WO2023238507A1 - 磁気ギアードモータ及び磁気ギア - Google Patents

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WO2023238507A1
WO2023238507A1 PCT/JP2023/015229 JP2023015229W WO2023238507A1 WO 2023238507 A1 WO2023238507 A1 WO 2023238507A1 JP 2023015229 W JP2023015229 W JP 2023015229W WO 2023238507 A1 WO2023238507 A1 WO 2023238507A1
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WO
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rotor
rotating body
bearing
stator
magnetic
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/015229
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English (en)
French (fr)
Inventor
一晶 高原
泰明 松下
瑛樹 森元
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • 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
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters

Definitions

  • the present disclosure relates to a magnetic geared motor and a magnetic gear.
  • a magnetically geared motor is a motor that uses magnetic gears that use harmonic magnetic flux, and includes a stator, a high-speed rotor, and a low-speed rotor (see, for example, Patent Document 1).
  • a magnetic geared motor generates harmonic magnetic flux by rotating a high-speed rotor using the magnetomotive force of a stator. As a result, a low-speed rotor having an output shaft is rotated at a predetermined gear ratio (reduction ratio).
  • a bearing is placed outside each rotor to support the rotor. Therefore, the overall structure of the magnetic geared motor becomes larger and the diameter of the bearing becomes larger, resulting in an increase in cost.
  • the present disclosure has been made in view of the above points, and aims to provide a magnetic geared motor and a magnetic gear that can realize cost reduction.
  • a magnetic geared motor includes a stator, a first rotating body, a second rotating body, a support shaft, and a bearing.
  • the first rotating body has a cylindrical first rotor and a rotating shaft whose rotation center is the axis.
  • the second rotating body has a second rotor disposed between the first rotor and the axis of the rotating shaft.
  • the support shaft is arranged toward the axis of the rotation shaft when viewed from the second rotor.
  • the bearing is arranged between the support shaft and the second rotor.
  • a magnetic gear includes a stator, a first rotating body, a second rotating body, a support shaft, and a bearing.
  • the first rotating body has a cylindrical first rotor and a rotating shaft whose rotation center is the axis.
  • the second rotating body has a second rotor disposed between the first rotor and the axis of the rotating shaft.
  • the support shaft is arranged toward the axis of the rotation shaft when viewed from the second rotor.
  • the bearing is arranged between the support shaft and the second rotor.
  • FIG. 1 is a perspective view of a magnetic geared motor according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the magnetic geared motor same as above.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the magnetic geared motor same as above.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a magnetic geared motor according to a second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a magnetic geared motor according to a third embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a magnetic geared motor according to a fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a magnetic geared motor according to a fifth embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view of a magnetic geared motor according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the magnetic geared motor same as above.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the magnetic geared motor same as above.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a magnetic geared motor according to a sixth embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a magnetic geared motor according to a seventh embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a magnetic geared motor according to an eighth embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a magnetic geared motor according to a ninth embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the magnetic gear according to the tenth embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view of a magnetic geared motor 1 according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the magnetic geared motor 1 same as above.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the magnetic geared motor 1 same as above.
  • the magnetic geared motor 1 is a permanent magnet type synchronous motor, and is driven by, for example, an inverter.
  • the magnetic geared motor 1 includes a stator 10, a first rotating body 20, and a second rotating body 30.
  • the magnetic geared motor 1 further includes a housing 40, a first bearing 51, a second bearing 52, and a third bearing 53.
  • the housing 40 is a case for accommodating the stator 10, the first rotating body 20, and the second rotating body 30, and constitutes the outer shell of the magnetic geared motor 1.
  • the first bearing 51, the second bearing 52, and the third bearing 53 are ball bearings.
  • the magnetic geared motor 1 is an inner rotor type motor in which a first rotating body 20 and a second rotating body 30 are arranged inside the stator 10 in the radial direction. That is, the stator 10 is arranged so as to surround the first rotating body 20 and the second rotating body 30.
  • the "radial direction” refers to a point corresponding to the axial center of the first rotating shaft 22 of the first rotating body 20 on a plane whose normal is a straight line that coincides with the axial center of the first rotating shaft 22 (described later). , is defined as the direction in which a straight line extends through this point and connects a point perpendicular to the axis of the first rotating shaft 22 and a point away from the first rotating shaft 22.
  • radially inner is defined as a direction from a certain point away from the first rotating shaft 22 toward the axial center of the first rotating shaft 22.
  • “Radially outward” is defined as a direction from a certain point away from the first rotating shaft 22 in a direction opposite to the axis of the first rotating shaft 22 .
  • the stator 10, the first rotating body 20, and the second rotating body 30 are arranged coaxially.
  • the center of the stator 10, the axis of the first rotating shaft 22 of the first rotating body 20, and the axis of the second rotating shaft 32 of the second rotating body 30 are aligned, and FIGS. 3, it is shown as the axis A1. Therefore, the rotation centers of the first rotating body 20 and the second rotating body 30 coincide with each other.
  • the stator 10 generates magnetic force that acts on the first rotating body 20 and the second rotating body 30.
  • the stator 10 is configured such that north poles and south poles appear alternately in the circumferential direction on the air gap surface facing the second rotating body 30.
  • the "circumferential direction” refers to a point corresponding to the axis A1 of the first rotating shaft 22 on a plane whose normal is a straight line that coincides with the axis A1 of the first rotating shaft 22 of the first rotating body 20. It is defined as the direction along the circumference of the center circle.
  • the stator 10 in this embodiment includes a stator core 11 having a plurality of teeth 15 and a yoke 16, a plurality of coils 12 wound around the plurality of teeth 15, and a plurality of permanent magnets 13.
  • Stator core 11 is a stator iron core that becomes the core of stator 10 .
  • the stator core 11 is, for example, a laminate in which a plurality of electromagnetic steel plates are laminated in the axial direction in which the axis A1 of the first rotating shaft 22 of the first rotating body 20 extends.
  • the stator core 11 is not limited to a laminate of a plurality of steel plates, but may be a bulk body made of a magnetic material. Note that hereinafter, the direction from the bottom to the top of the paper in FIG. 2 and the direction from the left to the right in the paper in FIG. The direction from right to left in the paper is defined as the second side in the axial direction.
  • the coil 12 is a winding coil that is an armature winding of the stator 10, and a conducting wire is wound so that a magnetic flux that acts on the second rotating body 30 is generated when a current flows.
  • the plurality of coils 12 correspond one-to-one to the plurality of teeth 15, and each coil 12 is, for example, a concentrated winding coil wound around the corresponding tooth 15. Further, the coil 12 has a three-phase winding so that the first rotating body 20 can be rotated as a three-phase synchronous motor.
  • Each permanent magnet 13 is arranged radially inside each coil 12 on the inner circumferential surface of the stator 10.
  • the permanent magnet 13 is arranged astride two adjacent teeth 15.
  • the permanent magnet 13 is magnetized so that the magnetic pole direction is in the radial direction of the stator 10.
  • the permanent magnet 13 is, for example, a sintered magnet.
  • the first rotating body 20 has a cylindrical first rotor 21 and a first rotating shaft 22.
  • the first rotor 21 is a pole piece portion that functions as a low-speed rotor, and includes a frame 25 and a plurality of pole pieces 26.
  • the frame 25 has a disk-shaped bottom portion 251 having an opening formed in the center, and a cylindrical portion 252 extending from the outer peripheral edge of the bottom portion 251 toward the first side in the axial direction.
  • Each of the plurality of pole pieces 26 is a magnetic pole piece made of a magnetic material. The plurality of pole pieces 26 are inserted into the notches of the cylindrical portion 252 of the frame 25, and are molded and fixed with mold resin 27.
  • the plurality of pole pieces 26 are arranged in a ring shape along the circumferential direction of the second rotating body 30.
  • Each of the plurality of pole pieces 26 is an elongated magnetic member made of a magnetic material.
  • Each of the plurality of pole pieces 26 is a laminate in which a plurality of steel plates are laminated. Note that the pole piece 26 is not limited to a laminate of a plurality of steel plates, but may be a bulk body made of a magnetic material.
  • the plurality of pole pieces 26 are radially opposed to permanent magnets 34 (described later) of the second rotating body 30, and also radially opposed to the plurality of teeth 15 and the plurality of permanent magnets 13 of the stator 10. .
  • the first rotating shaft 22 functions as an output shaft and includes a main body portion 221 and a support shaft 222.
  • the support shaft 222 extends from the main body portion 221 toward the first side in the axial direction, and enters inside the second rotor 31 (described later) in the radial direction.
  • the first rotor 21 is fixed to the first rotating shaft 22. Specifically, the inner circumferential end of the bottom 251 of the frame 25 is fixed to the main body 221 of the first rotating shaft 22 with a screw 23 . In the configuration described above, the first rotor 21 is supported by a cantilever on the first rotating shaft 22. Therefore, for example, it becomes easy to assemble the first rotating body 20 and the second rotating body 30.
  • the second rotating body 30 includes a cylindrical second rotor 31 arranged radially inside the first rotor 21 and a second rotating shaft coaxial with the first rotating shaft 22. 32.
  • the second rotor 31 functions as a high-speed rotor and includes a rotor core 33 and a plurality of permanent magnets 34.
  • the rotor core 33 is a rotor iron core that becomes the core of the second rotor 31, and is, for example, a laminate in which a plurality of electromagnetic steel sheets are laminated in the axial direction of the second rotating shaft 32. Note that the rotor core 33 is not limited to a laminate of electromagnetic steel sheets, but may be a bulk body made of a magnetic material.
  • the rotor core 33 is cylindrical and has an internal space 61.
  • a plurality of permanent magnets 34 are provided in the rotor core 33. Since the second rotor 31 is a surface permanent magnet (SPM) rotor, the plurality of permanent magnets 34 are provided on the outer peripheral side surface of the rotor core 33. Specifically, the plurality of permanent magnets 34 are arranged continuously in the circumferential direction so as to cover the entire outer peripheral side surface of the rotor core 33. The plurality of permanent magnets 34 are magnetized so that the magnetic pole direction is in the radial direction of the second rotor 31, and N poles and S poles are alternately and evenly distributed along the circumferential direction of the rotor core 33. It is arranged so that
  • the second rotating shaft 32 is a rod-shaped shaft and is fixed to the second rotor 31. Specifically, as shown in FIG. 2, the second rotating shaft 32 is fixed to one axial end surface of the second rotor 31 with a screw 35. The second rotating shaft 32 is disposed on the first side in the axial direction with respect to the first rotating shaft 22, for example in FIGS. 2 and 3.
  • the stator 10, the first rotor 21 of the first rotating body 20, and the second rotor 31 of the second rotating body 30 are arranged in this order from the radially outer side to the radially inner side. Therefore, an air gap exists between the stator 10 and the first rotor 21 of the first rotating body 20, and the first rotor 21 of the first rotating body 20 and the second rotor of the second rotating body 30 There is also an air gap between 31 and 31.
  • the rotation speed of the second rotating shaft 32 may be detected by a sensor.
  • the housing 40 is composed of multiple parts. Specifically, the housing 40 includes a cylindrical tube portion 41, a first bracket 42, and a second bracket 43.
  • the first bracket 42 is arranged to close the opening on one side of the cylindrical portion 41.
  • the first bracket 42 is provided with a third bearing holding portion 421 for holding the third bearing 53.
  • the second bracket 43 is arranged to close the opening on the other side of the cylindrical portion 41.
  • the second bracket 43 is provided with a first bearing holding portion 431 for holding the first bearing 51.
  • the cylindrical portion 41, the first bracket 42, and the second bracket 43 are made of, for example, a metal material, but may also be made of a resin material. Furthermore, the cylindrical portion 41, the first bracket 42, and the second bracket 43 may be made of the same material, or may be made of different materials.
  • the first rotating body 20 and the second rotating body 30 are coaxial and configured to rotate independently of each other.
  • the first bearing 51 is arranged between the first bearing holding part 431 of the second bracket 43 and the main body part 221 of the first rotating shaft 22.
  • the second bearing 52 is arranged between the support shaft 222 of the first rotating shaft 22 and the second rotor 31 in the internal space 61 of the rotor core 33.
  • the second bearing 52 is of a double bearing type and includes a first small bearing 54 and a second small bearing 55.
  • the first small bearing 54 and the second small bearing 55 are the same size, and each has a smaller diameter than the first bearing 51 and the third bearing 53.
  • the first small bearing 54 and the second small bearing 55 are arranged apart from each other along the axial direction of the support shaft 222 of the first rotating shaft 22. Note that the second small bearing 55 may be smaller than the first small bearing 54.
  • the third bearing 53 is arranged between the inner circumferential surface of the third bearing holding portion 421 of the first bracket 42 and the outer circumferential surface of the second rotating shaft 32.
  • the first bearing 51, the second bearing 52, and the third bearing 53 are ball bearings, but are not limited to this as long as they can rotatably support the first rotating shaft 22 and the second rotating shaft 32.
  • the second bearing 52 is arranged radially inside the second rotor 31. Therefore, a small diameter bearing can be used as the second bearing 52, and cost reduction can be achieved.
  • the second bearing 52 which is one of the bearings that supports the second rotor 31, which is the rotor disposed most radially inward, is disposed radially inward of the second rotor 31. Therefore, a small diameter bearing can be used as the second bearing 52, and cost reduction can be achieved.
  • the second bearing 52 as the first small bearing 54 and the second small bearing 55, high bending rigidity can be ensured between the first rotating shaft 22 and the rotor core 33. Therefore, the number of bearings between the first rotating shaft and the casing, which conventionally required two bearings, can be reduced to one (specifically, in this embodiment, the number of first bearings 51 is one). ), as a result, the length of the entire magnetic geared motor 1 in the axial direction can be shortened.
  • the magnetic geared motor 1 had the second rotating shaft 32, but the second rotating shaft may be omitted.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a magnetic geared motor 1A according to the second embodiment. Note that the basic configuration and basic functions of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, so the explanation will focus on the differences (hereinafter, the same applies to other embodiments).
  • the magnetic geared motor 1A includes a stator 10A, a first rotating body 20A, and a second rotating body 30A.
  • the magnetic geared motor 1A further includes a housing 40A, a first bearing 51A, a second bearing 52A, and a third bearing 53A.
  • the housing 40A is a case for accommodating the stator 10A, the first rotating body 20A, and the second rotating body 30A, and constitutes the outer shell of the magnetic geared motor 1A.
  • the first bearing 51A, the second bearing 52A, and the third bearing 53A are ball bearings.
  • stator 10A generates magnetic force that acts on the first rotating body 20A and the second rotating body 30A.
  • stator 10A is configured such that north poles and south poles appear alternately in the circumferential direction on the air gap surface facing the second rotating body 30A.
  • the stator 10A in this embodiment includes a stator core 11A having a plurality of teeth and a yoke, a plurality of coils 12A wound around the plurality of teeth, It has a plurality of permanent magnets.
  • the first rotating body 20A has a cylindrical first rotor 21A and a first rotating shaft 22A.
  • the first rotor 21A is a pole piece portion that functions as a low-speed rotor, and includes a frame 25A and a plurality of pole pieces 26A.
  • the frame 25A has a disk-shaped bottom 251A with an opening formed in the center, and a cylindrical portion 252A extending toward the first side in the axial direction from the outer peripheral edge of the bottom 251A.
  • Each of the plurality of pole pieces 26A is a magnetic pole piece made of a magnetic material. The plurality of pole pieces 26A are inserted into the notches of the cylindrical portion 252A of the frame 25A, and are molded and fixed with mold resin.
  • the plurality of pole pieces 26A are arranged in a ring shape along the circumferential direction of the second rotating body 30A.
  • the plurality of pole pieces 26A are radially opposed to permanent magnets 34A (described later) of the second rotating body 30A, and also radially opposed to the plurality of teeth and the plurality of permanent magnets of the stator 10A.
  • the first rotating shaft 22A functions as an output shaft and includes a main body 221A and a support shaft 222A.
  • the support shaft 222A extends from the main body portion 221A toward the first side in the axial direction, and enters inside the second rotor 31A (described later) in the radial direction.
  • the support shaft 222A of the first rotating shaft 22A extends further toward the first side in the axial direction than the support shaft 222 of the first embodiment (see FIG. 3).
  • the first rotor 21A is fixed to the first rotating shaft 22A. Specifically, the inner peripheral end of the bottom 251A of the frame 25A is fixed to the main body 221A of the first rotating shaft 22A with a screw. In the configuration described above, the first rotor 21A is cantilevered by the first rotating shaft 22A. Therefore, for example, it becomes easy to assemble the first rotating body 20A and the second rotating body 30A.
  • the second rotating body 30A has a cylindrical second rotor 31A arranged radially inside the first rotor 21A.
  • the second rotor 31 functions as a high-speed rotor and includes a rotor core 33A and a plurality of permanent magnets 34A.
  • the rotor core 33A is a rotor iron core that becomes the core of the second rotor 31A.
  • the rotor core 33A is cylindrical and has an internal space 61A.
  • the plurality of permanent magnets 34A are provided in the rotor core 33A. Since the second rotor 31A is a surface permanent magnet (SPM) rotor, the plurality of permanent magnets 34A are provided on the outer peripheral side of the rotor core 33A. Specifically, the plurality of permanent magnets 34A are arranged continuously in the circumferential direction so as to cover the entire outer peripheral side surface of the rotor core 33A. The plurality of permanent magnets 34A are magnetized so that the magnetic pole direction is in the radial direction of the second rotor 31A, and N poles and S poles are alternately and evenly distributed along the circumferential direction of the rotor core 33A. It is arranged so that
  • the stator 10A, the first rotor 21A of the first rotating body 20A, and the second rotor 31A of the second rotating body 30A are arranged in this order from the radially outer side to the radially inner side. Therefore, an air gap exists between the stator 10A and the first rotor 21A of the first rotating body 20A, and an air gap exists between the first rotor 21A of the first rotating body 20A and the second rotor 21A of the second rotating body 30A. An air gap also exists between the rotor 31A and the rotor 31A.
  • the housing 40A is composed of a plurality of parts. Specifically, the housing 40 includes a cylindrical tube portion 41A, a first bracket 42A, and a second bracket 43A.
  • the first bracket 42A is arranged to close the opening on one side of the cylindrical portion 41A.
  • the first bracket 42A is provided with a third bearing holding portion 421A for holding the third bearing 53A.
  • the second bracket 43A is arranged to close the opening on the other side of the cylindrical portion 41A.
  • the second bracket 43A is provided with a first bearing holding portion 431A for holding the first bearing 51A.
  • the first rotating body 20A and the second rotating body 30A are coaxial and configured to rotate independently of each other.
  • the first bearing 51A is arranged between the first bearing holding part 431A of the second bracket 43A and the main body part 221A of the first rotating shaft 22A.
  • the third bearing 53A is arranged between the third bearing holding portion 421A of the first bracket 42A and the tip of the support shaft 222A of the first rotating shaft 22A. That is, the tip of the support shaft 222A is rotatably supported by the housing 40A via the third bearing 53A.
  • the second bearing 52A is arranged between the support shaft 222A of the first rotating shaft 22A and the second rotor 31A in the internal space 61A of the rotor core 33A.
  • the second bearing 52A is a double bearing type and includes a first small bearing 54A and a second small bearing 55A.
  • the first small bearing 54A and the second small bearing 55A are the same size, and each has a smaller diameter than the first bearing 51A.
  • the first small bearing 54A and the second small bearing 55A are arranged apart from each other along the axial direction of the support shaft 222A of the first rotating shaft 22A. Note that the first small bearing 54A and the second small bearing 55A do not have to be of the same size.
  • the second rotating shaft 32 (see FIG. 3) of the first embodiment is omitted, and the second rotor 31A has a cylindrical rotor core 33A and a plurality of permanent It is composed of a magnet 34A.
  • the support shaft 222A of the first rotating shaft 22A extends further toward the first side in the axial direction than the support shaft 222 of the first embodiment, and fits inside the third bearing 53A in the radial direction. That is, the tip of the support shaft 222A is rotatably supported by the housing 40A via the third bearing 53A.
  • the second bearing 52A is arranged radially inside the second rotor 31A, and therefore the same effects as in the first embodiment can be obtained.
  • the second bearings (52, 52A) of the magnetic geared motors (1, 1A) are double bearings, but the number of the second bearings may be one.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a magnetic geared motor 1B according to the third embodiment.
  • the magnetic geared motor 1B includes a stator 10B, a first rotating body 20B, and a second rotating body 30B.
