JP2013504292A - 電気機械のためのエンド・シールド - Google Patents

Abstract

電気機械の中の装置であって、この電気機械（２）は、シャフト（９）の周りで回転するロータ（６）と、ロータ（６）からエア・ギャップを隔てて配置されたステータ（２４）と、ステータ（２４）の外側の表面の周りのフレーム（３）と、を有している。ステータ開口（５）が、フレーム（３）の末端部（４）の中に形成され、このステータ開口（５）は、鋳造エンド・シールド（１）により閉鎖可能である。このエンド・シールド（１）は、エンド・シールド（１）の外側の縁（１２）から突出する少なくとも三つのブラケット（１３）を有している。これらのブラケットは、末端の接続部（２５）に対して装着可能であり、ここで、軸方向に連続する構造（１９〜２１，２６）が、これらの接続部（２５）で、末端部（４）に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明の目的は、請求項１の前提書き部分に基づく電気機械のための鋳造エンド・シールド、請求項１１の前提書き部分に基づく電気機械の中の装置、及び請求項１９の前提書き部分に基づく電気機械である。

エンド・シールドは、多くの電気機械において標準的な構造である。エンド・シールドは、電気機械のフレームの、ステータがフレームに取り付けられる末端部で開口を閉鎖する。エンド・シールドはまた、ロータを支持する軸受のための取り付けのベースとして使用される。エンド・シールドは、ロータの支持力を電気機械のフレームに伝える。

エンド・シールドの目的、即ち、電気機械の電気的な且つ回転する部分を保護し且つ軸受を支持する構造として機能する目的は、エンド・シールドに幾つかの機能的な要求を課す。最も重要な機能的な要求は、エンド・シールドの剛性及び軸方向のスペース要求が少ないことを含んでいる。更にまた、エンド・シールドは、製造コストに関して競争力を有していなければならない。

エンド・シールドの最も重要な目的は、軸受を支持することにあり、その軸受は、次に、ロータを支持することになる。ロータの剛性のある支持は、クリティカルな回転速度の増大を可能にし、そして、軸受の振動レベルを減少させる。ロータの剛性のある支持は、径方向に剛性のあるロータの支持により実現されることが可能である。径方向の支持の剛性は、エンド・シールドの径方向及び回転方向の剛性により影響される。後者は、シールドの、曲げモーメントを受ける能力と呼ばれていて、シールドと同じ平面内のベクトルにより表され、実質的な回転無しで、軸受により伝達される。

エンド・シールド及びフレーム末端部の軸方向の剛性は、ロータの全質量、及び使用される機械からの軸方向の負荷が、エンド・シールド及びフレーム末端部を通って、電気機械のフレームに伝達される縦型の機械において、特に重要である。エンド・シールド及びフレーム末端部の軸方向の剛性はまた、フレーム末端部の軸方向のモードの固有振動数に対して決定的な影響を及ぼす。この振動数は、次に、軸受の振動レベルに密接に関係している。

軸方向のスペース要求が少ないことは、エンド・シールドのために好ましい。目的は、しばしば、アクティブなコンポーネント（ステータ、巻線、ステータ接続及び空気絶縁）のために残された軸方向のスペースに対して、可能な限り短い軸受スパンを実現することにある。エンド・シールドのスペース要求は、空気絶縁スペースに接触する軸方向に対して垂直な平面と、軸受の中央平面と交差する平行な平面との間の距離により計測されることが可能である。縦方向の平面は、軸方向に対して垂直であり、空気絶縁スペースに接触する平面であって、この縦方向の平面は、空気絶縁スペースが完全にステータ側にある位置にあるように決定される。軸受の軸方向の中央平面は、通常、回転または摺動要素の対称面である。エンド・シールドのスペース要求は、二極型の剛性のあるシャフトの電気機械に対して、特に重要であり、その場合にはクリティカルな回転速度が、運転回転速度よりも大きく保たれなければならない。

大型の電気機械のエンド・シールドは、伝統的に、厚い鋼板から機械加工により製造されてきた。機械加工された鋼製のシールドの実質的な優位性は、その経済的な効率にあり、それは、価格に影響を与える最も重要な因子が鋼製のシールドの厚さであるからである。しかしながら、均一な厚さの鋼板の曲げ剛性は、その重量に対して乏しい。更にまた、軸受取付け部の局所的な剛性は、エンド・シールドの厚さにより決定される。このようにして、軸受取付け部の全体的な曲げ剛性及び局所的な剛性は、主として、エンド・シールドの厚さを増大させることにより、改善されることが可能である。エンド・シールドの厚さを増大させることは、材料コスト、並びに、電気機械の中でのエンド・シールドの軸方向のスペース要求を増大させる。

鋼製のシールドの曲げ剛性は、例えば、シールド上に外部補強材を溶接することにより、補強材により明確に増大されることも可能である。これは、エンド・シールドの製造の新しいステージをもたらし、より多くのコストを生じさせる。更にまた、補強材の配置において、エンド・シールドに対する機能的な要求−並びに、その外観に影響を与える因子−について、考慮されるべきである。

