特許 6381648 発電電動機械のシャフト接地装置用接地ロープ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6381648

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】発電電動機械のシャフト接地装置用接地ロープ

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/16 20060101AFI20180820BHJP

【ＦＩ】

   H02K5/16 A

【請求項の数】23

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-537950(P2016-537950)

(86)(22)【出願日】2014年9月8日

(65)【公表番号】特表2016-528872(P2016-528872A)

(43)【公表日】2016年9月15日

(86)【国際出願番号】US2014054480

(87)【国際公開番号】WO2015035277

(87)【国際公開日】20150312

【審査請求日】2016年2月26日

(31)【優先権主張番号】14/020,992

(32)【優先日】2013年9月9日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】515041468

【氏名又は名称】カッツフォース インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＣＵＴＳＦＯＲＴＨ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】カッツフォース、ロバート エス．

(72)【発明者】

【氏名】カマーラー、ジェイソン アール．

【審査官】 三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００３２３７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１４８３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２４０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−００９６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５０−０４５６７９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−１１２８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭４８−０１１１５０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５８−１６９５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１９０４０２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実公昭４６−０３３７２３（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 実開昭５７−０１８８７７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／００１１４８３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電電動機械の回転可能な導電性シャフトを電気的に接地するためのアセンブリであって、
第１の端部および第２の端部、並びに該第１の端部と第２の端部との間の長さを有するロープ部材と、
前記回転可能な導電性シャフトの導電面上の前記ロープ部材を案内するように構成されるロープ・ガイドとを備え、
前記ロープ部材は、前記長さに沿って延びる複数の導線を含み、前記ロープ部材は、前記第１および第２の端部の間において互いに間隔を置いた２つ以上の個別の固定点を含み、前記複数の導線のうちの２本以上は、前記個別の固定点の各々でともに固定されることを特徴とするアセンブリ。

【請求項2】

前記複数の導線のうちの２本以上の導線は、前記個別の固定点で溶接されることにより、ともに固定されることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項3】

前記複数の導線のうちの２本以上の導線は、前記個別の固定点で超音波溶接によってともに固定されることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項4】

前記複数の導線のうちの２本以上の導線は、前記個別の固定点でろう付けされることにより、ともに固定されることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項5】

前記複数の導線のうちの２本以上の導線は、前記個別の固定点で前記複数の導線の周囲をバンドで圧着することにより、ともに固定されることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項6】

前記バンドは導電性を備えることを特徴とする請求項５に記載のアセンブリ。

【請求項7】

前記複数の導線のうちの２本以上の導線は、前記個別の固定点で接着剤を固化することにより、ともに固定されることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項8】

前記複数の導線は、前記ロープ部材の前記長さに沿って螺旋状に巻かれることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項9】

前記ロープ部材は、前記複数の導線とともに配置される少なくとも１つの非導電性部材を含むことを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項10】

前記非導電性部材は前記ロープ部材の電気伝導率を改善することを特徴とする請求項９に記載のアセンブリ。

【請求項11】

発電電動機械の回転可能な導電性シャフトを電気的に接地するためのアセンブリであって、
第１の端部および第２の端部、並びに該第１の端部と第２の端部との間の長さを有するロープ部材を備え、該ロープ部材は、前記長さに沿って延びるとともに前記回転可能な導電性シャフトの回転導電面に電気的に接触する位置に配置されるように構成される複数の導電性部材を含み、
前記ロープ部材は、前記第１および第２の端部の間において互いに間隔を置いた２つ以上の個別の固定点を含み、前記複数の導電性部材のうちの２本以上は、前記個別の固定点の各々でともに固定され、
前記複数の導電性部材のうちの少なくとも１つは、その上に絶縁カバーを有する絶縁される導電性部材であり、これにより、前記絶縁される導電性部材は、前記回転導電面から電気的に絶縁され、前記絶縁カバーは、摩耗してなくなり、前記絶縁される導電性部材と前記回転導電面との間の電気的接触を許容し、前記ロープ部材の摩耗状態を示す通知信号を生成するように構成され、前記絶縁される導電性部材は、前記複数の導電性部材が前記絶縁される導電性部材を包囲した状態で、前記ロープ部材の中央に配置されることを特徴とするアセンブリ。

【請求項12】

前記複数の導電性部材は前記絶縁される導電性部材の周囲を螺旋状に包囲することを特徴とする請求項１１に記載のアセンブリ。

【請求項13】

前記通知信号は前記ロープ部材の前記摩耗状態に関して人に警告を出すことを特徴とする請求項１１に記載のアセンブリ。

【請求項14】

発電電動機械の回転可能な導電性シャフトを電気的に接地する方法であって、
前記回転可能な導電性シャフトの導電面に接する電気的に接地されるロープ部材を位置決めする工程を含み、前記ロープ部材は複数の導電性部材を含み、同複数の導電性部材は、前記ロープ部材の第１の端部および第２の端部の間において互いに間隔を置いた第１および第２の固定点で、ともに固定され、
前記ロープ部材は、前記複数の導電性部材のうちの第１の導電性部材が第１および第２の個別のセグメントに分割されるのに十分に、前記第１の導電性部材が摩耗するまで、前記導電面に接触し、前記第１のセグメントは前記第１の固定点で前記複数の導電性部材の残りに固定された状態を保持し、前記第２の個別のセグメントは前記第２の固定点で前記複数の導電性部材の残りに固定された状態を保持することを特徴とする方法。

