(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-03-24
(54)【発明の名称】発電機接地ストラップモジュール
(51)【国際特許分類】
H02K 11/40 20160101AFI20220316BHJP
H02K 5/16 20060101ALI20220316BHJP
【ＦＩ】
H02K11/40
H02K5/16 A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021545469
(86)(22)【出願日】2020-01-27
(85)【翻訳文提出日】2021-08-30
(86)【国際出願番号】 US2020015141
(87)【国際公開番号】W WO2020163098
(87)【国際公開日】2020-08-13
(31)【優先権主張番号】16/267,976
(32)【優先日】2019-02-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】599078705
【氏名又は名称】シーメンス エナジー インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110003317
【氏名又は名称】特許業務法人山口・竹本知的財産事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100075166
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 巖
(74)【代理人】
【識別番号】100133167
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100169627
【弁理士】
【氏名又は名称】竹本 美奈
(72)【発明者】
【氏名】ガーモン，マイケル ディー．
(72)【発明者】
【氏名】イングランド，ジャスティン ナサニエル
(72)【発明者】
【氏名】ネルソン，トーマス アイ．
(72)【発明者】
【氏名】マクライト，キム エム．
(72)【発明者】
【氏名】ガーナー，ティモシー ジェイ．
【テーマコード（参考）】
5H605
5H611
【Ｆターム（参考）】
5H605AA12
5H605BB01
5H605CC04
5H605EB30
5H611AA03
5H611BB02
5H611BB06
5H611PP07
5H611SS01
5H611UA04
5H611UA08
(57)【要約】
支持ブラケットに選択的に取付可能であり、ロータと選択的に係合可能な発電機接地モジュールが、発電機接地モジュールを支持ブラケットに選択的に取り付けるため、取付軸に沿って移動可能なプレート部材を含み、プレート部材は、第１の位置とプレート部材が支持ブラケットに対して実質的に固定される第２の位置との間で移動可能である。取付ブロックは、プレート部材に対して取付軸に沿って移動可能であり接地ストラップが取付ブロックに結合され、接地ストラップが、取付ブロックに結合され非係合位置と接地ストラップがロータに接触する係合位置との間で移動可能であり、付勢アセンブリがプレート部材及び取付ブロックに接続され取付ブロックに沿って取付ブロックをプレート部材に向かって付勢するように動作可能であり、プレート部材が第２の位置にあるときに支持ブラケットに固定的に取付され付勢アセンブリが接合位置に接地ストラップを付勢する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持ブラケットに選択的に取付可能であり、ロータと選択的に係合可能な発電機接地モジュールであって、前記発電機接地モジュールを前記支持ブラケットに選択的に取り付けるために取付軸に沿って移動可能なプレート部材であって、第１の位置と、前記支持ブラケットに対して実質的に固定される第２の位置との間で移動可能なプレート部材と
前記プレート部材に対して前記取付軸に沿って移動可能な取付ブロックと、
前記取付ブロックに結合され、非係合位置と、前記ロータに接触する係合位置との間で移動可能な接地ストラップと、
前記プレート部材及び前記取付ブロックに接続され、前記取付ブロックを前記プレート部材に向かって取付軸に沿って付勢するように動作可能な付勢アセンブリであって、前記プレート部材が、前記第２の位置にあるときに前記支持ブラケットに固定的に取り付けられるとともに、前記接地ストラップを係合位置に付勢する、付勢アセンブリと、
を備える、発電機接地モジュール。
【請求項2】
前記取付軸が、前記ロータの半径方向軸である、請求項１に記載の発電機接地モジュール。
【請求項3】
前記取付ブロックに固定的に取り付けられ、前記第１の端部と、前記第１の端部から離間した第２の端部とを画定する取付アームをさらに備え、前記接地ストラップは、前記第１の端部および前記第２の端部に取り付けられる、請求項１に記載の発電機接地モジュール。
【請求項4】
前記取付アームは、前記第１の端部を画定する第１のアームと、前記第２の端部を画定する別個の第２のアームとを含む、請求項３に記載の発電機接地モジュール。
【請求項5】
前記第１の端部および前記第２の端部に取り付けられ、前記接地ストラップから前記取り付け方向にゼロ以外の距離だけ離間している第２の接地ストラップをさらに備える、請求項３に記載の発電機接地モジュール。
【請求項6】
前記接地ストラップおよび前記第２の接地ストラップの故障に応答して信号を生成するように配置されたセンサをさらに備える、請求項５に記載の発電機接地モジュール。
【請求項7】
前記付勢アセンブリは、前記取付ブロックが前記非係合位置と前記係合位置との間を移動するときに、前記取付ブロックに一定の付勢力を加える付勢部材を含む、請求項１に記載の発電機接地モジュール。
【請求項8】
前記付勢部材は、前記プレート部材に取り付けられたコイル状端部と、前記取付ブロックに取り付けられた自由端とを有するコイル状金属バンドを含む、請求項７に記載の発電機接地モジュール。
【請求項9】
