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JP7561669B2 - Magnetic geared motor and method of manufacturing the same - Google Patents

Magnetic geared motor and method of manufacturing the same Download PDF

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JP7561669B2
JP7561669B2 JP2021051530A JP2021051530A JP7561669B2 JP 7561669 B2 JP7561669 B2 JP 7561669B2 JP 2021051530 A JP2021051530 A JP 2021051530A JP 2021051530 A JP2021051530 A JP 2021051530A JP 7561669 B2 JP7561669 B2 JP 7561669B2
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興起 仲
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

本願は、磁気ギアードモータおよび磁気ギアードモータの製造方法に関するものである。 This application relates to a magnetic-geared motor and a method for manufacturing a magnetic-geared motor.

近年、高トルク密度を実現した磁束変調型の磁気減速機である磁気ギアが研究開発されている。そして、この磁気ギアと巻線型固定子とを一体にした磁気歯車型回転電機である磁気ギアードモータが研究開発されている。この磁気ギアードモータでは、固定子コイルによって高速側ロータを回転させ、その高速側ロータに配置された磁石の磁束を変調磁極で変調させることで、低速側ロータを回転させる。これによって、低速側ロータは、高速側ロータの速度比(減速比)だけ増加したトルクを得られるため、高トルク密度化を図れる。このような高トルク密度化を図れる磁気ギアードモータとして、以下のような技術が開示されている。 In recent years, research and development has been conducted on magnetic gears, which are magnetic flux modulation type magnetic reducers that achieve high torque density. Magnetic geared motors, which are magnetic gear type rotating electric machines that integrate this magnetic gear with a wound stator, have also been researched and developed. In these magnetic geared motors, the high-speed rotor is rotated by the stator coil, and the low-speed rotor is rotated by modulating the magnetic flux of the magnets placed on the high-speed rotor with the modulating magnetic poles. This allows the low-speed rotor to obtain torque that is increased by the speed ratio (reduction ratio) of the high-speed rotor, thereby achieving high torque density. The following technologies have been disclosed as magnetic geared motors that can achieve such high torque density.

即ち、従来の磁気ギアードモータとしての磁気歯車型回転電機は、複数の永久磁石磁極を有する第1の永久磁石界磁と、それとは極数の異なる複数の永久磁石磁極を有する第2の永久磁石界磁と、複数の磁性極片を有する変調磁極と、第1の永久磁石界磁と相互作用する複数の巻線を有する巻線型固定子とからなる。巻線型固定子と変調磁極との間には第1の永久磁石界磁が設けられる。巻線型固定子のほかに変調磁極が固定された場合、第1の永久磁石界磁が巻線型固定子の作る回転磁界と同期して回転し、第2の永久磁石界磁はギヤ比により決まる速度で回転する(例えば、特許文献1参照)。 That is, a magnetic gear type rotating electric machine as a conventional magnetic geared motor is composed of a first permanent magnet field having multiple permanent magnet poles, a second permanent magnet field having multiple permanent magnet poles with a different number of poles, a modulation pole having multiple magnetic pole pieces, and a wound stator having multiple windings that interact with the first permanent magnet field. The first permanent magnet field is provided between the wound stator and the modulation pole. When the modulation pole is fixed in addition to the wound stator, the first permanent magnet field rotates in synchronization with the rotating magnetic field created by the wound stator, and the second permanent magnet field rotates at a speed determined by the gear ratio (for example, see Patent Document 1).

特許第5723987号公報Patent No. 5723987

上記従来の磁気ギアードモータでは、高速側ロータである第1の永久磁石、低速側ロータである第2の永久磁石、変調磁極、巻線型固定子、の主に4つの構造体を備え、第1の永久磁石、第2の永久磁石、の回転する構造体を2つ備える。このように、回転する構造体が2つ以上存在しているため、これら回転する構造体を保持するための構造が複雑化するという課題があった。
更に、上記従来の磁気ギアードモータの構成では、巻線型固定子および変調磁極を回転しないように固定する場合において、固定子に対する変調磁極の相対位置ずれが生じる場合がある。この場合、トルク脈動が増大して性能が低下するという課題があった。
The above-mentioned conventional magnetic-geared motor mainly comprises four structures: a first permanent magnet which is a high-speed rotor, a second permanent magnet which is a low-speed rotor, a modulation pole, and a wound stator, and comprises two rotating structures for the first permanent magnet and the second permanent magnet. As described above, since there are two or more rotating structures, there is a problem that the structure for holding these rotating structures becomes complicated.
Furthermore, in the above-mentioned conventional magnetic-geared motor, when the wound stator and the modulating poles are fixed so as not to rotate, the relative position of the modulating poles with respect to the stator may be shifted, which increases torque pulsation and reduces performance.

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、構造が簡略化された高性能の磁気ギアードモータと、この磁気ギアードモータを製造するための磁気ギアードモータの製造方法を提供することを目的とする。 This application discloses technology to solve the problems described above, and aims to provide a high-performance magnetic-geared motor with a simplified structure, and a method for manufacturing this magnetic-geared motor.

本願に開示される磁気ギアードモータは、
周方向に磁極対を有する回転子と、
前記回転子に対して径方向に隙間を介在して同軸上に配置され、電磁石として機能するコイルを有して、該コイルにより周方向に磁極対を形成して回転磁界を生じさせる固定子と、
前記固定子と前記回転子との間に設けられ、それぞれ周方向に設定された隙間を介して配置された複数の磁極片を有して、前記固定子と前記回転子との間の磁束を変調して前記回転磁界の回転速度を変化させて前記回転子に伝達する変調磁極群と、を備え、
前記変調磁極群は、断熱部を介して前記固定子に固定されて、該断熱部により前記固定子に対する前記変調磁極群の相対位置が固定され、
前記固定子により回転磁界が供給されて回転力が与えられる前記回転子のみを回転体として備える、
ものである。
また、本願に開示される磁気ギアードモータの製造方法は、
軸方向一端側に突出する突出部を備えた金型を、該突出部が前記変調磁極群と前記固定子との間に挿入されるように前記変調磁極群の軸方向他端側に配置し、
前記金型の前記突出部により、前記ティース部の周方向端部および径方向内側端部と、前記変調磁極群の周方向端部および径方向外側端部と、を支持した状態で、
前記変調磁極群と前記固定子との間に樹脂をモールド成形して前記モールド樹脂部を形成して、該モールド樹脂部により前記固定子に対する前記変調磁極群の相対位置を固定する、
ものである。
The magnetic geared motor disclosed in the present application is
A rotor having a magnetic pole pair in a circumferential direction;
a stator that is disposed coaxially with the rotor with a gap therebetween in the radial direction, the stator having a coil that functions as an electromagnet, the coil forming a magnetic pole pair in the circumferential direction to generate a rotating magnetic field;
a modulation pole group provided between the stator and the rotor, each having a plurality of pole pieces arranged with a gap set in the circumferential direction, for modulating a magnetic flux between the stator and the rotor to change a rotation speed of the rotating magnetic field and transmit the changed magnetic flux to the rotor;
the modulation magnetic pole group is fixed to the stator via a heat insulating portion, and a relative position of the modulation magnetic pole group with respect to the stator is fixed by the heat insulating portion ;
The rotor is provided as a rotating body with a rotating magnetic field and a rotational force being applied thereto by the stator.
It is something.
In addition, the manufacturing method of the magnetic geared motor disclosed in the present application includes:
a die having a protruding portion protruding from one axial end side is disposed on the other axial end side of the modulation pole group so that the protruding portion is inserted between the modulation pole group and the stator;
In a state where a circumferential end portion and a radially inner end portion of the teeth portion and a circumferential end portion and a radially outer end portion of the modulation magnetic pole group are supported by the protruding portion of the mold,
forming the molded resin portion by molding a resin between the modulation magnetic pole group and the stator, and fixing a relative position of the modulation magnetic pole group with respect to the stator by the molded resin portion;
It is something.

本願に開示される磁気ギアードモータおよび磁気ギアードモータの製造方法によれば、構造が簡略化された高性能の磁気ギアードモータと、この磁気ギアードモータを製造するための磁気ギアードモータの製造方法が得られる。 The magnetic-geared motor and the manufacturing method of the magnetic-geared motor disclosed in the present application provide a high-performance magnetic-geared motor with a simplified structure, and a manufacturing method of the magnetic-geared motor for manufacturing this magnetic-geared motor.

実施の形態1による磁気ギアードモータの概略構成を示す軸方向に平行な方向における断面図である。1 is a cross-sectional view in a direction parallel to the axial direction showing a schematic configuration of a magnetic-geared motor according to a first embodiment; 実施の形態1による磁気ギアードモータの概略構成を示す軸方向に垂直な方向における断面図である。1 is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the axial direction showing a schematic configuration of a magnetic-geared motor according to a first embodiment; 実施の形態1による磁気ギアードモータの概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of a magnetic geared motor according to a first embodiment; 実施の形態1による固定子鉄心の概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of a stator core according to a first embodiment; 実施の形態1による固定子鉄心の概略構成を示す上面図である。1 is a top view showing a schematic configuration of a stator core according to a first embodiment. FIG. 実施の形態1による変調磁極群の概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of a modulated magnetic pole group according to a first embodiment; 実施の形態1による変調磁極群の概略構成を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing a schematic configuration of a modulated magnetic pole group according to the first embodiment. 実施の形態1による回転子の概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of a rotor according to a first embodiment; 実施の形態1による磁気ギアードモータの回転子の概略構成を示す上面図である。1 is a top view showing a schematic configuration of a rotor of a magnetic-geared motor according to a first embodiment; 実施の形態1による磁気ギアードモータの回転子が有する磁極を説明するための図である。3A and 3B are diagrams for explaining magnetic poles of a rotor of the magnetic-geared motor according to the first embodiment. 実施の形態2による磁気ギアードモータの概略構成を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a schematic configuration of a magnetic-geared motor according to a second embodiment. 実施の形態2による磁気ギアードモータの固定子とモールド樹脂部の概略構成を示す軸方向に平行な方向における断面図である。11 is a cross-sectional view in a direction parallel to the axial direction showing a schematic configuration of a stator and a molded resin portion of a magnetic-geared motor according to a second embodiment. FIG. 実施の形態2による磁気ギアードモータのモールド樹脂部の概略構成を示す斜視断面図である。11 is a perspective cross-sectional view showing a schematic configuration of a molded resin portion of a magnetic-geared motor according to a second embodiment. FIG. 実施の形態2によるモールド樹脂部を形成する製造方法を説明するための、磁気ギアードモータの軸方向に平行な方向における断面図である。11 is a cross-sectional view in a direction parallel to the axial direction of the magnetic-geared motor for explaining a manufacturing method for forming a molded resin portion according to the second embodiment. FIG. 実施の形態2によるモールド樹脂部の構成を示すための磁気ギアードモータの一部拡大軸方向に垂直な方向における断面図である。11 is an enlarged cross-sectional view of a portion of a magnetic-geared motor in a direction perpendicular to the axial direction, illustrating the configuration of a molded resin portion according to a second embodiment of the present invention. FIG. 実施の形態3による磁気ギアードモータの概略構成を示す軸方向に平行な方向における断面図である。11 is a cross-sectional view in a direction parallel to the axial direction showing a schematic configuration of a magnetic-geared motor according to a third embodiment. FIG. 実施の形態3による磁気ギアードモータの断熱部の構造例を示す軸方向に垂直な方向における断面図である。11 is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the axial direction showing an example of the structure of a heat insulating part of a magnetic-geared motor according to embodiment 3. FIG. 実施の形態4による磁気ギアードモータの概略構成を示す軸方向に平行な方向における断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view in a direction parallel to the axial direction showing a schematic configuration of a magnetic-geared motor according to a fourth embodiment. 実施の形態5による磁気ギアードモータの概略構成を示す軸方向に平行な方向における断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view in a direction parallel to the axial direction showing a schematic configuration of a magnetic-geared motor according to a fifth embodiment. 実施の形態5による磁気ギアードモータの概略構成を示す軸方向に平行な方向における断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view in a direction parallel to the axial direction showing a schematic configuration of a magnetic-geared motor according to a fifth embodiment.

