JP2013532941A - 回転電気機械内へのレゾルバの取り付け - Google Patents

Abstract

本発明は、転がり軸受（１８）に回転可能に取り付けられた回転シャフト（３１）を有する回転電気機械に関し、転がり軸受は、シャフトに取り付けられた一部分及びケーシングに連結されていて軸受のための軸方向当接部（１２１）を含む受座（１１８）内に取り外し可能に収容された一部分を有し、受座は、シャフトを挿通させる通路（１６３）を有する。レゾルバ（１６０）がケーシングに連結されたレゾルバステータ（１６４）及びレゾルバロータ（１６２）を有し、レゾルバロータの直径は、受座（１１８）の通路の直径よりも小さく、レゾルバロータは、転がり軸受（１８）に対して駆動回転子（１６）の他方の側で電気機械シャフトに取り付けられている。シャフトに取り付けられた部品の長手方向位置は、転がり軸受（１８）がハウジング内の軸受の受座（１１８）に入ると転がり軸受（１８）の前面が接触位置に達し、その後、レゾルバロータ（１６２）の半径方向外壁（２６２）の前端（２６３）が対応のレゾルバステータ（１６４）のキャビティの入口に達するようあらかじめ定められている。

Description

本発明は、回転電気機械に関する。本発明は、特に、回転電気機械であって、輸送分野、例えば自動車への利用目的で、トラクションをもたらすが、更にオプションとして、回転電気機械が取り付けられた車両の制動をもたらすために、コンパクトなフォーマットで高い動力を利用することができる回転電気機械に関する。

電気自動車に関する提案が近年倍増している。動力又は電力が各ホイールについて電気機械を有する車両の場合、車両ホイールの内側又はその中間環境と適合性のある空間要件において例えば２０又はそれどころか３０ｋＷに達する場合のある電気機械が出現した。制限された空間内においてこれら電気機械により利用される電力が相当高いので、カーカス内で電気機械の制御に必要な機能部材、例えば固定子、回転子及び付属装置要素の配置は、設計者にとって本質的に最も気がかりなことに変わりはない。

公知の製造方法によれば、自動車への新たな利用に好適な電気機械は、スリーブを有するケーシング又はジャケット内に収容された固定子を有し、スリーブの末端部分は、固定子のアクティブな部分を構成する固定子磁気回路の端部を越えて軸方向外側に向かって延びている。この磁気回路は、切欠き内に収容されていて、巻線を形成する電気導体から成り、これら巻線の端部は、適当なコネクタ又は接続ボックスに電気的に接続されている。巻線相互間及び外部との電気的接続により、場合に応じて、これら巻線の回路を３相ＡＣ電源に接続したときにロータに作用するトラクショントルクを生じさせると共に車両を駆動するモータとして稼働させるか、電気機械の巻線を接続して電気機械が制動段階においてジェネレータ（直流発電機）として稼働することができるようにした場合に３相電気エネルギーを生じさせるかのいずれかを行うことができる。

電気機械の稼働を正確に制御することができるようにするために、電気機械にレゾルバを取り付けることが慣例であり、レゾルバは、あらゆる場合において、対応の固定子に対する回転子の角度位置を提供する。レゾルバは、電気機械ケーシング内に設けられたレゾルバステータ内で回転するために電気機械のシャフトに取り付けられたロータを有する。電気機械のシャフトは、レゾルバロータを回転させることによって駆動し、関連のステータは、ＡＣ電気信号を生じさせ、このＡＣ電気信号の位相特性は、電気機械回転子の角度位置の変化を中実に且つ瞬時に反映する。自動制御式電気機械では、この信号は、固定子の巻線中を流れる電流を固定子内で回転する磁界と回転子の極相互間で生じる磁界との間の最適な角度間隔（典型的には直角位相）のメンテナンスに対して従属させ又はスレーブ関係に置くために用いられる。

例えば国際公開第２０１０／０２６１５９号パンフレットに記載された実施形態によれば、電気機械シャフトは、電気機械のケーシング内に設けられた２つの転がり軸受に取り付けられる。第１の軸受は、ケーシングの第１の端部のところでフランジの中央で電気機械固定子の一方の側に取り付けられる。第２のフランジが固定子の他方の側でケーシングに取り付けられ、この第２のフランジは、電気機械シャフトの延長部が横切る第２の軸受を支持する。レゾルバロータは、この延長部に取り付けられ、このレゾルバロータは、それ自体電気機械ケーシングの内側に取り付けられたレゾルバステータ内で回転する。上述の特許文献に記載された実施形態では、第２のフランジは、第２の軸受のための支持面を有する。第２のフランジは、この支持面から、レゾルバのステータがその関連のロータと共に収容されている中空壁を介してケーシング内に延びている。この壁は、その周囲が電気機械ケーシングの第２の端部に取り付けられている。

上述の特許文献の電気機械では、中空壁内へのレゾルバの収容部は、通常、カバーによって閉じられ、カバーは、内部軸方向におけるレゾルバのステータを支持面の周りに設けられていて、電気機械シャフトの第２の軸受を第２のフランジ内に収容する環状当接部に当てて軸方向に動かなくする。この環状当接部の内径は、レゾルバロータの外径よりも大きく、したがって、必要ならば、レゾルバロータをこの環状当接部に形成されている開口部を通って電気機械の固定子の内側に向かって軸方向に動かすことによってレゾルバロータをそのステータから取り出すことが可能である。したがって、この構成により、電気機械シャフトに沿って取り付けられた種々の回転部品の好都合な配置が行われていることを条件として、電気機械シャフトにより形成された可動機器及びこれが支持している部品を、電気機械の回転子を、このシャフトを電気機械の固定子を通って摺動させることによって取り外すことができ、第１の軸受を支持している第１のフランジの取り外しによってケーシングの第１の端部に設けられている孔を通過する。