  • the magnetic geared motor 1B further includes a housing 40B, a first bearing 51B, a second bearing 52B, and a third bearing 53B.
  • the housing 40B is a case for housing the stator 10B, the first rotating body 20B, and the second rotating body 30B, and constitutes the outer shell of the magnetic geared motor 1B.
  • the first bearing 51B, the second bearing 52B, and the third bearing 53B are ball bearings.
  • stator 10B generates magnetic force that acts on the first rotating body 20B and the second rotating body 30B.
  • stator 10B is configured such that north poles and south poles appear alternately in the circumferential direction on the air gap surface facing the second rotating body 30B.
  • the stator 10B in this embodiment includes a stator core 11B having a plurality of teeth and a yoke, a plurality of coils 12B wound around the plurality of teeth, It has a plurality of permanent magnets.
  • the first rotating body 20B has a cylindrical first rotor 21B and a first rotating shaft 22B.
  • the first rotor 21B is a pole piece portion that functions as a low-speed rotor, and includes a frame 25B and a plurality of pole pieces 26B.
  • the frame 25B has a disk-shaped bottom 251B with an opening formed in the center, and a cylindrical portion 252B extending toward the first side in the axial direction from the outer peripheral edge of the bottom 251B.
  • Each of the plurality of pole pieces 26B is a magnetic pole piece made of a magnetic material. The plurality of pole pieces 26B are inserted into the notches of the cylindrical portion 252B of the frame 25B, and are molded and fixed with mold resin.
  • the plurality of pole pieces 26B are arranged in a ring shape along the circumferential direction of the second rotating body 30B.
  • the plurality of pole pieces 26B are radially opposed to permanent magnets 34B (described later) of the second rotating body 30B, and also radially opposed to the plurality of teeth and the plurality of permanent magnets of the stator 10B.
  • the first rotating shaft 22B functions as an output shaft and includes a main body portion 221B and a support shaft 222B.
  • the support shaft 222B extends from the main body portion 221B toward the first side in the axial direction, and enters inside the second rotor 31B (described later) in the radial direction.
  • the first rotor 21B is fixed to the first rotating shaft 22B. Specifically, the inner peripheral end of the bottom 251B of the frame 25B is fixed to the main body 221B of the first rotating shaft 22B with a screw. In the configuration described above, the first rotor 21B is cantilevered by the first rotating shaft 22B. Therefore, for example, it becomes easy to assemble the first rotating body 20B and the second rotating body 30B.
  • the second rotating body 30B has a cylindrical second rotor 31B arranged radially inside the first rotor 21B.
  • the second rotor 31 functions as a high-speed rotor and includes a rotor core 33B and a plurality of permanent magnets 34B.
  • the rotor core 33B is a rotor iron core that becomes the core of the second rotor 31B.
  • the rotor core 33B is cylindrical and has an internal space 61B.
  • the plurality of permanent magnets 34B are provided in the rotor core 33B. Since the second rotor 31B is a surface permanent magnet (SPM) rotor, the plurality of permanent magnets 34B are provided on the outer peripheral side surface of the rotor core 33B. Specifically, the plurality of permanent magnets 34B are arranged continuously in the circumferential direction so as to cover the entire outer peripheral side surface of the rotor core 33B. The plurality of permanent magnets 34B are magnetized so that the magnetic pole direction is in the radial direction of the second rotor 31B, and N poles and S poles are alternately and evenly distributed along the circumferential direction of the rotor core 33B. It is arranged so that
  • the stator 10B, the first rotor 21B of the first rotating body 20B, and the second rotor 31B of the second rotating body 30B are arranged in this order from the radially outer side to the radially inner side. Therefore, an air gap exists between the stator 10B and the first rotor 21B of the first rotating body 20B, and the first rotor 21B of the first rotating body 20B and the second rotor of the second rotating body 30B There is also an air gap between it and 31B.
  • the housing 40B is composed of multiple parts. Specifically, the housing 40B includes a cylindrical tube portion 41B, a first bracket 42B, and a second bracket 43B.
  • the first bracket 42B is arranged to close the opening on one side of the cylindrical portion 41B.
  • the first bracket 42B is provided with a third bearing holding portion 421B for holding the third bearing 53B.
  • the second bracket 43B is arranged to close the opening on the other side of the cylindrical portion 41B.
  • the second bracket 43B is provided with a first bearing holding portion 431B for holding the first bearing 51B.
  • the first rotating body 20B and the second rotating body 30B are coaxial and configured to rotate independently of each other.
  • the first bearing 51B is arranged between the first bearing holding part 431B of the second bracket 43B and the main body part 221B of the first rotating shaft 22B.
  • a fifth bearing 56B is arranged between the first bearing holding part 431B of the second bracket 43B and the main body part 221B of the first rotating shaft 22B.
  • the second bearing 52B is arranged between the support shaft 222B of the first rotating shaft 22B and the second rotor 31B in the internal space 61B of the rotor core 33B.
  • the rotor core 33B of the second rotor 31B includes a first portion 331B supported by the second rotating shaft 32B, and a second portion 332B extending from the first portion 331B to the second side in the axial direction. have.
  • the second portion 332B has a longer inner diameter than the first portion 331B and has an internal space 61B, so that a gap 62B is ensured between the inner circumferential surface of the second portion 332B and the outer circumferential surface of the support shaft 222B. has been done.
  • the second bearing 52B is arranged in the internal space 61B of the second portion 332B between the support shaft 222B of the first rotating shaft 22B and the second portion 332B of the rotor core 33B.
  • the third bearing 53B is arranged between the third bearing holding part 421B of the first bracket 42B and the second rotating shaft 32B.
  • the second bearing 52B is arranged radially inside the second rotor 31B, and therefore the same effect as in the first embodiment can be achieved with respect to the radial miniaturization of the magnetic geared motor 1B. can get.
  • the first rotor 21 is cantilever-supported by the first rotating shaft 22, but the first rotor may be supported at both ends by the first rotating shaft.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a magnetic geared motor 1C according to the fourth embodiment.
  • the magnetic geared motor 1C includes a stator 10C, a first rotating body 20C, and a second rotating body 30C.
  • the magnetic geared motor 1C further includes a housing 40C, a first bearing 51C, a second bearing 52C, a third bearing 531C, and a fourth bearing 532C.
  • the housing 40C is a case for housing the stator 10C, the first rotating body 20C, and the second rotating body 30C, and forms the outer shell of the magnetic geared motor 1C.
  • the first bearing 51C, the second bearing 52C, the third bearing 531C, and the fourth bearing 532C are ball bearings.
  • stator 10C generates magnetic force that acts on the first rotating body 20C and the second rotating body 30C.
  • stator 10C is configured such that north poles and south poles appear alternately in the circumferential direction on the air gap surface facing the second rotating body 30C.
  • the stator 10C in this embodiment includes a stator core 11C having a plurality of teeth and a yoke, a plurality of coils 12C wound around the plurality of teeth, It has a plurality of permanent magnets.
  • the first rotating body 20C has a cylindrical first rotor 21C and a first rotating shaft 22C.
  • the first rotor 21C is a pole piece portion that functions as a low-speed rotor, and includes a frame 25C and a plurality of pole pieces 26C.
  • the frame 25C of the first rotor 21C includes a disk-shaped first bottom 251C and a cylindrical cylinder extending from the outer peripheral edge of the first bottom 251C toward the first side in the axial direction. 252C, a second bottom 253C formed at the other end of the cylindrical portion 252C, and a cylindrical portion 254C extending from the inner peripheral edge of the second bottom 253C toward the first side in the axial direction.
  • Each of the plurality of pole pieces 26C is a magnetic pole piece made of a magnetic material.
  • the plurality of pole pieces 26C are inserted into the notches of the cylindrical portion 252C of the frame 25C, and are fixed by being molded with mold resin.
  • the plurality of pole pieces 26C are arranged in a ring shape along the circumferential direction of the second rotating body 30C.
  • the plurality of pole pieces 26C are radially opposed to permanent magnets 34C (described later) of the second rotating body 30C, and also radially opposed to the plurality of teeth and the plurality of permanent magnets of the stator 10C.
  • the first rotating shaft 22C functions as an output shaft and includes a main body 221C and a support shaft 222C.
  • the support shaft 222C extends from the main body portion 221C toward the first side in the axial direction, and enters inside the second rotor 31C (described later) in the radial direction.
  • the second rotating body 30C has a cylindrical second rotor 31C arranged radially inside the first rotor 21C.
  • the second rotor 31 functions as a high-speed rotor and includes a rotor core 33C and a plurality of permanent magnets 34C.
  • the rotor core 33C is a rotor iron core that becomes the core of the second rotor 31C.
  • the rotor core 33C is cylindrical and has an internal space 61C.
  • the plurality of permanent magnets 34C are provided in the rotor core 33C. Since the second rotor 31C is a surface permanent magnet (SPM) rotor, the plurality of permanent magnets 34C are provided on the outer circumferential side of the rotor core 33C. Specifically, the plurality of permanent magnets 34C are arranged continuously in the circumferential direction so as to cover the entire outer peripheral side surface of the rotor core 33C. The plurality of permanent magnets 34C are magnetized so that the magnetic pole direction is in the radial direction of the second rotor 31C, and N poles and S poles are alternately and evenly distributed along the circumferential direction of the rotor core 33C. It is arranged so that
  • the stator 10C, the first rotor 21C of the first rotating body 20C, and the second rotor 31C of the second rotating body 30C are arranged in this order from the radially outer side to the radially inner side. Therefore, an air gap exists between the stator 10C and the first rotor 21C of the first rotating body 20C, and the first rotor 21C of the first rotating body 20C and the second rotor 21C of the second rotating body 30C exist. There is also an air gap between 31C and 31C.
  • the housing 40C is composed of a plurality of parts. Specifically, the housing 40C includes a cylindrical tube portion 41C, a first bracket 42C, and a second bracket 43C.
  • the first bracket 42C is arranged to close the opening on one side of the cylindrical portion 41C.
  • a bearing holding portion 421C for holding the fourth bearing 532C is provided at the inner peripheral end of the first bracket 42C.
  • the second bracket 43C is arranged to close the opening on the other side of the cylindrical portion 41C.
  • a first bearing holding portion 431C for holding the first bearing 51C is provided at the inner peripheral end of the second bracket 43C.
  • the first rotating body 20C and the second rotating body 30C are coaxial and configured to rotate independently of each other.
  • the first bearing 51C is arranged between the first bearing holding part 431C of the second bracket 43C and the main body part 221C of the first rotating shaft 22C.
  • the third bearing 531C is arranged between the inner circumferential surface of the cylindrical portion 254C and the outer circumferential surface of the second rotating shaft 32C.
  • the fourth bearing 532C is arranged between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 254C and the bearing holding portion 421C of the first bracket 42C of the housing 40C.
  • the second bearing 52C is arranged between the support shaft 222C of the first rotating shaft 22C and the second rotor 31C in the internal space 61C of the rotor core 33C.
  • the rotor core 33C of the second rotor 31C includes a first portion 331C supported by the second rotating shaft 32C, and a second portion 332C extending from the first portion 331C to the second side in the axial direction. have.
  • the second portion 332C has a longer inner diameter than the first portion 331C and has an internal space 61C, so that a gap 62C is secured between the inner circumferential surface of the second portion 332C and the outer circumferential surface of the support shaft 222C. has been done.
  • the second bearing 52C is arranged between the support shaft 222C of the first rotating shaft 22C and the second portion 332C of the rotor core 33C in the internal space 61C of the second portion 332C.
  • one end of the second rotor 21C in the axial direction is supported by the first rotating shaft 22C.
  • one end of the first rotor 21C on the first side in the axial direction is supported by the second rotating shaft 32C via a third bearing 531C, and further supported by the casing 40C via a fourth bearing 532C. has been done. Since the first rotor 21C is supported at both ends in this way, the rotation of the first rotor 21C is stabilized.
  • the number of bearings between the first rotating shaft and the casing which conventionally required two bearings, can be reduced to one (specifically, in this embodiment, the number of bearings between the first rotating shaft and the As a result, the length of the entire magnetic geared motor 1C in the axial direction can be shortened.
  • the second bearing 52C is arranged radially inside the second rotor 31C, and therefore the same effect as the first embodiment can be obtained with respect to radial miniaturization of the magnetic geared motor 1C.
  • the magnetic geared motor 1C had the second rotating shaft 32C, but the second rotating shaft may be omitted.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a magnetic geared motor 1D according to the fifth embodiment.
  • the magnetic geared motor 1D includes a stator 10D, a first rotating body 20D, and a second rotating body 30D.
  • the magnetic geared motor 1D further includes a housing 40D, a first bearing 51D, a second bearing 52D, and a third bearing 53D.
  • the housing 40D is a case for housing the stator 10D, the first rotary body 20D, and the second rotary body 30D, and constitutes the outer shell of the magnetic geared motor 1D.
  • the first bearing 51D, the second bearing 52D, and the third bearing 53D are ball bearings.
  • stator 10D generates magnetic force that acts on the first rotating body 20D and the second rotating body 30D.
  • stator 10D is configured such that north poles and south poles appear alternately in the circumferential direction on the air gap surface facing the second rotating body 30D.
  • the stator 10D in this embodiment includes a stator core 11D having a plurality of teeth and a yoke, a plurality of coils 12D wound around the plurality of teeth, It has a plurality of permanent magnets.
  • the first rotating body 20D has a cylindrical first rotor 21D and a first rotating shaft 22D.
  • the first rotor 21D is a pole piece portion that functions as a low-speed rotor, and includes a frame 25D and a plurality of pole pieces 26D.
  • the frame 25D of the first rotor 21D includes a disk-shaped first bottom 251D and a cylindrical cylinder extending from the outer peripheral edge of the first bottom 251D toward the first side in the axial direction. 252D, a second bottom 253D formed at the other end of the cylindrical portion 252D, and a shaft 254D extending from the inner peripheral edge of the second bottom 253D to both sides in the axial direction.
  • Each of the plurality of pole pieces 26D is a magnetic pole piece made of a magnetic material.
  • the plurality of pole pieces 26D are inserted into the notches of the cylindrical portion 252D of the frame 25D, and are molded and fixed with mold resin.
  • the plurality of pole pieces 26D are arranged in a ring shape along the circumferential direction of the second rotating body 30D.
  • the plurality of pole pieces 26D are radially opposed to permanent magnets 34D (described later) of the second rotating body 30D, and also radially opposed to the plurality of teeth and the plurality of permanent magnets of the stator 10D.
  • the first rotating shaft 22D functions as an output shaft and includes a main body portion 221D and a support shaft 222D.
  • the support shaft 222D extends from the main body portion 221D toward the first side in the axial direction, and enters inside the second rotor 31D (described later) in the radial direction.
  • the second rotating body 30D has a cylindrical second rotor 31D arranged radially inside the first rotor 21D.
  • the second rotating shaft 32C (see FIG. 6) of the fourth embodiment is omitted, and the second rotor 31D includes a rotor core 33D and a plurality of permanent magnets. It is composed of 34D.
  • the stator 10D, the first rotor 21D of the first rotating body 20D, and the second rotor 31D of the second rotating body 30D are arranged in this order from the radially outer side to the radially inner side. Therefore, an air gap exists between the stator 10D and the first rotor 21D of the first rotating body 20D, and the first rotor 21D of the first rotating body 20D and the second rotor of the second rotating body 30D There is also an air gap between it and 31D.
  • the rotor core 33D is a rotor iron core that becomes the core of the second rotor 31D.
  • the rotor core 33D includes a disk portion 331D and a cylindrical portion 332D extending in the axial direction from the outer peripheral edge of the disk portion 331D.
  • the cylindrical portion 332D has a first portion 333D extending toward the second side in the axial direction and a second portion 334D extending toward the first side in the axial direction.
  • the first portion 333D has an internal space 61D, and the inner peripheral surface of the first portion 333D is separated from the outer peripheral surface of the support shaft 222D.
  • the second portion 334D has an internal space 61D, and the inner peripheral surface of the second portion 334D is separated from the outer peripheral surface of the shaft body 254D (described later).
  • a plurality of permanent magnets 34D are provided in the rotor core 33D. Since the second rotor 31D is a surface permanent magnet (SPM) rotor, the plurality of permanent magnets 34D are provided on the outer circumferential side of the rotor core 33D. Specifically, the plurality of permanent magnets 34D are arranged continuously in the circumferential direction so as to cover the entire outer peripheral side surface of the rotor core 33D. The plurality of permanent magnets 34D are magnetized so that the magnetic pole direction is in the radial direction of the second rotor 31D, and N poles and S poles are alternately and evenly distributed along the circumferential direction of the rotor core 33D. It is arranged so that
  • the support shaft 222D of the first rotating shaft 22D extends further toward the first side in the axial direction than the support shaft 222 of the first embodiment (see FIG. 3), and fits into the radially inner side of the third bearing 53D. I'm here. That is, the tip of the support shaft 222D is rotatably supported by the housing 40D via the third bearing 53D.
  • the frame 25D of the first rotor 21D includes a disk-shaped first bottom 251D, a cylindrical portion 252D extending from the outer peripheral edge of the first bottom 251D toward the first side in the axial direction, and a cylindrical portion 252D. It has a second bottom portion 253D formed at the other end, and a shaft body 254D extending from the inner peripheral edge of the second bottom portion 253D to both sides in the axial direction.
  • the shaft body 254D is coaxial with the support shaft 222D.
  • the housing 40D is composed of a plurality of parts. Specifically, the housing 40D includes a cylindrical tube portion 41D, a first bracket 42D, and a second bracket 43D.
  • the first bracket 42D is arranged to close the opening on one side of the cylindrical portion 41D.
  • the first bracket 42D is provided with a third bearing holding portion 421D for holding the third bearing 53D.
  • the second bracket 43D is arranged to close the opening on the other side of the cylindrical portion 41D.
  • a first bearing holding portion 431D for holding the first bearing 51 is provided on the second bracket 43D.
  • the first rotating body 20D and the second rotating body 30D are configured to be coaxial and rotatable independently of each other.
  • the first bearing 51D is arranged between the first bearing holding part 431D of the second bracket 43D and the main body part 221D of the first rotating shaft 22D.
  • the third bearing 53D is arranged between the first side portion in the axial direction of the shaft body 254D and the third bearing holding portion 421D of the first bracket 42D of the housing 40D.
  • the second bearing 52D is arranged radially inside the rotor core 33D.
  • the second bearing 52D is a double bearing type and includes a first small bearing 54D and a second small bearing 55D.
  • the first small bearing 54D is arranged between the support shaft 222D of the first rotating shaft 22D and the first portion 333D of the rotor core 33D.
  • the second small bearing 55D is arranged between the second axial side portion of the shaft body 254D and the second portion 334D of the rotor core 33D.
  • the second bearing 52D is arranged radially inside the second rotor 31D, and therefore the same effects as in the fourth embodiment can be obtained.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a magnetic geared motor 1E according to the sixth embodiment.
  • the magnetic geared motor 1E shown in FIG. 8 has the same basic structure as the magnetic geared motor 1C of the fourth embodiment in that the first rotating body is supported at both ends.
  • the magnetic geared motor 1E includes a stator 10E, a first rotating body 20E, and a second rotating body 30E.
  • the magnetic geared motor 1E further includes a housing 40E, a first bearing 51E, a second bearing 52E, a third bearing 531E, and a fourth bearing 532E.
  • the casing 40E is a case for housing the stator 10E, the first rotating body 20E, and the second rotating body 30E, and constitutes the outer shell of the magnetic geared motor 1.
  • the first bearing 51E, the second bearing 52E, the third bearing 531E, and the fourth bearing 532E are ball bearings.
  • stator 10E generates magnetic force that acts on the first rotating body 20E and the second rotating body 30E.
  • stator 10E is configured such that north poles and south poles appear alternately in the circumferential direction on the air gap surface facing the second rotating body 30E.
  • the stator 10E in this embodiment includes a stator core 11E having a plurality of teeth and a yoke, a plurality of coils 12E wound around the plurality of teeth, It has a plurality of permanent magnets.
  • the first rotating body 20E has a cylindrical first rotor 21E and a first rotating shaft 22E.
  • the first rotor 21E is a pole piece portion that functions as a low-speed rotor, and includes a frame 25E and a plurality of pole pieces 26E.
  • the frame 25E of the first rotor 21E includes a disk-shaped first bottom 251E and a cylindrical cylinder extending from the outer peripheral edge of the first bottom 251E toward the first side in the axial direction. 252E, a second bottom portion 253E formed at the other end of the cylindrical portion 252E, and a cylindrical portion 254E extending from the inner peripheral edge of the second bottom portion 253E toward the first side in the axial direction.
