(57)【要約】軸受組立体が、内側リング軌道を有する内側リング（２）と、外側リング軌道を有する外側リング（１）と、内側リング軌道と外側リング軌道との間で転動又は回転する転動体（５）と、第１と第２の端部を有する少なくとも１つの導電部（７）と、少なくとも１つの導電部に連結されたシール（６）とを具備し、シールは内側リング又は外側リングのうちの一方のみに直接接触し、第１の端部は内側リング及び外側リングのうちの一方に電気接触し、第２の端部は内側リング及び外側リングのうちの他方に電気接触するように構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受組立体において、
内側リング軌道を有する内側リングと、
外側リング軌道を有する外側リングと、
前記内側リング軌道と前記外側リング軌道との間で転動又は回転する転動体と、
第１の端部及び第２の端部を有する少なくとも１つの導電部と、
前記少なくとも１つの導電部に連結されたシールとを具備し、
前記シールは前記内側リング又は前記外側リングのうちの一方のみに直接接触し、
前記第１の端部は前記内側リング及び前記外側リングのうちの一方に電気接触し、前記第２の端部は前記内側リング及び前記外側リングのうちの他方に電気接触するように構成される軸受組立体。
【請求項２】
前記第１の端部に固定された導電性ブラシフィラメントを備え、前記第１の端部は、前記導電性ブラシフィラメントを介して前記内側リングと前記外側リングの一方に電気接触する請求項１に記載の軸受組立体。
【請求項３】
前記導電性ブラシフィラメントは前記第１の端部に取り外し可能に固定される請求項２に記載の軸受組立体。
【請求項４】
前記導電性ブラシフィラメントは前記第１の端部に連結するキャップの一部である請求項２に記載の軸受組立体。
【請求項５】
前記キャップは、前記第１の端部に外嵌することによって、或いは、前記第１の端部に嵌入することによって、前記第１の端部に連結するように構成される請求項４に記載の軸受組立体。
【請求項６】
前記少なくとも１つの導電部は、前記内側リングと前記外側リングの一方に電気接触する前記第１の端部を形成する導電性ブラシフィラメントを備える請求項１に記載の軸受組立体。
【請求項７】
前記少なくとも１つの導電部は第１の部分と、第２の部分とを備え、該第１と第２の部分は直接連結される請求項１に記載の軸受組立体。
【請求項８】
導電性ブラシフィラメントは、前記第１と第２の部分によって保持されて、前記少なくとも１つの導電部の前記第１の端部を超えて突出する請求項７に記載の軸受組立体。
【請求項９】
前記導電性ブラシフィラメントは、前記第１の部分と前記第２の部分との間に保持される請求項８に記載の軸受組立体。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの導電部は実質的にＵ字形であり、前記第１の部分及び前記第２の部分は前記少なくとも１つの導電部の脚部である請求項７に記載の軸受組立体。
【請求項１１】
導電性ブラシフィラメントは前記少なくとも１つの導電部に接着剤によって固定される請求項１に記載の軸受組立体。
【請求項１２】
前記シールは、前記少なくとも１つの導電部の一方側のみに連結される請求項１に記載の軸受組立体。
【請求項１３】
前記シールはシールリップを備えており、該シールリップは、
前記第１の端部によって直接接触される前記内側リングと前記外側リングの一方に接触する、或いは、
前記第１の端部によって直接接触されない前記内側リングと前記外側リングの一方に接触する請求項１に記載の軸受組立体。
【請求項１４】
前記シールは、可撓性シールリップであるシールリップを備える請求項１に記載の軸受組立体。
【請求項１５】
前記シールは、前記転動体と前記少なくとも１つの導電部との間にある請求項１に記載の軸受組立体。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの導電部は、前記転動体のうちの１つの転動体の一方側のみにある請求項１に記載の軸受組立体。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの導電部は、
伝導性リング、
前記転動体のうちの１つの転動体の対向する側の第１の導電部及び第２の導電部、
前記内側リング又は前記外側リングのうちの一方から延在する少なくとも１つの離散的部分のうちの１つを備え、
