專利名稱：磁齒輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以非接觸的方式傳遞轉(zhuǎn)矩的磁齒輪。
背景技術(shù)：
近年來，研究開發(fā)了利用稀土類磁鐵來實現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩密度的磁通調(diào)制型的磁齒輪(磁性齒輪)(非專利文獻I)。并且，在專利文獻I中對其構(gòu)成構(gòu)件尤其是磁性極片(磁極片)的強度提高進行了公開。此外，在非專利文獻2中，公開了在磁性齒輪機構(gòu)中將永久磁鐵在層疊厚度方向上分割的結(jié)構(gòu)。在非專利文獻3中，公開了將磁性齒輪機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)件結(jié)構(gòu)埋入而成為磁體型的結(jié)構(gòu)。專利文獻專利文獻1冊2009/087408非專利文獻非專利文獻I K. Atallah and D. Howe A Novel High-Performance MagneticGear :IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 37, No. 4,pp. 2844-284非專利文獻2Journal of the Magnetics Society of Japan Vol. 33, No. 2,
2009“關(guān)于永久磁鐵式磁性齒輪的效率提高的考察”非專利文獻3Journal of the Magnetics Society of Japan Vol. 34, No. 3,
2010“關(guān)于永久磁鐵式磁性齒輪的旋轉(zhuǎn)件結(jié)構(gòu)的研討”上述非專利文獻I介紹磁齒輪的原理和磁特性，未對其機構(gòu)和強度進行研討。另一方面，上述專利文獻I公開了將磁齒輪的磁性極片的一方的端部與端部保持構(gòu)件結(jié)合而成為剛性結(jié)構(gòu)，從而提高磁性極片的強度的方法。然而，磁性極片由層疊鋼板和壓粉磁心等構(gòu)成，因此其自身強度較弱，不足以實現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩驅(qū)動和大型化。此外，在作為端部保持構(gòu)件使用磁性體時，永久磁鐵磁通向端部保持構(gòu)件一方漏出，使轉(zhuǎn)矩傳遞特性下降。此外，在上述專利文獻I中還公開了以下方法，即，使用與磁性極片不同的金屬桿，將其兩方的端部分別與第一和第二金屬制端部保持構(gòu)件結(jié)合，磁性極片與金屬桿電絕緣地模制，由此提高磁性極片的強度。然而，由于金屬桿與金屬制端部保持構(gòu)件的結(jié)合而形成電流環(huán)路，在驅(qū)動時在金屬桿與金屬制端部保持構(gòu)件中廣生感應電流，尤其在聞速驅(qū)動時損失會大幅增大。此外，在金屬制端部保持構(gòu)件為磁性體時，永久磁鐵磁通向端部保持構(gòu)件一方漏出，使轉(zhuǎn)矩傳遞特性下降。需要說明的是，上述非專利文獻2及3中，對于磁性齒輪的渦電流造成的損失等進行了研究，但對于其機構(gòu)和強度未進行研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明著眼于上述問題而作出，其目的在于提供一種防止轉(zhuǎn)矩傳遞特性的降低，提高磁性極片的強度且能夠減小損失的磁齒輪。為了解決上述問題，例如，磁齒輪具備具有多個永久磁鐵磁極的第一永久磁鐵磁場、具有與該第一永久磁鐵磁場極數(shù)不同的多個永久磁鐵磁極的第二永久磁鐵磁場、在所述第一永久磁鐵磁場與所述第二永久磁鐵磁場之間具有多個磁性極片而調(diào)制所述第一及第二永久磁鐵磁場的極數(shù)的調(diào)制磁極，在該磁齒輪中，在所述多個磁性極片之間具備非磁性桿，所述非磁性桿的一方的端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件連接，所述非磁性桿的另一方的端部構(gòu)成為與第二非磁性端部保持構(gòu)件電絕緣。