鋳造シールドが、特に、小型の電気機械において使用されている。鋳造シールドは、デザインにより、特徴の最適化を可能にする。熱の伝達が、鋳造シールドのデザインにおいて、キーとなる役割を有している。小型の電気機械のために要求される支持剛性は、通常、問題となることがない。鋳造シールドは、短い製造行程のために、比較的大型の電気機械ではより稀である。

本発明の目的は、電気機械のための鋳造エンド・シールド、電気機械の中の装置、及び電気機械を創造することにあり、ここで、エンド・シールドは軽量であり、エンド・シールド、並びに、電気機械のフレーム末端部は、剛性を有している。

これを実現するために、本発明は、請求項１、１１及び１９の特徴付け部分に規定された特徴により特徴付けられる。本発明の幾つかの他の好ましい実施形態は、従属請求項に規定された特徴を有している。

本発明に基づく電気機械のための鋳造エンド・シールドは、電気機械のフレーム末端部の中に形成されたステータ開口を閉鎖する。エンド・シールドは、ロータを支持する軸受を支持している。エンド・シールドは、中央に、ロータ・シャフトを支持する軸受のための開口と、開口により制限された内側のリムと、内側のリムに接続する更なるリムと、を有している。更なるリムは、エンド・シールドの外側の縁まで伸びている。エンド・シールドは、エンド・シールドの外側の縁から径方向に突出する少なくとも三つのブラケットを有していて、これらのブラケットは、末端部に装着可能である。

本発明に基づく装置において、電気機械は、その軸の周りで回転するロータと、エア・ギャップの末端部でロータから間隔を隔てて配置されたステータと、ステータの外側の表面の周りに配置されたフレームと、を有している。ステータ開口が、フレーム末端部の中に形成されている。この開口は、鋳造エンド・シールドにより閉鎖可能である。このエンド・シールドは、エンド・シールドの外側の縁から突出する少なくとも三つのブラケットを有している。これらのブラケットは、接続部で末端部に装着可能であり、その場合に、軸方向に連続する構造が、接続部で末端部に接続されている。

本発明に基づく電気機械において、電気機械は、その軸の周りで回転するロータと、エア・ギャップの末端部でロータから間隔を隔てて配置されたステータと、ステータの外側の表面の周りに配置されたフレームと、を有している。ステータ開口が、フレーム末端部の中に形成されている。この開口は、鋳造エンド・シールドにより閉鎖可能である。このエンド・シールドは、エンド・シールドの外側の縁から突出する少なくとも三つのブラケットを有している。これらのブラケットは、接続部で末端部に装着され、ここで、軸方向に連続する構造が、接続部で末端部に接続されている。

本発明に基づくソリューションにおいて、鋳造エンド・シールドが、電気機械のフレームの軸方向に剛性のある部分に到達する。そのような部分の例は、ルーフ・プレート、サイド・プレート、ボトム・プレート、及び斜めのサポート・プレートのそれぞれの末端の接続部を含んでいる。これは、エンド・シールドが、ステータ開口を覆うだけではなく、末端部とエンド・シールドの結合された剛性を増大させると言うことも、意味していて、それが、軸受支持の剛性を改良する。

電気機械のフレームの軸方向に剛性のある部分に対して、鋳造エンド・プレートの届く範囲は、ブラケットの径方向の寸法を増大させることにより、増大されることが可能である。ブラケットは、例えば、締結具から形成されることが可能であり、この締結具は、エンド・プレートの外側の縁から、軸方向に突出して、ブラケットを形成する。

本発明に基づく装置及び電気機械は、電気機械のフレーム末端部の構造を使用する。このソリューションは、軸方向に連続する構造が末端部に接続されている既存の末端の接続部を使用することが可能である。軸方向に連続する構造はまた、例えば、フレーム側及びルーフに装着されたＵ字形の補強材などのような、末端部に装着可能である。

本発明の実施形態において、更なるリムは、軸方向に突出してブラケットに接続する補強材を、径方向に有している。これらの補強材は、鋳造により形成され、それらが、曲げ剛性を増大させる。

本発明の他の実施形態において、軸受を取囲むリングが、開口の周りを取り囲んでいる。少なくとも三つの補強材が、軸受を取囲むリングに接続されている。これらの補強材の断面は、実質的にＵ字形である。

Ｕ字形の補強材のサイド・ウォールは、エンド・シールドの鋳造の間に、更なるリムの表面に結合される。

その後で、エンド・シールドの中に取り付けられた軸受は、剛性のある補強材により形成された格子の交点で支持される。これらの補強材は、格子の交点で、剛性のあるリングに取り付けられ、このリングは、転がり接触軸受と摺動軸受の両方を固定するための良好なベースをもたらす。

本発明の更なる実施形態によれば、エンド・シールドのボトムは、フレーム末端部とボトム・プレートの接続部まで伸びている。これは、エンド・シールドのボトムがブラケットを有していないと言うことを意味している。アンギュラー・ポイントが、エンド・シールドの中心点に配置されているたとき、少なくとも１５０度の角度の側が、エンド・シールドの中でブラケットの無い部分を制限する。

