JP6163480B2

JP6163480B2 - 電流分流リング

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Publication number: JP6163480B2
Application number: JP2014506525A
Authority: JP
Inventors: シー・オロウスキーデビッド
Original assignee: / Inpro/seal LLC; Inpro Seal LLC
Current assignee: / Inpro/seal LLC; Inpro Seal LLC
Priority date: 2011-04-18
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2032-04-18
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Description

本発明は、電荷放散装置に関し、特に、静電電荷をアースへ誘導するための電流分流リングに関し、この静電電荷は、回転機器を使用することで生じる。

回転機器、特に電気モータを十分にメンテナンスすることは、機器のデューティサイクルが極めて高いこと、荷重補正係数が下がること、設計上の問題、ほとんどの加工工場でスペアの回転機器が不足していることが原因で、達成しがたいことである。これは特に、電気モータ、工作機械スピンドル、ウェットエンド用抄紙機ロール、アルミニウム圧延機、スチームクエンチ用ポンプ、および極度に多い不純物を利用して潤滑に影響を及ぼすその他の機器に当てはまることである。

軸受環境の完全保護を試みて、様々な形態の軸シール装置が使用されている。これらの装置は、ゴム製リップシール、クリアランスラビリンスシール、および磁気引力シールを備えている。リップシールまたはその他の接触型の軸シールは、短時間で破損状態になるほどに摩耗することが多く、破損によってロータとステータとの間のインターフェースがシールの径方向端部にある不純物または潤滑剤に曝露される前であっても、過剰量の湿度および他の不純物が動作機器のオイルタンクに侵入してしまうことも知られている。可変周波数ドライブ（ＶＦＤ）を使用する電気モータに適用される際に起こる軸受の破損および損傷の問題は、ＶＦＤを制御するモータに接続される電気を制御するという本質があるために、複雑化している。

ＶＦＤは、正弦線の交流電流（ＡＣ）電圧を直流電流（ＤＣ）電圧に変換し、パルス幅変調した（ＰＷＭ）可変周波数のＡＣ電圧に戻すことで、モータ速度を調節する。これらのパルスのスイッチング周波数の範囲は、１ｋＨｚから２０ｋＨｚまでであり、この周波数は、「キャリア周波数」と呼ばれる。電圧変化対時間変化の比（ΔＶ／ΔΤ）は、モータのステータとロータとの間の寄生容量として記載されてきたものを生み出し、これには、ロータ軸の電圧が含まれる。その軸に誘導された電圧（「コモンモード電圧」または「軸電圧」と呼ばれる）が十分なレベルにまで確立された場合、軸受を通じてアースに放電することができる。このようにしてモータの軸受を通じてアースへの通り道を見つけた電流は、「軸受電流」^１と呼ばれる。

軸受電流が起こる原因は多々あり、電圧パルスのＶＦＤ内でのオーバーシュート、モータの磁気回路の非対称性、供給の不均衡、および過渡条件などの原因がある。これらの条件のいずれであっても、独立してまたは同時に発生して、モータ軸から軸受電流を発生させることがある。^２

軸電圧は、モータ軸受の潤滑油の誘電容量を超えるまでロータに蓄積され、超えた時点で、電圧は、短いパルスで軸受を通じてアースに放電される。放電後、電圧は再び軸に蓄積され、このサイクルがひとりでに繰り返される。このランダムに頻繁に起こる放電には、放電加工（ＥＤＭ）の作用があり、この作用によって、軸受の転動体とレース軌道にへこみができる。最初に、これらの放電で、表面に「艶消し」効果または「サンドブラスト」効果が生じる。時間が経過すると、この劣化によって軸受レースに「溝削り（ｆｌｕｔｉｎｇ）」と呼ばれる溝パターンが生じ、これは、軸受が深刻な損傷に耐えていたことを指している。最終的には、この劣化が軸受の完全な破損へとつながる。^３

先行技術には、軸電圧が起こす損傷を緩和する数々の方法が教示されており、シールドケーブルを使用すること、軸、絶縁軸受をアースすること、およびファラデーシールドを設置することなどがある。例えば、米国特許第７，１９３，８３６号（特許文献２）には、軸電流を制御する装置が開示されており、この装置は、電場が存在する状態でイオン化を誘導するように設計されている。

外部適用のほとんどは、コスト、複雑性、および外環境因子への曝露に加わる。絶縁軸受は、電流を流すための軸受を通じたアースへの経路をなくすことで、内部の対策を提供する。しかしながら、絶縁軸受を設置しても軸電圧は除去されないため、アースへのインピーダンスが最も低い経路を探し続けることになる。そのため、インピーダンス経路が駆動負荷を通っていれば、絶縁軸受は有効ではない。したがって、先行技術は、軸電圧を効果的にアースし、軸受の早期破損につながる軸受の放電加工を回避する、内部における低摩耗性の方法または装置を教示していない。

米国特許出願第１３／０８９，０１７号米国特許第７，１９３，８３６号米国特許第７，３９６，０１７号米国特許第７，０９０，４０３号米国特許第６，４１９，２３３号米国特許第６，２３４，４８９号米国特許第６，１８２，９７２号米国特許第５，９５１，０２０号米国特許公報第２００７／０１３８７４８号

本電流分流リングの目的は、シールまたは軸受絶縁材の改善策を提供して、ロータ内のステータを包囲してロータの径方向端部に軸方向を向いたインターフェースを作り出すことによって、潤滑油の漏洩および不純物の侵入を防ぐことである。蓄積された軸受の電流をアースに導通させて伝送する回転機器用の装置を開示し特許請求することも、本電流分流リングの目的である。

本明細書に開示し、特許請求したように、軸受絶縁材のステータ内に電流分流リングを設置しやすくすることが、軸受絶縁材のもう１つの目的である。電流分流リング内には導電セグメントを定置することができる。このような導電セグメントは、金属または非金属の固体で、機械加工した、あるいは成形したもので作製されてよい。操作条件および冶金条件に見合う任意の材料を選択してよいが、導電性、強度、腐食性および摩耗耐性が高いという点から、青銅、金、炭素、またはアルミニウムが好適な材料と思われる。

青銅で製造されたロータおよびステータを有する軸受絶縁材によって、電荷放散の性質が改善されることがわかっている。好適な青銅の冶金条件は、９３２（９３２０００または「軸受青銅」とも呼ばれる）の仕様を満たすことである。この青銅は、負担能力および摩擦耐性に優れているため、軸受および軸受絶縁材に好適である。この軸受青銅の合金も良好な機械加工特性を有し、多くの化学物質に耐性がある。明記した青銅は、選択した材料の相対的な電気抵抗が低く（８５．９オーム−ｃｍｉｌ／ｆｔ＠６８Ｆまたは１４．２９マイクロオーム−ｃｍ＠２０Ｃ）、導電性が高い（１２％ＩＡＣＳ＠６８Ｆまたは０．０７メガジーメンス／ｃｍ＠２０Ｃ）ため、偏在する避雷針に匹敵するほどに、軸電圧を収集する特性を増大させると思われる。

電荷放散特性を、通常モータの筐体外部に取り付けられる軸ブラシにみられる特性に比して改善することが、電流分流リングおよび軸受絶縁材のもう１つの目的である。軸受絶縁材を、この軸受絶縁材内にしっかりと取り付けられた同心の電流分流リングと組み合わせる事前テストから、軸電圧およびこれに付随する放電加工が実質的に少なくなったことがわかった。電流分流リングと軸受絶縁材との間を直接着座させることで、先行技術が教示しているように導電部材を組み合わせた単純な筐体の上からのアースへの導通が改善される。当業者は、この改善には、規準通りに、アースする電気モータのベースが必要であることがわかるであろう。

