CN106461055A - 磁波齿轮装置 - Google Patents

Abstract

在磁波齿轮装置(1A)中，低速转子(10)配置于定子(30)与高速转子(20)之间，而且在周向交替地具有第一磁性体(11)和磁极方向相同的第一永久磁铁(12)，高速转子在周向交替地具有第二磁性体(21)和磁极方向与第一永久磁铁相同的第二永久磁铁(22)，定子在周向交替地具有：具备能够卷绕线圈(33)的切槽(34)的第三磁性体(31)；以及磁极方向与第一永久磁铁相同的第三永久磁铁(32)，在将低速转子的磁极数设为Nl、将高速转子的极对数设为Nh、将定子的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。

Description

磁波齿轮装置

技术领域

本发明涉及磁波齿轮装置。

本申请基于2014年5月20日在日本所申请的日本特愿2014—104587号主张优先权，并将其内容引用于本文。

背景技术

在下记专利文献1中公开了将定子、低速转子、高速转子呈同心状地设置的磁波齿轮装置。在磁波齿轮装置中，例如，在用作马达的情况下，利用设置于定子的线圈的磁动势使高速转子旋转，从而作为输出轴的低速转子利用谐波磁通量而以预定的减速比旋转。

磁波齿轮装置因为原理上不接触且能够得到预定减速比(加速比)，所以相比机械式的减速器(加速器)，磨损低、噪音低、耐久性优异。因此，磁波齿轮装置被例如尝试用于将发电机主体设置于地上数十米高度且加速器的保养需要大量精力的风力发电机的直接驱动(参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2010—106940号公报

专利文献2：日本国特开2010—223340号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在现有技术的磁波齿轮装置(例如，专利文献2的图10所示的结构(以下，有时称为两面PM))中，因为在作为马达的气隙中(定子与高速转子之间)存在低速转子，所以存在以下问题，即、气隙长度变大了低速转子的厚度的量，转矩常数降低。

本发明鉴于上述问题点而提出，其目的在于提供一种能够提高转矩常数的磁波齿轮装置。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题，本发明的第一方案为一种磁波齿轮装置，其将定子、第一转子以及第二转子呈同心状设置，在该磁波齿轮装置中，第一转子配置于定子与第二转子之间，而且在周向上交替地具有第一磁性体和磁极方向相同的第一永久磁铁，第二转子在周向上交替地具有第二磁性体和磁极方向与第一永久磁铁相同的第二永久磁铁，定子在周向上交替地具有：具备能够卷绕线圈的切槽的第三磁性体；以及磁极方向与第一永久磁铁相同的第三永久磁铁，在将第一转子的磁极数设为Nl、将第二转子的极对数设为Nh、将定子的切槽数设为Ns时，满足

Ns＝Nl±Nh的关系。

另外，本发明的第二方案为一种磁波齿轮装置，其将定子、第一转子以及第二转子呈同心状设置，在该磁波齿轮装置中，第一转子在周向上交替地具有第一磁性体和磁极方向相同的第一永久磁铁，第二转子配置于定子与第一转子之间，而且在周向上交替地具有第二磁性体和磁极方向与第一永久磁铁相同的第二永久磁铁，定子在周向上交替地具有：具备能够卷绕线圈的切槽的第三磁性体；以及磁极方向与第一永久磁铁相同的第三永久磁铁，在将第一转子的磁极数设为Nl、将第二转子的极对数设为Nh、将定子的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。

另外，本发明的第三方案为一种磁波齿轮装置，其将定子、第一转子以及第二转子呈同心状设置，在该磁波齿轮装置中，第一转子配置于定子与第二转子之间，而且在周向上交替地具有第一磁性体和磁极方向相同的第一永久磁铁，第二转子在周向上交替地具有磁极方向互不相同的第二永久磁铁，定子在周向上交替地具有：具备能够卷绕线圈的切槽的第三磁性体；以及磁极方向与第一永久磁铁相同的第三永久磁铁，在将第一转子的磁极数设为Nl、将第二转子的极对数设为Nh、将定子的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。

另外，本发明的第四方案为一种磁波齿轮装置，其将定子、第一转子以及第二转子呈同心状设置，在该磁波齿轮装置中，第一转子在周向上交替地具有磁极方向互不相同的第一永久磁铁，第二转子配置于定子与第一转子之间，而且在周向上交替地具有第二磁性体和磁极方向相同的第二永久磁铁，上述定子在周向上交替地具有：具备能够卷绕线圈的切槽的第三磁性体；以及磁极方向与第二永久磁铁相同的第三永久磁铁，在将第一转子的磁极数设为Nl、将第二转子的极对数设为Nh、将定子的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。

