WO2016036107A1 - Magnetic gear having magnetic flux concentration type pole pieces, and magnetic gear provided with pole pieces at outside of rotors - Google Patents

Magnetic gear having magnetic flux concentration type pole pieces, and magnetic gear provided with pole pieces at outside of rotors Download PDF

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WO2016036107A1
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WO
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rotor
arc
magnetic gear
pole piece
magnetic
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Application number
PCT/KR2015/009187
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김용재
김성진
김찬호
박의종
Original Assignee
조선대학교산학협력단
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H49/00Other gearings

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic gear, and more particularly, to concentrate the magnetic flux in the air gap by improving the shape of the pole pieces located between the rotors to improve the transmission torque and to reduce the torque ripple
  • a magnetic gear having a piece and a pole piece on the outside of the rotors spaced apart on the axis of rotation
  • the structure can be simplified by reducing the number of air gaps, and the number of bearings supporting the axis of rotation can be reduced to reduce the torque transmission rate due to friction. It relates to a magnetic gear that can minimize the reduction.
  • Magnetic gear is a non-contact gear device that transmits power in a non-contact manner by using magnetic force. It is less noise and vibration than a gear that transmits power by physical contact, and it does not need lubricant injection or maintenance inspection, and it is stable without mechanical friction.
  • the recent research is active due to its high durability and durability.
  • the magnetic gear can reduce energy loss, enabling high efficiency driving and delivering reliable and accurate peak torque.
  • FIG. 1 shows a typical magnetic gear
  • FIG. 2 shows a vertical cross section of a typical magnetic gear
  • the conventional magnetic gear 10 has a large rotor 11, 12 between the inner rotor 11, the outer rotor 12, the inner rotor 11, and the outer rotor 12. It is configured to include a pole piece module 13 and spaced apart from.
  • the inner rotor 11 includes an inner rotor 11b and a magnet 11a radially attached to the outside of the inner rotor 11b about a rotation axis
  • the outer rotor 12 includes an outer rotor. 12a and a magnet 12b radially attached about an axis of rotation within the outer rotor 12a
  • the pole piece module 13 includes a plurality of pole pieces radially equidistantly spaced about the axis of rotation. 13a).
  • the magnets of the inner rotor 11 and the outer rotor 12 are magnets having magnetic force in opposite directions (direction toward the axis of rotation and opposite to the direction of rotation axis) are alternately positioned, and opposite to each other. Two magnets with a magnetic force in the direction are bipolar.
  • the inner rotor 11 and the outer rotor 12 are rotated in opposite directions, and depending on which rotor becomes the input shaft, Is used.
  • the outer rotor 12 rotates at a low speed
  • the inner rotor 11 rotates at a high speed
  • the dipole number of the outer rotor 12 and the dipole number of the inner rotor 11 are represented by the following equation.
  • the number of pole pieces 13a is determined as shown in a.
  • N s denotes the number of pole pieces 13a
  • p 1 denotes the number of dipoles of the outer rotor 12
  • p 2 denotes the number of dipoles of the inner rotor 11.
  • the pole pieces 13a are formed because the number of poles of the magnet of the outer rotor 12 is 42 poles and the number of poles is 21 poles.
  • the number of s is 23 plus the number of bipolar 21 poles and two poles of each rotor.
  • the gear ratio of the magnetic gear 10 is determined by the ratio of the number of dipoles of the rotor as shown in equation (b) below.
  • the pole piece 13a of the conventional magnetic gear 1 has an outer arc 13aa, an inner arc 13ab, and an outer arc 13aa and an inner arc 13ab whose vertical cross sections have the same center angle and different diameters. It has a form of a figure surrounded by a straight line (13ac) for connecting each one end of) and a straight line (13ad) for connecting each other end.
  • FIG. 3 shows a vertical section in the rotational axis direction of the conventional magnetic gear 10.
  • the conventional magnetic gear 10 may include, in addition to the inner rotor 11, the outer rotor 12, and the pole piece module 13.
  • the housing 14, the pole piece module support member 15, the inner rotor support member 16 and the outer rotor support member 17 is configured to further comprise.
  • the housing 14 defines an external shape, and the pole piece module support member 15 supports the pole piece module 13 to be spaced apart from the housing 14 inside the housing 14. .
  • the inner rotor support member 16 supports the inner rotor 11 spaced apart from the pole piece module support member 15 on the inner side of the pole piece module support member 15 and of the housing 14. It has an input shaft 11c exposed to one side.
  • outer rotor support member 17 separates the outer rotor 12 from the housing 14 and the pole piece module 13, respectively, between the housing 14 and the pole piece module 13. It supports and has an output shaft 12c exposed to the other side of the housing (14).
  • bearings 14a, 15a, 16a, 16b are provided between the fixed member and the rotating member.
  • the bearings 14a, 15a, 16a, and 16b may be radial bearings that support a load acting perpendicular to the axis of rotation of the rotating member.
  • bearings 14a, 15a, 16a, and 16b may include a first outer rotor support bearing 14a for supporting the output shaft 12c on the housing 14 and the pole piece module support member 15.
  • the rotor support member 17 includes a second inner rotor support bearing 16b for supporting the inner rotor 11.
  • the conventional magnetic gear 10 includes four bearings 14a, 15a, 16a, and 16b, the torque transmission rate due to friction of the bearings is lowered.
  • a first gap a1 the outer rotor 12, and the pole piece module are disposed between the housing 14 and the inner rotor. Since the third void a3 must exist between the second void a2, the pole piece module 13, and the inner rotor 11, the structure becomes very complicated.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems. By optimizing the shape of the pole piece to concentrate the magnetic flux in the air gap, the torque transmission and the torque ripple can be lowered, thereby improving the power transmission rate and reliability. It is to provide a magnetic gear having.
  • an object of the present invention is to provide a magnetic gear that can reduce the number of bearings to minimize the reduction of torque transmission rate due to friction of the bearings.
  • an object of the present invention is to provide a magnetic gear that can improve the torque transmission by optimizing the shape of the pole piece to concentrate the magnetic flux in the air gap and to improve the power transmission rate and reliability by lowering the torque ripple.
  • the pole piece module also serves as a housing, the rotor can be rotated by only one void in the pole piece module, and thus the structure is very simple.
  • the two magnetic gears are directly connected to each other to provide a large torque ratio even with a small volume.
  • the present invention provides an inner rotor, an outer rotor provided to be spaced apart from the inner rotor, and positioned between the inner rotor and the outer rotor and from the inner rotor to the outer rotor or
  • a magnetic gear comprising a pole piece module having a plurality of pole pieces spaced apart from each other to transfer magnetic flux from the outer rotor to the inner rotor, wherein the cross section of each pole piece is a first arc.
  • a first figure surrounded by a line connecting the first and second ends of the first arc and the second arc and the second arc smaller than the inner diameter of the first arc and the inner diameter of the first arc and the center are the same;
  • the second arc and the position and the inner diameter of the center is the same and the center angle is greater than the third angle of the second arc,
  • the third arc and the position and center angle of the center is the same and the inner diameter is
  • a fourth figure smaller than the inner diameter of the third arc and the second figure surrounded by a line connecting each end and the other end of the third arc and the fourth arc has a combined shape
  • the bisected position of the arc provides a magnetic gear characterized in that it has a shape coupled to overlap each other.
  • the vertical distance (hereinafter referred to as 'first vertical distance') of the fourth arc and the third arc is the vertical distance of the fourth arc and the first arc (hereinafter referred to as 'first vertical distance')
  • the second vertical distance) is greater than 13.5% and less than 23.5%.
  • is the first vertical distance and L pr is the second vertical distance.
  • the center angle of the fourth arc is the center angle of the virtual arc connecting the first arcs of two pole pieces with one pole piece interposed therebetween, as shown in Equation 2 below (hereinafter referred to as 'reference angle'). Greater than 40% and less than 50%).
  • is the center angle of the fourth arc and N p is the number of pole pieces.
  • the line connecting the first arc and the second arc in the first figure is a concave curve toward the center of the first figure (hereinafter referred to as 'concave curve').
  • the length from the bisected position of the imaginary line connecting the both ends of the concave curve (hereinafter referred to as 'first virtual line segment') to the concave curve in the vertical direction (hereinafter referred to as 'concave length')
  • the first segment in the vertical direction at a bisecting position of a virtual line segment (hereinafter referred to as a 'second virtual line segment') connected in a vertical direction to the fourth arc at one end of the first arc side of the concave curve. It is greater than 30% and less than 40% of the length of the virtual line segment (hereinafter referred to as 'third virtual line segment') connecting the bisected position of the arc and the bisected position of the fourth arc.
  • the concave length is calculated by Equation 3 below.
  • D pi is the inner diameter of the fourth arc
  • D po is the inner diameter of the first arc
  • N p is the number of pole pieces.
  • the present invention includes at least two of the magnetic gears, wherein, among the magnetic gears, the output rotor of the first magnetic gear is further provided with a multiple type magnetic gear, characterized in that directly connected to the input rotor of the second magnetic gear. do.
  • the present invention is the magnetic gear; At least one inner pole piece module spaced apart from an inner rotor of the magnetic gear and having a plurality of pole pieces; And at least one intermediate rotor provided between the inner pole piece module and the pole piece module of the magnetic gear.
  • the present invention also provides an input rotor; An output side rotor spaced apart from the input side rotor on a rotation axis extension of the input side rotor; And a pole piece module surrounding the input side rotor and the output side rotor outside the input side rotor and the output side rotor and having a plurality of pole pieces radially positioned on a rotation axis, and transmitting magnetic force of the input side rotor to the output side rotor. And the input side rotor and the output side rotor are located together inside the pole piece module, and further provided with a magnetic gear, wherein the pole piece module is spaced apart from each other.
  • the pole piece module includes a pole piece module support member for supporting the pole pieces so as to remain radial to the axis of rotation, the outer ring is fixed inside one side of the pole piece module support member, the inner ring is An input shaft support bearing fixed to an input shaft of the input side rotor and configured to rotate the input side rotor while being spaced apart from the pole piece module; An outer ring is fixed to the inside of the other side of the pole piece module support member, the inner ring is fixed to the output shaft of the output side rotor, and an output shaft support bearing for allowing the output side rotor to rotate while being spaced apart from the pole piece module; And a rotor coupling bearing configured to allow the output shaft of the input rotor and the input shaft of the output rotor to rotate while being mutually supported such that the output shaft of the input rotor and the input shaft of the output rotor are supported on the rotation shaft.
  • the present invention includes at least two of the magnetic gears, wherein, among the magnetic gears, the output rotor of the first magnetic gear is further provided with a multiple type magnetic gear, characterized in that directly connected to the input rotor of the second magnetic gear. do.
  • the present invention has the following excellent effects.
  • the magnetic flux can be concentrated in the void by limiting the variables ⁇ , ⁇ , and ⁇ regarding the cross-sectional shape of the pole piece, thereby improving torque transmission and lowering torque ripple, thereby improving power transmission rate and reliability. It has an effect.
  • the two magnetic gears are directly connected to each other to provide a large torque ratio even with a small volume.
  • FIG. 2 is a view showing a vertical cross section of a typical magnetic gear
  • FIG. 3 is a view showing a vertical direction in the axis of rotation of a general magnetic gear
  • FIG. 4 is a view for explaining a magnetic gear according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a view for explaining the pole piece shape of the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention.
  • 6 to 8 are views for explaining a parameter for determining the shape of the pole piece of the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a view showing a magnetic flux diagram of a conventional magnetic gear and the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a graph for comparing the magnetic flux density of the inner gap of the conventional magnetic gear and the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a graph for comparing the magnetic flux density of the outer gap of the conventional magnetic gear and the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a graph for comparing the torque of the conventional magnetic gear and the outer rotor of the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention
  • 16 is a view for explaining a multiple type magnetic gear according to a second embodiment of the present invention.
  • 17 is a view for explaining the multilayer type magnetic gear according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a view showing a cross section of a multilayer type magnetic gear according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a view showing a magnetic gear according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a view showing a vertical cross section of the magnetic gear according to the fourth embodiment of the present invention.
  • 21 is a view showing a vertical axis in the rotation axis direction of the magnetic gear according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a view showing an example of a pole piece of the magnetic gear according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a multiple type magnetic gear according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
  • the magnetic gear 100 may include an outer rotor 110 and an inner rotor spaced apart from the outer rotor 110 inside the outer rotor 110. 120 and the pole piece module 130 spaced apart from the outer rotor 110 and the inner rotor 120, respectively, between the outer rotor 110 and the inner rotor 120.
  • the outer rotor 110 and the inner rotor 120 rotates in different directions and from the outer rotor 110 to the inner rotor 120 or The rotational force is transmitted from the inner rotor 120 to the outer rotor 110.
  • any one of the outer rotor 110 and the inner rotor 120 is fixed, the other one rotor that is not fixed to the pole piece module 130 may rotate and transmit power.
  • the rotation direction of the pole piece module 130 and the rotating rotor is the same.
  • the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention is shown as a magnetic gear of the cylindrical rotation type, but can be manufactured in a disk rotation type, flat plate linear type, cylindrical linear type.
  • a disk rotation type flat plate linear type
  • cylindrical linear type cylindrical linear type.
  • the form of the disk rotation type, flat plate linear type, and cylindrical linear type of patent document 1 can be referred.
  • the outer rotor 110 includes an outer rotor 111 and a plurality of magnets 112 that are attached to each other inside the outer rotor 111 in a bipolar manner
  • the inner rotor 120 has an inner rotor.
  • a plurality of magnets 122 attached to the inner rotor 121 to form an outer pole.
  • the pole piece module 130 includes a plurality of pole pieces 131 spaced apart from each other radially with respect to the rotation axis (c).
  • pole piece 131 is also called a magnetic pole piece, and serves to transfer the magnetic flux from the outer rotor 110 to the inner rotor 120 or from the inner rotor 120 to the outer rotor 110 as a magnetic material. Do it.
  • pole pieces 131 are fixed by a support member for keeping the pole pieces 131 and the pole pieces 131 and the magnets of the rotors 110 and 120 spaced apart from each other.
  • the number of the pole pieces 131 is determined by Equation a described above, and the gear ratio is the same as Equation b described above.
  • an outer air gap (a1) exists between the pole pieces 131 and the magnet 112 of the outer rotor 110, and the magnets of the pole pieces 131 and the inner rotor 120 ( 122, there is an inner airgap (a2).
  • the pores a1 and a2 act as resistances in the magnetic circuit, so that the magnetic flux is concentrated.
  • the pole piece 131 of the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention has a bar shape parallel to the rotation axis c, and has a vertical cross section of the first figure 131a and the second figure.
  • 131b has a shape in which it is bonded on a plane.
  • the first figure 131a has a curved first arc arc 131aa, the position and center angle ⁇ 1 of the first arc 131aa and the center c are the same, and the inner diameter d2 is the same.