以下、本願の磁気ギアードモータおよび磁気ギアードモータの製造方法について図を用いて説明する。
なお、以下の実施の形態では、環状の回転子における各方向を、周方向S、径方向X、径方向内側X1、径方向外側X2、回転子のシャフトの軸心方向を軸方向Y、そして、図1の図面上における上側を軸方向上側Y1、図1の図面上における下側を軸方向下側Y2とし、他の図も当該方向を基準としてそれぞれを示す。
Hereinafter, the magnetic-geared motor and the manufacturing method of the magnetic-geared motor of the present application will be described with reference to the drawings.
In the following embodiment, the directions in the annular rotor are referred to as the circumferential direction S, the radial direction X, the radially inner direction X1, and the radially outer direction X2, the axial direction of the rotor shaft is referred to as the axial direction Y, the upper side on the drawing in FIG. 1 is referred to as the axially upper side Y1, and the lower side on the drawing in FIG. 1 is referred to as the axially lower side Y2, and other drawings are also shown based on these directions.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1による磁気ギアードモータ100の概略構成を示す軸方向に平行な方向における断面図である。
図2は、実施の形態1による磁気ギアードモータ100の概略構成を示す軸方向に垂直な方向における断面図である。
図3は、実施の形態1による磁気ギアードモータ100の概略構成を示す斜視図である。
図1に示すように、本実施の形態の磁気減速機構である磁気ギアードモータ100は、回転子10と、非回転子である固定子20と、変調磁極群30と、を備える。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a cross-sectional view in a direction parallel to the axial direction showing a schematic configuration of a magnetic-geared motor 100 according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the axial direction, showing a schematic configuration of magnetic-geared motor 100 according to the first embodiment.
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of the magnetic-geared motor 100 according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1 , a magnetic geared motor 100 which is a magnetic reduction mechanism of this embodiment includes a rotor 10 , a stator 20 which is a non-rotor, and a modulated magnetic pole group 30 .

本実施の形態の磁気ギアードモータ100は、径方向内側X1から径方向外側X2に向けて、回転子10、変調磁極群30、固定子20、の順に配置されている。
以下、これら回転子10、変調磁極群30、固定子20、の構成についてそれぞれ説明する。
In the magnetic-geared motor 100 of this embodiment, the rotor 10, the modulated magnetic pole group 30, and the stator 20 are arranged in this order from the radially inner side X1 to the radially outer side X2.
The configurations of the rotor 10, the modulated magnetic pole group 30, and the stator 20 will be described below.

先ず、固定子20の構成について説明する。
図1~図3に示すように、固定子20は、電磁鋼板等から構成される固定子鉄心21と、コイル22と、固定子鉄心21とコイル22とを絶縁する図示しない絶縁材と、を備える。
図4は、実施の形態1による固定子鉄心21の概略構成を示す斜視図である。
図5は、実施の形態1による固定子鉄心21の概略構成を示す上面図である。
図4、図5に示すように、固定子鉄心21は、環状のバックヨーク部21Yと、このバックヨーク部21Yから周方向Sに設定された間隔を隔てて、径方向内側X1に突出する複数のT字形状のティース部21Tと、を備える。各ティース部21Tの径方向内側X1には、周方向Sの両側にそれぞれ突出する突出部21T1が設けられる。
First, the configuration of the stator 20 will be described.
As shown in FIGS. 1 to 3, the stator 20 includes a stator core 21 made of electromagnetic steel plate or the like, a coil 22, and an insulating material (not shown) that insulates the stator core 21 from the coil 22.
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of the stator core 21 according to the first embodiment.
FIG. 5 is a top view showing a schematic configuration of stator core 21 according to the first embodiment.
4 and 5, the stator core 21 includes an annular back yoke portion 21Y and a plurality of T-shaped teeth 21T protruding radially inwardly X1 from the back yoke portion 21Y at set intervals in the circumferential direction S. The radially inwardly X1 of each tooth 21T is provided with a protrusion 21T1 protruding on both sides in the circumferential direction S.

本実施の形態の固定子鉄心21は、9個のティース部21Tを備える。各ティース部21Tに対して図示しない絶縁材で絶縁を確保しながら集中巻きにて巻線を巻回して、図1~図3に示したコイル22が形成される。この各ティース部21Tのコイル22に対して3相交流電流を通電することで、コイル22を電磁石として機能させ、このコイル22により周方向Sに複数の磁極対を形成して、回転磁界を生じさせる。本実施の形態では、6極(3極対)の磁界を発生するように構成される。 The stator core 21 of this embodiment has nine teeth 21T. The coils 22 shown in Figures 1 to 3 are formed by winding wire around each tooth 21T in a concentrated manner while ensuring insulation with an insulating material (not shown). By passing a three-phase alternating current through the coils 22 of each tooth 21T, the coils 22 function as electromagnets, and the coils 22 form multiple magnetic pole pairs in the circumferential direction S, generating a rotating magnetic field. In this embodiment, it is configured to generate a six-pole (three pole pairs) magnetic field.

なお、本実施の形態では、全てのティース部21Tがバックヨーク部21Yと一体形成された固定子鉄心21を示したが、これに限定されることはない。例えば、固定子鉄心21は、ティース部21T毎に9個に分割された分割固定子鉄心を、最終的に環状になるように1つに組み立てた構成であっても良い。 In this embodiment, the stator core 21 has all teeth 21T formed integrally with the back yoke portion 21Y, but this is not limited to the above. For example, the stator core 21 may be configured by assembling nine split stator cores, each split into nine teeth 21T, into a single piece that ultimately forms a ring shape.

次に、変調磁極群30の構成について説明する。
図6は、実施の形態1による変調磁極群30の概略構成を示す斜視図である。
図7は、実施の形態1による変調磁極群30の概略構成を示す上面図である。
図6に示すように、変調磁極群30は、磁極片としての必要数の磁極片31を有して構成される。
本実施の形体では18個の磁極片31を有することで変調磁極群30を構成する。
Next, the configuration of the modulated magnetic pole group 30 will be described.
FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of the modulated magnetic pole group 30 according to the first embodiment.
FIG. 7 is a top view showing a schematic configuration of the modulated magnetic pole group 30 according to the first embodiment.
As shown in FIG. 6, the modulated magnetic pole group 30 is configured to have a required number of magnetic pole pieces 31 as magnetic pole pieces.
In this embodiment, the modulation pole group 30 is constituted by having 18 pole pieces 31 .

磁極片31は、それぞれが周方向Sに設定された隙間を介して均等間隔に配置されている。磁極片31は軸方向Yに同じ断面形状で延在するように構成される。そのため、例えば、磁極片31を薄板を軸方向Yに複数枚積層して構成する場合では、同一形状の薄板を用いることができるため、部品種類数が増えないというメリットを有する。
この変調磁極群30は、以下に説明するように、断熱部としてのモールド樹脂部40により固定子20と一体となって固定される。
The pole pieces 31 are disposed at equal intervals with gaps set in the circumferential direction S. The pole pieces 31 are configured to extend with the same cross-sectional shape in the axial direction Y. Therefore, for example, when the pole pieces 31 are configured by stacking a plurality of thin plates in the axial direction Y, thin plates of the same shape can be used, which has the advantage of not increasing the number of types of parts.
As will be described below, the modulated magnetic pole group 30 is fixed integrally to the stator 20 by a molded resin portion 40 serving as a heat insulating portion.

前述のように、固定子鉄心21は、絶縁材でコイル22との絶縁を確保されながら、そのティース部21Tにコイル22が巻回される。この後にコイル22は、樹脂材料によるモールド成形により固定子鉄心21と一体化されて固定子20が形成される。本実施の形態では、このモールド成形時において、固定子20の径方向内側X1に配置される変調磁極群30も、このコイル22と共に固定子鉄心21とモールド成形される。
このようにすることで、変調磁極群30と固定子20とを別々に固定することに比べて、作業工数を減らして、加工時間を削減できる。また固定子20と変調磁極群30を固定するための別の部材が不要となる。
As described above, the coils 22 are wound around the teeth 21T of the stator core 21 while insulation from the coils 22 is ensured by an insulating material. The coils 22 are then integrated with the stator core 21 by molding with a resin material to form the stator 20. In this embodiment, during this molding, the modulation magnetic pole group 30 arranged on the radially inner side X1 of the stator 20 is also molded with the stator core 21 together with the coils 22.
In this way, the number of work steps can be reduced and the processing time can be shortened compared to separately fixing the modulation magnetic pole group 30 and the stator 20. In addition, a separate member for fixing the stator 20 and the modulation magnetic pole group 30 is not required.

こうして、変調磁極群30は、断熱部としてのモールド樹脂部40により固定子20の径方向内側X1側に固定され、このモールド樹脂部40により固定子20に対する相対位置が固定される。そして固定子鉄心21のティース部21Tの径方向内側X1と、変調磁極群30の径方向外側X2とが径方向Xに対向した状態となる。 In this way, the modulation magnetic pole group 30 is fixed to the radially inner side X1 of the stator 20 by the molded resin part 40 as a heat insulating part, and the relative position with respect to the stator 20 is fixed by this molded resin part 40. The radially inner side X1 of the teeth part 21T of the stator core 21 and the radially outer side X2 of the modulation magnetic pole group 30 are opposed to each other in the radial direction X.