  • Each of the plurality of pole pieces 26E is a magnetic pole piece made of a magnetic material.
  • the plurality of pole pieces 26E are inserted into the notches of the cylindrical portion 252E of the frame 25E, and are molded and fixed with mold resin.
  • the plurality of pole pieces 26E are arranged in a ring shape along the circumferential direction of the second rotating body 30E.
  • the plurality of pole pieces 26E are radially opposed to permanent magnets 34E (described later) of the second rotating body 30E, and also radially opposed to the plurality of teeth and the plurality of permanent magnets of the stator 10E.
  • the first rotating shaft 22E functions as an output shaft and includes a main body portion 221E and a support shaft 222E.
  • the support shaft 222E extends from the main body 221E toward the first side in the axial direction, and enters inside the second rotor 31E (described later) in the radial direction.
  • Second rotating body The second rotating body 30E is It has a cylindrical second rotor 31E arranged radially inside of the child 21E.
  • the second rotor 31E functions as a high-speed rotor and includes a rotor core 33E and a plurality of permanent magnets 34E.
  • the rotor core 33E is a rotor iron core that becomes the core of the second rotor 31E.
  • the rotor core 33E is cylindrical and has an internal space 61E.
  • a plurality of permanent magnets 34E are provided in the rotor core 33E. Since the second rotor 31E is a surface permanent magnet (SPM) rotor, the plurality of permanent magnets 34E are provided on the outer peripheral side surface of the rotor core 33E. Specifically, the plurality of permanent magnets 34E are arranged continuously in the circumferential direction so as to cover the entire outer peripheral side surface of the rotor core 33E. The plurality of permanent magnets 34E are magnetized so that the magnetic pole direction is in the radial direction of the second rotor 31E, and N poles and S poles are alternately and evenly distributed along the circumferential direction of the rotor core 33E. It is arranged so that
  • the stator 10E, the first rotor 21E of the first rotating body 20E, and the second rotor 31E of the second rotating body 30E are arranged in this order from the radially outer side to the radially inner side. Therefore, an air gap exists between the stator 10E and the first rotor 21E of the first rotating body 20E, and the first rotor 21E of the first rotating body 20E and the second rotor 31E of the second rotating body 30E There is also an air gap between.
  • the housing 40E is composed of multiple parts. Specifically, the housing 40E includes a cylindrical tube portion 41E, a first bracket 42E, and a second bracket 43E.
  • the first bracket 42E is arranged to close the opening on one side of the cylindrical portion 41E.
  • the first bracket 42E is provided with a bearing holding portion 421E for holding the fourth bearing 532E.
  • the second bracket 43E is arranged to close the opening on the other side of the cylindrical portion 41E.
  • a first bearing holding portion 431E for holding the first bearing 51 is provided on the second bracket 43E.
  • the first rotating body 20E and the second rotating body 30E are coaxial and configured to rotate independently of each other.
  • the first bearing 51E is arranged between the first bearing holding part 431E of the second bracket 43E and the main body part 221E of the first rotating shaft 22E.
  • the third bearing 531E is arranged between the inner circumferential surface of the cylindrical portion 254E and the outer circumferential surface of the second rotating shaft 32E.
  • the second bearing 52E is arranged between the support shaft 222E of the first rotating shaft 22E and the second rotor 31E in the internal space 61E of the rotor core 33E.
  • the rotor core 33E of the second rotor 31E includes a first portion 331E supported by the second rotating shaft 32E, and a second portion 332E extending from the first portion 331E to the second side in the axial direction. have.
  • the second portion 332E has a longer inner diameter than the first portion 331E and has an internal space 61E, so a gap 62E is ensured between the inner circumferential surface of the second portion 332E and the outer circumferential surface of the support shaft 222B. has been done.
  • the second bearing 52B is disposed in the internal space 61E of the second portion 332B between the support shaft 222E of the first rotating shaft 22E and the second portion 332E of the rotor core 33E.
  • the fourth bearing 532E is arranged between the outer peripheral surface of the second rotating shaft 32E and the bearing holding portion 421E of the first bracket 42E of the housing 40E.
  • the support shaft was a part of the first rotor, but the support shaft may be a part of the casing.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the magnetic geared motor 1F according to the seventh embodiment.
  • the magnetic geared motor 1F includes a stator 10F, a first rotating body 20F, and a second rotating body 30F.
  • the magnetic geared motor 1F further includes a housing 40F, a first bearing 51F, a second bearing 52F, and a third bearing 53F.
  • the casing 40F is a case for housing the stator 10F, the first rotating body 20F, and the second rotating body 30F, and constitutes the outer shell of the magnetic geared motor 1F.
  • the first bearing 51F, the second bearing 52F, and the third bearing 53F are ball bearings.
  • stator 10F generates magnetic force that acts on the first rotating body 20F and the second rotating body 30F.
  • stator 10F is configured such that north poles and south poles appear alternately in the circumferential direction on the air gap surface facing the second rotating body 30F.
  • the stator 10F in this embodiment includes a stator core 11F having a plurality of teeth and a yoke, a plurality of coils 12F wound around the plurality of teeth, It has a plurality of permanent magnets.
  • the first rotating body 20F has a cylindrical first rotor 21F and a first rotating shaft 22F.
  • the first rotor 21F is a pole piece portion that functions as a low-speed rotor, and includes a frame 25F and a plurality of pole pieces 26F.
  • the frame 25F of the first rotor 21F includes a disk-shaped first bottom 251F, a cylindrical portion 252F extending from the outer peripheral edge of the first bottom 251F toward the first side in the axial direction, and the other end of the cylindrical portion 252F. and a second bottom portion 253F.
  • Each of the plurality of pole pieces 26F is a magnetic pole piece made of a magnetic material.
  • the plurality of pole pieces 26F are inserted into the notches of the cylindrical portion 252F of the frame 25F, and are molded and fixed with mold resin.
  • the plurality of pole pieces 26F are arranged in a ring shape along the circumferential direction of the second rotating body 30F.
  • the plurality of pole pieces 26F are radially opposed to permanent magnets 34F (described later) of the second rotating body 30F, and also radially opposed to the plurality of teeth and the plurality of permanent magnets of the stator 10F.
  • the first rotating shaft 22F functions as an output shaft and has a main body portion 221F.
  • the first rotor 21F is fixed to the first rotating shaft 22F. Specifically, the inner peripheral end of the first bottom portion 251F of the frame 25F is fixed to the main body portion 221F of the first rotating shaft 22F with a screw. In the configuration described above, the first rotor 21F is cantilevered by the first rotating shaft 22F. Therefore, for example, it becomes easy to assemble the first rotating body 20F and the second rotating body 30F.
  • the second rotating body 30F has a cylindrical second rotor 31F arranged radially inside the first rotor 21F.
  • the second rotor 31F functions as a high-speed rotor and includes a rotor core 33F and a plurality of permanent magnets 34F.
  • the rotor core 33F is a rotor iron core that becomes the core of the second rotor 31F.
  • the rotor core 33F is cylindrical and has an internal space 61F.
  • a plurality of permanent magnets 34F are provided in the rotor core 33F. Since the second rotor 31F is a surface permanent magnet (SPM) rotor, the plurality of permanent magnets 34F are provided on the outer circumferential side of the rotor core 33F. Specifically, the plurality of permanent magnets 34F are arranged continuously in the circumferential direction so as to cover the entire outer peripheral side surface of the rotor core 33F. The plurality of permanent magnets 34F are magnetized so that the magnetic pole direction is in the radial direction of the second rotor 31F, and N poles and S poles are alternately and evenly distributed along the circumferential direction of the rotor core 33F. It is arranged so that
  • the stator 10F, the first rotor 21F of the first rotating body 20F, and the second rotor 31F of the second rotating body 30F are arranged in this order from the radially outer side to the radially inner side. Therefore, an air gap exists between the stator 10F and the first rotor 21F of the first rotating body 20F, and the first rotor 21F of the first rotating body 20F and the second rotation of the second rotating body 30F An air gap also exists between the child 31F and the child 31F.
  • the housing 40F is composed of multiple parts. Specifically, the housing 40F includes a cylindrical tube portion 41F, a first bracket 42F, and a second bracket 43F.
  • the first bracket 42F is arranged to close the opening on one side of the cylindrical portion 41F.
  • the first bracket 42F is provided with a third bearing holding portion 421F for holding the third bearing 53F.
  • the second bracket 43F is arranged to close the opening on the other side of the cylindrical portion 41F.
  • the housing 40F further includes a support shaft 44F.
  • the support shaft 44F extends from the radial center of the first bracket 42F of the housing 40F to the second axial side, and enters the radial inside of the second rotor 31F.
  • the first rotating body 20F and the second rotating body 30F are coaxial and configured to rotate independently of each other.
  • the first bearing 51F is arranged between the first bearing holding part 431F of the second bracket 43F and the main body part 221F of the first rotating shaft 22F.
  • the second bearing 52F is arranged in the internal space 61F of the rotor core 33 between the support shaft 44F of the casing 40F and the second rotor 31F.
  • the second bearing 52F is a double bearing type and includes a first small bearing 54F and a second small bearing 55F.
  • the first small bearing 54F and the second small bearing 55F are the same size, and each has a smaller diameter than the first bearing 51F.
  • the first small bearing 54F and the second small bearing 55F are arranged apart from each other along the axial direction of the support shaft 44F of the housing 40F.
  • the third bearing 53F is arranged between the inner peripheral surface of the second bottom portion 253F and the outer peripheral surface of the support shaft 44F of the housing 40F.
  • the second bearing 52F is arranged radially inside the second rotor 31F, and therefore the same effects as in the first embodiment can be obtained.
  • the housing 40F has the support shaft 44F, the structure of the first rotating shaft 22F can be simplified.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a magnetic geared motor 1G according to the eighth embodiment.
  • the magnetic geared motor 1G shown in FIG. 10 has the same basic structure as the magnetic geared motor 1F of the seventh embodiment in that the second rotating body is supported by the support shaft of the casing.
  • the magnetic geared motor 1G includes a stator 10G, a first rotating body 20G, and a second rotating body 30G.
  • the magnetic geared motor 1G further includes a housing 40G, a first bearing 51G, a second bearing 52G, and a third bearing 53G.
  • the housing 40G is a case for accommodating the stator 10G, the first rotating body 20G, and the second rotating body 30G, and constitutes the outer shell of the magnetic geared motor 1G.
  • the first bearing 51G, the second bearing 52G, and the third bearing 53G are ball bearings.
  • stator 10G generates magnetic force that acts on the first rotating body 20G and the second rotating body 30G.
  • stator 10G is configured such that north poles and south poles appear alternately in the circumferential direction on the air gap surface facing the second rotating body 30G.
  • the stator 10G in this embodiment includes a stator core 11G having a plurality of teeth and a yoke, a plurality of coils 12G wound around the plurality of teeth, It has a plurality of permanent magnets.
  • the first rotating body 20G has a cylindrical first rotor 21G and a first rotating shaft 22G.
  • the first rotor 21G is a pole piece portion that functions as a low-speed rotor, and includes a frame 25G and a plurality of pole pieces 26G.
  • the frame 25G of the first rotating body 20G has a bottom portion 251G and a cylindrical portion 252G.
  • the pole piece 26G is attached to the cylindrical portion 252G. That is, in this embodiment, the first rotor 21G is cantilevered by the first rotating shaft 22G.
  • Each of the plurality of pole pieces 26G is a magnetic pole piece made of a magnetic material.
  • the plurality of pole pieces 26G are inserted into the notches of the cylindrical portion 252G of the frame 25G, and are molded and fixed with mold resin.
  • the plurality of pole pieces 26G are arranged in a ring shape along the circumferential direction of the second rotating body 30G.
  • the plurality of pole pieces 26G are radially opposed to permanent magnets 34G (described later) of the second rotating body 30G, and also radially opposed to the plurality of teeth and the plurality of permanent magnets of the stator 10G.
  • the first rotating shaft 22G functions as an output shaft and includes a main body portion 221G and a support shaft 222G.
  • the support shaft 222G extends from the main body portion 221G toward the first side in the axial direction, and enters inside the second rotor 31G (described later) in the radial direction.
  • the second rotating body 30G has a cylindrical second rotor 31G arranged radially inside the first rotor 21G.
  • the second rotor 31G functions as a high-speed rotor and includes a rotor core 33G and a plurality of permanent magnets 34G.
  • the rotor core 33G is a rotor iron core that becomes the core of the second rotor 31G.
  • the rotor core 33G is cylindrical and has an internal space 61G.
  • the plurality of permanent magnets 34G are provided in the rotor core 33G. Since the second rotor 31G is a surface permanent magnet (SPM) rotor, the plurality of permanent magnets 34G are provided on the outer circumferential side of the rotor core 33G. Specifically, the plurality of permanent magnets 34G are arranged continuously in the circumferential direction so as to cover the entire outer peripheral side surface of the rotor core 33G. The plurality of permanent magnets 34G are magnetized so that the magnetic pole direction is in the radial direction of the second rotor 31G, and N poles and S poles are alternately and evenly distributed along the circumferential direction of the rotor core 33G. It is arranged so that
  • the stator 10G, the first rotor 21G of the first rotating body 20G, and the second rotor 31G of the second rotating body 30G are arranged in this order from the outside in the radial direction to the inside in the radial direction. Therefore, an air gap exists between the stator 10G and the first rotor 21G of the first rotating body 20G, and the first rotor 21G of the first rotating body 20G and the second rotor of the second rotating body 30G There is also an air gap between 31G and 31G.
  • the housing 40G is composed of multiple parts. Specifically, the housing 40G includes a cylindrical tube portion 41G, a first bracket 42G, and a second bracket 43G.
  • the first bracket 42G is arranged to close the opening on one side of the cylindrical portion 41G.
  • the second bracket 43G is arranged to close the opening on the other side of the cylindrical portion 41G.
  • the second bracket 43G is provided with a first bearing holding portion 431G for holding the first bearing 51.
  • the housing 40G further includes a support shaft 44G.
  • the support shaft 44G extends from the radial center of the first bracket 42F of the housing 40G to the second axial side, and enters the radial inside of the second rotor 31G.
  • the first rotating body 20G and the second rotating body 30G are coaxial and configured to rotate independently of each other.
  • the first bearing 51G is arranged between the first bearing holding part 431G of the second bracket 43G and the main body part 221G of the first rotating shaft 22G.
  • the second bearing 52G is arranged between the support shaft 44G of the casing 40G and the second rotor 31G in the internal space 61G of the rotor core 33G.
  • the second bearing 52G is a double bearing type and includes a first small bearing 54G and a second small bearing 55G.
  • the first small bearing 54G and the second small bearing 55G are the same size, and each has a smaller diameter than the first bearing 51G.
  • the first small bearing 54G and the second small bearing 55G are arranged apart from each other along the axial direction of the support shaft 44G of the housing 40G.
  • the third bearing 53G is disposed between the inner circumferential surface of the second axial end of the rotor core 33G and the outer circumferential surface of the tip of the support shaft 222G of the first rotating shaft 22G.
  • the second bearing 52G is arranged radially inside the second rotor 31G, and therefore the same effects as in the seventh embodiment can be obtained. Further, the third bearing 53G is also arranged radially inside the second rotor 31G.
  • an inner rotor type motor is described as the magnetic geared motor, but the present disclosure can also be applied to an outer rotor type magnetic geared motor.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a magnetic geared motor 1H according to the ninth embodiment.
  • the magnetic geared motor 1H mainly includes a stator 10H, a first rotating body 20H, and a second rotating body 30H.
  • the magnetic geared motor 1H further includes a housing 40H, a first bearing 51H, a second bearing 52H, and a third bearing 53H.
  • the housing 40H is a case for holding the stator 10H.
  • the first bearing 51H, the second bearing 52H, and the third bearing 53H are ball bearings.
  • the magnetic geared motor 1H is an outer rotor type motor in which the first rotating body 20H is arranged radially outward of the stator 10H.
  • the stator 10H, the first rotating body 20H, and the second rotating body 30H are coaxially arranged.
  • the center of the stator 10H, the axial center of the first rotating shaft 22H of the first rotating body 20H, and the axial center of the second rotating shaft 32H of the second rotating body 30H are aligned, and in FIG. , is shown as axis A1. Therefore, the rotation centers of the first rotating body 20H and the second rotating body 30H coincide with each other.
  • stator 10H generates magnetic force that acts on the first rotating body 20H and the second rotating body 30H.
  • stator 10H is configured such that north poles and south poles appear alternately in the circumferential direction on the air gap surface facing the second rotating body 30H.
  • the stator 10H includes a stator core 11H having a plurality of teeth and a yoke, a plurality of coils 12H wound around the plurality of teeth, and a plurality of permanent magnets. has.
  • the stator core 11H is a stator iron core serving as the core of the stator 10H, and generates magnetic force for rotating the first rotating body 20H and the second rotating body 30H.
  • the stator core 11H is, for example, a laminate in which a plurality of electromagnetic steel sheets are laminated in the direction of the axis of the first rotating shaft 22H of the first rotating body 20H.
  • the coil 12H is a winding coil that is an armature winding of the stator 10H, and a conducting wire is wound so that a magnetic flux that acts on the first rotating body 20H is generated when a current flows.
  • the plurality of coils 12H correspond one-to-one to the plurality of teeth, and each coil 12H is, for example, a concentrated winding coil wound around the corresponding tooth. Further, the coil 12H has a three-phase winding so that the first rotating body 20H can be rotated as a three-phase synchronous motor.
  • Each permanent magnet is arranged radially inside each coil 12H on the inner peripheral surface of the stator 10H.
  • the permanent magnet is placed across two adjacent teeth.
  • the permanent magnet is magnetized so that the magnetic pole direction is in the radial direction of the stator 10H.
  • the permanent magnet is, for example, a sintered magnet.
  • the stator 10H is held by a housing 40H.
  • the casing 40H has a disc-shaped bottom 42H and a support shaft 44H extending from the center thereof toward the second side in the axial direction.
  • the stator 10H extends from the outer peripheral edge of the bottom portion 42H toward the second side in the axial direction.
  • the support shaft 44H enters inside the second rotor 31H (described later) in the radial direction.
  • the first rotating body 20H has a cylindrical first rotor 21H and a first rotating shaft 22H.
  • the first rotating body 20H rotates around the axis A1 of the first rotating shaft 22H when the magnetic flux generated from the stator 10H acts on the first rotor 21H.
  • the first rotor 21H is arranged radially outward of the stator 10H.
  • the first rotor 21H is a pole piece portion and includes a frame 25H and a plurality of pole pieces 26H.
  • the frame 25H has a disk-shaped bottom 251H and a cylindrical portion 252H extending from the outer peripheral edge of the bottom 251H toward the first side in the axial direction.
  • Each of the plurality of pole pieces 26H is a magnetic pole piece made of a magnetic material. The plurality of pole pieces 26H are inserted into the notches of the cylindrical portion 252H of the frame 25H, and are molded and fixed with mold resin.
  • the plurality of pole pieces 26H are arranged in a ring shape along the circumferential direction of the second rotating body 30H.
  • Each of the plurality of pole pieces 26H is an elongated magnetic member made of a magnetic material.
  • Each of the plurality of pole pieces 26H is a laminate in which a plurality of steel plates are laminated.
  • the plurality of pole pieces 26H are radially opposed to permanent magnets 34H (described later) of the second rotating body 30H, and also radially opposed to the plurality of teeth and the plurality of permanent magnets of the stator 10H.
  • the first rotating shaft 22H has a main body portion 221H and a support shaft 222H.
  • the support shaft 222H extends from the main body portion 221H toward the first side in the axial direction, and enters inside the second rotor 31H in the radial direction.
  • the first rotor 21H is fixed to the first rotating shaft 22H. Specifically, the inner peripheral end of the bottom 251H of the frame 25H is fixed to the main body 221H of the first rotating shaft 22H with a screw.
  • the second rotating body 30H has a cylindrical second rotor 31H.
  • the second rotor 31H is arranged radially inside the stator 10H.
  • the second rotor 31H has a rotor core 33H and a plurality of permanent magnets 34H.
  • the rotor core 33H is a rotor iron core serving as the core of the second rotating body 30, and is, for example, a laminate in which a plurality of electromagnetic steel plates are laminated in the axial direction of the second rotating shaft 32H. Note that the rotor core 33H is not limited to a laminate of electromagnetic steel sheets, but may be a bulk body made of a magnetic material.
  • the rotor core 33H is cylindrical and has an internal space 61H.