  • the second arc 131ab smaller than the inner diameter d1 of the first arc 131aa, the line 131ac and the first arc connecting each end of the first arc 131aa and the second arc 131ab.
  • 131aa is a plane figure surrounded by a line 131ad connecting the other ends of the second arc 131ab.
  • the inner radius d2 / 2 of the second arc 131ab is smaller than the inner radius d1 / 2 of the first arc 131aa, the curvatures are the same, and the position of the center c is Coincides with the position of the rotation axis (c).
  • the lines 131ac and 131ad connecting the first arc 131aa and the second arc 131ab are concave curves (hereinafter referred to as 'concave curves') toward the center of the first figure 131a. It is preferable.
  • the second figure 131b has the same position and inner diameter d2 as the second arc 131ab and the center c, and the center angle ⁇ 2 is the center angle ⁇ 1 of the second arc 131ab.
  • the inner diameter radius d2 / 2 of the second arc 131ab and the third arc 131ba is the same, and the inner diameter radius d2 / 2 of the third arc 131ba is the fourth. It is larger than the inner diameter radius d3 / 2 of the arc 131bb.
  • lines 131bc and 131bd connecting the ends of the third arc 131ba and the fourth arc 131bb may be straight lines.
  • a bisected position c1 of the second arc 131ab and a bisected position c1 of the third arc 131ba overlap each other.
  • 6 to 8 illustrate variables for determining the shape of the pole piece of the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention. There are three variables for determining the shape of the pole piece 131.
  • a first variable is a distance ( ⁇ , hereinafter referred to as 'first vertical distance') perpendicular to the third arc 131ba and the fourth arc 131bb.
  • the first vertical distance ⁇ is 13.5 in the distance L pr '(hereinafter referred to as' the second vertical distance') perpendicular to the fourth arc 131bb and the first arc 131aa, respectively. Larger than% and smaller than 23.5%.
  • the first vertical distance ⁇ is designed to satisfy Equation 1 below.
  • the second variable is the center angle ⁇ of the fourth arc 131bb.
  • center angle ⁇ of the fourth arc 131bb is the first arcs 131'aa, 131 "aa of two pole pieces 131 ', 131" sandwiching one pole piece 131 therebetween. Is greater than 40% and less than 50% of the center angle of the virtual arc ( ⁇ ', hereinafter referred to as' reference angle') connecting the opposite ends of
  • the center angle ⁇ of the fourth arc 131bb is designed at an angle in the range of 40% to 50% of the reference angle ⁇ 'as shown in Equation 2 below.
  • N p is the number of pole pieces.
  • the third variable is a vertical direction at a second bipartite position c2 of an imaginary line segment l1 (hereinafter referred to as a “first imaginary line segment”) connecting both ends of any one concave curve 131ac.
  • This is the length ( ⁇ , hereinafter referred to as 'concave length') to any one concave curve (131ac).
  • the concave length ⁇ is an imaginary line segment L2 connected perpendicularly to the fourth arc 131bb at one end 131ac 'of the first arc 131aa side of the concave curve 131ac.
  • the concave length ⁇ is designed within the range of 30% to 40% of the reference length ⁇ 'as shown in Equation 3 below.
  • D pi is the inner diameter d3 of the fourth arc 131bb
  • D po is the inner diameter d1 of the first arc 131aa
  • N p is the number of the pole pieces 131.
  • the denominator means the reference length ⁇ 'and is a straight line passing through the points c5 and c4 with the first virtual line segment L3 as the x-axis on a rectangular coordinate system centered on the origin c. Equation for calculating the y-axis coordinate value of the intersection point of the straight line passing through the points c3 and c6.
  • the reference length ⁇ ' can be calculated in various ways.
  • FIG. 9 shows a magnetic flux diagram of a conventional magnetic gear and a magnetic gear according to a first embodiment of the present invention, where 10_flux is a magnetic flux diagram of a conventional magnetic gear 10 and 100_flux is a magnetic flux of a magnetic gear 100 of the present invention. It shows the lead.
  • the magnetic gear 100 of the present invention was designed by determining the variable ⁇ as 6mm, ⁇ as 0.5deg, and ⁇ as 1.43mm.
  • the magnetic flux diagram 100_flux of the magnetic gear 100 of the present invention has a higher density than the magnetic flux diagram 10_flux of the conventional magnetic gear 10.
  • FIG. 10 is a graph for comparing magnetic flux densities of the conventional magnetic gear 10 and the inner gap a2 of the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention, and the inner gap of the conventional magnetic gear 10. It was confirmed that the maximum magnetic flux density (Conventional Model Inner Airgap) is 1.6T but the internal air gap magnetic flux density (Optimal Model Inner Airgap) of the magnetic gear 100 of the present invention is increased to 0.16T to 1.78T.
  • FIG. 11 is a graph for comparing the magnetic flux density of the outer air gap of the conventional magnetic gear 10 and the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention, the outer air gap magnetic flux density of the conventional magnetic gear 10 ( Conventional Model Outer Airgap) has a maximum value of 0.79T, but it has been confirmed that the maximum airflow magnetic flux density (Optimal Model Outer Airgap) of the magnetic gear 100 of the present invention has risen 0.04T to a maximum value of 0.83T.
  • the magnetic gear 100 of the present invention is a graph (torque-angle curve) for comparing the torque of the conventional magnetic gear 10 and the inner rotor of the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention, the magnetic gear 100 of the present invention It can be seen that the maximum value of the inner rotor torque (Inner Torque_Optimal Model) of 18) is 18.97 Nm, which is 0.5 Nm higher than the maximum value of the inner rotor torque (Inner Torque_Basic Model) of the conventional magnetic gear 10 (18.47 Nm).
  • FIG. 13 is a graph for comparing the torque of the conventional magnetic gear 10 and the outer rotor of the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention, the magnetic gear 100 according to an embodiment of the present invention It can be seen that the maximum value of the outer rotor torque (Outer Torque_Optimal Model) of 196.81 Nm is 5.82 Nm increased from the maximum value of the outer rotor torque (Outer Torque_Basic Model) of the conventional magnetic gear 10 190.99 Nm.
  • FIG 14 is a graph for comparing the torque of the inner rotor in the steady state of the conventional magnetic gear 10 and the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention in the steady state, the magnetic gear 100 of the present invention
  • the torque waveform of) is 18.6939Nm and it can be seen that the torque waveform of the conventional magnetic gear 10 is increased from 18.16Nm, and in the case of torque ripple, the torque ripple is reduced from 3.75% to 0.90%.
  • 15 is a graph for comparing the torque of the conventional magnetic gear 10 and the outer rotor of the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention in a steady state, and the torque of the magnetic gear 100 of the present invention.
  • the waveform is 196.07Nm, which is higher than the torque waveform 190.52Nm of the conventional magnetic gear 10.
  • torque ripple the overall torque ripple including the torque ripple of the inner rotor was increased slightly from 0.06% to 0.11%. It can be seen that is reduced.
  • ripple rate is very small considering that the ripple rate of commercially available motors is 5% or less.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a multiple type magnetic gear according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • the multiple type magnetic gear 200 according to the second embodiment of the present invention has a form in which a plurality of magnetic gears 100 according to the first embodiment of the present invention are directly connected.
  • FIG. 16 illustrates a dual type magnetic gear in which two magnetic gears 100 and 100 'are directly connected, three or more magnetic gears may be directly connected to each other.
  • the output side 110a of the first magnetic gear 100 is connected to the input side 130'a of the second magnetic gear 110 '.
  • the gear ratio of the inner rotor 130 and the outer rotor 110 of the first magnetic gear 100 is 1:10
  • the gear ratio is 1:10
  • the total gear ratio is 1: 100
  • the torque ratio is 1: 100.
  • the 200 has the advantage of realizing a small and high torque ratio by using two magnetic gears.
  • FIG. 17 is a view for explaining a multilayer type magnetic gear according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 18 is a view showing a cross section of the multilayer type magnetic gear according to the third embodiment of the present invention.
  • the multiple type magnetic gear 300 according to the third embodiment of the present invention is the inner pole piece module 310 and the middle of the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention. It is configured to include a rotor (320).
  • the number of the inner pole piece module 310 and the intermediate rotor 320 is not limited, the designer can be configured in any number according to the desired gear ratio. However, the number of the inner pole piece module 310 and the intermediate rotor 320 should be equal to each other in a pair.
  • the inner pole piece module 310 is spaced apart from the outside of the inner rotor 120 of the magnetic gear 100, and has a plurality of inner pole pieces 311.
  • the shape of the inner pole piece 311 may also be designed by limiting the variables ⁇ , ⁇ , ⁇ in the same way as the cross section of the pole piece 131.
  • the intermediate rotor 320 is provided to be spaced apart from the inner pole piece module 310 and the pole piece module 130, respectively, between the inner pole piece module 310 and the pole piece module 130.
  • the inner pole piece module 311 transmits the magnetic flux to the intermediate rotor 320,
  • the duration of the intermediate rotor 320 is transmitted to the outer rotor 110 by the pole piece module 130 to rotate.
  • the accelerator when the driving force is transmitted from the inner rotor 120 toward the outer rotor 110, the accelerator, and when the driving force is transmitted from the outer rotor 110 toward the inner rotor 120, it operates as a reducer.
  • the gear ratio that the conventional magnetic gear 10 is to implement is the outer rotor 110, the intermediate rotor 320, and the inner rotor 120. Since it is shared, there is an advantage that can realize the desired gear ratio while reducing the number of poles of the magnet than the conventional magnetic gear 10.
  • the magnetic gear 100 has an input rotor 110 and an input rotor 110 on an extension line of the rotation axis c of the input rotor 110. And an output side rotor 120 spaced apart from the input side rotor 110 and the pole piece module 130 surrounding the outside of the output side rotor 120.
  • the input side rotor 110 includes an input side rotor 111 and a magnet 112 radially attached to an outer side of the input side rotor 111 about a rotation shaft c.
  • the output side rotor 120 includes an output side rotor 121 and a magnet 122 radially attached to the outer side of the output side rotor 121 about the rotation axis (c).
  • the gear ratio of the magnetic gear 100 is determined by the ratio of the number of dipoles of the input rotor 110 and the output rotor 120 as shown in equation (b).
  • pole piece module 130 surrounds the input side rotor 110 and the output side rotor 120 together with the outer side of the input side rotor 110 and the output side rotor 120, and radially with respect to the rotation axis c. It includes a plurality of pole pieces 131 positioned to.
  • the input rotor 110 and the output rotor 120 are located together inside the pole piece module 130.
  • pole piece module 130 is spaced apart from the input side rotor 110 and the output side rotor 120, respectively.
  • pole piece module 130 serves to transmit the magnetic force generated by the rotation of the input side rotor 110 to the output side rotor 120 to rotate the output side rotor 120.
  • the magnetic gear 100 according to the fourth embodiment of the present invention is shown as a magnetic gear of cylindrical rotation type, but can be manufactured in a disk rotation type, a flat plate linear type, and a cylindrical linear type.
  • a disk rotation type for example, the form of the disk rotation type, flat plate linear type, and cylindrical linear type of patent document 1 can be referred.
  • the magnetic gear 100 includes a pole piece module support member 132 and the rotors for maintaining the pole pieces 131 in a radial form. It further comprises a plurality of bearings (140, 150, 160) for supporting the rotating shafts (110, 120).
  • pole piece module support member 132 serves to support the pole pieces 131 in a radial position, and together with the pole pieces 131 constitute the pole piece module 130.
  • the pole piece module 130 may serve as a housing outside the rotors 110 and 120.
  • the bearings (140, 150, 160) the outer ring is fixed to the inside of one side of the pole piece module support member 132, the inner ring is an input shaft support bearing 140 is fixed to the input shaft 113 of the input rotor (110), The outer ring is fixed to the inside of the other side of the pole piece module support member 132, the inner ring is fixed to the output shaft 123 of the output side rotor 120, the output side rotor 120 in the pole piece module 130
  • the output shaft support bearing 150 and the output shaft 114 of the input side rotor 110 and the input shaft 124 of the output side rotor 120 are connected to be supported on the rotation shaft c so as to be spaced apart, and the input side rotor
  • the output shaft 114 of the 110 and the input shaft 124 of the output side rotor 120 includes a rotor connection bearing 160 to rotate while sliding with each other.
  • the output shaft support bearing 150 and the input shaft support bearing 140 are each provided as a radial bearing that receives a load acting perpendicular to the rotation axis (c), the rotor connection bearing 160 is It is provided with a thrust bearing (thrust bearing) receiving a thrust parallel to the rotation axis (c).
  • the magnetic gear 100 according to the fourth embodiment of the present invention has the advantage of reducing the reduction in torque transmission rate due to friction of the bearing since only three bearings are required as compared to the conventional magnetic gear 10. .
  • the magnetic gear 100 according to the fourth embodiment of the present invention requires only one air gap a4 between the rotors 110 and 120 and the pole piece module 130 as compared to the conventional magnetic gear 10. Therefore, the configuration is very simple, it is easy to manufacture, reduce the production cost, and has the advantage of easy control of the size of the air gap.
  • FIG. 22 shows an example of a cross section of the pole piece 130 of the magnetic gear 100 according to the fourth embodiment of the present invention, as compared with the pole piece 13a of the conventional magnetic gear 10 to concentrate the magnetic flux in the air gap. It is produced in a form that can be.
  • pole piece 130 of the magnetic gear 100 according to the fourth embodiment of the present invention is substantially the shape of the pole piece 130 according to the first embodiment of the present invention shown in Figs. It may have the same shape.
  • FIG. 23 is a diagram for describing a multiple type magnetic gear according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
  • the multiple type magnetic gear 200 according to the fifth embodiment of the present invention has a form in which a plurality of magnetic gears 100 according to the fourth embodiment of the present invention are directly connected to each other.
  • FIG. 23 illustrates a dual type magnetic gear in which two magnetic gears 100 and 100 'are directly connected, three or more magnetic gears may be directly connected to each other.
  • the output shaft 123 of the first magnetic gear 100 is connected to the input shaft 113 'of the second magnetic gear 110'.
  • the gear ratio of the input rotor 110 and the output rotor 120 of the first magnetic gear 100 is 1:10
  • the input rotor 110 'and the output rotor of the second magnetic gear 100' When the gear ratio of 120 ') is 1:10, the total gear ratio is 1: 100 and the torque ratio is 1: 100.
  • the 200 has the advantage of realizing a small and high torque ratio by using two magnetic gears.
  • the present invention is applicable to a variety of fields that require a non-contact rotary power, such as a magnetic gear vehicle, machine tools, factory equipment.

