非接触でトルクを伝達する磁気歯車と磁気ギアードモータ・発電機 Hirata Laboratory 緒言磁気歯車とは？ • 磁気歯車のアプリケーション永久磁石または電磁石を用いてトルクを非接触で伝達する機構 • 風力発電機の増速機  洋上等に設置されている風力発電機でメンテナンスフリー運転を活用可能 • ロボットの関節  過負荷時に脱調するので住空間において人間と接触しても安全機械式歯車を磁気式にするメリット • • • 機械的疲労がないメンテナンスフリー過負荷時に脱調する（トルクリミッタ機能） • 低騒音、低振動機械式平歯車磁気式平歯車高調波型磁気歯車平田研における磁気歯車の研究制約条件： 𝑁𝑠 ± 𝑁ℎ = 𝑁𝑙 高トルク高トルクステータギア比：高減速比 𝑁𝑙 𝐺𝑟 = ∓ 𝑁ℎ • 軸方向差動型磁気不思議遊星低速ロータ Nh：高速ロータの極対数 Ns：ステータの磁極数 Nl：低速ロータの極対数 • 径方向差動型高速ロータ扁平形状ハイブリッド型省磁石磁気式平歯車は永久磁石を局所的に利用するため漏れ磁束が多くて伝達できるトルクが低いしたがって，現在は２つのロータが同軸上に配置された高調波型磁気歯車が主流になった高トルクアキシャル型ツインロータ型減速比可変減速比可変型生産性向上減速比可変表面磁石型減速比連続的に可変型（CVT型）減速比連続的に可変型（バーニア型）磁気ギアードモータと磁気ギアード発電機磁気ギアードモータ概要 • 磁気歯車とモータを一体化した駆動システム • 小型で部品点数が少なく、トルクリミッタを備えた低速・高トルクアクチュエータ平田研における磁気ギアードモータの研究低速ロータ (出力）モータコイル高速ロータシングルマグネット構造ダブルマグネット構造高速ロータのみに永久磁石を設置ステータスロットの永久磁石により，最大伝達トルクが増加磁気歯車トリプルマグネット構造低速ロータへの永久磁石の設置により，通電トルクと最大伝達トルクが増加磁気ギアード発電機概要 • 磁気ギアードモータの低速ロータに動力を入力することで高速ロータが回転し、発電機として動作可能ギア比で増速小型のアプリケーション U V W 出力 3相 AC 大型のアプリケーション磁気CVTモータ磁気ギアード誘導モータ可変磁束磁気ギアードモータモータ＋磁気CVT 減速比を連続的に制御可能な磁気ギアードモータ高速ロータが誘導モータとして回転非通電時には減速機の原理が成立しないため、惰行運転に向く界磁用の直流電流を重畳して入力する界磁電流に応じた特性変化