態様は、ロータ側磁石を有する内側ロータと、前記内側ロータを囲む円筒状に形成され、前記内側ロータが回転することで前記内側ロータより低速で回転する外側ロータと、円筒状のステータコアと、前記ステータコアの内周に配置されるステータ側磁石とを有し前記外側ロータを囲むステータと、を有し、前記外側ロータが、磁性材料からなる複数の磁極片と、非磁性材料且つ非導電性部材から形成される複数の磁極片保持部材とを備え、前記複数の磁極片と前記複数の磁極片保持部材とが前記外側ロータの周方向に交互に配置された磁気式歯車装置であって、前記複数の磁極片及び前記複数の磁極片保持部材において、前記周方向に互いに隣接する磁極片と磁極片保持部材の互いに向き合う側面の一方に、前記外側ロータの軸方向に沿って延在する嵌合凹部が設けられ、互いに向き合う前記側面の他方に、前記軸方向に沿って延在し且つ前記嵌合凹部に嵌合する嵌合凸部が設けられ、前記外側ロータは、前記複数の磁極片保持部材の一端部に接続された円板状の第1端部構成部材と、前記複数の磁極片保持部材の他端部に接続された円板状の第2端部構成部材と、を有し、前記第1端部構成部材は、非磁性材料且つ非導電性部材から形成され、前記複数の磁極片の一端部が前記第1端部構成部材に当接し、前記第2端部構成部材は、非磁性材料且つ非導電性部材から形成され、前記複数の磁極片の他端部が前記第2端部構成部材に当接する。 An aspect of the present invention is a magnetic gear device comprising: an inner rotor having rotor-side magnets; an outer rotor formed in a cylindrical shape surrounding the inner rotor and rotating at a slower speed than the inner rotor as the inner rotor rotates; a cylindrical stator core; and a stator having stator-side magnets arranged on the inner circumference of the stator core and surrounding the outer rotor; the outer rotor comprising a plurality of magnetic pole pieces made of a magnetic material and a plurality of magnetic pole piece holders made of a non-magnetic and non-conductive member; the plurality of magnetic pole pieces and the plurality of magnetic pole piece holders being arranged alternately in the circumferential direction of the outer rotor; A mating recess extending along the axial direction of the outer rotor is provided on one of the opposing side surfaces of the holding member, and a mating protrusion extending along the axial direction and mating with the mating recess is provided on the other opposing side surface. The outer rotor has a disc-shaped first end component connected to one end of the plurality of pole piece holding members and a disc-shaped second end component connected to the other end of the plurality of pole piece holding members. The first end component is made of a non-magnetic and non-conductive material, and one end of the plurality of pole pieces abuts against the first end component. The second end component is made of a non-magnetic and non-conductive material, and the other end of the plurality of pole pieces abuts against the second end component.
本発明によれば、外側ロータにおいて、周方向に互いに隣接する磁極片と磁極片保持部材とが嵌合凹部と嵌合凸部とによって嵌合するため、磁極片と磁極片保持部材とからなる外側ロータの遠心力に対する強度を確保することができる。これにより、外側ロータの構成を簡素化でき、非磁性体の一対の突起の間に磁性体を保持する構造と比較し、外側ロータの製造性を高めることができる。嵌合凹部と嵌合凸部とを嵌合させることで、外側ロータの組み付けを容易に行うことができる。そのため、外側ロータの組立性の向上が可能となる。磁極片の一端部と他端部が第1及び第2端部構成部材にそれぞれ当接するため、磁極片保持部材の軸方向長さが抑制される。この結果、外側ロータの軸方向長さを抑制して小型化が可能となる。 According to the present invention, in the outer rotor, circumferentially adjacent pole pieces and pole piece holding members are fitted together using fitting recesses and fitting protrusions, ensuring the strength of the outer rotor consisting of the pole pieces and pole piece holding members against centrifugal force. This simplifies the configuration of the outer rotor and improves the manufacturability of the outer rotor compared to a structure in which a magnetic body is held between a pair of non-magnetic protrusions. Fitting the fitting recesses and fitting protrusions makes it easy to assemble the outer rotor, thereby improving the assembly of the outer rotor. Because one end and the other end of the pole pieces abut against the first and second end component members, respectively, the axial length of the pole piece holding member is reduced. As a result, the axial length of the outer rotor is reduced, enabling it to be made more compact.
図1に示されるように、本実施形態に係る磁気式歯車装置10は、円環状のハウジング12と、ステータ14と、内側ロータ16と、内側ロータ16より低速で回転する外側ロータ18と、外側ロータ18に連結される出力シャフト20とを備える。 As shown in FIG. 1, the magnetic gear device 10 according to this embodiment includes an annular housing 12, a stator 14, an inner rotor 16, an outer rotor 18 that rotates at a slower speed than the inner rotor 16, and an output shaft 20 connected to the outer rotor 18.
ステータ14は、ハウジング12の内部に収容される。ステータ14は、円筒状のステータコア22と、複数のスロット(図示せず)とを備える。スロットにはコイルが配置される。ステータコア22は、複数の鋼板22aが軸方向に積層されて構成される。ステータコア22の内周面には、複数のステータ側磁石26が配置される。各ステータ側磁石26は、永久磁石である。複数のステータ側磁石26は、ステータコア22の内周面に沿って配置される(図2参照)。各ステータ側磁石26は、ステータコア22の周方向に沿ってN極とS極とが交互に配置される。各ステータ側磁石26は、外側ロータ18の外周面に向かい合う。 The stator 14 is housed inside the housing 12. The stator 14 includes a cylindrical stator core 22 and multiple slots (not shown). Coils are arranged in the slots. The stator core 22 is constructed by stacking multiple steel plates 22a in the axial direction. Multiple stator magnets 26 are arranged on the inner peripheral surface of the stator core 22. Each stator magnet 26 is a permanent magnet. The multiple stator magnets 26 are arranged along the inner peripheral surface of the stator core 22 (see Figure 2). The north and south poles of each stator magnet 26 are arranged alternately along the circumferential direction of the stator core 22. Each stator magnet 26 faces the outer peripheral surface of the outer rotor 18.
図2に示すように、内側ロータ16は、ステータ14の内部に回転可能に配置される。内側ロータ16は、第1ロータ本体28と、複数のロータ側磁石30とを備える。第1ロータ本体28は、磁性材料によって円筒状に形成される。第1ロータ本体28の中心には回転シャフト32が連結される。図1に示すように、回転シャフト32は、第1ロータ本体28を保持するロータ保持部32aと、ロータ保持部32aの先端に設けられる先端部32bと、ロータ保持部32aの基端側に設けられる中間部32cとを備える。先端部32b及び中間部32cの各々は、ロータ保持部32aより小径である。第1ロータ本体28の外周には、ロータ側磁石30が配置される。複数のロータ側磁石30は、第1ロータ本体28の外周面に沿って周方向に配置される。複数のロータ側磁石30は、内側ロータ16の周方向に沿ってN極とS極とが交互に配置される。各ロータ側磁石30は、外側ロータ18の内周面に向かい合う。 As shown in FIG. 2, the inner rotor 16 is rotatably disposed within the stator 14. The inner rotor 16 comprises a first rotor body 28 and a plurality of rotor-side magnets 30. The first rotor body 28 is cylindrically formed from a magnetic material. A rotating shaft 32 is connected to the center of the first rotor body 28. As shown in FIG. 1, the rotating shaft 32 comprises a rotor holding portion 32a that holds the first rotor body 28, a tip portion 32b provided at the tip of the rotor holding portion 32a, and an intermediate portion 32c provided on the base end side of the rotor holding portion 32a. The tip portion 32b and the intermediate portion 32c each have a smaller diameter than the rotor holding portion 32a. The rotor-side magnets 30 are disposed on the outer periphery of the first rotor body 28. The plurality of rotor-side magnets 30 are disposed circumferentially along the outer circumferential surface of the first rotor body 28. The plurality of rotor-side magnets 30 are disposed with alternating north and south poles along the circumferential direction of the inner rotor 16. Each rotor-side magnet 30 faces the inner circumferential surface of the outer rotor 18.