另外，本发明的第五方案为一种磁波齿轮装置，其将定子、第一转子以及第二转子呈同心状设置，在该磁波齿轮装置中，第一转子配置于定子与第二转子之间，而且在周向上交替地具有第一磁性体和磁极方向相同的第一永久磁铁，第二转子在周向上交替地具有磁极方向互不相同的第二永久磁铁，定子具有：具备能够卷绕线圈的切槽的多个第三磁性体；以及以磁极方向交替变化的方式在周向上配置的多个的第三永久磁铁，在将第一转子的磁极数设为Nl、将第二转子的极对数设为Nh、将定子的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。

另外，本发明的第六方案为一种磁波齿轮装置，其将定子、第一转子以及第二转子呈同心状设置，在该磁波齿轮装置中，第一转子在周向上交替地具有第一磁性体和磁极方向相同的第一永久磁铁，第二转子配置于定子与第二转子之间，而且在周向上交替地具有磁极方向互不相同的第二永久磁铁，定子具有：具备能够卷绕线圈的切槽的多个第三磁性体；以及以磁极方向交替变化的方式在周向上配置的多个的第三永久磁铁，在将第一转子的磁极数设为Nl、将第二转子的极对数设为Nh、将定子的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。

发明的效果

根据本发明，能够得到一种能够提高转矩常数的磁波齿轮装置。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的磁波齿轮装置的剖视图。

图2是表示本发明的第二实施方式的磁波齿轮装置的剖视图。

图3是表示本发明的第三实施方式的磁波齿轮装置的剖视图。

图4是表示本发明的第四实施方式的磁波齿轮装置的剖视图。

图5是表示本发明的第五实施方式的磁波齿轮装置的剖视图。

图6是表示本发明的第六实施方式的磁波齿轮装置的剖视图。

图7A是表示作为比较例的磁波齿轮装置的剖视图。

图7B是表示作为比较例的磁波齿轮装置的剖视图。

图8A是表示作为比较例的磁波齿轮装置的剖视图。

图8B是表示作为比较例的磁波齿轮装置的剖视图。

图9A是表示作为比较例的磁波齿轮装置的剖视图。

图9B是表示作为比较例的磁波齿轮装置的剖视图。

图10是表示磁波齿轮装置的传递转矩与高速转子的旋转角的关系的图表。

图11是表示磁波齿轮装置(基本结构)的最大传递转矩与磁波齿轮装置(更换转子后结构)的最大传递转矩的关系的图表。

图12是表示磁波齿轮装置(基本结构)的转矩常数与磁波齿轮装置(更换转子后结构)的转矩常数的关系的图表。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，示例将本发明的磁波齿轮装置应用于马达(电动机)的情况。

(第一实施方式)

图1是表示本发明的第一实施方式的磁波齿轮装置1A的剖视图。

如图1所示，磁波齿轮装置1A具有低速转子10、高速转子20以及定子30。低速转子10、高速转子20、定子30呈以旋转轴R为中心的同心状而设置。

低速转子10呈大致圆筒形状，并配置于定子30与高速转子20之间。低速转子10在周向上交替地具有第一磁性体11和第一永久磁铁12。第一磁性体11由例如电磁钢板等构成，且以旋转轴R为中心，等间隔地配置有多个。第一永久磁铁12由例如钕磁铁等构成，且配置于各在周向上邻接的第一磁性体11之间。将第一永久磁铁12全部向外磁化，使其磁极相同(例如N极)。

高速转子20呈大致圆柱形状，且配置于低速转子10的内侧。高速转子20在周向上交替地具有第二磁性体21和第二永久磁铁22。第二磁性体21由例如电磁钢板等构成，且以旋转轴R为中心，等间隔地配置有多个。第二永久磁铁22由例如钕磁铁等构成，且配置于在周向上邻接的第二磁性体21各个之间。将第二永久磁铁22与第一永久磁铁的磁极方向相同地全部向外磁化，使其磁极相同(例如N极)。

定子30呈大致圆筒形状，且配置于低速转子10的外侧。定子30在周向上交替地具有第三磁性体31和第三永久磁铁32。第三磁性体31由例如电磁钢板等构成，且以旋转轴R为中心，等间隔地配置有多个。第三永久磁铁32由例如钕磁铁等构成，且配置于在周向上邻接的第三磁性体31各个之间。将第三永久磁铁32与第一永久磁铁的磁极方向相同地全部向外磁化，使其磁极相同(例如N极)。