作為所述非磁性桿的一方的端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件連接的方式，可以為一體形成，也可以通過螺釘或粘接劑等將各構(gòu)件卡止。此外，若構(gòu)成為具備防止所述第二非磁性端部保持構(gòu)件因旋轉(zhuǎn)離心力而結(jié)構(gòu)分解的機構(gòu)(例如，在所述第二非磁性端部保持構(gòu)件上設(shè)置凹陷或孔或者形成突起的形狀)，則能夠提高相對于旋轉(zhuǎn)離心力的抗性。此外，所述非磁性桿配置在所述第一永久磁鐵磁場與所述第二永久磁鐵磁場之間的大致中間位置，所述非磁性桿的從所述第一永久磁鐵磁場側(cè)朝向所述第二永久磁鐵磁場側(cè)的長度與所述磁性極片的從所述第一永久磁鐵磁場側(cè)朝向所述第二永久磁鐵磁場側(cè)的長度不同。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提高磁齒輪的效率。


圖I是本發(fā)明的實施方式I的磁齒輪剖視圖。圖2是表示本發(fā)明的實施方式I的非磁性桿與非磁性端部保持構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示本發(fā)明的實施方式2的非磁性桿與非磁性端部保持構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的圖。圖4是表示本發(fā)明的實施方式3的非磁性桿與非磁性端部保持構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的圖。圖5是表示本發(fā)明的實施方式4的非磁性桿與非磁性端部保持構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的圖。圖6是表示本發(fā)明的實施方式5的非磁性桿與非磁性端部保持構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的圖。圖7是本發(fā)明的實施方式6的磁齒輪的1/4剖視圖。圖8是本發(fā)明的實施方式7的磁齒輪的1/4剖視圖。圖9是本發(fā)明的實施方式8的磁齒輪的1/4剖視圖。符號說明1第一永久磁鐵磁場2第二永久磁鐵磁場3調(diào)制磁極I la、I lb、2la、2Ib 永久磁鐵磁極12、22 背承磁軛(back yoke)31磁性極片32、32a、32b、32c 非磁性桿
33非磁性殼體34a第一非磁性端部保持構(gòu)件34b第二非磁性端部保持構(gòu)件35絕緣構(gòu)件
36 凹陷37錐形部38 突起
具體實施例方式接下來，參照圖I 圖9說明本發(fā)明的磁齒輪的實施方式。需要說明的是，在以下的實施方式中，利用徑向間隙(radial gap)型進行說明，但對于其他的形式(例如軸向間隙(axial gap)型或線型等)也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)?！矊嵤┓绞絀〕以下，利用圖I和圖2對本發(fā)明的第一實施方式進行說明。圖I是本發(fā)明的實施方式I的磁齒輪的剖視圖。磁齒輪包括具有多個永久磁鐵磁極的第一永久磁鐵磁場I、具有與其極數(shù)不同的多個永久磁鐵磁極的第二永久磁鐵磁場2、具有多個磁性極片的調(diào)制磁極3，它們構(gòu)成為能夠以互不相同的速度相對旋轉(zhuǎn)。第一永久磁鐵磁場I包括多個永久磁鐵磁極I Ia及I Ib和背承磁軛12。第二永久磁鐵磁場2包括極數(shù)與第一永久磁鐵磁場I不同的多個永久磁鐵磁極21a及21b和背承磁軛22。調(diào)制磁極3包括數(shù)量為第一永久磁鐵磁場I的極對數(shù)與第二永久磁鐵磁場的極對數(shù)的和的多個磁性極片31、位于磁性極片31之間的多個非磁性桿32、包含磁性極片31和非磁性桿32的非磁性殼體33。磁性極片31的材質(zhì)由電磁鋼板、壓粉磁心、非晶態(tài)合金、波明德合金等軟磁性材料構(gòu)成，為了防止磁通變化產(chǎn)生的渦電流，利用電磁鋼板等層疊薄板構(gòu)成。非磁性殼體33的材質(zhì)由樹脂模制體、纖維強化塑料(FRP)、碳纖維、玻璃纖維等構(gòu)成。