▶ ボンバルディア トランスポーテーション ゲーエムベーハーの特許一覧
(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】2023-03-02
(54)【発明の名称】取外し可能なベアリングアセンブリを備える電気機械
(51)【国際特許分類】
H02K 5/16 20060101AFI20230222BHJP
H02K 5/173 20060101ALI20230222BHJP
【ＦＩ】
H02K5/16 A
H02K5/173 A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022540458
(86)(22)【出願日】2020-12-31
(85)【翻訳文提出日】2022-08-16
(86)【国際出願番号】 EP2020088080
(87)【国際公開番号】W WO2021136834
(87)【国際公開日】2021-07-08
(31)【優先権主張番号】19020729.0
(32)【優先日】2019-12-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522258444
【氏名又は名称】ボンバルディア トランスポーテーション ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】110000796
【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】リンドバーグ ヨハン
【テーマコード（参考）】
5H605
【Ｆターム（参考）】
5H605AA02
5H605AA03
5H605AA12
5H605BB01
5H605BB05
5H605CC04
5H605CC05
5H605CC10
5H605DD16
5H605EB10
5H605EB17
5H605EB21
5H605EB33
5H605GG06
(57)【要約】
電気機械（１０）は、ステータ（１２）と、ロータ（１４）と、ベアリングアセンブリ（１６）とを備える。ステータ（１２）は、ベアリングシールド（２６）、及び蛇行ラビリンス面（３６）を有する固定式ラビリンスシールリング（２８）を含む、ベアリングシールドアセンブリ（２４）を備える。ロータ（１４）は、ロータシャフト（３２）、及び第１の軸方向距離（Ｄ１）で、固定式ラビリンスシールリング（２８）の蛇行ラビリンス面（３６）と対向する蛇行ラビリンス面（３８）を有する、回転式ラビリンスシールリング（３４）を含む。ベアリングシールドアセンブリ（２４）には固定接触面（４０）が設けられており、また、ロータ（１４）は、第１の軸方向距離（Ｄ１）よりも短い第２の軸方向距離（Ｄ２）で、ベアリングシールドアセンブリ（２４）の固定接触面（４０）に軸方向に対向する対向接触面（４２）をさらに備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
－ベアリングシールド（２６、１２６）、及び蛇行ラビリンス面（３６、１３６）を有する固定式ラビリンスシールリング（２８、１２８）を含む、ベアリングシールドアセンブリ（２４、１２４）を備えるステータ（１２）と、－前記ステータ（１２）に対して回転軸（１００）を中心に回転可能であり、ロータシャフト（３２）、及び前記ロータシャフト（１４）に取り付けられた回転式ラビリンスシールリング（３４、１３４）を備えるロータ（１４）であって、前記回転式ラビリンスシールリング（３４、１３４）は、前記固定式ラビリンスシールリング（２８、１２８）の前記蛇行ラビリンス面（３６、１３６）と自身の蛇行ラビリンス面（３８、１３８）との間に環状ラビリンスを形成するような前記固定式ラビリンスシールリング（２８、１２８）の前記蛇行ラビリンス面（３６、１３６）における第１の軸方向距離（Ｄ１、Ｄ１１）で、前記固定式ラビリンスシールリング（２８、１２８）の前記蛇行ラビリンス面（３６、１３６）と対向する蛇行ラビリンス面（３８、１３８）を有する、ロータ（１４）と、
－前記回転軸（１００）を中心とした前記ロータ（１４）の回転運動を案内するために、前記ベアリングシールドアセンブリ（２４、１２４）と前記ロータシャフト（３２）との間に取外し可能に取り付けられているベアリングアセンブリ（１６、１１６）と、を備え、
前記ベアリングシールドアセンブリ（２４、１２４）には固定接触面（４０、１４０）が設けられており、また、前記ロータ（１４）が、前記ベアリングシールドアセンブリ（２４、１２４）の前記固定接触面（４０、１４０）における第２の軸方向距離（Ｄ２、Ｄ１２）で、前記ベアリングシールドアセンブリ（２４、１２４）の前記固定接触面（４０、１４０）に軸方向に対向する対向接触面（４２、１４２）をさらに備え、前記第２の軸方向距離（Ｄ２、Ｄ１２）が前記第１の軸方向距離（Ｄ１、Ｄ１１）よりも短いものであることを特徴とする、