外側ロータ18は、内側ロータ16を囲む。外側ロータ18は、ステータ14と内側ロータ16との間に回転可能に配置される。 The outer rotor 18 surrounds the inner rotor 16. The outer rotor 18 is rotatably disposed between the stator 14 and the inner rotor 16.
図1に示すように、外側ロータ18は、円筒状の第2ロータ本体34と、第1端部構成部材36と、第2端部構成部材38とを有する。図3に示すように、第2ロータ本体34は、複数の磁極片40と、複数の磁極片保持部材42とを備える。以下、19個の磁極片40及び19個の磁極片保持部材42を備える場合について説明する。なお、磁極片40及び磁極片保持部材42の数量はこれに限定されない。 As shown in FIG. 1, the outer rotor 18 has a cylindrical second rotor body 34, a first end component 36, and a second end component 38. As shown in FIG. 3, the second rotor body 34 has a plurality of pole pieces 40 and a plurality of pole piece holding members 42. Below, we will explain the case where 19 pole pieces 40 and 19 pole piece holding members 42 are provided. Note that the number of pole pieces 40 and pole piece holding members 42 is not limited to this.
図2に示すように、複数の磁極片40は、磁性材料から同一形状に形成される。複数の磁極片40は、第2ロータ本体34の周方向に沿って配置される。各磁極片40は、第2ロータ本体34の周方向に沿って第2ロータ本体34を等分した分割体である。複数の磁極片40は、磁極片保持部材42を間にして互いに等間隔離間する。換言すれば、複数の磁極片40は、外側ロータ18(第2ロータ本体34)の中心軸を中心として放射状に配置される。図2に示す外側ロータ18の軸方向から見て、各磁極片40は断面円弧状である。各磁極片40は、外側ロータ18の軸方向に延在した長尺な部材である(図3参照)。 As shown in FIG. 2, the multiple pole pieces 40 are formed of the same shape from a magnetic material. The multiple pole pieces 40 are arranged along the circumferential direction of the second rotor body 34. Each pole piece 40 is a segment obtained by equally dividing the second rotor body 34 along the circumferential direction of the second rotor body 34. The multiple pole pieces 40 are equally spaced from one another, with pole piece holding members 42 between them. In other words, the multiple pole pieces 40 are arranged radially around the central axis of the outer rotor 18 (second rotor body 34). When viewed axially of the outer rotor 18 shown in FIG. 2, each pole piece 40 has an arc-shaped cross section. Each pole piece 40 is a long member extending axially of the outer rotor 18 (see FIG. 3).
図4に示すように、各磁極片40は、一対の第1側面40aと、一対の嵌合凹部44とを備える。第1側面40aは、各磁極片40の周方向の一端及び他端にそれぞれ配置される。第1側面40aは、第2ロータ本体34の軸方向に沿って延在する平坦面である。第1側面40aは、隣接する2つの磁極片保持部材42にそれぞれ向かい合う。 As shown in FIG. 4, each pole piece 40 has a pair of first side surfaces 40a and a pair of mating recesses 44. The first side surfaces 40a are respectively located at one and the other circumferential ends of each pole piece 40. The first side surfaces 40a are flat surfaces extending along the axial direction of the second rotor body 34. The first side surfaces 40a face each of the two adjacent pole piece holding members 42.
一対の嵌合凹部44は、一対の第1側面40aに配置される。各嵌合凹部44は、第1側面40aに対して窪んだ凹部である(図5参照)。第2ロータ本体34の径方向において、嵌合凹部44が第1側面40aの中央部に配置される。第2ロータ本体34の径方向において、各第1側面40aにおける各嵌合凹部44の位置は同一である。 A pair of mating recesses 44 are arranged on a pair of first side surfaces 40a. Each mating recess 44 is a recess recessed into the first side surface 40a (see Figure 5). In the radial direction of the second rotor body 34, the mating recess 44 is arranged in the center of the first side surface 40a. In the radial direction of the second rotor body 34, the position of each mating recess 44 on each first side surface 40a is the same.
嵌合凹部44は、第1側面40aから第2ロータ本体34の周方向に窪む。第2ロータ本体34の軸方向から見て、嵌合凹部44の断面形状は半円形状である。図6に示すように、嵌合凹部44は、外側ロータ18の軸方向に沿って延在する。嵌合凹部44は、磁極片40の延在方向の一端から他端まで貫通する。 The fitting recess 44 is recessed from the first side surface 40a in the circumferential direction of the second rotor body 34. When viewed from the axial direction of the second rotor body 34, the fitting recess 44 has a semicircular cross-sectional shape. As shown in Figure 6, the fitting recess 44 extends along the axial direction of the outer rotor 18. The fitting recess 44 penetrates from one end of the pole piece 40 to the other end in the extension direction.
図4に示すように、複数の磁極片保持部材42は、非磁性材料且つ非導電性部材から同一形状に形成される。磁極片保持部材42は、樹脂材で成形された成形品である。複数の磁極片保持部材42は、第2ロータ本体34の周方向に沿って配置される。各磁極片保持部材42は、第2ロータ本体34の周方向に沿って第2ロータ本体34を等分した分割体である(図3参照)。複数の磁極片保持部材42は、磁極片40を間にして互いに等間隔離間する。換言すれば、複数の磁極片保持部材42は、外側ロータ18(第2ロータ本体34)の中心軸を中心として放射状に配置される。図4に示す外側ロータ18の軸方向から見て、各磁極片保持部材42は断面円弧状である。各磁極片保持部材42は、外側ロータ18の軸方向に延在した長尺な部材である(図3参照)。 As shown in FIG. 4, the multiple pole piece holding members 42 are formed in the same shape from a non-magnetic, non-conductive material. The pole piece holding members 42 are molded articles made of resin. The multiple pole piece holding members 42 are arranged along the circumferential direction of the second rotor body 34. Each pole piece holding member 42 is a segment obtained by equally dividing the second rotor body 34 along the circumferential direction of the second rotor body 34 (see FIG. 3). The multiple pole piece holding members 42 are equally spaced from one another, with the pole pieces 40 between them. In other words, the multiple pole piece holding members 42 are arranged radially around the central axis of the outer rotor 18 (second rotor body 34). When viewed axially of the outer rotor 18 shown in FIG. 4, each pole piece holding member 42 has an arc-shaped cross section. Each pole piece holding member 42 is a long member extending axially of the outer rotor 18 (see FIG. 3).