第三磁性体31向半径方向内侧突出，且具有能够卷绕线圈33的切槽34。线圈33卷绕于各第三磁性体31。

将本实施方式的线圈例如以U相、V相、W相进行按相划分。

具有上述结构的磁波齿轮装置1A构成为，在将低速转子10的磁极数设为Nl、将高速转子20的极对数设为Nh、将定子30的切槽数设为Ns时，满足下记的关系式(1)。

Ns＝Nl±Nh…(1)

本实施方式的低速转子10的磁极数(第一磁性体11的个数)为17，高速转子20的极对数(N极、S极的组数、即第二磁性体21、第二永久磁铁22的组数)为5，定子30的切槽数(切槽34的个数)为12，满足上述关系式(1)。

对于具有上述结构的磁波齿轮装置1A的动作原理，公知文献(日本国特开2010—106940号公报)中已经详细进行了叙述，因此在此省略详细的说明，在本实施方式的磁波齿轮装置1A中，由于满足上述关系式(1)，因此，低速转子10以由下式(2)所示的减速比Gr旋转。

Gr＝Nl/Nh…(2)

即，通过对定子30通电，从而高速转子20根据无刷电机的原理旋转。从高速转子20的第二永久磁铁22产生的磁通量被低速转子10的第一磁性体11调制，在低速转子10与定子30之间生成Nl±Nh次的谐波磁通量。此时，若从定子30的第三永久磁铁32产生的磁通量为Nl+Nh或者Nl—Nh，则低速转子10按照减速比Gr进行旋转。

在本实施方式中，在低速转子10的第一磁性体11之间夹着第一永久磁铁12，低速转子10和定子30产生与高速转子20相同次数的谐波磁通量，因此能够提高转矩常数。例如，高速转子20产生与低速转子10的第一磁性体11(极片)的个数对应的17极减去与定子30的第三永久磁铁32的个数对应的12极而得到的五次谐波磁通量。

另一方面，低速转子10和定子30产生与第一永久磁铁12的个数对应的17极减去与第三永久磁铁32的个数对应的12极而得到的五次谐波磁通量。

因此，低速转子10和定子30产生与高速转子20相同次数的谐波磁通量，它们相互作用，从而能够提高转矩常数。

即，根据上述的第一实施方式，将定子30、低速转子10、高速转子20呈同心状设置的磁波齿轮装置1A通过如下结构而能够提高转矩常数，即、低速转子10配置于定子30与高速转子20之间，而且在周向上交替地具有第一磁性体11和磁极方向相同的第一永久磁铁12，高速转子20在周向上交替地具有第二磁性体21和磁极方向与第一永久磁铁12相同的第二永久磁铁22，定子30在周向上交替地具有：具备能够卷绕线圈33的切槽34的第三磁性体31；以及磁极方向与第一永久磁铁12相同的第三永久磁铁32，在将低速转子10的磁极数设为Nl、将高速转子20的极对数设为Nh、将定子30的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。以下，有时将该磁波齿轮装置1A称为三层半PM。

(第二实施方式)

接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。在以下的说明中，对于上述的实施方式相同的等效的结构部分添加相同的符号，并简化或省略其说明。

图2是表示本发明的第二实施方式的磁波齿轮装置1B的剖视图。

如图2所示，磁波齿轮装置1B具有低速转子10、高速转子20以及定子30。低速转子10、高速转子20、定子30呈以旋转轴R为中心的同心状而设置。该磁波齿轮装置1B将低速转子10配置于内侧，将高速转子20配置于外侧。

定子30的结构与第一实施方式的结构相同。

低速转子10呈大致圆筒形状，并配置于高速转子20内侧。低速转子10在周向上交替地具有第一磁性体11和第一永久磁铁12。第一磁性体11由例如电磁钢板等构成，且以旋转轴R为中心，等间隔地配置有多个。第一永久磁铁12由例如钕磁铁等构成，且配置于各在周向上邻接的第一磁性体11之间。将第一永久磁铁12全部向外磁化，使其磁极相同(例如N极)。

高速转子20呈大致圆柱形状，且配置于定子30与低速转子10之间。高速转子20在周向上交替地具有第二磁性体21和第二永久磁铁22。第二磁性体21由例如电磁钢板等构成，且以旋转轴R为中心，等间隔地配置有多个。第二永久磁铁22由例如钕磁铁等构成，且配置于在周向上邻接的第二磁性体21各个之间。将第二永久磁铁22与第一永久磁铁的磁极方向相同地全部向外磁化，使其磁极相同(例如N极)。