本発明の他の更なる実施形態によれば、エンド・シールドは、四つのブラケットを有していて、その内の二つは、末端部とルーフ・プレートの接続部に装着可能である。そのようなソリューションは、ルーフ・プレートが、ルーフ・プレートの本質的に軸方向の連続を妨げる開口を有しているときに、好ましい。

更なる本発明の他の実施形態によれば、ブラケットは、硬質の材料で作られている。

本発明の他の実施形態によれば、周囲の方向に計測された補強材の幅が、径方向に移動するときに変化する。鋳造構造において、Ｕ字形のプロファイルは、材料を中立平面から遠去けることを可能にし、それにより、剛性を増大させる際の材料の効率を最大にする。

本発明の更なる実施形態によれば、追加の補強材が、軸受を取囲むリングに取り付けられる。この追加の補強材は、エンド・シールドの外側のリングに到達する。この補強材の断面は、実質的にＵ字形であり、硬質であるいは平らである。

本発明の他の更なる実施形態によれば、三つのブラケットが、エンド・シールドを二つに分割する中心線と同じ側にある。このソリューションは、軸受接続のために、より多くのスペースを残す。このソリューションは、特に、ロータ・シャフトが、サイド・フランジ軸受またはセンター・フランジ軸受で支持されるときに、好ましい。

本発明の更に他の更なる実施形態によれば、ブラケットの軸方向の高さは、ブラケットで、実質的にエンド・シールドの外側の縁の軸方向の高さ以上である。ブラケットの高さは、その曲げ剛性に影響を与える； 即ち、ブラケットの曲げ剛性は、ブラケットの高さと共に増大する。

本発明の他の実施形態によれば、電気機械のフレーム末端部は、平らなプレートから構成されている。平坦なフレーム末端部は、ロータ・シャフトに対して実質的に垂直に取り付けられる。このフレーム末端部の形状は、例えば、矩形である。全体のフレームは、プレートで作られたハウジングであることも可能である。プレートで作られたハウジングは、軽量で、シンプルな構造を有していて、それは、その製造コストが低いことを意味している。

本発明の更なる実施形態によれば、軸方向に連続する構造は、少なくとも、フレームのルーフ・プレート、サイド・プレート及びボトム・プレートを含んでいる。既にフレームにより形成されている軸方向に連続する構造の使用は、フレームのための追加の軸方向の補強材に対する必要性を減少させ、フレームの内側のスペースが、接続、取り付け及び整備のために、開放されることを可能にする。

軸方向に連続する構造の他の例は、フレームの内側に配置され、末端部に（軸方向で、少なくとも次の横方向の壁に）、接続されたサポート・プレートである。

本発明の他の更なる実施形態によれば、電気機械は、二極型の剛性のあるシャフトの電気機械である
電気機械の中でのエンド・シールド及び装置は、多くの異なる電気機械及び電気機械ソリューションにおける使用のために適切である。剛性があり且つ軽量のシールド、及び剛性のあるフレーム末端部は、特定のタイプの機械において、特別な優位性を有している。それは、例えば： 縦方向に据え付けられた電気機械であって、シャフト・ラインが縦方向で、エンド・シールドが軸方向でロータの全質量を支える電気機械； モータ末端部の軸方向の共鳴がコントロールされなければならない二極型の機械； クリティカルな回転速度が運転速度を上回るように保たれなければならない剛性のあるシャフトの機械； モータ末端部の軸方向の振動数が、実質的な励起振動数範囲の外にあるように保たれなければならない可変速度の駆動機構； 転がり軸受を有し、且つ軸受のバイパス振動数により定められるシールド振動がコントロールされる電気機械などである。

図１は、電気機械の末端部のエンド・シールドを示している。 図２は、図１の断面を示している。 図３のａ）〜ｄ）は、電気機械の末端部の他のエンド・シールドを示している。 図４のａ）〜ｃ）は、電気機械の末端部の他の異なるエンド・シールドを示している。 図５のａ）〜ｃ）は、電気機械の末端部の更に他のエンド・シールドを示している。 図６のａ）〜ｃ）は、電気機械の末端部の更に他の異なるエンド・シールドを示している。 図７は、電気機械の断面を示している。

以下において、本発明が、添付図面を参照しながら、特定の実施形態の助けにより、より詳細に説明される。

図１から６は、電気機械のための鋳造エンド・シールドを示していて、図７は、電気機械を示している。

これらの図に示されたエンド・シールド１は、一体型のエンド・シールドである。このエンド・シールド１の構造的な特徴は、鋳造により形成されているところにある。エンド・シールドは、例えば、鋳鋼、鋳鉄、または鋳造アルミニウム合金で作られている。正確さが要求されるエンド・シールドの継手表面は、機械加工された表面である。電気機械は、例えば、二極型の剛性のあるシャフトの電気機械である
図１〜７において、鋳造エンド・シールド１は、電気機械２のフレーム３の末端部４の中に形成されたステータ開口５を閉鎖する。エンド・シールド１は、ロータ６を支持する軸受７を支持する。エンド・シールド１は、中央に、シャフト９及びロータの軸受７のための開口８を有している。エンド・シールドは、公称中心点ｃを有している。径方向ｒに、エンド・シールド１は、開口８により制限された内側のリム１０、及び、内側のリムに接続する更なるリム１１を有している。更なるリム１１は、エンド・シールドの外側の縁１２まで伸びている。径方向ｒとは、図１の中に示されているように、エンド・シールド１の中心から、エンド・シールド１の外側の縁１２の方へ向かう方向を意味している。