前記少なくとも１つの離散的部分は、リングではないとともに、前記内側リング又は前記外側リングのうちの他方まで延在しない請求項１に記載の軸受組立体。
【請求項１８】
電気放電損傷保護構造を有する転がり軸受組立体において、
内側リング及び外側リングであって、該内側リングは内側リング軌道を有し、該外側リングは外側リング軌道を有する、内側リング及び外側リングと、
複数の転動体を含む転がり組立体であって、前記複数の転動体は、前記内側リングの前記内側リング軌道及び前記外側リングの前記外側リング軌道上で転動するように支持される転がり組立体と、
前記内側リングと前記外側リングの一方に接触する第１のリングを含む少なくとも１つの導電性リングとを具備する転がり軸受組立体。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの導電性リングに固定された導電性ブラシフィラメントを備え、前記ブラシフィラメントは、前記導電性リングが接触する方とは反対側の前記内側リング又は前記外側リングに接触する請求項１８に記載する転がり軸受組立体。
【請求項２０】
前記内側リング又は前記外側リングのうちの前記ブラシフィラメントと同じリングに接触する可撓性シールリップを有する前記少なくとも１つの導電性リングに一体に接続されるシールを備える請求項１９に記載する転がり軸受組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権の主張］
本特許出願は、２０１８年９月４日に出願された米国仮特許出願第６２／７２６，８７１号及び２０１９年９月３日に出願された米国特許出願第１６／５５８，８８０号を参照し、その優先権を主張し、その利益を主張する。これらの出願の全内容は、引用することにより本明細書の一部をなす。
【０００２】
本開示は、電気放電損傷の改善に関し、より詳細には、電気放電損傷保護構造（electrical discharge damage protection）を有する転がり軸受組立体用の方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来の手法の制限及び不利点が、そのような手法を、図面を参照して本開示の残りの部分において記載されている本方法及びシステムの幾つかの態様と比較すると、当業者には自明となるであろう。
【発明の概要】
【０００４】
実質的に、図のうちの少なくとも１つの図によって示されるとともにこれに関連して説明されるように、また、特許請求の範囲においてより完全に述べられるように、電気放電損傷保護構造を有する転がり軸受組立体用の方法及び装置が提供される。
【０００５】
これらの態様及び／又は他の態様は、添付図面に関して行う、例示的な実施形態の以下の説明から明らかになり、より容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示の態様による電気放電損傷保護構造を有する転がり軸受組立体の断面図である。
【図２】本開示の態様による電気放電損傷保護構造を有する転がり軸受組立体の断面図である。
【図３Ａ】本開示の態様による伝導性ブラシフィラメントを導電部上に連結するための例示的なキャップを示す図である。
【図３Ｂ】本開示の態様による、伝導性ブラシフィラメントを導電部上に連結するための例示的なキャップを示す図である。
【図４Ａ】本開示の態様によるシールリップの一例を示す図である。
【図４Ｂ】本開示の態様によるシールリップの一例を示す図である。
【図４Ｃ】本開示の態様によるシールリップの一例を示す図である。
【図５】本開示の態様による電気放電損傷保護構造を有する転がり軸受組立体の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
概して、転がり軸受組立体は、例えば、電気モーター内におけるローターの回転をより円滑にするために使用することができる。しかしながら、電圧がモーターシャフト上に生じる場合があり、蓄積された電圧が軸受を通して放電する可能性がある。放電電圧は、転がり軸受を損傷する可能性があり、それにより、時間が経過すると、転がり軸受組立体は、モーターの継続的な運転のために交換する必要が生じることになる。
【０００８】
本開示の種々の実施形態では、電気放電損傷保護構造を有する転がり軸受組立体について説明する。
【０００９】
