(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力システム（２００）のロータ組立体（１００、２１０）のためのスロットライナ（１４０、３００）であって、
金属製支持部材（３４０、５１０）と、
前記金属製支持部材（３４０、５１０）の少なくとも１つの側面に配置されたコーティング（３３０、５２０）であって、前記コーティング（３３０、５２０）が、
高熱伝導性電気絶縁体（ＨＴＣＥＩ）のフィラー（３２０）であって、前記ＨＴＣＥＩのフィラー（３２０）が、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、またはダイヤモンド材料のうちの少なくとも１種の粒子を含む、高熱伝導性電気絶縁体（ＨＴＣＥＩ）のフィラー（３２０）と、
ポリイミド樹脂（３１０）との混合物を含む、コーティング（３３０、５２０）と
を備える、スロットライナ（１４０、３００）。
【請求項２】
前記金属製支持部材（３４０、５１０）が、ステンレス鋼から形成されている、請求項１に記載のスロットライナ（１４０、３００）。
【請求項３】
前記金属製支持部材（３４０、５１０）が、軟質焼き戻しを提供するために、熱処理された等級３１６のステンレス鋼から形成されている、請求項２に記載のスロットライナ（１４０、３００）。
【請求項４】
前記コーティング（３３０、５２０）が、前記混合物の複数の層を含む、請求項１に記載のスロットライナ（１４０、３００）。
【請求項５】
前記フィラー（３２０）の前記粒子が、１０ナノメートル〜１００ミクロンの大きさの窒化ホウ素粒子を含む、請求項１に記載のスロットライナ（１４０、３００）。
【請求項６】
前記金属製支持部材（３４０、５１０）が、前記少なくとも１つの側面から延びる縁部（３６０）を含み、前記コーティング（３３０、５２０）が、前記縁部（３６０）に配置されず、前記スロットライナ（１４０、３００）が、前記縁部（３６０）に配置された電気絶縁テープ（３７０）をさらに備える、請求項１に記載のスロットライナ（１４０、３００）。
【請求項７】
前記コーティング（３３０、５２０）が、前記金属製支持部材（３４０、５１０）の対向する２つの側面に配置されている、請求項１に記載のスロットライナ（１４０、３００）。
【請求項８】
電力システム（２００）用のロータ組立体（１００、２１０）であって、
中央部（１１２）から延び、それらの間でスロット（１１６）を画定しているアーム（１１４）を有するロータコア（１１０、３８０）と、
前記スロット（１１６）を通過する巻線（１３０、３９０）と、
前記スロット（１１６）内に配置され、前記巻線（１３０、３９０）と前記ロータコア（１１０、３８０）との間に置かれているスロットライナ（１４０、３００）であって、前記スロットライナ（１４０、３００）が、
金属製支持部材（３４０、５１０）と、
前記金属製支持部材（３４０、５１０）の少なくとも１つの側面に配置されたコーティング（３３０、５２０）であって、前記コーティング（３３０、５２０）が、
高熱伝導性電気絶縁体（ＨＴＣＥＩ）のフィラー（３２０）であって、前記ＨＴＣＥＩのフィラー（３２０）が、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、またはダイヤモンド材料のうちの少なくとも１種の粒子を含む、高熱伝導性電気絶縁体（ＨＴＣＥＩ）のフィラー（３２０）と、
ポリイミド樹脂（３１０）との混合物を含む、コーティング（３３０、５２０）とを有する、スロットライナ（１４０、３００）を備える、
ロータ組立体（１００、２１０）。
【請求項９】
前記コーティング（３３０、５２０）が、前記金属製支持部材（３４０、５１０）のコーティングされた側面に配置されているが、前記コーティングされた側面に対向して配置された、前記金属製支持部材（３４０、５１０）のコーティングされていない側面には配置されておらず、前記金属製支持部材（３４０、５１０）の前記コーティングされていない側面は、前記コーティングされた側面と、前記ロータコア（１１０、３８０）との間に置かれ、前記コーティングされた側面は、前記金属製支持部材（３４０、５１０）と前記巻線（１３０、３９０）との間に置かれる、請求項８に記載のロータ組立体（１００、２１０）。
【請求項１０】