前記プレート部材に連結され、前記取付軸に沿って前記プレート部材を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させるように動作可能なハンドルをさらに備える、請求項１に記載の発電機接地モジュール。
【請求項10】
前記ハンドルは、前記プレート部材を前記第２の位置にロックするために、前記支持ブラケットと選択的に係合可能なロック部材を含む、請求項９に記載の発電機接地モジュール。
【請求項11】
前記プレート部材が前記第１の位置にあるときに、前記プレート部材に向かって前記取り付けブロックの変位を検出するように配置されたセンサをさらに備える、請求項１に記載の発電機接地モジュール。
【請求項12】
前記センサは、前記接地ストラップの故障に応答して起動されるように配置されたスイッチを含む、請求項１１に記載の発電機接地モジュール。
【請求項13】
前記接地ストラップは、編組金属で形成される、請求項１に記載の発電機接地モジュール。
【請求項14】
支持ブラケットに選択的に取付可能であり、ロータと選択的に係合可能な発電機接地モジュールであって、前記発電機接地モジュールは、支持ブラケットに対して取付軸に沿って移動可能な取付ブロックと、
第１の接地ストラップと、
第２の接地ストラップと、
第１の接地ストラップ及び第２の接地ストラップを前記取付ブロックに接続するように動作可能な取付アセンブリであって、前記取付ブロックが、非係合位置と、前記第１の接地ストラップが前記ロータと接触するとともに前記第２の接地ストラップが前記ロータから一定の距離を隔てる係合位置との間で移動可能な、取付アセンブリと、
前記支持ブラケット及び前記取付ブロックに接続されるとともに、前記取付ブロックを前記ロータに向かって前記取付軸に沿って付勢するように動作可能であり、前記第１の接地ストラップを前記係合位置に付勢する、付勢アセンブリと、
を備える、発電機接地モジュール。
【請求項15】
前記取付軸は、前記ロータの半径方向軸である、請求項１４に記載の発電機接地モジュール。
【請求項16】
前記取付ブロックに固定して取り付けられるとともに、前記第１の端部と、前記第１の端部から離間する第２の端部とを画定する取付アームをさらに備え、前記第１の接地ストラップおよび前記第２の接地ストラップが、前記第１の端部および前記第２の端部に取り付けられるとともに、前記第１の接地ストラップから前記取り付け方向にゼロ以外の距離を隔てられた、請求項１４に記載の発電機接地モジュール。
【請求項17】
前記取付アームは、前記第１の端部を画定する第１のアームと、前記第２の端部を画定する別個の第２のアームとを含む、請求項１６に記載の発電機接地モジュール。
【請求項18】
前記第１の接地ストラップ及び前記第２の接地ストラップの故障に応答して信号を生成するように配置されたセンサをさらに備える、請求項１４に記載の発電機接地モジュール。
【請求項19】
前記付勢アセンブリは、前記取付ブロックが前記非係合位置と前記係合位置との間を移動するときに、前記取付ブロックに一定の付勢力を加える付勢部材を含む、請求項１４に記載の発電機接地モジュール。
【請求項20】
前記付勢部材は、前記プレート部材に取り付けられたコイル端部と、前記取付ブロックに取り付けられた自由端部とを有するコイル状の金属バンドを含む、請求項１９に記載の発電機接地モジュール。
【請求項21】
前記プレート部材が、前記支持ブラケットに対して実質的に固定される第１の位置と第２の位置との間で、前記取付軸に沿って移動可能なプレート部材をさらに備える、請求項１４に記載の発電機接地モジュール。
【請求項22】
前記プレート部材に連結されるとともに、前記取付軸に沿って前記プレート部材を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させるように動作可能なハンドルをさらに備える、請求項２１に記載の発電機接地モジュール。
【請求項23】
前記ハンドルは、前記プレート部材を前記第２の位置にロックするために、前記支持ブラケットと選択的に係合可能なロック部材を含む、請求項２２に記載の発電機接地モジュール。
【請求項24】
前記プレート部材が前記第１の位置にあるときに、前記プレート部材に向かって前記取付ブロックの変位を検出するように配置されたセンサをさらに備える、請求項２１に記載の発電機接地モジュール。
【請求項25】
前記センサは、前記接地ストラップの故障に応答して起動されるように配置されたスイッチを含む、請求項２４に記載の発電機接地モジュール。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、発電機接地ストラップのためのモジュール式アセンブリ、より具体的には、冗長ストラップおよびセンサを含むモジュール式接地ストラップに関する。
【背景技術】
【0002】
発電機に見られるような大きな回転軸は、運転中にシャフトまたはロータに蓄積する可能性のある電荷によるシャフトベアリングの損傷を防止するために、連続的に接地されなければならない。シャフト自体は、一対のベアリング内の油または他の適切な潤滑剤の薄膜に乗っており、それゆえ、接地電位から電気的に絶縁されている。しかし、軸に過大な電荷が蓄積すると、油膜を通して放電が発生し、ベアリングが損傷することがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
このような放電を防止し、回転軸を接地するために、回転軸が回転するときに、軸接地装置（ＳＧＤ）を回転軸に連続的に接触させて配置し、接地に放電路を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0004】