電気機械（１０）。
【請求項2】
前記ベアリングアセンブリ（１６、１１６）は、ベアリングカートリッジ（４４、１４４）と、前記ベアリングカートリッジ（４４、１４４）に内嵌された外側軌道輪（４６、１４６）と、前記ロータシャフト（３２）に外嵌された内側軌道輪（４８、１４８）とを備える、請求項１に記載の電気機械（１０）。
【請求項3】
前記ベアリングカートリッジ（４４、１４４）には、前記回転軸（１００）に対して平行であり、前記ベアリングシールドアセンブリ（２４、１２４）のねじ穴（６５、１６５）に位置合わせされた取付貫通孔（６２、１６２）が設けられており、前記ベアリングアセンブリ（１６、１１６）は、前記ベアリングカートリッジ（４４、１４４）の前記取付貫通孔（６２、１６２）に挿入され、前記ベアリングシールドアセンブリ（２４、１２４）の前記ねじ穴（６５、１６５）に螺入されることにより、前記ベアリングカートリッジ（４４、１４４）を前記ベアリングシールドアセンブリ（２４、１２４）に固定する固定ボルト（６６、１６６）を備える、請求項２に記載の電気機械（１０）。
【請求項4】
前記ベアリングカートリッジ（４４、１４４）には隙間貫通孔（６８、１６８）が設けられており、前記隙間貫通孔（６８、１６８）は、前記回転軸（１００）に対して平行であり、前記ベアリングシールドアセンブリ（２４、１２４）の貫通孔（７０、７２、１７０、１７２）と位置合わせされており、また、前記ステータ（１２）に対する前記ロータ（１４）の割出角度位置で前記ロータ（１４）のねじ穴（７４、１７４）と位置合わせされ得、前記隙間貫通孔（６８、１６８）の直径は、前記ベアリングシールドアセンブリの前記貫通孔（７０、７２、１７０、１７２）及び前記ロータ（１４）の前記ねじ穴（７４、１７４）の直径よりも大きく、その結果、前記割出角度位置で、固定ボルト（８２、１８２）が前記隙間貫通孔（６８、１６８）に、そして前記ベアリングシールドアセンブリ（２４、１２４）の前記貫通孔（７０、７２、１７０、１７２）に挿入され、次いで前記ロータ（１４）の前記ねじ穴（７４、１７４）に螺入されて、前記固定ボルト（８２）の円筒ボルトヘッド（８４）が前記ベアリングシールドアセンブリ（２４）の前記貫通孔（７０、７２、１７０、１７２）の縁部に対して軸方向に当接する、請求項２又は３のいずれか一項に記載の電気機械（１０）。
【請求項5】
前記ベアリングアセンブリ（１６）の前記内側軌道輪（４８）に軸方向に当接するように、前記ロータシャフト（３２）の端部に取外し可能に固定されたスラストワッシャ（５４）をさらに備える、請求項２から４のいずれか一項に記載の電気機械（１０）。
【請求項6】
前記ベアリングアセンブリ（１０）は、前記外側軌道輪（４６、１４６）と前記内側軌道輪（４８、１４８）との間に転動体（５０、１５０）を備える、請求項２から５のいずれか一項に記載の電気機械（１０）。
【請求項7】
潤滑油で充填された内側ベアリング空間（８０、１８０）が前記内側軌道輪（４８、１４８）と前記外側軌道輪（５０、１５０）との間に形成され、前記固定式ラビリンスシールリング（２８、１２８）と前記回転式ラビリンスシールリング（３４、１３４）との間に形成された前記環状ラビリンスによって封鎖されている、請求項２から６のいずれか一項に記載の電気機械（１０）。
【請求項8】
前記ベアリングシールドアセンブリ（２４）に取外し可能に固定された外側ベアリングカバー（７６）をさらに備える、請求項２から７のいずれか一項に記載の電気機械（１０）。
【請求項9】
前記固定接触面（４０、１４０）は電気絶縁材料から作製されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の電気機械（１０）。
【請求項10】
前記対向接触面（４２、１４２）は電気絶縁材料から作製されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の電気機械（１０）。
【請求項11】
前記固定接触面（４０、１４０）は、前記固定式ラビリンスシールリング（２８、１２８）と一体的に作製されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電気機械。
【請求項12】
前記固定接触面（４０、１４０）は前記ベアリングシールド（２６、１２６）上に形成されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電気機械。
【請求項13】
前記固定接触面（４０、１４０）は、前記第２の軸方向距離で前記対向接触面（４２、１４２）の平面部分に対向する、少なくとも１つの平面部分を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の電気機械（１０）。