したがって、潤滑剤を保持し、不純物を防ぎ、軸受電流をアースへ導通させて伝送させる軸受絶縁材を有する回転機器用の電気モータを開示し、特許請求することが、電流分流リングおよび軸受絶縁材の目的である。

潤滑剤を保持し、不純物を防ぎ、静電放電（軸電圧）を行って軸受の動作寿命を向上させる回転機器用の軸受絶縁材を提供することが、電流分流リングおよび軸受絶縁材のもう１つの目的である。

軸からモータ筐体へ電荷を誘導し、電荷が軸受を通じてアースへ流れるのを防ぐ、効果的な装置を提供することが、本電流分流リングのもう１つの目的である。

本電流分流リングおよび軸受絶縁材のその他の目的、利点および実施形態は、以下の詳細な説明文を読み、図面を参照すると明らかになるであろう。

本発明の利点を理解しやすくするため、添付の図面に示した特定の実施形態を参照して、上記に簡潔に記載した本発明をさらに詳細に説明していく。これらの図面は、本発明の典型的な実施形態のみを描いており、よってこれを本発明の範囲を限定するものと考えてはならないことは自明であり、添付の図面を使用してさらに特殊性および詳細を加えて、本発明を記載し、説明していく。

電流分流リングを用いてよい電気モータの１つの実施形態の斜視図である。ステータの一部を電流分流リングとして作った軸受絶縁材の断面斜視図である。電流分流リングを軸受絶縁材のステータ部内に受け入れるように構成された軸受絶縁材の断面図である。電流分流リングの第１の実施形態の斜視図である。電流分流リングの第１の実施形態の軸方向図である。電流分流リングの第１の実施形態の断面図である。電流分流リングの第２の実施形態の組立分解斜視図である。組み立てた電流分流リングの第２の実施形態の斜視図である。取り付けクリップを用いて組み立てた電流分流リングの第２の実施形態の斜視図である。電流分流リングを第２の実施形態で使用するための内側本体の１つの実施形態の詳細斜視図である。電流分流リングを第２の実施形態で使用するための内側本体の１つの実施形態の軸方向図である。電流分流リングを第２の実施形態で使用するための内側本体の１つの実施形態の断面図である。導電性繊維を中に設置した電流分流リングを第２の実施形態で使用するための内側本体の１つの実施形態の断面図である。電流分流リングを第２の実施形態で使用するための外側本体の１つの実施形態の詳細斜視図である。電流分流リングを第２の実施形態で使用するための外側本体の１つの実施形態の軸方向図である。電流分流リングを第２の実施形態で使用するための外側本体の１つの実施形態の断面図である。組み立てた電流分流リングの第２の実施形態の軸方向図である。組み立てた電流分流リングの第２の実施形態の断面図である。電流分流リングの第３の実施形態の斜視図である。電流分流リングの第３の実施形態の軸方向断面図である。ＣＤＲのいくつかの実施形態で使用してよい導電性アセンブリの１つの実施形態の斜視図である。電流分流リングの第４の実施形態の斜視図である。電流分流リングの第４の実施形態の組立分解斜視図である。電流分流リングの第４の実施形態の軸方向断面図である。電流分流リングの第４の実施形態の軸方向断面図である。分割設計を有する電流分流リングの第５の実施形態の斜視図である。電流分流リングの第５の実施形態の組立分解斜視図である電流分流リングの第５の実施形態の軸方向断面図である。電流分流リングの第５の実施形態の詳細断面図である。適応可能な電流分流リングの１つの実施形態の斜視図である。適応可能な電流分流リングの１つの実施形態の軸方向断面図である。

本発明の様々な実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その用途面において、以下の説明文に記載した構成要素または図面に示した構成要素の構図および配列の細部に限定されるものではないことを理解すべきである。本発明は、他の実施形態も可能であり、様々な方法で実行され得る。また、装置または素子の向きを指して本明細書で使用している用語および専門用語（例えば、「前（ｆｒｏｎｔ）」、「後（ｂａｃｋ）」、「上（ｕｐ）」、「下（ｄｏｗｎ）」、「上（ｔｏｐ）」、「下（ｂｏｔｔｏｍ）」などの用語）は、本発明の説明を簡易にするために使用しているだけであって、言及したその装置または素子が特定の向きを有するものであることを、単独で指したり暗示したりするものではないことも理解すべきである。このほか、「第１の（ｆｉｒｓｔ）」、「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」、および「第３の（ｔｈｉｒｄ）」などの用語は、本明細書および添付の特許請求の範囲では、説明のために使用しているのであって、相対的な重要性または意味を指したり暗示したりするものではない。また、ＣＤＲ４０、径方向ＣＤＲ８０、マルチリングＣＤＲ１００、および適応型ＣＤＲ１６０という用語は、軸受絶縁材１０を有する構成の一般性、作製方法および／または作製材料、および／またはその他の全体的な特徴を指す場合は、相互に入れ替え可能なように使用されてよい。

ＣＤＲ（登録商標）４０とともに使用してよい器具筐体１６の１つの実施形態を図１に示す。ＣＤＲ４０は、器具筐体１６に設けられた開口部の中に圧入されるか、または、後に詳述するように、図１に示したように、ストラップ７０および固締具７２を用いて器具筐体１６の外側に固定されることができる。ＣＤＲ４０は、化学接着剤、溶接、リベット、または特定用途に適したその他の任意の構造および／または方法など、その他の構造および／または方法を介して器具筐体１２に固定されてもよい。ＣＤＲ４０は、後に詳述するように、軸受絶縁材１０と嵌合するように構成されてもよいし、あるいは軸受絶縁材１０を用いて一体的に形成されてもよい。

図２は、器具筐体１６を通って軸１４から電気インパルスを放出するように構成された軸受絶縁材１０の１つの実施形態の斜視図である。図２に示したような軸受絶縁材１０は、器具筐体１６の片側または両側にある回転軸１０に取り付けられてよい。軸受絶縁材１０は、ＣＤＲ４０について前述したように、特定用途に適したその他の任意の方法および／または構造を使用して、フランジ取り付け式にするか、（図２に示すように）圧入されるか、あるいは器具筐体１６に装着されてよい。いくつかの実施形態では、止めネジ（図示せず）またはその他の構造および／または方法を用いて、ステータ２０を器具筐体１６に取り付けるか、あるいはロータ３０を軸１４に取り付けてよい。本明細書には描いていないもう１つの実施形態では、軸１４は固定式であり、軸受絶縁材１０を取り付ける器具筐体１６またはその他の構造は、回転式であってよい。

単一部品のＣＤＲおよび軸受絶縁材の第１の実施形態
もう１つの実施形態では、ＣＤＲ４０および／または軸受絶縁材１０は、ＣＤＲ４０および／または軸受絶縁材１０のいずれかが１つ以上の方向に浮遊できるように取り付けられてよい。例えば、１つの実施形態では、軸受絶縁材１０の一部を囲壁内に設置する。この囲壁は、中に主要開口部を備えた２つの対面するプレートとして作られ、軸１４は、この主要開口部を貫通する。囲壁内部は、軸受絶縁材１０および／またはＣＤＲ４０が囲壁内部にある切頭円（すなわち錠剤型）のくぼみ内に設置されるように作られる。軸受絶縁材１０および／またはＣＤＲ４０と囲壁との接触点は、テフロン（登録商標）などの低摩擦物質で形成されてよく、この物質が囲壁に固着される。