支持ブラケットに選択的に取付可能であり、ロータと選択的に係合可能な発電機接地モジュールは、発電機接地モジュールを支持ブラケットに選択的に取り付けるために、取付軸に沿って移動可能なプレート部材を含み、プレート部材は、第１の位置と、プレート部材が支持ブラケットに対して実質的に固定される第２の位置との間で移動可能である。取付ブロックは、プレート部材に対して取付軸に沿って移動可能であり、接地ストラップが取付ブロックに結合され、接地ストラップが、取付ブロックに結合され、接地ストラップがロータに接触する非係合位置と係合位置との間で移動可能であり、付勢アセンブリが、プレート部材および取付ブロックに接続され、取付ブロックに沿って取付ブロックをプレート部材に向かって付勢するように動作可能であり、プレート部材が、第２の位置にあるときに支持ブラケットに固定的に取付され、付勢アセンブリが係合位置に接地ストラップを付勢する。
【0005】
別の構造では、発電機接地モジュールは、支持ブラケットに選択的に取付可能であり、ロータと選択的に係合可能であり、支持ブラケットに対して取付軸に沿って移動可能な取付ブロックと、第１の接地ストラップと、第２の接地ストラップと、第１の接地ストラップと第２の接地ストラップとを取付ブロックに接続するように動作可能な取付アセンブリとを含み、取付ブロックは、非係合位置と、第１の接地ストラップがロータと接触し、第２の接地ストラップがロータと離間する係合位置との間で移動可能である。付勢アセンブリは、支持ブラケットおよび取付ブロックに接続され、取付ブロックをロータに向かって取付軸に沿って付勢するように動作可能であり、付勢アセンブリは、第１の接地ストラップを係合位置に付勢する。
【0006】
別の構成では、発電機接地モジュールは、支持ブラケットに選択的に取付可能であり、ロータと選択的に係合可能であり、発電機接地モジュールは、プレート部材と、取付ブロックと、第１の接地ストラップと、第２の接地ストラップと、プレート部材および取付ブロックに接続され、取付ブロックおよびプレート部材を互いに付勢する一定の付勢力を発生させる付勢アセンブリとを含む。取付アセンブリは、第１の接地ストラップ及び第２の接地ストラップを取付ブロックに接続するように動作可能である。ハンドル、プレート部材、取付ブロック、第１の接地ストラップ、第２の接地ストラップ、付勢アセンブリ、取付アセンブリ、およびハンドルは、自由位置から、第１の接地ストラップがロータに接触する接触位置への取付軸に沿ったユニットとして移動可能であり、付勢アセンブリが、第１の接地ストラップおよびロータと係合する第１の付勢力を生成し、取付アセンブリが、第１の付勢力と平衡する第２の付勢力を生成し、第１の接地ストラップの故障が、第２の付勢力を低減し、第２の接地ストラップを動かして、ロータと係合する、ロック位置まで移動可能である。
【0007】
別の構成では、発電機接地モジュールを設置する方法は、第１の接地ストラップおよび第２の接地ストラップを取付ブロックに取り付け、取付ブロックをプレート部材に取り付け、取付ブロックを付勢部材でプレート部材に向かって付勢し、第１の接地ストラップ、第２の接地ストラップ、取付ブロック、プレート部材、およびユニットを画定する付勢部材を備える。本方法は、ユニットを固定支持ブラケットに取り付けるステップをさらに含み、ユニットは、支持ブラケットに対して取付軸に沿って移動可能であり、ユニットを、第１の取付ストラップがロータと係合し、取付ブロックに第１の付勢力を加えて取付ブロックを板部材から離れるように付勢する係合位置に移動させ、取付ブロックに第２の付勢力を付与するステップと、付勢部材と共に取付ブロックに第２の付勢力を加えるステップと、第２の付勢力と第１の付勢力とが互いに平衡する。
【0008】
付勢部材は、第２の付勢力を生じさせ、第２の付勢力は、ユニットが係合位置と非係合位置との間にあるとき、一定である。
【0009】
また、この方法は、第１の接地ストラップ及び第２の接地ストラップの一方又は両方の故障に応じて、係合位置から取付ブロックの動きを感知するステップを含んでもよい。
【0010】
この方法は、ハンドルをプレート部材に接続するステップと、取付軸に沿ってハンドルを移動させてプレート部材を係止位置に位置決めすることにより、取付軸に沿ってプレート部材を移動させるステップと、取付軸を中心としてハンドルを回転させてプレート部材をブロック部材に固定的に取り付けるステップとを更に含むことができる。
【0011】
以上のことは、当業者が以下の詳細な説明をより良く理解することができるように、本開示の技術的特徴をむしろ概説した。以下、開示の更なる特徴及び利点を、特許請求の範囲の主題を形成するものとして説明する。当業者は、本開示の同じ目的を実行するために、他の構造を修正または設計するための基礎として開示される概念および特定の実施形態を容易に使用することができることを理解するであろう。また、当業者は、そのような同等の構成が、その最も広い形態で開示の精神および範囲から逸脱しないことを実現するであろう。
【0012】
また、以下の詳細な説明に着手する前に、特定の用語及び語句に対する種々の定義が、この明細書の全体にわたって提供され、当業者であれば、そのような定義は、ほとんどではないとしても、多くの場合、先行する場合、並びにそのような定義された用語及び語句の将来の使用に適用されることが理解されるであろうことを理解されたい。用語によっては、多種多様な実施形態を含むことがあるが、特許請求の範囲は、これらの用語を特定の実施形態に明示的に限定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】発電機ロータの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の任意の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その出願において、以下の説明に記載される、または以下の図面に図示される構成の詳細および構成要素の配置に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態で実施することが可能であり、様々な方法で実行ないし実施することができる。また、本明細書に使用されている用語及び用語は、説明の目的のためのものであり、限定的なものとみなすべきではないことを理解すべきである。
【0015】