圖2是表示實施方式I的非磁性桿與非磁性端部保持構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的圖。如圖2 (a)所示，非磁性桿32的一方的端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件34a —體形成或通過螺釘緊固等牢固地構(gòu)成在第一非磁性端部保持構(gòu)件34a上。在非磁性桿32的另一方的端部配置有絕緣構(gòu)件35，圖2(b)所示的第二非磁性端部保持構(gòu)件34b與非磁性桿32之間電絕緣。并且，如圖3(c)所示，非磁性桿32與第二非磁性端部保持構(gòu)件34b經(jīng)由絕緣構(gòu)件35固定。作為使兩者電絕緣并固定的方法，例如可以考慮在將絕緣構(gòu)件35夾在非磁性桿32與非磁性端部保持構(gòu)件34b的接觸部后進行模制的方法。此外，也可以將模制構(gòu)件兼用作絕緣構(gòu)件35，使用將整體進行模制的方法，也可以使用在將絕緣構(gòu)件35夾在非磁性桿32與非磁性端部保持構(gòu)件34b的接觸部之間后利用非導電性的螺釘進行固定的方法，或者利用粘接劑將非磁性桿32與非磁性端部保持構(gòu)件34b粘接的方法等。例如，在本實施例中，假定通過非磁性殼體33將磁性極片31與非磁性桿32一體化的構(gòu)造，此時，通過樹脂模制體構(gòu)成非磁性殼體33的材質(zhì)，由此能夠?qū)⒛Ｖ茦?gòu)件兼用作絕緣構(gòu)件35，從而簡單地構(gòu)成調(diào)制磁極3。 需要說明的是，在不需要第二非磁性端部保持構(gòu)件34b也能夠保證強度的情況下可以不使用第二非磁性端部保持構(gòu)件34b。
非磁性桿32、第一及第二非磁性端部保持構(gòu)件34a、34b的材質(zhì)由非磁性不銹鋼、鈦、鋁、黃銅、銅等非磁性金屬或FRP、碳纖維、玻璃纖維、樹脂模制體等構(gòu)成。磁性極片31與非磁性桿32通過非磁性殼體33 —體化,并且,非磁性桿32與第一非磁性端部保持構(gòu)件34a —體形成或通過螺釘緊固等手段牢固地構(gòu)成在第一非磁性端部保持構(gòu)件34a上，因此相對于作用在磁性極片31上的轉(zhuǎn)矩和應力等力具有抗性。非磁性桿32的一方的端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件34a —體形成或通過螺釘緊固等連接，另一方的端部與第二非磁性端部保持構(gòu)件34b電絕緣，因此不將非磁性桿與非磁性端部保持構(gòu)件構(gòu)成倒流的電流環(huán)路。由此，即使在非磁性桿32中產(chǎn)生交變場，也僅僅在單一的桿內(nèi)產(chǎn)生倒流的小的電流，因此能夠大幅度地抑制非磁性桿的渦電流損失。在此，由于第一及第二非磁性端部保持構(gòu)件34a、34b均為非磁性體，因此即使配置在磁齒輪的軸向外部，也不會因此而導致磁通漏出，不會發(fā)生轉(zhuǎn)矩傳遞特性下降的情況?！矊嵤┓绞?〕接下來，利用圖I和圖3對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。需要說明的是，本發(fā)明的磁齒輪的剖視圖與圖I相同。圖3是表示實施方式2的非磁性桿與非磁性端部保持構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的圖。如圖3(a)所示，多個非磁性桿32中的大約一半的桿的一方的端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件34a —體形成或通過螺釘緊固頂牢固地構(gòu)成在第一非磁性端部保持構(gòu)件34a上。同樣地，如圖3(b)所示，剩下的大約一半的桿的一方的端部與第二非磁性端部保持構(gòu)件34b —體形成或通過螺釘緊固等手段牢固地構(gòu)成在第二非磁性端部保持構(gòu)件34b上。在非磁性桿32的另一方的端部上配置有絕緣構(gòu)件35。如圖3(c)所示，與端部保持構(gòu)件未連接的一方的桿端部與另一方的端部保持構(gòu)件彼此面對，在兩者之間配置有絕緣構(gòu)件35從而電絕緣。