ケーシング内への電気機械シャフトの最初の取り付け後にレゾルバを電気機械内に取り付けることができ、かかる最初の取り付け作業中、レゾルバロータを支持するよう設計されたシャフトの延長部は、電気機械シャフトの第２の軸受に設けられた通路を通ってレゾルバのハウジング内に嵌まり込む。レゾルバロータをこのシャフト延長部に係合させ、次に、レゾルバステータを取り付けて上述したようにこれを軸方向に動かなくする。レゾルバロータは、シャフトの回転中、電気機械のステータにより生じた信号の関数として、ステータとロータの互いに対する且つ電気機械シャフトに対する調節又は角度固定を実施しているままである。

上述の国際公開パンフレットに記載された構成例では、電気機械シャフトに対するレゾルバロータの取り付けは、摩擦リングの助けにより実施され、シャフトが通常の作動の際に受ける場合のあるトルクとは無関係に、摩擦リングの摩擦剛性がロータの不適当な調節不良を阻止するのに十分である限り、摩擦リングによりシャフトに適当な回転トルクを加えて摩擦リングの抵抗に打ち勝つことによってシャフトに対するロータの角度位置を変更するというオプションを取り付け者に提供することができる。ステータは、その一部について、１回取り付けられ、全てに関してケーシング内のその定位置に取り付けられる。ロータが電気機械シャフトに所与の固定角度位置で固定されるレゾルバを調節し又は構成する他の方法が存在し、レゾルバの取り付けの終わりにおいて、所望の信号レベルがステータ巻線の出力のところで得られるまで回転運動により調節されるのは、ステータの角度位置である。この場合、ステータの位置は、ステータが通常の作動において回転するのを阻止するクランプシステムによって固定される。レゾルバの位置の角度調節のための装置の実施形態が例えば、２００６年１０月１２日に公開された米国特許出願公開第２００６／２２６７１９号明細書に記載されている。

電気機械内へのレゾルバの取り付けに関して上述の国際公開に関してちょうど思い起こされた構成は、これによりレゾルバを取り付けて稼働状態にした後で電気機械の可動部分を取り外したり取り付け直したりすることが容易且つ簡単に可能になるので価値がある。具体的に説明すると、レゾルバロータが電気機械シャフトの端部のところの定位置にいったん位置すると、第１のフランジを取り外して孔をケーシングの第１の端部に向かって開放し、電気機械シャフトにより形成された機器を電気機械シャフトに取り付けられ又は違ったやり方で据え付けられた部品の全てと共に長手方向に摺動させてこの孔を介してこれらを機械から取り出すだけで十分である。再取り付けは、逆方向に実施される。レゾルバの新たな調節は、再取り付け後であって電気機械を稼働状態に戻す前においては不要である。

国際公開第２０１０／０２６１５９号パンフレット 米国特許出願公開第２００６／２２６７１９号明細書

しかしながら、ときどき経験の示すところによれば、シャフトにより形成された可動機器の多くの部品を電気機械の固定位置にあるこれらの相手方部品と関連させなければならないので再取り付けの際に困難が生じる。具体的に説明すると、ケーシング内の対応の静止部分に対する或る特定の可動部分の正確な心出しが極めて厄介な場合がある。これらの状況では、再取り付けは、電気機械シャフト及び他の部品がこれらの固定された相手方部品と共に稼働位置へのこれらの完全な挿入に望ましい位置に存在する前においては、望ましい時間よりも多くの時間を必要とする場合がある。また、心出し及び位置合わせ作業に必要な取り扱い及び試行錯誤の間、或る特定の部品を損傷させる恐れが生じる場合がある。

この問題に直面して、本発明によれば、ロータシャフトが電気機械ケーシング内に挿入されたときに逆の調節の困難さを最小限に抑えながら電気機械のシャフトに取り付けられた部品及び電気機械のケーシング内においてこれら部品に適合する固定部品の配置状態を工夫する技術的努力がなされた。

したがって、本発明の要旨は、回転電気機械であって、ケーシングと、ケーシングに取り付けられた電気機械固定子と、電気機械固定子内でシャフトに取り付けられた電気機械回転子とを有し、シャフトは、電気機械の回転軸線を定め、シャフトは、回転子の一方の側で、シャフトに軸方向に固定されると共にケーシングに連結された支持面内に心出しされた転がり軸受内に取り付けられ、支持面内で回転子を電気機械の回転軸線に平行な固定子と回転子の相対運動によってケーシング中に挿入することができ、更に、ケーシング内に設けられていて、シャフトの延長部が転がり軸受を越えて通過する内部通路と、外径が内部通路の直径よりも小さいレゾルバロータを備えたレゾルバとを有し、レゾルバロータは、電気機械シャフトの延長部に取り付けられると共に相対運動中レゾルバステータの空所中に挿入されるのに適しており、それによりレゾルバ内にレゾルバロータ及びレゾルバステータに向いた半径方向壁相互間にレゾルバ空隙を構成するようになっている形式の回転電気機械にある。本発明によれば、回転電気機械は、一方において（ｉ）転がり軸受の半径方向外壁とケーシングの対応の支持面との係合箇所の位置と（即ち、延長部の自由端部に向かって最も進んだところの位置）と、他方において（ｉｉ）レゾルバロータの半径方向外壁内の最大直径のセクタの箇所又は隆起部の位置（即ち、延長部の自由端部に向かって最も進んだところの位置）との間のシャフトの軸線に沿って測定した距離Ｄ１が一方において（ｉ）支持面の半径方向内壁と転がり軸受半径方向外壁との係合箇所の位置（即ち、電気機械固定子の方向において最も進んだところの位置）と、他方において（ｉｉ）レゾルバステータの最小直径のセクタの箇所又は隆起部の位置（即ち、電気機械固定子の方向において最も進んだところの位置）との間のケーシングにおいて軸方向に測定した距離Ｄ２よりも小さいことを特徴とする。