図１は、電気放電損傷保護構造を有する転がり軸受組立体の断面図を示す。図１を参照すると、円形（又はリング状）である転がり軸受組立体１００の断面が示される。断面図は、円形の転がり軸受組立体１００の上部のものである。したがって、ページを横切って水平に延在するシャフト（図示せず）は、図示する断面の下にあるものとすることができる。円形の転がり軸受組立体１００の下部の同様の断面（図示せず）は、シャフトの下にあることになる。したがって、シャフト及び下部断面が図面に含まれる場合、シャフトの上部は、上部分の図示する断面の内側リング２と接触しており、シャフトの下部は、下部分の断面の内側リング２と接触している。下部分の内側リングが下部分の外側リングの上になることに留意されたい。したがって、シャフトは内側リング２によって取り囲まれることになる。
【００１０】
電気放電損傷保護構造を有する転がり軸受組立体１００は、内側リング２と外側リング１とを備え、内側リングは内側リング軌道４を有し、外側リングは外側リング軌道３を有する。転がり軸受組立体１００は、複数の転動体５を含み、複数の転動体５は、内側リング軌道４及び／又は内側リング軌道３上で転動するように支持される。時には、転動体５は内側リング軌道４及び外側リング軌道３の両方に接触する場合がある。また或る時には、転動体５は内側リング軌道４又は外側リング軌道３のうちの一方のみに接触する場合がある。これは、例えば、転がり軸受組立体１００上の荷重及び荷重の場所に依存し得る。転動体５は、異なる例示的な転がり軸受組立体１００について異なる適切な形状とすることができる。例えば、転がり軸受要素５は、球形、円柱形、又は他の適切な形状とすることができる。
【００１１】
転がり軸受組立体１００は、内側リング２又は外側リング１のうちの一方に接触する第１の端部を有する少なくとも１つの導電部７を更に含むことができる。導電部７は、例えば、リングの形状を有することができる。導電性ブラシフィラメント８を、少なくとも１つの導電部７に固定することができ、ブラシフィラメント８は、導電部７が接触する方とは反対側の内側リング２又は外側リング１に接触する。ブラシフィラメント８は、図３Ａ、３Ｂに示すようにキャップ９によって導電部７に連結することができる。用語「フィラメント（filaments）」は適用の容易さのために使用されるが、「フィラメント」が、単一のフィラメント又は複数のフィラメントを指すことができることが理解されるべきである。
【００１２】
図１、２に示すように、導電部７は、２つの部分、すなわち、第１の部分７ａ及び第１の部分７ｂを備えることができる。本開示の幾つかの例は、導電部７の第１の部分７ａのみを有することができる。フィラメント８は、例えば、第１の部分７ａと第２の部分７ｂとの間に保持することができる。
【００１３】
転がり軸受組立体１００は、ブラシフィラメント８と同じ内側リング２又は外側リング１に接触することができる少なくとも１つの導電部７に一体に接続されるシール６を含むこともできる。他の例では、内側リング２又は外側リング１の両方に、又は、ブラシフィラメント８が接触しない内側リング２又は外側リング１のうちの一方に接触することができるシール６を有することができる。
【００１４】
図１、２は、導電部７の一方側のみに連結した１つのシール６を示す。しかしながら、種々の例では、複数のシール６とし、１つ以上のシール６を導電部７の一方側又は両側に連結することができる。シール６は、フィラメント８と転動体５との間にあるとして示される。図１において、シール６は、転動体５と導電部７の第１の部分７ａとの間にあるものとして示される。
【００１５】
したがって、図示するように、内側リング２と外側リング１との間に電気経路を構成することができ、それにより、転動体５を損傷することなくモーターシャフトの電圧を消散させることができる。
【００１６】
導電部７は、導電部７の脚部も構成する２つの部分を有する略Ｕ字形として示されるが、本開示の種々の例はそのように限定される必要はない。例えば、導電部７は、例えば、コッターピン又はヘアピンのような断面が略Ｕ字形の単一の部品とすることでき、フィラメント８は、コッターピン状の（又はヘアピン状の）導電部７の脚部の間に保持される。したがって、本開示の種々の例では、フィラメント８を導電部７によって保持することが可能な異なる構成を使用することができる。
【００１７】
フィラメント８は、そのような目的に適する１つ又は多くの方法によって導電部７に留める（又は、連結する、取り付ける等）ことができる。例えば、フィラメント８は、接着剤を使用することによって、第１の部分７ａ及び第２の部分７ｂのうちの一方又は両方に留めることができる。