次に、回転子10の構成について説明する。
図8は、実施の形態1による磁気ギアードモータ100の回転子10の概略構成を示す斜視図である。
図9は、実施の形態1による磁気ギアードモータ100の回転子10の概略構成を示す上面図である。
図10は、実施の形態1による磁気ギアードモータ100の回転子10が有する磁極を説明するための図である。
回転子10は、径方向内側X1の中心部において回転軸としてのシャフト11が設けられる。そのシャフト11の径方向外側X2において回転子鉄心12が固定される。さらに回転子鉄心12の径方向外側X2において、周方向Sに複数の永久磁石13が固定されている。
Next, the configuration of the rotor 10 will be described.
FIG. 8 is a perspective view showing a schematic configuration of the rotor 10 of the magnetic-geared motor 100 according to the first embodiment.
FIG. 9 is a top view showing a schematic configuration of rotor 10 of magnetic-geared motor 100 according to the first embodiment.
FIG. 10 is a diagram for explaining the magnetic poles of the rotor 10 of the magnetic-geared motor 100 according to the first embodiment.
The rotor 10 is provided with a shaft 11 as a rotation axis at the center of the radially inner side X1. A rotor core 12 is fixed to the radially outer side X2 of the shaft 11. Furthermore, a plurality of permanent magnets 13 are fixed in the circumferential direction S to the radially outer side X2 of the rotor core 12.

図1に示すように、シャフト11は、軸受50Aと軸受50Bとで構成される一対の軸受50により、その軸方向Yの両端が回転可能に支持されている。
軸方向上側Y1に設けられる軸受50Aは、前述のモールド樹脂部40の一部に設けられた窪み部40H内に配置される。軸方向下側Y2側に設けられる軸受50Bは、軸方向下側Y2において設けられた、絶縁性の樹脂材料により構成されるブラケット51に形成された設けられた窪み部51H内に配置される。なおブラケット51はモールド樹脂部40と嵌め合わされることで、軸受50Aとの同軸を確保している。
また前述の固定子20は、この回転子10に対して、径方向Xに設定された隙間を介在して、同軸上に配置される。
また、図2では、説明の簡略化のために、軸受50A、軸受50B、ブラケット51等の図示を省略している。
As shown in FIG. 1, the shaft 11 is rotatably supported at both ends in the axial direction Y by a pair of bearings 50, which are constituted by a bearing 50A and a bearing 50B.
The bearing 50A provided on the axially upper side Y1 is disposed in a recess 40H provided in a part of the molded resin part 40. The bearing 50B provided on the axially lower side Y2 is disposed in a recess 51H formed in a bracket 51 made of an insulating resin material provided on the axially lower side Y2. The bracket 51 is fitted into the molded resin part 40 to ensure coaxiality with the bearing 50A.
The stator 20 is disposed coaxially with the rotor 10 with a gap set in the radial direction X therebetween.
In addition, in FIG. 2, for the sake of simplicity, the bearing 50A, the bearing 50B, the bracket 51, etc. are not shown.

ここで、本実施の形態の回転子10が備える永久磁石13は、図10に示すように、15極対(30極)で構成されてラジアル方向に着磁されることで、周方向Sに複数の磁極対を形成する。
なお、永久磁石13の材料としては、希土類、フェライトが考えられる。また、焼結磁石であってもボンド磁石であっても良い。本実施の形態では、リング形状の希土類ボンド磁石を使用した。希土類磁石にすることでエネルギー密度を高め、より製品の小型化に寄与することができる。また、ボンド磁石としたことで、回転子鉄心12に直接成形する一体成形工法を採用することができ、接着材等で接着固定する場合に比べて、安価な製品を作ることができる。
Here, the permanent magnets 13 provided in the rotor 10 of this embodiment are composed of 15 pole pairs (30 poles) and are magnetized in the radial direction, as shown in Figure 10, to form multiple magnetic pole pairs in the circumferential direction S.
Possible materials for the permanent magnet 13 include rare earth and ferrite. They may also be sintered magnets or bonded magnets. In this embodiment, a ring-shaped rare earth bonded magnet is used. Using a rare earth magnet increases the energy density, which contributes to further miniaturization of the product. Also, using a bonded magnet makes it possible to employ an integrated molding method in which the magnet is molded directly onto the rotor core 12, which makes it possible to produce a less expensive product compared to when the magnet is bonded with an adhesive or the like.

また、モールド樹脂部40、ブラケット51に使用した樹脂材料としては、PPS(Poly Phenylene Sulfide Resin)、PBT(Polybutyleneterephtalate)、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が考えられる。この樹脂材料は、変調磁極群30の固定に使用されるため、非導電性材料とすることが望ましい。こうすることで渦電流を抑制し機器の効率向上に寄与することができる。またブラケット51は鉄部材、例えばSPCC(Steel Plate Cold Commercial)、S45C等であっても良い。 Possible resin materials used for the molded resin portion 40 and the bracket 51 include PPS (Poly Phenylene Sulfide Resin), PBT (Polybutyleneterephthalate), epoxy resin, unsaturated polyester resin, etc. This resin material is used to fix the modulated magnetic pole group 30, so it is preferable to use a non-conductive material. This can suppress eddy currents and contribute to improving the efficiency of the device. The bracket 51 may also be an iron material, such as SPCC (Steel Plate Cold Commercial), S45C, etc.

回転子鉄心12、変調磁極群30、固定子鉄心21の材料は電磁鋼板、圧粉鉄心、アモルファス金属、パーメンジュールなどの軟磁性材料で構成される。但し、仕様上、問題がなければS45C、SS400などの強磁性材料であっても良い。アモルファス鉄心、電磁鋼板、S45C、SPCC等といった鉄板は、磁束変化による渦電流を防止するために、薄い板を複数枚積層して使用することが望ましい。 The rotor core 12, modulated magnetic pole group 30, and stator core 21 are made of soft magnetic materials such as electromagnetic steel sheets, pressed powder iron cores, amorphous metals, and permendur. However, ferromagnetic materials such as S45C and SS400 may also be used if there are no problems with the specifications. It is desirable to use multiple thin sheets of amorphous iron cores, electromagnetic steel sheets, S45C, SPCC, and other iron sheets in a stack to prevent eddy currents caused by magnetic flux changes.

このように構成された磁気ギアードモータ100においては、前述のように、固定子20の各ティース部21Tのコイル22に三相交流電流を通電させる。こうして、コイル22を電磁石として機能させ、コイル22により周方向に複数の磁極対を形成して、6極(3極対)の回転磁界を発生するように構成する。これにより、回転子10に対して回転力が与えられる。 In the magnetic-geared motor 100 configured in this manner, as described above, three-phase AC current is passed through the coils 22 of each tooth portion 21T of the stator 20. In this way, the coils 22 function as electromagnets, forming multiple magnetic pole pairs in the circumferential direction, and are configured to generate a rotating magnetic field with six poles (three pole pairs). This provides a rotational force to the rotor 10.

固定子20と回転子10との間の磁束は、変調磁極群30の磁極片31により変調され、回転速度が変化されたトルクが回転子10に伝達される。回転子10は、固定子20の回転磁束の回転速度に対し、設定された減速比Gでの回転速度で回転する。
本実施の形態において、固定子20のコイルが生じさせる磁極対数をNhとし、回転子10の永久磁石13により形成される磁極対数をNlとし、変調磁極群30の磁極片31の数をNsとするとき、以下の関係を得られる。
Nl=Ns±Nh
The magnetic flux between the stator 20 and the rotor 10 is modulated by the pole pieces 31 of the modulated magnetic pole group 30, and torque with a changed rotational speed is transmitted to the rotor 10. The rotor 10 rotates at a rotational speed at a set reduction ratio G relative to the rotational speed of the rotating magnetic flux of the stator 20.
In this embodiment, when the number of magnetic pole pairs generated by the coils of the stator 20 is Nh, the number of magnetic pole pairs formed by the permanent magnets 13 of the rotor 10 is Nl, and the number of magnetic pole pieces 31 of the modulated magnetic pole group 30 is Ns, the following relationship is obtained.
Nl = Ns ± Nh

このようなとき、減速比Gは、G=Nh/Nlとなる。これにより、固定子20で発生した力がG倍されて回転子10のトルクに付加される。
なお、またこれらの、固定子20の磁極対数Nh、回転子10の磁極対数Nl、磁極片31の周方向S間の隙間は、所望の減速比Gを生じさせるようにそれぞれ決定されている。本実施の形態1では、Nl=15、Ns=18、Nh=3である。つまり、減速比G=5となる。
In this case, the reduction ratio G is G=Nh/Nl. As a result, the force generated in the stator 20 is multiplied by G and added to the torque of the rotor 10.
The number of magnetic pole pairs Nh of the stator 20, the number of magnetic pole pairs Nl of the rotor 10, and the gaps between the magnetic pole pieces 31 in the circumferential direction S are each determined so as to generate a desired reduction ratio G. In the first embodiment, Nl=15, Ns=18, and Nh=3. That is, the reduction ratio G=5.

本実施の形態1では、一般的な磁気ギアードモータにおける高速側ロータの機能を、固定子に持たせた。つまり、固定子に設けたコイルを電磁石として機能させることで、一般的な高速側ロータと同等の磁束を発生させて固定子を回転させることなく回転磁界を発生させる。そして変調磁極群により磁束を変調して、減速比Gにより決まる速度で回転子を回転させる。こうして、回転する回転体を、回転子のみとする構成が可能となる。 In this first embodiment, the stator is given the function of the high-speed rotor in a typical magnetic-geared motor. In other words, by making the coil on the stator function as an electromagnet, it generates a magnetic flux equivalent to that of a typical high-speed rotor, generating a rotating magnetic field without rotating the stator. The magnetic flux is then modulated by the modulated magnetic pole group, causing the rotor to rotate at a speed determined by the reduction ratio G. In this way, it is possible to configure the rotor as the only rotating body.