この構成により、取り付け又は再取り付け時、電気機械シャフトは、これと一緒にこの電気機械シャフトが固定されている部品、特に転がり軸受及びレゾルバロータを動かすことによってケーシングに長手方向に入り、対応関係をなす支持面内への転がり軸受の係合に対応したシャフトの軸方向位置をレゾルバステータ内へのレゾルバロータの嵌合の開始に対応した位置に対して、オフセットさせることができ、特に、電気機械固定子側で前進させることができる。したがって、この構成により、シャフトをケーシングに対して心出しすることができ、その目的は、損傷のない嵌合状態を得ると共にシャフトの位置がケーシングに連結された別の部品内へのシャフトに連結された別の部品の嵌合に対応した位置に達する前に、軸受の壁を対応の支持面中に難なく摺動させるようにすることにある。

かかる電気機械の組み立て又は再組み立て中、電気機械シャフトに沿って分散して配置されたレゾルバの一方の側に位置する転がり軸受及びレゾルバロータは、それぞれ、電気機械のケーシング内の相手側部品、即ち、軸受の支持面及びレゾルバステータに近付いている間に電気機械回転子を電気機械シャフトによって固定子内に長手方向に引き入れ、ついには、回転電気回転子が固定子の内部空間の一部分を占めるようになる。次に、電気機械シャフトはその長手方向移動を続け、転がり軸受は、ケーシング内の対応の支持面に接触し、そしてケーシング内に嵌め込まれるようになる。端部にレゾルバロータを支持した転がり軸受を越える電気機械シャフトの延長部は、レゾルバロータと一緒に、ケーシング内に設けられた通路を通り、この通路は、レゾルバステータが収容されている空間に現れる。上述の本発明の定義において距離Ｄ１，Ｄ２相互間の関係によって表された構成上の決まりにより、軸受の支持面内への転がり軸受の嵌合は、レゾルバロータがレゾルバステータの高さ位置に達する前に起こる。特に、距離Ｄ１，Ｄ２の差は、電気機械シャフトを回転子に向いた半径方向壁と電気機械固定子との間に不可避的に存在する隙間にもかかわらず、ケーシング内に完全に心出しすることができ、その後、電気機械シャフトが、雄型機能部品と雌型機能部品、例えばレゾルバロータ及びレゾルバステータの第２の対が逆の係合位置に達する長手方向位置にシャフトが到達するようにするために転がり軸受を対応の支持面内に十分に嵌め込むように選択される。

電気機械の空隙の存在により、これら２つの壁相互間に半径方向の隙間が存在することが示唆される。したがって、理解できるように、回転子が上述したように取り付け又は再取り付けの開始時に固定子に入り始めたとき、これら２つの部品の隙間があるために、当然のことながら、ロータシャフトの完全な心出しが保証されるわけではない。これは、上述した形式の大抵の回転電気機械、特にレゾルバの助けにより制御される機械では、固定子及び回転子に向いた半径方向壁が休息時であっても、回転子を固定子内に正確に心出しするのに必要な僅かな運動に通常対抗しがちな磁力を維持する場合には特にそうである。したがって、本発明による寸法設定により、オペレータは、確信してケーシング内のシャフトの入り込みのこの段階時にオペレータ自身を心配させる必要なく、しかも、他の相手方の機能部品を組み立てて転がり軸受を心出しする手段を使用することができ、そして、次に、シャフトの運動を続けたときに困難なく相手側の部品の他方の組み立てを可能にするために得られる心出しから恩恵を受けることができる。

好ましい実施形態によれば、本発明の回転電気機械は、電気機械シャフトの転がり軸受とケーシング内の対応の支持面との間に設けられた心出しインターフェースを更に有し、軸受の半径方向外壁は、シャフト延長部の自由端部の側に、ケーシング内の電気機械固定子の側部に当接している転がり軸受の支持面の半径方向内壁内の第２のセクタに接触するのに適した第１のセクタを有し、第１及び第２のセクタのうちの少なくとも一方は、電気機械からレゾルバに進む長手方向において軸方向に減少した直径を備えている。

この構成により、転がり軸受がシャフトの運動に起因して軸受支持面に接触すると、一方がカムのように他方上で摺動することができる２つの表面は、軸受及び支持面の接触状態にある端部に作用し、その目的は、シャフトをロータとステータとの間に及ぼされた磁力に対して心出しし、ついには、軸受の半径方向外壁の一部分がシャフトをその長手方向運動の残部に関して心出しするのに十分な距離にわたって軸受支持面の半径方向内面に入るようにする。

有利な一実施形態によれば、第２のセクタ内において、転がり軸受の支持面の半径方向内壁は、電気機械からレゾルバに進む長手方向において軸方向に減少した直径を備えている。

最後に、本発明の一実施形態によれば、ケーシング内において転がり軸受の支持面の内部に位置する空間は、電気機械固定子と反対側の軸方向側部が電気機械シャフトが横切る通路周りにクラウンの形をした当接部により制限され、当接部の内径は、レゾルバロータの外径よりも大きいが、転がり軸受の半径方向外壁の直径よりも小さい。

本発明の他の特徴及び他の利点は、添付の図面を参照して行われる本発明を限定するものではないものとして与えられた１つ又は２つ以上の実施例の以下の説明から明らかになろう。

本発明の電気機械の軸方向断面平面図である。 電気機械のケーシング内への電気機械のシャフトの前進に従って取り外し後において電気機械の固定部分内への可動部分の再組み立ての３つの連続したステップのうちの１つを示す図である。 図２Ａの組み立てステップ中に接触状態にある部品の拡大図である。 電気機械のケーシング内への電気機械のシャフトの前進に従って取り外し後において電気機械の固定部分内への可動部分の再組み立ての３つの連続したステップのうちの１つを示す図である。 図３Ａの組み立てステップ中に接触状態にある部品の拡大図である。 電気機械のケーシング内への電気機械のシャフトの前進に従って取り外し後において電気機械の固定部分内への可動部分の再組み立ての３つの連続したステップのうちの少なくとも１つを示す図である。 図４Ａの組み立てステップ中に接触状態にある部品の拡大図である。 図３Ｂの拡大図である。