【００１８】
図１、２は、転動体５の両側の導電部７を示す。しかしながら、本開示の他の例では、転動体５の一方側のみに導電部７を有することができる。本開示の幾つかの例において、導電部７は、リングの形状とすることができ、一方、本開示の他の例において、導電部７は、リングでないものとすることができる。
【００１９】
例えば、図５は、転がり軸受組立体１００の側面図を示す。図５は、外側リング１と内側リング２とを有する転がり軸受組立体１００を示し、導電部７は、外側リング１又は内側リング２のうちの一方から延在する少なくとも１つの離散的部分を備え、少なくとも１つの離散的部分は、リングではないとともに、内側リング２又は外側リング１のうちの他方まで延在しない。例えば、図５は、外側リング１から延在するが内側リング２に達しない４つの離散的導電部７を示す。これらの離散的導電部７は、対応するシール６及びフィラメント８等の同様の付帯部品を有することができる。これらの離散的導電部７は、第１の部分７ａ及び第２の部分７ｂを備えることもできる。
【００２０】
４つの離散的導電部７が示されるが、本開示の種々の例では、１つ以上の導電部７を有することができる。さらに、離散的導電部７の形状は、図５に示す長方形の例とは異なるものとすることができる。
【００２１】
図２は、電気放電損傷保護構造を有する別の転がり軸受組立体の断面図を示す。図２は、シール６がブラシフィラメント８の隣にあり、導電部７が両者の間にないことを除いて、図１と同様である。
【００２２】
図３Ａ、３Ｂは、フィラメント８の一部とすることができるキャップ９を示す。キャップ９は、例えば、導電部７の端部に外嵌する（fit over）ことができる。したがって、キャップ９は、導電部７のいずれかの端部にフィラメント８を取り付けることができるように構成することができる。例えば、キャップ９は、第２の部分７ｂの端部のうちの一方に、又は、第１の部分７ａの底端部に取り付けることができる。導電部７の形状及び構成に応じて、キャップ９は、導電部７の異なる部分に嵌合する（fit）ことができる。キャップ９は、「キャップ（cap）」と呼ばれるが、例えば、導電部７の端部の穴に嵌入する（fit into）ように構成することもできる。
【００２３】
キャップ９が、導電部７の端部に外嵌しようが、導電部７の端部に嵌入しようが、又は別様に嵌合しようが、フィラメント８をキャップ９によって導電部７に取り付ける任意の適切な方法によって、フィラメント８を取り付けることができる。
【００２４】
種々のアイテムは、互いに「留められる（fastened）」、「取り付けられる（attached）」、「固定される（fixed）」、又は「連結される（coupled）」ものとして論じることができる。この固定する／連結することは、永久的に固定する又は取り外し可能に固定するものとすることができる。例えば、２つのオブジェクトを永久的に固定する／連結するのは、２つのオブジェクトを分離することが難しい場合、又は、オブジェクトの一方又は両方を損傷することにつながる場合とすることができる。永久的な固定の例としては、溶解する又は緩むことを意図しない接着剤、又はリベット打ち、圧着、圧力ばめ（force fitting）、溶接等のような機械式締結とすることができる。取り外し可能な固定／連結は、２つのオブジェクト又は交換部品を再び固定／連結することができるように、２つのオブジェクトを引き離すことを意図されることを示すことができる。例えば、取り外し可能な固定／連結は、溶解する又は緩めることができる接着剤を使用する、又は、ねじ、ボルト、ラッチ、フック及びループファスナー等のような機械式締結機構を使用するものとすることができる。取り外し及び連結に必要とされる労力の量に応じて、締結プロセスを永久的とするか取り外し可能とするかを考えることができることが留意され得る。
【００２５】
締結が取り外し可能であるか、永久的であるかによらず、又は、本開示の例にいずれの方法が適用されるか否かによらず、機械式締結の幾つかの例は、圧着、ステーキング（staking）、リベット打ち、圧締（又は締まりばめ）、ねじ／ボルトを使用すること、フック及びループファスナー、ラッチを使用すること、張力又は圧縮等によって力を加えること、又は、本明細書で述べる軸受組立体等のデバイスにおいて使用することができる他の技術を含むとすることができる。