  • the plurality of permanent magnets 34H are provided in the rotor core 33H. Since the second rotating body 30H is a surface permanent magnet (SPM) rotor, the plurality of permanent magnets 34H are provided on the outer circumferential side of the rotor core 33H. Specifically, the plurality of permanent magnets 34H are arranged continuously in the circumferential direction so as to cover the entire outer peripheral side surface of the rotor core 33H. The plurality of permanent magnets 34H are magnetized so that the magnetic pole direction is in the radial direction of the second rotating body 30H, and N poles and S poles are alternately and evenly arranged along the circumferential direction of the second rotating shaft 32H. arranged to exist.
  • SPM surface permanent magnet
  • the first rotor 21H of the first rotating body 20H, the stator 10H, and the second rotor 31H of the second rotating body 30H are arranged in this order from the radially outer side to the radially inner side. Therefore, an air gap exists between the first rotor 21H of the first rotating body 20H and the stator 10H, and an air gap also exists between the stator 10H and the second rotor 31H of the second rotating body 30H. exists.
  • the first rotating body 20H and the second rotating body 30H are coaxial and configured to rotate independently of each other.
  • the first bearing 51H is arranged between the support shaft 222H and the rotor core 33H of the second rotor 31H.
  • the third bearing 53H is arranged between the inner peripheral surface of the axially distal end of the frame 25H and the outer peripheral surface of the bottom 42H of the housing 40H.
  • the second bearing 52H is arranged between the support shaft 44H and the second rotor 31H in the internal space 61H of the rotor core 33H.
  • the second bearing 52H is a double bearing type and includes a first small bearing 54H and a second small bearing 55H.
  • the first small bearing 54H and the second small bearing 55H are the same size, and each has a smaller diameter than the third bearing 53H.
  • the first small bearing 54H and the second small bearing 55H are arranged apart from each other along the axial direction of the support shaft 44H.
  • the second bearing 52H is arranged radially inside the second rotor 31H. Therefore, a small diameter bearing can be used as the second bearing 52H, and cost reduction can be achieved. Furthermore, by utilizing the internal space 61H of the second rotor 31H, it is possible to downsize the magnetic geared motor 1H.
  • the present disclosure was applied to a magnetic geared motor in which a magnetic gear and a motor were integrated, but the present disclosure can be applied to a magnetic gear alone independent of a motor.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the magnetic gear 3I according to the tenth embodiment.
  • the magnetic gear 3I includes a stator 10I, a first rotating body 20I, and a second rotating body 30I.
  • the magnetic gear 3I further includes a housing 40I, a first bearing 51I, a second bearing 52I, and a third bearing 53I.
  • the housing 40I is a case for housing the stator 10I, the first rotating body 20I, and the second rotating body 30I, and forms the outer shell of the magnetic gear 3I.
  • the first bearing 51I, the second bearing 52I, and the third bearing 53I are ball bearings.
  • the stator 10I is arranged to surround the first rotating body 20I and the second rotating body 30I.
  • the stator 10I, the first rotating body 20I, and the second rotating body 30I are coaxially arranged. That is, the center of the stator 10I, the axial center of the first rotating shaft 22I of the first rotating body 20I, and the axial center of the second rotating shaft 32I of the second rotating body 30I are aligned. Therefore, the rotational centers of the first rotating body 20I and the second rotating body 30I coincide with each other.
  • stator 10I is configured so that north poles and south poles appear alternately in the circumferential direction on the air gap surface facing the second rotating body 30I.
  • the stator 10I has a stator core 11I and a plurality of permanent magnets like the stator 10 shown in the first embodiment.
  • Stator core 11I is a stator iron core that becomes the core of stator 10I.
  • the stator core 11I is, for example, a laminate in which a plurality of electromagnetic steel sheets are laminated in the axial direction in which the axis A1 of the first rotating shaft 22I of the first rotating body 20I extends.
  • the stator core 11 is not limited to a laminate of a plurality of steel plates, but may be a bulk body made of a magnetic material.
  • Each permanent magnet is arranged on the inner peripheral surface of the stator 10I.
  • the permanent magnet is magnetized so that the magnetic pole direction is in the radial direction of the stator 10I.
  • the permanent magnet is, for example, a sintered magnet.
  • the first rotating body 20I has a cylindrical first rotor 21I and a first rotating shaft 22I.
  • the first rotor 21I is a pole piece portion that functions as a low-speed rotor, and includes a frame 25I and a plurality of pole pieces 26I.
  • the frame 25I has a disk-shaped bottom portion 251I and a cylindrical portion extending from the outer peripheral edge of the bottom portion 251I toward the first side in the axial direction.
  • Each of the plurality of pole pieces 26I is a magnetic pole piece made of a magnetic material. The plurality of pole pieces 26I are inserted into notches in the cylindrical portion of the frame 25I, and are molded and fixed with mold resin.
  • the plurality of pole pieces 26I are arranged in a ring shape along the circumferential direction of the second rotating body 30I.
  • the plurality of pole pieces 26I face a permanent magnet 34I (described later) of the second rotating body 30I in the radial direction.
  • the first rotating shaft 22I functions as an output shaft and includes a main body portion 221I and a support shaft 222I.
  • the support shaft 222I extends from the main body portion 221I toward the first side in the axial direction, and enters inside the second rotor 31I (described later) in the radial direction.
  • the first rotor 21I is fixed to the first rotating shaft 22I. Specifically, the inner peripheral end of the bottom 251I of the frame 25I is fixed to the main body 221I of the first rotating shaft 22I with a screw. In the configuration described above, the first rotor 21I is cantilevered by the first rotating shaft 22I. Therefore, for example, it becomes easy to assemble the first rotating body 20I and the second rotating body 30I.
  • the second rotating body 30I has a cylindrical second rotor 31I arranged radially inside the first rotor 21I.
  • the second rotor 31 functions as a high-speed rotor and includes a rotor core 33I and a plurality of permanent magnets 34I.
  • the rotor core 33I is a rotor iron core that becomes the core of the second rotor 31I.
  • the rotor core 33I is cylindrical and has an internal space 61I.
  • the plurality of permanent magnets 34I are provided in the rotor core 33I. Since the second rotor 31I is a surface permanent magnet (SPM) rotor, the plurality of permanent magnets 34I are provided on the outer peripheral side surface of the rotor core 33I. Specifically, the plurality of permanent magnets 34I are arranged continuously in the circumferential direction so as to cover the entire outer peripheral side surface of the rotor core 33I. The plurality of permanent magnets 34I are magnetized so that the magnetic pole direction is in the radial direction of the second rotor 31I, and N poles and S poles are alternately and evenly distributed along the circumferential direction of the rotor core 33I. It is arranged so that
  • the stator 10I, the first rotor 21I of the first rotating body 20I, and the second rotor 31I of the second rotating body 30I are arranged in this order from the radially outer side to the radially inner side. Therefore, an air gap exists between the stator 10I and the first rotor 21I of the first rotating body 20I, and the first rotor 21I of the first rotating body 20I and the second rotor of the second rotating body 30I 31I also exists.
  • the housing 40I is composed of multiple parts. Specifically, the housing 40I includes a cylindrical tube portion 41I, a first bracket 42I, and a second bracket 43I.
  • the first bracket 42I is arranged to close the opening on one side of the cylindrical portion 41I.
  • the first bracket 42I is provided with a third bearing holding portion 421I for holding the third bearing 53I.
  • the second bracket 43I is arranged to close the opening on the other side of the cylindrical portion 41I.
  • the second bracket 43I is provided with a first bearing holding portion 431I for holding the first bearing 51I.
  • the first rotating body 20I and the second rotating body 30I are configured to be coaxial and rotatable independently of each other.
  • the second bearing 52I is arranged between the support shaft 222I of the first rotating shaft 22I and the second rotor 31I in the internal space 61I of the rotor core 33I.
  • the second bearing 52I is of a double bearing type and includes a first small bearing 54I and a second small bearing 55I.
  • the first small bearing 54I and the second small bearing 55I are the same size, and each has a smaller diameter than the first bearing 51I and the third bearing 53I.
  • the first small bearing 54I and the second small bearing 55I are arranged apart from each other along the axial direction of the support shaft 222I of the first rotating shaft 22I.
  • the second bearing 52I is arranged radially inside the second rotor 31I. Therefore, a small diameter bearing can be used as the second bearing 52, and cost reduction can be achieved.
  • the first rotor is an SPM rotor, but it is not limited to this.
  • the first rotor may be a permanent magnet type rotor, such as an interior permanent magnet (IPM) in which a permanent magnet is embedded in a rotor core.
  • IPM interior permanent magnet
  • the rotor may have a configuration in which permanent magnets made of sintered magnets are inserted into insertion holes (embedded holes) provided in the rotor core, or
  • the rotor may have a structure in which bonded magnets are embedded in the rotor.
  • the magnetic geared motor (1, 1A to 1H) includes a stator (10, 10A to 10H), a first rotating body (20, 20A to 20H), and a second rotating body (30, 30A to 1H). ⁇ 30H), support shafts (222, 222A ⁇ 222E, 222G, 44F, 44H), and bearings (52, 52A ⁇ 52H).
  • the first rotating body (20, 20A to 20H) has a cylindrical first rotor (21, 21A to 21H) and a rotating shaft (22 to 22H) having the axis (A1) as the rotation center.
  • the second rotor (30, 30A to 30H) is a second rotor (31, 31A to 30H) disposed between the first rotor (21, 21A to 21H) and the axis of the rotation shaft (22 to 22H). ⁇ 31H).
  • the support shafts (222, 222A to 222E, 222G, 44F, 44H) are arranged toward the axis of the rotation shaft (22 to 22H) when viewed from the second rotor (31, 31A to 31H).
  • the bearings (52, 52A to 52H) are arranged between the support shafts (222, 222A to 222E, 222G, 44F, 44H) and the second rotor (31, 31A to 31H).
  • the bearings (52, 52A to 52H) are arranged radially inside the second rotor (31, 31A to 31H), small diameter bearings are used as the bearings (52, 52A to 52H). can be used, and cost reduction can be achieved. Furthermore, by utilizing the internal space (61, 61-61H) of the second rotor (31, 31A-31H), the magnetic geared motor (1, 1A-1H) can be made smaller in the radial direction.
  • the bearing in the magnetic geared motor (1, 1A, 1D, 1F, 1G, 1H) according to the second aspect, in the first aspect, the bearing (52, 52A, 52D, 52F, 52G, 52H) has a shaft center (A1 ) are provided in plurality in line in the extending direction.
  • the bearings (52, 52A, 52D, 52F, 52G, 52H) as a plurality of bearings, the rotating shaft (22, 22A, 22D, 22G, 22H) and the second rotor (31 , 31A, 31D, 31F, 31G, 31H). Therefore, the number of bearings between the first rotating shaft and the casing, which conventionally required two, can be reduced to one, and as a result, magnetic geared motors (1, 1A, 1D, 1F, 1G, 1H) The overall axial length can be shortened.
  • the support shaft (222, 222A to 222G) rotates integrally with the rotation shaft (22, 22A to 22G). are connected so that
  • the configuration is simplified and the first rotating body (20, 20A to 20G) and the second rotating body (30, 30A to 30G) can be easily assembled.
  • the first rotor (21, 21A, 21G) has a rotating shaft (22, 22A, 22G).
  • the configuration becomes simple and the first rotating body (20, 20A, 20G) and the second rotating body (30, 30A, 30G) can be easily assembled.
  • the second rotating body (30, 30B, 30C, 30E) is It further has a second rotation axis (32, 32B, 32C, 32E) coaxial with the rotation axis (22, 22B, 22C, 22E) as one rotation axis.
  • the number of parts can be reduced.
  • the first rotor (21C to 21F) has a rotating shaft ( 22C to 22F), and a second axial end rotatably supported by a member other than the rotating shaft.
  • the first rotors (21C to 21F) are supported at both ends, the rotation of the first rotors (21C to 21F) is stabilized. Therefore, the number of bearings between the first rotating shaft and the casing, which conventionally required two, can be reduced to one, and as a result, the length of the entire magnetic geared motor (1C to 1F) in the axial direction can be reduced. It can be made shorter.
  • the magnetic geared motor (1F to 1H) includes a stator (10F to 10H), a first rotating body (20F to 20H), and a second rotating body (30F to 10H) in the first or second aspect. It is further provided with a casing (40F to 40H) that covers the main body (40F to 40H).
  • the support shafts (44F to 44H) are connected to the housing (40F to 40H) so as to rotate together.
  • the structure of the rotating shaft (22F to 22H) can be simplified.
  • the stator (10, 10A to 10G), the first rotor (21, 21A ⁇ 21G) and the second rotor (31, 31A ⁇ 31G) are arranged to include a direction passing through the axis of the rotating shaft (22, 22A ⁇ 22G) and perpendicular to the axis, and are spaced apart from the axis.
  • the inner rotor type magnetic geared motors (1, 1A to 1G) can be downsized.
  • the first rotor (21H), the stator (10H), and the second rotor (31H) is arranged so as to pass through the axis (A1) of the rotating shaft (22H) and include a direction perpendicular to the axis (A1), and from a position away from the axis (A1) toward the axis (A1). , the first rotor (21H), the stator (10H), and the second rotor (31H).
  • the outer rotor type magnetic geared motor (1H) can be downsized.
  • the magnetic gear (3I) includes a stator (10I), a first rotating body (20I), a second rotating body (30I), a support shaft (222I), and a bearing (52I). Equipped with.
  • the first rotating body (20I) has a cylindrical first rotor (21I) and a rotating shaft (22I) having the axis (A1) as the center of rotation.
  • the second rotating body (30I) has a second rotor (31I) arranged between the first rotor (21I) and the axis of the rotating shaft (22I).
  • the support shaft (222I) is arranged toward the axis of the rotation shaft (22I) when viewed from the second rotor (31I).
  • the bearing (52I) is arranged between the support shaft (222I) and the second rotor (31I).
  • the bearing (52I) is arranged radially inside the second rotor (31I), a small diameter bearing can be used as the bearing (52I), and cost reduction can be achieved. Furthermore, by utilizing the internal space (61I) of the second rotor (31I), the magnetic gear (3I) can be made smaller in the radial direction.
  • a plurality of bearings (52I) are provided in line in the direction in which the shaft center (A1) extends.
  • the bearing (52I) as a plurality of bearings, high bending rigidity can be ensured between the first rotating shaft (22I) and the rotor core (33I). Therefore, the number of bearings between the first rotating shaft and the casing, which conventionally required two, can be reduced to one, and as a result, the length of the entire magnetic gear (3I) in the axial direction can be shortened.
  • the support shaft (222I) is connected to the rotation shaft (22I) so as to rotate together with the rotation shaft (22I).
  • the configuration becomes simple and the first rotating body (20) and the second rotating body (30) can be easily assembled.
  • the first rotor (21I) is supported in a cantilever manner by the rotating shaft (22I).
  • the configuration becomes simple and the first rotating body (20I) and the second rotating body (30I) can be easily assembled.
  • the magnetic geared motor and magnetic gear of the present disclosure can realize cost reduction. Therefore, the magnetic geared motor and magnetic gear of the present disclosure are industrially useful.