図１に示されている同期型電気機械１０は、外側金属製カーカス１２を包囲したジャケット又はケーシング１１を有し、カーカス１２内には、固定子１４及び固定子内の軸線２０回りに固定子内で回転する回転子１６が収容されている。回転子は、固定子の各側に軸方向に間隔を置いて設けられた転がり軸受１８，１９内に嵌合したシャフト３１に取り付けられている。固定子１４は、磁気金属シートの全体として円筒形のスタック２１により形成された磁気回路２２を有する。スタック２１には、一連の周囲切欠き２６が設けられており、これら切欠きは、その２つの互いに反対側の軸方向端面２７，２８相互間で全体として長手方向に延びている。これら切欠き２６内には、銅導体１４５が納められており、各導体は、連続電気コイル巻線を形成するために隣接の切欠きに入るよう端面２７又は２８のうちの一方の切欠きの出口のところでループの状態に折り畳まれている。このようにして形成された巻線の全ては、この種の電気機械に関して周知の構成に従って、電力供給源又は３相ＡＣ電流を利用する装置に星形方式をなして電気的に接続されるのに適した３つのコイルを形成している。固定子１４の各端部のところに、端面２７，２８から出た導体１４５により形成されているループの組立体がそれぞれの端子ブロック３０（図１）内に樹脂を含浸させた「バン（bun）」１５２を形成している。

円形リングの形をした金属シートの別の円筒形スタックから成るヨーク１４０がスタック２１を包囲しており、このヨークは、磁気回路２２の導通性を保証した状態で切欠きを閉鎖している。磁気回路２２には軸方向に円筒形チャネルが設けられており、この円筒形チャネルは、較正された空隙４２を形成した状態で回転子１６を受け入れるよう設計されている。回転子は、シャフト３１を中心として回転するのが阻止された図示されていない永久磁石の組立体から成る。回転子の各側でシャフト３１には軸受１８，１９のうちの一方の内レースが取り付けられ、この軸受の外レースは、組み立て時、それぞれ軸受１８については支持レース１１８、軸受１９については支持レース１７９内に挿入され、各軸受は、固定子１４の各側でケーシング１１に固定されている。

ケーシング１１内に収納された固定子１４は、２つの同軸スリーブ、即ち、一方の内側スリーブ３３及び他方の外側スリーブ３４の状態のシースを形成するカーカス１２の一部分内に収容されている。スリーブ３３の内側円筒形空間内に磁気回路２２のヨーク１４０が回転しないようになった状態で収納されている。図１は、スリーブ３３の壁の半径方向外面が螺旋リブ３５を備え、これら螺旋リブが一緒になって、固定子本体を冷却する流体を循環させる回路の一部をなしていることを示している。

磁気回路２２の巻線は、電気機械の外部への接続を目的としてこの実施例では図１の左側に位置する磁気回路２２の一方の端部のところで切欠き２６から出た図１では見えない接続導体を有する。この同一の側で、スリーブ３３，３４の組立体により形成されたカーカス１２のシースは、樹脂のブロック３０の端部の位置の近くで軸方向位置において軸線２０に垂直な環状面４０で軸方向に終端している。

図１は、環状カラー５０によって境界付けられた中空キャップ４６を示しており、環状カラー５０は、ケーシング１１の一方の軸方向端部を閉鎖するためにシース３３，３４の環状端面４０内にボルト止めされている。キャップ４６は、カラー５０を円形リングの形をした端面５６に連結する円筒形壁５４を有し、この円形リングの中央において、キャップ４６にねじ込まれた取り外し可能なカバー４７によって通常閉鎖された状態の円形空間５９がケーシング内に開く。端面５６の半径方向内面部５８から始まって、中空キャップ４６の壁は、全体として切頭円錐形の形をしたフランジ要素６０を通って電気機械の内側に向かって軸方向に延びている。このフランジ要素６０は、その軸方向内側端部のところに（図５も参照されたい）、内側円筒形壁６２によって画定されたハウジングを構成し、この内側円筒形壁６２内には、回転子シャフト３１の転がり軸受１８の支持面を形成するレース１１８が設けられている。レース１１８は、一種の皿であり、この皿の円筒形壁は、円形リング１２１をなして延びるために一端部のところに半径方向内側エルボを形成し、開口部１２２が円形リングの中央に位置している（図５）。このリングは、それ自体、フランジ要素６０のハウジングの半径方向内壁６２中に突き出た環状要素６４の側面６１に外側から軸方向に当接した状態にある。レース１１８の円筒形壁は、円形リング１２１と反対側において、壁６２により画定されたハウジングから僅かに突き出ており、その内壁は、図２〜図５において明確に見えるように、電気機械回転子の端部のうちの一方に向いた状態で樹脂のブロック３０の中央のところの中空空間内に設けられた隆起部に至るベベル１２０で終端している。

環状突出部６４と電気機械固定子１４に対するレース１１８の側に位置するケーシング１１の軸方向端部との間において、フランジ要素６０の半径方向内壁は、キャップ４６の軸方向外端部に向かって全体としてテーパした形状の収容部を構成し、この収容部は、空間５９内に現れている。この収納部内には、レゾルバ１６０が設けられており、このレゾルバは、電気機械回転子１６と反対に位置する転がり軸受１８の側部で回転子のシャフト３１の延長部１６１に取り付けられたロータ１６２及び互いに反対側の半径方向面が稼働位置において空隙２４２（図１）だけ互いに隔てられたレゾルバステータ１６４を有している。レゾルバステータ１６４は、（ｉ）側面６１と反対に位置すると共に空間５９の方に向けられた内側環状突起６４の第２の側面（参照符号６５で示されている）と（ｉｉ）図示のように中央空間５９周りでカバー４７の内側に設けられた支承又は支持面１６７との間で軸方向に不動化されている。