ここで、システム及び方法に関連する種々の技術を、図面を参照して説明する。ここで、同様の符号は、全体を通して同様の要素を表す。以下に議論される図面、および本特許文書において本開示の原理を記述するために使用される様々な実施形態は、単に説明のためのものであり、開示の範囲を制限するために何らかの方法で解釈されるべきではない。本開示の原理は、適切に配置された任意の装置において実施され得ることを当業者は理解するであろう。あるシステム要素によって実行されるとして記載される機能性は、複数の要素によって実行されてもよいことを理解されたい。同様に、例えば、素子は、複数の素子によって実行されるものとして記載される機能性を実行するように構成されてもよい。本出願の多数の革新的教示を、例示的非限定的実施形態を参照して説明する。
【0016】
また、本明細書で使用される用語または語句は、いくつかの例において明示的に限定されない限り、広く解釈されるべきであることを理解すべきである。例えば、「含有する」、「有する」、および「含む」という用語、ならびにそれらの派生物は、限定するものではないが、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明確に指示しない限り、同様に複数形を含むことを意図する。さらに、本明細書で使用される「および／または」という用語は、関連する列挙された項目の１つまたは複数の可能な組み合わせのいずれかおよびすべてを指し、包含する。「または」という用語は、意味および／または文脈が明確に指示しない限り、包含する。「関連する」および「それに関連する」という語句、ならびにそれらの派生物は、以下を包含する、包含する、相互接続する、含む、内部に収容する、接続する、連結する、またはそれと結合する、または通信可能である、協働する、インターリーブする、近接する、結合する、またはそれらと結合する、または有する。
【0017】
また、用語「第１」、「第２」、「第３」などは、本明細書では、様々な要素、情報、機能、または作用を指すために使用されてもよいが、これらの要素、情報、機能、または作用は、これらの用語によって制限されてはならない。むしろ、これらの数字形容詞は、互いに異なる要素、情報、機能又は作用を区別するために使用される。例えば、第１の要素、情報、機能、または動作は、第２の要素、情報、機能、または動作と称することができ、同様に、第２の要素、情報、機能、または動作は、本開示の範囲から逸脱することなく、第１の要素、情報、機能、または動作と称することができる。
【0018】
加えて、「隣接する」という用語は、要素が、さらなる要素に比較的近いが、接触していないことを意味してもよい。または、他の文脈が明確に示されない限り、要素がさらなる部分に接触していることを意味してもよい。さらに、「基礎とする」という用語は、特に明示的に記載されない限り、少なくとも部分的に、「基礎とする」ことを意図している。用語「ほぼ」または「実質的に」または同様の用語は、その寸法に対する通常の産業界の製造公差内にある値の変動をカバーすることを意図している。利用可能な業界標準がなければ、特に記載がない限り、２０％の変動はこれらの用語の意味に入るであろう。
【0019】
図１は、化石燃料燃焼プラント、原子力プラント等の大規模発電で一般的に使用されるタイプの発電機ロータ１０を示す。ロータ１０は、１つまたは複数の巻線を規定するためにコイルが配置される細長い中央部分１５を含む。各端部は、巻線の端部を支持および固定するように配置された保持リング２０を含む。ロータ１０は、中央部１５を越えて両方向に延びており、ベアリングがロータ１０と係合して回転するベアリング面２５、ならびにロータ１０の適切な動作に必要な他の表面および特徴を規定する。ロータ１０をガスタービンエンジン、蒸気タービン、水力タービン、風力タービン等の他の回転機器に接続するために、各端部に一つ以上のカップリング３０が設けられている。固定子、及び他の固定部品３５は、ロータ１０を取り囲み、回転子動作中は実質的に静止したままである。
【0020】
図２を参照すると、斜視端面図は、ロータ１０の近くに配置され、２つの支持ブラケット４０の１つにそれぞれ取り付けられた２つの発電機接地モジュール４５（発電機接地ストラップモジュールと呼ばれることもある）を含む、固定部品３５に取り付けられた２つの支持ブラケット４０をより良く例示している。固定部品３５は、ベアリングハウジング、固定子ハウジング、発電機ハウジング、シールハウジング等であってもよい。明らかなように、単一の発電機接地モジュール４５、又は必要とされる場合があるように２つ以上の接地モジュール４５を一端に採用することもできるし、又はロータ１０の両端を採用することもできる。
【0021】
図３は、図２の支持ブラケット４０及び発電機接地モジュール４５の１つを示す。図３に図示され、より良く図４に図示されているように、支持ブラケット４０は、取付プレート５０と、取付プレート５０に取り付けられた支持ブラケット５５とを含む。取付プレート５０は、第１の端部に、細長い長方形部分６０と、２つのより小さい長方形延長部６５とを含む。より小さい長方形の延長部６５は、固定部品３５への取付プレート５０の取り付けを容易にする締結具７０を受け入れるように配置されている。取付プレート５０が取り付けられなければならない固定部品３５の配置に応じて、取付プレート５０に他の形状または配置を使用することができる。
【0022】
支持部材５５は、実質的にＬ字形であり、取付板５０に取り付ける取付部７５と、説明するように発電機接地モジュール４５を支持する取付部７５に対して約９０度に向けられた支持部８０とを含む。引き続き図４を参照すると、取付部７５は、支持部材５５の取付プレート５０への取り付けを容易にする締結具９０を受け入れるような大きさのスロット８５又は他の開口を含む。締結具９０は、代わりに、取付プレート５０を通過し、必要に応じて固定部品３５に係合して、取付プレート５０および支持部材５５の固定部品３５への取り付けを完了することができる。他の構成では、取付板５０を取り付ける留め具７０は、固定部品３５に取り付けられる足底留め具であり、取付板５０と固定部品３５との間にダボ又は他の位置合わせ部材が設けられて、取付板５０と支持部材５５との所望の位置安定性を提供する。