【請求項15】

前記複数の導電性部材は前記ロープ部材の長さに沿って螺旋状に包囲することを特徴とする請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記ロープ部材は、前記複数の導電性部材とともに配置される少なくとも１つの非導電性部材を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。

【請求項17】

前記複数の導電性部材のうちの２つ以上の導電性部材は、前記第１および第２の固定点で溶接されることにより、ともに固定されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。

【請求項18】

前記複数の導電性部材のうちの２つ以上の導電性部材は、前記第１および第２の固定点で超音波溶接されることにより、ともに固定されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。

【請求項19】

前記複数の導電性部材のうちの２つ以上の導電性部材は、前記第１および第２の固定点でろう付けされることにより、ともに固定されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。

【請求項20】

前記複数の導電性部材のうちの２つ以上の導電性部材は、前記第１および第２の固定点で前記複数の導電性部材を包囲するバンドによって、ともに固定されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。

【請求項21】

前記バンドは導電性を備えることを特徴とする請求項２０に記載の方法。

【請求項22】

前記ロープ部材は、少なくとも１つの絶縁される導電性部材をさらに含み、前記絶縁される導電性部材は同絶縁される導電性部材の導電性を備える部分を包囲する絶縁カバーを有し、これにより前記導電性を備える部分は、前記導電面から電気的に絶縁され、前記絶縁される導電性部材は、前記複数の導電性部材が前記絶縁される導電性部材を包囲した状態で、前記ロープ部材の中央に配置され、
前記絶縁される導電性部材の前記導電性を備える部分の一部が、前記導電面と電気的に接触するまで前記絶縁カバーの一部を摩耗させて取り去る工程と、
前記絶縁される導電性部材の前記導電性を備える部分と前記導電面との間で電気的接触が確立すると、前記ロープ部材の摩耗状態の通知信号を送信する工程とをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。

【請求項23】

前記通知信号は前記ロープ部材の前記摩耗状態に関する人に警告を出すことを特徴とする請求項２２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、接地ロープ、および電気機械の回動機構に対して接地ロープを保持するためのガイドを含む接地装置に関する。特に、本開示は、電気機械の回転軸体の導電面を電気的に接地するように構成される接地ロープに関する。

【背景技術】

【0002】

発電機および電動機のような多くの電気装置では、漂遊電圧は、電気装置の要素上に蓄積し、これにより、電気装置内のベアリングのような装置の要素に悪影響が及ぼされ、電気装置の寿命が短くなる。これらの要素を通過する電流の流れを防ぐために、接地装置が電気装置の要素を接地するために使用される。そのような接地装置は、電気装置の回転軸体を接地するように構成される接地ブラシ、接地ストラップ、接地ロープ、および他の接地装置を含む。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

従って、電気装置の回転軸体のような電気装置の要素を接地するために代替的なシャフト接地装置を設ける必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本開示は、接地ロープおよび関連付けられる案内構造体およびアセンブリを製造するいくつかの代替的な設計、材料、および方法、並びにその使用に関する。
従って、例示的な一実施形態は、発電電動機械の回転可能な導電性シャフトを電気的に接地するためのアセンブリである。アセンブリはロープ部材およびロープ・ガイドを含む。ロープ部材は、第１の端部、第２の端部、および第１の端部と第２の端部との間の長さを有する。ロープ・ガイドは回転軸体の導電面上でロープ部材を案内するように構成される。ロープ部材は、長さおよび第１および第２の端部の中間の１つ以上の個別の固定点に沿って延びる複数の導線を含む。２本以上の導線は、個別の固定点の各々でともに固定される。

【0005】

例示的な別例は、発電電動機械の回転可能な導電性シャフトを電気的に接地するためのアセンブリである。アセンブリは、発電電動機械の回転する導電面に電気的に接触する位置に配置されるように構成される複数の導電性部材を含むロープ部材を備える。複数の導電性部材のうちの少なくとも１つは、その上に絶縁カバーを有する絶縁される導電性部材であり、絶縁される導電性部材は、回転する導電面から電気的に絶縁される。絶縁カバーは、摩耗してなくなり、絶縁される導電性部材と回転する導電面との間の電気的接触を許容し、ロープ部材の摩耗状態を示す通知信号を生成するように構成され、絶縁される導電性部材は、複数の導電性部材が絶縁される導電性部材を包囲した状態で、ロープ部材の中央に配置される。

【0006】

他の別例は、発電電動機械の回転可能な導電性シャフトを電気的に接地する方法である。方法は発電電動機械の導電面に接するように、電気的に接地されるロープ部材を位置決めする工程を含む。ロープ部材は複数の導電性部材を含む。複数の導電性部材は、ロープ部材の第１および第２の端部の中間の、間隔を置いた第１および第２の固定点でともに固定される。ロープ部材は、第１の導電性部材が第１および第２の個別のセグメントに分割されるのに十分に、導電性部材の第１の部材が摩耗されるまで、回転可能なシャフトに接触する。第１の個別のセグメントは第１の固定点で複数の導電性部材の残りに固定された状態を保持し、第２の個別のセグメントは第２の固定点で複数の導電性部材の残りに固定された状態を保持する。