  • Magnetic geared motor 3I Magnetic gear 10, 10A to 10I: Stator 20, 20A to 20I: First rotating body 21, 21A to 21I: First rotor 22, 22A to 22I: First rotation Axis (rotating axis) 30, 30A to 30I: Second rotating body 31, 31A to 31I: Second rotor 32, 32B, 32C, 32E, 32H, 32I: Second rotating shaft 33, 33A to 33I: Rotor core 40, 40A to 40I : Housing 44F, 44H, 222, 222A to 222E, 222G, 222H, 222I: Support shaft 51, 51A to 51I: First bearing (bearing) 52, 52A to 52I: Second bearing (bearing) 53, 53A, 53B, 53D, 53F, 53G, 53H, 53I, 531C, 531E: Third bearing (bearing) 532C, 532E: Fourth bearing 54, 54A, 54D, 54F, 54G, 54H, 54I:

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Abstract

低コスト化を実現可能な磁気ギアードモータ及び磁気ギアを提供する。磁気ギアードモータ(1)は、固定子(10)と、第1回転体(20)と、第2回転体(30)と、支持軸(222)と、第2軸受(52)とを備える。第1回転体(20)は、筒状の第1回転子(21)と、軸心(A1)を回転中心とする第1回転軸(22)とを有する。第2回転体(30)は、第1回転子(21)と第1回転軸(22)との間に配置された第2回転子(31)を有する。支持軸(222)は、第2回転子(31)からみて第1回転軸(22)の軸心へ向けて配置されている。第2軸受(52)は、支持軸(222)と第2回転子(31)との間に配置されている。

Description

磁気ギアードモータ及び磁気ギア
 本開示は、磁気ギアードモータ及び磁気ギアに関する。
 磁気ギアードモータは、高調波磁束を用いた磁気ギアを利用したモータであり、固定子と高速回転子と低速回転子とを備える(例えば、特許文献1を参照。)。磁気ギアードモータは、固定子の起磁力によって高速回転子を回転させることで、高調波磁束を発生させる。これにより、出力軸を有する低速回転子が所定のギア比(減速比)で回転させられる。
日本国特許第5350438号公報
 従来の磁気ギアードモータでは、各回転子の外側にその回転子を支持する軸受を配置している。そのため、磁気ギア―ドモータの全体構造が大型化したり、軸受が大径化したりすることにより、コストが増加してしまう。
 本開示は上記の点に鑑みてなされたものであり、低コスト化を実現可能な磁気ギアードモータ及び磁気ギアを提供することを目的とする。
 本開示の一態様に係る磁気ギアードモータは、固定子と、第1回転体と、第2回転体と、支持軸と、軸受とを備える。第1回転体は、筒状の第1回転子と、軸心を回転中心とする回転軸とを有する。第2回転体は、第1回転子と回転軸の軸心との間に配置された第2回転子を有する。支持軸は、第2回転子からみて回転軸の軸心へ向けてに配置されている。軸受は、支持軸と第2回転子との間に配置されている。
 本開示の一態様に係る磁気ギアは、固定子と、第1回転体と、第2回転体と、支持軸と、軸受とを備える。第1回転体は、筒状の第1回転子と、軸心を回転中心とする回転軸とを有する。第2回転体は、第1回転子と回転軸の軸心との間に配置された第2回転子を有する。支持軸は、第2回転子からみて回転軸の軸心へ向けて配置されている。軸受は、支持軸と第2回転子との間に配置されている。
 本開示の一態様に係る磁気ギアードモータ及び磁気ギアによれば、低コスト化を実現できる。
図1は、第1実施形態に係る磁気ギアードモータの斜視図である。 図2は、同上の磁気ギアードモータの縦断面図である。 図3は、同上の磁気ギアードモータの模式的断面図である。 図4は、第2実施形態に係る磁気ギアードモータの模式的断面図である。 図5は、第3実施形態に係る磁気ギアードモータの模式的断面図である。 図6は、第4実施形態に係る磁気ギアードモータの模式的断面図である。 図7は、第5実施形態に係る磁気ギアードモータの模式的断面図である。 図8は、第6実施形態に係る磁気ギアードモータの模式的断面図である。 図9は、第7実施形態に係る磁気ギアードモータの模式的断面図である。 図10は、第8実施形態に係る磁気ギアードモータの模式的断面図である。 図11は、第9実施形態に係る磁気ギアードモータの模式的断面図である。 図12は、第10実施形態に係る磁気ギアの模式的断面図である。
 (実施形態)
 以下、本開示の実施形態に係る磁気ギアードモータ及び磁気ギアについて図面を参照して詳細に説明する。ただし、下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさ及び厚さのそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本開示の一例に過ぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
 (第1実施形態)
 (1)磁気ギアードモータの全体構成
 図1~図3を用いて、第1実施形態に係る磁気ギアードモータ1を説明する。図1は、第1実施形態に係る磁気ギアードモータ1の斜視図である。図2は、同上の磁気ギアードモータ1の縦断面図である。図3は、同上の磁気ギアードモータ1の模式的断面図である。磁気ギアードモータ1は、永久磁石式同期モータであり、例えば、インバータによって駆動される。磁気ギアードモータ1は、固定子10と、第1回転体20と、第2回転体30とを有している。
 磁気ギアードモータ1は、さらに、筐体40と、第1軸受51、第2軸受52及び第3軸受53と、を有している。筐体40は、固定子10、第1回転体20及び第2回転体30を収納するためのケースであり、磁気ギアードモータ1の外郭を構成している。第1軸受51、第2軸受52及び第3軸受53は、ボールベアリングである。
 磁気ギアードモータ1は、第1回転体20及び第2回転体30が固定子10の径方向内側に配置されたインナーロータ型のモータである。つまり、固定子10は、第1回転体20及び第2回転体30を囲むように配置されている。なお、「径方向」は、第1回転体20の第1回転軸22(後述)の軸心と一致する直線を法線とする平面において、第1回転軸22の軸心に対応する点と、この点を通り第1回転軸22の軸心に垂直な方向かつ第1回転軸22より離れた点とを結ぶ直線が延びる方向として定義される。また、「径方向内側」とは、第1回転軸22より離れたある点から第1回転軸22の軸心へ向かう方向として定義される。「径方向外側」とは、第1回転軸22より離れたある点から第1回転軸22の軸心とは逆へ向かう方向として定義される。
 固定子10、第1回転体20及び第2回転体30は、同軸で配置されている。つまり、固定子10の中心と、第1回転体20の第1回転軸22の軸心と、第2回転体30の第2回転軸32の軸心とは一致しており、図2及び図3では、軸心A1として示されている。したがって、第1回転体20と第2回転体30とは回転中心が一致している。
 (2)固定子
 固定子10は、第1回転体20及び第2回転体30に作用する磁力を発生させる。具体的には、固定子10は、第2回転体30に対面するエアギャップ面にN極とS極とが周方向に交互に表れるように構成されている。なお、「周方向」とは、第1回転体20の第1回転軸22の軸心A1と一致する直線を法線とする平面において、第1回転軸22の軸心A1に対応する点を中心とする円の円周に沿う方向と定義される。
 本実施の形態における固定子10は、複数のティース15及びヨーク16を有する固定子コア11と、複数のティース15に巻回された複数のコイル12と、複数の永久磁石13とを有する。固定子コア11は、固定子10のコアとなる固定子鉄心である。固定子コア11は、例えば、第1回転体20の第1回転軸22の軸心A1の延びる軸心方向に複数の電磁鋼板が積層された積層体である。なお、固定子コア11は、複数の鋼板の積層体に限るものではなく、磁性材料によって構成されたバルク体であってもよい。なお、以後、図2の紙面下から上へ向かう方向、および図3の紙面左から右へ向かう方向を軸心方向第1側とし、図2の紙面上から下へ向かう方向、および図3の紙面右から左へ向かう方向を軸心方向第2側とする。
 コイル12は、固定子10の電機子巻線である巻線コイルであり、電流が流れることで第2回転体30に作用する磁束が発生するように導線が巻き回されている。複数のコイル12は、複数のティース15に一対一に対応しており、各コイル12は、例えば、対応するティース15に巻回された集中巻コイルである。また、コイル12は、3相同期モータとして第1回転体20を回転できるように3相巻線となっている。
 各永久磁石13は、固定子10の内周面において、各コイル12の径方向内側に配置されている。永久磁石13は、隣り合う2個のティース15に跨って配置されている。永久磁石13は、磁極方向が固定子10の径方向となるように着磁されている。永久磁石13は、例えば焼結マグネットである。
 (3)第1回転体
 第1回転体20は、筒状の第1回転子21と、第1回転軸22とを有している。
 第1回転子21は、低速回転子として機能するポールピース部であり、フレーム25と、複数のポールピース26とを有している。フレーム25は、中心に開口部が形成された円板状の底部251と、底部251の外周縁から軸心方向第1側に延びる円筒部252とを有している。複数のポールピース26の各々は、磁性材料によって構成された磁極片である。複数のポールピース26は、フレーム25の円筒部252の切欠きに挿入されてモールド樹脂27によってモールドされて固定されている。
 複数のポールピース26は、第2回転体30の周方向に沿って環状に配列されている。複数のポールピース26の各々は、磁性材料からなる長尺状の磁性部材である。複数のポールピース26の各々は、複数の鋼板が積層された積層体である。なお、ポールピース26は、複数の鋼板の積層体に限るものではなく、磁性材料によって構成されたバルク体であってもよい。
 複数のポールピース26は、第2回転体30の永久磁石34(後述)と径方向に対向しており、固定子10の複数のティース15及び複数の永久磁石13とも径方向に対向している。
 第1回転軸22は、出力軸として機能し、本体部221と、支持軸222とを有している。支持軸222は本体部221から軸心方向第1側に延び、第2回転子31(後述)の径方向内側に入り込んでいる。
 第1回転子21は、第1回転軸22に固定されている。具体的には、フレーム25の底部251の内周側端部が、ネジ23によって第1回転軸22の本体部221に固定されている。上記で述べた構成では、第1回転子21は、第1回転軸22に片持ち支持されている。したがって、例えば、第1回転体20と第2回転体30の組付けが容易になる。
 (4)第2回転体
 第2回転体30は、第1回転子21の径方向内側に配置された筒状の第2回転子31と、第1回転軸22と同軸となる第2回転軸32とを有している。
 第2回転子31は、高速回転子として機能し、回転子コア33と、複数の永久磁石34とを有する。
 回転子コア33は、第2回転子31のコアとなる回転子鉄心であり、例えば、複数の電磁鋼板が第2回転軸32の軸心方向に積層された積層体である。なお、回転子コア33は、電磁鋼板の積層体に限るものではなく、磁性材料によって構成されたバルク体であってもよい。回転子コア33は、円筒状であり、内部空間61を有している。
 複数の永久磁石34は、回転子コア33に設けられている。第2回転子31は、表面磁石型(Surface Permanent Magnet:SPM)回転子であるので、複数の永久磁石34は、回転子コア33の外周側面に設けられている。具体的には、複数の永久磁石34は、回転子コア33の外周側面全体を覆うように周方向に連続して配置されている。複数の永久磁石34は、磁極方向が第2回転子31の径方向となるように着磁されており、回転子コア33の周方向に沿ってN極とS極とが交互に均等に存在するように配置されている。
 第2回転軸32は、棒状のシャフトであり、第2回転子31に固定されている。具体的には、図2に示すように、第2回転軸32は、第2回転子31の軸方向一端面にネジ35によって固定されている。第2回転軸32は、例えば、図2及び図3において、第1回転軸22に対して軸心方向第1側に配置されている。
 固定子10、第1回転体20の第1回転子21、及び第2回転体30の第2回転子31が、この順で径方向外側から径方向内側に向かって配置されている。したがって、固定子10と第1回転体20の第1回転子21との間にエアギャップが存在するとともに、第1回転体20の第1回転子21と第2回転体30の第2回転子31との間にもエアギャップが存在する。
 なお、第2回転軸32は、センサによって回転数を検出されてもよい。
 (5)筐体
 筐体40は、複数の部品によって構成されている。具体的には、筐体40は、筒状の筒部41と、第1ブラケット42と、第2ブラケット43とを有する。
 第1ブラケット42は、筒部41の一方側の開口を塞ぐように配置されている。第1ブラケット42には、第3軸受53を保持するための第3軸受保持部421が設けられている。
 第2ブラケット43は、筒部41の他方側の開口を塞ぐように配置されている。第2ブラケット43には、第1軸受51を保持するための第1軸受保持部431が設けられている。
 筒部41、第1ブラケット42及び第2ブラケット43は、例えば、金属材料によって構成されているが、樹脂材料によって構成されていてもよい。また、筒部41、第1ブラケット42及び第2ブラケット43は、同じ材料によって構成されていてもよいし、異なる材料によって構成されていてもよい。
 (6)軸受
 第1回転体20及び第2回転体30は、同軸で互いに独立して回転できるように構成されている。
 第1軸受51は、第2ブラケット43の第1軸受保持部431と、第1回転軸22の本体部221との間に配置されている。
 第2軸受52は、回転子コア33の内部空間61において、第1回転軸22の支持軸222と、第2回転子31との間に配置されている。第2軸受52は、ダブルベアリングタイプであって、第1小型軸受54及び第2小型軸受55を有している。第1小型軸受54及び第2小型軸受55は同サイズであり、各々は第1軸受51、第3軸受53よりも小径である。第1小型軸受54及び第2小型軸受55は、第1回転軸22の支持軸222の軸心方向に沿って互いに離れて配置されている。なお、第2小型軸受55は第1小型軸受54よりも小型でもよい。
 第3軸受53は、第1ブラケット42の第3軸受保持部421の内周面と、第2回転軸32の外周面との間に配置されている。
 第1軸受51、第2軸受52及び第3軸受53は、ボールベアリングであるが、第1回転軸22及び第2回転軸32を回転自在に支持できるものであれば、これに限らない。
 (7)磁気ギアードモータの動作
 インバータからの交流電流が固定子10のコイル12に通電されると、コイル12に界磁電流が流れて、電流制御相に応じて固定子10に磁束が発生する。そして、固定子10に生じる磁束と第2回転体30の永久磁石34から生じる磁束との相互作用によって生じた磁気力が第2回転体30を回転させるトルクとなり、第2回転体30が回転する。このとき、第2回転体30から発生する磁束が、第1回転体20のポールピース26によって変調され、そのため、第1回転体20と固定子10との間に高調波磁束が生成する。この結果、第1回転体20が所定のギア比(減速比)にしたがって減速されて高トルクで回転する。
 (8)効果
 上述のように、第2軸受52は、第2回転子31の径方向内側に配置されている。したがって、第2軸受52として小径の軸受を使用でき、低コスト化を実現できる。
 特に、最も径方向内側に配置された回転子である第2回転子31を支持する軸受のうちの1個である第2軸受52が、第2回転子31の径方向内側に配置されているので第2軸受52として小径の軸受を使用でき、低コスト化を実現できる。
 さらに、第2軸受52を第1小型軸受54及び第2小型軸受55として構成することで、第1回転軸22と回転子コア33との間で高い曲げ剛性を確保できる。したがって、従来では2個必要とされていた第1回転軸と筐体との間の軸受の数を1個にでき(具体的には、本実施形態では、第1軸受51は1個である)、その結果、磁気ギアードモータ1全体の軸心方向長さを短くできる。
 (第2実施形態)
 第1実施形態では磁気ギアードモータ1は第2回転軸32を有していたが、第2回転軸は省略されてもよい。
 図4を用いて、そのような実施例を第2実施形態として説明する。図4は、第2実施形態に係る磁気ギアードモータ1Aの模式的断面図である。なお、第2実施形態の基本構成及び基本機能は第1実施形態と同じであるので、異なる点を中心に説明する(以下、他の実施形態でも同様である)。
 (1)磁気ギアードモータの全体構成
 磁気ギアードモータ1Aは、固定子10Aと、第1回転体20Aと、第2回転体30Aとを有している。
 磁気ギアードモータ1Aは、さらに、筐体40Aと、第1軸受51A、第2軸受52A及び第3軸受53Aと、を有している。筐体40Aは、固定子10A、第1回転体20A及び第2回転体30Aを収納するためのケースであり、磁気ギアードモータ1Aの外郭を構成している。第1軸受51A、第2軸受52A及び第3軸受53Aは、ボールベアリングである。
 (2)固定子
 固定子10Aは、第1回転体20A及び第2回転体30Aに作用する磁力を発生させる。具体的には、固定子10Aは、第2回転体30Aに対面するエアギャップ面にN極とS極とが周方向に交互に表れるように構成されている。
 本実施の形態における固定子10Aは、第1実施形態に示す固定子10と同様に、複数のティース及びヨークを有する固定子コア11Aと、複数のティースに巻回された複数のコイル12Aと、複数の永久磁石とを有する。
 (3)第1回転体
 第1回転体20Aは、筒状の第1回転子21Aと、第1回転軸22Aとを有している。
 第1回転子21Aは、低速回転子として機能するポールピース部であり、フレーム25Aと、複数のポールピース26Aとを有している。フレーム25Aは、中心に開口部が形成された円板状の底部251Aと、底部251Aの外周縁から軸心方向第1側に延びる円筒部252Aとを有している。複数のポールピース26Aの各々は、磁性材料によって構成された磁極片である。複数のポールピース26Aは、フレーム25Aの円筒部252Aの切欠きに挿入されてモールド樹脂によってモールドされて固定されている。
 複数のポールピース26Aは、第2回転体30Aの周方向に沿って環状に配列されている。
 複数のポールピース26Aは、第2回転体30Aの永久磁石34A(後述)と径方向に対向しており、固定子10Aの複数のティース及び複数の永久磁石とも径方向に対向している。
 第1回転軸22Aは、出力軸として機能し、本体部221Aと、支持軸222Aとを有している。支持軸222Aは本体部221Aから軸心方向第1側に延び、第2回転子31A(後述)の径方向内側に入り込んでいる。第1回転軸22Aの支持軸222Aは、第1実施形態の支持軸222(図3参照)よりもさらに軸心方向第1側に長く延びている。
 第1回転子21Aは、第1回転軸22Aに固定されている。具体的には、フレーム25Aの底部251Aの内周側端部が、ネジによって第1回転軸22Aの本体部221Aに固定されている。上記で述べた構成では、第1回転子21Aは、第1回転軸22Aに片持ち支持されている。したがって、例えば、第1回転体20Aと第2回転体30Aの組付けが容易になる。
 (4)第2回転体
 第2回転体30Aは、第1回転子21Aの径方向内側に配置された筒状の第2回転子31Aを有している。
 第2回転子31は、高速回転子として機能し、回転子コア33Aと、複数の永久磁石34Aとを有する。
 回転子コア33Aは、第2回転子31Aのコアとなる回転子鉄心である。回転子コア33Aは、円筒状であり、内部空間61Aを有している。
 複数の永久磁石34Aは、回転子コア33Aに設けられている。第2回転子31Aは、表面磁石型(Surface Permanent Magnet:SPM)回転子であるので、複数の永久磁石34Aは、回転子コア33Aの外周側面に設けられている。具体的には、複数の永久磁石34Aは、回転子コア33Aの外周側面全体を覆うように周方向に連続して配置されている。複数の永久磁石34Aは、磁極方向が第2回転子31Aの径方向となるように着磁されており、回転子コア33Aの周方向に沿ってN極とS極とが交互に均等に存在するように配置されている。
 固定子10A、第1回転体20Aの第1回転子21A、及び第2回転体30Aの第2回転子31Aが、この順で径方向外側から径方向内側に向かって配置されている。したがって、固定子10Aと第1回転体20Aの第1回転子21Aとのとの間にエアギャップが存在するとともに、第1回転体20Aの第1回転子21Aと第2回転体30Aの第2回転子31Aとの間にもエアギャップが存在する。
 (5)筐体
 筐体40Aは、複数の部品によって構成されている。具体的には、筐体40は、筒状の筒部41Aと、第1ブラケット42Aと、第2ブラケット43Aとを有する。
 第1ブラケット42Aは、筒部41Aの一方側の開口を塞ぐように配置されている。第1ブラケット42Aには、第3軸受53Aを保持するための第3軸受保持部421Aが設けられている。
 第2ブラケット43Aは、筒部41Aの他方側の開口を塞ぐように配置されている。第2ブラケット43Aには、第1軸受51Aを保持するための第1軸受保持部431Aが設けられている。
 (6)軸受
 第1回転体20A及び第2回転体30Aは、同軸で互いに独立して回転できるように構成されている。
 第1軸受51Aは、第2ブラケット43Aの第1軸受保持部431Aと、第1回転軸22Aの本体部221Aとの間に配置されている。第3軸受53Aは、第1ブラケット42Aの第3軸受保持部421Aと、第1回転軸22Aの支持軸222A先端との間に配置されている。つまり、支持軸222Aの先端は、第3軸受53Aを介して筐体40Aに回転自在に支持されている。