Abstract

The present invention relates to a magnetic gear and, more specifically, to: a magnetic gear having magnetic flux concentration type pole pieces, capable of improving transfer torque and reducing torque ripple by improving the shape of the pole pieces located between rotors so as to concentrate magnetic flux on pores; and a magnetic gear comprising pole pieces at the outside of rotors distanced from each other and located on a rotating shaft, thereby enabling the simplification of the structure thereof by reducing the number of pores and enabling the minimization of a decrease in torque transmissibility caused by friction by reducing the number of bearings supporting the rotating shaft.

Description

자속 집중형 폴 피스를 갖는 마그네틱 기어 및 폴 피스가 로터들의 외측에 구비되는 마그네틱 기어Magnetic gear with magnetic flux concentrated pole pieces and magnetic gears provided on the outside of the rotors
본 발명은 마그네틱 기어에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 로터들 사이에 위치하는 폴 피스의 형태를 개선하여 공극에 자속을 집중시킴으로써 전달 토크를 향상시킬 수 있고 토크 리플을 저감할 수 있는 자속 집중형 폴 피스를 갖는 마그네틱 기어 및 회전축 상에서 이격되어 위치하는 로터들의 외측에 폴 피스를 구비함으로써, 공극의 수를 줄여 구조를 단순화할 수 있고, 회전축을 지지하는 베이링의 수를 줄여 마찰에 의한 토크 전달률의 감소를 최소화할 수 있는 마그네틱 기어에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic gear, and more particularly, to concentrate the magnetic flux in the air gap by improving the shape of the pole pieces located between the rotors to improve the transmission torque and to reduce the torque ripple By having a magnetic gear having a piece and a pole piece on the outside of the rotors spaced apart on the axis of rotation, the structure can be simplified by reducing the number of air gaps, and the number of bearings supporting the axis of rotation can be reduced to reduce the torque transmission rate due to friction. It relates to a magnetic gear that can minimize the reduction.
마그네틱 기어는 자기력을 이용하여 비접촉식으로 동력을 전달하는 비접촉식 기어 장치로써 물리적인 접촉에 의해 동력을 전달하는 기어에 비해 노이즈 및 진동이 적고, 윤활유 주입이나 보수 점검이 불필요하며, 기계적인 마찰이 없어 안정성과 내구성이 높아 최근 연구가 활발하다.Magnetic gear is a non-contact gear device that transmits power in a non-contact manner by using magnetic force. It is less noise and vibration than a gear that transmits power by physical contact, and it does not need lubricant injection or maintenance inspection, and it is stable without mechanical friction. The recent research is active due to its high durability and durability.
또한, 마그네틱 기어는 에너지 손실을 경감할 수 있으므로 고효율 구동이 가능하고 신뢰도 및 정확한 피크 토크의 전달이 가능하다.In addition, the magnetic gear can reduce energy loss, enabling high efficiency driving and delivering reliable and accurate peak torque.
또한, 최근에는 풍력 터빈, 전기 자동차, 트랜스 미션 등 다양한 산업 전반에 걸쳐 마그네틱 기어의 적용하고자 하는 노력이 있다.In recent years, there have been efforts to apply magnetic gears across various industries such as wind turbines, electric vehicles, and transmissions.
도 1은 일반적인 마그네틱 기어를 보여주는 것이고, 도 2는 일반적인 마그네틱 기어의 수직 단면을 보여주는 것이다.FIG. 1 shows a typical magnetic gear, and FIG. 2 shows a vertical cross section of a typical magnetic gear.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 마그네틱 기어(10)는 크게 내측 로터(11), 외측 로터(12), 내측 로터(11)와 외측 로터(12) 사이에 로터들(11,12)과 이격되어 위치하는 폴 피스 모듈(13)을 포함하여 구성된다.Referring to FIGS. 1 and 2, the conventional magnetic gear 10 has a large rotor 11, 12 between the inner rotor 11, the outer rotor 12, the inner rotor 11, and the outer rotor 12. It is configured to include a pole piece module 13 and spaced apart from.
또한, 상기 내측 로터(11)는 내측 회전자(11b)와 내측 회전자(11b) 외부에 회전축을 중심으로 방사상으로 부착되는 자석(11a)을 포함하고, 상기 외측 로터(12)는 외측 회전자(12a)와 외측 회전자(12a) 내부에 회전축을 중심으로 방사상으로 부착되는 자석(12b)을 포함하며, 상기 폴 피스 모듈(13)은 회전축에 대해 방사상으로 등 간격 이격된 복수 개의 폴 피스(13a)를 포함한다.In addition, the inner rotor 11 includes an inner rotor 11b and a magnet 11a radially attached to the outside of the inner rotor 11b about a rotation axis, and the outer rotor 12 includes an outer rotor. 12a and a magnet 12b radially attached about an axis of rotation within the outer rotor 12a, wherein the pole piece module 13 includes a plurality of pole pieces radially equidistantly spaced about the axis of rotation. 13a).
또한, 상기 내측 로터(11)와 상기 외측 로터(12)의 자석들은 각각 서로 반대방향(회전축을 향한 방향과 회전축의 반대방향을 향한 방향)으로 자력을 갖는 자석들이 서로 교대로 위치하며, 서로 반대방향의 자력을 갖는 두 개의 자석은 쌍극을 이룬다.In addition, the magnets of the inner rotor 11 and the outer rotor 12 are magnets having magnetic force in opposite directions (direction toward the axis of rotation and opposite to the direction of rotation axis) are alternately positioned, and opposite to each other. Two magnets with a magnetic force in the direction are bipolar.
또한, 상기 폴 피스 모듈(13)이 고정되어 있을 경우, 상기 내측 로터(11)와 상기 외측 로터(12)는 서로 반대방향으로 회전하게 되고, 어떤 로터가 입력 축이 되는지에 따라 감속기 또는 가속기로 이용된다.In addition, when the pole piece module 13 is fixed, the inner rotor 11 and the outer rotor 12 are rotated in opposite directions, and depending on which rotor becomes the input shaft, Is used.
또한, 상기 외측 로터(12)는 저속으로 회전하고, 상기 내측 로터(11)는 고속으로 회전하며, 상기 외측 로터(12)의 쌍극수와 상기 내측 로터(11)의 쌍극수는 아래의 수학식 a와 같이 폴 피스들(13a)의 개수를 결정한다.In addition, the outer rotor 12 rotates at a low speed, the inner rotor 11 rotates at a high speed, and the dipole number of the outer rotor 12 and the dipole number of the inner rotor 11 are represented by the following equation. The number of pole pieces 13a is determined as shown in a.
[수학식 a]Equation a
Figure PCTKR2015009187-appb-I000001
Figure PCTKR2015009187-appb-I000001
여기서, Ns는 폴 피스들(13a)의 개수, p1은 외측 로터(12)의 쌍극 수, p2은 내측 로터(11)의 쌍극 수를 의미한다.Here, N s denotes the number of pole pieces 13a, p 1 denotes the number of dipoles of the outer rotor 12, and p 2 denotes the number of dipoles of the inner rotor 11.
또한, 도 2를 예로 들면, 외측 로터(12)의 자석의 극수가 42극으로 쌍극 수가 21극이고 내측 로터(11)의 자석의 극수가 4극으로 쌍극 수가 2극이므로 폴 피스들(13a)의 개수는 각 로터의 쌍극 수 21극 및 2극을 더한 23개가 된다.2, the pole pieces 13a are formed because the number of poles of the magnet of the outer rotor 12 is 42 poles and the number of poles is 21 poles. The number of s is 23 plus the number of bipolar 21 poles and two poles of each rotor.
또한, 마그네틱 기어(10)의 기어비는 아래의 수학식 b와 같이 로터들의 쌍극 수의 비로 결정된다.In addition, the gear ratio of the magnetic gear 10 is determined by the ratio of the number of dipoles of the rotor as shown in equation (b) below.
[수학식 b][Equation b]
Figure PCTKR2015009187-appb-I000002
Figure PCTKR2015009187-appb-I000002
또한, 마그네틱 기어(10)의 로터들의 속도비는 아래의 수학식 c와 같다.In addition, the speed ratio of the rotors of the magnetic gear 10 is as shown in Equation c below.
[수학식 c][Equation c]
Figure PCTKR2015009187-appb-I000003
Figure PCTKR2015009187-appb-I000003
또한, 종래의 마그네틱 기어(1)의 폴 피스(13a)는 수직단면이 중심각은 서로 동일하고 직경은 다른 외측 호(13aa)와 내측 호(13ab), 그리고 외측 호(13aa)와 내측 호(13ab)의 각 일단을 연결하는 직선(13ac) 및 각 타단을 연결하는 직선(13ad)으로 둘러싸인 도형의 형태를 갖는다.In addition, the pole piece 13a of the conventional magnetic gear 1 has an outer arc 13aa, an inner arc 13ab, and an outer arc 13aa and an inner arc 13ab whose vertical cross sections have the same center angle and different diameters. It has a form of a figure surrounded by a straight line (13ac) for connecting each one end of) and a straight line (13ad) for connecting each other end.
그러나, 종래의 마그네틱 기어(10)는 이러한 폴 피스들(13a)의 형태적인 한계로 인해 외측 로터(12)와 폴 피스 모듈(13) 간, 내측 로터(11)와 폴 피스 모듈(13) 간의 공극에 자속을 집중시킬 수 없어 토크 전달이 낮고 토크 리플이 큰 문제점이 있다.However, in the conventional magnetic gear 10, due to the morphological limitation of these pole pieces 13a, between the outer rotor 12 and the pole piece module 13, and between the inner rotor 11 and the pole piece module 13, There is a problem in that the torque transmission is low and the torque ripple is large because the magnetic flux cannot be concentrated in the air gap.
또한, 도 3은 종래의 마그네틱 기어(10)의 회전축 방향 수직단면을 보여주는 것으로 종래의 마그네틱 기어(10)는 상기 내측 로터(11), 상기 외측 로터(12), 상기 폴 피스 모듈(13) 이외에 하우징(14), 폴 피스 모듈 지지부재(15), 내측 로터 지지부재(16) 및 외측 로터 지지부재(17)를 더 포함하여 구성된다.In addition, FIG. 3 shows a vertical section in the rotational axis direction of the conventional magnetic gear 10. The conventional magnetic gear 10 may include, in addition to the inner rotor 11, the outer rotor 12, and the pole piece module 13. The housing 14, the pole piece module support member 15, the inner rotor support member 16 and the outer rotor support member 17 is configured to further comprise.
또한, 상기 하우징(14)은 외부 형태를 규정하고, 상기 폴 피스 모듈 지지부재(15)는 상기 폴 피스 모듈(13)을 상기 하우징(14)의 내부에서 상기 하우징(14)과 이격되도록 지지한다.In addition, the housing 14 defines an external shape, and the pole piece module support member 15 supports the pole piece module 13 to be spaced apart from the housing 14 inside the housing 14. .
또한, 상기 내측 로터 지지부재(16)는 상기 내측 로터(11)를 상기 폴 피스 모듈 지지부재(15)의 내측에 상기 폴 피스 모듈 지지부재(15)와 이격하여 지지하며 상기 하우징(14)의 일측으로 노출된 입력축(11c)을 갖는다.In addition, the inner rotor support member 16 supports the inner rotor 11 spaced apart from the pole piece module support member 15 on the inner side of the pole piece module support member 15 and of the housing 14. It has an input shaft 11c exposed to one side.
또한, 상기 외측 로터 지지부재(17)는 상기 외측 로터(12)를 상기 하우징(14)와 상기 폴 피스 모듈(13) 사이에서 상기 하우징(14) 및 상기 폴 피스 모듈(13)과 각각 이격하여 지지하며 상기 하우징(14)의 타측으로 노출된 출력축(12c)을 갖는다.In addition, the outer rotor support member 17 separates the outer rotor 12 from the housing 14 and the pole piece module 13, respectively, between the housing 14 and the pole piece module 13. It supports and has an output shaft 12c exposed to the other side of the housing (14).
또한, 고정된 부재와 회전하는 부재 사이에는 베어링들(14a,15a,16a,16b)이 구비된다. 자세하게는 상기 베어링들(14a,15a,16a,16b)은 회전하는 부재의 회전축에 수직으로 작용하는 하중을 지지하는 레이디얼 베어링(radial bearing)일 수 있다.In addition, bearings 14a, 15a, 16a, 16b are provided between the fixed member and the rotating member. In detail, the bearings 14a, 15a, 16a, and 16b may be radial bearings that support a load acting perpendicular to the axis of rotation of the rotating member.
또한, 상기 베어링들(14a,15a,16a,16b)은 상기 하우징(14)에 상기 출력축(12c)를 지지하는 제1 외측 로터 지지 베어링(14a), 상기 폴 피스 모듈 지지부재(15)에 상기 외측 로터 지지부재(17)를 지지하는 제2 외측 로터 지지 베어링(15a), 상기 폴 피스 모듈 지지부재(15)에 상기 입력축(11c)을 지지하는 제1 내측 로터 지지 베어링(16a), 상기 외측 로터 지지 부재(17)에 상기 내측 로터(11)를 지지하는 제2 내측 로터 지지 베어링(16b)를 포함한다.In addition, the bearings 14a, 15a, 16a, and 16b may include a first outer rotor support bearing 14a for supporting the output shaft 12c on the housing 14 and the pole piece module support member 15. A second outer rotor support bearing 15a for supporting the outer rotor support member 17, a first inner rotor support bearing 16a for supporting the input shaft 11c on the pole piece module support member 15, and the outer side The rotor support member 17 includes a second inner rotor support bearing 16b for supporting the inner rotor 11.
즉, 종래의 마그네틱 기어(10)는 4개의 베어링들(14a,15a,16a,16b)을 포함하하여 구성되므로 베어링의 마찰에 의한 토크 전달률이 낮아지는 문제점이 있다.That is, since the conventional magnetic gear 10 includes four bearings 14a, 15a, 16a, and 16b, the torque transmission rate due to friction of the bearings is lowered.
또한, 상기 로터들(11,12)이 상기 하우징(14) 내부에서 회전하기 위해서는 상기 하우징(14)과 상기 내측 로터 사이에 제1 공극(a1), 상기 외측 로터(12)와 상기 폴 피스 모듈(13) 사이에 제2 공극(a2), 상기 폴 피스 모듈(13)과 상기 내측 로터(11) 사이에 제3 공극(a3)이 반드시 존재하여야 하므로 구조가 매우 복잡해지는 문제점이 있다.In addition, in order for the rotors 11 and 12 to rotate inside the housing 14, a first gap a1, the outer rotor 12, and the pole piece module are disposed between the housing 14 and the inner rotor. Since the third void a3 must exist between the second void a2, the pole piece module 13, and the inner rotor 11, the structure becomes very complicated.