リム１１の外側の縁１２で、エンド・シールド１は、三つのブラケット１３を有していて、それらは、外側の縁１２から径方向ｒに突出し、且つ、末端部４に装着可能である。更なるリム１１は、軸方向に突出して、ブラケット１３に接続する補強材２８を、径方向ｒに有している。

図１及び２において、補強材２８は、補強材で、エンド・シールド１の軸方向の厚さｗを増大させることにより形成されている。エンド・シールド１の更なるリム１１の軸方向の厚さｗは、補強材２８で、補強材の間のリム部分３５の中と比べて、大きくなっている。図３〜７において、補強材の断面２８は、Ｕ字型である。Ｕ字形の補強材２８のサイド・ウォール３９は、エンド・シールド１の鋳造の間に、更なるリム１１の表面３５に結合される。補強材２８は、エンド・シールド１の不可分の部分である。

補強材２８及び更なるリムの表面１１は、エンド・シールド１の剛性のある部分を作り出す。

更なるリム１１の平らな表面３５は、補強材２８の間のエンド・シールド１の上に残され、それらが、例えば、点検及び整備用の開口３３のための、あるいは、軸受アクセサリーを取り付けるための、空きスペースをもたらす。補強材２８の間の表面３５の軸方向の寸法ｈ１は、補強材２８の軸方向の寸法ｈ２と比べて小さい。

エンド・シールド１の内側の表面３８は、電気機械２のフレーム３の末端部４に接触する。エンド・シールド１の外側の表面３７は、フレーム３の末端部４と反対方向に向けられ、補強材２８が、外側の表面３７から突出する。

エンド・シールド１の外側の縁１２は、実質的に円形である。エンド・シールド１は、電気機械２のボトムまで伸びていて、エンド・シールドのボトムに作られた直線部分の位置で、床を避ける。

補強材２８は、エンド・シールドの外側のリング３０１に到達する。補強材２８は、エンド・シールドの外側のリング３０１の内側の縁３４に到達する。外側のリング３０の内側の縁３４は、径方向で、外側の縁１２と比べて、開口８のより近くにある。外側のリング３０は、エンド・シールド１の中のボルト固定円を意味している。このボルト固定円は、エンド・シールド１を末端部４に対して固定することを可能にするために、ステータ開口５と比べてより大きい直径を有していなければならない。

図において、エンド・シールド１の外側のリング３０は、フレーム３とエンド・シールド１との間の、結合されたボルト及び嵌め込み継手を補強する。エンド・シールド１は、締結手段１５を使用して、その外側のリング３０及びブラケット１３で、末端部４に固定される。

周方向に測られる補強材の幅２８は、径方向ｒに変化する。図３−６において、周方向に測られる補強材２８幅Ｌ１，Ｌ２は、開口８から外側のリング３０の方へ移動するとき、径方向ｒに減少する。エンド・シールド１の外側のリング３０の内側の縁で周方向に測られる補強材２８の幅Ｌ２は、 円筒形のリング２９の接続点で周方向に測られる補強材２８の幅Ｌ１と比べて小さい。

エンド・シールド１の中の異なる補強材２８の、周方向に測られる幅Ｌ１，Ｌ２は、互いに異なっていても良い。図５ａ）において、例えば、円筒形のリング２９の接続点で周方向に測られる、開口８の他の側の追加の補強材３１の反対側の補強材２８の幅Ｌ１は、他の補強材２８の対応する幅と比べて小さい。

ブラケット１３は、締結手段を使用して末端部４に固定されることが可能である。これらの図において、エンド・シールド１は、固定ボルト１５を使用して、フレーム３の末端部４に固定されることが可能である。ブラケット１３は、好ましくは、硬質の材料で作られている。

軸受７は、剛性のある補強材２８により形成された格子の交点で支持され、ここで、補強材２８が、軸受を取囲むリング２９に接続される。 このリング２９は、転がり接触軸受と摺動軸受７の両者を固定するための良好なベースをもたらす。

一つまたはそれ以上の追加の補強材３１が、リング２９に接続される。追加の補強材は、エンド・シールド１の全体の剛性を増大させる。追加の補強材３１は、外側のリング３０に到達する。追加の補強材３１は、エンド・シールド１の外側の縁１２から径方向ｒに突出する締結具３６を有しておらず、末端部４に固定するための可能性をもたらすブラケット１３を形成する。追加の補強材３１の断面は、実質的にＵ字形で、硬質でまたは平らである。

補強材２８は、例えば、補強材２８に接続された締結具３６の三つのブラケット１３が、エンド・シールド１を二つに分割する中心線ｋと同じ側にあるように、配置されることも可能である。図５及び６において、水平方向の補強材２８は、エンド・シールドの中心線ｋの上側にある。