【００２６】
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは、シール６の一端又は両端のリップを示す。図４Ａにおいて、シール６の下部端にリップ６ａが示される。図４Ｂにおいて、シール６の上部端にリップ６ｂが示される。図４Ｃにおいて、シール６の下部端及びシール６の上部端にリップ６ａ及びリップ６ｂがそれぞれ示される。リップ６ａ及び／又はリップ６ｂは可撓性リップとすることができる。シール６は可撓性シールとすることもできる。本開示の種々の態様において、シール６は、リップ（６ａ、６ｂ）と同様の材料又は異なる材料で作ることができる。
【００２７】
したがって、本開示が、軸受組立体であって、例えば、内側リング軌道を有する内側リングと、外側リング軌道を有する外側リングと、内側リング軌道と外側リング軌道との間で転動又は回転する転動体とを備えることができる、軸受組立体を提供することが分かる。転動体は、特定の時間において軸受組立体にかかる荷重に応じて、異なる時間において内側リング軌道と外側リング軌道のうちの一方又は両方に接触することができる。軸受組立体は、第１の端部と第２の端部とを有する少なくとも１つの導電部を備えることもでき、第１の端部は内側リング及び外側リングのうちの一方に電気接触し、第２の端部は、内側リング及び外側リングのうちの他方に電気接触するように構成される。
【００２８】
軸受組立体は、少なくとも１つの導電部に連結されたシールを備えることができ、シールは、内側リング又は外側リングのうちの一方のみに直接接触するように構成される。第１の端部は、内側リング及び外側リングのうちの一方に電気接触するように構成することができ、第２の端部は、内側リング及び外側リングのうちの他方に電気接触するように構成することができる。
【００２９】
軸受組立体は、第１の端部に固定された導電性ブラシフィラメントを備えることができ、第１の端部は、導電性ブラシフィラメントを介し内側リング又は外側リングのうちの一方に電気接触する。「フィラメント」は説明の容易さのために使用されるが、本開示の「フィラメント」が単一のフィラメント又は複数のフィラメントを指すことができることが理解されるべきである。
【００３０】
導電性ブラシフィラメントは、導電部の第１の端部に取り外し可能に固定することができる。導電性ブラシフィラメントは、第１の端部に連結するキャップの一部によって保持することができる。キャップは、例えば、第１の端部に外嵌することによって又は第１の端部に嵌入することによって、第１の端部に連結するように構成することができる。
【００３１】
少なくとも１つの導電部は、内側リング及び外側リングのうちの一方に電気接触する第１の端部を形成する導電性ブラシフィラメントを備えることができる。少なくとも１つの導電部は、例えば、ともに直接連結される第１の部分及び第２の部分を備えることもできる。
【００３２】
導電性ブラシフィラメントは第１の部分及び第２の部分によって保持されて、少なくとも１つの導電部の第１の端部を超えて延在することができる。したがって、本開示の幾つかの態様において、導電性ブラシフィラメントは、第１の部分と第２の部分との間に保持することができる。少なくとも１つの導電部は、例えば、略Ｕ字形とすることができ、第１の部分及び第２の部分は、少なくとも１つの導電部の脚部とすることができる。
【００３３】
導電性ブラシフィラメントは少なくとも１つの導電部に接着剤によって留めることができる。
【００３４】
シールは、少なくとも１つの導電部の一方側のみに連結することができる。シールはシールリップを備えることができ、シールリップは、第１の端部によって接触される内側リング又は外側リングのうちの一方に接触する、又は、第１の端部によって直接接触されない内側リング又は外側リングのうちの一方に接触する。シールはまた、可撓性シールリップであるシールリップを備えることができる。本開示の種々の態様において、シールは、転動体と少なくとも１つの導電部との間にあり得る。
【００３５】
少なくとも１つの導電部は、転動体のうちの１つの転動体の対向する側に第１の導電部及び第２の導電部を備えることができる。種々の態様は、転動体のうちの１つの転動体の一方側のみの導電部を開示することができる。
【００３６】
導電部は、例えば、伝導性リングとすることができる。
【００３７】