【請求項14】
前記固定式ラビリンスシールリング（２８、１２８）及び前記回転式ラビリンスシールリング（３４、１３４）には、前記回転軸（１００）に沿って交互に配置された管状リブ（３６、３８、１３６、１３８）が設けられており、前記ラビリンスは、前記交互に配置された管状リブ（３６、３８、１３６、１３８）間の一続きの環状空間によって形成されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の電気機械（１０）。
【請求項15】
前記電気機械（１０）は鉄道車両の駆動モータである、請求項１から１４のいずれか一項に記載の電気機械（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気モータ又は発電機などの電気機械に関する。本発明は、具体的には、排他的ではなく車両を駆動する電気モータ、とりわけ鉄道車両の電気モータに関する。
【0002】
本発明は、あらゆる電気機械に概ね適用することができる。しかしながら、これらの利点は、当該機械に電力が供給されるときだけでなく不変的に、とりわけ高い磁力が発生する永久磁石励磁式電気機械の場合に、その重要性が高まる。
【背景技術】
【0003】
車両を駆動する電気機械は通常、ベアリングシールド及び固定式ラビリンスシールリングを含むステータと、ロータシャフト、及びロータシャフトに取り付けられ、固定式ラビリンスシールリングと自身との間に環状ラビリンスを形成するような固定式ラビリンスシールリングにおける距離で、固定式ラビリンスシールリングと対向する回転式ラビリンスシールリングを含むロータとを備える。回転軸を中心としたロータの回転運動が案内され、かつステータに対するロータの軸方向運動が阻止されるように、１つ又は複数のベアリングアセンブリがベアリングシールドとロータシャフトとの間に取外し可能に取り付けられている。
【0004】
電気機械のこのようなベアリングは使用頻度が高いため、定期的に修理又は交換される必要がある。ベアリングの交換は比較的複雑であり、電気機械の構成要素に損傷が生じるリスクを伴うものである。通常、ロータは、ベアリング交換中に分解され、その後再組み立てされる必要がある。こうした作業は、とりわけ永久磁石励磁式電気機械の場合、ロータとステータとの間の空隙に高い磁力が発生するために、困難な作業となり得る。
【0005】
欧州特許第２６１０５１４号明細書では、ラビリンスリング同士がロック位置で互いに接触し合うまで、これらのラビリンスリングを互いに対して移動させることができ、これにより、ベアリングを交換するために、ロータを軸方向及び径方向に固定することができる電気機械を構築することが提案されている。これらのラビリンスリングは、ラビリンスリング間の確実な接続がロック位置において得られるように、ロック位置で互いに接触し合う円錐形状の面を有し、これにより、ロータが回転軸の中心に確実かつ正確に固定されるようになる。この固定式ラビリンスリングは、電気機械の通常動作中はボルトによってベアリングシールドに接続されている。これらのボルトは、ベアリングを交換するために、ラビリンスリングをロック位置まで移動させる目的で緩められる。傾斜配置された少なくとも１つの固定ボルト、好ましくは３つの固定ボルトによって、固定式ラビリンスリングがロック位置に固定され得る。これにより、比較的少ない労力で、ベアリング交換中のモータの位置がしっかりと確実に固定される。整備位置では、電気機械のベアリングが迅速かつ容易に修理又は交換され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、本解決策の１つの欠点は、固定力が非常に弱く、それもラビリンス内に摩擦接合を形成するようにボルトに掛かる圧縮荷重に依存しているため、小さい接触面しか得られなくなることにある。その上、グリースは通常、ラビリンス内に存在するため、この摩擦接合がさらに弱まることになる。加えて、本解決策では、固定ボルトの締め付け方に慎重さを要し、ロータの詰まりを防止するために、横方向にわずかに増分してボルトを締め付ける必要がある。最後に、とりわけ重要なことだが、本解決策では、特定のラビリンスシールリングを必要とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、従来技術の欠点の少なくとも一部を克服し、容易に保守を行うことができる電気機械を提供することを目的とする。
【0008】