本实施方式的低速转子10的磁极数(第一磁性体11的个数)为17，高速转子20的极对数(N极、S极的组数，即第二磁性体21、第二永久磁铁22的组数)为5，定子30的切槽数(切槽34的个数)为12，满足上述关系式(1)。

在本实施方式中，在低速转子10的第一磁性体11之间夹着第一永久磁铁12，低速转子10和定子30产生与高速转子20相同次数的谐波磁通量，因此，如上所述地能够提高转矩常数。

另外，在本实施方式中，更换低速转子10和高速转子20的位置，能够将定子30与高速转子20的气隙长缩小至与通常的马达相同程度，因此能够进一步提高转矩常数。

即，根据上述的第二实施方式，将定子30、低速转子10、高速转子20呈同心状设置的磁波齿轮装置1B通过如下结构而能够提高转矩常数，即、低速转子10在周向上交替地具有第一磁性体11和磁极方向相同的第一永久磁铁12，高速转子20配置于定子30与低速转子10之间，并且在周向上交替地具有第二磁性体21和磁极方向与第一永久磁铁12相同的第二永久磁铁22，定子30在周向上交替地具有：具备能够卷绕线圈33的切槽34的第三磁性体31；以及磁极方向与第一永久磁铁12相同的第三永久磁铁32，在将低速转子10的磁极数设为Nl、将高速转子20的极对数设为Nh、将定子30的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。以下，有时将该磁波齿轮装置1B称为三层半PM(更换转子后结构)。

(第三实施方式)

接下来，对本发明的第三实施方式进行说明。在以下的说明中，对于上述的实施方式相同的等效的结构部分添加相同的符号，并简化或省略其说明。

图3是表示本发明的第三实施方式的磁波齿轮装置1C的剖视图。

如图3所示，磁波齿轮装置1C具有低速转子10、高速转子20以及定子30。低速转子10、高速转子20、定子30呈以旋转轴R为中心的同心状而设置。低速转子10及定子30的结构与第一实施方式的结构相同。

高速转子20呈大致圆柱形状，且配置于低速转子10的内侧。高速转子20在周向上交替地具有磁极方向互不相同的第二永久磁铁22A、22B。第二永久磁铁22A以旋转轴R为中心，等间隔地在第二磁性体21的周面上设有多个。第二永久磁铁22A由例如钕磁铁等构成，且将其全部向外磁化，使其磁极相同(例如N极)。另一方面，第二永久磁铁22B配置于在周向上邻接的第二永久磁铁22A各个之间。第二永久磁铁22B由例如钕磁铁等构成，且将其全部向内磁化，使其磁极相同(例如S极)。

本实施方式的低速转子10的磁极数(第一磁性体11的个数)为17，高速转子20的极对数(N极、S极的组数，即第二磁性体22A、22B的组数)为5，定子30的切槽数(切槽34的个数)为12，满足上述关系式(1)。

在本实施方式中，在低速转子10的第一磁性体11之间夹着第一永久磁铁12，低速转子10和定子30产生与高速转子20相同次数的谐波磁通量，因此，如上所述地能够提高转矩常数。

即，根据上述的第三实施方式，将定子30、低速转子10、高速转子20呈同心状设置的磁波齿轮装置1C通过如下结构而能够提高转矩常数，即、低速转子10配置于定子30与高速转子20之间，而且在周向上交替地具有第一磁性体11和磁极方向相同的第一永久磁铁12，高速转子20在周向上交替地具有磁极方向互不相同的第二永久磁铁22A、22B，定子30在周向上交替地具有：具备能够卷绕线圈33的切槽34的第三磁性体31；以及磁极方向与第一永久磁铁12相同的第三永久磁铁32，在将低速转子10的磁极数设为Nl、将高速转子20的极对数设为Nh、将定子30的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。以下，有时将该磁波齿轮装置1C称为三层2/3PM。

(第四实施方式)

接下来，对本发明的第四实施方式进行说明。在以下的说明中，对于上述的实施方式相同的等效的结构部分添加相同的符号，并简化或省略其说明。

图4是表示本发明的第四实施方式的磁波齿轮装置1D的剖视图。

如图4所示，磁波齿轮装置1D具有低速转子10、高速转子20以及定子30。低速转子10、高速转子20、定子30呈以旋转轴R为中心的同心状而设置。该磁波齿轮装置1D将低速转子10配置于内侧，将高速转子20配置于外侧。定子30的结构与第一实施方式的结构相同。另外，高速转子20的结构与第二实施方式的结构相同。