[선행기술문헌][Preceding technical literature]
[특허문헌][Patent Documents]
1.한국공개특허 제10-2013-0042564호, 자기 기어 장치 및 유지 부재1. Korean Patent Publication No. 10-2013-0042564, magnetic gear device and holding member
2.한국공개특허 제10-2014-0013087호, 자기 기어 장치2. Korean Patent Publication No. 10-2014-0013087, magnetic gear device
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 폴 피스의 형상을 최적화하여 공극에 자속을 집중시킴으로써 토크 전달을 향상시키고 토크 리플은 낮게 하여 동력 전달률과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 자속 집중형 폴 피스를 갖는 마그네틱 기어를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. By optimizing the shape of the pole piece to concentrate the magnetic flux in the air gap, the torque transmission and the torque ripple can be lowered, thereby improving the power transmission rate and reliability. It is to provide a magnetic gear having.
또한, 본 발명의 목적은 공극 수를 줄일 수 있어 구조가 간단한 마그네틱 기어를 제공하는 데 있다.It is also an object of the present invention to provide a magnetic gear having a simple structure because the number of voids can be reduced.
또한, 본 발명의 목적은 베어링의 개수를 줄일 수 있어 베어링의 마찰에 의한 토크 전달률의 감소를 최소화할 수 있는 마그네틱 기어를 제공하는 데 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a magnetic gear that can reduce the number of bearings to minimize the reduction of torque transmission rate due to friction of the bearings.
또한, 본 발명의 목적은 폴 피스의 형상을 최적화하여 공극에 자속을 집중시킴으로써 토크 전달을 향상시키고 토크 리플은 낮게 하여 동력 전달률과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 마그네틱 기어를 제공하는 데 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a magnetic gear that can improve the torque transmission by optimizing the shape of the pole piece to concentrate the magnetic flux in the air gap and to improve the power transmission rate and reliability by lowering the torque ripple.
또한, 본 발명의 마그네틱 기어에 의하면, 폴 피스 모듈이 하우징 역할을 겸하기 때문에 폴 피스 모듈 내부에 하나의 공극만으로도 로터들을 회전시킬 수 있어 구조가 매우 간단한 장점이 있다.In addition, according to the magnetic gear of the present invention, since the pole piece module also serves as a housing, the rotor can be rotated by only one void in the pole piece module, and thus the structure is very simple.
또한, 본 발명의 마그네틱 기어에 의하면, 세 개의 베어링만으로 로터들을 비접촉식으로 회전시킬 수 있으므로 베어링의 마찰에 의한 토크 전달률의 감소를 최소화할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the magnetic gear of the present invention, since only three bearings can rotate the rotors in a non-contact manner, there is an advantage of minimizing the reduction in torque transmission due to friction of the bearings.
또한, 본 발명의 멀티플 타입 마그네틱 기어에 의하면, 두 개의 마그네틱 기어를 직결하여 작은 부피로도 큰 토크비를 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the multiple type magnetic gear of the present invention, the two magnetic gears are directly connected to each other to provide a large torque ratio even with a small volume.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내측 로터(inner rotor), 상기 내측 로터와 이격되어 구비되는 외측 로터(outer roter) 및 상기 내측 로터와 상기 외측 로터 사이에 위치하고 상기 내측 로터에서 상기 외측 로터로 또는 상기 외측 로터에서 상기 내측 로터로 자속을 전달하는 서로 이격된 복수 개의 폴 피스(pole piece)가 구비되는 폴 피스 모듈을 포함하는 마그네틱 기어로서, 상기 각 폴 피스의 단면은, 제1 호(arc), 상기 제1 호와 중심의 위치 및 중심각은 동일하고 내경은 상기 제1 호의 내경보다 작은 제2 호 및 상기 제1 호와 상기 제2 호의 각 일단 및 각 타단 을 연결하는 선으로 둘러싸인 제1 도형과, 상기 제2 호와 중심의 위치 및 내경은 동일하고 중심각은 상기 제2 호의 중심각보다 큰 제3 호, 상기 제3 호와 중심의 위치와 중심각은 동일하고 내경은 상기 제3 호의 내경보다 작은 제4 호 및 상기 제3 호와 상기 제4 호의 각 일단 및 각 타단을 연결하는 선으로 둘러싸인 제2 도형이 결합한 형상을 갖되, 상기 제2 호의 2등분 위치와 상기 제3 호의 2등분 위치는 서로 겹쳐지도록 결합한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an inner rotor, an outer rotor provided to be spaced apart from the inner rotor, and positioned between the inner rotor and the outer rotor and from the inner rotor to the outer rotor or A magnetic gear comprising a pole piece module having a plurality of pole pieces spaced apart from each other to transfer magnetic flux from the outer rotor to the inner rotor, wherein the cross section of each pole piece is a first arc. A first figure surrounded by a line connecting the first and second ends of the first arc and the second arc and the second arc smaller than the inner diameter of the first arc and the inner diameter of the first arc and the center are the same; And, the second arc and the position and the inner diameter of the center is the same and the center angle is greater than the third angle of the second arc, the third arc and the position and center angle of the center is the same and the inner diameter is A fourth figure smaller than the inner diameter of the third arc and the second figure surrounded by a line connecting each end and the other end of the third arc and the fourth arc has a combined shape, the second position of the second arc and the third The bisected position of the arc provides a magnetic gear characterized in that it has a shape coupled to overlap each other.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제4 호와 상기 제3 호의 수직 거리(이하, '제1 수직거리'라 함)는 아래의 수학식 1과 같이 상기 제4 호와 상기 제1 호의 수직 거리(이하, '제2 수직거리'라 함)에 13.5%보다는 크고 23.5%보다는 작다.In a preferred embodiment, the vertical distance (hereinafter referred to as 'first vertical distance') of the fourth arc and the third arc is the vertical distance of the fourth arc and the first arc (hereinafter referred to as 'first vertical distance') The second vertical distance) is greater than 13.5% and less than 23.5%.
[수학식 1][Equation 1]
Figure PCTKR2015009187-appb-I000004
Figure PCTKR2015009187-appb-I000004
여기서, α는 상기 제1 수직거리이고 Lpr은 상기 제2 수직거리이다.Where α is the first vertical distance and L pr is the second vertical distance.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제4 호의 중심각은 아래의 수학식 2와 같이 하나의 폴 피스를 사이에 둔 두 개의 폴피스의 제1 호들을 연결하는 가상 호의 중심각(이하, '기준각'이라 함)의 40%보다는 크고 50%보다는 작다.In a preferred embodiment, the center angle of the fourth arc is the center angle of the virtual arc connecting the first arcs of two pole pieces with one pole piece interposed therebetween, as shown in Equation 2 below (hereinafter referred to as 'reference angle'). Greater than 40% and less than 50%).
[수학식 2][Equation 2]
Figure PCTKR2015009187-appb-I000005
Figure PCTKR2015009187-appb-I000005
여기서, β는 상기 제4 호의 중심각이고 Np는 상기 폴 피스들의 개수이다.Where β is the center angle of the fourth arc and N p is the number of pole pieces.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 도형에서 상기 제1 호 및 상기 제2 호를 연결하는 선은 상기 제1 도형의 중심부를 향해 오목한 곡선(이하, '오목 곡선'이라 함)이다.In a preferred embodiment, the line connecting the first arc and the second arc in the first figure is a concave curve toward the center of the first figure (hereinafter referred to as 'concave curve').
바람직한 실시예에 있어서, 상기 오목 곡선의 양단을 연결하는 가상선분(이하, '제1 가상 선분'이라 함)의 2등분 위치에서 수직방향으로 상기 오목 곡선까지의 길이(이하, '오목 길이'라 함)는, 상기 오목 곡선의 상기 제1 호 측 일단에서 상기 제4 호에 수직방향으로 연결되는 가상선분(이하, '제2 가상 선분'이라 함)의 2등분 위치에서 수직방향으로 상기 제1 호의 2등분 위치와 상기 제4 호의 2등분 위치를 연결하는 가상선분(이하, '제3 가상 선분'이라 함)까지의 길이의 30%보다는 크고 40%보다는 작다.In a preferred embodiment, the length from the bisected position of the imaginary line connecting the both ends of the concave curve (hereinafter referred to as 'first virtual line segment') to the concave curve in the vertical direction (hereinafter referred to as 'concave length') The first segment in the vertical direction at a bisecting position of a virtual line segment (hereinafter referred to as a 'second virtual line segment') connected in a vertical direction to the fourth arc at one end of the first arc side of the concave curve. It is greater than 30% and less than 40% of the length of the virtual line segment (hereinafter referred to as 'third virtual line segment') connecting the bisected position of the arc and the bisected position of the fourth arc.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 오목 길이는 아래의 수학식 3에 의해 계산된다.In a preferred embodiment, the concave length is calculated by Equation 3 below.
[수학식 3][Equation 3]
Figure PCTKR2015009187-appb-I000006
Figure PCTKR2015009187-appb-I000006
여기서, Dpi는 상기 제4 호의 내경, Dpo는 상기 제1 호의 내경, Np는 폴 피스들의 개수이다.Here, D pi is the inner diameter of the fourth arc, D po is the inner diameter of the first arc, N p is the number of pole pieces.
또한, 본 발명은 상기 마그네틱 기어를 적어도 두 개 포함하고, 상기 마그네틱 기어들 중, 제1 마그네틱 기어의 출력측 로터는 제2 마그네틱 기어의 입력측 로터에 직결되는 것을 특징으로 하는 멀티플 타입 마그네틱 기어를 더 제공한다.In addition, the present invention includes at least two of the magnetic gears, wherein, among the magnetic gears, the output rotor of the first magnetic gear is further provided with a multiple type magnetic gear, characterized in that directly connected to the input rotor of the second magnetic gear. do.
또한, 본 발명은 상기 마그네틱 기어; 상기 마그네틱 기어의 내측 로터의 외측에 이격되어 구비되며 복수 개의 폴 피스를 갖는 적어도 하나의 내부 폴 피스 모듈; 및 상기 내부 폴 피스 모듈과 상기 마그네틱 기어의 폴 피스 모듈 사이에 구비되는 적어도 하나의 중간 로터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티레이어 타입 마그네틱 기어를 더 제공한다.In addition, the present invention is the magnetic gear; At least one inner pole piece module spaced apart from an inner rotor of the magnetic gear and having a plurality of pole pieces; And at least one intermediate rotor provided between the inner pole piece module and the pole piece module of the magnetic gear.
또한, 본 발명은 입력측 로터; 상기 입력측 로터의 회전축 연장상에 상기 입력측 로터와 이격되어 구비되는 출력측 로터; 및 상기 입력측 로터 및 상기 출력측 로터의 외측에서 상기 입력측 로터 및 상기 출력측 로터를 감싸고, 회전축에 방사상으로 위치하는 복수 개의 폴 피스를 가지며, 상기 입력측 로터의 자력을 상기 출력측 로터로 전달하는 폴 피스 모듈;을 포함하고, 상기 입력측 로터 및 상기 출력측 로터는 상기 폴 피스 모듈 내측에 함께 위치하되, 상기 폴 피스 모듈과는 서로 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어를 더 제공한다.The present invention also provides an input rotor; An output side rotor spaced apart from the input side rotor on a rotation axis extension of the input side rotor; And a pole piece module surrounding the input side rotor and the output side rotor outside the input side rotor and the output side rotor and having a plurality of pole pieces radially positioned on a rotation axis, and transmitting magnetic force of the input side rotor to the output side rotor. And the input side rotor and the output side rotor are located together inside the pole piece module, and further provided with a magnetic gear, wherein the pole piece module is spaced apart from each other.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 폴 피스 모듈은 상기 폴 피스들이 회전축에 대해 방사상을 유지하도록 지지하는 폴 피스 모듈 지지부재를 포함하고, 외륜은 상기 폴 피스 모듈 지지부재의 일측 내부에 고정되고, 내륜은 상기 입력측 로터의 입력축에 고정되며, 상기 입력측 로터가 상기 폴 피스 모듈에서 이격된 채 회전하게 하는 입력축 지지 베어링; 외륜은 상기 폴 피스 모듈 지지부재의 타측 내부에 고정되고, 내륜은 상기 출력측 로터의 출력축에 고정되며, 상기 출력측 로터가 상기 폴 피스 모듈에서 이격된 채 회전하게 하는 출력축 지지 베어링; 및 상기 입력측 로터의 출력축과 상기 출력측 로터의 입력축이 회전축 상에서 지지되도록, 상기 입력측 로터의 출력축과 상기 출력측 로터의 입력축이 서로 슬라이딩 하면서 회전하게 하는 로터 연결 베어링;을 더 포함한다.In a preferred embodiment, the pole piece module includes a pole piece module support member for supporting the pole pieces so as to remain radial to the axis of rotation, the outer ring is fixed inside one side of the pole piece module support member, the inner ring is An input shaft support bearing fixed to an input shaft of the input side rotor and configured to rotate the input side rotor while being spaced apart from the pole piece module; An outer ring is fixed to the inside of the other side of the pole piece module support member, the inner ring is fixed to the output shaft of the output side rotor, and an output shaft support bearing for allowing the output side rotor to rotate while being spaced apart from the pole piece module; And a rotor coupling bearing configured to allow the output shaft of the input rotor and the input shaft of the output rotor to rotate while being mutually supported such that the output shaft of the input rotor and the input shaft of the output rotor are supported on the rotation shaft.
또한, 본 발명은 상기 마그네틱 기어를 적어도 두 개 포함하고, 상기 마그네틱 기어들 중, 제1 마그네틱 기어의 출력측 로터는 제2 마그네틱 기어의 입력측 로터에 직결되는 것을 특징으로 하는 멀티플 타입 마그네틱 기어를 더 제공한다.In addition, the present invention includes at least two of the magnetic gears, wherein, among the magnetic gears, the output rotor of the first magnetic gear is further provided with a multiple type magnetic gear, characterized in that directly connected to the input rotor of the second magnetic gear. do.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.
본 발명의 마그네틱 기어에 의하면, 폴 피스의 단면 형태에 관한 변수 α,β,γ를 한정하여 공극에 자속을 집중시킬 수 있어 토크 전달을 향상시키고 토크 리플은 낮게 함으로써 동력 전달률과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the magnetic gear of the present invention, the magnetic flux can be concentrated in the void by limiting the variables α, β, and γ regarding the cross-sectional shape of the pole piece, thereby improving torque transmission and lowering torque ripple, thereby improving power transmission rate and reliability. It has an effect.
또한, 본 발명의 멀티플 타입 마그네틱 기어에 의하면, 두 개의 마그네틱 기어를 직결하여 작은 부피로도 큰 토크비를 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the multiple type magnetic gear of the present invention, the two magnetic gears are directly connected to each other to provide a large torque ratio even with a small volume.
또한, 본 발명의 멀티레이어 타입 마그네틱 기어에 의하면, 외측 로터와 내측 로터 사이에 중간 로터를 삽입하여 적은 개수의 자석을 이용하여 큰 토크비를 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the multilayer type magnetic gear of the present invention, there is an effect that a large torque ratio can be provided using a small number of magnets by inserting an intermediate rotor between the outer rotor and the inner rotor.