本発明の第１の態様によれば、ステータと、ロータと、ベアリングアセンブリとを備える電気機械が提供される。当該ステータは、ベアリングシールド、及び蛇行ラビリンス面を有する固定式ラビリンスシールリングを含む、ベアリングシールドアセンブリを備える。当該ロータは、ステータに対して回転軸を中心に回転可能であり、ロータシャフト、及びロータシャフトに取り付けられた回転式ラビリンスシールリングを備える。当該回転式ラビリンスシールリングは、固定式ラビリンスシールリングの蛇行ラビリンス面と自身の蛇行ラビリンス面との間に環状ラビリンスを形成するような固定式ラビリンスシールリングの蛇行ラビリンス面における第１の軸方向距離で、固定式ラビリンスシールリングの蛇行ラビリンス面と対向する蛇行ラビリンス面を有する。本ベアリングアセンブリは、回転軸を中心としたロータの回転運動を案内するために、ベアリングシールドアセンブリとロータシャフトとの間に取外し可能に取り付けられている。本ベアリングシールドアセンブリには固定接触面が設けられており、また、ロータは、ベアリングシールドアセンブリの固定接触面における第２の軸方向距離で、ベアリングシールドアセンブリの固定接触面に軸方向に対向する対向接触面をさらに備え、第２の軸方向距離は第１の軸方向距離よりも短いものである。
【0009】
当該取外し可能なベアリングが緩められると、固定接触面が対向接触面に到達するまでステータに対してロータを平行移動させることができるようになり、この移動が行われてから、回転式ラビリンスリングが固定式ラビリンスシールリングに接触する。固定接触面と対向接触面とは、ロータをステータに固定するための広い清浄表面を提供している。
【0010】
一実施形態では、本ベアリングアセンブリは、ベアリングカートリッジと、当該ベアリングカートリッジに内嵌された外側軌道輪と、ロータシャフトに外嵌された内側軌道輪とを備える。好ましくは、ベアリングカートリッジには、回転軸に対して平行であり、ベアリングシールドアセンブリのねじ穴と位置合わせされた取付貫通孔が設けられており、本ベアリングアセンブリは、ベアリングカートリッジの取付貫通孔に挿入され、ベアリングシールドアセンブリのねじ穴に螺入されることにより、ベアリングカートリッジをベアリングシールドアセンブリに固定する固定ボルトを備える。これらの固定ボルトを緩めることで、本ベアリングアセンブリを取り外すことができる。
【0011】
一実施形態では、ベアリングカートリッジは、ベアリングシールドの外面を圧迫している一方、固定式ラビリンスシールリングは、この外面に対向するベアリングシールドの内面を圧迫している。
【0012】
好ましい一実施形態では、ベアリングカートリッジには隙間貫通孔が設けられており、当該隙間貫通孔は、回転軸に対して平行であり、ベアリングシールドアセンブリの貫通孔と位置合わせされており、また、ステータに対するロータの割出角度位置でロータのねじ穴と位置合わせされ得、当該隙間貫通孔の直径は、ベアリングシールドアセンブリの貫通孔及びロータのねじ穴の直径よりも大きく、その結果、割出角度位置で、固定ボルトが隙間貫通孔に、そしてベアリングシールドアセンブリの貫通孔に挿入され、次いでロータのねじ穴に螺入されて、当該固定ボルトの円筒ボルトヘッドがベアリングシールドアセンブリの貫通孔の縁部に対して軸方向に当接する。一方の固定ボルトのボルトヘッドがベアリングシールドアセンブリの貫通孔の縁部にひとたび到達すると、その後ボルトが締め付けられた場合、ベアリングシールドアセンブリの接触面とロータの対向接触面との接触面同士の接触が確立されるまで、ボルト軸に対して平行に、即ち回転軸に対して平行に、ロータがステータに対して平行移動することになる。この平行移動は、ボルトシャンクとベアリングシールドアセンブリの貫通孔の内壁との間で径方向の接触が生じることによって案内される。接触面同士の接触がひとたび確立されると、引張荷重が加わった固定ボルトが接触面間に十分な圧力をもたらして、ロータが接触面の摩擦係合によって固定されるまで、固定ボルトがさらに締め付けられる。
【0013】
一実施形態では、本ベアリングアセンブリの内側軌道輪に軸方向に当接するように、ロータシャフトの端部にスラストワッシャが取外し可能に固定されている。内側軌道輪の対向軸方向端部は、ロータシャフトの肩部又は別の軸方向ストッパに当接してもよい。
【0014】
一実施形態では、本ベアリングアセンブリは、外側軌道輪と内側軌道輪との間に転動体を備える。これらの転動体は、１つ又は複数の列を成して配置された球、円筒ころ、テーパ付きころ、又は樽型ころを含んでいてもよい。
【0015】
一実施形態では、潤滑油で充填された内側ベアリング空間が内側軌道輪と外側軌道輪との間に形成され、固定式ラビリンスシールリングと回転式ラビリンスシールリングとの間に形成された環状ラビリンスによって封鎖されている。この潤滑油がグリースであることが好ましい。
【0016】