將兩者電絕緣并固定的方法如實施方式I所示那樣。非磁性桿32、第一及第二非磁性端部保持構(gòu)件34a、34b的材質(zhì)如實施方式I所示那樣。磁性極片31與非磁性桿32通過非磁性殼體33 —體化，并且，非磁性桿32的一半與第一非磁性端部保持構(gòu)件34a —體形成或通過螺釘緊固等手段牢固地構(gòu)成在第一非磁性端部保持構(gòu)件34a上，剩下的非磁性桿32與第二非磁性端部保持構(gòu)件34b —體形成或通過螺釘緊固等手段牢固地構(gòu)成在第二非磁性端部保持構(gòu)件34b上，因此，相對于作用在磁性極片31上的轉(zhuǎn)矩和應力等力具有抗性。
非磁性桿32的一方的端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件34a或第二非磁性端部保持構(gòu)件34b —體形成或通過螺釘緊固等手段連接，而另一方的端部電絕緣，因此不會將非磁性桿和非磁性端部保持構(gòu)件形成倒流的電流環(huán)路。由此，即使在非磁性桿32中產(chǎn)生交變場，也僅僅在單一的桿內(nèi)產(chǎn)生倒流的小的電流，能夠大幅度地抑制非磁性桿的渦電流損失。需要說明的是，在圖3中示出了以下示例，S卩，以每隔一根非磁性桿而交替的方式，使桿的一半與一方的非磁性端部保持構(gòu)件一體形成，使剩下的一半的桿與另一方的非磁性端部保持構(gòu)件一體形成，如果例如交替地以隔著一根的方式咬合構(gòu)成，則在制造中桿自身可能容易產(chǎn)生物理干涉，并非必須按照半數(shù)來設(shè)置，也并非必須以隔著一根的方式來設(shè)置，只要與設(shè)計思想相符地制造即可。此外，非磁性桿的根數(shù)既可以是偶數(shù)也可以是奇數(shù)?！矊嵤┓绞?〕接下來，利用圖I和圖4對本發(fā)明的第三實施方式進行說明。需要說明的是，本發(fā)明的磁齒輪的剖視圖與圖I相同。圖4是表示實施方式3的非磁性桿與非磁性端部保持構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的圖。如圖4 (a)所示，非磁性桿32的一方的端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件34a —體形成或通過螺釘緊固等方式牢固地構(gòu)成在第一非磁性端部保持構(gòu)件34a上。在非磁性桿32的另一方的端部配置有絕緣構(gòu)件35，圖4(b)所示的第二非磁性端部保持構(gòu)件34b與非磁性桿32之間電絕緣。并且，如圖4(b)所示，在第二非磁性端部保持構(gòu)件34b的表面中的、構(gòu) 成與非磁性桿電絕緣的部分上設(shè)置有與桿大致相同形狀的凹陷36，通過放入絕緣構(gòu)件35而將桿嵌入該凹陷，從而能夠如圖4(c)所示那樣將桿與端部保持構(gòu)件電絕緣并將桿固定。此外，在實施方式I所示的方法中，能夠?qū)烧咴陔娊^緣的同時固定。非磁性桿32、第一及第二非磁性端部保持構(gòu)件34a、34b的材質(zhì)如實施方式I所示那樣。磁性極片31與非磁性桿32通過非磁性殼體33 —體化，并且，非磁性桿32的一方的端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件34a —體形成或螺釘緊固等牢固地構(gòu)成第一非磁性端部保持構(gòu)件34a上，而且另一方的端部經(jīng)由電絕緣的絕緣構(gòu)件35嵌入第二非磁性端部保持構(gòu)件34b的凹陷36，因此，相對于作用在磁性極片31上的轉(zhuǎn)矩、應力以及離心力等具有大的抗性。非磁性桿32的一方的端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件34a —體形成或螺釘緊固等連接，而另一方的端部與第二非磁性端部保持構(gòu)件34b電絕緣，因此不會將非磁性桿和非磁性端部保持構(gòu)件形成倒流的電流環(huán)路。由此，即使在非磁性桿32中產(chǎn)生交變場，也僅僅在單一的桿內(nèi)產(chǎn)生倒流的小的電流，因此能夠大幅地抑制非磁性桿的渦電流損失。