【0007】

他の別例は、発電電動機械の回転可能な導電性シャフトを電気的に接地する方法である。方法は発電電動機械の導電面に接するように、電気的に接地されるロープ部材を位置決めする工程を含む。ロープ部材は、複数の導電性部材と、少なくとも１つの絶縁される導電性部材とを含み、絶縁される導電性部材は同絶縁される導電性部材の導電性を備える部分を包囲する絶縁カバーを有し、これにより導電性を備える部分は、回転する導電面から電気的に絶縁される。絶縁される導電性部材は、複数の導電性部材が絶縁される導電性部材を包囲した状態で、ロープ部材の中央に配置される。方法は、導電性を備える部分の一部が、回転する導電面と電気的に接触するまで絶縁カバーの一部を摩耗させて取り去る工程を更に含む。方法は、絶縁される導電性部材の導電性を備える部分と回転する導電面との間で電気的接触が確立すると、ロープ部材の摩耗状態の通知信号を送信する工程を更に含む。

【0008】

いくつかの例示の実施形態の上記の課題を解決するための手段は、本開示の態様に示す各実施形態あるいはすべての実施を開示するように意図されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】シャフト上に配置されるシャフト接地装置を有する電気機械の回動機構の一部を示す斜視図。

【図2】電気機械のシャフトの周囲に配置される図１のシャフト接地装置を示す側面図。

【図3】電気機械のシャフトの周囲に配置される図１のシャフト接地装置を示す断面図。

【図4】図２の調整可能なロープ・ガイドおよび接地ロープを示す断面図。

【図5】例示的な接地ロープを示し、個別の固定が点接地ロープの長さに沿って設けられることを示す斜視図。

【図6】別の例示的な接地ロープを示し、個別の固定点が接地ロープの長さに沿って設けられることを示す斜視図。

【図7】摩耗状態の例示的な接地ロープを示す斜視図。

【図8A】図５の８−８線における接地ロープを示す断面図。

【図8B】摩耗状態の接地ロープを示す断面図。

【図9】別の例示的な実施形態による、導電性部材に混合される非導電性部材を含む接地ロープを示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の態様は、添付の図面に関する様々な実施形態の後述する詳細な説明を考慮してより完全に理解される。
本開示の態様は様々な変形および別例の形態に柔軟であるが、その具体例は図面に例示され、詳細に後述する。しかしながら、本開示の態様を特定の実施形態に制限することを意図したものではないものといえる。逆に、本開示の趣旨および範囲内にあるすべての変更、均等物、および別例をカバーするものと意図される。

【0011】

以下に定義された用語に関して、異なる定義が特許請求の範囲や本明細書の別の部分で示されない限り、これらの定義が適用されるものとする。
すべての数値は、明示的に示されているかを問わず、用語「約」によって修飾されるものと仮定する。用語「約」は、通常記載の値に相当すると当業者が考える（すなわち、同じ機能あるいは結果を有する）数値範囲を示す。多くの実例において、用語「約」は、最も近い有効数字に丸められる数を含むことを示す。

【0012】

終点による数値範囲の記載は、その範囲内のすべての数値を含む（例えば、１乃至５は１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、および５を含む）。
様々な要素、特徴および／または仕様に関係するいくつかの適切な面積、範囲、および／または値が示されるが、本開示によって刺激される当業者は、所望の面積、範囲、および／または値が、明示されるものから逸脱してもよいことを理解するであろう。

【0013】

本明細書および添付の特許請求の範囲において使用されるように、単数「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、内容が他の方法で明白に示されない限り、複数の指示物を含む。本明細書および添付の特許請求の範囲において使用されるように、用語「あるいは」は、特に明確な記載がない限り、通常その意味において「および／または」を含んで使用される。

【0014】

以下の詳細な説明は、異なる図面の同様の要素が同じ参照符号を付与される図面を参照して読まれるべきである。詳細な説明および図面は、縮尺が必ずしも正確なものではなく、例示的な実施形態を示すものであり、特許請求の範囲に記載の本開示の範囲を制限するように意図されるものではない。図示の実施形態は、例示に過ぎないものと意図される。任意の例示的な実施形態の選択される特徴は、特に反対の記載が明示されない限り付加的な実施形態に組み込まれる。