図に示されたエンド・シールドは、三つのブラケット１３を有している。これらのブラケットは、曲げ剛性がエンド・シールド１の側面に伝わるように、エンド・シールド１にスムーズに接続するように形成される。ブラケット１３は、バー状であって、好ましくは径方向ｒに短い。ブラケット１３の曲げ剛性は、エンド・シールドの等しく広い部分を考慮したとき、好ましくは、エンド・シールド１の曲げ剛性以上である。

既にフレームにより形成されている軸方向に連続する構造の使用は、フレームのための追加の軸方向の補強材必要性を減少させて、フレームの内側のスペースが、接続、取り付け及び整備のために開放されることを可能にする。

図１及び２は、センター・フランジ・ジャーナル・ベアリング７のための、鋳造エンド・シールド１の構造を示している。エンド・シールド１は、中央に開口８を有していて、センター・フランジ・ジャーナル・ベアリング７及びロータ・シャフト９が、それに取り付けられる。開口８は、部分的に円形である。開口８は、ロータの軸方向のライン１４に対して水平方向のラインにより、上側部分と下側部分に分割されることが可能である。開口８の下側部分は、半円形である。センター・フランジ・ジャーナル・ベアリング７を用いて、軸受が、下側の半分のみにより、エンド・シールド１に取り付けられ、この下側の半分は、開口８の下側部分で、機構表面に、ボルト・マウンティング１５により取り付けられる。更なるスペースは、取り付けのために、開口８の中に残されているべきであり、それが、開口８の上側の半分を楕円形にする。開口８は、ロータの軸方向のライン１４に対して、縦方向の軸に対して、対称的である。

ロータの軸方向のライン１４で、シールドの中心ｃから径方向ｒに、エンド・シールドは、開口８により制限された内側のリム１０とリム１１に分割される。内側のリム１０は、リム１１により制限され、それは、リムが均一な部材を形成することを意味している。

軸受は、軸方向で電気機械２の近くに、軸受機構表面を埋め込むことにより、電気機械２の方へ移動される。この埋め込みは、軸受の中央表面１６から測られる電気機械２軸受のスパンを減少させる。巻線の端部の位置で、エンド・シールド１の内側の表面は、巻線の端部と空気絶縁間隙により決定される表面１８まで伸びている。エンド・シールドの内側のリム１０は、その内側に鋳造された突起の位置で、電気機械の方へ突出し、補強材リング１７は、高い円錐形の／円筒形の表面を形成する。

ブラケット１３の軸方向の高さは、ブラケット１３で、外側のリム１２の軸方向の高さｗ以上である。

エンド・シールド１のブラケット１３は、末端部４に対して、固定手段（ボルト・マウンティング１５）を用いて装着される。接続部２５は、エンド・プレート４の軸方向に剛性のある部分である。軸方向の剛性は、エンド・プレート４が、電気機械の軸方向のルーフ・プレート１９及び軸方向のサイド・プレート２０に接続すると言うことからもたらされる。ブラケット１３を用いて、エンド・シールド１の支持が、フレーム３の軸方向に剛性のある部分に伝達される。このようにして、エンド・シールド１が、ブラケット１３を用いて軸方向に支持される。この図において、ルーフ・プレート１９、サイド・プレート２０、及びエンド・プレート４の背後のボトム・プレート２１は、破線で示されている。

図３ａ）〜ｄ）は、転がり接触軸受のためのエンド・シールド１を示している。エンド・シールド１は、中央に、ロータ６のシャフト９及び転がり接触軸受７のための円形の開口８を有している。開口８は、軸受を取り囲む剛性のある円筒形のリング２９により周りを取囲まれている。円筒形のリング２９は、三つの剛性のある補強材２８、及びそれに接続された一つの追加の補強材３１を有している。補強材の断面２８及び追加の補強材３１は、Ｕ字型である。

補強材２８は、外側のリング３０で、補強材に接続された締結具３６を有している。この締結具３６は、径方向ｒにエンド・シールド１の外側の縁１２から突出して、ブラケット１３を形成する。締結具３６及びそのブラケット１３は、硬質の材料で作られている。

周方向に測られる追加の補強材３１の幅Ｌ３は、径方向ｒに移動するとき、実質的に一定である。周方向に測られる追加の補強材３１の幅Ｌ３は、周方向に測られる補強材２８の幅Ｌ１，Ｌ２と比べて大きい。

エンド・シールド１は、ロータの軸方向のライン１４及びそれに対して垂直な縦方向のラインにより形成される平面に対して対称的である。

図４ａ）〜ｃ）は、転がり接触軸受のためのエンド・シールド１を示す。

開口８は、軸受を取り囲む剛性のある円筒形のリング２９により周りを取囲まれている。円筒形のリング２９は、三つの剛性のある補強材２８、及びそれに接続された二つの追加の補強材３１を有している。グリース・トレイが、エンド・シールド１と共にある。下方向に向いた追加の補強材３１は、例えば、Ｕ字形または平らな断面を備えたバーを使用して、実現されることが可能である。