需要說明的是，在圖4中示出了全部的非磁性桿與第一非磁性端部保持構(gòu)件一體形成的示例，但也可以如實施方式2所示那樣將一部的非磁性桿與第一非磁性端部保持構(gòu)件一體形成而將剩下的非磁性桿與第二非磁性端部保持構(gòu)件一體形成，這樣的情況下，通過也在第二非磁性端部保持構(gòu)件34b上設(shè)置凹陷，能夠進一步提高強度?！矊嵤┓绞?〕接下來，利用圖I和圖5對本發(fā)明的第四實施方式進行說明。需要說明的是，本發(fā)明的磁齒輪的剖視圖與圖I相同。圖5是表示實施方式4的非磁性桿與非磁性端部保持構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的圖。如圖5 (a)所示，非磁性桿32的一方的端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件34a —體形成或通過螺釘緊固等手段牢固地構(gòu)成在第一非磁性端部保持構(gòu)件34a上。在非磁性桿32的另一方的端部配置有絕緣構(gòu)件35，圖5(b)所示的第二非磁性端部保持構(gòu)件34b與非磁性桿32之間電絕緣。并且，如圖5(b)所示，在第二非磁性端部保持構(gòu)件34b的表面中的、構(gòu)成與非磁性桿電絕緣的部分設(shè)置有錐形部37，該錐形部37從內(nèi)周側(cè)朝向外周側(cè)逐漸變厚，通過將絕緣構(gòu)件35夾在非磁性桿32與非磁性端部保持構(gòu)件34b之間而嵌入桿，從而如圖5(c)所示，能夠使桿與端部保持構(gòu)件電絕緣并同時相對于作用在桿上的離心力具有抗性。此外，在實施方式I所示的方法中，能夠?qū)烧唠娊^緣并固定。非磁性桿32、第一及第二非磁性端部保持構(gòu)件34a、34b的材質(zhì)如實施方式I所示那樣。磁性極片31與非磁性桿32通過非磁性殼體33 —體化，而且，非磁性桿32的一方的端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件34a —體形成或通過螺釘緊固等手段牢固地構(gòu)成在第 一非磁性端部保持構(gòu)件34a上，并且，另一方的端部經(jīng)由電絕緣的絕緣構(gòu)件35嵌入第二非磁性端部保持構(gòu)件34b的錐形部37，因此相對于作用在磁性極片31上的轉(zhuǎn)矩、應力以及離心力具有大的抗性。非磁性桿32的一方的端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件34a —體形成或通過螺釘緊固等連接，而另一方的端部與第二非磁性端部保持構(gòu)件34b電絕緣，因此不會將非磁性桿與非磁性端部保持構(gòu)件形成倒流的電流環(huán)路。由此，即使在非磁性桿32中產(chǎn)生交變場，也僅僅在單一的桿內(nèi)產(chǎn)生倒流的小的電流，能夠大幅度地抑制非磁性桿的渦電流損失。需要說明的是，在圖5中示出了全部的非磁性桿與第一非磁性端部保持構(gòu)件一體形成的示例，但也可以如實施方式2所示那樣將一部分的非磁性桿與第一非磁性端部保持構(gòu)件一體形成，而將剩下的非磁性桿與第二非磁性端部保持構(gòu)件一體形成，此時，通過在第二非磁性端部保持構(gòu)件34b上也設(shè)置錐形部，能夠進一步提高強度。由此，能夠防止基于旋轉(zhuǎn)時的離心力導致的結(jié)構(gòu)分解。在此，結(jié)構(gòu)分解表示由于旋轉(zhuǎn)離心力導致非磁性桿32、絕緣構(gòu)件35或非磁性端部保持構(gòu)件34b不接觸而分散的狀態(tài)。〔實施方式5〕接下來，利用圖I和圖6對本發(fā)明的第五實施方式進行說明。需要說明的是，本發(fā)明的磁齒輪的剖視圖與圖I相同。圖6是表示實施方式5的非磁性桿與非磁性端部保持構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的圖。如圖6 (a)所示，非磁性桿32的一方的端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件34a —體形成或通過螺釘緊固等手段牢固地構(gòu)成在第一非磁性端部保持構(gòu)件34a上。