【0023】
支持部材５５の支持部８０は、第１の表面１００から第２の表面１０５まで支持部８０を通過する円形の開口部９５と、支持部８０も通過する第１のスロット１１０とを含んでいる。取付軸線１１５は、円形アパーチャ９５の中心線に沿って延びるものとして定義される。図５を参照すると、支持部分０の第２の表面１０５は、支持部８０を部分的に貫通し、第１のスロット１１０の長さに等しい直径を有する、より大きな円形の座ぐり１２０を含む。第２のスロット１２５は、第１のスロット１１０に対して直角に配置され、第１のスロット１１０と同じ長さを有し、座ぐり１２０の表面から支持部８０を部分的に貫通して延在する。
【0024】
一対のガイドロッド１３０も、図４及び図５において見ることができる。ガイドロッド１３０は、第１の表面１００に取り付けられ、第１の表面１００から離れ、かつ第２の表面１０５から離れる方向に、取り付け軸１１５に平行に延在する。図示の構造では、締結具１３５は、他の取付機構が可能であると共に、各ロッド１３０を支持部材５５の支持部８０に取り付ける。
【0025】
また、図４および図５には、スイッチ１４０またはマイクロスイッチの形態であるセンサ１４０も見られる。スイッチ１４０は、取付部７５に固定的に取り付けられ、スイッチ１４０から作動可能な位置まで延びる作動アーム１４５を含んでいる。これについては、後述する。
【0026】
図６を参照すると、発電機接地モジュール４５は、取付軸１１５に沿って延在するハンドル１５０（図３に完全に図示されている）、プレート部材１５５、取付ブロック１６０、付勢アセンブリ１６５、接地ストラップアセンブリ１７０、および取付アーム１７５を含む。図７に示すハンドル１５０は、シャフト１８０と、シャフト１８０の一端に固定的に取り付けられた把持部１８５と、第１のピン１９０と、第２のピン１９５と、付勢要素２００と、係止部材２０５とを含む。把持部１８５は、ユーザが必要に応じてハンドル１５０及び発電機接地モジュール４５を操作できるように、ユーザが容易に把持できるような寸法及び形状とされている。第１のピン１９０は、シャフト１８０の第２の端部付近のシャフト１８０を通過し、シャフト１８０に対して固定される。ロールピン又はソリッドピンは、所望に応じて採用することができ、溶接、はんだ付け、ろう付け、接着剤、摩擦等を含む任意の適切な配置を用いて固定される。第２のピン１９５は、把持部１８５と第１のピン１９０との間のポイントでシャフト１８０を通過し、第１のピン１９０とほぼ同様にシャフト１８０に対して固定される。第２のピン１９５は、第１のピン１９０に対して直角に配置されるが、必要に応じて他の角度で配置することができる。さらに、第１のピン１９０は、第１のスロット１１０及び第２のスロット１２５の長さ以下の長さを有する。
【0027】
溝２０８は、第１のピン１９０から第１の距離を置いてシャフト１８０の周囲に形成される。溝２０８は、ロック部材２０５を受け入れるように寸法決めされ、形状が決められており、これは、図示された構造のＣクリップ２１０を含む。Ｃクリップ２１０、および／またはワッシャーのような別の部材は、Ｃクリップ２１０と第１ピン１９０との間のシャフト１８０上に配置されるコイルばね２１５を含む付勢要素２００のための第１のストップを規定する。他の構造では、コイルばね２１５の代わりに他の構成要素を使用することができる。例えば、他の構造は、ベルヴィルワッシャのスタックから形成されたベルヴィルスプリングを使用してもよく、他の構成要素を使用してさらに他の構造を使用してもよい。
【0028】
図８に最もよく示されている付勢アセンブリ１６５は、コイル状の金属バンドから形成された２つの別個のバネ２２０を含んでいる。各バネ２２０は、コイル状部分２２５、延長部分２３０、および自由端２３５をコイル状部分２２５に向かって引っ張る傾向のある付勢力を生成するバネ２２０を伴う自由端２３５を含む。コイル状金属バンドをバネ２２０として使用することにより、各バネ２２０の付勢力は、コイル状部分２２５からの自由端２３５の距離（すなわち、延長部分２３０の長さ）にかかわらず、実質的に一定（プラスまたはマイナス１０パーセント）である。もちろん、付勢力は、コイル状金属バンドの全長のわずかなパーセンテージがコイル状部分２２５と自由端２３５との間に延在する場合に最も一定である。例えば、好ましい構造では、各スプリング２２０の延長部分２３０は、コイル状部分２２５に配置されたスプリング２２０の少なくとも８～１０インチ（２０３～２５５ｍｍ）とともに、１～３インチ（２５～７５ｍｍ）の間に延在する。したがって、コイル状部分２２５は、延長部分２３０よりも金属バンドの約２倍から１０倍の間を含む。別の構成では、コイル状部分２２５は、約１２巻の完全なコイルを含み、完全に後退した位置と完全に伸長した位置との間で付勢アセンブリ１６５を移動させるために１巻だけが必要である。この構成は、予想されるすべての動作点において実質的に一定の付勢力を保証する。
【0029】
図９～１１は、プレート部材１５５を図３に図示されるよりも詳細に示す。図示するように、プレート部材１５５は、付勢アセンブリ取付台２４０と、一対のガイドロッド孔２４５と、第１のハンドル孔２５０とを含む。付勢アセンブリ取付部２４０は、付勢アセンブリ１６５のコイル状金属バネ２２０のうちの１つを受け入れるようにそれぞれ配置された２つの凹部２５５を含む。より具体的には、凹部２５５は、コイル状部分２２５を保持し、それをコイル状に維持すると同時に、自由端２３５および延長部分２３０がプレート部材１５５から延びることを可能にするように配置される。いくつかの構成では、付勢アセンブリ取付部２４０は、凹部２５５からのコイル状部分２２５の望ましくない除去を抑制するために凹部２５５を覆う阻止要素を含んでもよい。
【0030】