エンド・シールド１は、補強材２８の間の表面３５に、二つの点検及び整備用の開口３３を有している。

エンド・シールド１のブラケット１３は、ボルト１５を使用して末端部４に装着されている。接続部２５は、エンド・プレート４の軸方向に剛性のある点である。エンド・プレート４は、接続部２５で、電気機械の軸方向のルーフ・プレート１９及び軸方向のサイド・プレート２０に接続されている。ルーフ・プレート１９、サイド・プレート２０、及びボトム・プレート２１は、破線で示されている。

図５ａ）〜ｃ）は、サイド・フランジ摺動軸受７のためのエンド・シールド１を示している。下方向に向いた追加の補強材３１は、平らな断面を有している。摺動軸受７のオイル及びセンサー接続は、それらの中の接続孔３２を介して、補強材２８の中を通って導かれる。水平方向の補強材２８は、エンド・シールドの中心線ｋの上方にあって、軸受７の接続のためのスペースを残す。

図６ａ）〜ｃ）は、センター・フランジ軸受７のための鋳造エンド・シールド１の構造を示している。エンド・シールド１は、中央に開口８を有していて、センター・フランジ軸受７及びロータ・シャフト９が、それに取り付けられている。開口８は、部分的に円形である。開口８の下側部分は、半円を形成する。センター・フランジ軸受７で、軸受は、下側の半分のみにより、エンド・シールド１に取り付けられ、この下側の半分は、開口８の下側部分で、機構表面に、ボルト・マウンティング１５により取り付けられている。更に、スペースが、取り付けのための開口８の中に残され、このスペースが、開口８の上側の半分を楕円形にする。この開口８は、ロータの軸方向のライン１４に対する縦方向の軸に対して対称的である。エンド・シールドの中心点ｃは、ロータのシャフト・ライン１４上にある。

下方向に向いた補強材２８は、平らなプロファイルである。摺動軸受７のオイル及びセンサー接続は、それらの中の接続孔３２を介して、補強材２８の中を通って導かれる。

水平方向の補強材２８は、エンド・シールドの中心線ｋの上方にあって、軸受７の接続のためのスペースを残す。

図７は、電気機械を示している。電気機械２のフレーム３は、プレートで作られ、それは、プレートで作られたハウジングである。このプレートの曲げ剛性は、その厚さの三乗に比例し、それは、プレートで作られているフレーム末端部４が、非常にフレキシブルであると言うことを意味している。フレーム・エンド・プレート４は、軸方向に剛性が無く、その理由は、それが横方向の構造であるからである。プレートで作られたフレーム末端部４は、製造技術に関して、容易に実現可能である。

電気機械２の組み立てにおいて、レディ・ステータ２４が、ステータ開口５の中を通って、電気機械のフレーム３の内側に取り付けられる。フレーム３は、ステータの外側の表面の周りを取り囲んでいる。ロータ６は、ステータ２４の内側取り付けられている。ロータ６は、ステータ開口５の中で、軸受７に支持されている。ロータ６とステータ２４の間には、ロータ６が自由に回転することができるように、エア・ギャップがある。軸受７は、転がりまたは摺動軸受であることが可能であって、ロータ６を支持するエンド・シールド１に装着されている。エンド・シールド１は、フレーム３のステータ開口５を覆っている。

エンド・シールド１のブラケット１３は、構造の接続部２５に装着され、末端部４まで軸方向に連続している。斜めのサポート・プレート２６が、フレーム３の内側にある。サポート・プレート２６は、末端部４、及び次の壁に接続され、ステータ・サポート・フランジ２７は、末端部から見て、軸方向に、シャフト９に対して横方向に配置されている。斜めのサポート・プレート２６は、フレーム３の角に取り付けられ、それによって、フレーム３の上側部分の中のサポート・プレート２６が、ルーフ・プレート１９及びサイド・プレート２０に接続され、フレーム３のボトムの中のサポート・プレート２６が、ボトム・プレート２１及びサイド・プレート２０に接続されるようになっている。二つのブラケット１３は、末端部４とサポート・プレート２６の接続部に装着されている。第三のブラケット１３は、末端部４とルーフ・プレート１９の接続部に装着されている。

エンド・シールド１の締結具３６の二つのブラケット１３は、フレーム３が軸方向に剛性のある支持を有している部分に配置されている。例えば、もし、ルーフ・プレート１９が、空気循環を冷却するために、中央で、末端部４の背後に、開口を有している場合には、ルーフ・プレート１９は、その部分で、実質的に軸方向に連続する構造ではない。サイド・プレート２０は、接続ボックスのための開口を有していても良い。軸方向に連続する構造、プレート１９〜２１は、その開口の末端部４からの距離が、周方向で、開口の寸法以上のときに、実質的に連続している。

もし、ルーフ・プレート１９が、開口を有している場合には、フレーム３は、この部分でフレキシブルである。その場合には、エンド・シールドの中で四つのブラケット１３を使用することが好ましく； それらのブラケット１３の内の二つが、末端部４とルーフ・プレート１９の接続部に装着される。接続部２５は、接続部２５の間に開口が残るように、選択される。