ＣＤＲ４０とともに使用してよい軸受絶縁材１０の１つの実施形態のさらに詳細な断面図を図３に示す。図２および図３に示した軸受絶縁材１０は、ステータ２０およびロータ３０を備え、一般にラビリンスシールと呼ばれている。通常ラビリンスシールは、当業者に公知のもので、米国特許第７，３９６，０１７号（特許文献３）；第７，０９０，４０３号（特許文献４）；第６，４１９，２３３号（特許文献５）；第６，２３４，４８９号（特許文献６）；第６，１８２，９７２号（特許文献７）；および第５，９５１，０２０号（特許文献８）；ならびに米国特許公報第２００７／０１３８７４８号（特許文献９）に開示されているものなどがあり、これらをすべてその内容全体を参照することにより本願に援用する。

ステータ２０は、全体的に、ステータ主要本体２２およびこの本体から軸方向および／または径方向に広がる様々な突出部および／またはこの本体内に構成される軸方向および／または径方向に広がる様々な溝で構成されることができ、これらについては後にさらに詳細に説明する。図２および図３に示した実施形態では、ステータ２０は、Ｏリング１８を用いて器具筐体１６にしっかりと取り付けられ、このＯリングがステータと器具筐体との間のシールを形成する。

ロータ３０は、全体的に、ロータ主要本体３２およびこの本体から軸方向および／または径方向に広がる様々な突出部および／またはこの本体内に構成される軸方向および／または径方向に広がる様々な溝で構成されることができ、これらについては後にさらに詳細に説明する。図示した実施形態では、１つのステータ軸方向突出部２６がロータ軸方向溝３９と協働し、１つのロータ軸方向突出部３６がステータ軸方向溝２９と協働して、軸受絶縁材１０の内部と外部環境との間にラビリンス経路を形成する。ロータ３０は、軸１４にしっかりと取り付けられ、この軸とともに回転するように取り付けられてよい。Ｏリング１８を使用して、ロータと軸との間にシールを形成することができる。ステータ２０とロータ３０との間の内側インターフェースにシール部材１７を設置して、外環境から軸受絶縁材１０の内部への不純物の侵入防止を補助できると同時に、軸受絶縁材１０の内部の潤滑保持も補助できる。

図２および図３に示した軸受絶縁材１０の実施形態では、１つのステータ径方向突出部２８が、ステータ２０に不純物を収集するための外溝を設ける。ステータ径方向突出部２８の径方向外面と、ロータ径方向突出部３８の径方向内面との間には、第１の軸方向インターフェースギャップ３４ａを形成できる。ステータ軸方向突出部２６の軸方向外面と、ロータ軸方向溝３９の軸方向内面との間には、第１の径方向インターフェースギャップ３４ｂを形成できる。ロータ径方向突出部３８とともに形成されたロータ軸方向突出部３６を、ステータ軸方向溝２９内に適合するように構成して、ステータ２０とロータ３０との間にもう１つの軸方向インターフェースギャップを設けることができる。

本明細書に描いた軸受絶縁材１０の実施形態では、（ロータ軸方向外面３３に隣接する）１つのロータ径方向突出部３８が、ステータ軸方向突出部２６の外径を超えて径方向に延出する。これによって、ロータ３０は、ステータ軸方向突出部２６を包み込むことができる。米国特許第６，４１９，２３３号に完全に記載されているように（この全容を参照により本願に援用する）、この径方向の延出は、本明細書に示した軸受絶縁材１０の鍵となる設計特徴である。第１の軸方向インターフェースギャップ３４ａが軸方向を向いていることで、不純物が軸受絶縁材１０の中に入るのが制御される。不純物を削減または除去して、軸受絶縁材１０、軸受１２、および導電セグメント４６の寿命および性能を改善する。第１の軸方向インターフェースギャップ３４ａの隙間は、後ろ向きに、器具筐体１６の方を向いて、不純物の流れから離れた方法を向いている。不純物または冷却の流れは、通常、軸１４の軸に沿って器具筐体１６の方へ誘導される。

軸１４またはこの近辺に放電しやすくするため、軸受絶縁材１０は、ステータ２０内に設置した少なくとも１つの導電セグメント４６を備えることができる。ステータ２０は、軸受１２に隣接する導電セグメント保持室で構成されてよく、導電セグメント４６は、導電セグメント４６が軸１４と接触するように、この導電セグメント保持室内に設置され固定されてよい。軸１４には電荷が蓄積されるため、導電セグメント４６は、この電荷を軸受絶縁材１０を通って器具筐体１６に放散する役割を果たす。導電セグメント保持室の特定のサイズおよび構成は、軸受絶縁材１０の用途ならびに各導電セグメント４６の種類およびサイズによって異なってくる。したがって、導電セグメントの環状チャネルのサイズおよび構成は、何ら限定的なものではない。

導電セグメント保持室を環状チャネルとして構成することは好ましくない。このように構成すると、とりわけ性能および製造の点で困難が生じる。導電セグメント保持室の好適な構成は、径方向チャネル５２であり、図７〜図１４に示したＣＤＲ４０の実施形態に対して記載したもの、または図１５Ａ〜図１５Ｃに示した径方向ＣＤＲ８０に対して記載したものなどである。

本明細書に描いた実施形態では、軸受絶縁材１０は、受容溝２４で形成される。受容溝２４は、図３に最良の形で示したように、軸１４に隣接する軸受絶縁材１０の中央側に作られてよい。一般に、受容溝２４は、ＣＤＲ４０を軸受絶縁材１０内に設置しやすくするものである。ただし、軸受絶縁材１０の特定用途に応じて他の構造を受容溝２４内に設置してもよい。

図示して説明したように、図２および図３にある軸受絶縁材１０は、ステータ２０とロータ３０との間に径方向インターフェース経路および軸方向インターフェース経路を複数備え、この経路は、ステータ突出部２６、２８がロータ溝３９と協働し、ロータ突出部３６、３８がステータ溝２９と協働することで生じる。様々な突出部および溝からなる構成および／または向きは無数に存在するため、ステータ２０および／またはロータ３０内の様々な突出部および溝からなる構成および／または向きは、何ら限定的なものではない。本明細書に開示したような軸受絶縁材１０は、どのような構成のステータ２０および／またはロータ３０とも使用でき、ステータ２０は、後に詳述するように、少なくとも１つの導電セグメント４６を中に保持するための導電セグメント保持室または受容溝２４で構成されてよい。

電流分流リング（ＣＤＲ）４０の第１の実施形態を図４に斜視図で示し、図５にこの軸方向図を示す。ＣＤＲ４０は、その一部に電荷を蓄積する傾向のある任意の回転機器であって、電気モータ、ギアボックス、軸受、またはその他の任意のこのような機器とともに使用されてよい。ＣＤＲ４０の第１の実施形態は、器具筐体１６と、この器具筐体１６から延出している軸１４との間に、両者に対して回転式に設置されるように設計される。

一般に、ＣＤＲ４０は、ＣＤＲ本体４１からなり、この本体は、器具筐体１６にしっかりと取り付けられてよい。第１の実施形態では、ＣＤＲ本体４１から第１の壁４３および第２の壁４４が延出し、この壁が環状チャネル４２を規定する。導電セグメント４６が軸１４と接触して軸１４から器具筐体１６までの低インピーダンス経路を作製するように、環状チャネル４２に少なくとも１つの導電セグメント４６がしっかりと保持される。

ＣＤＲ４０の第１の実施形態の断面図を図６に示す。図６に示すように、第１の壁４３の軸方向の厚みは、第２の壁４４よりも薄い。第１の実施形態では、まず導電セグメント４６を環状チャネル４２内に設置してから第１の壁４３を変形させて、第１の壁と第２の壁４３、４４の遠位端同士の間にあるクリアランスを減らすことによって、導電セグメント４６が環状チャネル４２内に保持される。第１の壁４３をこのように変形させることで、導電セグメント４６を環状チャネル４２内に保持する。導電セグメント４６の作製に使用する材料によっては、第１の壁４３の変形で導電セグメント４６の一部が圧縮して導電セグメント４６の部分が軸１４に対してさらに固定されることがある。