【0015】

図１は、回転軸体４のような回動機構を有する電気機械２の一部を示す。電気機械２は、力学的エネルギーを電気的エネルギーに変換する発電機、あるいは電気的エネルギーを力学的エネルギーに変換する電動機のような発電電動機械である。従って、回転軸体４は、発電機の集電環、あるいは同様の構造体、または電動機の整流子、あるいは同様の構造体であり、これらは、滑り接続（ａ ｓｌｉｄｉｎｇ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）と対話するかその一部であるように構成され、固定および可動コンダクタ間に電気回路を完成させ、これらの間に電流を通過させる。例えば、少なくともいくつかの発電機や電動機において、集電環または整流子は発電機や電動機内のブラシアセンブリあるいはリギング（ｒｉｇｇｉｎｇｓ）により回路を完成させるように構成される。当業者は、回転軸体４が使用される発電機や電動機のタイプおよび／または寸法に応じて、回転軸体４の寸法および構成が変化することを認識するであろう。例えば、いくつかの産業上の応用において、回転軸体４の径は、１０インチ（約２５．４センチメートル）以上、１２インチ（約３０．４８センチメートル）以上、１４インチ（約３５．５６センチメートル）以上、１６インチ（約４０．６４センチメートル）以上、１８インチ（約４５．７２センチメートル）以上、２０インチ（約５０．８センチメートル）以上、２２インチ（約５５．８８センチメートル）以上、あるいは２４インチ（約６０．９６センチメートル）以上である。他の応用では、回転軸体４の径は、１０インチ（約２５．４センチメートル）以下、８インチ（約２０．３２センチメートル）以下、あるいは６インチ（約１５．２４センチメートル）以下である。

【0016】

図１にその一部を示す回転軸体４は、ブラシ・ホルダ・アセンブリの１本以上のブラシと電気的に滑り接触するように構成される導電性を備える外周面６を有する長尺状かつ円筒状のシャフトである。例示的なブラシ・ホルダ・アセンブリは、米国特許第７０３４４３０号に開示され、その全体がここに開示されたものとする。いくつかの実例では、シャフトを接地装置２０は、回転軸体４を接地するべく回転軸体４の近傍に配置される。そのようなシャフト接地装置２０は、２０１１年８月５日に出願され、発明の名称が「ＧＲＯＵＮＤＩＮＧ ＲＯＰＥ ＧＵＩＤＥ ＦＯＲ Ａ ＤＹＮＡＭＯ−ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＭＡＣＨＩＮＥ」である米国特許第８４９３７０７号に含まれる主題に更に開示されるとともに関連し、これはその全体がここに開示されたものとする。

【0017】

取付固定具１０は、回転軸体４のすぐ近くにシャフト接地装置２０を位置決めすることに使用される。いくつかの実例では、取付固定具１０は、基部８、あるいは他の静止している構造に取り付けられる第１の端１２、およびシャフト接地装置２０に取り付けられる第２の端１４を含む。そのような１つの取付固定具１０は、２０１１年８月５日に出願され、発明の名称が「ＭＯＵＮＴＩＮＧ ＦＩＸＴＵＲＥ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ ＡＮ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ ＪＯＩＮＴ」であり、米国特許出願公開第２０１３／００３４３８０号として公開されている米国特許出願第１３／２０４１７６号に更に開示されるとともに関連し、これはその全体がここに開示されたものとする。しかしながら、任意の所望の構造の取付固定具１０が、回転軸体４のすぐ近くにシャフト接地装置２０を位置決めするものといえる。

【0018】

シャフト接地装置２０は、シャフト接地装置２０の要素を収容する電気ボックス２２を含む。例えば、電気ボックス２２は、回転軸体４の導電性を備える外周面６と電気的に接触するブラシ３２を含む１つ以上、あるいは複数のブラシホルダ３０を含む。ブラシホルダ３０は、電気ボックス２２からブラシホルダ３０を取り払うためのハンドル３４を更に含む。いくつかの実例では、ブラシホルダ３０は米国特許第７０３４４３０号に開示されるものと同様である。

【0019】

電気ボックス２２は、電気ボックス２２からの電気の流れを制御するための制御ボックス２４を含む。シャフト接地装置２０は、電気ボックス２２から延びるロープ・ガイド５０を更に含む。例えば、電気ボックス２２は、取付固定具１０のマウント２８に、かつロープ・ガイド５０に固定される（例えば、ボルトで締められる）第１および第２のサイドパネル２６を含む。

【0020】

図２および図３に移り、ロープ・ガイド５０は、回転軸体４の導電面６上の接地ロープ４０を案内するように構成される調整可能なロープ・ガイドである。例えば、調整可能なロープ・ガイド５０は、第１の曲率半径を有する第１の位置と、第１の曲率半径よりも大きい第２の曲率半径を有する第２の位置との間で調整可能であり、これにより、回転軸体４の曲率半径に近似するように調整可能なロープ・ガイド５０に可変曲率半径がもたらされる。いくつかの実施形態では、調整可能なロープ・ガイド５０は、コネクタ・セグメント５６、および回転軸体４の曲率半径に近似するように調整可能なロープ・ガイド５０に可変曲率半径をもたらすように構成される複数の関節接合セグメント５２を含む。いくつかの実施形態では、コネクタ・セグメント５６および／または関節接合セグメント５２は、高分子材料の射出成型されたものなどの高分子材料から形成され、ロープ・ガイド５０の要素を電気的に絶縁させる。

