特許 7526875 磁気変調リンク構造、磁気歯車アセンブリ及び複合モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-24

(45)【発行日】2024-08-01

(54)【発明の名称】磁気変調リンク構造、磁気歯車アセンブリ及び複合モータ

(51)【国際特許分類】

   F16H 49/00 20060101AFI20240725BHJP

   H02K 7/10 20060101ALI20240725BHJP

【ＦＩ】

F16H49/00 A

H02K7/10 A

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2023509412

(86)(22)【出願日】2021-07-30

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-14

(86)【国際出願番号】 CN2021109495

(87)【国際公開番号】W WO2022110866

(87)【国際公開日】2022-06-02

【審査請求日】2023-03-03

(31)【優先権主張番号】202011376814.7

(32)【優先日】2020-11-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】512306405

【氏名又は名称】グリー エレクトリック アプライアンシーズ インク オブ ズーハイ

【氏名又は名称原語表記】ＧＲＥＥ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＡＰＰＬＩＡＮＣＥＳ， ＩＮＣ． ＯＦ ＺＨＵＨＡＩ

【住所又は居所原語表記】Ｑｉａｎｓｈａｎ Ｊｉｎｊｉ Ｗｅｓｔ Ｒｏａｄ，Ｚｈｕｈａｉ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ， ５１９０７０， Ｐ．Ｒ． ＣＨＩＮＡ

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】胡 余生

(72)【発明者】

【氏名】陳 彬

(72)【発明者】

【氏名】馬 暁皓

(72)【発明者】

【氏名】李 権鋒

(72)【発明者】

【氏名】桂 鵬千

【審査官】藤村 聖子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１５５２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０７１９６４８４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ４９／００

Ｈ０２Ｋ ７／１０

Ｈ０２Ｋ ４９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気変調リンク構造であって、
複数の変調ユニット（４１）と、複数の接続部と、を含み、前記接続部を介して隣接する２つずつの前記変調ユニット（４１）を接続することにより形成され、第１回転子構造（１０）と第２回転子構造（３０）とにより囲まれた環状隙間（１００）内に設けられるように構成され、
前記変調ユニット（４１）の前記第１回転子構造（１０）に面する側に凹溝構造（４１１）が形成され、前記凹溝構造（４１１）の両側のそれぞれに弧状シュー部（４１２）が形成され、前記弧状シュー部（４１２）の前記第２回転子構造（３０）に面する縁部は、前記弧状シュー部（４１２）の内部を通る磁力線に平行となるように、円弧状輪郭線（４１２１）を有する、ことを特徴とする磁気変調リンク構造。

【請求項2】

各前記変調ユニット（４１）はいずれも対向して設けられる第１側と第２側を有し、隣接する２つの前記変調ユニット（４１）のうち一方の前記変調ユニット（４１）の第１側にある前記弧状シュー部（４１２）と、他方の前記変調ユニット（４１）の第２側にある前記弧状シュー部（４１２）とは同一の前記接続部に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の磁気変調リンク構造。

【請求項3】

前記接続部は透磁材料から製造され、同一の前記接続部に接続される隣接する２つの前記弧状シュー部（４１２）と前記接続部とにより磁気ブリッジ構造が形成され、且つ前記弧状シュー部（４１２）の前記接続部から離れた一端は前記磁気ブリッジ構造のブリッジヘッド、前記接続部は前記磁気ブリッジ構造のブリッジコアとなる、ことを特徴とする請求項２に記載の磁気変調リンク構造。

【請求項4】

前記磁気ブリッジ構造のブリッジヘッドの厚さはｔ１、前記変調ユニット（４１）の外周面から前記弧状シュー部（４１２）のシュー底部までの厚さはｔ２とされ、且つ前記ｔ１と前記ｔ２は、０．２５≦ｔ１／ｔ２≦０．３を満たす、ことを特徴とする請求項３に記載の磁気変調リンク構造。

【請求項5】

前記磁気ブリッジ構造のブリッジコアの厚さはｔ３とされ、且つ前記ｔ３はｔ３≦０．５ｍｍを満たす、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の磁気変調リンク構造。