上記のように構成された本実施の形態の磁気ギアードモータは、
周方向に磁極対を有する回転子と、
前記回転子に対して径方向に隙間を介在して同軸上に配置され、電磁石として機能するコイルを有して、該コイルにより周方向に磁極対を形成して回転磁界を生じさせる固定子と、
前記固定子と前記回転子との間に設けられ、それぞれ周方向に設定された隙間を介して配置された複数の磁極片を有して、前記固定子と前記回転子との間の磁束を変調して前記回転磁界の回転速度を変化させて前記回転子に伝達する変調磁極群と、を備え、
前記変調磁極群は、断熱部を介して前記固定子に固定されて、該断熱部により前記固定子に対する前記変調磁極群の相対位置が固定される、
ものである。
The magnetic-geared motor of this embodiment configured as described above has the following features:
A rotor having a magnetic pole pair in a circumferential direction;
a stator that is disposed coaxially with the rotor with a gap therebetween in the radial direction, the stator having a coil that functions as an electromagnet, the coil forming a magnetic pole pair in the circumferential direction to generate a rotating magnetic field;
a modulation pole group provided between the stator and the rotor, each having a plurality of pole pieces arranged with a gap set in the circumferential direction, for modulating a magnetic flux between the stator and the rotor to change a rotation speed of the rotating magnetic field and transmit the changed magnetic flux to the rotor;
The modulated magnetic pole group is fixed to the stator via a heat insulating portion, and a relative position of the modulated magnetic pole group with respect to the stator is fixed by the heat insulating portion.
It is something.

このように、回転子に対して径方向に隙間を介在して同軸上に配置され、電磁石として機能するコイルを有して周方向に磁極対を形成して回転磁界を生じさせる固定子を備える。このように、固定子を回転させることなく回転磁界を発生させて、回転子を回転させることができる。ここで、固定子と回転子との間の磁束を変調してこの回転磁界の回転速度を変化させて回転子に伝達する変調磁極群を備えることで、所望の減速比にて回転子を回転できる。こうして、回転子を回転させるためのモータ等の別の機器からの入力(回転力)である高速回転子を不要として、回転する構造体を保持するための軸受、磁極片の固定部品、等に関する構造を簡略化できる。これにより低コスト化を図れる。
以上のように、一般的にはモータと、磁気減速機構とを併用して構成されるものが、本実施形態では、磁気減速機構のみで構成できる。このため、磁気減速機構を含むシステム全体の小型化が可能となる。
In this way, the stator is arranged coaxially with the rotor with a gap in the radial direction, and has a coil that functions as an electromagnet to form a magnetic pole pair in the circumferential direction to generate a rotating magnetic field. In this way, it is possible to generate a rotating magnetic field and rotate the rotor without rotating the stator. Here, by providing a modulating magnetic pole group that modulates the magnetic flux between the stator and the rotor to change the rotation speed of this rotating magnetic field and transmit it to the rotor, it is possible to rotate the rotor at a desired reduction ratio. In this way, it is possible to eliminate the need for a high-speed rotor that is an input (rotational force) from another device such as a motor to rotate the rotor, and to simplify the structure related to the bearings for holding the rotating structure, the fixing parts of the magnetic pole pieces, etc. This allows for cost reduction.
As described above, while a typical system is configured using both a motor and a magnetic reduction mechanism, this embodiment can be configured using only the magnetic reduction mechanism, which makes it possible to reduce the size of the entire system including the magnetic reduction mechanism.

さらに、変調磁極群は、断熱部により固定子に対する相対位置が固定された状態で、固定子と一体化されている。これにより、変調磁極群と固定子との相対位置ずれが防止できる。こうして、製造ばらつきに起因するトルクの増減を抑制できる。
さらに、変調磁極が回転しないため、変調磁極と対向する固定子のティース部を常に同じ個体のティース部とできる。変調磁極群が回転する構造である場合、1つの変調磁極片はすべての固定子のティース部と対向し得る構成となる。通常、固定子の各ティース部は、製造ばらつき等により同じ寸法となっていることは難しく寸法誤差が生じ、相対位置のズレを招く。更には、回転による振れ、偏心によっても変調磁極群と固定子との相対位置は変化する。本実施の形態では、変調磁極群は、断熱部により固定子に対する相対位置が固定されているため、このような相対位置のズレに起因するトルク脈動を抑制でき、高性能の磁気ギアードモータを提供できる。
Furthermore, the modulation pole group is integrated with the stator with its relative position fixed by the heat insulating section, which prevents the modulation pole group from being displaced relative to the stator, thereby suppressing torque fluctuations due to manufacturing variations.
Furthermore, since the modulated magnetic poles do not rotate, the teeth of the stator facing the modulated magnetic poles can always be the same individual teeth. In the case where the modulated magnetic pole group is structured to rotate, one modulated magnetic pole piece can be configured to face all of the teeth of the stator. Normally, it is difficult for each tooth of the stator to have the same dimensions due to manufacturing variations, etc., and dimensional errors occur, leading to deviations in relative position. Furthermore, the relative position between the modulated magnetic pole group and the stator changes due to runout and eccentricity caused by rotation. In this embodiment, the relative position of the modulated magnetic pole group to the stator is fixed by the heat insulating portion, so torque pulsation caused by such deviations in relative position can be suppressed, and a high-performance magnetic-geared motor can be provided.

ここで、本実施の形態では、変調磁極群は、固定子と一体化されているが、固定子のコイルには通電により熱が生じる。通常、変調磁極群の磁極片に使用する電磁鋼板は温度特性があり、温度が高くなると飽和磁束密度が低くなり、磁束を有効に使うことができないという特性を有する。そのため、温度変化を抑制するために、所望のトルクを得る目的で磁極片の軸方向の寸法を長くして対応すると、材料使用量が増加し、更に、磁気ギアードモータの体積が増加する問題点が生じる。さらには、変調磁極群の径方向内側に配置している回転子の永久磁石に対しても伝熱されると、永久磁石が減磁する可能性が生じる。減磁しないように固定子のコイルに流す電流を抑制することで発熱を抑制しようした場合、所望のトルクを得るために軸方向寸法を長くして対応する必要が生じる。この場合、材料使用量の増加、磁気ギアードモータの体積増加を招く。 Here, in this embodiment, the modulated magnetic pole group is integrated with the stator, but heat is generated in the coil of the stator by current flow. Normally, the magnetic steel sheet used for the pole pieces of the modulated magnetic pole group has temperature characteristics, and as the temperature increases, the saturation magnetic flux density decreases, and the magnetic flux cannot be used effectively. Therefore, if the axial dimension of the pole pieces is lengthened to obtain the desired torque in order to suppress temperature changes, the amount of material used increases, and the volume of the magnetic geared motor also increases. Furthermore, if heat is transferred to the permanent magnet of the rotor arranged radially inside the modulated magnetic pole group, there is a possibility that the permanent magnet will be demagnetized. If an attempt is made to suppress heat generation by suppressing the current flowing through the stator coil to prevent demagnetization, it becomes necessary to lengthen the axial dimension in order to obtain the desired torque. In this case, the amount of material used increases and the volume of the magnetic geared motor increases.

本実施の形態では、変調磁極群は、断熱部を介して固定子に固定される。このように変調磁極群と固定子との間に断熱部を介在させることで、固定子のコイルで発生した熱を変調磁極群まで伝熱させることを低減できる。これにより、所望のトルクを得ることができると共に、材料使用量の低減、磁気ギアードモータの体積縮小化を図れる。 In this embodiment, the modulated magnetic pole group is fixed to the stator via a heat insulating section. By interposing a heat insulating section between the modulated magnetic pole group and the stator in this way, it is possible to reduce the heat generated in the stator coil from being transferred to the modulated magnetic pole group. This makes it possible to obtain the desired torque, reduce the amount of material used, and reduce the volume of the magnetic-geared motor.

また、上記のように構成された本実施の形態の磁気ギアードモータにおいては、
前記断熱部は、
前記変調磁極群と前記固定子との間に樹脂がモールド成形されて設けられたモールド樹脂部を有して構成される、
ものである。
In the magnetic-geared motor of the present embodiment configured as described above,
The heat insulating portion is
A molded resin portion is provided between the modulation magnetic pole group and the stator by molding resin.
It is something.

このように、断熱部として、熱伝導率の低いモールド樹脂を用いることで、断熱性能を向上させることができる。
更に、モールド樹脂部を用いることで、固定子鉄心21とコイル22との一体化、変調磁極群30と固定子20との一体化とを同時に行える。これにより、作業工数を減らして加工時間を削減できる。また、固定部材と断熱部材とを別々に用意する必要がないため、コスト削減を図れる。
また、モールド樹脂部を絶縁性の樹脂で構成すれば、シャフトの軸受の内輪と外輪が導通する電食を防止することができ、磁気ギアードモータの品質をより高めることが可能である。これは、ブラケットに対しても同様である。
In this way, by using a molding resin with low thermal conductivity as the heat insulating portion, it is possible to improve the heat insulating performance.
Furthermore, by using the molded resin portion, the stator core 21 and the coil 22 can be integrated, and the modulated magnetic pole group 30 and the stator 20 can be integrated at the same time. This reduces the number of work steps and the processing time. In addition, since there is no need to prepare fixing members and heat insulating members separately, costs can be reduced.
In addition, if the molded resin portion is made of insulating resin, it is possible to prevent electrical corrosion caused by electrical conduction between the inner and outer rings of the shaft bearing, and it is possible to further improve the quality of the magnetic-geared motor. The same applies to the bracket.

また、上記のように構成された本実施の形態の磁気ギアードモータは、
径方向内側から外側に向けて、前記回転子、前記変調磁極群、前記固定子の順に配置された、
ものである。
In addition, the magnetic geared motor of this embodiment configured as described above has the following features:
The rotor, the modulated magnetic pole group, and the stator are arranged in this order from the inside to the outside in the radial direction.
It is something.

このような構成にすることで、インナーロータ型回転電機となり、回転子を径方向外側に配置する構成に比べて、回転子に用いる高価な永久磁石の使用量を抑制することが可能となり、ひいては安価な磁気ギアードモータを提供できる。 This type of configuration results in an inner rotor type rotating electric machine, which makes it possible to reduce the amount of expensive permanent magnets used in the rotor compared to a configuration in which the rotor is positioned radially outward, thereby providing an inexpensive magnetic geared motor.

また、上記のように構成された本実施の形態の磁気ギアードモータは、
前記固定子により回転磁界が供給されて回転力が与えられる前記回転子のみを回転体として備える、
ものである。
In addition, the magnetic geared motor of this embodiment configured as described above has the following features:
The rotor is provided as a rotating body with a rotating magnetic field and a rotational force being applied thereto by the stator.
It is something.

回転子は、設定された減速比にて固定子により回転できるため、このように、回転する構造体を回転子のみとできる。これにより、例えば、摩耗部品である軸受の数を減らすことが可能となり、安価な磁気ギアードモータを提供できる。 The rotor can be rotated by the stator at a set reduction ratio, so the rotor can be the only rotating structure. This makes it possible to reduce the number of bearings, which are wear parts, for example, and provide an inexpensive magnetic geared motor.