一実施形態では、外側ベアリングカバーは、ベアリングシールドアセンブリに取外し可能に固定されている。この外側ベアリングカバーは、自身からラビリンスシールリングまで延在する、当該ベアリングの内側潤滑空間を封鎖することができる。当該外側ベアリングが、ベアリングカートリッジの取付貫通孔及び／又は隙間貫通孔を覆っていることが好ましい。
【0017】
一実施形態では、固定接触面は電気絶縁材料から作製されている。代替的に又は付加的に、対向接触面は電気絶縁材料から作製されている。これにより、これらの接触面同士が接触し合っているときに、電流が接触面を通って流れることが確実に無くなる。
【0018】
一実施形態では、固定接触面は、固定式ラビリンスシールリングと一体的に作製されている。あるいは、固定接触面はベアリングシールド上に形成されている。
【0019】
好ましい一実施形態では、固定接触面は、当該第２の軸方向距離で対向接触面の平面部分に対向する、少なくとも１つの平面部分を含む。
【0020】
有利には、固定式ラビリンスシールリング及び回転式ラビリンスシールリングには、回転軸に沿って交互に配置された管状リブが設けられており、ラビリンスは、当該交互配置された管状リブ間の一続きの環状空間によって形成されている。
【0021】
実施形態では、当該電気機械は鉄道車両の駆動モータである。
【図面の簡単な説明】
【0022】
本発明の他の利点及び特徴は、非限定的な例としてのみ与えられ、以下の添付の図面に表される本発明の特定の実施形態の以下の説明から、より明確に明らかになるであろう。
【図1】本発明の一実施形態による、ある電気機械の駆動側から見た等角投影図である。
【0023】
対応する参照番号は、各図において同じ又は対応する部分を指す。
【発明を実施するための形態】
【0024】
図１～図５を参照すると、電気機械１０、例えば鉄道車両の駆動モータは、ステータ１２と、ロータ１４と、電気機械１０の非駆動端部にある第１のベアリングアセンブリ１６と、電気機械１０の駆動端部にあり、電気機械１０の回転軸１００を中心としたステータ１２に対するロータ１４の回転運動を案内するための、第２のベアリングアセンブリ１１６とを備える。
【0025】
ステータ１２には、ステータハウジング２０に収容されたステータ巻線１８が設けられており、ステータハウジング２０は、ステータフレーム２２と、電気機械１０の非駆動端部にある第１のベアリングシールドアセンブリ２４と、電気機械１０の駆動端部にある第２のベアリングシールドアセンブリ１２４とを含む。第１のベアリングシールドアセンブリ２４は環状であり、ベアリングシールド２６と固定式ラビリンスシールリング２８とを含む。第２のベアリングシールドアセンブリ１２４は環状であり、ベアリングシールド１２６と２つの固定式ラビリンスシールリング１２８、２２８とを含む。
【0026】
ロータ１４は回転軸１００に対して中心に位置しており、一組のロータ巻線又は永久磁石３０と、ロータシャフト３２と、ロータシャフト３２に取り付けられ、第１のベアリングシールドアセンブリ２４の固定式ラビリンスシールリング２８に対向する第１の回転式ラビリンスシールリング３４と、ロータシャフト３２に取り付けられ、第２のベアリングシールドアセンブリ１２４の２つの固定式ラビリンスシールリング１２８、２２８に対向する一対の第２の回転式ラビリンスシールリング１３４、２３４とを備える。固定式ラビリンスシールリング２８、１２８、２２８及び回転式ラビリンスシールリング３４、１３４、２３４には、回転軸１００に沿って交互に配置された管状リブ３６、３８、１３６、１３８、２３６、２３８が設けられており、また、当該交互配置された管状リブ３６、３８、１３６、１３８、２３６、２３８間の一続きの環状空間によって、蛇行経路が形成されている。
【0027】
回転軸１００に対して平行な軸方向において、最小距離Ｄ１により、回転式ラビリンスシールリング３４の管状リブ３８によって形成された蛇行ラビリンス面を、固定式ラビリンスシールリング２８の管状リブ３６によって形成された蛇行ラビリンス面から分離している。
【0028】
注目すべきことに、ベアリングシールドアセンブリ２４には１つ又は複数の固定接触面４０が設けられており、また、ロータ１４は、ベアリングシールドアセンブリの固定接触面の軸方向距離Ｄ２（Ｄ２＜Ｄ１）でベアリングシールドアセンブリ２４の１つ又は複数の固定接触面４０に軸方向に対向する、１つ又は複数の対向接触面４２をさらに備える。１つ又は複数の固定接触面と対向接触面とは、回転軸に対して垂直な平坦面である。
【0029】
回転軸１００に対して平行な軸方向において、最小距離Ｄ１１により、回転式ラビリンスシールリング１３４、２３４の管状リブ１３８、２３８によって形成された蛇行ラビリンス面が、固定式ラビリンスシールリング１２８、２２８の管状リブ１３６、１３８によって形成された蛇行ラビリンス面から分離されている。Ｄ１１はＤ２＜Ｄ１１となり、好ましくはＤ１に等しい。