ガイドロッド孔２４５は、ガイドロッド１３０を受け入れるような大きさのほぼ直線状の孔であり、一方、プレート部材１５５がガイドロッド１３０に沿って自由に動くことを可能にする。図１０に最もよく示されている第１のハンドル孔２５０は、ハンドル１５０のコイルばね２１５の一部を受け入れるような大きさの大きな座ぐり２６０を含んでいる。第３のスロット２６５は、座グリ２６０の反対側の表面に形成され、第１のピン１９０を受け入れるような寸法にされている。
【0031】
図９及び図１１に図示されているガイドねじ２７０は、プレート部材１５５と螺合し、プレート部材１５５に対して固定されている。ガイドねじ２７０は、頭部２７５を含む細長いねじと、ねじ部２８５に隣接する肩部２８０とを含む。肩部２８０は、ブッシュ２９０又はプレート部材１５５と係合又は部分的に固定して、ブッシュ２９０をプレート部材１５５に取り付け、プレート部材１５５に対するその位置を少なくとも部分的に固定するように配置されている。他の構成では、ブッシュ２９０及び／又はガイドねじ２７０は、一片として形成され、プレート部材１５５の一部として形成され、及び／又はプレート部材１５５に永久的に固着される。
【0032】
取付ブロック１６０は、図１２および図１３に最もよく示されており、２つのガイドロッド孔２９５、第２のハンドル孔３００、およびベアリング孔３０５を含んでいる。ガイドロッド孔２９５は、ガイドロッド１３０を受け入れ、ガイドロッド１３０に対する取付ブロック１６０の自由な動きを可能にするような大きさのほぼ真っ直ぐな孔である。
【0033】
ベアリング孔３０５は、取付ブロック１６０を通過する直線状の孔であり、図１２に示すベアリング部材３１０を受け入れるような寸法にされている。ベアリング部材３１０は、取付ブロック１６０にボルト止めされるか、さもなければ、取付ブロック１６０に対してその位置を固定するために取り付けられる。ベアリング部材３１０は、好ましくは、取付ブロック１６０のプレート部材１５５に対する移動のために、ガイドねじ２７０と密接に係合するインサートまたは内側部品３１５を含む。インサート３１５は、所望の位置合わせを維持しながら所望の直線移動を可能にするブッシング、リニアベアリング、または軟質パッキングであってもよい。
【0034】
第２のハンドル孔３００は、シャフト１８０の通過を可能にするサイズの貫通孔と、第２のピン１９５の通過を可能にするサイズの第４のスロット３２０とを含む。第４のスロット３２０は、取付ブロック１６０を通過する。図１３に図示されるように、座ぐり３２５を設けて、第４のスロット３２０のエリア内の取付ブロック１６０の厚さを減少させることができる。
【0035】
２つの取付開口３３０は、取付ブロック１６０の両側に設けられ、コイル状金属バネ２２０の自由端２３５を取付ブロック１６０に取り付ける締結具３３５を受け入れるように配置される。図示の構造では、ねじ付き開口部３３０が採用されている。しかしながら、他の構造は、必要に応じて他の取付機構を採用してもよい。
【0036】
図１４に図示されるように、取付アーム１７５は、取付ブロック１６０とベアリング部材３１０との間で取付ブロック１６０に取り付けられ、取付ブロック１６０から延びて、第１の端部３４０および第２の端部３４５を画定する。取付アーム１７５は、実質的に弓形であり、銅、真鍮、青銅、鋼、またはアルミニウムなどの金属材料から形成される。図示の構造は、一体型取付アーム１７５を含むが、他の構造は、必要に応じて、取付アームを画定する２つ以上の部品を採用してもよい。取付アーム１７５および接地ストラップアセンブリ１７０は、接地ストラップアセンブリ１７０がロータ１０に係合されるとき、接地ストラップアセンブリ１７０のみがロータ１０に接触することを保証する長さおよびサイズを有する。取付アーム１７５は、発電機接地モジュール４５の位置又は構成にかかわらず、ロータ１０から離間したままである。
【0037】
接地ストラップアセンブリ１７０は、銅、真鍮、青銅、鋼、またはアルミニウムなどの編組金属材料から形成されることが好ましい。１つの構造において、接地ストラップ材料の長さは、２つの自由端部３５０が取付アーム１７５の第１の端部３４０に隣接して配置され、ループ端部３５５が取付アーム１７５の第２の端部３４５に隣接して配置されるように、それ自体に折り畳まれる。取付アーム１７５の第１の端３４０は、折り畳まれた接地ストラップ材料の両自由端３５０に係合する第１のクランプ３６０を含む。第２の端部３４５は、ループ３５５の前で接地ストラップアセンブリ１７０のトップストラップ３７０と係合する第２のクランプ３６５を含む。このように接地ストラップ材料を取り付けると、２つの別個の接地ストラップ３７０、３７５が互いに隣接することになる。さらに、第１の接地ストラップ３７５が貫通して着用するか、さもなければ故障した場合、第２の接地ストラップ３７０は、取付アーム１７５内に依然としてしっかりと取り付けられ、所望の接触圧力でロータ１０と係合することができるであろう。取付アーム１７５、第１のクランプ３６０、および第２のクランプ３６５は、協働して、接地ストラップアセンブリ１７０を支持する取付アセンブリを画定する。
【0038】
支持ブラケット４０を組み立てるために、ユーザはまず、取付プレート５０を固定部品３５に取り付ける。図２に最もよく示されているように、２つのファスナ７０は、取付プレート５０の一端を固定部品３５に取り付ける。固定部品３５から延びる円形の突出部３８０は、取付プレート５０の反対側の端部と係合し、取付プレート５０の位置を維持するためのダボとして動作する。ガイドロッド１３０およびセンサ１４０を含む支持部材５５は、固定部品３５に取り付けられる前または後のいずれかで、取付プレート５０に取り付けられる。このアセンブリは、発電機接地モジュール４５全体を必要に応じて配置または取り外すことができ、特別なツール、プロセス、または手順を必要としないで、取付ポイントを提供する。
【0039】