【0021】

回転軸体４の径、およびこれにより接地ロープ４０の長さに応じて、ロープ・ガイド５０は、ヒンジ点６２で枢動自在に一体的に連結される１、２、３、４、５、６、あるいはそれ以上の関節接合セグメント５２を含む。例えば、図示のロープ・ガイド５０は、第１の関節接合セグメント５２ａ、第２の関節接合セグメント５２ｂ、第３の関節接合５２セグメントｃ、第４の関節接合セグメント５２ｄ、および第５の関節接合セグメント５２ｅを含み、第１の関節接合セグメント５２ａと第２の関節接合セグメント５２ｂとの間の第１のヒンジ点６２ａ、第２の関節接合セグメント５２ｂと第３の関節接合セグメント５２ｃとの間の第２のヒンジ点６２ｂ、第３の関節接合セグメント５２ｃと第４の関節接合セグメント５２ｄとの間の第３のヒンジ点６２ｃ、および第４の関節接合セグメント５２ｄと第５の関節接合セグメント５２ｅとの間の第４のヒンジ点６２ｄを含む。第１の関節接合セグメント５２ａは、ヒンジ点６６でコネクタ・セグメント５６に枢動自在に更に連結される。

【0022】

回転軸体４を接地するための電気的通路は、図３を参照して更に理解される。電気的通路は、銅または銅合金のような導電性材料から形成される接地ロープ４０を含む。ロープ・ガイド５０のチャネル７０を通って延びる接地ロープ４０は、回転軸体４が回転すると回転軸体４が接地ロープ４０に対して摺動するように、回転軸体４の導電面６に対して配置される。接地ロープ４０は、銅や銅合金のワイヤのような、導電性材料の複数のねじられた多重フィラーのストランドから形成される。他の実例では、接地ロープ４０は異なる構成を有してもよい。ここに使用されるように、用語「接地ロープ」は、ケーブル、ワイヤ、組みひも、バンド、ストラップ、あるいは他の導電性を備える構造体などの代替的構造体を含む。

【0023】

接地ロープ４０は、電気ボックス２２内の要素に連結される第１の端４２、および回転軸体４の回転方向に回転軸体４に垂れ下がる第２の端４４を含む。いくつかの実例では、接地ロープ４０は、導電面６と接地ロープ４０との間の接線を超える接線に沿って約１乃至２インチ（約２．５４乃至５．０８センチメートル）の接地ロープ４０が延びるような長さを有する。

【0024】

いくつかの実施形態では、接地ロープ４０の第１の端４２は電気ボックス２２内のブラシホルダ３０に固定される。例えば、接地ロープ４０の第１の端４２は、いくつかの実例において、ブラシホルダ３０の２枚のプレート間に留められる。接地ロープ４０のストランド４６のうちの１本は更に延びてブラシホルダ３０の終端に固定され、ブラシホルダ３０のブラシ３２から延びる分流器４８は、回転軸体４の導電面６に更に接触する。ブラシホルダ３０の終端から、電気的通路は制御ボックス２４を通過し、接地線３６から接地３８に至る。従って、接地ロープ４０は電気ボックス２２を通過する電気的通路を通って接地３８に接続され、これにより、接地される。別例では、接地ロープ４０の第１の端４２は、ブラシホルダ３０に取り付けられることなく、接地３８（例えば接地ポスト）に直接取り付けられるか、接地３８に電気的に連結される別の要素に取り付けられる。

【0025】

図４は、回転軸体４の導電面６に沿って配置するべく接地ロープ４０を受承するように構成されるロープ・ガイド５０に設けられるチャネル７０を示す。図示のように、第１のチャネル７０は、ガイド・セグメント５２の第１の側の第１の側壁部７６とディバイダ壁部７４との間に形成され、第２のチャネル７０は、ガイド・セグメント５２の第２の側の第２の側壁部７８とディバイダ壁７４との間に形成される。チャネル７０は互いに平行に延び、回転軸体４の周面の一部の周囲に接地ロープ４０を位置決めする。従って、チャネル７０は、回転軸体４の導電面６に面する、ガイド・セグメント５２の底部に開放される。

【0026】

シャフト接地装置２０は、電気機械２の回転軸体４を電気的に接地するように、軸体４の近傍に取り付けられる。例えば、接地ロープ４０は、回転軸体４の周面６に接触するように配置される。例えば、接地ロープ４０は、接地ロープ４０の自由な第２の端４４が回転軸体４の回転の方向に延びるように回転軸体４に掛けられる。いくつかの実例では、回転軸体４の表面６に接触するようにロープ４０を位置決めするために、複数の接地ロープ４０（ロープ・ガイド５０に設けられるチャネル７０の数に応じて）が回転軸体４に掛けられるものといえる。

【0027】

調整可能なロープ・ガイド５０は、ロープ４０がロープ・ガイド５０のチャネル７０に沿って延びるように、回転軸体４の周面６の一部の周囲に更に配置される。ロープ・ガイド５０が複数のチャネル７０を含む実例では、ロープ４０はロープ・ガイド５０の各チャネル７０内に位置されるとともにチャネル７０に沿って延びる。

【0028】

ロープ・ガイド５０の関節接合セグメント５２の曲率半径が回転軸体４の曲率半径に厳密に一致し、かつ関節接合セグメントの下方の縁が回転軸体４の表面６の近傍に配置されるように回転軸体４の曲率半径を収容するために、ロープ・ガイド５０の隣接した関節接合セグメント５２は、互いに対して枢動し、調整可能なロープ・ガイド５０の曲率半径を調整する。従って、ロープ４０は、回転軸体４の周面の一部に沿ってロープ・ガイド５０のチャネル７０内に周方向に抑制される。