外側ロータ18の周方向において、複数の磁極片40と複数の磁極片保持部材42とが周方向に交互に配置される。 A number of pole pieces 40 and a number of pole piece retaining members 42 are arranged alternately around the circumference of the outer rotor 18.
各磁極片保持部材42は、一対の第2側面42aと、一対の嵌合凸部46と、第1接続部48aと、第3接続部48b(図7参照)とを備える。第2側面42aは、各磁極片保持部材42の周方向の一端及び他端にそれぞれ配置される。第2側面42aは、第2ロータ本体34の軸方向に沿って延在する平坦面である。第2側面42aは、隣接する磁極片40の第1側面40aに向かい合う。磁極片保持部材42の第2側面42aと磁極片40の第1側面40aとが接触可能である。 Each pole piece holding member 42 has a pair of second side surfaces 42a, a pair of mating protrusions 46, a first connecting portion 48a, and a third connecting portion 48b (see Figure 7). The second side surfaces 42a are respectively located at one and the other circumferential ends of each pole piece holding member 42. The second side surfaces 42a are flat surfaces extending along the axial direction of the second rotor body 34. The second side surfaces 42a face the first side surfaces 40a of the adjacent pole pieces 40. The second side surfaces 42a of the pole piece holding member 42 and the first side surfaces 40a of the pole pieces 40 can come into contact with each other.
一対の嵌合凸部46は、一対の第2側面42aに配置される。各嵌合凸部46は、第2側面42aに対して突出した凸部である。第2ロータ本体34の径方向において、嵌合凸部46が第2側面42aの中央部に配置される。第2ロータ本体34の径方向において、各第2側面42aにおける各嵌合凸部46の位置は同一である。 A pair of mating protrusions 46 are arranged on a pair of second side surfaces 42a. Each mating protrusion 46 is a protrusion that protrudes from the second side surface 42a. In the radial direction of the second rotor body 34, the mating protrusions 46 are arranged in the center of the second side surface 42a. In the radial direction of the second rotor body 34, the positions of each mating protrusion 46 on each second side surface 42a are the same.
嵌合凸部46は、第2側面42aから第2ロータ本体34の周方向に突出する。第2ロータ本体34の軸方向から見て、嵌合凸部46の断面形状は半円形状である。嵌合凸部46の断面形状は、嵌合凹部44の断面形状に対応する。 The mating protrusion 46 protrudes from the second side surface 42a in the circumferential direction of the second rotor body 34. When viewed from the axial direction of the second rotor body 34, the cross-sectional shape of the mating protrusion 46 is semicircular. The cross-sectional shape of the mating protrusion 46 corresponds to the cross-sectional shape of the mating recess 44.
嵌合凸部46は、外側ロータ18の軸方向に沿って延在する(図6参照)。嵌合凸部46は、磁極片保持部材42の延在方向の一端から他端まで貫通する。各嵌合凸部46は、外側ロータ18の周方向に隣接する磁極片40の嵌合凹部44に嵌合される。このとき、磁極片保持部材42の第2側面42aと磁極片40の第1側面40aとが当接する。 The mating protrusions 46 extend along the axial direction of the outer rotor 18 (see Figure 6). The mating protrusions 46 penetrate the pole piece holding member 42 from one end to the other in the extension direction. Each mating protrusion 46 is fitted into the mating recess 44 of the pole piece 40 adjacent in the circumferential direction of the outer rotor 18. At this time, the second side surface 42a of the pole piece holding member 42 and the first side surface 40a of the pole piece 40 abut against each other.
複数の磁極片40と複数の磁極片保持部材42とが周方向に交互に配置された状態で、嵌合凹部44と嵌合凸部46とを嵌合させることで、複数の磁極片40と複数の磁極片保持部材42とが円環状に接続された外側ロータ18を構成する。磁極片保持部材42は、第1端部構成部材36と第2端部構成部材38の間に配置される柱状の保持本体部43を有する。一対の第2側面42aと一対の嵌合凸部46が保持本体部43に設けられる。保持本体部43の一端面が第1端部構成部材36に当接し、保持本体部43の他端面が第2端部構成部材38に当接する。外側ロータ18の軸方向において、保持本体部43の長さは、磁極片40の長さと略同一である。このため、保持本体部43の一端面と磁極片40の一端面とが面一であり、保持本体部43の他端面と磁極片40の他端面とが面一である。 With multiple pole pieces 40 and multiple pole piece holding members 42 arranged alternately in the circumferential direction, the engaging recesses 44 and engaging protrusions 46 are engaged to form the outer rotor 18, in which the multiple pole pieces 40 and multiple pole piece holding members 42 are connected in an annular shape. The pole piece holding member 42 has a columnar holding body portion 43 arranged between the first end component member 36 and the second end component member 38. A pair of second side surfaces 42a and a pair of engaging protrusions 46 are provided on the holding body portion 43. One end face of the holding body portion 43 abuts the first end component member 36, and the other end face of the holding body portion 43 abuts the second end component member 38. In the axial direction of the outer rotor 18, the length of the holding body portion 43 is approximately the same as the length of the pole pieces 40. As a result, one end face of the holding body 43 and one end face of the pole piece 40 are flush with each other, and the other end face of the holding body 43 and the other end face of the pole piece 40 are flush with each other.
図8に示すように、第1接続部48aは、磁極片保持部材42の軸方向の一端に配置される。第1接続部48aは、磁極片保持部材42の一端面から軸方向に突出した凸部である。第3接続部48bは、磁極片保持部材42の軸方向の他端に配置される。第3接続部48bは、磁極片保持部材42の他端面から軸方向に突出した凸部である。第1接続部48aと第3接続部48bとは同一形状である。第2ロータ本体34の軸方向から見て、第1及び第3接続部48a、48bは円形状である。なお、第1及び第3接続部48a、48bは、円形状に限定されない。 As shown in FIG. 8 , the first connection portion 48a is located at one axial end of the pole piece holding member 42. The first connection portion 48a is a convex portion that protrudes in the axial direction from one end face of the pole piece holding member 42. The third connection portion 48b is located at the other axial end of the pole piece holding member 42. The third connection portion 48b is a convex portion that protrudes in the axial direction from the other end face of the pole piece holding member 42. The first connection portion 48a and the third connection portion 48b have the same shape. When viewed in the axial direction of the second rotor body 34, the first and third connection portions 48a, 48b are circular. However, the first and third connection portions 48a, 48b are not limited to being circular.
図1に示すように、第1端部構成部材36は、複数の磁極片保持部材42の一端部に接続される。第1端部構成部材36は、非磁性材料且つ非導電性部材から形成される。第1端部構成部材36は、樹脂材で成形された成形品である。第1端部構成部材36は、第2ロータ本体34の軸方向の一端に配置される。第1端部構成部材36は、円板状の第1カバー部50と、第1カバー部50の中央に配置されるシャフト孔52と、第1軸受支持部53とを有する。 As shown in FIG. 1, the first end component 36 is connected to one end of the multiple pole piece holding members 42. The first end component 36 is formed from a non-magnetic, non-conductive material. The first end component 36 is a molded product made from a resin material. The first end component 36 is disposed at one axial end of the second rotor body 34. The first end component 36 has a disk-shaped first cover portion 50, a shaft hole 52 disposed in the center of the first cover portion 50, and a first bearing support portion 53.