低速转子10呈大致圆筒形状，并配置于高速转子20的内侧。低速转子10在周向上交替地具有磁极方向互不相同的第一永久磁铁12A、12B。第一永久磁铁12A以旋转轴R为中心，等间隔地在第一磁性体11的周面上设有多个。第一永久磁铁12A由例如钕磁铁等构成，且将其全部向外磁化，使其磁极相同(例如N极)。另一方面，第一永久磁铁12B分别配置于在周向上邻接的第一永久磁铁12A之间。第一永久磁铁12B由例如钕磁铁等构成，且将其全部向内磁化，使其磁极相同(例如S极)。

本实施方式的低速转子10的磁极数(第一永久磁铁12A或第一永久磁铁12B的个数)为17，高速转子20的极对数(N极、S极的组数，即第二磁性体21、第二永久磁铁22的组数)为5，定子30的切槽数(切槽34的个数)为12，满足上述关系式(1)。

在本实施方式中，在低速转子10的第一永久磁铁12A之间夹着磁极方向不同的第一永久磁铁12B，低速转子10和定子30产生与高速转子20相同次数的谐波磁通量，因此，如上所述地能够提高转矩常数。

另外，在本实施方式中，更换低速转子10和高速转子20的位置，能够将定子30与高速转子20的气隙长缩小至与通常的马达相同程度，因此能够进一步提高转矩常数。

即，根据上述的第四实施方式，将定子30、低速转子10、高速转子20呈同心状设置的磁波齿轮装置1D通过如下结构而能够提高转矩常数，即、低速转子10在周向上交替地具有磁极方向互不相同的第一永久磁铁12A、12B，高速转子20配置于定子30与低速转子10之间，而且在周向上交替地具有磁极方向相同的第二永久磁铁22，定子30在周向上交替地具有：具备能够卷绕线圈33的切槽34的第三磁性体31；以及磁极方向与第二永久磁铁22相同的第三永久磁铁32，在将低速转子10的磁极数设为Nl、将高速转子20的极对数设为Nh、将定子30的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。以下，有时将该磁波齿轮装置1D称为三层2/3PM(更换转子后结构)。

(第五实施方式)

接下来、对本发明的第五实施方式进行说明。在以下的说明中、对于上述的实施方式相同的等效的结构部分添加相同的符号、并简化或省略其说明。

图5是表示本发明的第五实施方式的磁波齿轮装置1E的剖视图。

如图5所示，磁波齿轮装置1E具有低速转子10、高速转子20以及定子30。低速转子10、高速转子20、定子30呈以旋转轴R为中心的同心状而设置。低速转子10的结构与第一实施方式的结构相同。另外，高速转子20的结构与第三实施方式的结构相同。

定子30呈大致圆柱形状，且配置于低速转子10的外侧。定子30具有第三磁性体31和第三永久磁铁32A、32B。第三永久磁铁32A、32B以磁极方向交替变化的方式在周向上配置有多个。第三永久磁铁32A设于第三磁性体31的前端。第三永久磁铁32A由例如钕磁铁等构成，且将其全部向外磁化，使其磁极相同(例如N极)。另一方面，第三永久磁铁32B分别配置于在周向上邻接的第三永久磁铁32A之间。第三永久磁铁32B由例如钕磁铁等构成，且将其全部向内磁化，使其磁极相同(例如S极)。

本实施方式的低速转子10的磁极数(第一磁性体11的个数)为17，高速转子20的极对数(N极、S极的组数、即第二磁性体22A、22B的组数)为5，定子30的切槽数(切槽34的个数)为12，满足上述关系式(1)。

在本实施方式中，在低速转子10的第一磁性体11之间夹着第一永久磁铁12，低速转子10和定子30产生与高速转子20相同次数的谐波磁通量，因此，如上所述地能够提高转矩常数。

即，根据上述的第五实施方式，将定子30、低速转子10、高速转子20呈同心状设置的磁波齿轮装置1C通过如下结构而能够提高转矩常数，即、低速转子10配置于定子30与高速转子20之间，而且在周向上交替地具有第一磁性体11和磁极方向相同的第一永久磁铁12，高速转子20在周向上交替地具有磁极方向互不相同的第二永久磁铁22A、22B，定子30具有：具备能够卷绕线圈33的切槽34的多个第三磁性体31；以及以磁极方向交替变化的方式在周向上所配置的多个第三永久磁铁32A、32B，在将低速转子10的磁极数设为Nl、将高速转子20的极对数设为Nh、将定子30的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。以下，有时将该磁波齿轮装置1E称为复合型PM。

(第六实施方式)