図１５を参照すると、発電機接地モジュール４５を組み立てるために、ユーザは、まずロック部材２０５をシャフト１８０上に位置し、付勢要素２００をロック部材２０５に隣接して配置する。次いで、プレート部材１５５は、付勢要素２００がプレート部材１５５の第１のハンドルボア２５０の座ぐり２６０内に少なくとも部分的に静止する状態でシャフト１８０上に配置される。次いで、プレート部材１５５が片側の第１ピン１９０と反対側の付勢要素２００及びロック部材２０５との間にトラップされるように、第１ピン１９０がシャフト１８０内に位置決めされる。次いで、取付ブロック１６０は、図１５に示すように、シャフト１８０が第２のハンドル孔３００を通過するように位置決めされる。次いで、第２のピン１９５は、シャフト１８０内に配置されるか、または既にシャフト１８０内に配置され、第２のハンドル孔３００を自由に通過した。次に、把持部１８５をシャフト１８０の端部に固着して、ハンドル１５０の発電機接地モジュール４５への組立を完了する。把持部１８５及び第１のピン１９０が一旦所定の位置にあると、ハンドル１５０、プレート部材１５５、及び取付ブロック１６０は互いに接続され、少なくとも把持部１８５及び／又は第１のピン１９０を取り外さないと分離することができない。
【0040】
次に、金属コイルばね２２０がそれぞれの凹部２５５内に配置され、自由端２３５が取付開口部３３０に向かって延在し、取付ブロック１６０に結合される。いったん取り付けされると、金属コイルばね２２０は、付勢アセンブリ１６５を画定し、取付ブロック１６０をプレート部材１５５に向かって引っ張る傾向のある付勢力を発生する。好ましい構造では、ねじを切ったファスナは、他の取付機構（例えば、ピン、リベット、接着剤、溶接、はんだ付け、ろう付けなど）が可能な状態で、自由端２３５を取付ブロック１６０に取り付ける。
【0041】
発電機接地モジュール４５の組立を完了するために、ワイヤ４０５と、２つの端部コネクタ４１０と、２つの締結具４１５とを含む導体４００が、一方の端部では取付ブロック１６０に、他方の端部ではプレート部材１５５に取り付けられる。図１６に最もよく示されている導体４００は、動作中、取付ブロック１６０とプレート部材１５５との間の電気的接続を保証する。
【0042】
接地ストラップアセンブリ１７０は、図１４に関して説明したように、取付アーム１７５に取り付けられる。次いで、取付アーム１７５が取付ブロック１６０に隣接して位置決めされ、ベアリング部材３１０がベアリング孔３０５に挿入され、取付アーム１７５がその間に挟まれる。ベアリング部材３１０は、取付アーム１７５および接地ストラップアセンブリ１７０も取付ブロック１６０に取り付けるファスナで、取付ブロック１６０に固定的に取り付けられる。好ましい構造では、取付アーム１７５は、ベアリング部材３１０の通過を可能にする開口およびベアリング部材３１０を取り付けるために使用される任意のファスナを含む。次いで、ガイドねじ２７０は、ベアリング部材３１０およびブッシュ２９０を通して挿入され、プレート部材１５５にねじ込まれる。ガイドねじ２７０は、取付ブロック１６０のプレート部材１５５に対する移動のためのガイドを提供する。
【0043】
アセンブリを完了するために、発電機接地モジュール４５は、図３に図示されているように、ガイドロッド１３０をプレート部材１５５内のガイドロッド孔２４５、２９５及び取付ブロック１６０に通すことによって支持ブラケット４０に取り付けられる。
【0044】
アセンブリを補助または単純化するために、ユーザは、まずハンドル１５０を操作して、発電機接地モジュール４５を第１の構成（図１７および１８に示される）に構成してから、発電機接地モジュール４５をガイドロッド１３０上に配置する。第１の構成では、ハンドル１５０の第２のピン１９５は、第４のスロット３２０と位置合わせされ、第４のスロット３２０を通過し、次いで、ハンドル１５０を回転させて、ハンドル１５０の位置をロックする。図１７に図示されるように、この位置において、第２のピン１９５は、座ぐり３２５内に配置されるが、第４のスロット３２０に対して９０度回転され、取付ブロック１６０に対して付勢される。第１のピン１９０は、第１のピン１９０およびシャフト１８０がプレート部材１５５の表面下に延在しないように、第２のスロット１２５内に配置される。この構成では、取付ブロック１６０およびプレート部材１５５がそれらの最大分離距離になるように、取付ブロック１６０全体が第２のピン１９５と把持部１８５との間でロックされる。この位置では、接地ストラップ３７０、３７５は、ロータ１０からできるだけ遠くに引っ込められ、付勢アセンブリ１６５は完全に伸長される。
【0045】
この第１の構成では、発電機接地モジュール４５がガイドロッド１３０上に配置され、プレート部材１５５が自由にスライドして支持部材５５の支持部８０に接触する。この構成もまた、第１のピン１９０を第１のスロット１１０に予め整列させることが好都合であり、これにより、使用者は、第１のピン１９０を第１のスロット１１０を通って移動させるために、シャフト１８０を単に支持部材５５に向かって押すことができる。
【0046】
図１９に示す第２の、すなわち動作構成では、ハンドル１５０の第２のピン１９５は、把持部１８５と取付ブロック１６０との間に配置される。この位置では、付勢アセンブリ１６５は、プレート部材１５５と取付ブロック１６０とを可能な限り近い位置に引っ張り、それによって付勢アセンブリ１６５を最も後退した位置に引っ張る。ブッシング２９０およびコイルばね２１５の一方は、取付ブロック１６０とプレート部材１５５との間に配置され、いずれもプレート部材１５５および取付ブロック１６０の両方と係合して、任意の追加の動きを停止し、取付ブロック１６０とプレート部材１５５との間の最も近い位置を規定する。
【0047】
発電機接地モジュール４５を第１の構成から第２の構成または動作構成に移動させるために、ユーザは、第１の構成において発電機接地モジュール４５を第１の位置に配置し、プレート部材１５５が支持部材５５に接触するまでガイドロッド１３０上に配置する。
【0048】