在非磁性桿32的另一方的端部配置有絕緣構(gòu)件35，圖6(b)所示的第二非磁性端部保持構(gòu)件34b與非磁性桿32之間電絕緣。并且，如圖6(b)所示，在第二非磁性端部保持構(gòu)件34b的表面中的、構(gòu)成與非磁性桿電絕緣的面的最外周部設(shè)置有突起38，在非磁性桿32與非磁性端部保持構(gòu)件34b之間夾著絕緣構(gòu)件35嵌入桿，由此如圖6 (c)所示,能夠使桿與端部保持構(gòu)件電絕緣并且相對于作用在桿上的離心力具有抗性。此外，可以通過實施方式I所示的方法將兩者電絕緣并固定。非磁性桿32、第一及第二非磁性端部保持構(gòu)件34a、34b的材質(zhì)如實施方式I所示那樣。磁性極片31與非磁性桿32通過非磁性殼體33 —體化，并且，非磁性桿32的一方的端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件34a —體形成或通過螺釘緊固等牢固地構(gòu)成在第一非磁性端部保持構(gòu)件34a上，此外，另一方的端部經(jīng)由電絕緣的絕緣構(gòu)件35嵌入第二非磁性端部保持構(gòu)件34b的最外周部的突起38的內(nèi)側(cè)，因此相對于作用在磁性極片31上的轉(zhuǎn)矩、應力以及離心力等具有大的抗性。非磁性桿32的一方的端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件34a —體形成或通過螺釘緊固等連接，另一方的端部與第二非磁性端部保持構(gòu)件34b電絕緣，因此不會將非磁性桿與非磁性端部保持構(gòu)件形成倒流的電流環(huán)路。由此，即使在非磁性桿32中產(chǎn)生交變場，也僅僅在單一的桿內(nèi)產(chǎn)生倒流的小的電流，能夠大幅度地抑制非磁性桿的渦電流損失。需要說明的是，在圖6中示出了全部的非磁性桿與第一非磁性端部保持構(gòu)件一體形成的示例，但也可以如實施方式2那樣將一部的非磁性桿與第一非磁性端部保持構(gòu)件一體形成，將剩下的非磁性桿與第二非磁性端部保持構(gòu)件一體形成，這種情況下，通過在第二非磁性端部保持構(gòu)件34b的最外周部設(shè)置突起，能夠進一步提高強度。通過該突起形狀，比上述實施例4的錐形部結(jié)構(gòu)更能夠可靠地防止因旋轉(zhuǎn)時的離心力導致的結(jié)構(gòu)分解。
〔實施方式6〕接下來，利用圖7對本發(fā)明的第六實施方式進行。圖7是本發(fā)明的實施方式6的磁齒輪的1/4剖視圖。與圖I的不同點在于，在圖I中為圓形的非磁性桿32的截面形狀在圖7中成為具有徑向短而周向長的扁平的長方形的截面形狀的非磁性桿32a。而且，非磁性桿32a構(gòu)成為位于調(diào)制磁極3的外周側(cè)與內(nèi)周側(cè)的中間。通過將非磁性桿32a形成為徑向短而周向長的長方形的截面形狀且構(gòu)成為位于外周側(cè)與內(nèi)周側(cè)的中間位置，從而能夠?qū)⒎谴判詶U的表面配置在最遠離第一永久磁鐵磁場I及第二永久磁鐵磁場2的位置，因此能夠降低在非磁性桿中產(chǎn)生的渦電流損。需要說明的是，非磁性桿32a與非磁性端部保持構(gòu)件的結(jié)構(gòu)通過實施方式I 實施方式5所示的方法等制成。此外，只要將非磁性桿32a的截面形狀形成為徑向短而周向長的扁平形狀，則不局限于長方形，也可以為梯形或橢圓形等，在考慮桿的強度或制造難易度等的基礎(chǔ)上符合設(shè)計思想地制造即可。〔實施方式7〕接下來，利用圖8對本發(fā)明的第七實施方式進行說明。圖8(a)是本發(fā)明的實施方式7的磁齒輪的1/4剖視圖。與圖7的不同點在于，在圖7中為徑向短而周向長的扁平的長方形的截面形狀的非磁性桿32a在圖8(a)中為相反地具有徑向長而周向短的扁平的長方形的截面形狀的非磁性桿32b。而且，非磁性桿32b構(gòu)成為位于相鄰的磁性極片31的中間。通過將非磁性桿32b形成為徑向長而周向短的扁平的長方形的截面形狀，能夠如圖8(b)所示那樣減小渦電流的環(huán)路的面積，因此能夠降低在非磁性桿中產(chǎn)生的渦電流損。此外，通過在相鄰的磁性極片的中間位置構(gòu)成非磁性桿，從而能夠減小貫通非磁性桿的磁通密度，能夠降低在非磁性桿中產(chǎn)生的渦電流損。