突出している環状要素６４は、その２つの側面６１，６５相互間が（図１及び図５）ボア１６３の円筒形表面によって画定され、ボア１６３中には、組み立て位置において、レゾルバのロータ１６２が取り付けられているシャフト３１の延長部１６１が通る。このボア１６３及びリング１２１の中央のところの孔１２２の内径は、レゾルバのロータ１６２がシャフト３１を図１の右側に動かすことによってロータ１６２をその稼働位置においてステータ１６４から取り出すときにリング及び突出している環状要素６４を通過することができるようにするためにレゾルバのロータ１６２の外径よりも大きい。したがって、必要ならば、フランジ１７０をシース３３，３４内に取り付けるためのねじを取り外した後、シャフト３１に取り付けられている電気機械の１組の可動部品全体をキャップ４６と反対側のケーシング１１の端部を通って取り出すことが可能である。

したがって、この実施例では、レゾルバ１６０のステータ１６４は、電気機械のケーシング内において回転方向と軸方向の両方において不動化される。他方、レゾルバ１６０のロータは、初期調節又は較正作業中に定められた調節可能な角度位置において回転子１６のシャフト３１に固定され、この角度位置は、自動制御３相同期機の公知の動作原理に従って、この電気機械の固定子内における電気機械のロータの角度位置について電気機械を制御するシステムに１つの情報をあらゆる時点において伝える基準としての役目を果たす。

電気機械シャフト３１は、その延長部１６１の端部のところに、電気機械回転子に対して外側の方に差し向けられた肩１６６を有し、電気機械回転子の方に向けられたレゾルバロータ１６２（図５参照）の軸方向面１６８がこの肩１６６に圧接されている。シャフト３１は、この肩とその自由端部との間に、雄型支持面を有し、例えばばねを備えた摩擦リング２０２がこの支持面周りに設けられている。レゾルバロータ１６２には中央ボア２０６が設けられており、この中央ボアは、摩擦リング２０２周りでシャフト延長部１６１の端部のところの上述の支持面と嵌合する。リング２０２の半径方向外面は、ロータ１６２が電気機械の通常の動作の際、シャフト３１に対して回転するのを阻止するのに十分な摩擦トルクをロータ１６２に及ぼす。しかしながら、調節目的で特に提供される工具の助けにより十分な差トルクを加えたときに調節目的で摩擦リング２０２の摩擦力に打ち勝つのが良い。この点に関し、レゾルバロータの端面２２１は、シャフト延長部１６１の端部のところに、把持手段を形成する２つの小さな止まり穴２０９，２１０を備え、この把持手段により、２つの止まり穴に嵌め込むのに適した２本のピンを有する工具（図示せず）をロータ１６２に結合することができ、その目的は、電気機械シャフト３１に対するロータ１６２の角度の向きを調節する目的でロータ１６２を回転させることにある。回転電気機械内においてレゾルバを調節するこの方法の例示の実施形態が上述の国際公開第１０１０／０２６１５９号パンフレットに詳細に説明されている。

電気機械の組み立て前に、電気機械固定子の或る特定の要素がケーシング内に取り付けられ、そして樹脂含浸により、組立体を固めると共に絶縁することができる。ユーザは、フランジ１７０ではなくキャップ４６を含む固定子予備組立体を有する。さらに、ロータも又あらかじめ組み立て、回転子１６のシャフト３１をフランジ１７０中に挿入し、それにより予備組み立て要素の別の組立体が得られる。この他の組立体を固定子予備組立体内に嵌め込む。当初、回転子は、軸受１８がレース１１８に対して心出しされない限り、磁気吸引によって固定子にくっつく傾向がある。このようにして定位置に配置された軸受１８をフランジ要素６０の孔６２内に設けられたレース１１８内に完全に嵌め込む。電気機械の固定子の接続のための導体を外部に向いたコネクタに接続する。電気機械回転子のシャフト３１の延長部１６１の端部は、フランジ要素６０の中央孔１２２，１６３を通過した後、このフランジ６０の半径方向内壁により半径方向に画定された空間に入る。次に、キャップのカラーをシース３３，３４の端部に取り付ける。すると、シャフト延長部１６１の端部は、キャップ４６内で依然として開いている中央空間５９内に突き出る。この実施例では、次に、ロータ１６２の内部ボア１０６を摩擦リング２０２周りに配置し、ついには面１６８が肩１６６に当接するようにすることによってレゾルバ１６０のロータ１６２を取り付けるのが良い。次に、ステータ１６４を突き出ている環状要素６４の側面６５に当てた状態でそのハウジング内に納め、そして、ピン２１１により回転しないようにする。図１は、組み立て状態の電気機械を示している。

カバー４７を取り付けることにキャップ４６を完全に閉鎖する前であって且つレゾルバステータを軸方向に完全に不動化する前に、１組の試験により、ロータを上述したように、次にレゾルバロータをシャフト３１の端部に取り付けるためにリングにより及ぼされる摩擦トルク効果によって電気機械の使用期間全体にわたって維持されるのが良い位置まで回転させることによって、レゾルバロータ１６２の角度位置を調節する。

注目されるように、この作業がいったん完了すると、ここで説明している構成により、例えば電気機械がシース３３，３４の他方の端面にねじ止めされたフランジ１７０によって閉鎖されている側で且つシャフト３１の転がり軸受１９の支持面１７９が設けられている側で、シャフト３１をケーシング（図１）から取り出すことによって或る特定のインターベンション、例えば保守作業を実施することが可能である。フランジ１７０の取り外しにより、ロータをステータから分離することができると共にシャフト３１の右側部分を解除することができる。次に、電気機械シャフト３１をケーシング１１から図１の右側に取り出すことができると共に電気機械シャフト３１と共にシャフト３１の延長部１６１に固定されたレゾルバロータ１６２を運ぶことができる。この運動中、レゾルバロータ１６２は、ボア１６３を通過し、このボアの内径は、上述したように、それ自体よりも大きく、軸受１８をレース又はカップ１１８から取り出す一方で電気機械回転子１６を固定子１４から取り外す。