【0030】
同様に、ベアリングシールドアセンブリ１２４には１つ又は複数の固定接触面１４０が設けられており、また、ロータ１４は、ベアリングシールドアセンブリの固定接触面の軸方向距離Ｄ２２（Ｄ１２＜Ｄ１１）でベアリングシールドアセンブリ１２４の１つ又は複数の固定接触面１４０に軸方向に対向する、１つ又は複数の対向接触面１４２をさらに備える。１つ又は複数の固定接触面と対向接触面とは、回転軸に対して垂直な平坦面である。好ましくは、Ｄ１２がＤ２に等しい。
【0031】
電気機械１０の非駆動端部にある第１のベアリングアセンブリ１６は、第１のベアリングシールドアセンブリ２４とロータ１４との間に取り付けられている一方、第２のベアリングアセンブリ１１６は、第２のベアリングシールドアセンブリ１２４とロータ１４との間に取り付けられており、回転軸１００を中心としたロータ１４の回転運動を案内している。
【0032】
より具体的には、第１のベアリングアセンブリ１６は、ベアリングカートリッジ４４と、ベアリングカートリッジ４４に圧入内嵌されている外側軌道輪４６と、ロータシャフト１４に圧入外嵌されている内側軌道輪４８と、内側軌道輪４８と外側軌道輪４６との間の転動体５０とを備える。本実施形態では、転動体５０は球であり、また、内側軌道輪４８と外側軌道輪４６とは凹状断面を有する。内側軌道輪４８は、ロータシャフト１４の肩部５２に軸方向に当接している。ベアリングアセンブリ１６の内側軌道輪４８に軸方向に当接するように、ロータシャフト３２の端部５６にスラストワッシャ５４が、ボルト５８を用いて取外し可能に固定されている。
【0033】
図４に示すように、ベアリングカートリッジ４４は、ベアリングシールド２６の外側６０に軸方向に当接しており、また、ベアリングカートリッジ４４の外周にわたって分散配置され、回転軸１００に対して平行な方向に延在する、いくつかの、好ましくは３つ以上からなる一組の取付貫通孔６２を備える。取付貫通孔６２は、ベアリングシールド２６の中間穴６４、及び固定式ラビリンスシールリング２８のねじ穴６５と位置合わせされている。ベアリングカートリッジの取付貫通孔６２に固定ボルト６６が挿入され、ベアリングシールド２６のねじ穴６４に螺入されることにより、ベアリングカートリッジ４４をベアリングシールド２６に固定する。
【0034】
ベアリングカートリッジ４４には、図５に示すように、ベアリングカートリッジ４４の外周にわたって分散配置されているいくつかの、好ましくは３つ以上からなる一組の隙間貫通孔６８がさらに設けられており、これら一組の隙間貫通孔６８は回転軸１００に対して平行であり、本実施形態ではベアリングシールド２６及び固定式ラビリンスシールリング２８を貫通して、ベアリングシールドアセンブリ２４の貫通孔７０、７２と位置合わせされている。
【0035】
これらの隙間貫通孔６８は、ステータ１２に対する割出角度位置にロータ１４が配置されたときに、ロータ１４のねじ穴７４と位置合わせされる。隙間貫通孔６８の直径は、ベアリングシールドアセンブリの貫通孔７０、７２及びロータのねじ穴７４の直径よりも大きい。
【0036】
外側ベアリングカバー７６が、ボルト７８を用いてベアリングシールド２６に取外し可能に固定されており、ベアリングカートリッジ４４の取付貫通孔６２及び隙間貫通孔６８を覆っている。内側軌道輪４８と外側軌道輪４６との間に密封された潤滑容積８０が形成されており、外側ベアリングカバー７６によって一方の軸方向端部が封鎖され、固定式ラビリンスシールリング２８及び回転式ラビリンスシールリング３４によって形成されるラビリンスシールにより、対向軸方向端部が封鎖されている。この潤滑容積が、潤滑油、好ましくはグリースで充填され得る。
【0037】
同様に、当該電気機械の駆動端部にある第２のベアリングアセンブリ１６は、固定式ラビリンスシールリング２２８と一体であるベアリングカートリッジ１４４と、ベアリングカートリッジ１４４に圧入内嵌されている外側軌道輪１４６と、ロータシャフト１４に圧入外嵌されている内側軌道輪１４８と、内側軌道輪１４８と外側軌道輪１４６との間の転動体１５０とを備える。本実施形態では、当該転動体は円筒ころであり、また、内側軌道輪１４８と外側軌道輪４６とは円筒状である。内側軌道輪１４８は、ロータシャフト１４の肩部１５２に軸方向に当接している。
【0038】
図４に示すように、ベアリングカートリッジ１４４は、ベアリングシールド１２６の外側１６０に軸方向に当接しており、また、ベアリングカートリッジ１４４の外周にわたって分散配置され、回転軸１００に対して平行な方向に延在する、いくつかの、好ましくは３つ以上からなる一組の取付貫通孔１６２を備える。取付貫通孔１６２は、ベアリングシールド１２６の中間穴、及び固定式ラビリンスシールリング１２８のねじ穴１６５と位置合わせされている。ベアリングカートリッジ１４４の取付貫通孔１６２に固定ボルト１６６が挿入され、ベアリングシールド１２６のねじ穴１６４に螺入されることにより、ベアリングカートリッジ１４４をベアリングシールド１２６に固定する。
