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公開番号2023042867
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-28
出願番号2021150263
出願日2021-09-15
発明の名称固定リング、回転電機、およびレゾルバロータ
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類H02K 24/00 20060101AFI20230320BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】回転軸に対するレゾルバロータの変位を抑制し、レゾルバロータを位置決め固定するための荷重を適切に調整可能な固定リングを提供する。
【解決手段】固定リングは、幅狭部と、幅広部と、第1片部をそれぞれ複数備える。幅狭部は、平行に対向した環状の第1面および第2面に設けられ、外周面から外周面の内向きの法線方向にみた幅が最も狭い。幅広部は、第1面および第2面に設けられ、各々の幅狭部よりも幅が広い。第1片部は、各々の幅広部に設けられ、第1面側に曲がる第1曲がり部を起点に弾性変形する。第1面と平行な仮想平面に幅広部および第1片部を投影した写像形状において、各々の第1片部の第1曲がり部は、当該第1片部が設けられた幅広部の外周縁に対する外接円の接点と外接円の中心点とを通る直線と交差する。各々の第1片部は、当該第1片部の内周縁に対する内接円と第1曲がり部との間に位置する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
平行に対向した環状の第１面および第２面に設けられ、前記第１面の外周縁と前記第２面の外周縁との間を接続する外周面から前記外周面の内向きの法線方向にみた幅が最も狭い複数の幅狭部と、
前記第１面および前記第２面に設けられ、各々の前記幅狭部よりも前記幅が広い複数の幅広部と、
各々の前記幅広部にそれぞれ設けられ、前記第１面側に曲がる第１曲がり部を起点に当該幅広部の前記法線方向へ弾性変形可能な複数の第１片部と、を備え、
前記第１面と平行な仮想平面に複数の前記幅広部および複数の前記第１片部を投影した写像形状において、各々の前記第１片部の前記第１曲がり部は、当該第１片部が設けられた前記幅広部の外周縁に対する外接円の接点と前記外接円の中心点とを通る直線と交差しており、各々の前記第１片部は、当該第１片部の内周縁に対する内接円と前記第１曲がり部との間に位置する
固定リング。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１面および前記第２面の周方向において各々の前記幅広部の前記第１片部と隣接して配置され、前記第２面側に曲がる第２曲がり部を起点に前記第１面と前記第２面の距離の方向へ弾性変形可能な複数の第２片部をさらに備え、
前記仮想平面に複数の前記第１片部および複数の前記第２片部を投影した写像形状において、各々の前記第２片部は、当該第２片部と隣接する前記第１片部の内周縁に対する内接円の外側に位置する
請求項１に記載の固定リング。
【請求項３】
前記仮想平面に複数の前記第１片部および複数の前記第２片部を投影した写像形状において、各々の前記第２片部は、前記第１面および前記第２面の周方向に当該第２片部と隣接する前記第１片部の内周縁に対する内接円の外側で当該内接円の径方向へ突出する第１突起を有する
請求項２に記載の固定リング。
【請求項４】
前記仮想平面に複数の前記第１片部および複数の前記第２片部を投影した写像形状において、前記第１面および前記第２面の周方向に前記第２片部と隣接して配置され、各々の前記第１片部の内周縁に対する内接円の外側で前記第１面と前記第２面の距離の方向へ起立するリブをさらに備える
請求項２に記載の固定リング。
【請求項５】
前記仮想平面に複数の前記第１片部を投影した写像形状において、複数の前記第１片部の一つは、それ以外の前記第１片部の内周縁に対する内接円よりも内側に当該内接円の径方向へ突出する第２突起を有する
請求項１から４のいずれか一項に記載の固定リング。
【請求項６】
中心軸を中心に回転するシャフトと、
前記シャフトと同心に固定された回転子と、
前記回転子と対向配置された固定子と、
所定の極数を有し、請求項２に記載の固定リングで前記回転子と同心に前記シャフトに固定されたレゾルバロータと、を備えた回転電機であって、
前記第１片部および当該第１片部と前記周方向に隣接する前記第２片部は、前記レゾルバロータの極ごとに配置される
回転電機。
【請求項７】
平行に対向した環状の第１面および第２面に設けられ、前記第１面の外周縁と前記第２面の外周縁との間を接続する外周面から前記外周面の内向きの法線方向にみた幅が最も狭い複数の幅狭部と各々の前記幅狭部よりも前記幅が広い複数の幅広部とを有する複数の鉄心が積層され、
積層方向の一端に位置する前記鉄心は、各々の前記幅広部にそれぞれ設けられ、前記第１面側に曲がる第１曲がり部を起点に当該幅広部の前記法線方向へ弾性変形可能な複数の第１片部を備え、
前記第１面と平行な仮想平面に複数の前記幅広部および複数の前記第１片部を投影した写像形状において、各々の前記第１片部の前記第１曲がり部は、当該第１片部が設けられた前記幅広部の外周縁に対する外接円の接点と前記外接円の中心点とを通る直線と交差しており、各々の前記第１片部は、当該第１片部の内周縁に対する内接円と前記第１曲がり部との間に位置する
レゾルバロータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、固定リング、回転電機、およびレゾルバロータに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