電気機械の可動部分を相手方固定部分が既に収納されているケーシング１１内に再び取り付ける場合、プロセスは、電気機械の作動中に回転することができる機器３００（図２Ａ〜図４Ａ）を形成する要素全てが嵌められている電気機械シャフト３１の左側端部（図１に見える）を挿入することによって始まる。これらは、レゾルバロータ１６２及び電気機械回転子１６に加えて、回転玉軸受１８であり、この玉軸受は、回転子１６に軸方向に固定された保持器（ボールケージ）を有し、この玉軸受の半径方向外側部分は、支持レース１１８内に納められたときに挿入される。この時点において、シャフト３１は、ケーシング１１内のその移動限度に達し、これに取り付けられている全ての要素は、これらのためにケーシング１１内に設けられている空間に入るのを終えなければならない。この状況において、レゾルバ１６０は、上述した作業による最初の組み立て中に当初行われる調節に対応した角度位置を保持することが有意義である。取り付け及び取り外しは、レゾルバロータと電気機械回転子との間の角度的不動化を損なわないで繰り返えされるのが良い。これにより、再組み立て時における相当な調節時間を節約することができる。

本発明の重要な観点によれば、特に電気機械の内側のシャフトに沿って整列して設けられた機能部品の賢明な配置により取り付け又は再取り付け作業を特に容易にする手立てがなされる。図５を吟味することにより、シャフト３１の軸線に沿う位置を対応の支持レース１１８内への転がり軸受１８の嵌合のための箇所又は隆起部２１９から且つ直径が自由端部の側でレゾルバロータ１６２の半径方向外壁２６２内においてその最大の状態にある隆起部２６３から隔てる距離Ｄ１が、ケーシング１１内に軸方向に配置された位置を転がり軸受１８により支持面１１８の箇所又は係合隆起部１１９から加圧できた固定子１４の側でレゾルバステータ１６４の半径方向内壁１６５を軸方向に画定する平面２６５から隔てるＤ２よりも小さいということが理解できる。

Ｄ１に関してより正確に説明すると、転がり軸受１８の嵌合のための箇所又は隆起部２１９は、シャフト３１の延長部１６１の自由端部の側で最も進んだところに位置し、その結果、ケーシング１１内におけるシャフト３１の長手方向運動中にレース１１８の内側に最初に接触する軸受１８の半径方向外壁２１８の円形箇所又は隆起部であると定義される。レゾルバロータ１６２の自由端部のところの平面２６３は、半径方向外壁２６２の対応の端部のところにおいてレゾルバ空隙２４２を軸方向に画定する平面又は直径がロータ１６２の自由端部の側部でその最大の状態にある半径方向外壁のセクタを画定する平面である。Ｄ２に関して詳細に説明すると、転がり軸受１８により支持面１１８の嵌合箇所又は隆起部１１９は、シャフト延長部１６１のための通路１６３と同一の側に位置したケーシング１１の端部から長手方向に最も遠くに位置し、その結果、組み立て時にケーシング１１内におけるシャフト３１の長手方向運動中に転がり軸受１８と最初に接触するレース１１８の半径方向内壁（ベベル１２０）の係合箇所又は隆起部であり、レゾルバステータ１６４の入口２６５‐１のところの平面２６５は、組み立て位置において、電気機械固定子１４の側でレゾルバステータ１６４の半径方向内壁１６５内にレゾルバ空隙２４２を軸方向に画定する平面である。

かくして、電気機械の再組み立て時、シャフト３１をケーシング１１の内部で動かして可動部品をこれらのそれぞれの作動位置に至らせると、転がり軸受１８の軸方向外面２１８は、レゾルバロータ１６２の軸方向外面２６２が対応のステータ１６４内のそのハウジングの入口２６５‐１に達する同一シャフトの位置に対してオフセットした電気機械シャフトの長手方向位置でレース１１８に入る際に孔（ベベル１２０）の平面に達する。さらに具体的に説明すると、与えられた実施例では、転がり軸受の軸方向外面２１８は、レゾルバロータ１６２の軸方向外面２６２がステータ１６４の入口２６５‐１に達した時点よりも前においては、軸受支持レース１１８の入口（ベベル１２０）に隣接して位置する。したがって、レゾルバロータ１６２は、軸受１８をレース１１８中に挿入したときにその環境との接触又は衝撃から保護されたままであり、このためには、この軸受の軸方向外面２１８をその支持レース１１８内に正確に係合させることができるようにするためにその軸線２０に対するシャフト３１の事前の心出し作業が必要である。距離Ｄ１，Ｄ２は、レゾルバロータの半径方向外壁２６２の最大直径のセクタの軸方向端部２６３がレゾルバステータの入口２６５‐１に達する前に、転がり軸受１８のこの半径方向心出しを実施することを可能にするほど十分な長手方向隙間を後に残すよう選択される。