【0039】
ベアリングカートリッジ１４４には、図５に示すように、ベアリングカートリッジ１４４の外周にわたって分散配置されているいくつかの、好ましくは３つ以上からなる一組の隙間貫通孔１６８がさらに設けられており、これら一組の隙間貫通孔１６８は回転軸１００に対して平行であり、本実施形態ではベアリングシールド１２６及び固定式ラビリンスシールリング１２８を貫通して、ベアリングシールドアセンブリ１２４の貫通孔１７０、１７２と位置合わせされている。これらの隙間貫通孔１６８は、ステータ１２に対する割出角度位置にロータ１４が配置されたときに、ロータ１４のねじ穴１７４と位置合わせされ得る。隙間貫通孔１６８の直径は、ベアリングシールドアセンブリの貫通孔１７０、１７２及びロータのねじ穴１７４の直径よりも大きい。
【0040】
内側軌道輪４８と外側軌道輪４６との間に密封された潤滑容積１８０が形成されており、固定式ラビリンスシールリング１２８及び回転式ラビリンスシールリング１３４によって形成されるラビリンスシールにより、一方の軸方向端部が封鎖され、ベアリングカートリッジ１４４と一体である固定式ラビリンスシールリング２２８及び回転式ラビリンスシールリング３４によって形成されるラビリンスシールにより、対向軸方向端部が封鎖されている。この潤滑容積が、潤滑油、好ましくはグリースで充填され得る。
【0041】
電気機械１０の非駆動端部から第１のベアリングアセンブリ１６を取り外すには、最初にボルト７８のねじを外して、外側ベアリングカバー７６を取り外す必要があり、これにより、ベアリングカートリッジ４４の隙間貫通孔６８と、ベアリングカートリッジ４４の取付貫通孔６２とに接触することができる。
【0042】
ロータ１４は割出角度位置まで回転し、また、ベアリングシールドアセンブリ２４の隙間貫通孔６８（図２を参照されたい）及び貫通孔７０、７２に固定ボルト８２が挿入される。図６に示すように、固定ボルト８２の円筒ボルトヘッド８４がベアリングシールド２６の貫通孔７０の縁部８６に軸方向に当接するまで、固定ボルト８２はロータ１４のねじ穴７４に螺入される。
【0043】
固定ボルト８２のボルトヘッド８４がベアリングシールド２６の貫通孔７０の縁部８６にひとたび到達すると、固定ボルト８２のシャンクは、ベアリングシールド２４及び固定式ラビリンスシールリング２８の貫通孔７０、７２と接触して、回転軸１０に対し、ロータ１４がベアリングアセンブリ１６から独立して確実に中心位置合わせされるようになる。したがって、固定ボルト６６は、ステータ１２に対するロータ１４の平行移動が制限されるように、少なくとも部分的にねじを緩めることができる。
【0044】
その後固定ボルト８２を締め付けた場合、図７に示すように、ベアリングシールドアセンブリ２４の接触面４０とロータ１４の対向接触面４２との接触面同士の接触が確立されるまで、固定ボルト軸に対して平行に、即ち回転軸１００に対して平行に、ロータ１４がステータ１２に対して平行移動することになる。この平行移動は、固定ボルト８２のシャンクとベアリングシールドアセンブリ２４の貫通孔７０、７２の内壁との間に生じる径方向の接触によって、かつ／又は転動体５０及び内側軌道輪４８によって案内される。接触面４０、４２同士の接触がひとたび確立されると、引張荷重が加わった固定ボルト８２が接触面４０、４２間に十分な圧力をもたらして、ロータ１４が接触面４０、４２の摩擦係合によって固定されるまで、固定ボルト８２がさらに締め付けられる。注目すべきことに、Ｄ２＜Ｄ１であるため、固定式ラビリンスシールリング及び可動式ラビリンスシールリングの交互配置されたリブ３６、３８間に接触は生じない。同様に、Ｄ２＜Ｄ１１であるため、固定式ラビリンスシールリング１２８、２２８及び可動式ラビリンスシールリング１３４、２３４の交互配置されたリブ１３６、１３８、２３６、２３８間に接触は生じない。ロータの平行移動中、円筒ころ１５０は内側軌道輪１４８の軌道上を摺動する。
【0045】
図５のステップの終了時に取外しが完全に済んでいない場合、固定ボルト６６は、ボルト５８と同様に十分に緩められて取り外され得る。ベアリングカートリッジ７６、外側軌道輪４６、及び転動体５０を取り外してから、引抜治具を挿入して内側軌道輪４８の遠位端面にこれを到達させ、内側軌道輪４８を取り出すことができる。
【0046】
電気機械１０の駆動端部から第２のベアリングアセンブリ１１６を取り外すには、図９に示すように、最初にボルト７８のねじを外して、電気機械１０の非駆動端部から外側ベアリングカバー７６を取り外す必要があり、これにより、ベアリングカートリッジ４４の隙間貫通孔６８と、ベアリングカートリッジ４４の取付貫通孔６２とに接触することができる。