また、上記のように構成された本実施の形態の磁気ギアードモータは、
前記固定子の極対数、前記回転子の極対数、前記変調磁極群の前記磁極片の数は、以下関係式を満たすように構成される、
Ns=N1±Nh
但し、Nsは前記固定子の極対数、Nhは前記回転子の極対数、N1は前記変調磁極群の前記磁極片の数を示す、
ものである。
In addition, the magnetic geared motor of this embodiment configured as described above has the following features:
The number of pole pairs of the stator, the number of pole pairs of the rotor, and the number of the pole pieces of the modulated magnetic pole group are configured to satisfy the following relationship:
Ns = N1 ± Nh
where Ns is the number of pole pairs of the stator, Nh is the number of pole pairs of the rotor, and N1 is the number of the pole pieces of the modulated magnetic pole group.
It is something.

こうして、固定子は、外部のモータ等からの回転力が与えられる高速回転子を不要として、設定された減速比にて回転子の回転を制御できる。 In this way, the stator can control the rotation of the rotor at a set reduction ratio without the need for a high-speed rotor that receives rotational force from an external motor, etc.

実施の形態2.
以下、本願の実施の形態2を、上記実施の形態1と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態1と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図11は、実施の形態2による磁気ギアードモータ200の概略構成を示す斜視図である。
図12は、実施の形態2による磁気ギアードモータ200の固定子20とモールド樹脂部440の概略構成を示す軸方向に平行な方向における断面図である。
図13は、実施の形態2による磁気ギアードモータ200のモールド樹脂部440の概略構成を示す斜視断面図である。
Embodiment 2.
Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. The same parts as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
FIG. 11 is a perspective view showing a schematic configuration of a magnetic-geared motor 200 according to the second embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view in a direction parallel to the axial direction, showing a schematic configuration of a stator 20 and a molded resin portion 440 of a magnetic-geared motor 200 according to the second embodiment.
FIG. 13 is a perspective cross-sectional view showing a schematic configuration of a molded resin portion 440 of a magnetic-geared motor 200 according to the second embodiment.

本実施の形態の磁気ギアードモータ200において、実施の形態1と異なる点は、モールド樹脂部440の軸方向下側Y2側の端部の形状である。実施の形態1では、モールド樹脂部40は、変調磁極群30の軸方向下側Y2の端面と軸方向Yに同一位置まであった。本実施の形態では、図12に示すように、モールド樹脂部440の軸方向下側Y2の端面は、図12に示す長さYset分だけ、固定子20および磁極片31の軸方向下側Y2の端面よりも軸方向上側Y1に形成されている。これによりモールド樹脂部40は、軸方向上側Y1に長さYset分窪む、凹部としての切欠部440Kが形成される。
こうして、軸方向下側Y2において変調磁極群30と固定子220との間はモールド樹脂により封止されず、モールド樹脂部440の軸方向下側Y2の端面から変調磁極群30の一部が露出する構造となっている。
The magnetic-geared motor 200 of this embodiment differs from the first embodiment in the shape of the end portion of the molded resin portion 440 on the axial lower side Y2 side. In the first embodiment, the molded resin portion 40 is located at the same position in the axial direction Y as the end face of the axial lower side Y2 of the modulation magnetic pole group 30. In this embodiment, as shown in FIG. 12, the end face of the axial lower side Y2 of the molded resin portion 440 is formed on the axial upper side Y1 by the length Yset shown in FIG. 12 from the end faces of the axial lower side Y2 of the stator 20 and the pole piece 31. As a result, the molded resin portion 40 is formed with a notch 440K as a recess recessed by the length Yset on the axial upper side Y1.
Thus, the space between the modulation magnetic pole group 30 and the stator 220 on the axial lower side Y2 is not sealed with molded resin, and a portion of the modulation magnetic pole group 30 is exposed from the end face of the molded resin part 440 on the axial lower side Y2.

以下、このような構成の本実施の形態の磁気ギアードモータ200の製造方法について説明する。
図14は、実施の形態2によるモールド樹脂部440を形成する製造方法を説明するための、磁気ギアードモータ200の軸方向に平行な方向における断面図である。
図15は、実施の形態2によるモールド樹脂部440の構成を示すための磁気ギアードモータ200の一部拡大軸方向に垂直な方向における断面図である。
A method for manufacturing the magnetic-geared motor 200 of this embodiment having such a configuration will be described below.
FIG. 14 is a cross-sectional view in a direction parallel to the axial direction of magnetic-geared motor 200 for explaining a manufacturing method for forming molded resin portion 440 according to the second embodiment.
FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of a portion of magnetic-geared motor 200 taken in a direction perpendicular to the axial direction, showing the configuration of molded resin portion 440 according to the second embodiment.

先ず、変調磁極群30の磁極片31を周方向に均等に配置し、その径方向外側X2において設定された間隔を隔てて固定子鉄心21を配置させる。この時、固定子鉄心21は、ティース部21Tにコイル22を巻き終わった状態である。
ここで、上側金型60Uと下側金型60Dとから構成される金型60を用意する。
下側金型60Dは、軸方向上側Y1側に、長さYset分突出する突出部60Pを備える。この突出部60Pが変調磁極群30と固定子20との間に挿入されるように、変調磁極群30と固定子20の軸方向下側Y2に下側金型60Dを配置する。
First, the pole pieces 31 of the modulation magnetic pole group 30 are evenly arranged in the circumferential direction, and the stator core 21 is arranged at a set interval on the radially outer side X2 of the pole pieces 31. At this time, the stator core 21 is in a state where the coils 22 have been wound around the teeth portions 21T.
Here, a mold 60 consisting of an upper mold 60U and a lower mold 60D is prepared.
The lower die 60D has a protruding portion 60P that protrudes by a length Yset on the axially upper side Y1. The lower die 60D is disposed on the axially lower side Y2 of the modulation magnetic pole group 30 and the stator 20 so that the protruding portion 60P is inserted between the modulation magnetic pole group 30 and the stator 20.

ここで、図15に示すように、ティース部21Tの径方向内側X1端部の面を当接面A1とし、ティース部21Tの突出部21T1の周方向S側の端部の面を当接面A2とする。また、磁極片31の径方向外側X2の端部の面を当接面A3とし、磁極片31の周方向S側の端部面を当接面A4とする。 As shown in FIG. 15, the surface of the radially inner X1 end of the teeth 21T is the abutment surface A1, and the surface of the end of the protrusion 21T1 of the teeth 21T on the circumferential S side is the abutment surface A2. The surface of the radially outer X2 end of the pole piece 31 is the abutment surface A3, and the end surface of the pole piece 31 on the circumferential S side is the abutment surface A4.

下側金型60Dの突出部60Pは、このティース部21Tの当接面A1、A2と、磁極片31の当接面A3、A4とにそれぞれ当接する当接面を備える構造となっている。
そして、磁極片31とティース部21Tとの間の隙間において、下側金型60Dの突出部60Pが挿入されると、磁極片31は、隙間嵌めによりティース部21Tに対してその径方向Xと周方向Sが位置決めされる。そして、ティース部21Tの当接面A1、A2および、磁極片31の当接面A3、A4が、下側金型60Dの突出部60Pによりそれぞれ支持された状態で、変調磁極群30と固定子220との間に樹脂をモールド成形してモールド樹脂部440を形成する。
The protruding portion 60P of the lower die 60D has a structure including abutment surfaces that come into contact with the abutment surfaces A1 and A2 of the teeth portion 21T and the abutment surfaces A3 and A4 of the pole piece 31, respectively.
When the protruding portion 60P of the lower die 60D is inserted into the gap between the pole piece 31 and the teeth portion 21T, the pole piece 31 is positioned relative to the teeth portion 21T in the radial direction X and circumferential direction S by the gap fit. Then, with the abutment surfaces A1, A2 of the teeth portion 21T and the abutment surfaces A3, A4 of the pole piece 31 being supported by the protruding portion 60P of the lower die 60D, resin is molded between the modulation magnetic pole group 30 and the stator 220 to form the molded resin portion 440.

こうして形成されたモールド樹脂部440は、図15に示すように、下側金型60Dの突出部60Pにより決められる寸法で、ティース部21Tの当接面A1、A2を支持する第1支持部B1、B2と、磁極片31の当接面A3、A4を支持する第2支持部B3、B4とを備える構成となる。こうして、変調磁極群30の固定子鉄心21に対する径方向Xおよび周方向Sの相対位置が確保される。 The molded resin part 440 thus formed has dimensions determined by the protruding part 60P of the lower mold 60D, and includes first support parts B1, B2 that support the abutment surfaces A1, A2 of the teeth part 21T, and second support parts B3, B4 that support the abutment surfaces A3, A4 of the pole piece 31, as shown in FIG. 15. In this way, the relative position of the modulated magnetic pole group 30 in the radial direction X and circumferential direction S with respect to the stator core 21 is secured.

上記のように構成された本実施の形態の磁気ギアードモータの製造方法は、
軸方向一端側に突出する突出部を備えた金型を、該突出部が前記変調磁極群と前記固定子との間に挿入されるように前記変調磁極群の軸方向他端側に配置し、
前記金型の前記突出部により、前記ティース部の周方向端部および径方向内側端部と、前記変調磁極群の周方向端部および径方向外側端部と、を支持した状態で、
前記変調磁極群と前記固定子との間に樹脂をモールド成形して前記モールド樹脂部を形成して、該モールド樹脂部により前記固定子に対する前記変調磁極群の相対位置を固定する、
ものである。
The manufacturing method of the magnetic-geared motor of the present embodiment configured as described above is as follows:
a die having a protruding portion protruding from one axial end side is disposed on the other axial end side of the modulation pole group so that the protruding portion is inserted between the modulation pole group and the stator;
In a state where a circumferential end portion and a radially inner end portion of the teeth portion and a circumferential end portion and a radially outer end portion of the modulation magnetic pole group are supported by the protruding portion of the mold,
forming the molded resin portion by molding a resin between the modulation magnetic pole group and the stator, and fixing a relative position of the modulation magnetic pole group with respect to the stator by the molded resin portion;
It is something.

このように、金型により、固定子のティース部に対する変調磁極群の位置決めを行うことができるため、相対位置のばらつきを抑制することが可能となり、トルク脈動の低減効果を得られ、性能の安定化に寄与できる。また、固定子のティース部に対する変調磁極群の位置決めを容易に行える。
なお、本実施の形態では、変調磁極群30と固定子220との間において軸方向下側Y2にのみ突出部60Pを挿入した例を示したが、軸方向上側Y1に突出部を挿入してもよいし、軸方向上側Y1と軸方向下側Y2の両方に突出部60Pを挿入してもよい。
In this way, the modulation pole group can be positioned relative to the stator teeth using a mold, which makes it possible to suppress variation in relative position, thereby reducing torque pulsation and contributing to stabilizing performance. In addition, the modulation pole group can be easily positioned relative to the stator teeth.
In this embodiment, an example has been shown in which the protrusion 60P is inserted only on the axially lower side Y2 between the modulated magnetic pole group 30 and the stator 220, but the protrusion may be inserted on the axially upper side Y1, or the protrusion 60P may be inserted on both the axially upper side Y1 and the axially lower side Y2.

