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公開番号2025019357
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-07
出願番号2023122922
出願日2023-07-28
発明の名称ステータ、磁気ギヤ電気機械、および、ステータの組立方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類H02K 7/10 20060101AFI20250131BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数の磁石の少なくとも1つの脱落を抑制できるステータ、磁気ギヤ電気機械、及び、ステータの組立方法を提供する。
【解決手段】ステータを構成するハルバッハ配列された磁石群は、径方向の外側に磁化された第1径方向磁石と、第1径方向磁石よりも周方向の一方側に位置し、一方側に磁化された第1周方向磁石と、第1径方向磁石よりも周方向の他方側に位置し、他方側に磁化された第2周方向磁石とを含む。第1径方向磁石の周方向における一端面または他端面の少なくとも一方は、径方向の内側に向かうにつれて第1径方向磁石の周方向の中心側に向かうように傾斜する第1傾斜端面を有する。第1周方向磁石の周方向における他端面または第2周方向磁石の周方向における一端面の少なくとも一方は、径方向の内側に向かうにつれて第1径方向磁石の周方向の中心側に向かうように傾斜すると共に第1傾斜端面と当接する第1当接傾斜端面を有する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
軸線を基準とした周方向に間隔を空けて配置される複数の歯を含むステータコアと、
前記複数の歯よりも径方向の内側にて前記周方向に連続して並ぶ磁石群を含む複数の磁石であって、前記磁石の配列がハルバッハ配列となる複数の磁石と、
を備えるステータであって、
前記磁石群は、
前記径方向の外側に磁化された第１径方向磁石と、
前記第１径方向磁石よりも前記周方向の一方側に位置し、前記一方側に磁化された第１周方向磁石と、
前記第１径方向磁石よりも前記周方向の他方側に位置し、前記他方側に磁化された第２周方向磁石と、
を含み、
前記第１径方向磁石の前記周方向における一端面または他端面の少なくとも一方は、前記径方向の前記内側に向かうにつれて前記第１径方向磁石の前記周方向の中心側に向かうように傾斜する第１傾斜端面を有し、
前記第１周方向磁石の前記周方向における他端面または前記第２周方向磁石の前記周方向における一端面の少なくとも一方は、前記径方向の前記内側に向かうにつれて前記第１径方向磁石の前記周方向の前記中心側に向かうように傾斜すると共に前記第１傾斜端面と当接する第１当接傾斜端面を有する
ステータ。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第１径方向磁石の前記一端面および前記他端面の各々が、前記第１傾斜端面を有し、
前記第１周方向磁石の前記他端面および前記第２周方向磁石の前記一端面の各々が、前記第１当接傾斜端面を有する
請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記磁石群は、前記第２周方向磁石よりも前記周方向の前記他方側に位置し、前記径方向の内側に磁化された第２径方向磁石をさらに含み、
前記第２径方向磁石の前記周方向における一端面は、前記径方向の前記内側に向かうほど、前記第２径方向磁石の前記周方向における中心側に向かうように傾斜する第２傾斜端面を有し、
前記第２周方向磁石の前記周方向における他端面は、前記径方向の前記内側に向かうほど前記第２径方向磁石の前記中心側に向かうように傾斜すると共に前記第２傾斜端面に当接する第２当接傾斜端面を有する
請求項１または２に記載のステータ。
【請求項４】
前記複数の歯よりも前記径方向の内側に向かって突出すると共に、前記複数の磁石と前記周方向において交互に配置される複数の突起をさらに備え、
前記複数の突起のうち前記周方向に隣接する２つの前記突起は、前記複数の磁石のいずれか１つの前記磁石を前記周方向において挟み、
前記複数の突起の各々の径方向長さは、前記複数の磁石の各々の径方向長さの半分以下である
請求項１または２に記載のステータ。
【請求項５】
前記複数の突起の各々の前記周方向における第１端面と第２端面はいずれも、前記径方向に延在する
請求項４に記載のステータ。
【請求項６】
前記複数の磁石の各々の前記周方向における一端面と他端面はいずれも、
前記第１傾斜端面および前記第１当接傾斜端面よりも前記径方向の前記外側に位置し、前記突起に当接する突起当接面を有し、
前記突起当接面は、前記径方向に延在する
請求項４に記載のステータ。
【請求項７】
各々の前記突起当接面の径方向長さは、前記複数の磁石の各々の径方向長さの半分以下である
請求項６に記載のステータ。
【請求項８】
前記複数の歯よりも前記径方向の内側に向かって突出すると共に、前記複数の磁石と前記周方向において交互に配置される複数の突起をさらに備え、
前記複数の突起のうち前記周方向に隣接する２つの前記突起は、前記複数の磁石のいずれか１つの前記磁石を前記周方向において挟み、
前記複数の突起は、前記第１径方向磁石を挟む一対の第１突起を含み、
前記一対の第１突起は各々、前記第１径方向磁石の中心側に折れ曲がる第１曲折部を有する
請求項１または２に記載のステータ。
【請求項９】
前記複数の突起よりも前記径方向の内側に配置される複数の介在部材であって、前記複数の磁石のうち前記周方向において隣接する２つの前記磁石によって各々が挟まれる複数の介在部材をさらに備える
請求項４に記載のステータ。
【請求項１０】
前記周方向に延在するするプレートであって、前記第１径方向磁石を含む２以上の前記磁石の各々の内周面に取り付けられるプレートをさらに備える
請求項４に記載のステータ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ステータ、磁気ギヤ電気機械、および、ステータの組立方法