図５を参照すると、レース１１８の孔１２０‐１の入口に通じる半径方向内壁（ベベル１２０）が斜切されていることが理解できる。その内径は、これが最終位置において最小の隙間が得られるよう半径方向内壁内に挿入される軸受１８の外径と一致するまでレースの内側に向かって狭まっている。かくして、シャフト３１を取り付け時に、フランジ７０が設けられていない場合に図１の右側の端部のところにおいて自由なままであるその孔からケーシング１１内に挿入すると、軸受１８の軸方向円筒形の外壁２１８は、回転子１６が固定子１４内の空間の相当な部分を既に占めた後であって空隙４２を画定するその決定的な位置に達する直前において、孔１２０‐１の入口平面に達する。レース１１８の入口１２０‐１のところの斜切輪郭形状により、壁２１８は、シャフト３１が軸線２０に対して僅かにオフセンタ状態にある場合であっても、このレースに入り始めることができる。孔１２０のこの斜切内壁は、特に挿入段階中、磁化部分によって電気機械の回転子１６と固定子１４との間で形成中における空隙４２の各側に及ぼされる考えられる横方向磁力に抗してその侵入を続ける軸受に対する心出し表面又はカムとして作用する。軸受の隆起部２１９がレース１１８内の係合箇所又は隆起１１９に達したときに心出し位置から、これら力は、ゼロになる傾向があり、軸受１８の外面２１８は、これが支持レース１１８の後側のところでリング１２１に当接するまでこのレース１１８中に摺動することによってその侵入を続ける。

この実施例では、孔１２０の入口のところの斜切面の長さは、例えば、数ミリメートルであるのが良い。この長さは、軸受１８の軸方向外面２１８のところに、レゾルバ１６０のロータ１６２の円筒形外面２６２の端部のところの隆起部２６３が正確な位置合わせ位置においてステータキャビティの入口２６５‐１に達する前に、正確な心出しを達成するのに十分な長手方向行程を残すよう定められる。レゾルバのロータ隆起部２６３とステータ隆起部２６５‐１の軸方向一致箇所から、電気機械シャフト３１により運ばれる可動機器は、隆起部２１９により画定されている軸受１８のその軸方向面がレース１１８の後側のところのリング１２１によって止められる箇所までその軸方向行程を続ける。この時点において、組み立てが完了し、レゾルバ空隙２４２は、ロータ及びステータの対向した半径方向面によって完全に構成される。レゾルバロータがレゾルバステータの入口に達する前にシャフト３１がその行程を続ける距離は、距離Ｄ１，Ｄ２の差によって定められる。説明している状況では、この距離は、例えば１又は２ミリメートルのオーダのものであるのが良い。これにより、ケーシング１１内へのシャフト１６の挿入段階中、比較的もろいレゾルバロータ１６２とケーシング１１内のその環境との接触が阻止される。この実施例を観察すると、レゾルバロータ１６２は、円筒形の半径方向外壁２６２の端部のところの隆起部２６３から始まってこのロータの自由端部に至る切頭円錐形の輪郭１７３を有することが分かる。これは、レゾルバの製造業者により提供される構成例である。

以上要約すると、図２、図３及び図４により、電気機械及びその種々のコンポーネントの略図に基づいて本発明の実施形態及びその作用を明確に理解することができる。図２では、可動機器３００は、単一のユニットで示されている電気機械のシャフト３１及び回転子１６を有し、レゾルバ１６０のロータ１６２は、その端部のうちの一方の側部がシャフトの延長部１６１の端部に固定され、軸受１８は、ロータ１６２と電気機械回転子１６との間でこのシャフトに取り付けられている。機器３００の他方の側には第２の軸受１９が取り付けられ、その外側レースは、ケーシング１１の対応の端部を閉鎖するよう設計されたフランジ１７０に設けられている支持面１７９内に心出しされている。

このケーシング１１内には、固定子１４及びクロージャキャップ４６が設けられていることが分かり、外方に軸方向に開くと共にレゾルバ１６０のステータ１６４が収容された空間５９がクロージャキャップ４６内に配置されている。ステータ１６４を半径方向に突出した環状要素６３の側面６５に当てて定位置に不動化するためにこの空間５９はその軸方向外端部がカバー４７により閉鎖されている。この環状要素６４の内面は、直径がレゾルバロータ１６２の外径よりも大きいボア１６３から成る。突出している環状要素６４の反対側の側面６１は、軸受を支持するレース１１８を収容するためにキャップ４６に形成された円筒形収容部６２の後側を形成している。この略図では、図１では軸受支持面１８を支持する切頭円錐形フランジ６０を形成しているキャップ部分４６及びその内側延長部は、ここでは個別的に示されていないことが分かる。

図２Ａに示された位置では、可動機器３００は、一部分しかケーシング１１内に挿入されていない。シャフト３１の延長部に固定された軸受１８及びレゾルバロータ１６２は、ケーシング１１の端部の側で電気機械固定子１４の内側でキャビティ内に依然として位置している。この端部の拡大図である図２Ｂは（図５の参照符号の助けにより）、可動機器及び突出環状要素６４の面６１に当接すると共にいつでも軸受１８を受け入れることができる状態にあるレース１１８のそれぞれの位置を明確に示しており、レゾルバステータ１６４は、円筒形壁がボア１６３（図５）を構成するこの突出環状要素の他方の側に固定されている。

図３Ａ及び図３Ｂは、軸受１８がレース１１８に入り始めたシャフト３１の移動時点における可動機器３００及びケーシング１１内の部品のそれぞれの位置を示している。図３Ｂは、このレースの内側輪郭形状１２０が軸受１８の外側部とレース１１８の内側部との間の半径方向隙間をなくすと共に、軸受１８をレース１１８内に嵌め込む段階の開始中に電気機械シャフトを軸線２０上に正確に心出しすることができる僅かに減少した直径を孔のところに有している。また、理解できることとして、図３Ｂに示されている位置では、レゾルバロータの外側端面２６２は、損傷なくこのキャビティに入るために、レゾルバステータ１６４の内部キャビティの入口孔２６５‐１の平面２６５内に且つ位置合わせ位置にちょうど達している。したがって、支持レース１１８内への軸受１８の嵌合時点におけるシャフト３１の長手方向位置とステータ１６４のキャビティ内へのレゾルバロータ２６２の端部の入り込みの長手方向位置との間にオフセットが存在する。シャフト３１は、このオフセットの距離に及んでいるが、軸受１８は、少なくとも一部が、レース１１８内に次第に心出しされ、レゾルバの相手方の部分は、次にこれらを損傷なく互いに嵌め込むことができる位置に達するために機械的に位置合わせされる。