第1カバー部50には、複数の磁極片保持部材42の一端部が接続される。第1カバー部50には、複数の磁極片40の一端部が当接する(図3参照)。第1軸受支持部53は、環状に形成され第1カバー部50から第1ロータ本体28側に向けて突出する。第1軸受支持部53は、シャフト孔52の径方向外方に配置される。第1軸受支持部53の内部には、第1シャフト用軸受55が保持される。第1シャフト用軸受55は、回転シャフト32の中間部32cを回転可能に支持する。 One ends of the multiple pole piece holding members 42 are connected to the first cover portion 50. One ends of the multiple pole pieces 40 abut against the first cover portion 50 (see Figure 3). The first bearing support portion 53 is formed in an annular shape and protrudes from the first cover portion 50 toward the first rotor body 28. The first bearing support portion 53 is disposed radially outward of the shaft hole 52. A first shaft bearing 55 is held inside the first bearing support portion 53. The first shaft bearing 55 rotatably supports the middle portion 32c of the rotating shaft 32.
第2端部構成部材38は、複数の磁極片保持部材42の他端部に接続される。第2端部構成部材38は、非磁性材料且つ非導電性部材から形成される。第2端部構成部材38は、樹脂材で成形された成形品である。第2端部構成部材38は、第2ロータ本体34の軸方向の他端に配置される。第2端部構成部材38は、円板状の第2カバー部54と、第2軸受支持部56とを有する。第1カバー部50は、第2ロータ本体34の軸方向の一端を覆う。第2カバー部54は、第2ロータ本体34の軸方向の他端を覆う。 The second end component 38 is connected to the other ends of the multiple pole piece holding members 42. The second end component 38 is formed from a non-magnetic, non-conductive material. The second end component 38 is a molded product made of resin. The second end component 38 is disposed at the other axial end of the second rotor body 34. The second end component 38 has a disk-shaped second cover portion 54 and a second bearing support portion 56. The first cover portion 50 covers one axial end of the second rotor body 34. The second cover portion 54 covers the other axial end of the second rotor body 34.
第2カバー部54には、複数の磁極片保持部材42の他端部が接続される。第2カバー部54には、複数の磁極片40の他端部が当接する(図3参照)。第2カバー部54の中心には、出力シャフト20が一体的に形成される。第2軸受支持部56は、環状に形成され第2カバー部54から第1ロータ本体28側に向けて突出する。第2軸受支持部56の内部には、第2シャフト用軸受57が保持される。第2シャフト用軸受57は、回転シャフト32の先端部32bを回転可能に支持する。すなわち、回転シャフト32は、第1シャフト用軸受55及び第2シャフト用軸受57によって回転可能に支持される。 The other ends of the multiple pole piece holding members 42 are connected to the second cover portion 54. The other ends of the multiple pole pieces 40 abut against the second cover portion 54 (see Figure 3). The output shaft 20 is integrally formed at the center of the second cover portion 54. The second bearing support portion 56 is formed in an annular shape and protrudes from the second cover portion 54 toward the first rotor body 28. A second shaft bearing 57 is held inside the second bearing support portion 56. The second shaft bearing 57 rotatably supports the tip end 32b of the rotating shaft 32. In other words, the rotating shaft 32 is rotatably supported by the first shaft bearing 55 and the second shaft bearing 57.
第1及び第2カバー部50、54の外周径と第2ロータ本体34の外周径とがそれぞれ略同一である(図3参照)。 The outer diameters of the first and second cover portions 50, 54 and the second rotor body 34 are approximately the same (see Figure 3).
図7に示すように、第1カバー部50の外縁部は、第2接続部58aを有する。第2接続部58aは、第2ロータ本体34を構成する磁極片保持部材42の第1接続部48aが接続可能である。第2接続部58aは、複数の孔部60aを有する。複数の孔部60aは、第1カバー部50の周方向に沿って等間隔離間して配置される。図8に示すように、外側ロータ18の軸方向において、複数の孔部60aと第2ロータ本体34における複数の第1接続部48aとが向かい合う。孔部60aの直径は、第1接続部48aが嵌合可能な直径である。孔部60aは、第1接続部48aを嵌合可能な円形状である。 As shown in FIG. 7, the outer edge of the first cover portion 50 has a second connection portion 58a. The second connection portion 58a can be connected to the first connection portion 48a of the pole piece holding member 42 that constitutes the second rotor body 34. The second connection portion 58a has a plurality of holes 60a. The plurality of holes 60a are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the first cover portion 50. As shown in FIG. 8, the plurality of holes 60a face the plurality of first connection portions 48a of the second rotor body 34 in the axial direction of the outer rotor 18. The diameter of the hole portion 60a is such that the first connection portion 48a can fit into it. The hole portion 60a has a circular shape that can fit into the first connection portion 48a.
なお、孔部60aは、第1接続部48aに対応した形状であれば、円形状に限定されない。第2接続部58aが孔部60aからなる凹状であり、第2接続部58aに接続される第1接続部48aが凸状である構成に限定されない。第2接続部58aが凸状であり、第2接続部58aに接続される第1接続部48aが凹状の構成であってもよい。 The hole 60a is not limited to a circular shape, as long as it is a shape that corresponds to the first connecting portion 48a. It is not limited to a configuration in which the second connecting portion 58a is concave and formed by the hole 60a, and the first connecting portion 48a connected to the second connecting portion 58a is convex. It is also possible for the second connecting portion 58a to be convex, and the first connecting portion 48a connected to the second connecting portion 58a to be concave.
図7に示すように、第2カバー部54の外縁部は、第4接続部58bを有する。第4接続部58bは、第2ロータ本体34を構成する磁極片保持部材42の第3接続部48bが接続可能である。第4接続部58bは、複数の孔部60bを有する。複数の孔部60bは、第2カバー部54の周方向に沿って等間隔離間して配置される。図8に示されるように、外側ロータ18の軸方向において、複数の孔部60bと第2ロータ本体34における複数の第3接続部48bとが向かい合う。孔部60bの直径は、第3接続部48bが嵌合可能な直径である。孔部60bは、第3接続部48bを嵌合可能な円形状である。 As shown in FIG. 7, the outer edge of the second cover portion 54 has a fourth connection portion 58b. The fourth connection portion 58b can be connected to the third connection portion 48b of the pole piece holding member 42 that constitutes the second rotor body 34. The fourth connection portion 58b has a plurality of holes 60b. The plurality of holes 60b are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the second cover portion 54. As shown in FIG. 8, the plurality of holes 60b face the plurality of third connection portions 48b of the second rotor body 34 in the axial direction of the outer rotor 18. The diameter of the hole 60b is such that the third connection portion 48b can fit into it. The hole 60b has a circular shape that can fit into the third connection portion 48b.