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるステータは、磁気ギヤ装置に組み込まれる。ステータは、ステータコアと、ステータコアよりも径方向の内側において周方向に並ぶ複数の磁石とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０１９／０１５７９６２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願の発明者は、ステータよりも径方向の内側における磁束を集中させるハルバッハ配列をステータの磁石配列に適用することを考案した。しかしながら、周方向に隣り合う磁石の磁化方向が異なるため、磁石がステータコアの複数の歯から外れることが懸念される。発明者の知見によれば、径方向に磁化された磁石が受ける磁力は、径方向の内側を向く比較的な大きな力であり、当該磁石の脱落が特に懸念される。
【０００５】
本開示の目的は、複数の磁石の少なくとも１つの脱落を抑制できるステータ、磁気ギヤ電気機械、および、ステータの組立方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の少なくとも一実施形態に係るステータは、
軸線を基準とした周方向に間隔を空けて配置される複数の歯を含むステータコアと、
前記複数の歯よりも径方向の内側にて前記周方向に連続して並ぶ磁石群を含む複数の磁石であって、前記磁石群の配列がハルバッハ配列となる複数の磁石と、
を備えるステータであって、
前記磁石群は、
前記径方向の外側に磁化された第１径方向磁石と、
前記第１径方向磁石よりも前記周方向の一方側に位置し、前記一方側に磁化された第１周方向磁石と、
前記第１径方向磁石よりも前記周方向の他方側に位置し、前記他方側に磁化された第２周方向磁石と、
を含み、
前記第１径方向磁石の前記周方向における一端面または他端面の少なくとも一方は、前記径方向の前記内側に向かうにつれて前記第１径方向磁石の前記周方向の中心側に向かうように傾斜する第１傾斜端面を有し、
前記第１周方向磁石の前記周方向における他端面または前記第２周方向磁石の前記周方向における一端面の少なくとも一方は、前記径方向の前記内側に向かうにつれて前記第１径方向磁石の前記周方向の前記中心側に向かうように傾斜すると共に前記第１傾斜端面と当接する第１当接傾斜端面を有する。
【０００７】
本開示の一実施形態に係る磁気ギヤ電気機械は、
上記ステータと、
前記ステータよりも前記径方向の前記内側で前記周方向に並ぶ複数の磁極片を含む磁極片回転子と、
前記複数の磁極片よりも前記径方向の前記内側に配置される内側磁石を含む磁石回転子と、
を備える。
【０００８】
本開示の一実施形態に係るステータの組立方法は、
軸線を基準とした周方向に間隔を空けて配置される複数の歯を含むステータコアと、
前記複数の歯よりも径方向の内側にて前記周方向に連続して並ぶ磁石群を含む複数の磁石であって、前記磁石群の配列がハルバッハ配列となる複数の磁石と、
前記複数の歯よりも前記径方向の内側に向かって突出すると共に、前記複数の磁石と前記周方向において交互に配置される複数の突起と
を備えるステータの組立方法であって、
前記磁石群は、
前記径方向の外側に磁化された第１径方向磁石と、
前記第１径方向磁石よりも前記周方向の一方側に位置し、前記一方側に磁化された第１周方向磁石と、
前記第１径方向磁石よりも前記周方向の他方側に位置し、前記他方側に磁化された第２周方向磁石と、
を含み、
前記第１径方向磁石の前記周方向における一端面または他端面の少なくとも一方は、前記径方向の前記内側に向かうにつれて前記第１径方向磁石の前記周方向の中心側に向かうように傾斜する第１傾斜端面を有し、
前記第１周方向磁石の前記周方向における他端面または前記第２周方向磁石の前記周方向における一端面の少なくとも一方は、前記径方向の前記内側に向かうにつれて前記第１径方向磁石の前記周方向の前記中心側に向かうように傾斜すると共に前記第１傾斜端面と当接する第１当接傾斜端面を有し、
前記ステータの組立方法は、
前記周方向において連続して並ぶいずれか２つの前記突起の間に前記第１径方向磁石を配置するステップと、
前記第１径方向磁石を配置するステップの実行後、前記周方向において連続して並ぶ他の２つの前記突起の間に前記第１周方向磁石と前記第２周方向磁石を配置するステップとを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、複数の磁石の少なくとも１つの脱落を抑制できるステータ、磁気ギヤ電気機械、および、ステータの組立方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
一実施形態に係る磁気ギヤ電気機械の概略図である。
一実施形態に係るステータの概略図である。
図２の部分拡大図である。
一実施形態に係る複数の磁石に作用する力を示す概略図である。
第１実施形態に係るプレートの概略図である。
第２実施形態に係るプレートの概略図である。
第３実施形態に係るプレートの概略図である。
一実施形態に係るプレートを備えたステータの概略図である。
一実施形態に係るステータの組立方法のフローチャートである。
一実施形態に係る径方向磁石配置ステップを示す概略図である。
一実施形態に係る周方向磁石配置ステップを示す概略図である。
他の実施形態（第１の例示）に係るステータの概略図である。
他の実施形態（第２の例示）に係る径方向磁石配置ステップを示す概略図である。
他の実施形態（第２の例示）に係るステータの概略図である。
他の実施形態（第３の例示）に係るステータの概略図である。
他の実施形態（第４の例示）に係るステータの概略図である。
他の実施形態（第５の例示）に係るステータの概略図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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