接下来，对本发明的第六实施方式进行说明。在以下的说明中，对于上述的实施方式相同的等效的结构部分添加相同的符号，并简化或省略其说明。

图6是表示本发明的第六实施方式的磁波齿轮装置1F的剖视图。

如图6所示，磁波齿轮装置1F具有低速转子10、高速转子20以及定子30。低速转子10、高速转子20、定子30呈以旋转轴R为中心的同心状而设置。该磁波齿轮装置1F将低速转子10配置于内侧，将高速转子20配置于外侧。低速转子10的结构与第二实施方式的结构相同。另外，定子30的结构与第五实施方式的结构相同。

高速转子20呈大致圆柱形状，且配置于定子30与低速转子10之间。高速转子20在周向上交替地具有磁极方向互不相同的第二永久磁铁22A、22B。第二永久磁铁22A以旋转轴R为中心，等间隔地设有多个。第二永久磁铁22A由例如钕磁铁等构成，且将其全部向外磁化，使其磁极相同(例如N极)。另一方面，第二永久磁铁22B分贝配置于在周向上邻接的第二永久磁铁22A之间。第二永久磁铁22B由例如钕磁铁等构成，且将其全部向内磁化，使其磁极相同(例如S极)。

本实施方式的低速转子10的磁极数(第一磁性体11的个数)为17，高速转子20的极对数(N极、S极的组数、即第二永久磁铁22A、22B的组数)为5，定子30的切槽数(切槽34的个数)为12，满足上述关系式(1)。

在本实施方式中，在低速转子10的第一磁性体11之间夹着第一永久磁铁12，低速转子10和定子30产生与高速转子20相同次数的谐波磁通量，因此，如上所述地能够提高转矩常数。

另外，在本实施方式中，更换低速转子10和高速转子20的位置，能够将定子30与高速转子20的气隙长缩小至与通常的马达相同程度，因此能够进一步提高转矩常数。

即，根据上述的第六实施方式，将定子30、低速转子10、高速转子20呈同心状设置的磁波齿轮装置1F通过如下结构而能够提高转矩常数，即、低速转子10在周向上交替地具有第一磁性体11和磁极方向相同的第一永久磁铁12，高速转子20配置于定子30与低速转子10之间，而且在周向上交替地具有磁极方向互不相同的第二永久磁铁22A、22B，定子30具有：具备能够卷绕线圈33的切槽34的多个第三磁性体31；以及以磁极方向交替变化的方式在周向上所配置的多个第三永久磁铁32A、32B，在将低速转子10的磁极数设为Nl、将高速转子20的极对数设为Nh、将定子30的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。以下，有时将该磁波齿轮装置1F称为复合型M(更换转子后结构)。

(实施例)

接下来，通过与图7A～图9B所示的比较例的比较，使本发明的效果更明了。

图7A是表示作为比较例1的磁波齿轮装置1G的剖视图。

如图7A所示，磁波齿轮装置1G具有低速转子10、高速转子20以及定子30。高速转子20及定子30的结构与第五实施方式的结构相同。

低速转子10呈大致圆筒形状，且配置于高速转子20与定子30之间。低速转子10具有第一磁性体11而没有第一永久磁铁12。第一磁性体11由例如电磁钢板等构成，且以旋转轴R为中心，等间隔地配置有多个。此外，第一磁性体11被一体化在未图示的树脂板等，从而保持两者间的间距等相互关系。以下，有时将该磁波齿轮装置1G称为两面PM。

图7B是表示作为比较例2的磁波齿轮装置1H的剖面结构图。

如图7B所示，磁波齿轮装置1H具有低速转子10、高速转子20以及定子30。该磁波齿轮装置1G将低速转子10配置于内侧，将高速转子20配置于外侧。高速转子20及定子30的结构与第六实施方式的结构相同。

低速转子10呈大致圆柱形状，且配置于高速转子20的内侧。低速转子10具有第一磁性体11而没有第一永久磁铁12。第一磁性体11由例如电磁钢板等构成，且以旋转轴R为中心，等间隔地配置有多个。以下，有时将该磁波齿轮装置1H称为两面PM(更换转子后结构)。

图8A是表示作为比较例3的磁波齿轮装置1I的剖面结构图。

如图8A所示，磁波齿轮装置1I具有低速转子10、高速转子20以及定子30。低速转子10的结构与比较例1相同。另外，高速转子20及定子30的结构与第三实施方式的结构相同。以下，有时将该磁波齿轮装置1I称为两面3/4PM。