도 1은 일반적인 마그네틱 기어를 보여주는 도면,1 is a view showing a general magnetic gear,
도 2는 일반적인 마그네틱 기어의 수직 단면을 보여주는 도면,2 is a view showing a vertical cross section of a typical magnetic gear,
도 3은 일반적인 마그네틱 기어의 회전축 방향 수직 단면을 보여주는 도면,3 is a view showing a vertical direction in the axis of rotation of a general magnetic gear,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어를 설명하기 위한 도면,4 is a view for explaining a magnetic gear according to a first embodiment of the present invention,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어의 폴 피스 형태를 설명하기 위한 도면,5 is a view for explaining the pole piece shape of the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention,
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어의 폴 피스의 형태를 결정하는 변수를 설명하기 위한 도면,6 to 8 are views for explaining a parameter for determining the shape of the pole piece of the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention,
도 9는 종래의 마그네틱 기어와 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어의 자속선도를 보여주는 도면,9 is a view showing a magnetic flux diagram of a conventional magnetic gear and the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention;
도 10은 종래의 마그네틱 기어와 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어의 내측 공극의 자속 밀도를 비교하기 위한 그래프,10 is a graph for comparing the magnetic flux density of the inner gap of the conventional magnetic gear and the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention,
도 11은 종래의 마그네틱 기어와 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어의 외측 공극의 자속 밀도를 비교하기 위한 그래프,11 is a graph for comparing the magnetic flux density of the outer gap of the conventional magnetic gear and the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention,
도 12는 종래의 마그네틱 기어와 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어의 내측 로터의 토크를 비교하기 위한 그래프,12 is a graph for comparing the torque of the conventional magnetic gear and the inner rotor of the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention,
도 13은 종래의 마그네틱 기어와 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어의 외측 로터의 토크를 비교하기 위한 그래프,13 is a graph for comparing the torque of the conventional magnetic gear and the outer rotor of the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention,
도 14는 종래의 마그네틱 기어와 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어의 정상상태에서 내측 로터의 토크를 비교하기 위한 그래프,14 is a graph for comparing the torque of the inner rotor in the normal state of the conventional magnetic gear and the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention,
도 15는 종래의 마그네틱 기어와 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어의 정상상태에서 외측 로터의 토크를 비교하기 위한 그래프,15 is a graph for comparing the torque of the outer rotor in the normal state of the conventional magnetic gear and the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention,
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티플 타입 마그네틱 기어를 설명하기 위한 도면,16 is a view for explaining a multiple type magnetic gear according to a second embodiment of the present invention;
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 멀티레이어 타입 마그네틱 기어를 설명하기 위한 도면,17 is a view for explaining the multilayer type magnetic gear according to the third embodiment of the present invention;
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 멀티레이어 타입 마그네틱 기어의 단면을 보여주는 도면이다.18 is a view showing a cross section of a multilayer type magnetic gear according to the third embodiment of the present invention.
도 19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어를 보여주는 도면,19 is a view showing a magnetic gear according to a fourth embodiment of the present invention;
도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어의 수직 단면을 보여주는 도면,20 is a view showing a vertical cross section of the magnetic gear according to the fourth embodiment of the present invention,
도 21은 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어의 회전축 방향 수직 단면을 보여주는 도면,21 is a view showing a vertical axis in the rotation axis direction of the magnetic gear according to the fourth embodiment of the present invention,
도 22는 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어의 폴 피스의 일례를 보여주는 도면,22 is a view showing an example of a pole piece of the magnetic gear according to the fourth embodiment of the present invention,
도 23은 본 발명의 제5 실시예에 따른 멀티플 타입 마그네틱 기어를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 23 is a diagram illustrating a multiple type magnetic gear according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
[제1 실시예][First Embodiment]
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.The terms used in the present invention were selected as general terms as widely used as possible, but in some cases, the terms arbitrarily selected by the applicant are included. In this case, the meanings described or used in the detailed description of the present invention are considered, rather than simply the names of the terms. The meaning should be grasped.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the preferred embodiments shown in the accompanying drawings will be described in detail the technical configuration of the present invention.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms.
도 4을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)는 외측 로터(110), 상기 외측 로터(110)의 내측에 상기 외측 로터(110)와 이격되어 구비되는 내측 로터(120) 및 상기 외측 로터(110)와 상기 내측 로터(120) 사이에 상기 외측 로터(110)와 상기 내측 로터(120)에 각각 이격되어 구비되는 폴 피스 모듈(130)을 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 4, the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention may include an outer rotor 110 and an inner rotor spaced apart from the outer rotor 110 inside the outer rotor 110. 120 and the pole piece module 130 spaced apart from the outer rotor 110 and the inner rotor 120, respectively, between the outer rotor 110 and the inner rotor 120.
또한, 상기 폴 피스 모듈(130)이 고정되어 있을 경우, 상기 외측 로터(110)와 상기 내측 로터(120)는 서로 다른 방향으로 회전하며 상기 외측 로터(110)에서 상기 내측 로터(120)로 또는 상기 내측 로터(120)에서 상기 외측 로터(110)로 회전력을 전달한다.In addition, when the pole piece module 130 is fixed, the outer rotor 110 and the inner rotor 120 rotates in different directions and from the outer rotor 110 to the inner rotor 120 or The rotational force is transmitted from the inner rotor 120 to the outer rotor 110.
그러나, 상기 외측 로터(110)와 상기 내측 로터(120) 중, 어느 하나의 로터는 고정될 경우, 상기 폴 피스 모듈(130)과 고정되지 않은 다른 하나의 로터가 회전하며 동력을 전달할 수 있다.However, when any one of the outer rotor 110 and the inner rotor 120 is fixed, the other one rotor that is not fixed to the pole piece module 130 may rotate and transmit power.
이 경우, 상기 폴 피스 모듈(130)과 회전하는 로터의 회전방향은 동일하다.In this case, the rotation direction of the pole piece module 130 and the rotating rotor is the same.
또한, 도 4에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)가 원통 회전형의 마그네틱 기어인 것으로 도시하였으나 원판 회전형, 평판 리니어형, 원통 리니어형으로 제작이 가능하다.(예를 들면, 특허문헌 1의 원판 회전형, 평판 리니어형, 원통 리니어형의 형태를 참조할 수 있다.)In addition, in Figure 4, the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention is shown as a magnetic gear of the cylindrical rotation type, but can be manufactured in a disk rotation type, flat plate linear type, cylindrical linear type. For example, the form of the disk rotation type, flat plate linear type, and cylindrical linear type of patent document 1 can be referred.)
또한, 상기 외측 로터(110)는 외측 회전자(111)와 상기 외측 회전자(111) 내측에 쌍극을 이루며 부착되는 복수 개의 자석(112)을 포함하고, 상기 내측 로터(120)는 내측 회전자(121)와 상기 내측 회전자(121) 외측에 쌍극을 이루며 부착되는 복수 개의 자석(122)을 포함하여 이루어진다.In addition, the outer rotor 110 includes an outer rotor 111 and a plurality of magnets 112 that are attached to each other inside the outer rotor 111 in a bipolar manner, and the inner rotor 120 has an inner rotor. And a plurality of magnets 122 attached to the inner rotor 121 to form an outer pole.
또한, 상기 폴 피스 모듈(130)은 회전 축(c)에 대해 방사상으로 서로 이격된 복수 개의 폴 피스(131)를 포함하여 이루어진다.In addition, the pole piece module 130 includes a plurality of pole pieces 131 spaced apart from each other radially with respect to the rotation axis (c).
또한, 상기 폴 피스(131)는 자극편이라고도 하며, 자성체로써 상기 외측 로터(110)에서 상기 내측 로터(120)로 또는 상기 내측 로터(120)에서 상기 외측 로터(110)로 자속을 전달하는 역할을 한다.In addition, the pole piece 131 is also called a magnetic pole piece, and serves to transfer the magnetic flux from the outer rotor 110 to the inner rotor 120 or from the inner rotor 120 to the outer rotor 110 as a magnetic material. Do it.
또한, 상기 폴 피스들(131)은 폴 피스들(131) 간 및 폴 피스(131)와 상기 로터들(110,120)의 자석들 간을 서로 이격되게 유지하는 지지부재에 의해 고정된다.In addition, the pole pieces 131 are fixed by a support member for keeping the pole pieces 131 and the pole pieces 131 and the magnets of the rotors 110 and 120 spaced apart from each other.
또한, 상기 폴 피스들(131)의 개수는 상술한 수학식 a에 의해 결정되며, 기어비는 상술한 수학식 b와 같다.In addition, the number of the pole pieces 131 is determined by Equation a described above, and the gear ratio is the same as Equation b described above.
또한, 상기 폴 피스들(131)과 상기 외측 로터(110)의 자석(112) 간에는 외측 공극(a1,outer airgap)이 존재하고 상기 폴 피스들(131)과 상기 내측 로터(120)의 자석(122) 간에는 내측 공극(a2,inner airgap)이 존재한다.In addition, an outer air gap (a1) exists between the pole pieces 131 and the magnet 112 of the outer rotor 110, and the magnets of the pole pieces 131 and the inner rotor 120 ( 122, there is an inner airgap (a2).
또한, 이러한 공극들(a1,a2)은 자기 회로에서 저항의 역할을 하는 것으로 자속이 집중되게 된다.In addition, the pores a1 and a2 act as resistances in the magnetic circuit, so that the magnetic flux is concentrated.
이하에서는 도 5을 참조하여 상기 폴 피스(131)의 형상을 상세히 설명한다.Hereinafter, the shape of the pole piece 131 will be described in detail with reference to FIG. 5.
도 5을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)의 폴 피스(131)는 회전축(c)과 나란한 바 형상으로 그 수직 단면이 제1 도형(131a)과 제2 도형(131b)이 평면상에서 결합한 형상을 갖는다.Referring to FIG. 5, the pole piece 131 of the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention has a bar shape parallel to the rotation axis c, and has a vertical cross section of the first figure 131a and the second figure. 131b has a shape in which it is bonded on a plane.
또한, 상기 제1 도형(131a)은 곡선인 제1 호(arc,131aa), 상기 제1 호(131aa)와 중심(c)의 위치 및 중심각(θ1)은 동일하고, 내경(d2)이 상기 제1 호(131aa)의 내경(d1)보다 작은 제2 호(131ab), 상기 제1 호(131aa)와 상기 제2 호(131ab)의 각 일단을 연결하는 선(131ac) 및 상기 제1 호(131aa)와 상기 제2 호(131ab)의 각 타단을 연결하는 선(131ad)으로 둘러싸인 평면 도형이다.In addition, the first figure 131a has a curved first arc arc 131aa, the position and center angle θ1 of the first arc 131aa and the center c are the same, and the inner diameter d2 is the same. The second arc 131ab smaller than the inner diameter d1 of the first arc 131aa, the line 131ac and the first arc connecting each end of the first arc 131aa and the second arc 131ab. 131aa is a plane figure surrounded by a line 131ad connecting the other ends of the second arc 131ab.
다시 말해서, 상기 제2 호(131ab)의 내경 반지름(d2/2)은 상기 제1 호(131aa)의 내경 반지름(d1/2)보다 작고, 곡률은 서로 동일하며, 중심(c)의 위치는 회전축(c)의 위치와 서로 일치한다.In other words, the inner radius d2 / 2 of the second arc 131ab is smaller than the inner radius d1 / 2 of the first arc 131aa, the curvatures are the same, and the position of the center c is Coincides with the position of the rotation axis (c).
또한, 상기 제1 호(131aa)와 상기 제2 호(131ab)를 연결하는 선들(131ac,131ad)은 상기 제1 도형(131a)의 중심부를 향해 오목한 곡선(이하 '오목 곡선'이라 함)인 것이 바람직하다.In addition, the lines 131ac and 131ad connecting the first arc 131aa and the second arc 131ab are concave curves (hereinafter referred to as 'concave curves') toward the center of the first figure 131a. It is preferable.
또한, 상기 제2 도형(131b)은 상기 제2 호(131ab)와 중심(c)의 위치 및 내경(d2)은 동일하고, 중심각(θ2)은 상기 제2 호(131ab)의 중심각(θ1)보다 큰 제3 호(131ba), 상기 제3 호(131ba)와 중심(c)의 위치 및 중심각(θ2)의 크기는 동일하고, 내경(d3)은 상기 제3 호(131ba)의 내경(d2)보다 작은 제4 호(131bb), 상기 제3 호(131ba)와 상기 제4 호(131bb)의 각 일단을 연결하는 선(131bd) 및 상기 제3 호(131ba)와 상기 제4 호(131bb)의 각 타단을 연결하는 선(131bc)으로 둘러싸인 평면 도형이다.In addition, the second figure 131b has the same position and inner diameter d2 as the second arc 131ab and the center c, and the center angle θ2 is the center angle θ1 of the second arc 131ab. The larger the third arc 131ba, the position of the third arc 131ba and the center c, and the magnitude of the center angle θ2 are the same, and the inner diameter d3 is the inner diameter d2 of the third arc 131ba. 4th 131bb smaller than), a line 131bd connecting each end of the third arc 131ba and the fourth arc 131bb, and the third arc 131ba and the fourth arc 131bb. It is a planar figure surrounded by a line (131bc) connecting the other ends of the ().
다시 말해서, 상기 제2 호(131ab)와 상기 제3 호(131ba)의 내경 반지름(d2/2)은 서로 동일하고, 상기 제3 호(131ba)의 내경 반지름(d2/2)은 상기 제4 호(131bb)의 내경 반지름(d3/2)보다 크다.In other words, the inner diameter radius d2 / 2 of the second arc 131ab and the third arc 131ba is the same, and the inner diameter radius d2 / 2 of the third arc 131ba is the fourth. It is larger than the inner diameter radius d3 / 2 of the arc 131bb.
또한, 상기 제3 호(131ba)와 상기 제4 호(131bb)의 각 단을 연결하는 선들(131bc,131bd)은 직선인 것이 바람직하다.In addition, the lines 131bc and 131bd connecting the ends of the third arc 131ba and the fourth arc 131bb may be straight lines.
또한, 상기 제1 도형(131a)과 상기 제2 도형(131b)은 상기 제2 호(131ab)의 2등분 위치(c1)와 상기 제3 호(131ba)의 2등분 위치(c1)가 서로 겹쳐지도록 평면상에서 결합하여 상기 폴 피스(131)의 단면 형상을 이룬다.In addition, in the first figure 131a and the second figure 131b, a bisected position c1 of the second arc 131ab and a bisected position c1 of the third arc 131ba overlap each other. To form a cross-sectional shape of the pole piece 131 by combining on a plane.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어의 폴 피스의 형태 결정하는 변수를 설명하기 위한 것으로, 상기 폴 피스(131)의 형태를 결정하는 변수는 크게 세 가지이다.6 to 8 illustrate variables for determining the shape of the pole piece of the magnetic gear according to the first embodiment of the present invention. There are three variables for determining the shape of the pole piece 131.