ＣＤＲの径方向外面４５の詳細図を図６に示す。ＣＤＲの径方向外面４５は、ＣＤＲ４０を器具筐体１６の中に圧入できるように、軸方向の寸法にわずかな角度をなして構成されてよい。第１の実施形態では、この角度は１度だが、本明細書に描いていない他の実施形態では、これ以上でもこれ未満でもよい。また、第１の実施形態では、ＣＤＲ４０が器具筐体１６内に設置されると、第１の壁４３は、軸受１２に隣接して定置される。しかしながら、本明細書に図示していない他の実施形態では、ＣＤＲ４０が器具筐体１６内に設置されると、第２の壁４４が軸受１２に隣接して定置されてよく、この場合、ＣＤＲの径方向外面４５の角度は、図６に示した角度とは逆になる。ＣＤＲ本体４１、環状チャネル４２、第１の壁４３、第２の壁４４、およびＣＤＲ径方向外面４５の最適な寸法／向きは、ＣＤＲ４０の特定用途によって変化するため、ＣＤＲ４０の範囲に何ら限定されるものではない。

軸受絶縁材１０の場合もそうだったように、環状チャネルとして構成した導電セグメント保持室を有するＣＤＲ４０は好ましくない。性能および製造上の問題点が、とりわけこのような構成が好ましくない理由である。このようにする代わりに、本明細書で開示する、環状チャネル４２および付随する難点のないＣＤＲの他の実施形態が好ましい。

以下に詳述するＣＤＲ４０の他の実施形態では、ＣＤＲ４０は、ＣＤＲ４０または器具筐体１６のいずれかに作られた取り付け用開口部５４、ストラップ７０、および固締具７２を用いて、器具筐体１６に取り付けられる。ＣＤＲ４０は、ＣＤＲ４０の精神および範囲を逸脱しない限り、特定用途に適した任意の構造を用いる任意の方法によって、器具筐体１６に取り付けられてよい。

図４および図５に示したＣＤＲ４０の実施形態では、３つの導電セグメント４６が環状チャネル４２内に定置される。全ての導電セグメント４６の最適数および各導電セグメント４６のサイズおよび／または形状は、ＣＤＲ４０の用途に応じて変化するため、何ら限定的なものではない。導電セグメント４６の最適な全長および軸１４と接触する導電セグメント４６の全面積は、用途によって変化するため、ＣＤＲ４０の範囲または導電セグメント４６で構成された軸受絶縁材１０（図２および図３に示した軸受絶縁材など）の範囲に何ら限定されるものではない。

図４〜図６に示した実施形態では、ＣＤＲ４０は、図２および図３に示した軸受絶縁材４０のように、受容溝２４を有する軸受絶縁材１０と嵌合するサイズに決定されてよい。前述したように、図２および図３に示した軸受絶縁材１０の１つの実施形態は、ＣＤＲ４０と嵌合するように作られる。受容溝２４は、図４〜図６に示したもの、または本明細書で開示したＣＤＲ４０の他の実施形態と同様のＣＤＲ４０を受け入れるサイズおよび形状をしたステータ２０内のくぼみとして形成されてよい。ＣＤＲ４０は、受容溝２４の中に圧入されるか、あるいはＣＤＲ４０をステータ２０にしっかりと取り付けるように操作できる、止めネジ、溶接などだがこれに限定されないその他の任意の方法または構造を用いて、ステータ２０に固着されてよい。ＣＤＲ４０がステータ２０内の受容溝２４に正しく嵌合されると、ＣＤＲの径方向外面４５は、受容溝２４の内面に当接して接触する。

導電セグメント４６用いるＣＤＲ４０または軸受絶縁材１０のどの実施形態においても、導電セグメント４６は、導電性で本来の潤滑性のある炭素で作製されてよい。１つの実施形態では、導電セグメント４６は、チェスタートン社が製造する４７７−１と称するカーボンメッシュで作製される。他の実施形態では、導電セグメント４６は、カーボンメッシュの外側にコーティングがない。メッシュまたは織材料を使用して導電セグメント４６を作製すると、軸１４と接触する導電セグメント４６の表面が摩耗したり凹凸ができたりすることが多く、これは、いくつかの用途では、回転摩擦を低減するために望ましい特性になることがある。軸１４が導電セグメント４６に対して回転した直後に、導電セグメント４６のいくつかの実施形態では軸１４の表面から摩耗してすり減っていき、その結果、導電セグメント４６と軸１４との間の摩擦は最小になる。導電セグメント４６は、繊維材料、剛性材料またはその他の制限のない材料であってよい。

一般には、軸１４から器具筐体１６へのインピーダンスの範囲を０．２から１０オームにして、軸１４に蓄積された電荷が、軸受１２を通るのではなく器具筐体１６を通ってモータのベース（図示せず）まで放電されるようにすることが望ましい。軸１４から器具筐体１６へのインピーダンスは、軸受絶縁材１０と器具筐体１６との間、軸受絶縁材１０とＣＤＲ４０との間、および／またはＣＤＲ４０と器具筐体１６との間の適合の耐性を極めて小さくすることによって、小さくすることができる。したがって、軸受絶縁材１０と器具筐体１６との間、軸受絶縁材１０とＣＤＲ４０との間、および／またはＣＤＲ４０と器具筐体１６との間のギャップを小さくするほど、軸１４から器具筐体１６へのインピーダンスは小さくなる。

本明細書に描いていない他の実施形態では、導電性フィラメント（図示せず）は、ＣＤＲ４０または軸受絶縁材１０のいずれかに固着されるか、あるいはＣＤＲ４０または軸受絶縁材１０のいずれかに固着した導電セグメント４６に埋め込まれてよい。このようなフィラメントは、アルミニウム、銅、金、炭素、導電性ポリマー、導電性エラストマー、または特定用途に適正な導電性を有するその他の任意の導電性材料で作製されてよい。潤滑性が十分であり、インピーダンスが十分に低い任意の材料を、ＣＤＲ４０および／または軸受絶縁材１０内の導電セグメント４６に使用してよい。

ＣＤＲ４０本明細書に描いていないもう１つの実施形態では、ＣＤＲ４０は、軸１４に固着され、この軸とともに回転する。ＣＤＲ４０の第１の壁および第２の壁４３、４４は、軸１４から拡張し、ＣＤＲの主要本体４１は、軸１４に隣接する。軸１４の回転遠心力により、導電セグメント４６および／または導電性フィラメントは、軸１４が回転するにつれて径方向に拡張する。この拡張によって、グリースまたはその他の不純物および／または潤滑剤（これがインピーダンスを増大させるために、ＣＤＲ４０が軸１４から器具筐体１６へ電荷を放散させる能力が低下する）がＣＤＲ４０と器具筐体１６との間の領域で集積したとしても、導電セグメント４６および／またはフィラメントを器具筐体１６と接触させることができる。

本明細書に描いていないもう１つの実施形態では、軸１４に導電性スリーブ（図示せず）を定置させてよい。この実施形態は、表面に摩耗や凹凸のある軸１４には特に有益であり、そうでなければこのような表面は、導電セグメント４６に過度の摩耗を引き起こしかねない。導電性スリーブ（図示せず）は、特定用途に適した任意の導電性材料で作製されてよく、導電性スリーブ（図示せず）は、径方向外面を滑らかな状態に作られてもよい。このようにすると、導電性スリーブ（図示せず）は、軸１４からＣＤＲ４０または軸受絶縁材１０のいずれかの導電セグメント４６へ電荷を伝送する役割を果たす。外面に摩耗や凹凸のある軸１４を用いて使用するのに特に有益となり得るもう１つの実施形態が、導電性フィラメントまたは導電線を導電セグメント４６に挿入するという実施形態である。これらの導電性フィラメントまたは導電線は、犠牲となって、軸１４の表面のくぼみまたはその他の凹凸部を埋めることができる。