サイド・プレート２０と末端部４の接続部においても、接続部２５を選択することが好ましく、ここでプレートは、実質的に軸方向に連続する構造である。

ブラケットの無い外側の縁が、エンド・シールドのボトム２２にある。ブラケット１３は、ボトム２２に対しては、必要とされない。その理由は、エンド・シールド１が、エンド・シールド１のブラケットの無い扇形部分２３の一部が、末端部４とボトム・プレート２１との接続部まで伸びるように、装着されるからである。ブラケットの無い扇形部分２３が、１００度〜１７０度の角度α、好ましくは、１５０度〜１７０度の角度αで形成される。

以上において、本発明が、特定の実施形態の助けを用いて説明された。しかしながら、この説明は、特許保護の範囲を制限するものとみなされるべきではなく； 本発明の実施形態は、添付された請求項の範囲の中で変化しても良い。

１・・・エンド・シールド、２・・・電気機械、３・・・フレーム、４・・・末端部、５・・・ステータ開口、６・・・ロータ、７・・・軸受、８・・・開口、９・・・シャフト、１０・・・内側のリム、１１・・・リム、１２・・・外側の縁、１３・・・ブラケット、１４・・・シャフト・ライン、１５・・・ボルト機構、１６・・・中心表面、１７・・・補強材リング、１８・・・空気絶縁表面、１９・・・ルーフ・プレート、２０・・・サイド・プレート、２１・・・ボトム・プレート、２２・・・ボトム、２３・・・扇形部分、２４・・・ステータ、２５・・・接続部、２６・・・サポート・プレート、２７・・・サポート・フランジ、２８・・・補強材、２９・・・リング、３０・・・外側のリング、３１・・・追加の補強材、３２・・・接続開口、３３・・・点検及び整備用の開口、３４・・・内側の縁、３５・・・表面、３６・・・締結具、３７・・・外側の表面、３８・・・内側の表面、３９・・・サイド・ウォール、ｃ・・・中心点、ｈｉ・・・高さ、ｈ２・・・高さ、ｋ・・・中心線、Ｌｉ・・・幅、Ｌ２・・・幅、Ｌ３・・・幅、ｒ・・・径方向、ｓ・・・高さ、ｗ・・・高さ、ａ・・・角度。

Claims (21)