【請求項6】

前記凹溝構造（４１１）の溝壁面は曲率半径をｒ１とする第１円弧面であり、前記弧状シュー部（４１２）の前記第２回転子構造（３０）に面する側の表面と、前記接続部の前記第２回転子構造（３０）に面する側の表面とが滑らかに移行するように設けられ、円弧移行面が形成され、且つ前記円弧移行面は前記弧状シュー部（４１２）の内部を通る磁力線に平行に設けられるように前記円弧状輪郭線（４１２１）を有し、前記円弧移行面の曲率半径がｒ２であり、且つ前記ｒ１と前記ｒ２はｒ２＝５×ｒ１を満たす、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の磁気変調リンク構造。

【請求項7】

各前記変調ユニット（４１）の第１側と第２側がなす角はａ１、隣接する２つの前記変調ユニット（４１）のうち一方の前記変調ユニット（４１）の第１側と他方の前記変調ユニット（４１）の第１側がなす角はａ２とされ、且つ前記ａ１と前記ａ２は０．４≦ａ１／ａ２≦０．５を満たし、且つ前記ｒ１と前記ａ１は０．２≦ｒ１／ａ１≦０．３を満たす、ことを特徴とする請求項６に記載の磁気変調リンク構造。

【請求項8】

前記接続部は非透磁性材料から製造され、前記弧状シュー部（４１２）の前記接続部から離れた一端の厚さはｔ４、前記変調ユニット（４１）の外周面から前記弧状シュー部（４１２）のシュー底部までの厚さはｔ５とされ、且つ前記ｔ４と前記ｔ５は０．２５≦ｔ４／ｔ５≦０．３を満たす、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気変調リンク構造。

【請求項9】

前記弧状シュー部（４１２）のシュー表面は曲率半径をｒ３とする第２円弧面であり、前記凹溝構造（４１１）の溝壁面は曲率半径をｒ４とする第３円弧面であり、且つ前記ｒ３と前記ｒ４は、ｒ３＝４×ｒ４を満たす、ことを特徴とする請求項８に記載の磁気変調リンク構造。

【請求項10】

各前記変調ユニット（４１）はいずれも対向して設けられる第１側と第２側を有し、各前記変調ユニット（４１）の第１側と第２側がなす角はａ３、各前記変調ユニット（４１）の２つの弧状シュー部（４１２）のシューヘッドがなす角はａ４とされ、且つ前記ａ３と前記ａ４は０．５≦ａ３／ａ４≦０．６を満たし、且つ前記ｒ４と前記ａ３は０．２≦ｒ４／ａ３≦０．３を満たす、ことを特徴とする請求項９に記載の磁気変調リンク構造。

【請求項11】

前記接続部と前記変調ユニット（４１）は一体成形される、ことを特徴とする請求項３に記載の磁気変調リンク構造。

【請求項12】

磁気歯車アセンブリであって、
回転軸構造（２０）の外周側に外嵌され、外周面に第１磁性素子（１１）が設けられるように構成される第１回転子構造（１０）と、
前記第１回転子構造（１０）の外周側に外嵌され、内周面に第２磁性素子（３１）が設けられる第２回転子構造（３０）と、
前記第１磁性素子（１１）と前記第２磁性素子（３１）とにより囲まれた環状隙間（１００）内に設けられ、請求項１～４のいずれか１項に記載の磁気変調リンク構造である磁気変調リンク構造（４０）と、を含む、ことを特徴とする磁気歯車アセンブリ。

【請求項13】

前記第１回転子構造（１０）の回転数が前記磁気変調リンク構造（４０）の回転数よりも大きく、前記第２回転子構造（３０）の回転数が零である、ことを特徴とする請求項１２に記載の磁気歯車アセンブリ。

【請求項14】

前記磁気変調リンク構造（４０）と前記第１磁性素子（１１）は隙間を空けて設けられ、且つ前記磁気変調リンク構造（４０）と前記第２磁性素子（３１）は隙間を空けて設けられる、ことを特徴とする請求項１２に記載の磁気歯車アセンブリ。

【請求項15】

前記第１磁性素子（１１）は複数であり、複数の前記第１磁性素子（１１）は前記第１回転子構造（１０）の周方向に間隔を空けて設けられ、及び／又は第２磁性素子（３１）は複数であり、複数の前記第２磁性素子（３１）は前記第２回転子構造（３０）の周方向に間隔を空けて設けられる、ことを特徴とする請求項１２に記載の磁気歯車アセンブリ。