 第2軸受52Aは、回転子コア33Aの内部空間61Aにおいて、第1回転軸22Aの支持軸222Aと、第2回転子31Aとの間に配置されている。第2軸受52Aは、ダブルベアリングタイプであって、第1小型軸受54A及び第2小型軸受55Aを有している。第1小型軸受54A及び第2小型軸受55Aは同サイズであり、各々は第1軸受51Aよりも小径である。第1小型軸受54A及び第2小型軸受55Aは、第1回転軸22Aの支持軸222Aの軸心方向に沿って互いに離れて配置されている。なお、第1小型軸受54A及び第2小型軸受55Aは同サイズでなくてもよい。
 上述したように、磁気ギアードモータ1Aでは、第1実施形態の第2回転軸32(図3参照)は省略されており、第2回転子31Aは、円筒状の回転子コア33Aと複数の永久磁石34Aとから構成されている。そして、第1回転軸22Aの支持軸222Aが、第1実施形態の支持軸222よりもさらに軸心方向第1側に長く延びて、第3軸受53Aの径方向内側に嵌まり込んでいる。つまり、支持軸222Aの先端は、第3軸受53Aを介して筐体40Aに回転自在に支持されている。
 (7)効果
 この実施形態でも、第2軸受52Aは第2回転子31Aの径方向内側に配置されており、そのため第1実施形態と同じ効果が得られる。
 (第3実施形態)
 第1実施形態及び第2実施形態では磁気ギアードモータ(1、1A)の第2軸受(52、52A)はダブルベアリングであったが、第2軸受の数は1個であってもよい。
 図5を用いて、そのような実施例を第3実施形態として説明する。図5は、第3実施形態に係る磁気ギアードモータ1Bの模式的断面図である。
 (1)磁気ギアードモータの全体構成
 磁気ギアードモータ1Bは、固定子10Bと、第1回転体20Bと、第2回転体30Bとを有している。
 磁気ギアードモータ1Bは、さらに、筐体40Bと、第1軸受51B、第2軸受52B及び第3軸受53Bと、を有している。筐体40Bは、固定子10B、第1回転体20B及び第2回転体30Bを収納するためのケースであり、磁気ギアードモータ1Bの外郭を構成している。第1軸受51B、第2軸受52B及び第3軸受53Bは、ボールベアリングである。
 (2)固定子
 固定子10Bは、第1回転体20B及び第2回転体30Bに作用する磁力を発生させる。具体的には、固定子10Bは、第2回転体30Bに対面するエアギャップ面にN極とS極とが周方向に交互に表れるように構成されている。
 本実施の形態における固定子10Bは、第1実施形態に示す固定子10と同様に、複数のティース及びヨークを有する固定子コア11Bと、複数のティースに巻回された複数のコイル12Bと、複数の永久磁石とを有する。
 (3)第1回転体
 第1回転体20Bは、筒状の第1回転子21Bと、第1回転軸22Bとを有している。
 第1回転子21Bは、低速回転子として機能するポールピース部であり、フレーム25Bと、複数のポールピース26Bとを有している。フレーム25Bは、中心に開口部が形成された円板状の底部251Bと、底部251Bの外周縁から軸心方向第1側に延びる円筒部252Bとを有している。複数のポールピース26Bの各々は、磁性材料によって構成された磁極片である。複数のポールピース26Bは、フレーム25Bの円筒部252Bの切欠きに挿入されてモールド樹脂によってモールドされて固定されている。
 複数のポールピース26Bは、第2回転体30Bの周方向に沿って環状に配列されている。
 複数のポールピース26Bは、第2回転体30Bの永久磁石34B(後述)と径方向に対向しており、固定子10Bの複数のティース及び複数の永久磁石とも径方向に対向している。
 第1回転軸22Bは、出力軸として機能し、本体部221Bと、支持軸222Bとを有している。支持軸222Bは本体部221Bから軸心方向第1側に延び、第2回転子31B(後述)の径方向内側に入り込んでいる。
 第1回転子21Bは、第1回転軸22Bに固定されている。具体的には、フレーム25Bの底部251Bの内周側端部が、ネジによって第1回転軸22Bの本体部221Bに固定されている。上記で述べた構成では、第1回転子21Bは、第1回転軸22Bに片持ち支持されている。したがって、例えば、第1回転体20Bと第2回転体30Bの組付けが容易になる。
 (4)第2回転体
 第2回転体30Bは、第1回転子21Bの径方向内側に配置された筒状の第2回転子31Bを有している。
 第2回転子31は、高速回転子として機能し、回転子コア33Bと、複数の永久磁石34Bとを有する。
 回転子コア33Bは、第2回転子31Bのコアとなる回転子鉄心である。回転子コア33Bは、円筒状であり、内部空間61Bを有している。
 複数の永久磁石34Bは、回転子コア33Bに設けられている。第2回転子31Bは、表面磁石型(Surface Permanent Magnet:SPM)回転子であるので、複数の永久磁石34Bは、回転子コア33Bの外周側面に設けられている。具体的には、複数の永久磁石34Bは、回転子コア33Bの外周側面全体を覆うように周方向に連続して配置されている。複数の永久磁石34Bは、磁極方向が第2回転子31Bの径方向となるように着磁されており、回転子コア33Bの周方向に沿ってN極とS極とが交互に均等に存在するように配置されている。
 固定子10B、第1回転体20Bの第1回転子21B、及び第2回転体30Bの第2回転子31Bが、この順で径方向外側から径方向内側に向かって配置されている。したがって、固定子10Bと第1回転体20Bの第1回転子21Bとの間にエアギャップが存在するとともに、第1回転体20Bの第1回転子21Bと第2回転体30Bの第2回転子31Bとの間にもエアギャップが存在する。
 (5)筐体
 筐体40Bは、複数の部品によって構成されている。具体的には、筐体40Bは、筒状の筒部41Bと、第1ブラケット42Bと、第2ブラケット43Bとを有する。
 第1ブラケット42Bは、筒部41Bの一方側の開口を塞ぐように配置されている。第1ブラケット42Bには、第3軸受53Bを保持するための第3軸受保持部421Bが設けられている。
 第2ブラケット43Bは、筒部41Bの他方側の開口を塞ぐように配置されている。第2ブラケット43Bには、第1軸受51Bを保持するための第1軸受保持部431Bが設けられている。
 (6)軸受
 第1回転体20B及び第2回転体30Bは、同軸で互いに独立して回転できるように構成されている。
 第1軸受51Bは、第2ブラケット43Bの第1軸受保持部431Bと、第1回転軸22Bの本体部221Bとの間に配置されている。なお、本実施形態では、第2ブラケット43Bの第1軸受保持部431Bと第1回転軸22Bの本体部221Bとの間には、第1軸受51Bに加えて、第5軸受56Bが配置されている。
 第2軸受52Bは、回転子コア33Bの内部空間61Bにおいて、第1回転軸22Bの支持軸222Bと、第2回転子31Bとの間に配置されている。
 図5に示すように、磁気ギアードモータ1Bでは、第2軸受52Bは1個であり、第2回転子31Bの径方向内側に配置されている。具体的には、第2回転子31Bの回転子コア33Bは、第2回転軸32Bに支持される第1部分331Bと、第1部分331Bから軸心方向第2側に延びる第2部分332Bとを有している。第2部分332Bは、第1部分331Bよりも内径が長く、内部空間61Bを有しており、そのため第2部分332Bの内周面と支持軸222Bの外周面との間には隙間62Bが確保されている。第2軸受52Bは、第2部分332Bの内部空間61Bにおいて、第1回転軸22Bの支持軸222Bと、回転子コア33Bの第2部分332Bとの間に配置されている。
 第3軸受53Bは、第1ブラケット42Bの第3軸受保持部421Bと、第2回転軸32Bとの間に配置されている。
 (7)効果
 この実施形態でも、第2軸受52Bは第2回転子31Bの径方向内側に配置されており、そのため磁気ギアードモータ1Bの径方向の小型化に関して、第1実施形態と同じ効果が得られる。
 (第4実施形態)
 第1実施形態では第1回転子21は第1回転軸22によって片持ち支持されていたが、第1回転子は第1回転軸によって両端支持されていてもよい。
 図6を用いて、そのような実施例を第4実施形態として説明する。図6は、第4実施形態に係る磁気ギアードモータ1Cの模式的断面図である。
 (1)磁気ギアードモータの全体構成
 磁気ギアードモータ1Cは、固定子10Cと、第1回転体20Cと、第2回転体30Cとを有している。
 磁気ギアードモータ1Cは、さらに、筐体40Cと、第1軸受51C、第2軸受52C、第3軸受531C、及び第4軸受532Cと、を有している。筐体40Cは、固定子10C、第1回転体20C及び第2回転体30Cを収納するためのケースであり、磁気ギアードモータ1Cの外郭を構成している。第1軸受51C、第2軸受52C、第3軸受531C、及び第4軸受532Cは、ボールベアリングである。
 (2)固定子
 固定子10Cは、第1回転体20C及び第2回転体30Cに作用する磁力を発生させる。具体的には、固定子10Cは、第2回転体30Cに対面するエアギャップ面にN極とS極とが周方向に交互に表れるように構成されている。
 本実施の形態における固定子10Cは、第1実施形態に示す固定子10と同様に、複数のティース及びヨークを有する固定子コア11Cと、複数のティースに巻回された複数のコイル12Cと、複数の永久磁石とを有する。
 (3)第1回転体
 第1回転体20Cは、筒状の第1回転子21Cと、第1回転軸22Cとを有している。
 第1回転子21Cは、低速回転子として機能するポールピース部であり、フレーム25Cと、複数のポールピース26Cとを有している。
 図6に示すように、磁気ギアードモータ1Cにおいて、第1回転子21Cのフレーム25Cは、円板状の第1底部251Cと、第1底部251Cの外周縁から軸心方向第1側に延びる円筒部252Cと、円筒部252Cの他端に形成された第2底部253Cと、第2底部253Cの内周縁から軸心方向第1側に延びる筒状部254Cと、を有している。
 複数のポールピース26Cの各々は、磁性材料によって構成された磁極片である。複数のポールピース26Cは、フレーム25Cの円筒部252Cの切欠きに挿入されてモールド樹脂によってモールドされて固定されている。
 複数のポールピース26Cは、第2回転体30Cの周方向に沿って環状に配列されている。
 複数のポールピース26Cは、第2回転体30Cの永久磁石34C(後述)と径方向に対向しており、固定子10Cの複数のティース及び複数の永久磁石とも径方向に対向している。
 第1回転軸22Cは、出力軸として機能し、本体部221Cと、支持軸222Cとを有している。支持軸222Cは本体部221Cから軸心方向第1側に延び、第2回転子31C(後述)の径方向内側に入り込んでいる。
 (4)第2回転体
 第2回転体30Cは、第1回転子21Cの径方向内側に配置された筒状の第2回転子31Cを有している。
 第2回転子31は、高速回転子として機能し、回転子コア33Cと、複数の永久磁石34Cとを有する。
 回転子コア33Cは、第2回転子31Cのコアとなる回転子鉄心である。回転子コア33Cは、円筒状であり、内部空間61Cを有している。
 複数の永久磁石34Cは、回転子コア33Cに設けられている。第2回転子31Cは、表面磁石型(Surface Permanent Magnet:SPM)回転子であるので、複数の永久磁石34Cは、回転子コア33Cの外周側面に設けられている。具体的には、複数の永久磁石34Cは、回転子コア33Cの外周側面全体を覆うように周方向に連続して配置されている。複数の永久磁石34Cは、磁極方向が第2回転子31Cの径方向となるように着磁されており、回転子コア33Cの周方向に沿ってN極とS極とが交互に均等に存在するように配置されている。
 固定子10C、第1回転体20Cの第1回転子21C、及び第2回転体30Cの第2回転子31Cが、この順で径方向外側から径方向内側に向かって配置されている。したがって、固定子10Cと第1回転体20Cの第1回転子21Cとの間にエアギャップが存在するとともに、第1回転体20Cの第1回転子21Cと第2回転体30Cの第2回転子31Cとの間にもエアギャップが存在する。
 (5)筐体
 筐体40Cは、複数の部品によって構成されている。具体的には、筐体40Cは、筒状の筒部41Cと、第1ブラケット42Cと、第2ブラケット43Cとを有する。
 第1ブラケット42Cは、筒部41Cの一方側の開口を塞ぐように配置されている。第1ブラケット42Cの内周端には、第4軸受532Cを保持するための軸受保持部421Cが設けられている。
 第2ブラケット43Cは、筒部41Cの他方側の開口を塞ぐように配置されている。第2ブラケット43Cの内周端には、第1軸受51Cを保持するための第1軸受保持部431Cが設けられている。
 (6)軸受
 第1回転体20C及び第2回転体30Cは、同軸で互いに独立して回転できるように構成されている。
 第1軸受51Cは、第2ブラケット43Cの第1軸受保持部431Cと、第1回転軸22Cの本体部221Cとの間に配置されている。
 第3軸受531Cは、筒状部254Cの内周面と、第2回転軸32Cの外周面との間に配置されている。
 第4軸受532Cは、筒状部254Cの外周面と、筐体40Cの第1ブラケット42Cの軸受保持部421Cとの間に配置されている。
 第2軸受52Cは、回転子コア33Cの内部空間61Cにおいて、第1回転軸22Cの支持軸222Cと、第2回転子31Cとの間に配置されている。
 図6に示すように、磁気ギアードモータ1Cでは、第2軸受52Cは1個であり、第2回転子31Cの径方向内側に配置されている。具体的には、第2回転子31Cの回転子コア33Cは、第2回転軸32Cに支持される第1部分331Cと、第1部分331Cから軸心方向第2側に延びる第2部分332Cとを有している。第2部分332Cは、第1部分331Cよりも内径が長く、内部空間61Cを有しており、そのため第2部分332Cの内周面と支持軸222Cの外周面との間には隙間62Cが確保されている。第2軸受52Cは、第2部分332Cの内部空間61Cにおいて、第1回転軸22Cの支持軸222Cと、回転子コア33Cの第2部分332Cとの間に配置されている。
 (7)効果
 以上に述べたように、第1回転子21Cの軸心方向第2側の一端は、第1回転軸22Cに支持されている。具体的には、第1回転子21Cの軸心方向第1側の一端は、第2回転軸32Cに第3軸受531Cを介して支持され、さらに筐体40Cに第4軸受532Cを介して支持されている。このように第1回転子21Cは両端支持されているので、第1回転子21Cの回転が安定する。したがって、第1実施形態と同様に、従来では2個必要とされていた第1回転軸と筐体との間の軸受の数を1個にでき(具体的には、本実施形態では第1軸受51Cは1個である)、その結果、磁気ギアードモータ1C全体の軸心方向長さを短くできる。
 この実施形態でも、第2軸受52Cは第2回転子31Cの径方向内側に配置されており、そのため磁気ギアードモータ1Cの径方向の小型化に関して、第1実施形態と同じ効果が得られる。
 (第5実施形態)
 第4実施形態では磁気ギアードモータ1Cは第2回転軸32Cを有していたが、第2回転軸は省略されてもよい。
 図7を用いて、そのような実施例を第5実施形態として説明する。図7は、第5実施形態に係る磁気ギアードモータ1Dの模式的断面図である。
 (1)磁気ギアードモータの全体構成
 磁気ギアードモータ1Dは、固定子10Dと、第1回転体20Dと、第2回転体30Dとを有している。
 磁気ギアードモータ1Dは、さらに、筐体40Dと、第1軸受51D、第2軸受52D及び第3軸受53Dと、を有している。筐体40Dは、固定子10D、第1回転体20D及び第2回転体30Dを収納するためのケースであり、磁気ギアードモータ1Dの外郭を構成している。第1軸受51D、第2軸受52D及び第3軸受53Dは、ボールベアリングである。
 (2)固定子
 固定子10Dは、第1回転体20D及び第2回転体30Dに作用する磁力を発生させる。具体的には、固定子10Dは、第2回転体30Dに対面するエアギャップ面にN極とS極とが周方向に交互に表れるように構成されている。
 本実施の形態における固定子10Dは、第1実施形態に示す固定子10と同様に、複数のティース及びヨークを有する固定子コア11Dと、複数のティースに巻回された複数のコイル12Dと、複数の永久磁石とを有する。
 (3)第1回転体
 第1回転体20Dは、筒状の第1回転子21Dと、第1回転軸22Dとを有している。
 第1回転子21Dは、低速回転子として機能するポールピース部であり、フレーム25Dと、複数のポールピース26Dとを有している。
 図7に示すように、磁気ギアードモータ1Dにおいて、第1回転子21Dのフレーム25Dは、円板状の第1底部251Dと、第1底部251Dの外周縁から軸心方向第1側に延びる円筒部252Dと、円筒部252Dの他端に形成された第2底部253Dと、第2底部253Dの内周縁から軸心方向両側に延びる軸体254Dと、を有している。
 複数のポールピース26Dの各々は、磁性材料によって構成された磁極片である。複数のポールピース26Dは、フレーム25Dの円筒部252Dの切欠きに挿入されてモールド樹脂によってモールドされて固定されている。
 複数のポールピース26Dは、第2回転体30Dの周方向に沿って環状に配列されている。
 複数のポールピース26Dは、第2回転体30Dの永久磁石34D(後述)と径方向に対向しており、固定子10Dの複数のティース及び複数の永久磁石とも径方向に対向している。
 第1回転軸22Dは、出力軸として機能し、本体部221Dと、支持軸222Dとを有している。支持軸222Dは本体部221Dから軸心方向第1側に延び、第2回転子31D(後述)の径方向内側に入り込んでいる。
 (4)第2回転体
 第2回転体30Dは、第1回転子21Dの径方向内側に配置された筒状の第2回転子31Dを有している。
 図7に示すように、磁気ギアードモータ1Dでは、第4実施形態の第2回転軸32C(図6参照)は省略されており、第2回転子31Dは、回転子コア33Dと複数の永久磁石34Dとから構成されている。
 固定子10D、第1回転体20Dの第1回転子21D、及び第2回転体30Dの第2回転子31Dが、この順で径方向外側から径方向内側に向かって配置されている。したがって、固定子10Dと第1回転体20Dの第1回転子21Dとの間にエアギャップが存在するとともに、第1回転体20Dの第1回転子21Dと第2回転体30Dの第2回転子31Dとの間にもエアギャップが存在する。
 回転子コア33Dは、第2回転子31Dのコアとなる回転子鉄心である。回転子コア33Dは、円板部331Dと、円板部331Dの外周縁から軸心方向に延びる円筒状部332Dと、を有している。円筒状部332Dは、軸心方向第2側に延びる第1部分333Dと、軸心方向第1側に延びる第2部分334Dと、を有している。第1部分333Dは内部空間61Dを有しており、第1部分333Dの内周面は支持軸222Dの外周面から離れている。第2部分334Dは内部空間61Dを有してり、第2部分334Dの内周面は軸体254D(後述)の外周面から離れている。
 複数の永久磁石34Dは、回転子コア33Dに設けられている。第2回転子31Dは、表面磁石型(Surface Permanent Magnet:SPM)回転子であるので、複数の永久磁石34Dは、回転子コア33Dの外周側面に設けられている。具体的には、複数の永久磁石34Dは、回転子コア33Dの外周側面全体を覆うように周方向に連続して配置されている。複数の永久磁石34Dは、磁極方向が第2回転子31Dの径方向となるように着磁されており、回転子コア33Dの周方向に沿ってN極とS極とが交互に均等に存在するように配置されている。
 第1回転軸22Dの支持軸222Dは、第1実施形態の支持軸222(図3参照)よりもさらに軸心方向第1側に長く延びて、第3軸受53Dの径方向内側に嵌まり込んでいる。つまり、支持軸222Dの先端は、第3軸受53Dを介して筐体40Dに回転自在に支持されている。
 磁気ギアードモータ1Dにおいて、第1回転子21Dのフレーム25Dは、円板状の第1底部251Dと、第1底部251Dの外周縁から軸心方向第1側に延びる円筒部252Dと、円筒部252Dの他端に形成された第2底部253Dと、第2底部253Dの内周縁から軸心方向両側に延びる軸体254Dとを有している。軸体254Dは、支持軸222Dと同軸である。
 (5)筐体
 筐体40Dは、複数の部品によって構成されている。具体的には、筐体40Dは、筒状の筒部41Dと、第1ブラケット42Dと、第2ブラケット43Dとを有する。
 第1ブラケット42Dは、筒部41Dの一方側の開口を塞ぐように配置されている。第1ブラケット42Dには、第3軸受53Dを保持するための第3軸受保持部421Dが設けられている。
 第2ブラケット43Dは、筒部41Dの他方側の開口を塞ぐように配置されている。第2ブラケット43Dには、第1軸受51を保持するための第1軸受保持部431Dが設けられている。
 (6)軸受
 第1回転体20D及び第2回転体30Dは、同軸で互いに独立して回転できるように構成されている。
 第1軸受51Dは、第2ブラケット43Dの第1軸受保持部431Dと、第1回転軸22Dの本体部221Dとの間に配置されている。
 第3軸受53Dは、軸体254Dの軸心方向第1側部分と、筐体40Dの第1ブラケット42Dの第3軸受保持部421Dと、の間に配置されている。
 第2軸受52Dは、回転子コア33Dの径方向内側に配置されている。具体的には、第2軸受52Dは、ダブルベアリングタイプであり、第1小型軸受54Dと、第2小型軸受55Dとを有している。第1小型軸受54Dは、第1回転軸22Dの支持軸222Dと、回転子コア33Dの第1部分333Dとの間に配置されている。第2小型軸受55Dは、軸体254Dの軸心方向第2側部分と回転子コア33Dの第2部分334Dとの間に配置されている。
 (7)効果
 この実施形態でも、第2軸受52Dは第2回転子31Dの径方向内側に配置されており、そのため第4実施形態と同じ効果が得られる。
 (第6実施形態)
 図8は、第6実施形態に係る磁気ギアードモータ1Eの模式的断面図である。図8に示す磁気ギアードモータ1Eは、第1回転体が両端支持されているという点で、第4実施形態の磁気ギアードモータ1Cと基本構造が同じである。
 (1)磁気ギアードモータの全体構成
 磁気ギアードモータ1Eは、固定子10Eと、第1回転体20Eと、第2回転体30Eとを有している。