なお、孔部60bは、第3接続部48bに対応した形状であれば、円形状に限定されない。第4接続部58bが孔部60bからなる凹状であり、第4接続部58bに接続される第3接続部48bが凸状である構成に限定されない。第4接続部58bが凸状であり、第4接続部58bに接続される第3接続部48bが凹状の構成であってもよい。 The hole 60b is not limited to a circular shape, as long as it is a shape that corresponds to the third connection portion 48b. It is not limited to a configuration in which the fourth connection portion 58b is concave and formed by the hole 60b, and the third connection portion 48b connected to the fourth connection portion 58b is convex. Alternatively, the fourth connection portion 58b may be convex, and the third connection portion 48b connected to the fourth connection portion 58b may be concave.
図8に示すように、シャフト孔52は、第1カバー部50の中央に開口する。シャフト孔52は、第1カバー部50を軸方向に貫通する。図1に示すように、シャフト孔52には、内側ロータ16の回転シャフト32が挿通される。回転シャフト32はシャフト孔52を通じて第1端部構成部材36の外部に突出する。第1カバー部50は、軸受62aによってハウジング12に対して回転可能に支持される。 As shown in FIG. 8, the shaft hole 52 opens at the center of the first cover part 50. The shaft hole 52 axially penetrates the first cover part 50. As shown in FIG. 1, the rotating shaft 32 of the inner rotor 16 is inserted into the shaft hole 52. The rotating shaft 32 protrudes to the outside of the first end component 36 through the shaft hole 52. The first cover part 50 is rotatably supported relative to the housing 12 by a bearing 62a.
図8に示すように、出力シャフト20は、第2端部構成部材38の第2カバー部54から離間する方向に向けて軸方向に突出する。これにより、外側ロータ18と出力シャフト20とが一体的に回転可能である。第2カバー部54は、軸受62bによってハウジング12に対して回転可能に支持される。 As shown in FIG. 8, the output shaft 20 protrudes axially away from the second cover portion 54 of the second end component 38. This allows the outer rotor 18 and the output shaft 20 to rotate integrally. The second cover portion 54 is rotatably supported relative to the housing 12 by the bearing 62b.
第2ロータ本体34の軸方向の一端に第1端部構成部材36を配置し、第2接続部58aの各孔部60aに各磁極片保持部材42の第1接続部48aがそれぞれ嵌合される。これにより、第1端部構成部材36によって第2ロータ本体34の軸方向の一端が覆われる。第2ロータ本体34の軸方向の他端に第2端部構成部材38を配置し、第4接続部58bの各孔部60bに各磁極片保持部材42の第3接続部48bがそれぞれ嵌合される。これにより、第2端部構成部材38によって第2ロータ本体34の軸方向の他端が覆われる。 The first end component 36 is placed at one axial end of the second rotor body 34, and the first connection portions 48a of each pole piece holding member 42 are fitted into the holes 60a of the second connection portion 58a. This results in one axial end of the second rotor body 34 being covered by the first end component 36. The second end component 38 is placed at the other axial end of the second rotor body 34, and the third connection portions 48b of each pole piece holding member 42 are fitted into the holes 60b of the fourth connection portion 58b. This results in the other axial end of the second rotor body 34 being covered by the second end component 38.
次に、磁気式歯車装置10の外側ロータ18の組み付けについて説明する。 Next, we will explain how to assemble the outer rotor 18 of the magnetic gear device 10.
先ず、第2端部構成部材38に対して複数の磁極片保持部材42を組み付ける。図6に示すように、各磁極片保持部材42の第3接続部48bを、第2端部構成部材38の第4接続部58bの孔部60bに圧入する。第3接続部48bと第4接続部58bとを接着剤によって互いに接合してもよい。これにより、第2端部構成部材38の外縁部に複数の磁極片保持部材42が固定される。これにより、第2端部構成部材38(第2カバー部54)の外縁部に複数の磁極片保持部材42が接続され固定される。 First, multiple pole piece holding members 42 are assembled to the second end component 38. As shown in FIG. 6, the third connection portion 48b of each pole piece holding member 42 is press-fit into the hole 60b of the fourth connection portion 58b of the second end component 38. The third connection portion 48b and the fourth connection portion 58b may be joined to each other with an adhesive. This secures the multiple pole piece holding members 42 to the outer edge of the second end component 38. This connects and secures the multiple pole piece holding members 42 to the outer edge of the second end component 38 (second cover portion 54).
第2端部構成部材38の周方向において、各磁極片保持部材42が等間隔離間する。各磁極片保持部材42は、第2端部構成部材38の第2カバー部54と直交する。隣接する2つの磁極片保持部材42の第2側面42aが互いに向かい合う。各磁極片保持部材42の外側面が、第2ロータ本体34の外周面の一部を構成する。各磁極片保持部材42の内側面が、第2ロータ本体34の内周面の一部を構成する。 The pole piece holding members 42 are equally spaced apart in the circumferential direction of the second end component member 38. Each pole piece holding member 42 is perpendicular to the second cover portion 54 of the second end component member 38. The second side surfaces 42a of two adjacent pole piece holding members 42 face each other. The outer surface of each pole piece holding member 42 forms part of the outer peripheral surface of the second rotor body 34. The inner surface of each pole piece holding member 42 forms part of the inner peripheral surface of the second rotor body 34.
次に、隣接する2つの磁極片保持部材42の間の空間に、磁極片40をそれぞれ挿入して第2ロータ本体34を形成する。第2ロータ本体34の軸方向に沿って各磁極片40を隣接する2つの磁極片保持部材42の間の空間へ挿入する。2つの磁極片保持部材42の間において、各磁極片40の第1側面40aが、磁極片保持部材42の第2側面42aに向かい合って当接する。隣接する2つの磁極片保持部材42の嵌合凸部46と各磁極片40の嵌合凹部44とが嵌合する。各磁極片40の外側面が、第2ロータ本体34の外周面の一部を構成する。各磁極片40の内側面が、第2ロータ本体34の内周面の一部を構成する。図3に示すように、第1端部構成部材36の外縁部に複数の磁極片40が当接して保持される。 Next, the second rotor body 34 is formed by inserting each pole piece 40 into the space between two adjacent pole piece holding members 42. Each pole piece 40 is inserted axially along the second rotor body 34 into the space between two adjacent pole piece holding members 42. Between the two pole piece holding members 42, the first side surface 40a of each pole piece 40 faces and abuts against the second side surface 42a of the pole piece holding member 42. The mating protrusions 46 of the two adjacent pole piece holding members 42 fit into the mating recesses 44 of each pole piece 40. The outer surface of each pole piece 40 forms part of the outer peripheral surface of the second rotor body 34. The inner surface of each pole piece 40 forms part of the inner peripheral surface of the second rotor body 34. As shown in FIG. 3 , multiple pole pieces 40 are held in contact with the outer edge of the first end component 36.
このとき、嵌合凹部44を含む第1側面40aと嵌合凸部46を含む第2側面42aとの間には、接着剤が塗布される。第1側面40aと第2側面42aとが接着剤によって互いに強固に接続される。嵌合凹部44と嵌合凸部46とが接着剤によって互いに強固に接続される。 At this time, adhesive is applied between the first side surface 40a, which includes the mating recess 44, and the second side surface 42a, which includes the mating protrusion 46. The first side surface 40a and the second side surface 42a are firmly connected to each other by the adhesive. The mating recess 44 and the mating protrusion 46 are firmly connected to each other by the adhesive.