【請求項16】

請求項１２に記載の前記磁気歯車アセンブリを含む、ことを特徴とする複合モータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、非接触式伝動装置の技術分野に関し、具体的には、磁気変調リンク構造、磁気歯車アセンブリ及び複合モータに関する。

【0002】

本開示は、出願番号が２０２０１１３７６８１４．７、出願日が２０２０年１１月３０日、発明の名称が「磁気変調リンク構造、磁気歯車アセンブリ及び複合モータ」である中国特許出願を基にして、その優先権を主張しており、以下に、当該中国特許出願の開示内容全体が本開示に組み込まれている。

【背景技術】

【0003】

磁気歯車アセンブリは、一般に、内回転子、磁気変調リング、及び外回転子を含み、そのうち、内回転子の外周面と外回転子の内周面のいずれにも永久磁石が設けられている。磁気変調リングは複数の鉄心を等間隔に組み立てて環状構造となるが、従来の磁気変調リングでの鉄心が略矩形構造であり、略矩形構造の磁気変調リングの磁場変調作用には限りがある。しかも鉄心間での磁束漏れが深刻であり、その結果として磁気歯車アセンブリの出力トルクが低下してしまう。また、磁気変調リングの加工製作過程において、隣接する２つの略矩形の鉄心の間に接続の役割を果たす磁気ブリッジを追加する必要があるが、上記の磁気ブリッジはその構造が合理的でないため、磁束漏れの程度が深刻であり、磁気歯車アセンブリの出力トルクの更なる低下を招くことになる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示の主な目的は、従来技術における、磁気変調リンクでの鉄心が略矩形構造であり、略矩形構造の磁気変調リンクの磁場変調作用に限りがあり、しかも鉄心間での磁束漏れが深刻であり、その結果として磁気歯車アセンブリの出力トルクが低下してしまうという問題を解決する磁気変調リンク構造、磁気歯車アセンブリ及び複合モータを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の目的を実現するために、本開示の一態様によれば、複数の変調ユニットと、複数の接続部と、を含み、接続部を介して隣接する２つずつの変調ユニットを接続することにより形成され、第１回転子構造と第２回転子構造とにより囲まれた環状隙間内に設けられ、
変調ユニットの第１回転子構造に面する側に凹溝構造が形成され、凹溝構造の両側のそれぞれに弧状シュー部が形成され、前記弧状シュー部の前記第２回転子構造に面する縁部は、前記弧状シュー部（４１２）の内部を通る磁力線に平行となるように、円弧状輪郭線を有する磁気変調リンク構造を提供する。

【0006】

いくつかの実施例では、隣接する弧状シュー部は接続部を介して接続される。

【0007】

いくつかの実施例では、接続部は透磁材料から製造され、隣接する２つの弧状シュー部と接続部とにより磁気ブリッジ構造が形成され、且つ弧状シュー部の接続部から離れた一端は磁気ブリッジ構造のブリッジヘッド、接続部は磁気ブリッジ構造のブリッジコアとなる。

【0008】

いくつかの実施例では、磁気ブリッジ構造のブリッジヘッドの厚さはｔ１、変調ユニットの外周面から弧状シュー部のシュー底部までの厚さはｔ２とされ、且つｔ１とｔ２は０．２５≦ｔ１／ｔ２≦０．３を満たす。

【0009】

いくつかの実施例では、磁気ブリッジ構造のブリッジコアの厚さはｔ３とされ、且つｔ３はｔ３≦０．５ｍｍを満たす。

【0010】

いくつかの実施例では、凹溝構造の溝壁面は曲率半径をｒ１とする第１円弧面であり、弧状シュー部の第２回転子構造に面する側の表面と、接続部の第２回転子構造に面する側の表面とが滑らかに移行するように設けられ、円弧移行面が形成され、且つ円弧移行面の円弧状輪郭線が円弧移行面の内部を通る磁力線に平行に設けられ、円弧移行面の曲率半径がｒ２であり、且つｒ１とｒ２はｒ２＝５×ｒ１を満たす。