 磁気ギアードモータ1Eは、さらに、筐体40Eと、第1軸受51E、第2軸受52E、第3軸受531E及び第4軸受532Eと、を有している。筐体40Eは、固定子10E、第1回転体20E及び第2回転体30Eを収納するためのケースであり、磁気ギアードモータ1の外郭を構成している。第1軸受51E、第2軸受52E、第3軸受531E及び第4軸受532Eは、ボールベアリングである。
 (2)固定子
 固定子10Eは、第1回転体20E及び第2回転体30Eに作用する磁力を発生させる。具体的には、固定子10Eは、第2回転体30Eに対面するエアギャップ面にN極とS極とが周方向に交互に表れるように構成されている。
 本実施の形態における固定子10Eは、第1実施形態に示す固定子10と同様に、複数のティース及びヨークを有する固定子コア11Eと、複数のティースに巻回された複数のコイル12Eと、複数の永久磁石とを有する。
 (3)第1回転体
 第1回転体20Eは、筒状の第1回転子21Eと、第1回転軸22Eとを有している。
 第1回転子21Eは、低速回転子として機能するポールピース部であり、フレーム25Eと、複数のポールピース26Eとを有している。
 図8に示すように、磁気ギアードモータ1Eにおいて、第1回転子21Eのフレーム25Eは、円板状の第1底部251Eと、第1底部251Eの外周縁から軸心方向第1側に延びる円筒部252Eと、円筒部252Eの他端に形成された第2底部253Eと、第2底部253Eの内周縁から軸心方向第1側に延びる筒状部254Eと、を有している。
 複数のポールピース26Eの各々は、磁性材料によって構成された磁極片である。複数のポールピース26Eは、フレーム25Eの円筒部252Eの切欠きに挿入されてモールド樹脂によってモールドされて固定されている。
 複数のポールピース26Eは、第2回転体30Eの周方向に沿って環状に配列されている。
 複数のポールピース26Eは、第2回転体30Eの永久磁石34E(後述)と径方向に対向しており、固定子10Eの複数のティース及び複数の永久磁石とも径方向に対向している。
 第1回転軸22Eは、出力軸として機能し、本体部221Eと、支持軸222Eとを有している。支持軸222Eは本体部221Eから軸心方向第1側に延び、第2回転子31E(後述)の径方向内側に入り込んでいる
 (4)第2回転体
 第2回転体30Eは、第1回転子21Eの径方向内側に配置された筒状の第2回転子31Eを有している。
 第2回転子31Eは、高速回転子として機能し、回転子コア33Eと、複数の永久磁石34Eとを有する。
 回転子コア33Eは、第2回転子31Eのコアとなる回転子鉄心である。回転子コア33Eは、円筒状であり、内部空間61Eを有している。
 複数の永久磁石34Eは、回転子コア33Eに設けられている。第2回転子31Eは、表面磁石型(Surface Permanent Magnet:SPM)回転子であるので、複数の永久磁石34Eは、回転子コア33Eの外周側面に設けられている。具体的には、複数の永久磁石34Eは、回転子コア33Eの外周側面全体を覆うように周方向に連続して配置されている。複数の永久磁石34Eは、磁極方向が第2回転子31Eの径方向となるように着磁されており、回転子コア33Eの周方向に沿ってN極とS極とが交互に均等に存在するように配置されている。
 固定子10E、第1回転体20Eの第1回転子21E、及び第2回転体30Eの第2回転子31Eが、この順で径方向外側から径方向内側に向かって配置されている。したがって、固定子10Eと第1回転体20Eの第1回転子21Eとの間にエアギャップが存在し、第1回転体20Eの第1回転子21Eと第2回転体30Eの第2回転子31Eとの間にもエアギャップが存在する。
 (5)筐体
 筐体40Eは、複数の部品によって構成されている。具体的には、筐体40Eは、筒状の筒部41Eと、第1ブラケット42Eと、第2ブラケット43Eとを有する。
 第1ブラケット42Eは、筒部41Eの一方側の開口を塞ぐように配置されている。第1ブラケット42Eには、第4軸受532Eを保持するための軸受保持部421Eが設けられている。
 第2ブラケット43Eは、筒部41Eの他方側の開口を塞ぐように配置されている。第2ブラケット43Eには、第1軸受51を保持するための第1軸受保持部431Eが設けられている。
 (6)軸受
 第1回転体20E及び第2回転体30Eは、同軸で互いに独立して回転できるように構成されている。
 第1軸受51Eは、第2ブラケット43Eの第1軸受保持部431Eと、第1回転軸22Eの本体部221Eとの間に配置されている。
 第3軸受531Eは、筒状部254Eの内周面と第2回転軸32Eの外周面との間に配置されている。
 第2軸受52Eは、回転子コア33Eの内部空間61Eにおいて、第1回転軸22Eの支持軸222Eと、第2回転子31Eとの間に配置されている。
 図8に示すように、磁気ギアードモータ1Eでは、第2軸受52Eは1個であり、第2回転子31Eの径方向内側に配置されている。具体的には、第2回転子31Eの回転子コア33Eは、第2回転軸32Eに支持される第1部分331Eと、第1部分331Eから軸心方向第2側に延びる第2部分332Eとを有している。第2部分332Eは、第1部分331Eよりも内径が長く、内部空間61Eを有しており、そのため第2部分332Eの内周面と支持軸222Bの外周面との間には隙間62Eが確保されている。第2軸受52Bは、第2部分332Bの内部空間61Eにおいて、第1回転軸22Eの支持軸222Eと、回転子コア33Eの第2部分332Eとの間に配置されている。
 第4軸受532Eは、第2回転軸32Eの外周面と、筐体40Eの第1ブラケット42Eの軸受保持部421Eとの間に配置されている。
 (7)効果
 この実施形態でも、第2軸受52Eが、第2回転子31Eの径方向内側に配置されており、そのため第4実施形態と同じ効果が得られる。
 (第7実施形態)
 第1~第6実施形態では支持軸は第1回転子の一部であったが、支持軸は筐体の一部でもよい。
 図9を用いて、そのような実施例を第7実施形態として説明する。なお、図9は、第7実施形態に係る磁気ギアードモータ1Fの模式的断面図である。
 (1)磁気ギアードモータの全体構成
 磁気ギアードモータ1Fは、固定子10Fと、第1回転体20Fと、第2回転体30Fとを有している。
 磁気ギアードモータ1Fは、さらに、筐体40Fと、第1軸受51F、第2軸受52F及び第3軸受53Fと、を有している。筐体40Fは、固定子10F、第1回転体20F及び第2回転体30Fを収納するためのケースであり、磁気ギアードモータ1Fの外郭を構成している。第1軸受51F、第2軸受52F及び第3軸受53Fは、ボールベアリングである。
 (2)固定子
 固定子10Fは、第1回転体20F及び第2回転体30Fに作用する磁力を発生させる。具体的には、固定子10Fは、第2回転体30Fに対面するエアギャップ面にN極とS極とが周方向に交互に表れるように構成されている。
 本実施の形態における固定子10Fは、第1実施形態に示す固定子10と同様に、複数のティース及びヨークを有する固定子コア11Fと、複数のティースに巻回された複数のコイル12Fと、複数の永久磁石とを有する。
 (3)第1回転体
 第1回転体20Fは、筒状の第1回転子21Fと、第1回転軸22Fとを有している。
 第1回転子21Fは、低速回転子として機能するポールピース部であり、フレーム25Fと、複数のポールピース26Fとを有している。第1回転子21Fのフレーム25Fは、円板状の第1底部251Fと、第1底部251Fの外周縁から軸心方向第1側に延びる円筒部252Fと、円筒部252Fの他端に形成された第2底部253Fと、を有している。
 複数のポールピース26Fの各々は、磁性材料によって構成された磁極片である。複数のポールピース26Fは、フレーム25Fの円筒部252Fの切欠きに挿入されてモールド樹脂によってモールドされて固定されている。
 複数のポールピース26Fは、第2回転体30Fの周方向に沿って環状に配列されている。
 複数のポールピース26Fは、第2回転体30Fの永久磁石34F(後述)と径方向に対向しており、固定子10Fの複数のティース及び複数の永久磁石とも径方向に対向している。
 第1回転軸22Fは、出力軸として機能し、本体部221Fを有している。
 第1回転子21Fは、第1回転軸22Fに固定されている。具体的には、フレーム25Fの第1底部251Fの内周側端部が、ネジによって第1回転軸22Fの本体部221Fに固定されている。上記で述べた構成では、第1回転子21Fは、第1回転軸22Fに片持ち支持されている。したがって、例えば、第1回転体20Fと第2回転体30Fの組付けが容易になる。
 (4)第2回転体
 第2回転体30Fは、第1回転子21Fの径方向内側に配置された筒状の第2回転子31Fを有している。
 第2回転子31Fは、高速回転子として機能し、回転子コア33Fと、複数の永久磁石34Fとを有する。
 回転子コア33Fは、第2回転子31Fのコアとなる回転子鉄心である。回転子コア33Fは、円筒状であり、内部空間61Fを有している。
 複数の永久磁石34Fは、回転子コア33Fに設けられている。第2回転子31Fは、表面磁石型(Surface Permanent Magnet:SPM)回転子であるので、複数の永久磁石34Fは、回転子コア33Fの外周側面に設けられている。具体的には、複数の永久磁石34Fは、回転子コア33Fの外周側面全体を覆うように周方向に連続して配置されている。複数の永久磁石34Fは、磁極方向が第2回転子31Fの径方向となるように着磁されており、回転子コア33Fの周方向に沿ってN極とS極とが交互に均等に存在するように配置されている。
 固定子10F、第1回転体20Fの第1回転子21F、及び第2回転体30Fの第2回転子31Fが、この順で径方向外側から径方向内側に向かって配置されている。したがって、固定子10Fと第1回転体20Fの第1回転子21Fとのとの間にエアギャップが存在し、第1回転体20Fの第1回転子21Fと第2回転体30Fの第2回転子31Fとの間にもエアギャップが存在する。
 (5)筐体
 筐体40Fは、複数の部品によって構成されている。具体的には、筐体40Fは、筒状の筒部41Fと、第1ブラケット42Fと、第2ブラケット43Fとを有する。
 第1ブラケット42Fは、筒部41Fの一方側の開口を塞ぐように配置されている。第1ブラケット42Fには、第3軸受53Fを保持するための第3軸受保持部421Fが設けられている。
 第2ブラケット43Fは、筒部41Fの他方側の開口を塞ぐように配置されている。
 筐体40Fは、更に支持軸44Fを有している。支持軸44Fは、筐体40Fの第1ブラケット42Fの径方向中心から軸心方向第2側に延びて、第2回転子31Fの径方向内側に入り込んでいる。
 (6)軸受
 第1回転体20F及び第2回転体30Fは、同軸で互いに独立して回転できるように構成されている。
 第1軸受51Fは、第2ブラケット43Fの第1軸受保持部431Fと、第1回転軸22Fの本体部221Fとの間に配置されている。
 第2軸受52Fは、回転子コア33の内部空間61Fにおいて、筐体40Fの支持軸44Fと、第2回転子31Fとの間に配置されている。第2軸受52Fは、ダブルベアリングタイプであって、第1小型軸受54F及び第2小型軸受55Fを有している。第1小型軸受54F及び第2小型軸受55Fは同サイズであり、各々は第1軸受51Fよりも小径である。第1小型軸受54F及び第2小型軸受55Fは、筐体40Fの支持軸44Fの軸心方向に沿って互いに離れて配置されている。
 第3軸受53Fは、第2底部253Fの内周面と、筐体40Fの支持軸44Fの外周面との間に配置されている。
 (7)効果
 この実施形態でも、第2軸受52Fは、第2回転子31Fの径方向内側に配置されており、そのため第1実施形態と同じ効果が得られる。
 さらに、筐体40Fが支持軸44Fを有しているので、第1回転軸22Fの構造を簡単にできる。
 (第8実施形態)
 図10は、第8実施形態に係る磁気ギアードモータ1Gの模式的断面図である。図10に示す磁気ギアードモータ1Gは、第2回転体が筐体の支持軸によって支持されているという点で、第7実施形態の磁気ギアードモータ1Fと基本構造が同じである。
 (1)磁気ギアードモータの全体構成
 磁気ギアードモータ1Gは、固定子10Gと、第1回転体20Gと、第2回転体30Gとを有している。
 磁気ギアードモータ1Gは、さらに、筐体40Gと、第1軸受51G、第2軸受52G及び第3軸受53Gと、を有している。筐体40Gは、固定子10G、第1回転体20G及び第2回転体30Gを収納するためのケースであり、磁気ギアードモータ1Gの外郭を構成している。第1軸受51G、第2軸受52G及び第3軸受53Gは、ボールベアリングである。
 (2)固定子
 固定子10Gは、第1回転体20G及び第2回転体30Gに作用する磁力を発生させる。具体的には、固定子10Gは、第2回転体30Gに対面するエアギャップ面にN極とS極とが周方向に交互に表れるように構成されている。
 本実施の形態における固定子10Gは、第1実施形態に示す固定子10と同様に、複数のティース及びヨークを有する固定子コア11Gと、複数のティースに巻回された複数のコイル12Gと、複数の永久磁石とを有する。
 (3)第1回転体
 第1回転体20Gは、筒状の第1回転子21Gと、第1回転軸22Gとを有している。
 第1回転子21Gは、低速回転子として機能するポールピース部であり、フレーム25Gと、複数のポールピース26Gとを有している。
 第1回転体20Gのフレーム25Gは、底部251Gと、円筒部252Gとを有している。ポールピース26Gは、円筒部252Gに装着されている。つまり、この実施形態では、第1回転子21Gは、第1回転軸22Gによって片持ち支持されている。
 複数のポールピース26Gの各々は、磁性材料によって構成された磁極片である。複数のポールピース26Gは、フレーム25Gの円筒部252Gの切欠きに挿入されてモールド樹脂によってモールドされて固定されている。
 複数のポールピース26Gは、第2回転体30Gの周方向に沿って環状に配列されている。
 複数のポールピース26Gは、第2回転体30Gの永久磁石34G(後述)と径方向に対向しており、固定子10Gの複数のティース及び複数の永久磁石とも径方向に対向している。
 第1回転軸22Gは、出力軸として機能し、本体部221Gと、支持軸222Gとを有している。支持軸222Gは本体部221Gから軸心方向第1側に延び、第2回転子31G(後述)の径方向内側に入り込んでいる。
 (4)第2回転体
 第2回転体30Gは、第1回転子21Gの径方向内側に配置された筒状の第2回転子31Gを有している。
 第2回転子31Gは、高速回転子として機能し、回転子コア33Gと、複数の永久磁石34Gとを有する。
 回転子コア33Gは、第2回転子31Gのコアとなる回転子鉄心である。回転子コア33Gは、円筒状であり、内部空間61Gを有している。
 複数の永久磁石34Gは、回転子コア33Gに設けられている。第2回転子31Gは、表面磁石型(Surface Permanent Magnet:SPM)回転子であるので、複数の永久磁石34Gは、回転子コア33Gの外周側面に設けられている。具体的には、複数の永久磁石34Gは、回転子コア33Gの外周側面全体を覆うように周方向に連続して配置されている。複数の永久磁石34Gは、磁極方向が第2回転子31Gの径方向となるように着磁されており、回転子コア33Gの周方向に沿ってN極とS極とが交互に均等に存在するように配置されている。
 固定子10G、第1回転体20Gの第1回転子21G、及び第2回転体30Gの第2回転子31Gが、この順で径方向外側から径方向内側に向かって配置されている。したがって、固定子10Gと第1回転体20Gの第1回転子21Gとの間にエアギャップが存在するとともに、第1回転体20Gの第1回転子21Gと第2回転体30Gの第2回転子31Gとの間にもエアギャップが存在する。
 (5)筐体
 筐体40Gは、複数の部品によって構成されている。具体的には、筐体40Gは、筒状の筒部41Gと、第1ブラケット42Gと、第2ブラケット43Gとを有する。
 第1ブラケット42Gは、筒部41Gの一方側の開口を塞ぐように配置されている。
 第2ブラケット43Gは、筒部41Gの他方側の開口を塞ぐように配置されている。第2ブラケット43Gには、第1軸受51を保持するための第1軸受保持部431Gが設けられている。
 筐体40Gは、更に支持軸44Gを有している。支持軸44Gは、筐体40Gの第1ブラケット42Fの径方向中心から軸心方向第2側に延びて、第2回転子31Gの径方向内側に入り込んでいる。
 (6)軸受
 第1回転体20G及び第2回転体30Gは、同軸で互いに独立して回転できるように構成されている。
 第1軸受51Gは、第2ブラケット43Gの第1軸受保持部431Gと、第1回転軸22Gの本体部221Gとの間に配置されている。
 第2軸受52Gは、回転子コア33Gの内部空間61Gにおいて、筐体40Gの支持軸44Gと、第2回転子31Gとの間に配置されている。第2軸受52Gは、ダブルベアリングタイプであって、第1小型軸受54G及び第2小型軸受55Gを有している。第1小型軸受54G及び第2小型軸受55Gは同サイズであり、各々は第1軸受51Gよりも小径である。第1小型軸受54G及び第2小型軸受55Gは、筐体40Gの支持軸44Gの軸心方向に沿って互いに離れて配置されている。
 第3軸受53Gは、回転子コア33Gの軸心方向第2側端部の内周面と、第1回転軸22Gの支持軸222G先端外周面との間に配置されている。
 (7)効果
 この実施形態でも、第2軸受52Gは、第2回転子31Gの径方向内側に配置されており、そのため第7実施形態と同じ効果が得られる。また、第3軸受53Gも、第2回転子31Gの径方向内側に配置されている。
 (第9実施形態)
 第1~8実施形態では、磁気ギア―ドモータとしてインナーロータ型のモータが説明されたが、本開示はアウターロータ型の磁気ギア―ドモータにも適用できる。
 (1)磁気ギアードモータの全体構成
 図11を用いて、第9実施形態に係る磁気ギアードモータ1Hを説明する。図9は、第9実施形態に係る磁気ギアードモータ1Hの模式的断面図である。
 磁気ギアードモータ1Hは、主に、固定子10Hと、第1回転体20Hと、第2回転体30Hと、を有する。
 磁気ギアードモータ1Hは、さらに、筐体40Hと、第1軸受51H、第2軸受52H及び第3軸受53Hと、を有する。筐体40Hは、固定子10Hを保持するためのケースである。第1軸受51H、第2軸受52H及び第3軸受53Hは、ボールベアリングである。
 磁気ギアードモータ1Hは、第1回転体20Hが固定子10Hの径方向外側に配置されているアウターロータ型のモータである。
 固定子10H、第1回転体20H及び第2回転体30Hは、同軸で配置されている。つまり、固定子10Hの中心と、第1回転体20Hの第1回転軸22Hの軸心と、第2回転体30Hの第2回転軸32Hの軸心とは、一致しており、図11では、軸心A1として示されている。したがって、第1回転体20Hと第2回転体30Hとは回転中心が一致している。
 (2)固定子
 固定子10Hは、第1回転体20H及び第2回転体30Hに作用する磁力を発生させる。具体的には、固定子10Hは、第2回転体30Hに対面するエアギャップ面にN極とS極とが周方向に交互に表れるように構成されている。
 固定子10Hは、第1実施形態に示す固定子10と同様に、複数のティース及びヨークを有する固定子コア11Hと、複数のティースに巻回された複数のコイル12Hと、複数の永久磁石とを有する。固定子コア11Hは、固定子10Hのコアとなる固定子鉄心であり、第1回転体20H及び第2回転体30Hを回転させるための磁力を発生させる。固定子コア11Hは、例えば、第1回転体20Hの第1回転軸22Hの軸心の方向に複数の電磁鋼板が積層された積層体である。
 コイル12Hは、固定子10Hの電機子巻線である巻線コイルであり、電流が流れることで第1回転体20Hに作用する磁束が発生するように導線が巻き回されている。複数のコイル12Hは、複数のティースに一対一に対応しており、各コイル12Hは、例えば、対応するティースに巻回された集中巻コイルである。また、コイル12Hは、3相同期モータとして第1回転体20Hを回転できるように3相巻線となっている。
 各永久磁石は、固定子10Hの内周面において、各コイル12Hの径方向内側に配置されている。永久磁石は、隣り合う2個のティースに跨って配置されている。永久磁石は、磁極方向が固定子10Hの径方向となるように着磁されている。永久磁石は、例えば焼結マグネットである。
 固定子10Hは、筐体40Hによって保持されている。具体的には、筐体40Hは、円板状の底部42Hと、その中心から軸心方向第2側に延びる支持軸44Hとを有している。固定子10Hは、底部42Hの外周縁から軸心方向第2側に延びている。支持軸44Hは、第2回転子31H(後述)の径方向内側に入り込んでいる。
 (3)第1回転体
 第1回転体20Hは、筒状の第1回転子21Hと、第1回転軸22Hとを有している。第1回転体20Hは、固定子10Hから発生する磁束が第1回転子21Hに作用することにより第1回転軸22Hの軸心A1を中心に回転する。
 第1回転子21Hは、固定子10Hの径方向外側に配置されている。
 第1回転子21Hは、ポールピース部であり、フレーム25Hと、複数のポールピース26Hとを有している。フレーム25Hは、円板状の底部251Hと、底部251Hの外周縁から軸心方向第1側に延びる円筒部252Hとを有している。複数のポールピース26Hの各々は、磁性材料によって構成された磁極片である。複数のポールピース26Hは、フレーム25Hの円筒部252Hの切欠きに挿入されてモールド樹脂によってモールドされて固定されている。
 複数のポールピース26Hは、第2回転体30Hの周方向に沿って環状に配列されている。複数のポールピース26Hの各々は、磁性材料からなる長尺状の磁性部材である。複数のポールピース26Hの各々は、複数の鋼板が積層された積層体である。
 複数のポールピース26Hは、第2回転体30Hの永久磁石34H(後述)と径方向に対向しており、固定子10Hの複数のティース及び複数の永久磁石とも径方向に対向している。
 第1回転軸22Hは、本体部221Hと、支持軸222Hとを有している。支持軸222Hは本体部221Hから軸心方向第1側に延び、第2回転子31Hの径方向内側に入り込んでいる。
 第1回転子21Hは、第1回転軸22Hに固定されている。具体的には、フレーム25Hの底部251Hの内周側端部が、ネジによって第1回転軸22Hの本体部221Hに固定されている。
 (4)第2回転体
 第2回転体30Hは、筒状の第2回転子31Hを有している。第2回転子31Hは、固定子10Hの径方向内側に配置されている。