【0029】

いくつかの実例では、ロープ・ガイド５０のコネクタ・セグメント５６および関節接合セグメント５２は、同様の寸法に形成される回転軸体４を収容するために、１０インチ（約２５．４センチメートル）以下、８インチ（約２０．３２センチメートル）以下、あるいは６インチ（約１５．２４センチメートル）以下の曲率半径を有する第１の最小の範囲から、同様の寸法に形成される回転軸体４を収容するために、１０インチ（約２５．４センチメートル）以上、１２インチ（約３０．４８センチメートル）以上、１４インチ（約３５．５６センチメートル）以上、１６インチ（約４０．６４センチメートル）以上、１８インチ（約４５．７２センチメートル）以上、あるいは２０インチ（約５０．８センチメートル）以上の曲率半径を有する第２の最大の範囲に調節される。いくつかの実例では、関節接合セグメント５２は略水平に延びるように調節され、これにより、無限大の径を有する回転軸体４を収容する。従って、ロープ・ガイド５０が調整可能であることにより、ロープ・ガイド５０は、いくつかの実例において、６乃至３６インチ（約１５．２４乃至約９１．４４センチメートル）の範囲内、６乃至２４インチ（約１５．２４乃至約６０．９６センチメートル）の範囲内、６乃至２０インチ（約１５．２４乃至約５０．８センチメートル）の範囲内、６乃至１８インチ（約１５．２４乃至約４５．７２センチメートル）の範囲内、６乃至１６インチ（約１５．２４乃至約４０．６４センチメートル）の範囲内、６乃至１４インチ（約１５．２４乃至約３５．５６センチメートル）の範囲内、あるいは６乃至１２インチ（約１５．２４乃至約３０．４８センチメートル）の範囲内の径を有する軸体４のような回転軸体４の一連の寸法の回転軸体４に取り付け可能である。

【0030】

一旦ロープ・ガイド５０が回転軸体４の径を収容するために所望の曲率半径に調節されると、ヒンジ点６２および６６は、隣接したガイド・セグメント５２間およびコネクタ・セグメント５６と第１のガイド・セグメント５２ａとの間における更なる枢動を防ぐために留められる。

【0031】

従って、ロープ・ガイド５０は、回転軸体４の回転する表面６に沿って接地ロープ４０を案内する。１本以上の接地ロープ４０は、電気的に接地され（例えば、接地に接続され）、回転軸体４の漂遊電圧を引きつけて取り去り、電気機械２に悪影響を及ぼし得る、電気機械２のベアリングおよび／または他の要素を通した電流の流れを阻止する。

【0032】

図５は、例示的な接地ロープ４０を示す斜視図である。接地ロープ４０は複数の導電性部材４１を含む。複数の導電性部材４１は、集合的に接地ロープ４０を形成するように、任意の所望の位置に配置される個別の導電性部材４１を含む。個別の導電性部材４１は任意の導電性材料から形成される。例えば、導電性部材４１は銅または銅合金から形成される。複数の導電性部材４１はいくつかの実例において、２以上、３以上、４以上、５以上、あるいは６以上の導電性部材４１を含む。付加的に、複数の導電性部材４１は、導電性部材４１の残りが周囲に配置される中央部材５７を含んでもよい。いくつかの実例において導電性を備える部材である中央部材５７は、その周囲に配置される個別の導電性部材４１と同じ材料から形成されるか、あるいは、所望に応じて、中央部材５７は異なる材料から形成される。

【0033】

導電性部材４１は導電性材料から形成されるが、接地ロープ４０が非導電性材料から形成される非導電性部材５９を含むことも付加的に考えられる。図９は、例示的な一実施形態による、導電性部材４１とともに設けられる１つ以上の非導電性部材５９を含む接地ロープ４０を示す断面図である。例えば、非導電性材料はプラスチック、紙、炭素繊維、フェルト、あるいは他の非導電性材料、あるいはこれらの組み合わせを含む。所望に応じて、導電性部材４１間に１つ以上の非導電性部材５９を包含することにより、使用時に接地ロープ４０の電気伝導率がクリーンとなり、円滑にされ、改善される。

【0034】

導電性部材４１は任意の所望の配向に配置される。例えば、図５に示すように、導電性部材４１は複数の導電性部材４１を形成するために一体的にねじられる。付加的に、導電性部材４１は接地ロープ４０の複数の導電性部材４１を形成するために一体的に巻かれるか、螺旋状とされるか、編み組みされるか、縫い込まれる。導電性部材４１は中央部材５７の周囲に更に設けられる。例えば、導電性部材４１は、いくつかの実例において、中央部材５７の周囲で螺旋状とされるか、中央部材５７の周囲を包囲するか、ねじられるか、編み組みされるか、縫い込まれるか、回転されるか、螺旋状に巻かれる。更に、中央部材５７の周囲に螺旋状に設けられる導電性部材４１は、導電性材料および非導電性材料の両者、あるいは導電性材料および非導電性材料の任意の組み合わせを含む。