먼저, 도 6을 참조하면, 첫 번째 변수는 상기 제3 호(131ba)와 상기 제4 호(131bb)에 각각 수직인 직선의 거리(α,이하 '제1 수직거리'라 함)이다.First, referring to FIG. 6, a first variable is a distance (α, hereinafter referred to as 'first vertical distance') perpendicular to the third arc 131ba and the fourth arc 131bb.
또한, 상기 제1 수직거리(α)는 상기 제4 호(131bb)와 상기 제1 호(131aa)에 각각 수직인 직선의 거리(Lpr',이하 '제2 수직거리'라 함)에 13.5%보다는 크고 23.5%보다는 작다.In addition, the first vertical distance α is 13.5 in the distance L pr '(hereinafter referred to as' the second vertical distance') perpendicular to the fourth arc 131bb and the first arc 131aa, respectively. Larger than% and smaller than 23.5%.
즉, 상기 제1 수직거리(α)는 아래의 수학식 1을 만족하도록 설계된다.That is, the first vertical distance α is designed to satisfy Equation 1 below.
수학식 1
Figure PCTKR2015009187-appb-M000001
Equation 1
Figure PCTKR2015009187-appb-M000001
다음, 도 7을 참조하면, 두 번째 변수는 상기 제4 호(131bb)의 중심각(β)이다.Next, referring to FIG. 7, the second variable is the center angle β of the fourth arc 131bb.
또한, 상기 제4 호(131bb)의 중심각(β)은 하나의 폴 피스(131)를 사이에 둔 두 개의 폴 피스(131',131")의 제1 호들(131'aa,131"aa)의 마주보는 끝단을 연결하는 가상 호의 중심각(β',이하 '기준각'이라 함)의 40%보다는 크고 50%보다는 작다.In addition, the center angle β of the fourth arc 131bb is the first arcs 131'aa, 131 "aa of two pole pieces 131 ', 131" sandwiching one pole piece 131 therebetween. Is greater than 40% and less than 50% of the center angle of the virtual arc (β ', hereinafter referred to as' reference angle') connecting the opposite ends of
즉, 상기 제4 호(131bb)의 중심각(β)은 아래의 수학식2와 같이 기준각(β')의 40% 내지 50% 사이의 범위의 각도에서 설계된다.That is, the center angle β of the fourth arc 131bb is designed at an angle in the range of 40% to 50% of the reference angle β 'as shown in Equation 2 below.
수학식 2 Equation 2
여기서, 여기서 Np는 상기 폴 피스들의 개수이다.Where N p is the number of pole pieces.
다음, 도 8을 참조하면, 세 번째 변수는 어느 하나의 오목 곡선(131ac)의 양단을 연결하는 가상선분(ℓ1,이하 '제1 가상선분'이라 함)의 2등분 위치(c2)에서 수직방향으로 상기 어느 하나의 오목 곡선(131ac)까지의 길이(γ,이하 '오목 길이'라 함)이다.Next, referring to FIG. 8, the third variable is a vertical direction at a second bipartite position c2 of an imaginary line segment ℓ1 (hereinafter referred to as a “first imaginary line segment”) connecting both ends of any one concave curve 131ac. This is the length (γ, hereinafter referred to as 'concave length') to any one concave curve (131ac).
또한, 상기 오목 길이(γ)는 상기 어느 하나의 오목 곡선(131ac)의 상기 제1 호(131aa) 측 일단(131ac')에서 상기 제4 호(131bb)에 수직으로 연결되는 가상선분(ℓ2, 이하 '제2 가상선분'이라 함)의 2등분 위치(c3)에서 수직방향으로 상기 제1 호(131aa)의 2등분 위치(c4)와 상기 제4 호(131bb)의 2등분 위치(c5)를 잇는 가상선분(ℓ3, 이하 '제3 가상선분'이라 함)까지의 길이(γ',이하 '기준 길이')에 30%보다는 크고 40%보다는 작다.In addition, the concave length γ is an imaginary line segment L2 connected perpendicularly to the fourth arc 131bb at one end 131ac 'of the first arc 131aa side of the concave curve 131ac. The second bisected position c4 of the first arc 131aa and the second bisected position c5 of the fourth arc 131bb in the vertical direction at the second dividing position c3 of the second virtual line segment hereinafter. It is larger than 30% and smaller than 40% in the length (γ ', hereinafter' reference length ') to the virtual line segment (ℓ3, hereinafter referred to as' the third virtual line segment)'.
즉, 상기 오목 길이(γ)은 아래의 수학식 3과 같이 상기 기준 길이(γ')의 30% 내지 40% 범위내에서 설계된다.That is, the concave length γ is designed within the range of 30% to 40% of the reference length γ 'as shown in Equation 3 below.
수학식 3
Figure PCTKR2015009187-appb-M000003
Equation 3
Figure PCTKR2015009187-appb-M000003
여기서, Dpi는 상기 제4 호(131bb)의 내경(d3), Dpo는 상기 제1 호(131aa)의 내경(d1), Np는 상기 폴 피스들(131)의 개수이다.Here, D pi is the inner diameter d3 of the fourth arc 131bb, D po is the inner diameter d1 of the first arc 131aa, and N p is the number of the pole pieces 131.
또한, 수학식 3에서 분모는 상기 기준 길이(γ')를 의미하는 것으로 원점(c)를 중심으로 하는 직각 좌표계 상에서 상기 제1 가상선분(ℓ3)을 x축으로 하여 점 c5 및 c4를 지나는 직선과 점 c3 및 c6를 지나는 직선의 교점의 y축 좌표값을 계산하기 위한 식이다. 그러나 상기 기준 길이(γ')은 다양한 방법으로 계산이 가능하다.In Equation 3, the denominator means the reference length γ 'and is a straight line passing through the points c5 and c4 with the first virtual line segment L3 as the x-axis on a rectangular coordinate system centered on the origin c. Equation for calculating the y-axis coordinate value of the intersection point of the straight line passing through the points c3 and c6. However, the reference length γ 'can be calculated in various ways.
도 9는 종래의 마그네틱 기어와 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어의 자속선도를 보여주는 것으로 10_flux는 종래의 마그네틱 기어(10)의 자속선도, 100_flux는 본 발명의 마그네틱 기어(100)의 자속선도를 보여주는 것이다.9 shows a magnetic flux diagram of a conventional magnetic gear and a magnetic gear according to a first embodiment of the present invention, where 10_flux is a magnetic flux diagram of a conventional magnetic gear 10 and 100_flux is a magnetic flux of a magnetic gear 100 of the present invention. It shows the lead.
또한, 본 발명의 마그네틱 기어(100)는 변수 α를 6mm, β를 0.5deg, γ를 1.43mm로 결정하여 설계하였다.In addition, the magnetic gear 100 of the present invention was designed by determining the variable α as 6mm, β as 0.5deg, and γ as 1.43mm.
도 9를 참조하면, 종래의 마그네틱 기어(10)의 자속선도(10_flux)보다 본 발명의 마그네틱 기어(100)의 자속선도(100_flux)가 밀도가 더 높은 것을 알 수 있다.9, it can be seen that the magnetic flux diagram 100_flux of the magnetic gear 100 of the present invention has a higher density than the magnetic flux diagram 10_flux of the conventional magnetic gear 10.
도 10은 종래의 마그네틱 기어(10)와 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)의 내측 공극(a2)의 자속 밀도를 비교하기 위한 그래프로써 종래의 마그네틱 기어(10)의 내측 공극 자속 밀도(Conventional Model Inner Airgap)는 최대값이 1.6T이나 본 발명의 마그네틱 기어(100)의 내측 공극 자속 밀도(Optimal Model Inner Airgap)는 최대값이 1.78T로 0.16T상승하였음을 확인하였다.FIG. 10 is a graph for comparing magnetic flux densities of the conventional magnetic gear 10 and the inner gap a2 of the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention, and the inner gap of the conventional magnetic gear 10. It was confirmed that the maximum magnetic flux density (Conventional Model Inner Airgap) is 1.6T but the internal air gap magnetic flux density (Optimal Model Inner Airgap) of the magnetic gear 100 of the present invention is increased to 0.16T to 1.78T.
도 11은 종래의 마그네틱 기어(10)와 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)의 외측 공극의 자속 밀도를 비교하기 위한 그래프로써 종래의 마그네틱 기어(10)의 외측 공극 자속 밀도(Conventional Model Outer Airgap)는 최대값이 0.79T이나 본 발명의 마그네틱 기어(100)의 외측 공극 자속 밀도(Optimal Model Outer Airgap)는 최대값이 0.83T로 0.04T상승하였음을 확인하였다.11 is a graph for comparing the magnetic flux density of the outer air gap of the conventional magnetic gear 10 and the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention, the outer air gap magnetic flux density of the conventional magnetic gear 10 ( Conventional Model Outer Airgap) has a maximum value of 0.79T, but it has been confirmed that the maximum airflow magnetic flux density (Optimal Model Outer Airgap) of the magnetic gear 100 of the present invention has risen 0.04T to a maximum value of 0.83T.
도 12는 종래의 마그네틱 기어(10)와 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)의 내측 로터의 토크를 비교하기 위한 그래프(토크-각도 곡선)로써, 본 발명의 마그네틱 기어(100)의 내측 로터 토크(Inner Torque_Optimal Model)의 최대값이 18.97Nm로 종래의 마그네틱 기어(10)의 내측 로터 토크(Inner Torque_Basic Model)의 최대값 18.47Nm보다 0.5Nm 증가하였음을 알 수 있다. 12 is a graph (torque-angle curve) for comparing the torque of the conventional magnetic gear 10 and the inner rotor of the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention, the magnetic gear 100 of the present invention It can be seen that the maximum value of the inner rotor torque (Inner Torque_Optimal Model) of 18) is 18.97 Nm, which is 0.5 Nm higher than the maximum value of the inner rotor torque (Inner Torque_Basic Model) of the conventional magnetic gear 10 (18.47 Nm).
도 13은 종래의 마그네틱 기어(10)와 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)의 외측 로터의 토크를 비교하기 위한 그래프로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)의 외측 로터 토크(Outer Torque_Optimal Model)의 최대값이 196.81Nm로 종래의 마그네틱 기어(10)의 외측 로터 토크(Outer Torque_Basic Model)의 최대값 190.99Nm보다 5.82Nm 증가하였음을 알 수 있다.13 is a graph for comparing the torque of the conventional magnetic gear 10 and the outer rotor of the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention, the magnetic gear 100 according to an embodiment of the present invention It can be seen that the maximum value of the outer rotor torque (Outer Torque_Optimal Model) of 196.81 Nm is 5.82 Nm increased from the maximum value of the outer rotor torque (Outer Torque_Basic Model) of the conventional magnetic gear 10 190.99 Nm.
도 14는 정상상태에서 종래의 마그네틱 기어(10)와 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)의 정상상태에서 내측 로터의 토크를 비교하기 위한 그래프로써, 본 발명의 마그네틱 기어(100)의 토크 파형은 18.6939Nm로써 종래의 마그네틱 기어(10)의 토크 파형 18.16Nm보다 증가하였음을 알 수 있고, 토크 리플의 경우 3.75%에서 0.90%로 저감되어 토크리플 또한 매우 우수함을 확인하였다.14 is a graph for comparing the torque of the inner rotor in the steady state of the conventional magnetic gear 10 and the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention in the steady state, the magnetic gear 100 of the present invention The torque waveform of) is 18.6939Nm and it can be seen that the torque waveform of the conventional magnetic gear 10 is increased from 18.16Nm, and in the case of torque ripple, the torque ripple is reduced from 3.75% to 0.90%.
도 15는 정상상태에서 종래의 마그네틱 기어(10)와 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)의 외측 로터의 토크를 비교하기 위한 그래프로써, 본 발명의 마그네틱 기어(100)의 토크 파형은 196.07Nm로써 종래의 마그네틱 기어(10)의 토크 파형 190.52Nm보다 증가하였음을 알 수 있고, 토크 리플의 경우 0.06%에서 0.11%로 소폭 증가하기는 하였으나 내측 로터의 토크리플을 포함한 전체적인 토크리플은 저감되었음을 알 수 있다.15 is a graph for comparing the torque of the conventional magnetic gear 10 and the outer rotor of the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention in a steady state, and the torque of the magnetic gear 100 of the present invention. The waveform is 196.07Nm, which is higher than the torque waveform 190.52Nm of the conventional magnetic gear 10.In the case of torque ripple, the overall torque ripple including the torque ripple of the inner rotor was increased slightly from 0.06% to 0.11%. It can be seen that is reduced.
이는 상용되고 있는 전동기의 리플율이 5%이하인 것을 감안하면 매우 적은 리플율을 가지고 있음을 알 수 있다.It can be seen that the ripple rate is very small considering that the ripple rate of commercially available motors is 5% or less.
[제2 실시예]Second Embodiment
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티플 타입 마그네틱 기어를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 16 is a diagram illustrating a multiple type magnetic gear according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 16을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티플 타입 마그네틱 기어(200)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)가 복수 개 직결로 연결된 형태이다.Referring to FIG. 16, the multiple type magnetic gear 200 according to the second embodiment of the present invention has a form in which a plurality of magnetic gears 100 according to the first embodiment of the present invention are directly connected.
또한, 도 16에서는 두 개의 마그네틱 기어(100,100')가 직결된 듀얼 타입의 마그네틱 기어를 도시하였으나 세 개 이상의 마그네틱 기어들이 직결되어 구성될 수 있다.In addition, although FIG. 16 illustrates a dual type magnetic gear in which two magnetic gears 100 and 100 'are directly connected, three or more magnetic gears may be directly connected to each other.
또한, 듀얼 타입의 경우, 제1 마그네틱 기어(100)의 출력측(110a)이 제2 마그네틱 기어(110')의 입력측(130'a)에 연결된다.In addition, in the dual type, the output side 110a of the first magnetic gear 100 is connected to the input side 130'a of the second magnetic gear 110 '.
또한, 상기 제1 마그네틱 기어(100)에서 상기 제2 마그네틱 기어(100')로 동력이 전달될 경우 경우에는 감속기로, 상기 제2 마그네틱 기어(100')에서 상기 제1 마그네틱 기어(100)로 동력이 전달될 경우에는 가속기로 동작한다.In addition, in the case where power is transmitted from the first magnetic gear 100 to the second magnetic gear 100 ', it is a reducer, and from the second magnetic gear 100' to the first magnetic gear 100. It acts as an accelerator when power is transmitted.