【0047】
ロータ１４は割出角度位置まで回転し、また必要に応じて、図９に示すように、ベアリングシールドアセンブリ２４の隙間貫通孔６８及び貫通孔７０、７２にねじ式割出しロッド９０が挿入され、次いでロータ１４のねじ穴７４に螺入される。
【0048】
割出しロッド９０がひとたび適所に配置されると、割出しロッド９０のシャンクは、ベアリングシールド２４及び固定式ラビリンスシールリング２８の貫通孔７０、７２の内壁と接触して、回転軸１０に対し、ロータ１４がベアリングアセンブリ１６から独立して確実に中心位置合わせされるようになる。したがって、固定ボルト６６は、ステータ１２に対するロータ１４の平行移動が制限されるように、少なくとも部分的にねじを緩めることができる。
【0049】
これらの予備ステップが電気機械１０の非駆動端部において完了すると、駆動端部で実際の動作を開始することができる。固定ボルト１８２は、図９に示すように、固定ボルト１８２の円筒ボルトヘッド１８４がベアリングシールド１２６の貫通孔１７０の縁部１８６に軸方向に当接するまで、ベアリングシールドアセンブリ１２４の隙間貫通孔１６８及び貫通孔１７０、１７２に挿入され、次いでロータ１４のねじ穴１７４に螺入される。
【0050】
固定ボルト１８２のボルトヘッド１８４がベアリングシールド１２６の貫通孔１７０の縁部１８６にひとたび到達すると、固定ボルト１８２のシャンクは、ベアリングシールド１２４及び固定式ラビリンスシールリング１２８の貫通孔１７０、１７２の内壁と接触して、回転軸１０に対し、ロータ１４がベアリングアセンブリ１１６から独立して確実に中心位置合わせされるようになる。したがって、固定ボルト１６６は、ステータ１２に対するロータ１４の平行移動が制限されるように、少なくとも部分的にねじを緩めることができる。
【0051】
その後固定ボルト１８２を締め付けた場合、図１０に示すように、ベアリングシールドアセンブリ１２４の接触面１４０とロータ１４の対向接触面１４２との接触面同士の接触が確立されるまで、固定ボルト軸に対して平行に、即ち回転軸１００に対して平行に、ロータ１４がステータ１２に対して平行移動することになる。この平行移動は、固定ボルト１８２のシャンクとベアリングシールドアセンブリ１２４の貫通孔１７０、１７２の内壁との間に生じる径方向の接触によって、かつ／又は転動体１５０及び内側軌道輪１４８によって案内される。接触面１４０、１４２同士の接触がひとたび確立されると、引張荷重が加わった固定ボルト１８２が接触面１４０、１４２間に十分な圧力をもたらして、ロータ１４が接触面１４０、１４２の摩擦係合によって固定されるまで、固定ボルト１８２がさらに締め付けられる。注目すべきことに、Ｄ１２＜Ｄ１１であるため、固定式ラビリンスシールリング１２８、２２８及び可動式ラビリンスシールリング１３４、２３４により、固定式ラビリンスシールリング及び可動式ラビリンスシールリングの交互配置されたリブ１３６、１３８、２３６、２３８間に接触は生じない。注目すべきことに、電気機械１０の非駆動端部のベアリングアセンブリ１６は、ロータ１４及びスラストワッシャ５４と共に移動して、固定式ラビリンスシールリング２８をベアリングシールド２６から遠ざけるが、両方の部品間の相対角度位置は、割出しロッド９０によって維持されている。次いで、可動式ラビリンスシールリング２２３を図９に示すように引き出すことができ、また、ベアリングカートリッジ１７６、外側軌道輪１４６、及び転動体１５０を取り外してから、引抜治具を挿入して内側軌道輪１４８の遠位端面にこれを到達させ、内側軌道輪１４８を取り出すことができる。
【0052】
ベアリングシールド２６、１２６が金属製であると好ましい。接触面４０、４２、１４０、１４２が互いに接触し合うときに電気経路が生成されないように、固定式ラビリンスシールリング２８、１２８、２２８が電気絶縁材料から作製されていると好ましい。
【0053】
変形例として、図４のステップの後に固定ボルト８２を締め付けた場合、ベアリングシールド２６が弾性変形し、その結果として、ロータ１４がステータ１２に対して平行移動することなく、接触面４０、４２同士の接触が生じることになり得る。あるいは、ねじ穴７４が配置されたロータプレスプレートの変形が起こり得る。
【0054】
固定ボルト８２のシャンクと、ベアリングシールド２４及び固定式ラビリンスシールリング２８の貫通孔７０、７２との間に隙間を確保することができ、この場合、固定ボルト６６が取り外されたときの回転軸１０に対するロータ１４の中心位置合わせは、ベアリングアセンブリ１６によって行われる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【国際調査報告】