【0011】

いくつかの実施例では、各変調ユニットはいずれも対向して設けられる第１側と第２側を有し、各変調ユニットの第１側と第２側がなす角はａ１、隣接する２つの変調ユニットのうち一方の変調ユニットの第１側と他方の変調ユニットの第１側がなす角はａ２とされ、且つａ１とａ２は０．４≦ａ１／ａ２≦０．５を満たし、且つｒ１とａ１は０．２≦ｒ１／ａ１≦０．３を満たす。

【0012】

いくつかの実施例では、接続部は非透磁性材料から製造され、弧状シュー部の接続部から離れた一端の厚さはｔ４、変調ユニットの外周面から弧状シュー部のシュー底部までの厚さはｔ５とされ、且つｔ４とｔ５は０．２５≦ｔ４／ｔ５≦０．３を満たす。

【0013】

いくつかの実施例では、弧状シュー部のシュー表面は曲率半径をｒ３とする第２円弧面であり、凹溝構造の溝壁面は曲率半径をｒ４とする第３円弧面であり、且つｒ３とｒ４はｒ３＝４×ｒ４を満たす。

【0014】

いくつかの実施例では、各変調ユニットはいずれも対向して設けられる第１側と第２側を有し、各変調ユニットの第１側と第２側がなす角はａ３、各変調ユニットの２つの弧状シュー部のシューヘッドがなす角はａ４とされ、且つａ３とａ４は０．５≦ａ３／ａ４≦０．６を満たし、且つｒ４とａ３は０．２≦ｒ４／ａ３≦０．３を満たす。

【0015】

いくつかの実施例では、接続部と変調ユニットは一体成形される。

【0016】

本開示の別の態様によれば、回転軸構造の外周側に外嵌され、外周面に第１磁性素子が設けられる第１回転子構造と、第１回転子構造の外周側に外嵌され、内周面に第２磁性素子が設けられる第２回転子構造と、第１磁性素子と第２磁性素子とにより囲まれた環状隙間内に設けられ、上記の磁気変調リンク構造である磁気変調リンク構造と、を含む磁気歯車アセンブリを提供する。

【0017】

いくつかの実施例では、第１回転子構造の回転数が磁気変調リンク構造の回転数よりも大きく、第２回転子構造の回転数が零である。

【0018】

いくつかの実施例では、磁気変調リンク構造と第１磁性素子は隙間を空けて設けられ、且つ磁気変調リンク構造と第２磁性素子は隙間を空けて設けられる。

【0019】

いくつかの実施例では、第１磁性素子は複数であり、複数の第１磁性素子は第１回転子構造の周方向に間隔を空けて設けられ、及び／又は第２磁性素子は複数であり、複数の第２磁性素子は第２回転子構造の周方向に間隔を空けて設けられる。

【0020】

本開示の別の態様によれば、磁気歯車アセンブリを含む複合モータであって、磁気歯車アセンブリは上記の磁気歯車アセンブリである複合モータを提供する。

【発明の効果】

【0021】

本発明の技術的解決手段によれば、変調ユニットに凹溝構造と２つの弧状シュー部を付与するように変調ユニットの構造を変更することによって、磁気歯車アセンブリの運転中、凹溝構造は変調ユニットの間での磁束密度高調波の変化の度合を効果的に低下させることができ、それにより渦電流損を可能な限り減少させ、また、弧状シュー部の内部を通る磁力線に可能な限り平行となるように弧状シュー部の縁部が円弧状輪郭線を有することによって、可能な限り多くの磁力線がスムーズに通過することを確保し、隣接する２つの変調ユニット間での磁束漏れを効果的に低下させ、それにより磁気歯車アセンブリの出力トルクを大幅に向上させる。

【0022】

本開示の一部となる明細書の図面は本開示をさらに理解するために提供されるものであり、本開示の例示的な実施例及びその説明は本開示を解釈するものであり、本開示を不適に限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本開示に係る任意選択的な実施例の磁気歯車アセンブリが回転軸構造に取り付けられたときの構造概略図を示す。