图8B是表示作为比较例4的磁波齿轮装置1J的剖面结构图。

如图8B所示，磁波齿轮装置1J具有低速转子10、高速转子20以及定子30。该磁波齿轮装置1J将低速转子10配置于内侧，将高速转子20配置于外侧。低速转子10的结构与比较例2相同。另外，高速转子20的结构与第六实施方式的结构相同。另外，定子30的结构与第一实施方式的结构相同。以下，有时将该磁波齿轮装置1J称为两面3/4PM(更换转子后结构)。

图9A是表示作为比较例5的磁波齿轮装置1K的剖面结构图。

如图9A所示，磁波齿轮装置1K具有低速转子10、高速转子20以及定子30。低速转子10的结构与比较例1相同。另外，高速转子20及定子30的结构与第一实施方式的结构相同。以下，有时将该磁波齿轮装置1K称为两面半PM。

图9B是表示作为比较例6的磁波齿轮装置1L的剖面结构图。

如图9B所示，磁波齿轮装置1L具有低速转子10、高速转子20以及定子30。该磁波齿轮装置1L将低速转子10配置于内侧，将高速转子20配置于外侧。低速转子10的结构与比较例2相同。另外，高速转子20及定子30的结构与第二实施方式的结构相同。以下，有时将该磁波齿轮装置1L称为两面半PM(更换转子后结构)。

图10是表示磁波齿轮装置1A、1C、1E、1G、1K的传递转矩与高速转子20的旋转角的关系的图表。

如图10所示，可知，关于传递转矩，具有两面PM≈复合型PM＞三层2/3PM＞三层半PM＞两面半PM的关系。

由此可知，两面PM(磁波齿轮装置1G)和复合型PM(磁波齿轮装置1E)大致相同，关于传递转矩，第一永久磁铁12未发挥功能。另外，可知三层半PM(磁波齿轮装置1A)比两面半(磁波齿轮装置1K)大，关于传递转矩，第一永久磁铁12发挥了功能。

图11是表示磁波齿轮装置1A、1C、1G、1I、1K(基本结构)的最大传递转矩与磁波齿轮装置1B、1D、1H、1J、1L(更换转子后结构)的最大传递转矩的关系的图表。

如图11所示，可知，关于基本结构的最大传递转矩，具有两面PM＞三层2/3PM＞三层半PM＞两面3/4PM＞两面半PM的关系。

另外，可知，关于更换转子后结构的最大传递转矩，具有两面PM＞两面3/4PM＞三层2/3PM＞三层半PM＞两面半PM的关系。

由此可知，当更换低速转子10和高速转子20的位置时，最大传递转矩降低十分之一左右。另外，可知，在高速转子20含有第二磁性体21的磁波齿轮装置(三层半PM、两面半PM、三层2/3PM)的最大传递转矩的降低比例大。这认为是因为磁通量由于高速转子20的第二磁性体21而短路。

图12是表示磁波齿轮装置1A、1C、1G、1I、1K(基本结构)的转矩常数与磁波齿轮装置1B、1D、1H、1J、1L(更换转子后结构)的转矩常数的关系的图表。此外，转矩常数根据使转子旋转时的感应电压而计算。

如图12所示，可知，关于基本结构的转矩常数，具有三层2/3PM＞两面3/4PM＞三层半PM＞两面半PM＞两面PM的关系。此外，两面3/4PM具有比三层半PM、两面半PM大的转矩常数的理由是因为，高速转子20的永久磁铁量多。三层半PM虽然永久磁铁量少，但是具有与两面3/4PM相同程度的转矩常数。由此可知，当在低速转子10设置第一永久磁铁12时，转矩常数增大。

另外，可知，关于更换转子后结构的转矩常数，具有两面3/4PM＞两面半PM＞三层半PM＞三层2/3PM＞两面PM的关系。由此可知，当更换低速转子10和高速转子20的位置时，转矩常数增加。此外，可知，两面PM尽管在高速转子20具备与两面3/4PM同等量的永久磁铁，但是转矩常数降低。这认为两面PM的定子30的位于第三磁性体31前的第三永久磁铁32B变成了磁阻。

以上，一边参照附图，一边对本发明的合适的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式。在上述的实施方式中所示的各结构部件的各种形状、组合等为一例子，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够基于设计要求进行各种变更。

例如，在上述实施方式中示例了以下机构，即、低速转子10的磁极数为17，高速转子20的极对数为5，定子30的切槽数为12，但是，本发明不限于该结构，只要是满足上述关系式(1)即可。

另外，例如，在上述实施方式中示例了将本发明的磁波齿轮装置应用于马达(电动机)的结构，但是，本发明不限于该结构，也能够应用于发电机。另外，在发电机中，能够适合地应用于大型的风力发电机。