前記金属製支持部材（３４０、５１０）が、前記少なくとも１つの側面から延びる縁部（３６０）を有し、前記コーティング（３３０、５２０）が、前記縁部（３６０）には配置されず、前記スロットライナ（１４０、３００）が、前記縁部（３６０）に配置された電気絶縁テープ（３７０）をさらに備える、請求項８に記載のロータ組立体（１００、２１０）。
【請求項１１】
前記フィラー（３２０）の前記粒子が、１０ナノメートル〜１００ミクロンの大きさの窒化ホウ素粒子を含む、請求項８に記載のロータ組立体（１００、２１０）。
【請求項１２】
金属製支持部材（３４０、５１０）、ポリイミド樹脂前駆体（３１０）、および高熱伝導性電気絶縁体（ＨＴＣＥＩ）のフィラー（３２０）を提供するステップ（４０２、４０６、４０８）であって、前記ＨＴＣＥＩのフィラー（３２０）が、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、またはダイヤモンド材料の少なくとも１種の粒子を含むステップ（４０２、４０６、４０８）と、
コーティング（３３０、５２０）を設けるために、前記ポリイミド樹脂前駆体（３１０）と、前記ＨＴＣＥＩのフィラー（３２０）とを混合するステップ（４１０）と、
前記コーティングで（３３０、５２０）、前記金属製支持部材（３４０、５１０）の少なくとも１つの側面をコーティングして、スロットライナ材料（３５０）を提供するステップ（４１２）と、
前記スロットライナ材料（３５０）を硬化させるステップ（４２０）とを含む方法（４００）。
【請求項１３】
ロータ組立体（１００、２１０）のスロット（１１６）で受けられるように構成された形状に、前記スロットライナ材料（３５０）を形成するステップ（４２４）をさらに含む、請求項１２に記載の方法（４００）。
【請求項１４】
前記金属製支持部材（３４０、５１０）が、前記少なくとも１つの側面から延びる縁部（３６０）を有し、前記コーティング（３３０、５２０）が、前記縁部（３６０）に配置されず、前記金属製支持部材（３４０、５１０）の前記縁部（３６０）に電気絶縁テープ（３７０）を貼付するステップ（４２２）をさらに含む、請求項１２に記載の方法（４００）。
【請求項１５】
前記金属製支持部材（３４０、５１０）の前記少なくとも１つの側面をコーティングするステップ（４１２）が、複数のコーティング（３３０、５２０）を順次相互に重ねて塗布するステップ（４１４、４１６、４１８）を含む、請求項１２に記載の方法（４００）。
【請求項１６】
前記設けられた複数のコーティング（３３０、５２０）を被覆するステップ（４１４、４１６、４１８）が、約１ミルの厚さを有する少なくとも３層のコーティング（３３０、５２０）を設けるステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記金属製支持部材（３４０、５１０）の前記少なくとも１つの側面を前記コーティング（３３０、５２０）で被覆する前に、前記金属製支持部材（３４０、５１０）の前記少なくとも１つの側面を前処理するステップ（４０４）をさらに含む、請求項１２に記載の方法（４００）。
【請求項１８】
前記金属製支持部材（３４０、５１０）の前記少なくとも１つの側面を前処理するステップ（４０４）が、
前記少なくとも１つの側面をアルカリ物質で洗浄するステップと、
前記少なくとも１つの側面を脱イオン水ですすぐステップとを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも１つの側面の前記コーティング（３３０、５２０）が、相互に対向して配置された前記金属製支持部材（３４０、５１０）の２つの側面をコーティングするステップを含む、請求項１２に記載の方法（４００）。
【請求項２０】
前記フィラー（３２０）の前記粒子が、１０ナノメートル〜１００ミクロンの大きさを有する窒化ホウ素粒子を含む、請求項１２に記載の方法（４００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力システムのロータ組立体のためのスロットライナに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機またはモータ等の電力システムは、機械的な入力（例えば、発電機で電力を供給するために使用されるシャフトの回転）から電力を供給するため、あるいは、入力電力（例えば、モータでシャフトを回転させるための電力の使用）から機械的な出力をもたらすために使用することができる。これらの装置は、航空機等の用途に使用することができ、電力システムの占有スペースおよび／または重量を最小限に抑えつつ、大量の電力を供給することが望ましい。