1. 電気機械のための鋳造エンド・シールドであって、
   当該エンド・シールド（１）は、電気機械（２）のフレーム（３）の末端部（４）に形成されたステータ開口（５）を閉鎖し、
   当該エンド・シールドは、ロータ（６）を支持する軸受（７）を支持し、
   当該エンド・シールド（１）は、中央にロータ（６）のシャフトを支持する軸受（７）のための開口（８）と、この開口（８）により制限された内側のリム（１０）と、この内側のリムに接続する更なるリム（１１）と、を有し、
   この更なるリム（１１）は、当該エンド・シールド（１）の外側の縁（１２）まで伸びている、
   エンド・シールドにおいて、
   当該エンド・シールド（１）は、エンド・シールド（１）の外側の縁（１２）から径方向（ｒ）に突出する少なくとも三つのブラケット（１３）を有していること、及び、
   これらのブラケット（１３）は、前記末端部（４）に装着可能であること、
   を特徴とするエンド・シールド。
2. 下記特徴を有する請求項１に記載のエンド・シールド、
   前記更なるリム（１１）は、径方向（ｒ）に補強材（２８）を有していて、これらの補強材は、軸方向に突出して、前記ブラケット（１３）に接続している。
3. 下記特徴を有する請求項２に記載のエンド・シールド、
   前記軸受（７）を取囲むリング（２９）が、前記開口（８）の周りを取り囲み、
   少なくとも三つの補強材（２８）が、前記軸受（７）を取囲むこのリング（２９）に接続され、
   これらの補強材（２８）の断面は、実質的にＵ字形である。
4. 下記特徴を有する請求項２または３に記載のエンド・シールド、
   前記補強材（２８）のサイド・ウォール（３９）は、当該エンド・シールド（１）の鋳造の間に、前記更なるリム（１１）の表面（３５）に結合される。
5. 下記特徴を有する請求項１から４の何れか１項に記載のエンド・シールド、
   当該エンド・シールド（１）は、ブラケットの無い扇形部分（２３）を有していて、この扇形部分（２３）は、少なくとも１５０度の角度（α）で形成されてている。
6. 下記特徴を有する請求項１から５の何れか１項に記載のエンド・シールド、
   前記ブラケット（１３）の軸方向の高さは、ブラケット（１３）での外側の縁（１２）の軸方向の高さ（ｗ）以上である。
7. 下記特徴を有する請求項１から６の何れか１項に記載のエンド・シールド、
   前記ブラケット（１３）は、硬質の材料で作られている。
8. 下記特徴を有する請求項２から７の何れか１項に記載のエンド・シールド、
   周方向に測られる補強材（２８）の幅が、径方向（ｒ）に変化する。
9. 下記特徴を有する請求項１から８の何れか１項に記載のエンド・シールド、
   追加の補強材（３１）が、前記軸受（７）を取囲むリング（２９）に取り付けられ、
   この追加の補強材（３１）は、当該エンド・シールドの外側のリング（３０）に到達し、且つ、
   この追加の補強材（３１）の断面は、実質的にＵ字形、硬質、または平らである。
10. 下記特徴を有する請求項１から９の何れか１項に記載のエンド・シールド、
    三つのブラケット（１３）は、エンド・シールド（１）を二つに分割する中心線（ｋ）の同じ側にある。
11. 電気機械の中の装置であって、
    前記電気機械（２）は、
    シャフト（９）の周りで回転するロータ（６）と、
    ロータ（６）からエア・ギャップを隔てて配置されたステータ（２４）と、
    ステータ（２４）の外側の表面の周りのフレーム（３）と、を有し、
    ステータ開口（５）が、フレーム（３）の末端部（４）の中に形成され、このステータ開口（５）は、鋳造エンド・シールド（１）により閉鎖可能である、
    装置において、
    前記エンド・シールド（１）は、エンド・シールド（１）の外側の縁（１２）から突出する少なくとも三つのブラケット（１３）を有していて、これらのブラケットは、末端の接続部（２５）に対して装着可能であり、ここで、軸方向に連続する構造（１９〜２１，２６）が、前記接続部（２５）で末端部（４）に接続されていること、
    を特徴とする装置。
12. 下記特徴を有する請求項１１に記載の装置、
    前記フレーム（３）の末端部（４）は、平らなプレートを有している。
13. 下記特徴を有する請求項１１または１２に記載の装置、
    前記フレーム（３）は、プレートで作られたハウジングである。
14. 下記特徴を有する請求項１３に記載の装置、
    軸方向に連続する構造は、少なくとも、ルーフ・プレート（１９）、サイド・プレート（２０）、及びボトム・プレート（２１）を含んでいる。
15. 下記特徴を有する請求項１４に記載の装置、
    前記エンド・シールド（１）のブラケットの無い扇形部分（２３）の部分は、末端部（４）とボトム・プレート（２１）との接続部に取り付けられることが可能である。
16. 下記特徴を有する請求項１１に記載の装置、
    前記ブラケット（１３）は、末端部（４）とサポート・プレート（２６）との接続部に装着可能であり、
    このサポート・プレート（２６）は、軸方向で次の横方向の壁（２７）に接続する。
17. 下記特徴を有する請求項１３から１６の何れか１項に記載の装置、
    前記エンド・シールド（１）は、四つのブラケット（１３）を有していて、
    これらのブラケット（１３）の内の二つは、末端部（４）とルーフ・プレート（１９）との接続部に装着可能である。
18. 下記特徴を有する請求項１１から１７の何れか１項に記載の装置、
    エンド・シールド（１）は、中央に、ロータ（６）を支持する軸受（７）のための開口（８）を有していて、この開口（８）は、前記軸受（７）を取囲むリング（２９）により周りを取囲まれ、
    少なくとも三つの補強材（２８）が、前記軸受（７）を取囲むこのリング（２９）に接続され、
    これらの補強材（２８）の断面は、実質的にＵ字形であり、
    各補強材（２８）は、前記エンド・シールドの外側のリング（３０）に到達し、
    各補強材（２８）は、外側のリング（３０）の中で締結具（３６）に接続し、
    この締結具（３６）は、ブラケット（１３）を形成する。
19. 電気機械であって、
    この電気機械（２）は、
    シャフト（９）の周りで回転するロータ（６）と、
    このロータ（６）からエア・ギャップを隔てて配置されたステータ（２４）と、
    このステータ（２４）の外側の表面の周りのフレーム（３）と、を有し、
    ステータ開口（５）が、このフレーム（３）の末端部（４）に形成され、
    このステータ開口（５）は、鋳造エンド・シールド（１）により閉鎖される、
    電気機械において、
    前記エンド・シールド（１）が、エンド・シールド（１）の外側の縁（１２）から突出する少なくとも三つのブラケット（１３）を有し、
    これらのブラケット（１３）は、末端部（４）の接続部（２５）に取り付けられ、ここで、軸方向に連続する構造（１９〜２１，２６）が、前記接続部（２５）で、前記末端部に接続されていること、
    を特徴とする電気機械。
20. 下記特徴を有する請求項１９に記載の電気機械、
    前記エンド・シールド（１）は、中央に、ロータ（６）を支持する軸受（７）のための開口（８）を有していて、この開口（８）は、軸受（７）を取囲むリング（２９）により周りを取囲まれ、
    少なくとも三つの補強材（２８）が、軸受（７）を取囲む前記リング（２９）に接続され、
    これらの補強材（２８）の断面は、実質的にＵ字形であり、
    各補強材（２８）は、前記エンド・シールドの外側のリング（３０）に到達し、
    各補強材（２８）は、外側のリング（３９）の中で締結具（３６）に接続し、
    この締結具（３６）が、ブラケット（１３）を形成する。
21. 下記特徴を有する請求項１９または２０に記載の電気機械、
    前記フレーム（３）の末端部（４）は、平らなプレートを有している。

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