発電機接地モジュール４５をロータ１０と動作可能な係合状態に移動させる（すなわち、ストラップ３７０、３７５とロータ１０との間の所望の接触圧力に係合する）ために、ユーザは、図１７及び図１８に図示された第１の構成において発電機接地モジュール４５から開始する。この構成では、シャフト１８０は、第１のピン１９０が第１のスロット１１０と整合するように位置決めされる。第２のピン１９５は、第１のピン１９０に対して９０度の角度で配向されることが好ましく、シャフト１８０を適切に配向させるガイドとして使用することができる。次にユーザは、シャフト１８０をプレート部材１５５に向かって押し込む。係止部材２０５およびスプリング２１５は、プレート部材１５５を支持部材５５の支持部８０と係合するように押し込む。更なる圧力によって、コイルばね２１５がプレート部材１５５に対して圧縮され、使用者は、第１のピン１９０が第１のスロット１１０を通過し、支持部８０の座ぐり１２０内に配置されるまで、シャフト１８０を押すことができる。次に、ユーザは、第１のピン１９０が第２のスロット１２５に係合し、コイルスプリング２１５がプレート部材１５５を支持部材５５に対して保持するように、シャフト１８０を９０度回転させる。また、ハンドル１５０の回転は、第２のピン１９５を第４のスロット３２０に位置合わせし、これにより、第２のピン１９５が第４のスロット３２０を通過するときに、付勢アセンブリ１６５が、所望の一定の付勢力で取付ブロック１６０をプレート部材１５５に向かって引っ張ることができる。しかし、取付ブロック１６０が完全に引っ込められた位置（すなわち、図１９に示される第２の構成）に達する前に、接地ストラップアセンブリ１７０は、ロータ１０に接触し、付勢力に対抗する力を取付アーム１７５内に生成する。これらの力が均衡されると、発電機接地モジュール４５は、図１６に示すように、接地ストラップアセンブリ１７０が所望の接触圧力でロータ１０に接触する動作位置に到達する。動作位置において、取付ブロック１６０は、依然として、スイッチ１４０の作動アーム１４５からゼロ以外の距離だけ離間している。
【0049】
接地ストラップ１７０がロータ１０に接触すると、接地経路が完全に確立される。接地経路は、接地ストラップ１７０で始まり、取付アーム１７５に流れ込む。取付アーム１７５から、任意の電流が取付ブロック１６０に流れ、導体４００を通ってプレート部材１５５に流れ、最後に支持部材５５に流れ込む。支持部材５５は、ファスナ又は付加的なワイヤによって固定部品３５に接地することができ、又は接地経路はワイヤを介して監視用の電流測定装置に続行することができる。
【0050】
作動中、ロータ１０は、ストラップ３７５が故障する点までロータ１０に接触する接地ストラップ３７５を摩耗させる傾向がある。接地ストラップアセンブリ１７０の配置は、第１のストラップ３７５の故障時にロータ１０と係合する第２の接地ストラップ３７０を提供する。第１の接地ストラップ３７５は、取付アーム１７５と付勢アセンブリ１６５との間の力のバランスによって維持される位置でロータ１０と係合する。第１の接地ストラップ３７５が故障すると、所望の接触圧力が維持されなくなるにつれて、取付アーム１７５によって生成される力が低下する。付勢アセンブリ１６５によって生成される付勢力は、一定のままであり、したがって、第２の接地ストラップ３７０がロータ１０に接触し、付勢アセンブリ１６５および取付アーム１７５によって生成される力が再び平衡状態になるまで、取付ブロック１６０をプレート部材１５５に向かって移動させる。
【0051】
図１６を参照すると、取付ブロック１６０のプレート部材１５５に向かう動きを測定することができ、またはその動きの指標を提供することができる。例えば、取付ブロック１６０の上方のガイドねじ２７０の長さは、第１の接地ストラップ３７５が故障したことを示す測定値のいかなる増加も伴って、定期的に測定され得る。他の構造では、ガイドねじ２７０は、両方の接地ストラップ３７０、３７５が無傷の場合に、取付ブロック１６０の下に隠される色帯を含むことができる。着色されたストリップは、第１の接地ストラップ３７５の故障時に見えるようになるであろう。２つ目の色は、両方のストラップ３７０、３７５が故障した時を示すために設けることができる。
【0052】
上述のように、センサ１４０は、スイッチ１４０の形態で提供され、両方の接地ストラップ３７０、３７５が故障した時を示すために使用することができる。第２の接地ストラップ３７０が故障すると、付勢アセンブリ１６５は、取付ブロック１６０をプレート部材１５５に向かって完全に後退位置に引っ張る。この位置では、取付ブロック１６０は、スイッチ１４０の作動アーム１４５に接触して作動する。スイッチ１４０は、両方の接地ストラップ３７０、３７５が故障したという作動アーム１４５の作動時に、インジケータ（例えば、ライト、アラームなどの可聴装置などの視覚装置）または制御システムに接続され、即時の表示を提供することができる。
【0053】
別の構成では、センサ１４０は、位置変化を正確に測定できるＲＶＤＴまたはＬＶＤＴなどの位置測定センサを含む。これらのセンサ１４０は、第１の接地ストラップ３７５および第２の接地ストラップ３７０の故障を示すために、位置が一定量以上変化したときに信号を提供することができ、さらに他の構成において、ホール効果センサなどの非接触センサを使用して、取付ブロック１６０のプレート部材１５５に対する移動を検出することができる。
【0054】
本開示の例示的な実施形態について詳細に説明したが、本明細書に開示される種々の変更、代替、変形、および改良を、その最も広範な形態における開示の精神および範囲から逸脱することなく行うことができることを当業者は理解するであろう。
【0055】
本出願における説明のいずれも、いかなる特定の要素、ステップ、行為又は機能も、クレームの範囲に含まれなければならない必須の要素であることを意味するものと読み替えるべきではない。特許主題の範囲は、許容されるクレームによってのみ規定される。さらに、これらのクレームのいずれも、正確な語「用語」に部分的な語が続く場合を除き、手段プラス機能クレーム構成を呼び出すことを意図したものではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【国際調査報告】