需要說明的是，非磁性桿32b和非磁性端部保持構(gòu)件的結(jié)構(gòu)通過實施方式I 實施方式5所示的方法等制成。此外，非磁性桿32b的截面形狀只要是徑向長而周向短的扁平的形狀，則不局限于長方形，也可以為梯形或橢圓形等，在考慮桿的強度或制造難易度等的基礎(chǔ)上符合設(shè)計思想地制造即可。〔實施方式8〕接下來，利用圖9對本發(fā)明的第八實施方式進行說明。圖9是本發(fā)明的實施方式8的磁齒輪的1/4剖視圖。與圖7的不同點在于，在圖7中為徑向短而周向長的扁平長方形的截面形狀的非磁性桿32a在圖9中為具有在徑向短而周向長的扁平的長方形的周向兩端部帶有徑向長而周向短的扁平的長方形的、如字母“H”那樣的截面形狀的非磁性桿32c。通過將非磁性桿32c形成為字母“H”那樣的截面形狀，對于在徑向上受到的力和在周向上受到的力中的任一個都能夠以較寬的面來承受，能夠提高調(diào)制磁極3的強度。此夕卜，能夠使非磁性桿的較寬的表面位于最遠離第一永久磁鐵磁場I及第二永久磁鐵磁場2的位置，因此能夠降低在非磁性桿中產(chǎn)生的渦電流損。需要說明的是，非磁性桿32c和非磁性端部保持構(gòu)件的結(jié)構(gòu)通過實施方式I 實施方式5所示的方法等制成。此外，非磁性桿32c的截面形狀也可以不形成為字母“H”形而形成為“I”形等，在考慮桿的強度或制造難易度等的基礎(chǔ)上符合設(shè)計思想地制造即可?！财渌麑嵤┓绞健承枰f明的是，在此前的說明中，使用在旋轉(zhuǎn)軸的外周向具有氣隙的徑向間隙型 磁齒輪進行了說明，但對于其他的形式(例如，在旋轉(zhuǎn)軸的軸向具有氣隙的軸向間隙型或直線驅(qū)動的線型等)也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)。需要說明的是，在上述實施例中說明的磁性齒輪與旋轉(zhuǎn)電機(電動機)也可以一體成形。這種情況下，例如也可以構(gòu)成為在比背承磁軛22靠內(nèi)部的部位設(shè)置定子鐵心，或者在第一永久磁鐵磁場I的外側(cè)設(shè)置定子鐵心。
權(quán)利要求
1.一種磁齒輪裝置，該磁齒輪具備具有多個永久磁鐵磁極的第一永久磁鐵磁場、具有與該第一永久磁鐵磁場極數(shù)不同的多個永久磁鐵磁極的第二永久磁鐵磁場、在所述第一永久磁鐵磁場與所述第二永久磁鐵磁場之間具有多個磁性極片而調(diào)制所述第一永久磁鐵磁場及第二永久磁鐵磁場的極數(shù)的調(diào)制磁極，其特征在于， 在所述多個磁性極片之間具備非磁性桿，所述非磁性桿的一端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件連接，所述非磁性桿的另一端部與第二非磁性端部保持構(gòu)件電絕緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁齒輪裝置，其特征在于， 所述非磁性桿中的大致一半的非磁性桿的一端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件連接，剩下的非磁性桿的一端部與第二非磁性端部保持構(gòu)件連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁齒輪裝置，其特征在于， 在所述非磁性端部保持構(gòu)件的表面中的與所述非磁性桿電絕緣構(gòu)成的部分設(shè)置有與所述非磁性桿的截面形狀大致相同形狀的凹陷，所述非磁性桿經(jīng)由電絕緣的絕緣構(gòu)件而嵌入該凹陷中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁齒輪裝置，其特征在于， 所述非磁性端部保持構(gòu)件的表面中的與所述非磁性桿電絕緣構(gòu)成的部分從內(nèi)周側(cè)朝向外周側(cè)逐漸變厚。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁齒輪裝置，其特征在于， 在所述非磁性端部保持構(gòu)件的表面中的與所述非磁性桿電絕緣構(gòu)成的面的最外周部設(shè)置有突起。