実施の形態3.
以下、本願の実施の形態3を、上記実施の形態1と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態1と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図16は、実施の形態3による磁気ギアードモータ300の概略構成を示す軸方向に平行な方向における断面図である。
実施の形態1と比べ、変調磁極群30の固定方法が異なる。実施の形態1、2では、変調磁極群と固定子とを断熱する断熱部としてモールド樹脂部40、440を用いた。本実施の形態では、この断熱部として、変調磁極群と固定子との間に空隙部340を介在させる。
Embodiment 3.
Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. The same parts as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
FIG. 16 is a cross-sectional view in a direction parallel to the axial direction, showing a schematic configuration of a magnetic-geared motor 300 according to the third embodiment.
The method of fixing the modulated magnetic pole group 30 is different from that of the first embodiment. In the first and second embodiments, the molded resin portion 40, 440 is used as a heat insulating portion for insulating the modulated magnetic pole group from the stator. In the present embodiment, a gap portion 340 is interposed between the modulated magnetic pole group and the stator as this heat insulating portion.

この空隙部340を形成するために、変調磁極群30は、更に別の部材である断熱部としての連結部材340Aを用いる。
周方向Sに均等に配置された複数の変調磁極群30の軸方向上側Y1と連結部材340Aを接着剤等で固定する。この連結部材340Aは非磁性体から構成されており、例えばステンレス鋼材、樹脂等である。この連結部材340Aと、固定子20のモールド部をネジで固定している。さらに、変調磁極群30の軸方向Yの長さを固定子鉄心21の軸方向Yの長さよりも長くし、ブラケット51と変調磁極群30の軸方向下側Y2をネジで固定する。このようにすることで変調磁極群30の軸方向Yの両端を固定できる。これにより、変調磁極群30のより強固な固定が可能となる。
To form this gap 340, the modulation magnetic pole group 30 uses a connecting member 340A as a heat insulating portion, which is yet another member.
The axial upper side Y1 of the multiple modulation pole groups 30 arranged evenly in the circumferential direction S is fixed to the connecting member 340A with an adhesive or the like. The connecting member 340A is made of a non-magnetic material, such as stainless steel or resin. The connecting member 340A is fixed to the molded part of the stator 20 with a screw. Furthermore, the length of the axial direction Y of the modulation pole group 30 is made longer than the length of the axial direction Y of the stator core 21, and the bracket 51 is fixed to the axial lower side Y2 of the modulation pole group 30 with a screw. In this way, both ends of the modulation pole group 30 in the axial direction Y can be fixed. This allows the modulation pole group 30 to be fixed more firmly.

上記のように構成された本実施の形態の磁気ギアードモータにおいては、
前記断熱部は、
前記変調磁極群と前記固定子との間に設けられる空隙部を有して構成される、
ものである。
In the magnetic-geared motor of this embodiment configured as described above,
The heat insulating portion is
A gap is provided between the modulated magnetic pole group and the stator.
It is something.

このように熱伝導性が低く断熱性の高い空隙部を、変調磁極群と固定子との間に設けることで、固定子のコイルで発生した熱を変調磁極群まで伝熱させることを低減でき、所望のトルクを得ることができると共に、材料使用量の低減、磁気ギアードモータの体積縮小化を図れる。さらには、この断熱部を構成する要素の1つとして、変調磁極群を固定子のモールド部分に固定する連結部材を用いることで、変調磁極群の固定子に対する相対位置を確保できる。 By providing a gap with low thermal conductivity and high thermal insulation between the modulated magnetic pole group and the stator in this way, it is possible to reduce the transfer of heat generated in the stator coil to the modulated magnetic pole group, making it possible to obtain the desired torque, reduce the amount of material used, and reduce the volume of the magnetic geared motor. Furthermore, by using a connecting member that fixes the modulated magnetic pole group to the molded part of the stator as one of the elements that make up this thermal insulation section, the relative position of the modulated magnetic pole group to the stator can be secured.

以下、変調磁極群と固定子とを断熱する断熱部として、モールド樹脂部と空隙の両方を用いた構成例について説明する。
図17は、実施の形態3による磁気ギアードモータの断熱部の構造例を示す軸方向に垂直な方向における断面図である。
図に示すように、磁極片31と固定子鉄心21との間のモールド樹脂部40内において、軸方向Yに延在するよう形成される空隙部340Hを設けてもよい。
この空隙部340Hの軸方向Yの少なくとも一方の端部を、モールド樹脂部40の軸方向端部側において開口するように構成すれば、モールド樹脂部40内における熱を外部に放熱できる。
Hereinafter, a configuration example will be described in which both a molded resin portion and an air gap are used as a heat insulating portion for insulating the modulated magnetic pole group and the stator.
FIG. 17 is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the axial direction showing an example of the structure of a heat insulating portion of a magnetic-geared motor according to the third embodiment.
As shown in the figure, a gap 340H may be provided in the molded resin portion 40 between the pole piece 31 and the stator core 21 so as to extend in the axial direction Y.
If at least one end of the gap 340H in the axial direction Y is configured to be open on the axial end side of the molded resin part 40, heat within the molded resin part 40 can be dissipated to the outside.

上記のように構成された本実施の形態の磁気ギアードモータにおいては、
前記断熱部として、前記モールド樹脂部と前記空隙部とを備える構成において、
前記空隙部は、前記モールド樹脂部内において軸方向に延在するよう形成され、該空隙部の少なくとも一方の端部が前記モールド樹脂部の軸方向端部側において開口する、
ものである。
In the magnetic-geared motor of this embodiment configured as described above,
In a configuration in which the heat insulating portion includes the mold resin portion and the gap portion,
The gap is formed to extend in the axial direction within the molded resin portion, and at least one end of the gap is open at an axial end side of the molded resin portion.
It is something.

このように軸方向に貫通する空隙部を、モールド樹脂部内に設ける構成とすることで、冷却用の風路ができモールド樹脂部における放熱性を向上できる。さらには、モールド樹脂の使用量が減るため、コスト低減を図れる。 By providing a void that penetrates the axial direction in this way within the molded resin section, a cooling air passage is created, improving the heat dissipation in the molded resin section. Furthermore, the amount of molded resin used is reduced, leading to cost savings.

実施の形態4.
以下、本願の実施の形態4を、上記実施の形態1と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態1と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図18は、実施の形態4による磁気ギアードモータ400の概略構成を示す軸方向に平行な方向における断面図である。
実施の形態4による磁気ギアードモータ400では、回転子10にファン415が設けられている。また、モールド樹脂部40において、磁気ギアードモータ400の外部空間と、回転子10の周囲の空間とを連通する孔440Hを設けている。また、ブラケット51においても、磁気ギアードモータ400の外部空間と、回転子10の周囲の空間とを連通する孔451Hを設けている。
Embodiment 4.
Hereinafter, the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. The same parts as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
FIG. 18 is a cross-sectional view in a direction parallel to the axial direction, showing a schematic configuration of a magnetic-geared motor 400 according to the fourth embodiment.
In the magnetic-geared motor 400 according to the fourth embodiment, a fan 415 is provided on the rotor 10. Also, a hole 440H is provided in the molded resin part 40, which communicates between the external space of the magnetic-geared motor 400 and the space around the rotor 10. Also, a hole 451H is provided in the bracket 51, which communicates between the external space of the magnetic-geared motor 400 and the space around the rotor 10.

更に、モールド樹脂部40において、磁極片31の軸方向下側Y2を支持する第3支持部540Kが形成されている。この第3支持部540Kは、その周方向Sの両端部分が、磁極片31間を埋めているモールド樹脂部40に連結されている。 Furthermore, a third support portion 540K that supports the axial lower side Y2 of the pole piece 31 is formed in the molded resin portion 40. Both ends of the third support portion 540K in the circumferential direction S are connected to the molded resin portion 40 that fills the space between the pole pieces 31.

まずファン415は、モールド樹脂部40により軸受50Aを収納するハウジングがある軸方向上側Y1に設けた。このようにすることで、回転子10の回転と共にファン415により流体を回すことができ、磁気ギアードモータ400の冷却に有利となる。
さらに、このファン415を設けた付近のモールド樹脂部40に、磁気ギアードモータ400の外部空間と回転子10の周囲の空間とを連通する孔440Hを設けているので、回転子10の周辺で温度が高くなった流体を外部に出すことができ、より冷却に効果的となる。
First, the fan 415 is provided on the axially upper side Y1 of the housing that accommodates the bearing 50A by the molded resin part 40. In this manner, the fluid can be circulated by the fan 415 together with the rotation of the rotor 10, which is advantageous for cooling the magnetic-geared motor 400.
Furthermore, a hole 440H is provided in the molded resin part 40 near where the fan 415 is provided, which connects the external space of the magnetic-geared motor 400 with the space around the rotor 10. This allows the fluid whose temperature has increased around the rotor 10 to be expelled to the outside, making cooling more effective.

さらに、ブラケット51に設けられた孔451Hにより、ファン415が回転することで、磁気ギアードモータ400の軸方向下側Y2から軸方向上側Y1に向かって流体を連続的に流すことができ、より磁気ギアードモータ400の冷却効率を向上することができる。 Furthermore, the hole 451H provided in the bracket 51 allows the fan 415 to rotate, allowing fluid to flow continuously from the axial lower side Y2 to the axial upper side Y1 of the magnetic-geared motor 400, thereby further improving the cooling efficiency of the magnetic-geared motor 400.

上記のように構成された本実施の形態の磁気ギアードモータにおいては、
前記回転子の回転軸に設けられるファンと、
軸方向の少なくとも一方側に形成される、前記回転子の周りの空間部と該磁気ギアードモータの外部空間部とを連通する孔と、を備える、
ものである。
In the magnetic-geared motor of this embodiment configured as described above,
a fan provided on a rotation shaft of the rotor;
and a hole formed on at least one side in the axial direction, the hole communicating a space around the rotor with an external space of the magnetic-geared motor.
It is something.