또한, 상기 제1 마그네틱 기어(100)의 내측 로터(130)와 외측 로터(110)의 기어비가 1:10이고, 상기 제2 마그네틱 기어(100')의 내측 로터(130')와 외측 로터(110')의 기어비가 1:10일 경우 전체 기어비는 1:100이 되고 토크비도 1:100이 된다.In addition, the gear ratio of the inner rotor 130 and the outer rotor 110 of the first magnetic gear 100 is 1:10, the inner rotor 130 'and the outer rotor of the second magnetic gear 100' ( 110 '), the gear ratio is 1:10, the total gear ratio is 1: 100 and the torque ratio is 1: 100.
즉, 종래의 마그네틱 기어(10)를 1:100의 토크비를 갖도록 설계하고자 할 경우, 외측 로터의 쌍극 수가 내측 로터의 쌍극 수보다 100배 많아야 하므로 대형화가 불가피하나, 본 발명의 멀티플 타입 마그네틱 기어(200)는 두 개의 마그네틱 기어를 이용하여 소형으로 고 토크비를 구현할 수 있는 장점이 있다.That is, when the conventional magnetic gear 10 is to be designed to have a torque ratio of 1: 100, since the number of dipoles of the outer rotor has to be 100 times larger than the number of dipoles of the inner rotor, it is inevitable to enlarge, but the multiple type magnetic gear of the present invention. The 200 has the advantage of realizing a small and high torque ratio by using two magnetic gears.
[제3 실시예]Third Embodiment
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 멀티레이어 타입 마그네틱 기어를 설명하기 위한 도면이고, 도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 멀티레이어 타입 마그네틱 기어의 단면을 보여주는 도면이다.FIG. 17 is a view for explaining a multilayer type magnetic gear according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 18 is a view showing a cross section of the multilayer type magnetic gear according to the third embodiment of the present invention.
도 17 및 도 18을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 멀티플 타입 마그네틱 기어(300)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)에 내부 폴 피스 모듈(310) 및 중간 로터(320)를 포함하여 구성된다.17 and 18, the multiple type magnetic gear 300 according to the third embodiment of the present invention is the inner pole piece module 310 and the middle of the magnetic gear 100 according to the first embodiment of the present invention. It is configured to include a rotor (320).
또한, 상기 내부 폴 피스 모듈(310)과 상기 중간 로터(320)의 개수에는 한정이 없으며, 원하는 기어비에 따라 설계자가 임의의 개수로 구성할 수 있다. 다만, 상기 내부 폴 피스 모듈(310)과 상기 중간 로터(320)는 한 쌍으로 서로 개수가 동일하여야 한다.In addition, the number of the inner pole piece module 310 and the intermediate rotor 320 is not limited, the designer can be configured in any number according to the desired gear ratio. However, the number of the inner pole piece module 310 and the intermediate rotor 320 should be equal to each other in a pair.
또한, 상기 내부 폴 피스 모듈(310)은 상기 마그네틱 기어(100)의 내측 로터(120)의 외측에 이격되어 구비되며, 복수 개의 내부 폴 피스(311)를 갖는다. In addition, the inner pole piece module 310 is spaced apart from the outside of the inner rotor 120 of the magnetic gear 100, and has a plurality of inner pole pieces 311.
또한, 상기 내부 폴 피스(311)의 형태 역시 상기 폴 피스(131)의 단면과 동일하게 변수 α,β,γ를 한정하여 설계될 수 있다.In addition, the shape of the inner pole piece 311 may also be designed by limiting the variables α, β, γ in the same way as the cross section of the pole piece 131.
또한, 상기 중간 로터(320)는 상기 내부 폴 피스 모듈(310)과 상기 폴 피스 모듈(130) 사이에서 상기 내부 폴 피스 모듈(310) 및 상기 폴 피스 모듈(130)과 각각 이격되어 구비된다.In addition, the intermediate rotor 320 is provided to be spaced apart from the inner pole piece module 310 and the pole piece module 130, respectively, between the inner pole piece module 310 and the pole piece module 130.
즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 멀티플 타입 마그네틱 기어(200)는 상기 내측 로터(120)가 회전하면, 상기 내부 폴 피스 모듈(311)이 상기 중간 로터(320)로 자속을 전달하고, 상기 중간 로터(320)의 지속은 상기 폴 피스 모듈(130)에 의해 상기 외측 로터(110)로 전달되어 회전하는 형태이다.That is, in the multiple type magnetic gear 200 according to the third embodiment of the present invention, when the inner rotor 120 rotates, the inner pole piece module 311 transmits the magnetic flux to the intermediate rotor 320, The duration of the intermediate rotor 320 is transmitted to the outer rotor 110 by the pole piece module 130 to rotate.
또한, 상기 내측 로터(120)에서 상기 외측 로터(110)를 향해 구동력이 전달될 경우 가속기로, 상기 외측 로터(110)에서 상기 내측 로터(120)를 향해 구동력이 전달될 경우 감속기로 동작한다.In addition, when the driving force is transmitted from the inner rotor 120 toward the outer rotor 110, the accelerator, and when the driving force is transmitted from the outer rotor 110 toward the inner rotor 120, it operates as a reducer.
따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 멀티플 타입 마그네틱 기어(200)에 의하면 종래의 마그네틱 기어(10)가 구현하고자 하는 기어비를 외측 로터(110), 중간 로터(320) 및 내측 로터(120)가 분담하게 되므로 종래의 마그네틱 기어(10)보다 자석의 극수비를 적게 하면서도 원하는 기어비를 구현할 수 있는 장점이 있다.Therefore, according to the multiple type magnetic gear 200 according to the third embodiment of the present invention, the gear ratio that the conventional magnetic gear 10 is to implement is the outer rotor 110, the intermediate rotor 320, and the inner rotor 120. Since it is shared, there is an advantage that can realize the desired gear ratio while reducing the number of poles of the magnet than the conventional magnetic gear 10.
[제4 실시예][Example 4]
도 19 및 도 20를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)는 입력측 로터(110), 상기 입력측 로터(110)의 회전축(c) 연장선 상에 상기 입력측 로터(110)와 이격되어 구비되는 출력측 로터(120), 상기 입력측 로터(110)와 상기 출력측 로터(120)의 외부를 감싸는 폴 피스 모듈(130)을 포함하여 이루어진다.19 and 20, the magnetic gear 100 according to the fourth embodiment of the present invention has an input rotor 110 and an input rotor 110 on an extension line of the rotation axis c of the input rotor 110. And an output side rotor 120 spaced apart from the input side rotor 110 and the pole piece module 130 surrounding the outside of the output side rotor 120.
또한, 상기 입력측 로터(110)는 입력측 회전자(111)와 상기 입력측 회전자(111)의 외측에 회전축(c)을 중심으로 방사상으로 부착되는 자석(112)를 포함하여 구성된다.In addition, the input side rotor 110 includes an input side rotor 111 and a magnet 112 radially attached to an outer side of the input side rotor 111 about a rotation shaft c.
또한, 상기 출력측 로터(120)는 출력측 회전자(121)와 상기 출력측 회전자(121)의 외측에 회전축(c)을 중심으로 방사상으로 부착되는 자석(122)을 포함한다.In addition, the output side rotor 120 includes an output side rotor 121 and a magnet 122 radially attached to the outer side of the output side rotor 121 about the rotation axis (c).
또한, 상기 마그네틱 기어(100)의 기어비는 상기 수학식 b와 바와 같이 상기 입력측 로터(110)와 상기 출력측 로터(120)의 쌍극 수의 비로 결정된다.In addition, the gear ratio of the magnetic gear 100 is determined by the ratio of the number of dipoles of the input rotor 110 and the output rotor 120 as shown in equation (b).
또한, 상기 폴 피스 모듈(130)은 상기 입력측 로터(110)와 상기 출력측 로터(120)의 외측에서 상기 입력측 로터(110)와 상기 출력측 로터(120)를 함께 감싸며, 회전축(c)에 대해 방사상으로 위치하는 복수 개의 폴 피스(131)를 포함한다.In addition, the pole piece module 130 surrounds the input side rotor 110 and the output side rotor 120 together with the outer side of the input side rotor 110 and the output side rotor 120, and radially with respect to the rotation axis c. It includes a plurality of pole pieces 131 positioned to.
즉, 상기 입력측 로터(110)와 상기 출력측 로터(120)는 상기 폴 피스 모듈(130) 내측에 함께 위치한다.That is, the input rotor 110 and the output rotor 120 are located together inside the pole piece module 130.
또한, 상기 폴 피스 모듈(130)은 상기 입력측 로터(110) 및 상기 출력측 로터(120)와 각각 이격되어 위치한다.In addition, the pole piece module 130 is spaced apart from the input side rotor 110 and the output side rotor 120, respectively.
또한, 상기 폴 피스 모듈(130)은 상기 입력측 로터(110)의 회전에 의해 발생하는 자력을 상기 출력측 로터(120)로 전달하여 상기 출력측 로터(120)가 회전하게 하는 역할을 한다.In addition, the pole piece module 130 serves to transmit the magnetic force generated by the rotation of the input side rotor 110 to the output side rotor 120 to rotate the output side rotor 120.
또한, 상기 폴 피스(131)의 개수는 상기 수학식 a를 만족한다.In addition, the number of pole pieces 131 satisfies Equation a.
또한, 도 19 및 도 20에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)가 원통 회전형의 마그네틱 기어인 것으로 도시하였으나 원판 회전형, 평판 리니어형, 원통 리니어형으로 제작이 가능하다.(예를 들면, 특허문헌 1의 원판 회전형, 평판 리니어형, 원통 리니어형의 형태를 참조할 수 있다.)19 and 20, the magnetic gear 100 according to the fourth embodiment of the present invention is shown as a magnetic gear of cylindrical rotation type, but can be manufactured in a disk rotation type, a flat plate linear type, and a cylindrical linear type. (For example, the form of the disk rotation type, flat plate linear type, and cylindrical linear type of patent document 1 can be referred.)
또한, 도 21을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)는 상기 폴 피스들(131)을 방사상의 형태로 유지하기 위한 폴 피스 모듈 지지부재(132)와 상기 로터들(110,120)의 회전축들을 지지하기 위한 복수 개의 베어링(140,150,160)을 더 포함하여 구성된다.In addition, referring to FIG. 21, the magnetic gear 100 according to the fourth embodiment of the present invention includes a pole piece module support member 132 and the rotors for maintaining the pole pieces 131 in a radial form. It further comprises a plurality of bearings (140, 150, 160) for supporting the rotating shafts (110, 120).
또한, 상기 폴 피스 모듈 지지부재(132)는 상기 폴 피스들(131)을 방사상의 위치에 지지하는 역할을 하며, 상기 폴 피스들(131)과 함께 상기 폴 피스 모듈(130)을 구성한다.In addition, the pole piece module support member 132 serves to support the pole pieces 131 in a radial position, and together with the pole pieces 131 constitute the pole piece module 130.
즉, 상기 폴 피스 모듈(130)은 상기 로터들(110,120)의 외부에서 하우징의 역할을 겸할 수 있다.That is, the pole piece module 130 may serve as a housing outside the rotors 110 and 120.
또한, 상기 베어링들(140,150,160)은 외륜은 상기 폴 피스 모듈 지지부재(132)의 일측 내부에 고정되고, 내륜은 상기 입력측 로터(110)의 입력축(113)에 고정되는 입력축 지지 베어링(140), 외륜은 상기 폴 피스 모듈 지지부재(132)의 타측 내부에 고정되고, 내륜은 상기 출력측 로터(120)의 출력축(123)에 고정되며, 상기 출력측 로터(120)가 상기 폴 피스 모듈(130)에서 이격된 채 회전하게 하는 출력축 지지 베어링(150) 및 상기 입력측 로터(110)의 출력축(114)과 상기 출력측 로터(120)의 입력축(124)이 회전축(c) 상에서 지지되도록 연결하며, 상기 입력측 로터(110)의 출력축(114)과 상기 출력측 로터(120)의 입력축(124)이 서로 슬라이딩 하면서 회전하게 하는 로터 연결 베어링(160)을 포함한다.In addition, the bearings (140, 150, 160) the outer ring is fixed to the inside of one side of the pole piece module support member 132, the inner ring is an input shaft support bearing 140 is fixed to the input shaft 113 of the input rotor (110), The outer ring is fixed to the inside of the other side of the pole piece module support member 132, the inner ring is fixed to the output shaft 123 of the output side rotor 120, the output side rotor 120 in the pole piece module 130 The output shaft support bearing 150 and the output shaft 114 of the input side rotor 110 and the input shaft 124 of the output side rotor 120 are connected to be supported on the rotation shaft c so as to be spaced apart, and the input side rotor The output shaft 114 of the 110 and the input shaft 124 of the output side rotor 120 includes a rotor connection bearing 160 to rotate while sliding with each other.
또한, 상기 출력축 지지 베어링(150)과 상기 입력축 지지 베어링(140)은 각각 회전축(c)에 수직으로 작용하는 하중을 받는 레이디얼 베어링(radial bearing)으로 구비되고, 상기 로터 연결 베어링(160)은 회전축(c)과 평행한 추력을 받는 스러스트 베어링(thrust bearing)으로 구비된다.In addition, the output shaft support bearing 150 and the input shaft support bearing 140 are each provided as a radial bearing that receives a load acting perpendicular to the rotation axis (c), the rotor connection bearing 160 is It is provided with a thrust bearing (thrust bearing) receiving a thrust parallel to the rotation axis (c).
즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)는 종래의 마그네틱 기어(10)와 비교하여 3개의 베어링만이 요구되므로 베어링의 마찰에 의한 토크 전달률의 감소를 줄일 수 있는 장점이 있다.That is, the magnetic gear 100 according to the fourth embodiment of the present invention has the advantage of reducing the reduction in torque transmission rate due to friction of the bearing since only three bearings are required as compared to the conventional magnetic gear 10. .
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)는 종래의 마그네틱 기어(10)와 비교하여 상기 로터들(110,120)과 상기 폴 피스 모듈(130) 간에 하나의 공극(a4)만이 필요하므로 구성이 매우 간단하여 제작이 용이하고 제작비용을 절감할 수 있으며 공극의 크기 제어가 쉬운 장점이 있다.In addition, the magnetic gear 100 according to the fourth embodiment of the present invention requires only one air gap a4 between the rotors 110 and 120 and the pole piece module 130 as compared to the conventional magnetic gear 10. Therefore, the configuration is very simple, it is easy to manufacture, reduce the production cost, and has the advantage of easy control of the size of the air gap.
도 22는 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)의 폴 피스(130)의 단면 일례를 보여주는 것으로 종래의 마그네틱 기어(10)의 폴 피스(13a)와 비교하여 공극에 자속을 집중할 수 있는 형태로 제작된다.22 shows an example of a cross section of the pole piece 130 of the magnetic gear 100 according to the fourth embodiment of the present invention, as compared with the pole piece 13a of the conventional magnetic gear 10 to concentrate the magnetic flux in the air gap. It is produced in a form that can be.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)의 폴 피스(130)는 도 5 내지 도 8에서 도시한 본 발명의 제1 실시예에 따른 폴 피스(130)의 형태와 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다.In addition, the pole piece 130 of the magnetic gear 100 according to the fourth embodiment of the present invention is substantially the shape of the pole piece 130 according to the first embodiment of the present invention shown in Figs. It may have the same shape.