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁齒輪裝置，其特征在于， 所述非磁性桿的從所述第一永久磁鐵磁場側(cè)朝向所述第二永久磁鐵磁場側(cè)的長度比所述磁性極片的從所述第一永久磁鐵磁場側(cè)朝向所述第二永久磁鐵磁場側(cè)的長度短， 所述非磁性桿配置在所述第一永久磁鐵磁場與所述第二永久磁鐵磁場之間的大致中間位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁齒輪裝置，其特征在于， 所述非磁性桿的從所接近的一磁性極片側(cè)朝向所接近的另一磁性極片側(cè)的長度比所述兩磁性極片間的長度短，所述非磁性桿配置在所述一磁性極片與所述另一磁性極片之間的大致中間位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁齒輪裝置，其特征在于， 所述非磁性桿的截面形狀形成為字母“H”或“I”的形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁齒輪裝置，其特征在于， 所述非磁性桿與所述磁性極片由樹脂模制而一體構(gòu)成。
10.一種旋轉(zhuǎn)電機，其與權(quán)利要求I所述的磁齒輪裝置一體成形。
11.一種磁齒輪裝置,該磁齒輪具備具有多個永久磁鐵磁極的第一永久磁鐵磁場、具有與該第一永久磁鐵磁場極數(shù)不同的多個永久磁鐵磁極的第二永久磁鐵磁場、在所述第一永久磁鐵磁場與所述第二永久磁鐵磁場之間具有多個磁性極片而調(diào)制所述第一永久磁鐵磁場及第二永久磁鐵磁場的極數(shù)的調(diào)制磁極，其特征在于， 在所述多個磁性極片之間具備非磁性桿， 所述非磁性桿的一端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件連接，所述非磁性桿的另一端部與第二非磁性端部保持構(gòu)件電絕緣構(gòu)成， 所述磁齒輪裝置具備防止所述第二非磁性端部保持構(gòu)件因旋轉(zhuǎn)離心力而結(jié)構(gòu)分解的機構(gòu)。
12.—種磁齒輪裝置,該磁齒輪具備具有多個永久磁鐵磁極的第一永久磁鐵磁場、具有與該第一永久磁鐵磁場極數(shù)不同的多個永久磁鐵磁極的第二永久磁鐵磁場、在所述第一永久磁鐵磁場與所述第二永久磁鐵磁場之間具有多個磁性極片而調(diào)制所述第一永久磁鐵磁場及第二永久磁鐵磁場的極數(shù)的調(diào)制磁極，其特征在于， 在所述多個磁性極片之間具備非磁性桿， 所述非磁性桿的一端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件連接， 所述非磁性桿的另一端部不與第二非磁性端部保持構(gòu)件連接， 所述第二非磁性端部保持構(gòu)件構(gòu)成為電絕緣， 所述非磁性桿配置在所述第一永久磁鐵磁場與所述第二永久磁鐵磁場之間的大致中間位置， 所述非磁性桿的從所述第一永久磁鐵磁場側(cè)朝向所述第二永久磁鐵磁場側(cè)的長度與所述磁性極片的從所述第一永久磁鐵磁場側(cè)朝向所述第二永久磁鐵磁場側(cè)的長度不同。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種在不使轉(zhuǎn)矩傳遞特性降低的情況下提高磁性極片的強度并能夠降低損失的磁齒輪。為了實現(xiàn)上述目的，例如，磁齒輪具備具有多個永久磁鐵磁極的第一永久磁鐵磁場、具有與該第一永久磁鐵磁場極數(shù)不同的多個永久磁鐵磁極的第二永久磁鐵磁場、在所述第一永久磁鐵磁場與所述第二永久磁鐵磁場之間具有多個磁性極片而調(diào)制所述第一永久磁鐵磁場及第二永久磁鐵磁場的極數(shù)的調(diào)制磁極，在該磁齒輪中，在所述多個磁性極片之間具備非磁性桿，所述非磁性桿的一端部與第一非磁性端部保持構(gòu)件連接，所述非磁性桿的另一端部與第二非磁性端部保持構(gòu)件電絕緣。
文檔編號H02K49/10GK102624194SQ20121002006
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者中津川潤之介, 巖崎則久, 床井博洋, 森田裕, 榎本裕治 申請人:株式會社日立制作所