回転電機においては、回転軸の回転角度を検出するために回転角度センサが広く用いられている。回転角度センサの一つであるレゾルバは、例えば回転電機の回転軸に固定され、該回転軸と一体に回転するレゾルバロータと、該レゾルバロータの外周と対向して配置されるレゾルバステータを備えて構成される。かかるレゾルバは、レゾルバロータとレゾルバステータとの間の対向間隔（ギャップ）の変化を測定し、回転軸の回転角度を検出する。
【０００３】
回転角度の検出精度を高めるため、レゾルバロータは、回転軸に対するレゾルバロータ自体の変位を極力抑制する必要がある。例えば、回転軸にキー溝を形成し、レゾルバロータにキー形状を設けることで、レゾルバロータを周方向に位置決めする方法が従来から採用されている。また、例えばレゾルバロータを回転軸に隙間嵌めした後、カラーなどの部材を回転軸に圧入してレゾルバロータを軸方向に押圧することで、レゾルバロータの軸方向への変位の抑制が可能である。加えて、カラーなどの部材とレゾルバロータとの間に生じる摩擦力により、レゾルバロータの周方向および径方向への変位も抑制可能となる。
【０００４】
その一方で、回転軸に圧入された所定の部材でレゾルバロータを軸方向に押圧して位置決めする場合、回転軸に対するレゾルバロータの変位を抑制するために作用させる荷重（押圧力）を適切に調整することが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－６４８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、回転軸に対するレゾルバロータの変位を抑制し、レゾルバロータを位置決め固定するための荷重を適切に調整可能な固定リング、該固定リングで固定されたレゾルバロータを備えた回転電機、前記のような変位抑制および荷重調整が可能なレゾルバロータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の固定リングは、幅狭部と、幅広部と、第１片部とをそれぞれ複数備える。前記幅狭部は、平行に対向した環状の第１面および第２面に設けられ、前記第１面の外周縁と前記第２面の外周縁との間を接続する外周面から前記外周面の内向きの法線方向にみた幅が最も狭い。前記幅広部は、前記第１面および前記第２面に設けられ、各々の前記幅狭部よりも前記幅が広い。前記第１片部は、各々の前記幅広部にそれぞれ設けられ、前記第１面側に曲がる第１曲がり部を起点に当該幅広部の前記法線方向へ弾性変形可能である。前記第１面と平行な仮想平面に複数の前記幅広部および複数の前記第１片部を投影した写像形状において、各々の前記第１片部の前記第１曲がり部は、当該第１片部が設けられた前記幅広部の外周縁に対する外接円の接点と前記外接円の中心点とを通る直線と交差する。かかる写像形状において、各々の前記第１片部は、当該第１片部の内周縁に対する内接円と前記第１曲がり部との間に位置する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態の固定リングを備えた回転電機の回転子を概略的に示す斜視図。
実施形態の固定リングを備えた回転電機の回転子を概略的に示す断面図。
実施形態の固定リングを概略的に示す斜視図。
実施形態の固定リングの各部を仮想平面上に投影した写像形状により概略的に示す図。
図３に示す固定リングを一部拡大し、突起を概略的に示す斜視図。
実施形態の固定リングにおいて、突起にリブを設けた変形例の一例を概略的に示す斜視図。
固定リングをレゾルバロータのレゾルバロータ構成体の一つとして構成した実施形態の一例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態に係る固定リング、回転電機、およびレゾルバロータについて、図１から図７を参照して説明する。固定リングは、回転電機の構想要素の一つであり、レゾルバロータを該回転電機の回転軸に固定するための部材である。回転電機としては、各種の電動機や発電機などを適用できるが、本実施形態ではインナーロータ型の発電機を一例として適用する。レゾルバロータは、回転体の回転状態を検出するレゾルバの構成要素である。レゾルバは、回転体の回転状態として回転角度を検出する回転角度センサであり、主たる構成要素としてレゾルバロータとレゾルバステータを備えている。本実施形態において、レゾルバロータは、回転電機の回転軸に固定され、該回転軸と一体に回転する部材である。レゾルバステータは、レゾルバロータの外周と対向して配置され、レゾルバロータに対して変位しない部材である。これにより、レゾルバは、レゾルバロータとレゾルバステータとの間の対向間隔（ギャップ）の変化を測定し、回転軸の回転角度を検出する。
【００１０】
図１および図２には、本実施形態に係る回転電機の回転子１０を概略的に示す。図１は、回転子１０を概略的に示す斜視図である。図２は、回転子１０を概略的に示す断面図である。
図１および図２に示すように、回転電機は、筒状の固定子（図示省略）と、固定子の内側に配置された略円柱状の回転子１０を備えて構成されている。回転子１０は、固定子とともに回転軸Ｓの軸心Ｃと同心状に位置付けられ、回転軸Ｓとともに軸心Ｃを中心として回転する。以下の説明においては、回転電機における回転軸Ｓの軸心Ｃに沿った方向を軸方向とし、軸心Ｃ周りを周方向とする。周方向は、回転軸Ｓの回転方向に相当する。また、軸方向および周方向と直交する方向を径方向とし、径方向において軸心Ｃに近づく側を内、離れる側を外とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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