少なくとも１つの導電部は、例えば、内側リング又は外側リングのうちの一方から延在する少なくとも１つの離散的部分とすることもでき、少なくとも１つの離散的部分は、リングではないとともに、内側リング又は外側リングのうちの他方まで延在しない。離散的部品は、説明の容易さのためにピラーと考えることができるが、本開示の種々の態様では、弧を含む異なる形状を有することができる。内側リング及び外側リングが互いに対して移動することから、導電部が、一端を内側リング又は外側リングのうちの一方に固定することができ、一方、他端を固定しないとすることができる点も留意され得る。
【００３８】
また、本開示において、電気放電損傷保護構造を有する転がり軸受組立体であって、内側リング及び外側リングであって、内側リングは内側リング軌道を有し、外側リングは外側リング軌道を有する、内側リング及び外側リングと、複数の転動体を含む転がり組立体であって、複数の転動体は、内側リングの内側リング軌道及び外側リングの外側リング軌道上で転動するように支持される、転がり組立体と、内側リング又は外側リングのうちの一方に接触する第１のリングを含む少なくとも１つの導電性リングとを備える、転がり軸受組立体が提供されることが分かる。
【００３９】
転がり軸受組立体は、少なくとも１つの導電性リングに固定された導電性ブラシフィラメントも備えることができ、ブラシフィラメントは、導電性リングが接触する方とは反対側の内側リング又は外側リングに接触する。転がり軸受組立体は、内側リング又は外側リングのうちのブラシフィラメントと同じリングに接触する可撓性シールリップを有する少なくとも１つの導電性リングに一体に接続されるシールを更に備えることができる。
【００４０】
本明細書で使用する「及び／又は」は、「及び／又は」によって連結されるリストにおける項目のうちの任意の１つ以上の項目を意味する。一例として、「ｘ及び／又はｙ」は、３つの要素の組｛（ｘ），（ｙ），（ｘ，ｙ）｝のうちの任意の要素を意味する。言い換えれば、「ｘ及び／又はｙ」は、「ｘ及びｙのうちの一方又は両方」を意味する。別の例として、「ｘ、ｙ及び／又はｚ」は、７つの要素の組｛（ｘ），（ｙ），（ｚ），（ｘ，ｙ），（ｘ，ｚ），（ｙ，ｚ），（ｘ，ｙ，ｚ）｝のうちの任意の要素を意味する。言い換えれば、「ｘ、ｙ及び／又はｚ」は、「ｘ、ｙ及びｚのうちの１つ以上」を意味する。本明細書で使用する「例示的な」という用語は、非限定的な例、事例又は例証としての役割を果たすことを意味する。本明細書で使用する「例えば」という用語は、１つ以上の非限定的な例、事例又は例証のリストを開始する。
【００４１】
本方法及び／又はシステムを、或る特定の実施態様を参照して記載してきたが、当業者であれば、本方法及び／又はシステムの範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができること及び均等物に置き換えることができることを理解するであろう。加えて、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の教示に対して特定の状況又は材料を適合させるように多くの改変を行うことができる。したがって、本方法及び／又はシステムは、開示されている特定の実施態様に限定されない。代わりに、本方法及び／又はシステムは、字義通りにでも均等論のもとにおいても、添付の特許請求の範囲内に入る全ての実施態様を含む。
【符号の説明】
【００４２】
１    外側リング
２    内側リング
３    外側リング軌道
４    内側リング軌道
５    転動体
６    シール
６ａ  リップ
６ｂ  リップ
７    導電部
７ａ  第１の部分
７ｂ  第２の部分
８    導電性ブラシフィラメント
９    キャップ
１００  軸受組立体
【図１】
2021536556.tif 000003
【図２】
2021536556.tif 000004
【図３Ａ】
2021536556.tif 000005
【図３Ｂ】
2021536556.tif 000006
【図４Ａ】
2021536556.tif 000007
【図４Ｂ】
2021536556.tif 000008
【図４Ｃ】
2021536556.tif 000009
【図５】
2021536556.tif 000010
【国際調査報告】
2021536556.tif 000011
2021536556.tif 000012
2021536556.tif 000013