本明細書に描いていないもう１つの実施形態では、適切な導電性材料でできた導電性ネジ（図示せず）を導電セグメント４６に挿入してよい。さらに、バネを搭載した剛性の導電性シリンダをＣＤＲ４０および／または軸受絶縁材１０内に径方向に定置して、軸１４の径方向外面に接触させることができる。

図４〜図６に示したＣＤＲ４０は、設計の点では優良であるものの、前述したようにＣＤＲ４０の好適な実施形態ではない。その他の問題点の中でも特に、この設計にみられる性能および製造上の難点から、他のＣＤＲ４０の実施形態の方がより望ましいことがわかる。特に、図７〜図１４に示し、以下に詳述する２部品からなるＣＤＲ４０および図１５Ａ、１５Ｂに示した径方向ＣＤＲ８０は、この両方の実施形態から生まれたものであり、図４〜図６に示したものよりも優れている。

２部品からなるＣＤＲの例示的実施形態
ＣＤＲ４０の第２の実施形態を図７〜図１４に示す。ＣＤＲ４０の第２の実施形態では、ＣＤＲは、内側本体５０と外側本体６０とを嵌合したもので形成され、これは、図７では嵌合していない状態で示しているが、互いに関係するものである。ＣＤＲ４０の第２の実施形態における内側本体５０および外側本体６０は、スナップ式、締まり嵌め式に互いに嵌合し、これについては以下に詳述する。

全体的にリング型であってよい内側本体５０の斜視図を図９に示す。この内側本体５０は、内側本体５０の外面に作られた少なくとも１つの径方向チャネル５２を備えることができ、内側本体は、主要開口部５８を備え、この開口部を通って軸１４を定置できる。図９に描いた実施形態は、径方向チャネル５２を３つ備えているが、他の実施形態で、これよりも多いまたは少ない数の径方向チャネル５２を有していてもよく、したがって、径方向チャネルの数は、ＣＤＲ４０の範囲を何ら限定するものではない。各々の径方向チャネル５２は、いくつかのタイプの導電セグメント４６をより適切に固定するために、このチャネル内に止め部５２ａが形成されてよい。止め部５２ａは、変形可能または半変形可能な材料でできた（図１４Ｂに画いたような）導電セグメント４６には最も有利になると考えられるが、止め部５２ａを機械特性の異なる材料で作製された導電セグメント４６に使用してもよい。図示したような径方向チャネル５２は、主要開口部５８に定置された軸１４に対して開口部するように構成される。内側本体５０は、この内側本体の径方向外面に隆起部５６で形成されてよい。隆起部５６は、以下に詳述するように、外側本体６０に形成された環状溝６４と嵌合するように構成されてよい。

内側本体５０は、この内側本体に１つ以上の取り付け用開口部５４を形成されてよい。図８〜図１１に示した実施形態は、３つの取り付け用開口部５４で形成されている。取り付け用開口部５４は、ＣＤＲ４０を器具筐体１６またはその他の図１に示すような構造に固定するために使用されてよい。ネジまたはリベットなどの固締具７２を使用して、ストラップ７０またはクリップをＣＤＲ４０に固定し、図１および図８Ｂに示すように、取り付け用開口部５４と嵌合させることができる。取り付け用開口部５４の有無は、ＣＤＲ４０の取り付け方法に大きく左右される。例えば、図１４Ａおよび図１４Ｂに示した実施形態では、内側本体５０は、取り付け用開口部５４を一切備えていない。器具筐体１６またはその他の構造に圧入される軸受絶縁材１０および／またはＣＤＲ４０内で使用するには、このような実施形態が最適であろうと考えられる。

同じく全体的にリング型であってよい外側本体６０の斜視図を図１２に示す。外側本体６０は、この外側本体の径方向内面に形成された環状溝６４を有するベース６２で形成されてよい。環状溝６４は、第１の環状肩部６５ａおよび第２の環状肩部６５ｂで規定されてよい。径方向突出部６６は、第１の肩部および／または第２の肩部６５ａ、６５ｂに隣接するベース６２から内側に向かって径方向に広がっていてよい。図示した実施形態では、径方向突出部６６は、第１の環状肩部６５ａに隣接して定置され、この突出部に主要開口部６８を備えており、この開口部を通って軸１４を定置することができる。

環状溝６４は、内側本体５０に形成された隆起部５６が環状溝６４に嵌合して、内側本体５０の軸方向の位置を外側本体６０に対して実質的に固定するように構成されてよい。図１０Ｂ、および図１４Ｂに示すように、内側本体５０を外側本体６０に力を込めて挿入すると、隆起部５６が第２の環状肩部６５ｂを通過して環状溝６４内にスライドして内側本体５０および外側本体６０を軸方向に固定するように、隆起部５６を傾斜させるかあるいはテーパ状にすることができる。隆起部５６と環状溝６４とが嵌合することで、その後内側本体５０と外側本体６０との分離または分解に対抗する。本明細書に図示していない他の実施形態では、隆起部５６は、テーパ状構成に限定されない。隆起部５６およびベース６２は、嵌合と同時に締まり嵌めが起こり、内側本体５０と外側本体６０との分離または分解に抵抗するように構成されてもよい。

図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、内側本体５０および外側本体６０は、径方向突出部６６の内周縁部の直径が内側本体５０の内周縁部の直径と同じになって、内側本体と外側本体５０、６０の両方が、設置時に軸１４から同じクリアランスを有するように構成されてよい。ほとんどの用途において、ＣＤＲ４０は、図１４Ａに示した面が器具筐体１６またはその他の構造よりも軸方向に外側になるように設置されるであろうと考えられる。しかしながら、ＣＤＲ４０が軸受絶縁材１０と嵌合する場合、ＣＤＲ４０は、図１４Ａに示した面が、軸受絶縁材１０を取り付ける器具筐体１６またはその他の構造の内側を向くような向きにされてよい。

図１１に示すように、導電セグメント４６は、各々の径方向チャネル５２内に定置されてよい。径方向チャネル５２は、図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、ＣＤＲ４０を組み立てた際に、外側本体６０の径方向突出部６６に隣接して定置される内側本体５０の軸方向の面に作られるであろうと考えられる。このような向きにすると、導電セグメント４６の軸方向の位置が固定される。前述したように、導電セグメント５２を保持するために径方向チャネル５２を用いたＣＤＲ４０の方が、環状チャネル４２を有するＣＤＲ４０よりも好ましい。典型的には、ただし作製材料に応じて、導電セグメント４６のサイズは、内側本体５０の内径を超えて主要開口部５８の中に延出して、軸１４に接触するように決定される。径方向チャネル５２のサイズは、内側本体５０の外周縁部と交わらないように決定される。こうすることで、導電セグメント４６が外側本体６０の環状溝６４に接触しないようにする。

軸受絶縁材１０およびＣＤＲ４０は、ステンレス鋼、青銅、アルミニウム、金、銅、およびこれらを組み合わせたもの、または低インピーダンスのその他の材料など、任意の機械加工可能な金属で作製されてよい。ＣＤＲ４０または軸受絶縁材１０は、フランジ取り付け式にされるか、圧入されるか、あるいはその他の任意の構造または複数のストラップ７０および固締具７２を介するなどの方法によって、器具筐体１６に装着されてよい。