【図2】図１における磁気歯車アセンブリの磁気変調リンク構造の概略図を示し、該図においては、接続部と変調ユニットが一体成形されている。

【図3】図１における磁気歯車アセンブリの磁気変調リンク構造の概略図を示し、該図においては、非透磁材料から製造される接続部が省略されている。

【図4】図１における磁気歯車アセンブリの出力トルクのｔ１／ｔ２に伴う変化の曲線を示す。

【図5】図１における磁気歯車アセンブリの出力トルクのａ１／ａ２に伴う変化の曲線を示す。

【図6】図１における磁気歯車アセンブリの渦電流損のｒ１／ａ１に伴う変化の曲線を示す。

【図7】図１における磁気歯車アセンブリの出力トルクのｒ１／ａ１に伴う変化の曲線を示す。

【図8】本開示に係る任意選択的な実施例の磁気ブリッジ構造と従来の磁気ブリッジ構造の出力トルクの比較図を示す。

【図9】本開示に係る任意選択的な実施例の磁気歯車アセンブリの磁力線の磁気変調リンク構造における分布を示す。

【図10】インナーエアギャップでの径方向磁束密度高調波の分布の比較を示す。

【図11】インナーエアギャップでの接線方向磁束密度高調波の分布の比較を示す。

【図12】本開示に係る任意選択的な実施例の磁気変調リンク構造と従来の磁気変調リンク構造の出力トルクの比較図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下では、本開示の実施例における技術的解決手段について、本開示の実施例における図面を参照しつつ明確かつ十分に説明するが、もちろん、説明される実施例は本開示の一部の実施例にすぎず、全ての実施例ではない。実際には、以下の少なくとも１つの例示的な実施例の説明は単に例示的なものであり、本開示及びその適用又は使用のいかなる制限としても決して用いられない。本開示の実施例に基づいて、当業者が創造的な労働を行わないことを前提として取得した他のすべての実施例は、本開示の特許範囲に属する。

【0025】

従来技術における、磁気変調リンクでの鉄心が略矩形構造であり、略矩形構造の磁気変調リンクの磁場変調作用に限りがあり、しかも鉄心間での磁束漏れが深刻であり、磁気歯車アセンブリの出力トルクが低下してしまうという問題を解決し、本開示は、磁気変調リンク構造、磁気歯車アセンブリ及び複合モータを提供し、複合モータは磁気歯車アセンブリを含み、磁気歯車アセンブリは上記磁気歯車アセンブリ及び下記の磁気歯車アセンブリである。

【0026】

図１に示すように、磁気歯車アセンブリは、第１回転子構造１０と、第２回転子構造３０と、磁気変調リンク構造４０と、を含み、第１回転子構造１０は回転軸構造２０の外周側に外嵌され、第１回転子構造１０の外周面に第１磁性素子１１が設けられ、第２回転子構造３０は第１回転子構造１０の外周側に外嵌され、第２回転子構造３０の内周面に第２磁性素子３１が設けられ、磁気変調リンク構造４０は第１磁性素子１１と第２磁性素子３１とにより囲まれた環状隙間１００内に設けられ、磁気変調リンク構造４０は上記磁気変調リンク構造及び下記磁気変調リンク構造である。

【0027】

なお、本開示の実施例では、第１回転子構造１０の回転数が磁気変調リンク構造４０の回転数よりも大きく、第２回転子構造３０の回転数が零である。

【0028】

なお、本開示の実施例では、磁気変調リンク構造４０と第１磁性素子１１は隙間を空けて設けられ、且つ磁気変調リンク構造４０と第２磁性素子３１は隙間を空けて設けられる。このようにして、磁気歯車アセンブリが非接触式のトルク伝達を実現することが確保される。

【0029】

図１に示すように、第１磁性素子１１は複数であり、複数の第１磁性素子１１は第１回転子構造１０の周方向に間隔を空けて設けられ、及び／又は第２磁性素子３１は複数であり、複数の第２磁性素子３１は第２回転子構造３０の周方向に間隔を空けて設けられる。

【実施例1】

【0030】

図２に示すように、磁気変調リンク構造は、複数の変調ユニット４１を含み、接続部を介して隣接する２つの変調ユニット４１を接続することにより形成され、第１回転子構造１０と第２回転子構造３０とにより囲まれた環状隙間１００内に設けられ、変調ユニット４１の第１回転子構造１０に面する側に凹溝構造４１１が形成され、凹溝構造４１１の両側のそれぞれに弧状シュー部４１２が形成される。