図４Ａ及び図４Ｂは、可動機器３００がケーシング１１内に完全に入った後における先の２つの図の要素を示している。フランジ１７０は、軸受１９をその支持面１７９内に取り付けるためにケーシング１１の端部のところでの取り付けのための定位置にある。電気機械の回転子１６は、固定子キャビティ内に収容されている。軸受１８は、支持レース１１８内に完全に挿入されている。レゾルバのロータ１６２は、これがレース１１８のベベル１２０に沿って軸受１８の軸方向外面２１８から移動の終了時点で入り始めるステータキャビティ内の定位置にある。

本発明は、図示すると共に上述した実施例、特に、この場合本発明を説明するための非限定的な実施例として用いられているレゾルバの調節方法には限定されない。特に、本発明は、レゾルバの調節が構造的に電気機械シャフトに固定されたレゾルバロータから実施され、ケーシング内へのレゾルバステータの取り付け手段がこれら要素を組み立て時に定位置に配置した後にロータに対するステータの角度位置を調節することができる装置を有する場合に同様に利用できる。したがって、本発明は、電気機械の内部の構成により、ケーシングの単一の側部からのシャフトにより駆動される部品全てを支持した可動機器をケーシング内に挿入することができ、この構成が回転電気機械の取り付け又は再取り付けを容易にするのに有用であるあらゆる場合に利用できる。特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、実施例において説明した構成の他の改造を実施できる。

Claims (4)

1. 回転電気機械であって、
   ・ケーシング（１１）を有し、
   ・前記ケーシングに取り付けられた電気機械固定子（１４）を有し、
   ・前記電気機械固定子内でシャフト（３１）に取り付けられた電気機械回転子（１６）を有し、前記シャフト（３１）は、前記電気機械の回転軸線を定め、前記シャフトは、前記回転子の一方の側で、前記シャフトに軸方向に固定されると共に前記ケーシングに連結された支持面（１１８）内に心出しされた転がり軸受（１８）内に取り付けられ、前記支持面内で前記回転子（１６）を前記電気機械の前記回転軸線に平行な前記固定子と前記回転子の相対運動によって前記ケーシング中に挿入することができ、
   ・前記ケーシング内に設けられていて、前記シャフト（３１）の延長部が前記転がり軸受（１８）を越えて通過する内部通路（１６３）を有し、
   ・外径が前記内部通路（１６３）の直径よりも小さいレゾルバロータ（１６２）を備えたレゾルバ（１６０）を有し、前記レゾルバロータは、前記電気機械シャフトの前記延長部（１６１）に取り付けられると共に前記相対運動中レゾルバステータ（１６４）の空所中に挿入されるのに適しており、それにより前記レゾルバ（１６０）内に前記レゾルバロータ及び前記レゾルバステータに向いた半径方向壁相互間にレゾルバ空隙（２４２）を構成するようになっている、回転電気機械において、
   一方において（ｉ）前記転がり軸受（１８）の半径方向外壁（２１８）と前記ケーシングの対応の前記支持面（１１８）との係合箇所（２１９）の位置と（即ち、前記延長部（１６１）の自由端部に向かって最も進んだところの位置）と、他方において（ｉｉ）前記レゾルバロータ（１６２）の半径方向外壁（２６２）内の最大直径のセクタの箇所又は隆起部（２６３）の位置（即ち、前記延長部（１６１）の自由端部に向かって最も進んだところの位置）との間の前記シャフト（３１）の軸線に沿って測定した距離Ｄ１は、一方において（ｉ）前記支持面（１１８）の半径方向内壁（１２０）と前記転がり軸受（１８）半径方向外壁（２１８）との係合箇所（１１９）の位置（即ち、前記電気機械固定子（１４）の方向において最も進んだところの位置）と、他方において（ｉｉ）前記レゾルバステータ（１６４）の最小直径のセクタの箇所又は隆起部（２６５‐１）の位置（即ち、前記電気機械固定子（１４）の方向において最も進んだところの位置）との間の前記ケーシングにおいて軸方向に測定した距離Ｄ２よりも小さい、回転電気機械。
2. 前記回転電気機械は、前記電気機械シャフトの前記転がり軸受（１８）と前記ケーシング内の対応の前記支持面（１１８）との間に設けられた心出しインターフェースを更に有し、前記軸受の前記半径方向外壁（２１８）は、前記シャフト延長部（１６１）の前記自由端部の側に、前記ケーシング（１１）内の前記電気機械固定子（１４）の側部に当接している前記転がり軸受の前記支持面（１１８）の前記半径方向内壁（１２０）内の第２のセクタに接触するのに適した第１のセクタ（２１９）を有し、前記第１及び前記第２のセクタのうちの少なくとも一方は、前記電気機械（１４，１６）から前記レゾルバ（１６０）に進む長手方向において軸方向に減少した直径を備えている、請求項１記載の回転電気機械。
3. 前記第２のセクタ内において、前記転がり軸受の前記支持面（１１８）の前記半径方向内壁（１２０）は、前記電気機械（１４，１６）から前記レゾルバ（１６０）に進む長手方向において軸方向に減少した直径を備えている、請求項２記載の回転電気機械。
4. 前記ケーシング内において前記転がり軸受（１８）の前記支持面（１１８）の内部に位置する空間は、前記電気機械固定子と反対側の軸方向側部が前記電気機械シャフト（３１）が横切る前記通路（１６３）周りにクラウンの形をした当接部（１２１）により制限され、前記当接部の内径は、前記レゾルバロータ（１６２）の外径よりも大きいが、前記転がり軸受（１８）の前記半径方向外壁（２１８）の直径よりも小さい、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の回転電気機械。

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