いくつかの用途では、図２および図３に示すように、Ｏリング１８、およびステータ２０とロータ３０に作られた、このＯリングの相方となる溝をなくすことによって、軸受絶縁材１０の性能を改善することができる。Ｏリング１８の作製に使用する材料（ゴムおよび／またはシリコンなど）の高インピーダンス性は、軸受絶縁材１０と器具筐体１６との間の導電性を妨げることがあり、これによって軸受絶縁材１０の全体的な電荷放散性能が低下する。しかしながら、Ｏリング１８が低インピーダンス材料で作製されている場合、そのＯリングは、ＣＤＲ４０および／または軸受絶縁材１０のどのような用途に含まれていてもよい。ＣＤＲ４０、内側本体５０、外側本体６０の最適な寸法／向き、これらの様々な特徴は、ＣＤＲ４０の特定の用途によって変化するため、ＣＤＲ４０の範囲に何ら限定されるものではない。

１部品からなるＣＤＲの第２の実施形態
径方向ＣＤＲ８０がＣＤＲ４０のもう１つの実施形態であり、これを、中心に主要開口部８８を有するリング型構造として図１５Ａ、１５Ｂに示す。本明細書に開示しているＣＤＲ４０の他の実施形態のように、ＣＤＲ４０は、制限なく任意の構造および／または方法を介して、回転機器に取り付けられてよい。図１５Ａおよび図１５Ｂに示した径方向ＣＤＲ８０の実施形態は、固締具７２を介して径方向ＣＤＲ８０に固着した３つのストラップ７０を備えている。他の固締具７２を使用してストラップ７０を回転機器に固定してもよく、これによって径方向ＣＤＲ８０を回転機器に固定する。径方向ＣＤＲ８０の他の実施形態では、径方向ＣＤＲ８０の径方向外面８５ａは、回転機器筐体１６に圧入される。しかしながら、径方向ＣＤＲの取り付け方法は、その範囲に何ら限定されるものではない。本明細書に示した径方向ＣＤＲ８０の実施形態は、径方向外面８５ａから径方向内面８５ｂに広がる径方向チャネル８２を３つ備えている。各々の径方向チャネル８２は、径方向チャネル段部８３を備えることができ、これは図１５Ｂで最もよくわかる。図示した実施形態では、径方向チャネル段部８３は、径方向ＣＤＲ８０の径方向内面８５ｂに隣接して位置する。

導電性アセンブリ８６は、径方向チャネル８２内にしっかりと適合するように構成されてよい。導電性アセンブリ８６の１つの実施形態を図１５Ｃに詳細に示す。導電性アセンブリ８６は、主に径方向チャネル８２内に位置するバインダ８６ａと、径方向チャネル８２から径方向内側に向かって延出する接触部８６ｂとを含むことができる。バインダ８６ａは、導電性アセンブリ８６の素子を保持する任意の構造として形成されてよく、化学接着剤、構造上のキャップまたはテザー、またこれらを組み合わせたものなどがあるが、これらに限定されない。その他のタイプの導電性アセンブリ８６を径方向ＣＤＲ８０に制限なく使用してよい。

径方向ＣＤＲ８０内の導電性アセンブリ８６は、交換可能なように構成されてよい。つまり、導電性アセンブリ８６の接触部８６ｂが疲弊すれば、あるいは導電性アセンブリ８６を交換する必要があれば、ユーザは、導電性アセンブリ８６を径方向チャネル８２から取り除いて新しい導電性アセンブリ８６を挿入してよい。

マルチリングＣＤＲの例示的実施形態
マルチリングＣＤＲ１００の第１の実施形態を図１６Ａ〜図１６Ｄに示す。マルチリングＣＤＲ１００のこの実施形態は、上記に詳述し図７〜図１４Ｂに示した、２つの部品からなるＣＤＲ４０と類似している。マルチリングＣＤＲ１００は、保持子１１０を備え、この保持子を用いて少なくとも２つのＯリング１２０を固定する。保持子１１０は、中央に保持子の主要開口部１１８を有する実質的にリング型とすることができ、この保持子の主要開口部１１８は、各々のリングの主要開口部１２８と一致する。

保持子１１０は、様々なリング１２０に着座面を提供するために、保持子のベース１１１の径方向内面に複数の環状溝１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄを形成されてよい。本明細書に示したマルチリング１００の実施形態は、計４つのリング１２０および４つの環状溝１１２を備えている。しかしながら、他の実施形態では、マルチリングＣＤＲ１００の範囲を限定することなく、これよりも多いまたは少ない数のリング１２０およびこれに対応する環状溝１１２であってよい。リング１２０は、図７〜図１４に示したＣＤＲ４０の実施形態の内側本体５０に形成されたものと同様の複数の径方向チャネル１２２を形成されてよい。径方向チャネル１１６は、典型的にはリング１２０の軸方向内面１２７ａに形成される。導電セグメント１１６は、各々の径方向チャネル１２２に定置されてよい。このほか、各々の径方向チャネル１２２は、導電セグメント１１６をよりよく保持するために、このチャネル内に止め部１２２ａで形成されてよい。

保持子の壁１１４は、第１の環状溝１１２ａから径方向内側に保持子主要開口部１１８に向かって広がっていてよく、この保持子の壁１１４は、図７〜図１４に示したＣＤＲ４０の実施形態の外側本体６０の径方向突出部６６と類似のものである。本明細書に描いた実施形態では、保持子の壁１１４は、保持子のベース１１１に対して実質的に垂直である。保持子の壁１１４は、図１６Ｃおよび１６Ｄに示すように、最内側のリング１２０に対するストッパーとしての役割を果たすことができる。最内側のリング１２０の軸方向内面１２７ａは、保持子の壁１１４と当接してよく、これによって、リング１２０と保持子の壁１１４との間で最内側のリング１２０の径方向チャネル１２２内に定置された導電セグメント１１６を圧縮する。最内側のリング１２０のリングの径方向外面１２５は、締まり嵌めによって最内側のリング１２０を保持子１１０に固定する方式で、第１の環状溝１１２ａと嵌合することができる。

最内側のリング１２０のすぐ外側にあるリング１２０の軸方向内面１２７ａは、最内側のリング１２０の軸方向外面１２７ｂに当接してよく、これによって、そのリング１２０と最内側のリング１２０との間にあるリング１２０の径方向チャネル１１２内に定置された導電セグメント１１６を圧縮する。最内側のリング１２０のすぐ外側にあるリング１２０のリングの径方向外面１２５は、締まり嵌めによってリング１２０を保持子に固定するといったような方式で、第２の環状溝１１２ｂと嵌合することができる。これを図１６Ｃおよび図１６Ｄに詳細に示す。この配列を保持子１１０と嵌合した全リング１２０に続けることができる。

最外側のリング１２０は、リングの径方向外面１２５に隆起部１６２を備えて構成されてよい。この隆起部１６２は、軸方向内面１２７ａから軸方向外面１２７ｂに向かって上向きに角度をなしていてよく、その結果、隆起部１２６は、最外側の環状溝１１２に形成されてよいスナップ溝１１３（これは、本明細書に示した実施形態の第４の環状溝１１２ｄ）と嵌合するようになる。したがって、最外側のリング１２０は、保持子１１０に固定されることができ、これによって、隆起部１２６とスナップ溝１１３との嵌合を介して他のすべてのリング１２０が固定される。これは、図７〜図１４に示したＣＤＲ４０の内側本体５０および外側本体６０にそれぞれが位置する隆起部５６および環状溝６４によって、内側本体５０が外側本体６０と嵌合するのと類似している。