このように、第2端部構成部材38に対し、各磁極片40と各磁極片保持部材42とが周方向に交互に配置され、嵌合凹部44及び嵌合凸部46を介して互いに嵌合される。すなわち、複数の磁極片40及び磁極片保持部材42が周方向に連結された第2ロータ本体34が形成され、第2ロータ本体34の軸方向における他端が第2端部構成部材38に連結される。第2ロータ本体34の軸方向における他端が第2端部構成部材38によって覆われる。各磁極片40は、隣接する2つの磁極片保持部材42によって第2端部構成部材38に連結される。 In this way, the pole pieces 40 and pole piece holding members 42 are arranged alternately in the circumferential direction on the second end component 38 and are fitted to each other via the fitting recesses 44 and fitting protrusions 46. In other words, the second rotor body 34 is formed by connecting multiple pole pieces 40 and pole piece holding members 42 in the circumferential direction, and the other axial end of the second rotor body 34 is connected to the second end component 38. The other axial end of the second rotor body 34 is covered by the second end component 38. Each pole piece 40 is connected to the second end component 38 by two adjacent pole piece holding members 42.
最後に、出力シャフト20を有した第2端部構成部材38を第2ロータ本体34に組み付ける。 Finally, the second end component 38 having the output shaft 20 is assembled to the second rotor body 34.
先ず、第2ロータ本体34の軸方向の一端から第2ロータ本体34の内部に内側ロータ16を収容する。図3に示すように、第2ロータ本体34の軸方向における一端を第1端部構成部材36で覆う。第1端部構成部材36の第2接続部58aの各孔部60aに対し、第2ロータ本体34の各第1接続部48aをそれぞれ圧入する。このとき、第1接続部48aと第2接続部58aとが接着剤によって互いに接合される。これにより、第1端部構成部材36(第1カバー部50)の外縁部に複数の磁極片保持部材42が接続され固定される。第1端部構成部材36の外縁部に複数の磁極片40が当接して保持される。図3に示されるように、第2ロータ本体34の軸方向における一端に第1端部構成部材36が固定され、外側ロータ18の組み付けが完了する。外側ロータ18の内部には内側ロータ16が収容される。 First, the inner rotor 16 is placed inside the second rotor body 34 from one axial end of the second rotor body 34. As shown in FIG. 3, one axial end of the second rotor body 34 is covered with the first end component 36. Each first connection portion 48a of the second rotor body 34 is press-fit into each hole 60a of the second connection portion 58a of the first end component 36. At this time, the first connection portion 48a and the second connection portion 58a are joined to each other with adhesive. As a result, multiple pole piece holding members 42 are connected and fixed to the outer edge of the first end component 36 (first cover portion 50). Multiple pole pieces 40 are held in contact with the outer edge of the first end component 36. As shown in FIG. 3, the first end component 36 is fixed to one axial end of the second rotor body 34, completing the assembly of the outer rotor 18. The inner rotor 16 is placed inside the outer rotor 18.
外側ロータ18の組み付け方法は、上述した方法に限定されない。複数の磁極片40と複数の磁極片保持部材42とを交互に固定して第2ロータ本体34を形成した後、第2ロータ本体34の軸方向における一端及び他端に対して第1及び第2端部構成部材36、38をそれぞれ固定してもよい。 The method of assembling the outer rotor 18 is not limited to the method described above. After forming the second rotor body 34 by alternately fastening multiple pole pieces 40 and multiple pole piece holding members 42, the first and second end components 36, 38 may be fastened to one and the other axial ends of the second rotor body 34, respectively.
次に、磁気式歯車装置10の動作について説明する。 Next, the operation of the magnetic gear device 10 will be described.
図示しない電源からステータ14のコイルに電力が供給されると、コイルに流れる電流によって磁束が発生する。磁束と内側ロータ16のロータ側磁石30及び磁束によって生じる磁力によって、内側ロータ16が回転シャフト32を中心として回転する。内側ロータ16の回転に伴って生じる磁束によって、出力シャフト20を有する外側ロータ18が所定の減速比で減速されて回転する。内側ロータ16の回転速度に対して、外側ロータ18の回転速度が低速である。外側ロータ18の回転力が駆動力として出力シャフト20から外部へと出力される。すなわち、磁気式歯車装置10は、内側ロータ16を回転させることで、外側ロータ18を減速比に従って内側ロータ16よりも低速で回転させることが可能である。 When power is supplied to the coil of the stator 14 from a power source (not shown), a magnetic flux is generated by the current flowing through the coil. The magnetic flux, the rotor-side magnets 30 of the inner rotor 16, and the magnetic force generated by the magnetic flux cause the inner rotor 16 to rotate around the rotating shaft 32. The magnetic flux generated by the rotation of the inner rotor 16 causes the outer rotor 18, which has an output shaft 20, to rotate at a reduced speed at a predetermined reduction ratio. The rotational speed of the outer rotor 18 is slower than that of the inner rotor 16. The rotational force of the outer rotor 18 is output to the outside from the output shaft 20 as a driving force. In other words, by rotating the inner rotor 16, the magnetic gear device 10 can rotate the outer rotor 18 at a slower speed than the inner rotor 16 in accordance with the reduction ratio.
外側ロータ18が回転するとき、第2ロータ本体34に対して径方向外方に向かう遠心力が働く。磁極片40及び磁極片保持部材42が、嵌合凹部44及び嵌合凸部46によって周方向に強固に接続されている。そのため、外側ロータ18は、遠心力に対する十分な強度を有している。 When the outer rotor 18 rotates, centrifugal force acts radially outward on the second rotor body 34. The pole pieces 40 and pole piece holding members 42 are firmly connected in the circumferential direction by the mating recesses 44 and mating protrusions 46. As a result, the outer rotor 18 has sufficient strength to withstand centrifugal force.
以上のように、本発明の実施形態では、複数の磁極片40及び磁極片保持部材42を有した外側ロータ18において、周方向に互いに隣接する磁極片40と磁極片保持部材42とが嵌合凹部44と嵌合凸部46とにより嵌合する。そのため、外側ロータ18が回転したとき、磁極片40と磁極片保持部材42とからなる外側ロータ18(第2ロータ本体34)の遠心力に対する十分な強度を確保することができる。これにより、外側ロータ18の構成を簡素化でき、製造性を高めることができる。嵌合凹部44と嵌合凸部46とを嵌合させることで外側ロータ18の組み付けを容易に行うことができる。そのため、外側ロータ18の組立性の向上が可能となる。 As described above, in this embodiment of the present invention, in the outer rotor 18 having a plurality of pole pieces 40 and pole piece holding members 42, circumferentially adjacent pole pieces 40 and pole piece holding members 42 are fitted together using the fitting recesses 44 and fitting protrusions 46. Therefore, when the outer rotor 18 rotates, the outer rotor 18 (second rotor body 34) consisting of the pole pieces 40 and pole piece holding members 42 can be ensured to have sufficient strength against centrifugal force. This simplifies the configuration of the outer rotor 18 and improves manufacturability. By fitting the fitting recesses 44 and fitting protrusions 46 together, the outer rotor 18 can be easily assembled. This improves the assembly of the outer rotor 18.