これにより、磁気ギアードモータの冷却効率をより向上できる。こうして、熱が生じるコイルに対して変調磁極を固定した場合においても、固定子のコイルで発生した熱を効率よく冷却でき、所望のトルクを得ることができる。
また、磁気ギアードモータを効率よく冷却することで、同一体積でより出力を高めること、同一出力で体積を抑制できることができる。また永久磁石の耐熱グレードを下げること、コイルの断面積を小さくして材料費を抑制することも可能となる。
This can further improve the cooling efficiency of the magnetic-geared motor. Thus, even when the modulation poles are fixed to the coils that generate heat, the heat generated in the stator coils can be efficiently cooled and the desired torque can be obtained.
In addition, by efficiently cooling a magnetic-geared motor, it is possible to increase the output for the same volume, or reduce the volume for the same output. It is also possible to reduce material costs by lowering the heat resistance grade of the permanent magnet and reducing the cross-sectional area of the coil.

また、上記のように構成された本実施の形態の磁気ギアードモータにおいては、
前記モールド樹脂部は、前記磁極片の軸方向端部を支持する第3支持部を備える、
ものである。
In the magnetic-geared motor of the present embodiment configured as described above,
The molded resin portion includes a third support portion that supports an axial end portion of the pole piece.
It is something.

実施の形態2に示したモールド樹脂部440では、変調磁極群30の固定子20に対する径方向X、周方向Sの位置決めを行った切欠部440Kが形成されていた。そのため、変調磁極群30の軸方向下側Y2の端面よりも軸方向下側Y2にはモールド樹脂が存在していなかったが、本実施の形態では、図18に示したように、変調磁極群30の軸方向下側Y2の端部を指示する第3支持部540Kが形成されている。このような構成とすることで、例えば、回転の振動等による変調磁極群30の軸方向Yの位置ずれを防止できる。また、変調磁極群30のより広い範囲をモールド樹脂により固定することができ、変調磁極群30の固定強度を増やしたり、冷却効率を増加することが可能となる。 In the molded resin part 440 shown in the second embodiment, a notch 440K was formed to position the modulation pole group 30 in the radial direction X and circumferential direction S relative to the stator 20. Therefore, the molded resin was not present on the axially lower side Y2 than the end face of the axially lower side Y2 of the modulation pole group 30, but in this embodiment, as shown in FIG. 18, a third support part 540K is formed to support the end of the axially lower side Y2 of the modulation pole group 30. With this configuration, for example, it is possible to prevent the modulation pole group 30 from being displaced in the axial direction Y due to rotational vibrations, etc. In addition, a wider range of the modulation pole group 30 can be fixed by the molded resin, which makes it possible to increase the fixing strength of the modulation pole group 30 and improve the cooling efficiency.

実施の形態5.
以下、本願の実施の形態5を、上記実施の形態1と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態1と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図19は、実施の形態5による磁気ギアードモータ500の概略構成を示す軸方向に平行な方向における断面図である。
Embodiment 5.
Hereinafter, the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. The same parts as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
FIG. 19 is a cross-sectional view in a direction parallel to the axial direction, showing a schematic configuration of a magnetic-geared motor 500 according to the fifth embodiment.

実施の形態1の磁気ギアードモータ100は、径方向内側X1から径方向外側X2に向けて、回転子10、変調磁極群30、固定子20、の順に配置されたインナーロータ型の構成を示した。
本実施の形態の磁気ギアードモータ500、500Aは、径方向内側X1から径方向外側X2に向けて、固定子20、変調磁極群30、回転子10の順に配置されたアウターロータ型の構成を有する。固定子20が発生する磁界の回転数は、回転子10の回転数よりも高速である。
The magnetic-geared motor 100 of the first embodiment has an inner rotor type configuration in which the rotor 10, the modulated magnetic pole group 30, and the stator 20 are arranged in this order from the radial inside X1 to the radial outside X2.
The magnetic-geared motors 500 and 500A of the present embodiment have an outer rotor type configuration in which the stator 20, the modulated magnetic pole group 30, and the rotor 10 are arranged in this order from the radially inner side X1 to the radially outer side X2. The rotation speed of the magnetic field generated by the stator 20 is higher than the rotation speed of the rotor 10.

固定子20の径方向中心部側には、軸方向に貫通する貫通孔が設けられ、シャフト11が挿入される。そして、このシャフト11の径方向外側X2において固定子鉄心21が固定されている。実施の形態1と同様に、固定子20においては、固定子鉄心21にコイル22を巻くことによって電磁石が構成される。また、固定子鉄心21の径方向外側X2において、変調磁極群30が周方向Sに設定された隙間を介して複数個配置された磁極片31を有しており、モールド樹脂部40により固定子20と一体化して固定されている。 A through hole is provided in the radial center of the stator 20, penetrating in the axial direction, and the shaft 11 is inserted into it. The stator core 21 is fixed to the radial outside X2 of this shaft 11. As in the first embodiment, in the stator 20, an electromagnet is formed by winding a coil 22 around the stator core 21. Also, on the radial outside X2 of the stator core 21, a modulated magnetic pole group 30 has multiple magnetic pole pieces 31 arranged with gaps set in the circumferential direction S, and is fixed integrally with the stator 20 by a molded resin part 40.

変調磁極群30に対して、径方向Xに隙間を介して対向する位置に永久磁石13が配置されている。この永久磁石13は回転子鉄心12に固定されており、ラジアル方向に着磁されている。この回転子鉄心12の軸方向Yの両端側にブラケット51が配置され、そのブラケット51の軸中心部分に一対の軸受51A、51Bがある。つまり、本実施の形態では、最も径方向外側X2において回転子10が回転する。 A permanent magnet 13 is arranged opposite the modulated magnetic pole group 30 with a gap in the radial direction X. This permanent magnet 13 is fixed to the rotor core 12 and is magnetized in the radial direction. Brackets 51 are arranged on both ends of the rotor core 12 in the axial direction Y, and a pair of bearings 51A, 51B are located at the axial center of the brackets 51. In other words, in this embodiment, the rotor 10 rotates at the outermost radial position X2.

本実施の形態ではシャフト11は回転しない。シャフト11は中空円筒部品であり、その内径部に固定子20のコイル22に通電するためのケーブル等を通すことができる。このようにすることで、回転子10が回転しても通電用のケーブルが巻き込めるという懸念をなくすことができる。 In this embodiment, the shaft 11 does not rotate. The shaft 11 is a hollow cylindrical part, and a cable for passing electricity to the coil 22 of the stator 20 can be passed through its inner diameter. In this way, there is no concern that the electricity-carrying cable will get entangled even when the rotor 10 rotates.

図20は、実施の形態5による磁気ギアードモータ500Aの概略構成を示す軸方向に平行な方向における断面図である。
図20に示す磁気ギアードモータ500Aは、ファン駆動体(換気扇)であり、図11に示した磁気ギアードモータ500の回転子10の径方向外側X2の端面において、径方向外側X2に延びる羽根部515を取り付けた構造である。
つまり回転子10を回転させてファンを駆動させることで空気を送り出すことができる。
FIG. 20 is a cross-sectional view in a direction parallel to the axial direction, showing a schematic configuration of a magnetic-geared motor 500A according to the fifth embodiment.
The magnetic-geared motor 500A shown in Figure 20 is a fan driver (ventilator) and has a structure in which a blade portion 515 extending radially outward X2 is attached to the end face of the rotor 10 of the magnetic-geared motor 500 shown in Figure 11 on the radially outward X2.
In other words, air can be blown out by rotating the rotor 10 to drive the fan.

実施の形態1に示したインナーロータ型では、シャフト11を軸方向Yに伸ばした位置に羽根を取り付ける必要があるため、ファン駆動体としての軸方向長さが長くなってしまう。しかし本実施の形態では、回転子10の外径部に直接、羽根部515を取り付けるだけでよいため、軸方向Yの長さを短くしたい製品で有利となる。 In the inner rotor type shown in embodiment 1, the blades must be attached to a position where the shaft 11 is extended in the axial direction Y, which results in a long axial length as a fan drive. However, in this embodiment, it is only necessary to attach the blade portion 515 directly to the outer diameter portion of the rotor 10, which is advantageous for products where it is desired to shorten the axial length Y.

また、回転子10の軸方向Yの両端部において固定子20を収納するファンボス部516が設けられている。ファンボス部516は軸受51A、51Bを介してシャフト11により回転可能に支持され、ファンボス部516は、回転子10の回転に伴って回転する。 Furthermore, fan boss portions 516 that house the stator 20 are provided at both ends of the rotor 10 in the axial direction Y. The fan boss portions 516 are rotatably supported by the shaft 11 via bearings 51A and 51B, and the fan boss portions 516 rotate in conjunction with the rotation of the rotor 10.

上記のように構成された本実施の形態の磁気ギアードモータにおいては、
径方向内側から外側に向けて、前記固定子、前記変調磁極群、前記回転子の順に配置された、
ものである。
In the magnetic-geared motor of this embodiment configured as described above,
The stator, the modulated magnetic pole group, and the rotor are arranged in this order from the inside to the outside in the radial direction.
It is something.

このような構成にすることで、アウターロータ型回転電機となり、固定子を径方向外側に配置する場合に比べ、固定子に用いる材料の使用量を抑制できる。 This configuration results in an outer rotor type rotating electric machine, which reduces the amount of material used for the stator compared to when the stator is positioned radially outward.

また、上記のように構成された本実施の形態の磁気ギアードモータにおいては、
前記回転子の径方向外側の端面において、径方向外側に延びる羽根部が設けられた、
ものである。
In the magnetic-geared motor of the present embodiment configured as described above,
A blade portion extending radially outward is provided on a radially outer end surface of the rotor.
It is something.

こうして、回転子の径方向外側に別の部材を固定し、その部材と羽根部とを固定する場合にくらべ、部品点数を抑制することが可能である。こうして、構造が簡略化された高性能のファン駆動体を提供できる。 In this way, it is possible to reduce the number of parts compared to when a separate member is fixed to the radial outside of the rotor and then fixed to the blade portion. This makes it possible to provide a high-performance fan drive with a simplified structure.

また、上記のように構成された本実施の形態の磁気ギアードモータにおいては、
前記固定子の径方向中心部に設けられた軸方向に貫通する貫通孔に、前記回転子の回転軸が挿入され、
前記回転子の軸方向両端部において前記固定子を収納するファンボス部が設けられ、該ファンボス部は軸受けを介して前記回転軸により回転可能に支持され、該ファンボス部は前記回転子の回転に伴って回転する、
ものである。
In the magnetic-geared motor of the present embodiment configured as described above,
A rotating shaft of the rotor is inserted into a through hole that is provided in a radial center of the stator and passes through the stator in an axial direction,
a fan boss portion for accommodating the stator is provided at both axial ends of the rotor, the fan boss portion is rotatably supported by the rotating shaft via a bearing, and the fan boss portion rotates in accordance with the rotation of the rotor;
It is something.