マルチリングＣＤＲ１００を分割する実施形態では、リング１２０は、図１７Ａ〜図１７Ｄに示すように、固締具を使用して、保持子１１０に固定されてよい。この実施形態のリング１２０は、２つのリングセグメント１３０で構成されることができ、保持子１１０は、２つの別部品として形成されることができる。最内側の分割型リングのセグメント１３０と保持子１１０との間の相互作用は、マルチリングＣＤＲ１００の第１の実施形態について前述したものと類似のものである。さらに、隣接する分割型リングのセグメント１３０と、これに対応して導電セグメント１１６を分割型マルチリングＣＤＲ１００に対して保持する行為との間の相互作用は、マルチリングＣＤＲ１００の第１の実施形態に対して記載した作用と類似のものである。分割型リングのセグメント１３０を保持するには、最外側の環状溝１１２にあるスナップ溝１１３と最外側のリング１２０にある隆起部１２６とを共同させて、リングの径方向外面１２５と個々の環状溝１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄとの間を締まり嵌めにする。締まり嵌め式の固定機構を単独でまたは複数の固締具７２と組み合わせて用いることができ、あるいは、複数の固締具７２を固定機構として単独で用いることができる。固締具７２を使用する場合、リングセグメント１３０には固締具７２を受け入れるための開口部１３２で形成されてもよい。

図１７Ａ〜図１７Ｄに示すように、ＣＤＲ４０、８０、１００のいくつかの実施形態では裏当てリング１４０を使用してよい。裏当てリング１４０は、２つの異なる部品で形成されてもよく、この部品は、この部品に対応する複数のアライメントピン受容部１４２、固締具用孔１４３、固締具受容部１４４ならびにこれに対応するアライメントピン１４１および固締具７２を介して、互いに固定されてよい。図１７Ｂに示した実施形態では、２つのアライメントピン１４１およびこれに対応するアライメントピン受容部１４２が裏当てリング１４０の継ぎ目に定置されて、２つの部品を適切に整合する。各々の固締具７２の一部がそれぞれの固締具受容部１４４と嵌合するように、２つの固締具７２をそれぞれの固締具用孔１４３内に設置してもよく、これによって、裏当てリング１４０の２つの部品を互いに固定する。

裏当てリング１４０は、２つの部品間のギャップがほとんどなく、不純物が軸受箇所へ侵入するのと軸受箇所から潤滑剤が流出するのとを防ぐように製造されてよい。このようにするために、まず、円をその直径に沿って二分することができる。この２つの部品は、接合されると、切断過程で取り除かれる材料があるために楕円形になる。したがって、この２つの部品は、合わさると完全またはほぼ完全な円を形成するように機械加工されてよい。

アライメントピン受容部１４２とこれに対応するアライメントピン１４１および／または固締具用孔１４３とこれに対応する固締具７２は、単独でまたは組み合わせて使用して、機械加工の過程で（前述したような）２つの部品の相対的な位置を固定することができる。２つの部品から完全またはほぼ完全な円を作り出すには、２つの部品の相対的な安定性が求められる。この点で、裏当てリングの主要開口部１４８およびＯリングのチャネル１４５は、所望の仕様で裏当てリング１４０に作られてよい。完全またはほぼ完全な円形の裏当てリング１４０が軸またはその他の構造の中心に適切に来ることができるように、ユーザの要望に応じて裏当てリング１４０に開口部１４６を作ってよい。

適応型ＣＤＲの例示的実施形態
適応型ＣＤＲ１６０の１つの実施形態を図１８Ａおよび図１８Ｂに示す。この適応型ＣＤＲ１６０は、立体形状の異なる多種多様な回転機器に取り付けられるように設計されている。適応型ＣＤＲは、径方向外面１６５ａから主要開口部１６８に隣接する径方向内面１６５ｂへ広がる複数の径方向チャネル１６２を備えることができる。径方向ＣＤＲ８０の径方向チャネル８２のように、適応型ＣＤＲ１６０の径方向チャネル１６２は、径方向チャネル段部１６３を備えることができる。したがって、各々の径方向チャネル１６２に導電性アセンブリ８６を固定することができる。

ユーザは、適応型ＣＤＲ１６０に形成された各々のスロット１６１を固締具７２が貫通できるように、回転機器の外部に穴を開けてその穴にネジを立てるであろうと考えられる。適応型ＣＤＲ１６０は、様々な回転機器の外部にある差をよりよい形で収容するために、複数のくぼみ１６４を備えることができる。適応型ＣＤＲ１６０は、適応型ＣＤＲ１６０を軸またはその他の物体の上から設置しやすくするため、主要開口部１６８の中に突出した切り欠き部１６６を有することができる。

器具筐体１６とともに用いる軸受絶縁材１０および／またはＣＤＲ４０は、中心点として回転する軸１４と同心の安定したシステムを生み出す。図２および図３に示したもののような器具筐体１６内にある軸受絶縁材１０にＣＤＲ４０を挿入することで、導電性素子間に比較的一定で安定した空間関係が形成され、これによって、ＣＤＲ４０および軸受絶縁材１０の導電性素子を介した軸１４からアースへの静電電荷の収集および導通が改善される。この改善されたモータとアース間のシールシステムは、主な素子を一緒に直接着座させ、これが軸１４の不完全性（完全に円ではないことなど）を相殺し、ＣＤＲ４０および／または軸受絶縁材１０に作用する外力が原因で導電セグメント４６から軸１４の表面までの距離に生じるばらつきや変化を最小にする。これによって、軸１４から器具筐体１６への電荷の効果的な導通が促進される。

好適な実施形態を記載したが、ＣＤＲ４０、８０、１００、１６０および開示した軸受絶縁材１０のその他の特徴は、本明細書で説明したような実施形態に数々の修正および変更が生じるのと同じく、当業者には確実に思いつくことであり、このような修正および変更はすべて、ＣＤＲ４０、８０、１００、１６０および／または軸受絶縁材１０の精神および範囲を逸脱しない限り達成されてよい。軸受絶縁材１０およびＣＤＲ４０、８０、１００、１４０は、本明細書で図示し記載した特定の実施形態に限定されるものではなく、軸１４から器具筐体１６へ電荷を放散する同様の装置および方法すべてに適用されることを意図するものである点に注意されたい。当業者は、軸受絶縁材１０およびＣＤＲ４０、８０、１００、１４０の精神および範囲を逸脱しない限り、記載した実施形態から修正および変更可能である。

１０軸受絶縁材
１２軸受
１４軸
１６器具筐体
１７シール部材
１８Ｏリング
２０ステータ
２２ステータ主要本体
２３ステータ径方向外面
２４受容溝
２６ステータ軸方向突出部
２８ステータ径方向突出部
２９ステータ軸方向溝
３０ロータ
３２ロータ主要本体
３３ロータ軸方向外面
３４ａ第１の軸方向インターフェースギャップ
３４ｂ第１の径方向インターフェースギャップ
３６ロータ軸方向突出部
３８ロータ径方向突出部
３９ロータ軸方向溝
４０電流分流リング（ＣＤＲ）
４１ＣＤＲ本体
４２環状チャネル
４３第１の壁
４４第２の壁
４５ＣＤＲ径方向外面
４６導電セグメント
４８ＣＤＲ主要開口部
５０内側本体
５２径方向チャネル
５２ａ止め部
５４取り付け用開口部
５６隆起部（ロック用）
５８内側本体主要開口部
６０外側本体
６２ベース
６４環状溝
６５ａ第１の環状肩部
６５ｂ第２の環状肩部
６６径方向突出部
６８外側本体主要開口部
７０ストラップ
７２固締具
８０径方向ＣＤＲ
８２径方向チャネル
８３径方向チャネル段部
８５ａ径方向外面
８５ｂ径方向内面
８６導電性アセンブリ
８６ａバインダ
８６ｂ接触部
８８主要開口部
１００マルチリングＣＤＲ
１１０保持子
１１１保持子のベース
１１２ａ第１の環状溝
１１２ｂ第２の環状溝
１１２ｃ第３の環状溝
１１２ｄ第４の環状溝
１１３スナップ溝
１１４保持子の壁
１１５保持子の径方向外面
１１６導電セグメント
１１８保持子の主要開口部
１２０リング
１２２径方向チャネル
１２２ａ止め部
１２５リングの径方向外面
１２６隆起部
１２７ａ軸方向内面
１２７ｂ軸方向外面
１２８リングの主要開口部
１３０分割型リングのセグメント
１４０裏当てリング
１４１アライメントピン
１４２アライメントピン受容部
１４３固締具用孔
１４４固締具受容部
１４５Ｏリングのチャネル
１４６開口部
１４８裏当てリング固締具
１６０適応型ＣＤＲ
１６１スロット
１６２径方向チャネル
１６３径方向チャネル段部
１６４くぼみ
１６５ａ径方向外面
１６５ｂ径方向内面
１６６切り欠き部
１６８主要開口部