【0035】

複数の導電性部材４１は接地ロープ４０の第１の端４２および第２の端４４の中間に配置される個別の固定点４３を更に含む。固定点４３は、接地ロープ４０に沿った任意の点で形成され、個別の固定点４３は、隣接した固定点とは間隔を置いて配置される。所望に応じて、個別の固定点４３は、隣接した固定点４３から一様に間隔を置かれるか、あるいは隣接した固定点４３から非一様に間隔を置いて配置される。例えばいくつかの実例では、個別の固定点４３は、例えば、約１インチ（約２．５４センチメートル）、約２インチ（約５．０８センチメートル）、約３インチ（約７．６２センチメートル）の距離、あるいは他の所望の距離だけ間隔を置いて配置される。

【0036】

固定点４３は、各固定点４３で接地ロープ４０の個別の導電性部材４１がともに固定されるが、隣接した固定点４３間にかかる個別の導電性部材４１の部分は、ともに固定されない。例えば、溶接された固定点４５を形成するために、個別の導電性部材４１は別の個別の導電性部材４１に溶接される。溶接された固定点４５は、様々な溶接方法によって構築される。例えば、溶接方法は、所望に応じて、超音波圧接、あるいは別の溶接技術を含む。更に、接地ロープ４０の複数の導電性部材４１を形成する、すべての個別の導電性部材４１は、各溶接された固定点４５を形成するために超音波圧接などによってすべて一体的に溶接される。

【0037】

固定点４３を形成するために個別の導電性部材４１を溶接することに代えて、所望に応じて、他の固定法が個別の固定点４３を形成するために利用されてもよい。例えば、図６は、別例による、複数の導電性部材４１を含む例示的な接地ロープ４０を示す。導電性部材４１は、結束部材５３によって固定点４３で接続される個別の導電性部材４１を更に含む。結束部材５３は、任意の導電性を備える材料あるいは非導電性材料から形成される。例えば、結束部材５３は銅または銅合金から形成される。これに代えて、結束部材５３は、プラスチック材料のような非導電性材料から形成されてもよい。結束部材５３は、固定点４３で個別の導電性部材４１をともに固定する任意の方法によって、複数の導電性部材４１上にかしめられるか、留められるか、モールド成型されるか、接着されるか、あるいは、形成または配置される。

【0038】

溶接および結束に付加的に、固定点４３は様々な他のプロセス、方法、あるいは技術により形成される。例えば、固定点４３は、ろう付け、かしめ、接着剤の固化、結合剤による固化、あるいは固定点４３で個別の導電性部材４１をともに固定することに適した任意の他の方法により形成される。

【0039】

固定点４３で複数の導電性部材４１をともに固定することにより、接地ロープ４０がそのライフ・サイクル中にばらばらになるのを防止することが支援され、これにより、接地ロープ４０の寿命が延びる。時間にわたって、接地ロープ４０が回転軸体４を横断して摺動すると、接地ロープ４０は、接地ロープ４０と軸体４との間の摩擦、および／または接地ロープ４０の電気的な摩耗により、摩耗が開始されるであろう。接地ロープ４０の摩耗は、１つ以上の導電性部材４１の悪化として明示される。１つ以上の導電性部材４１の悪化により、接地ロープ４０の１つ以上の導電性部材４１は、ある摩耗状態における２つの個別のセグメントに完全に分離される。図７は、導電性部材４１の第１の個別のセグメント４１ａおよび第２の個別のセグメント４１ｂに分離される複数の導電性部材４１の１つの導電性部材４１を示し、個別のセグメント４１ａおよび４１ｂ間の、導電性部材４１における破断を示す。

【0040】

図７に示すように、接地ロープ４０は上述したような固定点４３を含む。２つの個別のセグメント４１ａおよび４１ｂに摩耗された後に、導電性部材４１の第１のセグメント４１ａの一部は、導電性部材４１の破断のいずれかの側の直上の隣接する固定点４３間に保持され、導電性部材４１の第２の個別のセグメント４１ｂの一部は、導電性部材４１の破断のいずれかの側の直上の隣接する固定点４３間に保持される。個別のセグメント４１ａおよび４１ｂが分離されるか一体的でなくなると、接地ロープ４０の個別のセグメント４１ａおよび４１ｂは、接地ロープ４０の一部として維持される。例えば、切断されると、摩耗した導電性部材４１の個別のセグメント４１ａおよび４１ｂは、接地ロープ４０の残りの導電性部材４１から解かれ、離間するように引かれ、切断され、あるいは分離される。しかしながら、固定点４３は、導電性部材４１の残りに固定された個別のセグメント４１ａおよび４１ｂを維持し、これにより、セグメント４１ａおよび４１ｂは、導電性部材４１の破断のいずれかの側上の直接隣接する固定点４３に対してのみ解かれる。従って、個別のセグメント４１ａおよび４１ｂは、導電性部材４１の破断のいずれかの側の直上の固定点４３を越えて解けることが妨げられる。従って、破断した導電性部材４１の破断から接地ロープ４０の自由端４４に延びる、接地ロープ４０の破断した導電性部材４１のセグメントは、導電性部材４０の破断と接地ロープ４０の自由端４４との間の１つ以上の固定点４３を介して接地ロープ４０の導電性部材４１の残りに固定された状態を保持する。従って、接地ロープ４０の長さに沿って固定点４３を周期的に含むことによって、固定点４３により、接地ロープ４０がばらばらになることが防止され、これにより、接地ロープ４０の耐用年数が延びる。すなわち、第１の個別のセグメント４１ａは、破断した導電性部材４１の破断の片側の直上の第１の固定点４３で複数の導電性部材４１の残りに固定された状態を保持し、第２の個別のセグメント４１ｂは、破断した導電性部材４１の破断の反対側の直上の第２の固定点で複数の導電性部材４１の残りに固定された状態を保持する。