【0031】

変調ユニット４１に凹溝構造４１１と２つの弧状シュー部４１２を付与するように変調ユニット４１の構造を変更することによって、磁気歯車アセンブリの運転中、凹溝構造４１１は変調ユニット４１の間での磁束密度高調波の変化の度合を効果的に低下させることができ、それにより渦電流損を可能な限り減少させ、また、弧状シュー部４１２の内部を通る磁力線に可能な限り平行となるように弧状シュー部４１２の縁部が円弧状輪郭線４１２１を有することによって、可能な限り多くの磁力線がスムーズに通過することを確保し、隣接する２つの変調ユニット４１の間での磁束漏れを効果的に低下させ、それにより磁気歯車アセンブリの出力トルクを大幅に向上させる。

【0032】

なお、本実施例では、磁気変調リンク構造の加工製造の難度を低減させるために、任意選択的に、隣接する弧状シュー部４１２は接続部を介して接続される。また、接続部と変調ユニット４１は一体成形される。このようにして、後続の磁気変調リンク構造の積層成形が確保される。

【0033】

図２に示すように、接続部は透磁材料から製造され、隣接する２つの弧状シュー部４１２と接続部により磁気ブリッジ構造が形成され、且つ弧状シュー部４１２の接続部から離れた一端は磁気ブリッジ構造のブリッジヘッド、接続部は磁気ブリッジ構造のブリッジコアとなる。磁気ブリッジ構造のブリッジヘッドの厚さはｔ１、変調ユニット４１の外周面から弧状シュー部４１２のシュー底部までの厚さはｔ２とされ、且つｔ１とｔ２は０．２５≦ｔ１／ｔ２≦０．３を満たす。このようにして、ブリッジヘッドの厚さｔ１と変調ユニット４１の外周面から弧状シュー部４１２のシュー底部までの厚さｔ２との比を最適化することによって、ブリッジヘッドの厚さｔ１と変調ユニット４１の外周面から弧状シュー部４１２のシュー底部までの厚さｔ２との比が小さすぎるため、磁力線をうまくガイドできないことを回避し、また、ブリッジヘッドの厚さｔ１と変調ユニット４１の外周面から弧状シュー部４１２のシュー底部までの厚さｔ２との比が大きすぎるため、磁束漏れが生じることを回避できる。

【0034】

図２に示すように、磁気ブリッジ構造のブリッジコアの厚さはｔ３とされ、且つｔ３はｔ３≦０．５ｍｍを満たす。このようにして、磁気ブリッジ構造のブリッジコアが厚すぎるため深刻な磁束漏れが生じることを回避できる。

【0035】

図２に示すように、凹溝構造４１１の溝壁面は曲率半径をｒ１とする第１円弧面であり、弧状シュー部４１２の第２回転子構造３０に面する側の表面と、接続部の第２回転子構造３０に面する側の表面とが滑らかに移行するように設けられ、円弧移行面が形成され、且つ円弧移行面の円弧状輪郭線４１２１は円弧移行面の内部を通る磁力線に平行に設けられ、円弧移行面の曲率半径がｒ２であり、且つｒ１とｒ２はｒ２＝５×ｒ１を満たす。このようにして、可能な限り多くの磁力線が磁気ブリッジ構造をスムーズに通過することを確保し、磁束漏れを可能な限り減少させる。

【0036】

図２に示すように、各変調ユニット４１はいずれも対向して設けられる第１側と第２側を有し、各変調ユニット４１の第１側と第２側がなす角はａ１、隣接する２つの変調ユニット４１のうち一方の変調ユニット４１の第１側と他方の変調ユニット４１の第１側がなす角はａ２とされ、且つａ１とａ２は０．４≦ａ１／ａ２≦０．５を満たし、且つｒ１とａ１は０．２≦ｒ１／ａ１≦０．３を満たす。このようにして、変調ユニット４１の密度が高すぎるため磁力線をガイドできないことを回避できる。

【実施例2】

【0037】

本実施例では、実施例１との相違点は以下のとおりである。図３に示すように、接続部は非透磁性材料から製造され、弧状シュー部４１２の接続部から離れた一端の厚さはｔ４、変調ユニット４１の外周面から弧状シュー部４１２のシュー底部までの厚さはｔ５とされ、且つｔ４とｔ５は０．２５≦ｔ４／ｔ５≦０．３を満たす。このようにして、磁気ブリッジ構造の存在による磁束漏れを可能な限り減少させることに有利であり、それにより磁気歯車アセンブリの出力トルクを可能な限り大きくすることを確保する。