Claims

径方向電流分流リングであって：
ａ．略リング型の本体；
ｂ．前記本体の中心に定置された主要開口部；
ｃ．筒状の複数の径方向チャネルであって、各々の前記径方向チャネルが、前記本体の径方向外面から前記本体の径方向内面まで広がる複数の径方向チャネル；
ｄ．径方向チャネル段部であって、前記径方向チャネル段部が、前記主要本体の径方向内面に隣接する前記径方向チャネルのうちの１つに定置される、径方向チャネル段部；および、
ｅ．前記径方向チャネルのうちの１つに嵌合する導電性アセンブリであって、前記導電性アセンブリの接触部が前記径方向チャネルから径方向内側に向かって前記径方向内面を超えて突出する、導電性アセンブリ
を含む、径方向電流分流リング。
前記複数の径方向チャネルは、さらに、４つの径方向チャネルであると定義される、請求項１に記載の径方向電流分流リング。
前記複数の径方向チャネルは、さらに、６つの径方向チャネルであると定義される、請求項１に記載の径方向電流分流リング。
前記複数の径方向チャネルは、さらに、前記本体の周りに等間隔に設けられていると定義される、請求項２に記載の径方向電流分流リング。
前記電流分流リングは、さらに、前記複数の径方向チャネルに対応する複数の導電性アセンブリを含む、請求項１に記載の径方向電流分流リング。
前記本体の径方向外面は、さらに、前記径方向電流分流リングが、軸受絶縁材に形成された受容溝またはモータ筐体に形成された開口部の中に確実に圧入されてよいように、軸方向に角度をなしていると定義される、請求項１に記載の径方向電流分流リング。
前記本体は、さらに、前記本体の軸方向面に定置された複数の取り付け用開口部を含み、複数の固締具およびストラップが協働して前記複数の取り付け用開口部と嵌合する、請求項１に記載の径方向電流分流リング。
前記導電性アセンブリは、炭素系フィラメントを含む、請求項１に記載の径方向電流分流リング。
前記複数の径方向チャネルは、さらに、軸方向に互いに間隔をあけていると定義される、請求項１に記載の径方向電流分流リング。
軸受絶縁材であって：
ａ．ステータであって、前記ステータが：
ｉ．主要本体；
ｉｉ．軸方向と径方向の両方に前記主要本体を超えて広がる複数の突出部；
ｉｉｉ．前記主要本体と嵌合する電流分流リングであって、前記電流分流リングは、筒状の複数の径方向チャネルを有し、各々の前記径方向チャネルが、前記主要本体の径方向外面から前記電流分流リングの径方向内面まで広がり、径方向チャネル段部が、前記電流分流リングの前記径方向内面に隣接する前記径方向チャネルのうちの１つに定置され、導電性アセンブリが、前記径方向チャネルのうちの１つに嵌合し、前記導電性アセンブリの接触部が前記径方向チャネルから径方向内側に向かって前記径方向内面を超えて突出する、電流分流リング；
を含む、ステータと、
ｂ．ロータであって、前記軸にしっかりと取り付けられた前記ロータが：
ｉ．主要本体；および、
ｉｉ．径方向と軸方向の両方に前記主要本体を超えて広がる複数の突出部であって、前記ロータの前記複数の突出部が、前記ステータの前記複数の突出部と互いに噛み合ってラビリンスシールを形成する、複数の突出部；
を含む、ロータと
を含む、軸受絶縁材。
マルチリング電流分流リングであって：
ａ．保持子であって、前記保持子が：
ｉ．軸方向に広がる保持子のベースであって、前記保持子のベースの外側が、保持子の径方向外面であると定義される、保持子ベース；
ｉｉ．前記保持子ベースの内側に形成される第１の環状溝；
ｉｉｉ．前記保持子ベースから径方向内側に向かって広がる保持子の壁；および
ｉｖ．前記保持子ベースの内側に形成される第２の環状溝であって、
前記第１の環状溝が、前記保持子の壁と前記第２の環状溝との間に軸方向に定置される、第２の環状溝；
を含む、保持子と、
ｂ．第１のリングであって、前記第１のリングが：
ｉ．前記第１のリングの軸方向内面に作られた径方向チャネルであって、前記第１のリングの前記軸方向内面が前記保持子の壁に当接する、径方向チャネル；
ｉｉ．前記第１の環状溝に当接するリングの径方向外面；および
ｉｉｉ．前記保持子の壁とは反対側の軸方向外面；
を含む、第１のリングと、
ｃ．第２のリングであって、前記第２のリングが：
ｉ．前記第２のリングの軸方向内面に作られた筒状の径方向チャネルであって、前記第２のリングの前記軸方向内面が前記第１のリングの前記軸方向外面に当接する、径方向チャネル；
ｉｉ．前記第２の環状溝に当接するリングの径方向外面；および
ｉｉｉ．前記第１のリングとは反対側の軸方向外面；
を含む、第２のリングと、
ｄ．導電性アセンブリであって、前記第１のリングの前記径方向チャネルに嵌合する、前記導電性アセンブリと
を含む、マルチリング電流分流リング。
前記第１のリングは、さらに、分割型リングの２つのセグメントからなると定義される、請求項１１に記載のマルチリング電流分流リング。
前記分割型リングの２つのセグメントは、さらに、該セグメントに形成された開口部を含み、前記開口部は、前記軸方向内面から前記軸方向外面まで広がる、請求項１２に記載のマルチリング電流分流リング。
軸からモータ筐体を通じて電荷を放散する方法であって：
ａ．電流分流リングを前記モータ筐体に固定すること；
ｂ．少なくとも１つの導電性アセンブリを前記電流分流リング内に取り付け、
前記少なくとも１つの導電性アセンブリが、前記軸の直近にあるまたは前記軸と接触しており、前記導電性アセンブリは前記電流分流リングの本体に形成された筒状の径方向チャネルに嵌合されること；
ｃ．前記電荷を前記軸から前記少なくとも１つの導電性アセンブリに伝送すること；
ｄ．前記電荷を前記少なくとも１つの導電性アセンブリから前記電流分流リングに伝送すること；および
ｅ．前記電荷を前記電流分流リングから前記モータ筐体に伝送すること
を含む、方法。
適応型電流分流リングであって：
ａ．前記リングに形成された切り欠き部を有する本体；
ｂ．前記本体の中心に隣接して定置された主要開口部であって、前記本体と交わる主要開口部；
ｃ．筒状の複数の径方向チャネルであって、各々の前記径方向チャネルが、前記本体の径方向外面から前記本体の径方向内面まで広がる、複数の径方向チャネル；
ｄ．径方向チャネル段部であって、前記径方向チャネル段部が、前記主要本体の径方向内面に隣接する前記径方向チャネルのうちの１つに定置される、径方向チャネル段部；および、
ｅ．前記径方向チャネルのうちの１つに嵌合される導電性アセンブリであって、前記導電性アセンブリの接触部が前記径方向チャネルから径方向内側に向かって前記径方向内面を超えて突出する、導電性アセンブリ
を含む、適応型電流分流リング。