 第2回転子31Hは、回転子コア33Hと、複数の永久磁石34Hとを有する。回転子コア33Hは、第2回転体30のコアとなる回転子鉄心であり、例えば、複数の電磁鋼板が第2回転軸32Hの軸心方向に積層された積層体である。なお、回転子コア33Hは、電磁鋼板の積層体に限るものではなく、磁性材料によって構成されたバルク体であってもよい。回転子コア33Hは、円筒状であり、内部空間61Hを有している。
 複数の永久磁石34Hは、回転子コア33Hに設けられている。第2回転体30Hは、表面磁石型(Surface Permanent Magnet:SPM)回転子であるので、複数の永久磁石34Hは、回転子コア33Hの外周側面に設けられている。具体的には、複数の永久磁石34Hは、回転子コア33Hの外周側面全体を覆うように周方向に連続して配置されている。複数の永久磁石34Hは、磁極方向が第2回転体30Hの径方向となるように着磁されており、第2回転軸32Hの周方向に沿ってN極とS極とが交互に均等に存在するように配置されている。
 第1回転体20Hの第1回転子21H、固定子10H、及び第2回転体30Hの第2回転子31Hが、この順で径方向外側から径方向内側に向かって配置されている。したがって、第1回転体20Hの第1回転子21Hと固定子10Hとの間にエアギャップが存在するとともに、固定子10Hと第2回転体30Hの第2回転子31Hとの間にもエアギャップが存在する。
 (5)軸受
 第1回転体20H及び第2回転体30Hは、同軸で互いに独立して回転できるように構成されている。
 第1軸受51Hは、支持軸222Hと、第2回転子31Hの回転子コア33Hとの間に配置されている。
 第3軸受53Hは、フレーム25Hの軸心方向先端の内周面と、筐体40Hの底部42Hの外周面との間に配置されている。
 第2軸受52Hは、回転子コア33Hの内部空間61Hにおいて、支持軸44Hと第2回転子31Hとの間に配置されている。第2軸受52Hは、ダブルベアリングタイプであって、第1小型軸受54H及び第2小型軸受55Hを有している。第1小型軸受54H及び第2小型軸受55Hは同サイズであり、各々は第3軸受53Hよりも小径である。第1小型軸受54H及び第2小型軸受55Hは、支持軸44Hの軸心方向に沿って互いに離れて配置されている。
 (6)効果
 上述のように、第2軸受52Hは、第2回転子31Hの径方向内側に配置されている。したがって、第2軸受52Hとして小径の軸受を使用でき、低コスト化を実現できる。さらに、第2回転子31Hの内部空間61Hを活用することで、磁気ギアードモータ1Hの小型化が可能となる。
 (第10実施形態)
 第1~第9実施形態では、本開示は、磁気ギアとモータとが一体となった磁気ギアードモータに適用されていたが、本開示は、モータとは独立した磁気ギア単独に適用できる。
 図12を用いて、そのような実施例を第10実施形態として説明する。なお、図12は、第10実施形態に係る磁気ギア3Iの模式的断面図である。
 (1)磁気ギアの全体構成
 磁気ギア3Iは、固定子10Iと、第1回転体20Iと、第2回転体30Iとを有している。
 磁気ギア3Iは、さらに、筐体40Iと、第1軸受51I、第2軸受52I及び第3軸受53Iと、を有している。筐体40Iは、固定子10I、第1回転体20I及び第2回転体30Iを収納するためのケースであり、磁気ギア3Iの外郭を構成している。第1軸受51I、第2軸受52I及び第3軸受53Iは、ボールベアリングである。
 固定子10Iは、第1回転体20I及び第2回転体30Iを囲むように配置されている。固定子10I、第1回転体20I及び第2回転体30Iは、同軸で配置されている。つまり、固定子10Iの中心と、第1回転体20Iの第1回転軸22Iの軸心と、第2回転体30Iの第2回転軸32Iの軸心とは一致している。したがって、第1回転体20Iと第2回転体30Iとは回転中心が一致している。
 (2)固定子
 固定子10Iは、第2回転体30Iに対面するエアギャップ面にN極とS極とが周方向に交互に表れるように構成されている。
 固定子10Iは、固定子コア11Iと、第1実施形態に示す固定子10と同様に複数の永久磁石とを有する。固定子コア11Iは、固定子10Iのコアとなる固定子鉄心である。固定子コア11Iは、例えば、第1回転体20Iの第1回転軸22Iの軸心A1の延びる軸心方向に複数の電磁鋼板が積層された積層体である。なお、固定子コア11は、複数の鋼板の積層体に限るものではなく、磁性材料によって構成されたバルク体であってもよい。
 各永久磁石は、固定子10Iの内周面に配置されている。永久磁石は、磁極方向が固定子10Iの径方向となるように着磁されている。永久磁石は、例えば焼結マグネットである。
 (3)第1回転体
 第1回転体20Iは、筒状の第1回転子21Iと、第1回転軸22Iとを有している。
 第1回転子21Iは、低速回転子として機能するポールピース部であり、フレーム25Iと、複数のポールピース26Iとを有している。フレーム25Iは、円板状の底部251Iと、底部251Iの外周縁から軸心方向第1側に延びる円筒部とを有している。複数のポールピース26Iの各々は、磁性材料によって構成された磁極片である。複数のポールピース26Iは、フレーム25Iの円筒部の切欠きに挿入されてモールド樹脂によってモールドされて固定されている。
 複数のポールピース26Iは、第2回転体30Iの周方向に沿って環状に配列されている。
 複数のポールピース26Iは、第2回転体30Iの永久磁石34I(後述)と径方向に対向している。
 第1回転軸22Iは、出力軸として機能し、本体部221Iと、支持軸222Iとを有している。支持軸222Iは本体部221Iから軸心方向第1側に延び、第2回転子31I(後述)の径方向内側に入り込んでいる。
 第1回転子21Iは、第1回転軸22Iに固定されている。具体的には、フレーム25Iの底部251Iの内周側端部が、ネジによって第1回転軸22Iの本体部221Iに固定されている。上記で述べた構成では、第1回転子21Iは、第1回転軸22Iに片持ち支持されている。したがって、例えば、第1回転体20Iと第2回転体30Iの組付けが容易になる。
 (4)第2回転体
 第2回転体30Iは、第1回転子21Iの径方向内側に配置された筒状の第2回転子31Iを有している。
 第2回転子31は、高速回転子として機能し、回転子コア33Iと、複数の永久磁石34Iとを有する。
 回転子コア33Iは、第2回転子31Iのコアとなる回転子鉄心である。回転子コア33Iは、円筒状であり、内部空間61Iを有している。
 複数の永久磁石34Iは、回転子コア33Iに設けられている。第2回転子31Iは、表面磁石型(Surface Permanent Magnet:SPM)回転子であるので、複数の永久磁石34Iは、回転子コア33Iの外周側面に設けられている。具体的には、複数の永久磁石34Iは、回転子コア33Iの外周側面全体を覆うように周方向に連続して配置されている。複数の永久磁石34Iは、磁極方向が第2回転子31Iの径方向となるように着磁されており、回転子コア33Iの周方向に沿ってN極とS極とが交互に均等に存在するように配置されている。
 固定子10I、第1回転体20Iの第1回転子21I、及び第2回転体30Iの第2回転子31Iが、この順で径方向外側から径方向内側に向かって配置されている。したがって、固定子10Iと第1回転体20Iの第1回転子21Iとの間にエアギャップが存在するとともに、第1回転体20Iの第1回転子21Iと第2回転体30Iの第2回転子31Iとの間にもエアギャップが存在する。
 (5)筐体
 筐体40Iは、複数の部品によって構成されている。具体的には、筐体40Iは、筒状の筒部41Iと、第1ブラケット42Iと、第2ブラケット43Iとを有する。
 第1ブラケット42Iは、筒部41Iの一方側の開口を塞ぐように配置されている。第1ブラケット42Iには、第3軸受53Iを保持するための第3軸受保持部421Iが設けられている。
 第2ブラケット43Iは、筒部41Iの他方側の開口を塞ぐように配置されている。第2ブラケット43Iには、第1軸受51Iを保持するための第1軸受保持部431Iが設けられている。
 (6)軸受
 第1回転体20I及び第2回転体30Iは、同軸で互いに独立して回転できるように構成されている。
 第2軸受52Iは、回転子コア33Iの内部空間61Iにおいて、第1回転軸22Iの支持軸222Iと、第2回転子31Iとの間に配置されている。第2軸受52Iは、ダブルベアリングタイプであって、第1小型軸受54I及び第2小型軸受55Iを有している。第1小型軸受54I及び第2小型軸受55Iは同サイズであり、各々は第1軸受51I、第3軸受53Iよりも小径である。第1小型軸受54I及び第2小型軸受55Iは、第1回転軸22Iの支持軸222Iの軸心方向に沿って互いに離れて配置されている。
 (7)動作
 第2回転体30Iが回転すると、第2回転体30Iから発生する磁束及び固定子10Iから発生する磁束が、第1回転体20Iのポールピース26Iに作用し、その結果、第1回転体20Iが所定のギア比(減速比)にしたがって減速されて高トルクで回転する。
 (8)効果
 この実施形態でも、第2軸受52Iは第2回転子31Iの径方向内側に配置されている。したがって、第2軸受52として小径の軸受を使用でき、低コスト化を実現できる。
 (9)磁気ギアの変形例
 なお、第3実施形態(図5)、第4実施形態(図6)、第6実施形態(図8)の磁気ギアードモータの構成も磁気ギアに適用できる。
 (変形例)
 上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態のいくつかに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
 上記実施の形態において、第1回転子は、SPM回転子であったが、これに限らない。例えば、第1回転子は、永久磁石型の回転子として、回転子コアに永久磁石が埋め込まれた永久磁石埋め込み型(Interior Permanent Magnet:IPM)であってもよい。この場合、回転子コアに設けられた挿通孔(埋込穴)に焼結マグネットからなる永久磁石が挿入された構成の回転子であってもよいし、回転子コアに設けられた埋込穴にボンド磁石が埋め込まれた構成の回転子であってもよい。
 (態様)
 本明細書には、以下の態様が開示されている。
 第1の態様に係る磁気ギアードモータ(1、1A~1H)は、固定子(10、10A~10H)と、第1回転体(20、20A~20H)と、第2回転体(30、30A~30H)と、支持軸(222、222A~222E、222G、44F、44H)と、軸受(52、52A~52H)とを備える。第1回転体(20、20A~20H)は、筒状の第1回転子(21、21A~21H)と、軸心(A1)を回転中心とする回転軸(22~22H)とを有する。第2回転体(30、30A~30H)は、第1回転子(21、21A~21H)と回転軸(22~22H)の軸心との間に配置された第2回転子(31、31A~31H)を有する。支持軸(222、222A~222E、222G、44F、44H)は、第2回転子(31、31A~31H)からみて回転軸(22~22H)の軸心へ向けてに配置されている。軸受(52、52A~52H)は、支持軸(222、222A~222E、222G、44F、44H)と第2回転子(31、31A~31H)との間に配置されている。
 この態様によれば、軸受(52、52A~52H)が第2回転子(31、31A~31H)の径方向内側に配置されているので、軸受(52、52A~52H)として小径の軸受を使用でき、低コスト化を実現できる。さらに第2回転子(31、31A~31H)の内部空間(61、61~61H)を活用することで、磁気ギアードモータ(1、1A~1H)を径方向に小型化できる。
 第2の態様に係る磁気ギアードモータ(1、1A、1D、1F、1G、1H)では、第1の態様において、軸受(52、52A、52D、52F、52G、52H)は、軸心(A1)の延びる方向に並んで複数設けられている。
 この態様によれば、軸受(52、52A、52D、52F、52G、52H)を複数の軸受として構成することで、回転軸(22、22A、22D、22G、22H)と第2回転子(31、31A、31D、31F、31G、31H)との間で高い曲げ剛性を確保できる。したがって、従来では2個必要とされていた第1回転軸と筐体との間の軸受の数を1個にでき、その結果、磁気ギアードモータ(1、1A、1D、1F、1G、1H)全体の軸心方向長さを短くできる。
 第3の態様に係る磁気ギアードモータ(1、1A~1G)では、第1又は第2の態様において、支持軸(222、222A~222G)は、回転軸(22、22A~22G)に一体回転するように連結されている。
 この態様によれば、構成が簡単になり、第1回転体(20、20A~20G)と第2回転体(30、30A~30G)の組付けが容易になる。
 第4の態様に係る磁気ギアードモータ(1、1A、1G)では、第1~第3の態様のいずれか1つにおいて、第1回転子(21、21A、21G)は、回転軸(22、22A、22G)に片持ち支持されている。
 この態様によれば、構成が簡単になり、第1回転体(20、20A、20G)と第2回転体(30、30A、30G)の組付けが容易になる。
 第5の態様に係る磁気ギアードモータ(1、1B、1C、1E)では、第1~第4の態様のいずれか1つにおいて、第2回転体(30、30B、30C、30E)は、第1回転軸としての回転軸(22、22B、22C、22E)に対して同軸の第2回転軸(32、32B、32C、32E)を更に有する。
 この態様によれば、第2回転軸(32、32B、32C、32E)を用いて回転数検出することが容易になる。
 第6の態様に係る磁気ギアードモータ(1B、1C、1E)では、第1、第3~第5の態様のいずれか1つにおいて、軸受(52B、52C、52E)は1個である。
 この態様によれば、部品点数を少なくできる。
 第7の態様に係る磁気ギアードモータ(1C~1F)では、第1~第3、第5~第6の態様のいずれか1つにおいて、第1回転子(21C~21F)は、回転軸(22C~22F)に支持された軸心方向第1端と、回転軸以外の他の部材に回転自在に支持された軸心方向第2端とを有する。
 この態様によれば、第1回転子(21C~21F)が両端支持されているので、第1回転子(21C~21F)の回転が安定する。したがって、従来では2個必要とされていた第1回転軸と筐体との間の軸受の数を1個にでき、その結果、磁気ギアードモータ(1C~1F)全体の軸心方向長さを短くできる。
 第8の態様に係る磁気ギアードモータ(1F~1H)は、第1又は第2の態様において、固定子(10F~10H)、第1回転体(20F~20H)、及び第2回転体(30F~30H)を覆う筐体(40F~40H)を更に備えている。支持軸(44F~44H)は、筐体(40F~40H)に一体回転するように連結されている。
 この態様によれば、筐体(40F~40H)の一部を支持軸(44F~44H)とすることで、回転軸(22F~22H)の構造を簡単にできる。
 第9の態様に係る磁気ギアードモータ(1、1A~1G)では、第1~第8の態様のいずれか1つにおいて、固定子(10、10A~10G)、第1回転子(21、21A~21G)、及び第2回転子(31、31A~31G)は、回転軸(22、22A~22G)の軸心を通り軸心に垂直な方向を含むように配置され、かつ軸心より離れた位置から回転軸(22、22A~22G)の軸心に向かって、固定子(10、10A~10G)、第1回転子(21、21A~21G)、及び第2回転子(31、31A~31G)の順番で並んでいる。
 この態様によれば、インナーロータ型の磁気ギアードモータ(1、1A~1G)を小型化できる。
 第10の態様に係る磁気ギアードモータ(1H)では、第1~第8の態様のいずれか1つにおいて、第1回転子(21H)、固定子(10H)、及び第2回転子(31H)は、回転軸(22H)の軸心(A1)を通り軸心(A1)に垂直な方向を含むように配置され、かつ軸心(A1)より離れた位置から軸心(A1)に向かって、第1回転子(21H)、固定子(10H)、及び第2回転子(31H)の順番で並んでいる。
 この態様によれば、アウターロータ型の磁気ギアードモータ(1H)を小型化できる。
 第11の態様に係る磁気ギア(3I)は、固定子(10I)と、第1回転体(20I)と、第2回転体(30I)と、支持軸(222I)と、軸受(52I)とを備える。第1回転体(20I)は、筒状の第1回転子(21I)と、軸心(A1)を回転中心とする回転軸(22I)とを有する。第2回転体(30I)は、第1回転子(21I)と回転軸(22I)の軸心との間に配置された第2回転子(31I)を有する。支持軸(222I)は、第2回転子(31I)からみて回転軸(22I)の軸心へ向けて配置されている。軸受(52I)は、支持軸(222I)と第2回転子(31I)との間に配置されている。
 この態様によれば、軸受(52I)が第2回転子(31I)の径方向内側に配置されているので、軸受(52I)として小径の軸受を使用でき、低コスト化を実現できる。さらに、第2回転子(31I)の内部空間(61I)を活用することで、磁気ギア(3I)を径方向に小型化できる。
 第12の態様に係る磁気ギア(3I)では、第11の態様において、軸受(52I)は、軸心(A1)の延びる方向に並んで複数設けられている。
 この態様によれば、軸受(52I)を複数の軸受として構成することで、第1回転軸(22I)と回転子コア(33I)との間で高い曲げ剛性を確保できる。したがって、従来では2個必要とされていた第1回転軸と筐体との間の軸受の数を1個にでき、その結果、磁気ギア(3I)全体の軸心方向長さを短くできる。
 第13の態様に係る磁気ギア(3I)では、第11又は第12の態様において、支持軸(222I)は、回転軸(22I)に一体回転するように連結されている。
 この態様によれば、構成が簡単になり、第1回転体(20)と第2回転体(30)の組付けが容易になる。
 第14の態様に係る磁気ギア(3I)では、第13の態様において、第1回転子(21I)は、回転軸(22I)に片持ち支持されている。
 この態様によれば、構成が簡単になり、第1回転体(20I)と第2回転体(30I)の組付けが容易になる。
 本開示の磁気ギアードモータ及び磁気ギアは、低コスト化を実現できる。そのため、本開示の磁気ギアードモータ及び磁気ギアは、産業上有用である。
1、1A~1H:磁気ギアードモータ
3I:磁気ギア
10、10A~10I:固定子
20、20A~20I:第1回転体
21、21A~21I:第1回転子
22、22A~22I:第1回転軸(回転軸)
30、30A~30I:第2回転体
31、31A~31I:第2回転子
32、32B、32C、32E、32H、32I:第2回転軸
33、33A~33I:回転子コア
40、40A~40I:筐体
44F、44H、222、222A~222E、222G、222H、222I:支持軸
51、51A~51I:第1軸受(軸受)
52、52A~52I:第2軸受(軸受)
53、53A、53B、53D、53F、53G、53H、53I、531C、531E:第3軸受(軸受)
532C、532E:第4軸受
54、54A、54D、54F、54G、54H、54I:第1小型軸受
55、55A、55D、55F、55G、55H、55I:第2小型軸受
61、61A~61I:内部空間
A1:軸心

Claims (14)

  1.  固定子と、
     筒状の第1回転子と、軸心を回転中心とする回転軸とを有する第1回転体と、
     前記第1回転子と前記回転軸の前記軸心との間に配置された第2回転子、を有する第2回転体と、
     前記第2回転子からみて前記回転軸の前記軸心へ向けて配置された支持軸と、
     前記支持軸と前記第2回転子との間に配置された軸受と、
    を備える、
    磁気ギアードモータ。
  2.  前記軸受は、前記軸心の延びる方向に並んで複数設けられている、
    請求項1に記載の磁気ギアードモータ。
  3.  前記支持軸は、前記回転軸に一体回転するように連結されている、
    請求項1又は2に記載の磁気ギアードモータ。
  4.  前記第1回転子は、前記回転軸に片持ち支持されている、
    請求項3に記載の磁気ギアードモータ。
  5.  前記第2回転体は、第1回転軸としての前記回転軸に対して同軸の第2回転軸を更に有する、請求項1又は2に記載の磁気ギアードモータ。
  6.  前記軸受は1個である、請求項1に記載の磁気ギアードモータ。
  7.  前記第1回転子は、前記回転軸に支持された軸心方向第1端と、前記回転軸以外の他の部材に回転自在に支持された軸心方向第2端とを有する、
    請求項1又は2に記載の磁気ギアードモータ。
  8.  前記固定子、前記第1回転体、及び前記第2回転体を覆う筐体を更に備え、
     前記支持軸は、前記筐体に一体回転するように連結されている、
    請求項1又は2に記載の磁気ギアードモータ。
  9.  前記固定子、前記第1回転子、及び前記第2回転子は、前記回転軸の前記軸心を通り前記軸心に垂直な方向を含むように配置され、かつ前記軸心より離れた位置から前記軸心に向かって前記固定子、前記第1回転子、及び前記第2回転子の順番で並んでいる、
    請求項1又は2に記載の磁気ギアードモータ。
  10.  前記第1回転子、前記固定子、及び前記第2回転子は、前記回転軸の前記軸心を通り前記軸心に垂直な方向を含むように配置され、かつ前記軸心より離れた位置から前記軸心に向かって前記第1回転子、前記固定子、前記第2回転子の順番で並んでいる、
    請求項1又は2に記載の磁気ギアードモータ。
  11.  固定子と、
     筒状の第1回転子と、軸心を回転中心とする回転軸とを有する第1回転体と、
     前記第1回転子と前記回転軸の前記軸心との間に配置された第2回転子、を有する第2回転体と、
     前記第2回転子からみて前記回転軸の前記軸心へ向けて配置された支持軸と、
     前記支持軸と前記第2回転子との間に配置された軸受と、
    を備える、
    磁気ギア。
  12.  前記軸受は、前記軸心の延びる方向に並んで複数設けられている、
    請求項11に記載の磁気ギア。
  13.  前記支持軸は、前記回転軸に一体回転するように連結されている、
    請求項11又は12に記載の磁気ギア。
  14.  前記第1回転子は、前記回転軸に片持ち支持されている、
    請求項13に記載の磁気ギア。
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