磁極片40の軸方向における一端が第1端部構成部材36に当接し、磁極片40の軸方向における他端が第2端部構成部材38に当接するため、非磁性体の突起によって磁性体の端部を保持する構成と比較し、磁極片保持部材42の軸方向長さが抑制される。このため、外側ロータ18の軸方向長さを抑制して小型化が可能となる。 One axial end of the pole piece 40 abuts against the first end component 36, and the other axial end of the pole piece 40 abuts against the second end component 38. This reduces the axial length of the pole piece holding member 42 compared to a configuration in which the end of a magnetic material is held by a non-magnetic protrusion. This reduces the axial length of the outer rotor 18, enabling it to be made smaller.
複数の磁極片保持部材42、第1端部構成部材36及び第2端部構成部材38を、樹脂材からなる成形品とすることで、非磁性材料且つ非導電性部材の磁極片保持部材42、第1端部構成部材36及び第2端部構成部材38を容易に形成できる。 By molding the multiple pole piece holding members 42, first end component 36, and second end component 38 from resin, the pole piece holding members 42, first end component 36, and second end component 38 can be easily formed from non-magnetic, non-conductive materials.
嵌合凹部44と嵌合凸部46とを接着剤で接合することで、各磁極片40と各磁極片保持部材42とをより強固に周方向に接続することができる。 By joining the mating recesses 44 and mating protrusions 46 with adhesive, each pole piece 40 and each pole piece holding member 42 can be more firmly connected in the circumferential direction.
複数の磁極片保持部材42の第1接続部48aを、第1端部構成部材36の第2接続部58aに接続し、複数の磁極片保持部材42の第3接続部48bを、第2端部構成部材38の第4接続部58bに接続している。これにより、外側ロータ18が回転したとき、遠心力の働く方向と直交する第1及び第2接続部48a、58aによって、第1端部構成部材36と各磁極片保持部材42との連結状態、及び第2端部構成部材38と各磁極片保持部材42との連結状態を確実に維持することが可能である。 The first connection portions 48a of the multiple pole piece holding members 42 are connected to the second connection portions 58a of the first end component 36, and the third connection portions 48b of the multiple pole piece holding members 42 are connected to the fourth connection portions 58b of the second end component 38. As a result, when the outer rotor 18 rotates, the first and second connection portions 48a, 58a, which are perpendicular to the direction of centrifugal force, reliably maintain the connection between the first end component 36 and each pole piece holding member 42, and the connection between the second end component 38 and each pole piece holding member 42.
第1接続部48aと第2接続部58aとを接着剤で接合し、第3接続部48bと第4接続部58bとを接着剤で接合することで、各磁極片保持部材42と第1端部構成部材36との接続強度、及び各磁極片保持部材42と第2端部構成部材38との接続強度をより一層高めることができる。 By joining the first connecting portion 48a and the second connecting portion 58a with adhesive, and joining the third connecting portion 48b and the fourth connecting portion 58b with adhesive, the connection strength between each pole piece holding member 42 and the first end component 36, and the connection strength between each pole piece holding member 42 and the second end component 38 can be further increased.
上記の実施形態をまとめると、以下のようになる。 The above embodiments can be summarized as follows:
上記の実施形態は、ロータ側磁石(30)を有する内側ロータ(16)と、
前記内側ロータを囲む円筒状に形成され、前記内側ロータが回転することで前記内側ロータより低速で回転する外側ロータ(18)と、
円筒状のステータコア(22)と、前記ステータコアの内周に配置されるステータ側磁石(26)とを有し前記外側ロータを囲むステータ(14)と、
を有し、
前記外側ロータが、磁性材料からなる複数の磁極片(40)と、非磁性材料且つ非導電性部材から形成される複数の磁極片保持部材(42)とを備え、前記複数の磁極片と前記複数の磁極片保持部材とが前記外側ロータの周方向に交互に配置された磁気式歯車装置(10)であって、
前記複数の磁極片及び前記複数の磁極片保持部材において、前記周方向に互いに隣接する磁極片と磁極片保持部材の互いに向き合う側面(40a、42a)の一方に、前記外側ロータの軸方向に沿って延在する嵌合凹部(44)が設けられ、互いに向き合う前記側面の他方に、前記軸方向に沿って延在し且つ前記嵌合凹部に嵌合する嵌合凸部(46)が設けられ、
前記外側ロータは、前記複数の磁極片保持部材の一端部に接続された円板状の第1端部構成部材(36)と、前記複数の磁極片保持部材の他端部に接続された円板状の第2端部構成部材(38)と、を有し、
前記第1端部構成部材は、非磁性材料且つ非導電性部材から形成され、前記複数の磁極片の一端部が前記第1端部構成部材に当接し、
前記第2端部構成部材は、非磁性材料且つ非導電性部材から形成され、前記複数の磁極片の他端部が前記第2端部構成部材に当接する。
The above embodiment includes an inner rotor (16) having rotor side magnets (30);
an outer rotor (18) formed in a cylindrical shape surrounding the inner rotor, and rotating at a slower speed than the inner rotor as the inner rotor rotates;
a stator (14) having a cylindrical stator core (22) and a stator side magnet (26) arranged on the inner periphery of the stator core and surrounding the outer rotor;
and
A magnetic gear device (10) in which the outer rotor comprises a plurality of magnetic pole pieces (40) made of a magnetic material and a plurality of magnetic pole piece holding members (42) formed of a non-magnetic material and a non-conductive member, the plurality of magnetic pole pieces and the plurality of magnetic pole piece holding members being alternately arranged in the circumferential direction of the outer rotor,
In the plurality of pole pieces and the plurality of pole piece holding members, a fitting recess (44) extending along the axial direction of the outer rotor is provided on one of the mutually facing side surfaces (40 a, 42 a) of the pole pieces and pole piece holding members adjacent to each other in the circumferential direction, and a fitting protrusion (46) extending along the axial direction and fitting into the fitting recess is provided on the other of the mutually facing side surfaces,
The outer rotor has a first end component (36) in the form of a disk connected to one end of the plurality of pole piece holding members, and a second end component (38) in the form of a disk connected to the other end of the plurality of pole piece holding members,
the first end component is formed from a non-magnetic and non-conductive material, one ends of the plurality of magnetic pole pieces abut against the first end component;
The second end component is formed from a non-magnetic and non-conductive material, and the other ends of the plurality of magnetic pole pieces abut against the second end component.
前記複数の磁極片保持部材、前記第1端部構成部材及び前記第2端部構成部材の各々は、樹脂材で成形された成形品である。 Each of the multiple pole piece holding members, the first end component member, and the second end component member is a molded product made from a resin material.
前記嵌合凹部と前記嵌合凸部とが接着剤で接合される。 The mating recess and mating protrusion are joined with adhesive.