[제5 실시예][Example 5]
도 23는 본 발명의 제5 실시예에 따른 멀티플 타입 마그네틱 기어를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 23 is a diagram for describing a multiple type magnetic gear according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
도 23을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 멀티플 타입 마그네틱 기어(200)는 본 발명의 제4 실시예에 따른 마그네틱 기어(100)가 복수 개 직결로 연결된 형태이다.Referring to FIG. 23, the multiple type magnetic gear 200 according to the fifth embodiment of the present invention has a form in which a plurality of magnetic gears 100 according to the fourth embodiment of the present invention are directly connected to each other.
또한, 도 23에서는 두 개의 마그네틱 기어(100,100')가 직결된 듀얼 타입의 마그네틱 기어를 도시하였으나 세 개 이상의 마그네틱 기어들이 직결되어 구성될 수 있다.In addition, although FIG. 23 illustrates a dual type magnetic gear in which two magnetic gears 100 and 100 'are directly connected, three or more magnetic gears may be directly connected to each other.
또한, 듀얼 타입의 경우, 제1 마그네틱 기어(100)의 출력축(123)이 제2 마그네틱 기어(110')의 입력축(113')에 연결된다.In addition, in the dual type, the output shaft 123 of the first magnetic gear 100 is connected to the input shaft 113 'of the second magnetic gear 110'.
또한, 상기 제1 마그네틱 기어(100)에서 상기 제2 마그네틱 기어(100')로 동력이 전달될 경우 경우에는 감속기로, 상기 제2 마그네틱 기어(100')에서 상기 제1 마그네틱 기어(100)로 동력이 전달될 경우에는 가속기로 동작한다.In addition, in the case where power is transmitted from the first magnetic gear 100 to the second magnetic gear 100 ', it is a reducer, and from the second magnetic gear 100' to the first magnetic gear 100. It acts as an accelerator when power is transmitted.
또한, 상기 제1 마그네틱 기어(100)의 입력측 로터(110)와 출력측 로터(120)의 기어비가 1:10이고, 상기 제2 마그네틱 기어(100')의 입력측 로터(110')와 출력측 로터(120')의 기어비가 1:10일 경우 전체 기어비는 1:100이 되고 토크비도 1:100이 된다.In addition, the gear ratio of the input rotor 110 and the output rotor 120 of the first magnetic gear 100 is 1:10, the input rotor 110 'and the output rotor of the second magnetic gear 100' ( When the gear ratio of 120 ') is 1:10, the total gear ratio is 1: 100 and the torque ratio is 1: 100.
즉, 종래의 마그네틱 기어(10)를 1:100의 토크비를 갖도록 설계하고자 할 경우, 외측 로터의 쌍극 수가 내측 로터의 쌍극 수보다 100배 많아야 하므로 대형화가 불가피하나, 본 발명의 멀티플 타입 마그네틱 기어(200)는 두 개의 마그네틱 기어를 이용하여 소형으로 고 토크비를 구현할 수 있는 장점이 있다.That is, when the conventional magnetic gear 10 is to be designed to have a torque ratio of 1: 100, since the number of dipoles of the outer rotor has to be 100 times larger than the number of dipoles of the inner rotor, it is inevitable to enlarge, but the multiple type magnetic gear of the present invention. The 200 has the advantage of realizing a small and high torque ratio by using two magnetic gears.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.As described above, the present invention has been illustrated and described with reference to preferred embodiments, but is not limited to the above-described embodiments, and is provided to those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible.
본 발명은 마그네틱 기어는 차량, 공작기계, 공장설비등 비 접촉식 회전 동력이 필요한 다양한 분야에 적용이 가능하다.The present invention is applicable to a variety of fields that require a non-contact rotary power, such as a magnetic gear vehicle, machine tools, factory equipment.

Claims (11)

  1. 내측 로터(inner rotor), 상기 내측 로터와 이격되어 구비되는 외측 로터(outer roter) 및 상기 내측 로터와 상기 외측 로터 사이에 위치하고 상기 내측 로터에서 상기 외측 로터로 또는 상기 외측 로터에서 상기 내측 로터로 자속을 전달하는 서로 이격된 복수 개의 폴 피스(pole piece)가 구비되는 폴 피스 모듈을 포함하는 마그네틱 기어로서,An inner rotor, an outer rotor provided spaced apart from the inner rotor, and located between the inner rotor and the outer rotor, the magnetic flux from the inner rotor to the outer rotor or from the outer rotor to the inner rotor A magnetic gear comprising a pole piece module having a plurality of pole pieces spaced apart from each other for transmitting a
    상기 각 폴 피스의 단면은, The cross section of each pole piece,
    제1 호(arc), 상기 제1 호와 중심의 위치 및 중심각은 동일하고 내경은 상기 제1 호의 내경보다 작은 제2 호 및 상기 제1 호와 상기 제2 호의 각 일단 및 각 타단 을 연결하는 선으로 둘러싸인 제1 도형과,The first arc (arc), the position and center angle of the center of the first arc is the same and the inner diameter is smaller than the inner diameter of the first arc, and each one end and each other end of the first arc and the second arc The first figure surrounded by a line,
    상기 제2 호와 중심의 위치 및 내경은 동일하고 중심각은 상기 제2 호의 중심각보다 큰 제3 호, 상기 제3 호와 중심의 위치와 중심각은 동일하고 내경은 상기 제3 호의 내경보다 작은 제4 호 및 상기 제3 호와 상기 제4 호의 각 일단 및 각 타단을 연결하는 선으로 둘러싸인 제2 도형이 결합한 형상을 갖되, The third arc having the same position and inner diameter as the second arc and the center angle is larger than the center angle of the second arc; and the fourth having the same position and center angle as the third arc and the inner diameter is smaller than the inner diameter of the third arc. Arc and a second figure surrounded by a line connecting each end and the other end of the third arc and the fourth arc,
    상기 제2 호의 2등분 위치와 상기 제3 호의 2등분 위치는 서로 겹쳐지도록 결합한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어.The second bisected position of the second arc and the second bisected position of the third arc have a shape coupled to overlap each other.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제4 호와 상기 제3 호의 수직 거리(이하, '제1 수직거리'라 함)는 아래의 수학식 1과 같이 상기 제4 호와 상기 제1 호의 수직 거리(이하, '제2 수직거리'라 함)에 13.5%보다는 크고 23.5%보다는 작은 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어.The vertical distance between the fourth arc and the third arc (hereinafter, referred to as 'first vertical distance') is a vertical distance between the fourth arc and the first arc (hereinafter referred to as 'second vertical distance') as shown in Equation 1 below. Magnetic gear, characterized by greater than 13.5% and less than 23.5%.
    [수학식 1][Equation 1]
    Figure PCTKR2015009187-appb-I000007
    Figure PCTKR2015009187-appb-I000007
    여기서, α는 상기 제1 수직거리이고 Lpr은 상기 제2 수직거리이다.Where α is the first vertical distance and L pr is the second vertical distance.
  3. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제4 호의 중심각은 아래의 수학식 2와 같이 하나의 폴 피스를 사이에 둔 두 개의 폴피스의 제1 호들을 연결하는 가상 호의 중심각(이하, '기준각'이라 함)의 40%보다는 크고 50%보다는 작은 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어.The center angle of the fourth arc is greater than 40% of the center angle of the virtual arc (hereinafter, referred to as a reference angle) connecting the first arcs of two pole pieces with one pole piece interposed therebetween, as shown in Equation 2 below. Magnetic gear characterized by less than 50%.
    [수학식 2][Equation 2]
    Figure PCTKR2015009187-appb-I000008
    Figure PCTKR2015009187-appb-I000008
    여기서, β는 상기 제4 호의 중심각이고 Np는 상기 폴 피스들의 개수이다.Where β is the center angle of the fourth arc and N p is the number of pole pieces.
  4. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 도형에서 상기 제1 호 및 상기 제2 호를 연결하는 선은 상기 제1 도형의 중심부를 향해 오목한 곡선(이하, '오목 곡선'이라 함)인 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어.Magnetic lines, characterized in that the line connecting the first arc and the second arc in the first figure is a concave curve (hereinafter referred to as 'concave curve') toward the center of the first figure.
  5. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 오목 곡선의 양단을 연결하는 가상선분(이하, '제1 가상 선분'이라 함)의 2등분 위치에서 수직방향으로 상기 오목 곡선까지의 길이(이하, '오목 길이'라 함)는, The length (hereinafter referred to as 'concave length') from the bisected position of the imaginary line segment connecting both ends of the concave curve (hereinafter referred to as 'first virtual line segment') to the concave curve in the vertical direction,
    상기 오목 곡선의 상기 제1 호 측 일단에서 상기 제4 호에 수직방향으로 연결되는 가상선분(이하, '제2 가상 선분'이라 함)의 2등분 위치에서 수직방향으로 상기 제1 호의 2등분 위치와 상기 제4 호의 2등분 위치를 연결하는 가상선분(이하, '제3 가상 선분'이라 함)까지의 길이의 30%보다는 크고 40%보다는 작은 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어.A second bisected position of the first arc in a vertical direction at a bisected position of a virtual line segment (hereinafter referred to as a 'second virtual line segment') connected in a vertical direction to the fourth arc at one end of the first arc side of the concave curve. Magnetic gear, characterized in that more than 30% and less than 40% of the length to the virtual line segment (hereinafter referred to as 'third virtual line segment') connecting the second position of the fourth and second.
  6. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein
    상기 오목 길이는 아래의 수학식 3에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어.The concave length is calculated by the following Equation 3 magnetic gear.
    [수학식 3][Equation 3]
    Figure PCTKR2015009187-appb-I000009
    Figure PCTKR2015009187-appb-I000009
    여기서, Dpi는 상기 제4 호의 내경, Dpo는 상기 제1 호의 내경, Np는 폴 피스들의 개수이다.Here, D pi is the inner diameter of the fourth arc, D po is the inner diameter of the first arc, N p is the number of pole pieces.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 마그네틱 기어를 적어도 두 개 포함하고,At least two magnetic gears of any one of claims 1 to 6,
    상기 마그네틱 기어들 중, 제1 마그네틱 기어의 출력측 로터는 제2 마그네틱 기어의 입력측 로터에 직결되는 것을 특징으로 하는 멀티플 타입 마그네틱 기어.Among the magnetic gears, the output rotor of the first magnetic gear is connected directly to the input rotor of the second magnetic gear multiple type magnetic gear.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 마그네틱 기어;A magnetic gear according to any one of claims 1 to 6;
    상기 마그네틱 기어의 내측 로터의 외측에 이격되어 구비되며 복수 개의 폴 피스를 갖는 적어도 하나의 내부 폴 피스 모듈; 및At least one inner pole piece module spaced apart from an inner rotor of the magnetic gear and having a plurality of pole pieces; And
    상기 내부 폴 피스 모듈과 상기 마그네틱 기어의 폴 피스 모듈 사이에 구비되는 적어도 하나의 중간 로터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티레이어 타입 마그네틱 기어.And at least one intermediate rotor provided between the inner pole piece module and the pole piece module of the magnetic gear.
  9. 입력측 로터;Input side rotor;
    상기 입력측 로터의 회전축 연장상에 상기 입력측 로터와 이격되어 구비되는 출력측 로터; 및An output side rotor spaced apart from the input side rotor on a rotation axis extension of the input side rotor; And
    상기 입력측 로터 및 상기 출력측 로터의 외측에서 상기 입력측 로터 및 상기 출력측 로터를 감싸고, 회전축에 방사상으로 위치하는 복수 개의 폴 피스를 가지며, 상기 입력측 로터의 자력을 상기 출력측 로터로 전달하는 폴 피스 모듈;을 포함하고,A pole piece module surrounding the input side rotor and the output side rotor outside the input side rotor and the output side rotor, having a plurality of pole pieces radially positioned on a rotation axis, and transmitting magnetic force of the input side rotor to the output side rotor; Including,
    상기 입력측 로터 및 상기 출력측 로터는 상기 폴 피스 모듈 내측에 함께 위치하되, 상기 폴 피스 모듈과는 서로 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어.And the input side rotor and the output side rotor are located together inside the pole piece module, and are spaced apart from each other with the pole piece module.
  10. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 폴 피스 모듈은 상기 폴 피스들이 회전축에 대해 방사상을 유지하도록 지지하는 폴 피스 모듈 지지부재를 포함하고,The pole piece module includes a pole piece module support member for supporting the pole pieces so as to remain radial with respect to the axis of rotation,
    외륜은 상기 폴 피스 모듈 지지부재의 일측 내부에 고정되고, 내륜은 상기 입력측 로터의 입력축에 고정되며, 상기 입력측 로터가 상기 폴 피스 모듈에서 이격된 채 회전하게 하는 입력축 지지 베어링;An outer ring is fixed inside one side of the pole piece module support member, an inner ring is fixed to an input shaft of the input side rotor, and an input shaft support bearing for allowing the input side rotor to rotate while being spaced apart from the pole piece module;
    외륜은 상기 폴 피스 모듈 지지부재의 타측 내부에 고정되고, 내륜은 상기 출력측 로터의 출력축에 고정되며, 상기 출력측 로터가 상기 폴 피스 모듈에서 이격된 채 회전하게 하는 출력축 지지 베어링; 및An outer ring is fixed to the inside of the other side of the pole piece module support member, the inner ring is fixed to the output shaft of the output side rotor, and an output shaft support bearing for allowing the output side rotor to rotate while being spaced apart from the pole piece module; And
    상기 입력측 로터의 출력축과 상기 출력측 로터의 입력축이 회전축 상에서 지지되도록, 상기 입력측 로터의 출력축과 상기 출력측 로터의 입력축이 서로 슬라이딩 하면서 회전하게 하는 로터 연결 베어링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 기어.And a rotor connection bearing configured to rotate the output shaft of the input rotor and the input shaft of the output rotor while rotating so that the output shaft of the input rotor and the input shaft of the output rotor are rotated with each other.
  11. 제 10 항 또는 제 11 항의 마그네틱 기어를 적어도 두 개 포함하고,At least two magnetic gears of claim 10 or 11,
    상기 마그네틱 기어들 중, 제1 마그네틱 기어의 출력측 로터는 제2 마그네틱 기어의 입력측 로터에 직결되는 것을 특징으로 하는 멀티플 타입 마그네틱 기어.Among the magnetic gears, the output rotor of the first magnetic gear is connected directly to the input rotor of the second magnetic gear multiple type magnetic gear.
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