生产上的可利用性

根据本发明，能够得到一种能够提高转矩常数的磁波齿轮装置。

符号说明

1A、1B、1C、1D、1E、1F—磁波齿轮装置，10—低速转子(第一转子)，11—第一磁性体，12、12A、12B—第一永久磁铁，20—高速转子(第二转子)，21—第二磁性体，22、22A、22B—第二永久磁铁，30—定子，31—第三磁性体，32、32A、32B—第三永久磁铁，33—线圈，34—切槽，R—旋转轴。

Claims (6)

1.一种磁波齿轮装置，其将定子、第一转子以及第二转子呈同心状设置，

上述磁波齿轮装置的特征在于，

上述第一转子配置于上述定子与上述第二转子之间，而且在周向上交替地具有第一磁性体和磁极方向相同的第一永久磁铁，

上述第二转子在周向上交替地具有第二磁性体和磁极方向与上述第一永久磁铁相同的第二永久磁铁，

上述定子在周向上交替地具有：具备能够卷绕线圈的切槽的第三磁性体；以及磁极方向与上述第一永久磁铁相同的第三永久磁铁，

在将上述第一转子的磁极数设为Nl、将上述第二转子的极对数设为Nh、将上述定子的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。

2.一种磁波齿轮装置，其将定子、第一转子以及第二转子呈同心状设置，

上述磁波齿轮装置的特征在于，

上述第一转子在周向上交替地具有第一磁性体和磁极方向相同的第一永久磁铁，

上述第二转子配置于上述定子与上述第一转子之间，而且在周向上交替地具有第二磁性体和磁极方向与上述第一永久磁铁相同的第二永久磁铁，

上述定子在周向上交替地具有：具备能够卷绕线圈的切槽的第三磁性体；以及磁极方向与上述第一永久磁铁相同的第三永久磁铁，

在将上述第一转子的磁极数设为Nl、将上述第二转子的极对数设为Nh、将上述定子的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。

3.一种磁波齿轮装置，其将定子、第一转子以及第二转子呈同心状设置，

上述磁波齿轮装置的特征在于，

上述第一转子配置于上述定子与上述第二转子之间，而且在周向上交替地具有第一磁性体和磁极方向相同的第一永久磁铁，

上述第二转子在周向上交替地具有磁极方向互不相同的第二永久磁铁，

上述定子在周向上交替地具有：具备能够卷绕线圈的切槽的第三磁性体；以及磁极方向与上述第一永久磁铁相同的第三永久磁铁，

在将上述第一转子的磁极数设为Nl、将上述第二转子的极对数设为Nh、将上述定子的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。

4.一种磁波齿轮装置，其将定子、第一转子以及第二转子呈同心状设置，

上述磁波齿轮装置的特征在于，

上述第一转子在周向上交替地具有磁极方向互不相同的第一永久磁铁，

上述第二转子配置于上述定子与上述第一转子之间，而且在周向上交替地具有第二磁性体和磁极方向相同的第二永久磁铁，

上述定子在周向上交替地具有：具备能够卷绕线圈的切槽的第三磁性体；以及磁极方向与上述第二永久磁铁相同的第三永久磁铁，

在将上述第一转子的磁极数设为Nl、将上述第二转子的极对数设为Nh、将上述定子的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。

5.一种磁波齿轮装置，其将定子、第一转子以及第二转子呈同心状设置，

上述磁波齿轮装置的特征在于，

上述第一转子配置于上述定子与上述第二转子之间，而且在周向上交替地具有第一磁性体和磁极方向相同的第一永久磁铁，

上述第二转子在周向上交替地具有磁极方向互不相同的第二永久磁铁，

上述定子具有：具备能够卷绕线圈的切槽的多个第三磁性体；以及以磁极方向交替变化的方式在周向上配置的多个第三永久磁铁，

在将上述第一转子的磁极数设为Nl、将上述第二转子的极对数设为Nh、将上述定子的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。

6.一种磁波齿轮装置，其将定子、第一转子以及第二转子呈同心状设置，

上述磁波齿轮装置的特征在于，

上述第一转子在周向上交替地具有第一磁性体和磁极方向相同的第一永久磁铁，

上述第二转子配置于上述定子与上述第二转子之间，而且在周向上交替地具有磁极方向互不相同的第二永久磁铁，

上述定子具有：具备能够卷绕线圈的切槽的多个第三磁性体；以及以磁极方向交替变化的方式在周向上配置的多个第三永久磁铁，

在将上述第一转子的磁极数设为Nl、将上述第二转子的极对数设为Nh、将上述定子的切槽数设为Ns时，满足Ns＝Nl±Nh的关系。