【0038】

なお、本実施例では、各変調ユニット４１を接続して磁気変調リンク構造を形成することを容易にするために、非透磁材料から製造された接続部を介して各変調ユニット４１を接続することによって、後続の積層成形に有利でありながら、磁気変調リンク構造を取り付けやすくする。

【0039】

図３に示すように、弧状シュー部４１２のシュー表面は曲率半径をｒ３とする第２円弧面であり、凹溝構造４１１の溝壁面は曲率半径をｒ４とする第３円弧面であり、且つｒ３とｒ４はｒ３＝４×ｒ４を満たす。このようにして、弧状シュー部４１２が磁力線を可能な限りガイドすることを確保し、それにより磁力線が弧状シュー部４１２をスムーズに通過することを確保する。

【0040】

図３に示すように、各変調ユニット４１はいずれも対向して設けられる第１側と第２側を有し、各変調ユニット４１の第１側と第２側がなす角はａ３、各変調ユニット４１の２つの弧状シュー部４１２のシューヘッドがなす角はａ４とされ、且つａ３とａ４は０．５≦ａ３／ａ４≦０．６を満たし、且つｒ４とａ３は０．２≦ｒ４／ａ３≦０．３を満たす。このようにして、磁力線が弧状シュー部４１２をスムーズに通過することを確保し、それにより磁束漏れを可能な限り減少させ、さらに磁気歯車アセンブリの出力トルクを向上させる。

【0041】

なお、本開示の実施例では、各変調ユニット４１はいずれも対向して設けられる第１側と第２側を有し、第１側及び第２側は磁気変調リンク構造の反時計回り方向において定義されてもよく、磁気変調リンク構造の時計回り方向において定義されてもよい。

【0042】

図４には、磁気歯車アセンブリの出力トルクのｔ１／ｔ２に伴う変化の曲線が示されている。図４から分かるように、ｔ１／ｔ２＝０．２の場合、磁気歯車アセンブリの出力トルクはピークとなり、約５１Ｎｍであり、ｔ１／ｔ２＜０．２の場合、磁気歯車アセンブリの出力トルクはｔ１／ｔ２の比の増大につれて増大し、ｔ１／ｔ２＞０．２の場合、磁気歯車アセンブリの出力トルクはｔ１／ｔ２の比の増大につれて減少する。

【0043】

図５には、磁気歯車アセンブリの出力トルクのａ１／ａ２に伴う変化の曲線が示されている。図５から分かるように、ａ１／ａ２＜０．４の場合、磁気歯車アセンブリの出力トルクはａ１／ａ２の比の増大につれて増大し、０．４≦ａ１／ａ２≦０．６の場合、磁気歯車アセンブリの出力トルクのａ１／ａ２に伴う変化の曲線は基本的になだらかであり、ａ１／ａ２＞０．６の場合、磁気歯車アセンブリの出力トルクはａ１／ａ２の比の増大につれて減少する。

【0044】

図６には、磁気歯車アセンブリの渦電流損のｒ１／ａ１に伴う変化の曲線が示されている。図６から分かるように、ｒ１／ａ１＝６の場合、磁気歯車アセンブリの渦電流損は最低であり、ｒ１／ａ１＜６の場合、磁気歯車アセンブリの渦電流損はｒ１／ａ１の比の増大につれて減少し、ｒ１／ａ１＞６の場合、磁気歯車アセンブリの渦電流損はｒ１／ａ１の比の増大につれて増大する傾向にある。

【0045】

図７には、磁気歯車アセンブリの出力トルクのｒ１／ａ１に伴う変化の曲線が示されている。図７から分かるように、ｒ１／ａ１≦０．３の場合、磁気歯車アセンブリの出力トルクはｒ１／ａ１の比の増大につれてなだらかに減少する傾向にあり、ｒ１／ａ１＞０．３の場合、磁気歯車アセンブリの出力トルクはｒ１／ａ１の比の増大につれて素早く減少する傾向にあり、且つ後者の傾きが前者の傾きよりも大きい。

【0046】

図８には、実施例１の磁気ブリッジ構造と従来の磁気ブリッジ構造の出力トルクの比較図が示されている。図８から分かるように、本開示に係る磁気ブリッジによる接続方式は、磁気歯車アセンブリが従来の磁気ブリッジによる接続方式を用いた磁気歯車アセンブリよりも大きな出力トルクを出力することを確保できる。