【0041】

図７の実施形態は、１つの導電性部材４１が摩耗することを示すが、接地ロープ４０が摩耗すると、２つ以上の導電性部材４１が摩耗するものと考えられる。２つ以上の導電性部材４１が摩耗する場合に、固定点４３は摩耗した導電性部材４１がすべて固定点４３を越えて解けるのを防止するように作用するであろう。少なくとも１つの導電性部材４１が任意の２つの隣接した固定点４３間で完全な（例えば、破断のない）（すなわち、隣接した固定点４３間に連続的に延びる）限り、接地ロープ４０は完全な状態を保持するであろう。

【0042】

上述したように、接地ロープ４０は、接地ロープ４０が軸体４の導電面６に沿って摺動すると、摩耗し始める。従って、いくつかの実例では、接地ロープ４０が交換を必要とする摩耗状態に達したときを識別することが望ましい。この課題に対する１つの解決策は、導電性部材の周囲の絶縁が導電性部材を軸体４と電気的に接触させるのに十分に摩耗してなくなった時点で、軸体４の導電面との電気的通路を形成する絶縁された導電性部材を組み込むことを含む。一旦確立されると、電気的通路は接地ロープ４０が交換を必要とすることを示す警告信号を送信する。

【0043】

図８Ａは、上記一実施形態における、軸体４の導電面６に接する接地ロープ４０を示す断面図である。本実施形態では、接地ロープ４０は、軸体４と電気的に接触する複数の導電性部材４１に包囲される少なくとも１つの絶縁された導電性部材６１を含む。接地ロープ４０は単一の絶縁された導電性部材６１で示されるが、他の実例では、所望に応じて、接地ロープ４０は、２つ以上の絶縁された部材６１を含んでもよいものといえる。更に、図８Ａは、絶縁された部材６１が導電性部材４１の中央に設けられることを示すが、絶縁された導電性部材６１および導電性部材４１は任意の所望の配向で配置されるものといえる。絶縁された部材６１は、非導電性の（すなわち、電気的に絶縁される）外側シース４７、および非伝導性外側シース４７に包囲される導電性を備える内側部分４９を含む。摩耗していない状態で、絶縁された部材６１の伝導性を備える内側部分４９により、回転軸体４の導電面６と電気的に接触することが防止され、これにより、回転軸体４の導電面６から導電性を備える部分４９が電気的に絶縁される。しかしながら、接地ロープ４０が回転軸体４に沿って摺動すると、導電性部材４１は、絶縁された部材６１が回転軸体４と接触させられる程度まで摩耗し、かつ／または移動する。絶縁された導電性部材６１が回転軸体４に対して摩耗すると、非伝導性シース４７が摩耗し始める。例えば、図８Ｂは、導電性部材４１が摩耗すると、絶縁された部材６１が回転軸体４に接触し、これにより、外側絶縁シース４７が回転軸体４に接触することを示す。軸体４が回転し続けると、外側絶縁シース４７は、絶縁された部材６１の伝導性を備える内側部分４９を、回転軸体４の導電面６に露出する位置で摩耗する。軸体４が絶縁された部材６１の長さに沿ったある点で絶縁シース４７によって完全に摩耗したある摩耗状態として、絶縁された部材６１の伝導性を備える内側部分４９は、伝導性を備える部分４９と回転軸体４の導電面６との間に確立される電気接点５１で導電面６に直接接触する。伝導性を備える内側部分４９が、導電面６に接触すると、電気的通路が、伝導性を備える部分４９と導電面６との間に確立され、これにより、接地ロープ４０がその交換を必要とする程度まで摩耗したことを示す電気信号が送信される。

【0044】

生成された電気信号は、接地ロープ４０の状況を人に通知し、かつ／またはスケジュールを警告し、通知し、かつ／またはメンテナンス、部分輸送（ｐａｒｔ ｄｅｌｉｖｅｒｙ）、オンサイトの調査、および／または他のタスクを助言し、システムをシャット・ダウンし、かつ／または接地ロープ４０の判断された状況を考慮して、諮問および／または反応をするように機能する。

【0045】

当業者は、ここに開示される考えられる所定の実施形態以外の様々な形態で本開示の態様が明示さることを認識するであろう。従って、態様および詳細の開始は、添付の特許請求の範囲に記述されるような本開示の範囲および趣旨を逸脱することなくなされる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】