前記複数の磁極片保持部材の一端部は、前記軸方向に凸状又は凹状に形成される第1接続部(48a)を有し、
前記第1端部構成部材は、前記軸方向に凹状又は凸状に形成され前記第1接続部が接続される第2接続部(58a)を有し、
前記複数の磁極片保持部材の他端部は、前記軸方向に凸状又は凹状に形成される第3接続部(48b)を有し、
前記第2端部構成部材は、前記軸方向に凹状又は凸状に形成され前記第3接続部が接続される第4接続部(58b)を有する。
One end of each of the plurality of magnetic pole piece holding members has a first connecting portion (48a) formed in a convex or concave shape in the axial direction,
The first end component member has a second connecting portion (58a) formed in a concave or convex shape in the axial direction and to which the first connecting portion is connected,
The other end of each of the plurality of magnetic pole piece holding members has a third connection portion (48b) formed in a convex or concave shape in the axial direction,
The second end component member has a fourth connecting portion (58b) formed in a concave or convex shape in the axial direction and to which the third connecting portion is connected.
前記第1接続部と前記第2接続部とが接着剤によって接合され、前記第3接続部と前記第4接続部とが接着剤によって接合される。 The first connection portion and the second connection portion are joined with an adhesive, and the third connection portion and the fourth connection portion are joined with an adhesive.
なお、本発明は、上述した開示に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。 The present invention is not limited to the above disclosure, and various configurations may be adopted without departing from the spirit of the present invention.
10…磁気式歯車装置 14…ステータ
16…内側ロータ 18…外側ロータ
20…出力シャフト 26…ステータ側磁石
30…ロータ側磁石 34…第2ロータ本体
36…第1端部構成部材 38…第2端部構成部材
40…磁極片 40a…第1側面
42…磁極片保持部材 42a…第2側面
44…嵌合凹部 46…嵌合凸部
REFERENCE SIGNS LIST 10...magnetic gear device 14...stator 16...inner rotor 18...outer rotor 20...output shaft 26...stator side magnet 30...rotor side magnet 34...second rotor body 36...first end component member 38...second end component member 40...pole piece 40a...first side surface 42...pole piece holding member 42a...second side surface 44...fitting recess 46...fitting protrusion
Claims (4)
前記内側ロータを囲む円筒状に形成され、前記内側ロータが回転することで前記内側ロータより低速で回転する外側ロータと、
円筒状のステータコアと、前記ステータコアの内周に配置されるステータ側磁石とを有し前記外側ロータを囲むステータと、
を有し、
前記外側ロータが、磁性材料からなる複数の磁極片と、非磁性材料且つ非導電性部材から形成される複数の磁極片保持部材とを備え、前記複数の磁極片と前記複数の磁極片保持部材とが前記外側ロータの周方向に交互に配置された磁気式歯車装置であって、
前記複数の磁極片及び前記複数の磁極片保持部材において、前記周方向に互いに隣接する磁極片と磁極片保持部材の互いに向き合う側面の一方に、前記外側ロータの軸方向に沿って延在する嵌合凹部が設けられ、互いに向き合う前記側面の他方に、前記軸方向に沿って延在し且つ前記嵌合凹部に嵌合する嵌合凸部が設けられ、
前記外側ロータは、
非磁性材料且つ非導電性部材から形成され、前記複数の磁極片保持部材の一端部に接続された円板状の第1端部構成部材と、
非磁性材料且つ非導電性部材から形成され、前記複数の磁極片保持部材の他端部に接続された円板状の第2端部構成部材と、
を有し、
前記複数の磁極片保持部材の各々は、前記軸方向に延在して前記軸方向における両端部に第1端面及び第2端面をそれぞれ有した本体部と、前記本体部の前記第1端面から前記軸方向に突出する第1凸部と、前記本体部の前記第2端面から前記軸方向に突出する第2凸部とを有し、
前記第1端部構成部材は、前記軸方向の端部に設けられ前記第1端面に当接する第1当接面と、前記第1当接面に開口して前記第1凸部が挿入される第1孔部とを有し、
前記第2端部構成部材は、前記軸方向の端部に設けられ前記第2端面に当接する第2当接面と、前記第2当接面に開口して前記第2凸部が挿入される第2孔部とを有し、
前記第1端部構成部材の前記第1当接面は、前記複数の磁極片の一端部及び前記複数の磁極片保持部材の前記第1端面の各々に当接し、前記第2端部構成部材の前記第2当接面は、前記複数の磁極片の他端部及び前記複数の磁極片保持部材の前記第2端面の各々に当接する、磁気式歯車装置。 an inner rotor having rotor-side magnets;
an outer rotor formed in a cylindrical shape surrounding the inner rotor, which rotates at a slower speed than the inner rotor as the inner rotor rotates;
a stator having a cylindrical stator core and a stator side magnet disposed on the inner periphery of the stator core, the stator surrounding the outer rotor;
and
A magnetic gear device in which the outer rotor comprises a plurality of magnetic pole pieces made of a magnetic material and a plurality of magnetic pole piece holding members made of a non-magnetic and non-conductive material, the plurality of magnetic pole pieces and the plurality of magnetic pole piece holding members being alternately arranged in the circumferential direction of the outer rotor,
In the plurality of pole pieces and the plurality of pole piece holding members, a fitting recess extending along the axial direction of the outer rotor is provided on one of the mutually facing side surfaces of the pole pieces and pole piece holding members adjacent to each other in the circumferential direction, and a fitting protrusion extending along the axial direction and fitting into the fitting recess is provided on the other of the mutually facing side surfaces,
The outer rotor is
a first end component member having a disk shape , the first end component member being made of a non-magnetic and non-conductive material and connected to one end of the plurality of pole piece holding members;
a second end component member having a disk shape , the second end component member being made of a non-magnetic and non-conductive material and connected to the other end of the plurality of pole piece holding members;
and
Each of the plurality of magnetic pole piece holding members has a main body portion extending in the axial direction and having a first end face and a second end face at both ends in the axial direction, a first convex portion protruding in the axial direction from the first end face of the main body portion, and a second convex portion protruding in the axial direction from the second end face of the main body portion,
the first end component member has a first abutment surface provided at an end in the axial direction and abutting against the first end surface, and a first hole portion that opens in the first abutment surface and into which the first protrusion is inserted,
the second end component member has a second abutment surface provided at an end in the axial direction and abutting against the second end surface, and a second hole portion that opens in the second abutment surface and into which the second protrusion is inserted,
the first abutment surface of the first end component member abuts against one ends of the plurality of pole pieces and the first end faces of the plurality of pole piece holding members, and the second abutment surface of the second end component member abuts against the other ends of the plurality of pole pieces and the second end faces of the plurality of pole piece holding members .
前記複数の磁極片保持部材、前記第1端部構成部材及び前記第2端部構成部材の各々は、樹脂材で成形された成形品である、磁気式歯車装置。 2. The magnetic gear device according to claim 1,
The magnetic gear device, wherein each of the plurality of magnetic pole piece holding members, the first end component member, and the second end component member is a molded product made of a resin material.
前記嵌合凹部と前記嵌合凸部とが接着剤で接合される、磁気式歯車装置。 3. The magnetic gear device according to claim 2,
The magnetic gear device wherein the mating recess and the mating protrusion are joined with an adhesive.
前記第1凸部と前記第1孔部とが接着剤によって接合され、前記第2凸部と前記第2孔部とが接着剤によって接合される、磁気式歯車装置。 4. The magnetic gear device according to claim 3 ,
the first protrusion and the first hole are joined with an adhesive, and the second protrusion and the second hole are joined with an adhesive.
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