このように回転子の径方向外側に羽根部を設けて、磁気ギアードモータの固定子および回転子をファンボス部内に収納している。このように磁気ギアードモータを構成する各部品がファンボス部内に収納させることで、羽根部が回ったときの風路に磁気ギアードモータを構成する各部品がない。これによって、風の損失を大きくすることがなく、電気機器の高効率化を図ることができる。 In this way, the blades are provided radially outward of the rotor, and the stator and rotor of the magnetic-geared motor are housed within the fan boss. By housing each component that makes up the magnetic-geared motor within the fan boss in this way, the components that make up the magnetic-geared motor are not in the air path when the blades rotate. This makes it possible to increase the efficiency of electrical equipment without increasing wind loss.

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Although the present application describes various exemplary embodiments and examples, the various features, aspects, and functions described in one or more embodiments are not limited to application to a particular embodiment, but may be applied to the embodiments alone or in various combinations.
Therefore, countless modifications not exemplified are assumed within the scope of the technology disclosed in the present application, including, for example, modifying, adding, or omitting at least one component, and further, extracting at least one component and combining it with a component of another embodiment.

10 回転子、20 固定子、21 固定子鉄心、21Y バックヨーク部、
21T ティース部、22 コイル、30 変調磁極群、31 磁極片、
40,440 モールド樹脂部(断熱部)、340,340H 空隙部(断熱部)、
B1,B2 第1支持部、B3,B4 第2支持部、540K 第3支持部、
440K 切欠部(凹部)、415 ファン、440H,451H 孔、
515 羽根部、516 ファンボス部、
100,300,400,500,500A 磁気ギアードモータ。
10 rotor, 20 stator, 21 stator core, 21Y back yoke portion,
21T teeth portion, 22 coil, 30 modulated magnetic pole group, 31 magnetic pole piece,
40, 440 molded resin portion (insulating portion), 340, 340H gap portion (insulating portion),
B1, B2 first support part, B3, B4 second support part, 540K third support part,
440K: notch (recess); 415: fan; 440H, 451H: hole;
515 Blade portion, 516 Fan boss portion,
100, 300, 400, 500, 500A magnetic geared motors.

Claims (13)

周方向に磁極対を有する回転子と、
前記回転子に対して径方向に隙間を介在して同軸上に配置され、電磁石として機能するコイルを有して、該コイルにより周方向に磁極対を形成して回転磁界を生じさせる固定子と、
前記固定子と前記回転子との間に設けられ、それぞれ周方向に設定された隙間を介して配置された複数の磁極片を有して、前記固定子と前記回転子との間の磁束を変調して前記回転磁界の回転速度を変化させて前記回転子に伝達する変調磁極群と、を備え、
前記変調磁極群は、断熱部を介して前記固定子に固定されて、該断熱部により前記固定子に対する前記変調磁極群の相対位置が固定され、
前記固定子により回転磁界が供給されて回転力が与えられる前記回転子のみを回転体として備える、
磁気ギアードモータ。
A rotor having a magnetic pole pair in a circumferential direction;
a stator that is disposed coaxially with the rotor with a gap therebetween in the radial direction, the stator having a coil that functions as an electromagnet, the coil forming a magnetic pole pair in the circumferential direction to generate a rotating magnetic field;
a modulation pole group provided between the stator and the rotor, each having a plurality of pole pieces arranged with a gap set in the circumferential direction, for modulating a magnetic flux between the stator and the rotor to change a rotation speed of the rotating magnetic field and transmit the changed magnetic flux to the rotor;
the modulation magnetic pole group is fixed to the stator via a heat insulating portion, and a relative position of the modulation magnetic pole group with respect to the stator is fixed by the heat insulating portion ;
The rotor is provided as a rotating body with a rotating magnetic field and a rotational force being applied thereto by the stator.
Magnetic geared motor.
前記断熱部は、
前記変調磁極群と前記固定子との間に樹脂がモールド成形されて設けられたモールド樹脂部、あるいは、前記変調磁極群と前記固定子との間に設けられる空隙部、の少なくとも一方の構成を有して構成される、
請求項1に記載の磁気ギアードモータ。
The heat insulating portion is
The magnetic pole piece is configured to have at least one of a molded resin portion formed by molding a resin between the magnetic pole piece and the stator, and a gap portion formed between the magnetic pole piece and the stator.
The magnetic geared motor according to claim 1 .
前記固定子は、環状のバックヨーク部と、該バックヨーク部から周方向に所定の間隔を隔てて径方向内側に突出する複数のティース部とを備えた固定子鉄心を有し、
前記コイルは前記ティース部に巻回されて構成され、
前記断熱部が前記モールド樹脂部を有する構成において、
前記モールド樹脂部は、前記ティース部の周方向端部および径方向内側端部を支持する第1支持部と、前記変調磁極群の周方向端部および径方向外側端部を支持する第2支持部と、を備える、
請求項2に記載の磁気ギアードモータ。
the stator has a stator core including an annular back yoke portion and a plurality of teeth protruding radially inwardly from the back yoke portion at predetermined intervals in the circumferential direction,
The coil is wound around the teeth,
In a configuration in which the heat insulating portion has the molded resin portion,
The molded resin portion includes a first support portion that supports a circumferential end portion and a radially inner end portion of the teeth portion, and a second support portion that supports a circumferential end portion and a radially outer end portion of the modulation magnetic pole group.
The magnetic geared motor according to claim 2 .
前記モールド樹脂部は、前記磁極片の軸方向端部を支持する第3支持部を備える、
請求項3に記載の磁気ギアードモータ。
The molded resin portion includes a third support portion that supports an axial end portion of the pole piece.
The magnetic geared motor according to claim 3 .
前記モールド樹脂部の軸方向両端の端面の内、少なくとも一端側の端面は、前記固定子および前記磁極片の軸方向一端側の端面よりも軸方向他端側に形成される、
請求項3または請求項4に記載の磁気ギアードモータ。
Among the end faces at both ends in the axial direction of the molded resin portion, at least one end face is formed on the other axial end side with respect to the end faces at the one axial end of the stator and the pole pieces.
5. The magnetic geared motor according to claim 3 or 4.
前記断熱部として、前記モールド樹脂部と前記空隙部とを備える構成において、
前記空隙部は、前記モールド樹脂部内において軸方向に延在するよう形成され、該空隙部の少なくとも一方の端部が前記モールド樹脂部の軸方向端部側において開口する、
請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の磁気ギアードモータ。
In a configuration in which the heat insulating portion includes the mold resin portion and the gap portion,
The gap is formed to extend in the axial direction within the molded resin portion, and at least one end of the gap is open at an axial end side of the molded resin portion.
The magnetic geared motor according to any one of claims 3 to 5.
径方向内側から外側に向けて、前記回転子、前記変調磁極群、前記固定子の順に配置された、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の磁気ギアードモータ。
The rotor, the modulated magnetic pole group, and the stator are arranged in this order from the inside to the outside in the radial direction.
The magnetic geared motor according to any one of claims 1 to 6.
前記回転子の回転軸に設けられるファンと、
軸方向の少なくとも一方側に形成される、前記回転子の周りの空間部と該磁気ギアードモータの外部空間部とを連通する孔と、を備える、
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の磁気ギアードモータ。
a fan provided on a rotation shaft of the rotor;
and a hole formed on at least one side in the axial direction, the hole communicating a space around the rotor with an external space of the magnetic-geared motor.
The magnetic geared motor according to any one of claims 1 to 7.
径方向内側から外側に向けて、前記固定子、前記変調磁極群、前記回転子の順に配置された、
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の磁気ギアードモータ。
The stator, the modulated magnetic pole group, and the rotor are arranged in this order from the inside to the outside in the radial direction.
The magnetic geared motor according to any one of claims 1 to 7.
前記回転子の径方向外側の端面において、径方向外側に延びる羽部が設けられた、
請求項9に記載の磁気ギアードモータ。
A blade portion extending radially outward is provided on a radially outer end surface of the rotor.
The magnetic geared motor according to claim 9.
前記固定子の径方向中心部に設けられた軸方向に貫通する貫通孔に、前記回転子の回転軸が挿入され、
前記回転子の軸方向両端部において前記固定子を収納するファンボス部が設けられ、該ファンボス部は軸受けを介して前記回転軸により回転可能に支持され、該ファンボス部は前記回転子の回転に伴って回転する、
請求項10に記載の磁気ギアードモータ。
A rotating shaft of the rotor is inserted into a through hole that is provided in a radial center of the stator and passes through the stator in an axial direction,
a fan boss portion for accommodating the stator is provided at both axial ends of the rotor, the fan boss portion is rotatably supported by the rotating shaft via a bearing, and the fan boss portion rotates in accordance with the rotation of the rotor;
The magnetic geared motor according to claim 10.
前記固定子の極対数、前記回転子の極対数、前記変調磁極群の前記磁極片の数は、以下関係式を満たすように構成される、
Ns=N1±Nh
但し、Nsは前記固定子の極対数、Nhは前記回転子の極対数、N1は前記変調磁極群の前記磁極片の数を示す、
請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の磁気ギアードモータ。
The number of pole pairs of the stator, the number of pole pairs of the rotor, and the number of the pole pieces of the modulated magnetic pole group are configured to satisfy the following relationship:
Ns = N1 ± Nh
where Ns is the number of pole pairs of the stator, Nh is the number of pole pairs of the rotor, and N1 is the number of the pole pieces of the modulated magnetic pole group.
The magnetic geared motor according to any one of claims 1 to 11 .
請求項5に記載の磁気ギアードモータの製造方法であって、
軸方向一端側に突出する突出部を備えた金型を、該突出部が前記変調磁極群と前記固定子との間に挿入されるように前記変調磁極群の軸方向他端側に配置し、
前記金型の前記突出部により、前記ティース部の周方向端部および径方向内側端部と、前記変調磁極群の周方向端部および径方向外側端部と、を支持した状態で、
前記変調磁極群と前記固定子との間に樹脂をモールド成形して前記モールド樹脂部を形成して、該モールド樹脂部により前記固定子に対する前記変調磁極群の相対位置を固定する、
磁気ギアードモータの製造方法。
A method for manufacturing a magnetic-geared motor according to claim 5, comprising the steps of:
a die having a protruding portion protruding from one axial end side is disposed on the other axial end side of the modulation pole group so that the protruding portion is inserted between the modulation pole group and the stator;
In a state where a circumferential end portion and a radially inner end portion of the teeth portion and a circumferential end portion and a radially outer end portion of the modulation magnetic pole group are supported by the protruding portion of the mold,
forming the molded resin portion by molding a resin between the modulation magnetic pole group and the stator, and fixing a relative position of the modulation magnetic pole group with respect to the stator by the molded resin portion;
A manufacturing method for a magnetic geared motor.
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