【0047】

図９には、実施例１の磁気歯車アセンブリの磁力線の、磁気変調リンク構造における分布が示されている。図９においては、Ａは磁力線を示す。

【0048】

図１０には、インナーエアギャップでの径方向磁束密度高調波の分布の比較が示されている。

【0049】

図１１には、インナーエアギャップでの接線方向磁束密度高調波の分布の比較が示されている。

【0050】

図１２には、実施例１の磁気変調リンク構造と従来の磁気変調リンク構造の出力トルクの比較図が示されている。本開示に係る磁気変調リンク構造は、磁気歯車アセンブリが従来の磁気変調リンク構造の磁気歯車アセンブリよりも大きな出力トルクを出力することを確保できる。

【0051】

なお、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためにのみ使用されるものであり、本開示に係る例示的な実施形態を限定することを意図していない。本明細書で使用される場合、単数形はまた、文脈で別途明示的に指摘されない限り、複数形も含むことを意図しており、また、「包含する」及び／又は「含む」という用語が本明細書で使用される場合、特徴、ステップ、動作、デバイス、アセンブリ、及び／又はそれらの組み合わせの存在を示すことも理解されるべきである。

【0052】

特に断らない限り、これらの実施例に説明される部品及びステップの相対的な配置、数値式及び数値は、本開示の範囲を制限しない。一方、図面に示された各部分の寸法は、説明を容易にするために、実際の比例関係に基づいて描かれていないことが理解されるべきである。当業者に知られている技術、方法及び装置については、詳細な検討は行われないかもしれないが、適切な場合には、述べた技術、方法及び装置は、特許される明細書の一部とみなされるべきである。本明細書に示され、検討されているすべての例において、任意の具体値は、限定としてではなく、単なる例示的なものとして解釈されるべきである。したがって、例示的な実施例の他の例は、異なる値を有することが可能である。なお、以下の図面において、類似の符号及び文字が類似の項目を示しているので、ある項目が１つの図面で定義されれば、それ以降の図面では、それについてさらに検討する必要はない。

【0053】

説明を容易にするために、ここでは、図に示されているような１つのデバイス又は特徴と他のデバイス又は特徴との空間的位置関係を説明するために、「・・・上にある」、「・・・上方にある」、「・・・上面にある」、「上の」のような空間的相対用語を使用することができる。なお、空間相対用語は、図に記載されたデバイスの方向に加えて、使用又は動作における異なる方向を含むことを意図している。例えば、図面におけるデバイスを反転した場合、「他のデバイス又は構造の上方」又は「他のデバイス又は構造の上」と記載されているデバイスは、それ以降、「他のデバイス又は構造の下方」又は「他のデバイス又は構造の下」と位置づけられる。したがって、例示的な用語「・・・上方にある」は、「・・・上方にある」及び「・・・下方にある」という２つの方向を含むことができる。このデバイスはまた、他の異なる方法で（９０度回転又は他の向きで）位置決めされてもよく、ここで使用される空間相対説明について適切に説明されてもよい。

【0054】

なお、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためにのみ使用されるものであり、本開示に係る例示的な実施形態を限定することを意図していない。本明細書で使用されるように、単数形は、文脈で別途明示的に指摘されない限り、複数形も含むことを意図しており、また、「包含する」及び／又は「含む」という用語が本明細書で使用される場合、特徴、ステップ、動作、デバイス、アセンブリ、及び／又はそれらの組み合わせの存在を示すことも理解されるべきである。

【0055】

なお、本開示の明細書、特許請求の範囲、及び上記の図面における用語「第１」、「第２」などは、特定の順序又は優先順位を記述するために使用されるのではなく、類似の対象を区別するために使用される。このように使用されるデータは、本明細書に説明される本開示の実施形態が、本明細書に図示又は説明されるもの以外の順序で実施されることを可能にするために、適宜交換されてもよいことが理解されるべきである。

【0056】

以上は、本開示の好ましい実施例にすぎず、本開示を限定するものではなく、本開示は、当業者にとって様々な変更及び変更が可能である。本開示の精神及び原則を逸脱することなく行われるいかなる補正、均等置換や改良などは、いずれも本開示の特許範囲に含まれるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】