【０００３】
このような電力システムは、ステータおよび／またはロータのスロットを通過する巻線を介して、電流を送ることができる。巻線からスロットへの電荷の通過を防止するために、スロットライナを使用することができる。電流が巻線を通過すると、巻線が加熱される場合がある。しかしながら、従来のスロットライナが、巻線から熱を除去するためにもたらす熱伝達能力は限定的である。電流が巻線を通過する際に巻線から熱を除去する能力によって、様々な電力システムの、利用可能な電力出力が制限される場合がある。
【０００４】
例えば、高性能モータまたは発電機（例えば、航空機に使用される発電機）の場合、電力密度は、モータまたは発電機の設計の重要な考慮事項または態様となる場合がある。電力密度が、熱伝達効率に大きく関係している。ロータの熱伝達は、従来のスロットライナ等の様々な電気的および熱的絶縁材料によって制限される場合があり、銅線から（例えば、ロータに結合された冷却ループへ）の熱伝達が制限されることによって、電力密度が制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８６６４８１７号明細書
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態で、電力システムのロータ組立体にスロットライナが設けられる。スロットライナは、金属製支持部材と、金属製支持部材の少なくとも１つの側面に配置されたコーティングとを有する。コーティングは、ポリイミド樹脂と、高熱伝導性電気絶縁体（ＨＴＣＥＩ）のフィラーとの混合物を含む。ＨＴＣＥＩのフィラーは、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、またはダイヤモンド材料のうちの少なくとも１種の粒子を含む。
【０００７】
別の実施形態で、ロータコア、巻線、およびスロットライナを含む、電力システム用のロータ組立体が提供される。ロータコアは、中央部から延び、それらの間でスロットを画定するアームを有する。巻線は、スロットを通過している。スロットライナは、スロット内に配置され、巻線とロータコアとの間に置かれている。スロットライナは、金属製支持部材と、金属製支持部材の少なくとも１つの側面に配置されたコーティングとを有する。コーティングは、ポリイミド樹脂と、高熱伝導性電気絶縁体（ＨＴＣＥＩ）のフィラーとの混合物を含む。ＨＴＣＥＩのフィラーは、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、またはダイヤモンド材料のうちの少なくとも１種の粒子を含む。
【０００８】
別の実施形態で、（例えば、スロットライナを形成する）方法が提供される。この方法は、金属製支持部材、ポリイミド樹脂前駆体、および高熱伝導性電気絶縁体（ＨＴＣＥＩ）のフィラーを提供するステップを含み、ＨＴＣＥＩのフィラーは、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、またはダイヤモンド材料のうちの少なくとも１種の粒子を含む。この方法はまた、コーティングを設けるために、ポリイミド樹脂前駆体とＨＴＣＥＩのフィラーとを混合するステップと、ライナ材料を提供するために、金属製支持部材の少なくとも１つの側面をコーティングで被覆するステップとを含む。さらに、本方法は、ライナ材料を硬化させるステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】様々な実施形態にしたがった、ロータ組立体の端面図である。
【図２】様々な実施形態にしたがった、電力システムの概略図である。
【図３】様々な実施形態にしたがった、スロットライナおよびその形成を示す図である。
【図４】様々な実施形態にしたがった、スロットライナを提供する方法のフローチャートである。
【図５】様々な実施形態にしたがった、コーティング工程を示す図である。
【図６】様々な実施形態にしたがった、電力システム用のロータ組立体を提供する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
様々な実施形態は、添付の図面と併せ読めばよりよく理解される。図面が様々な実施形態の機能ブロックの図を示す範囲において、機能ブロックは、必ずしもハードウェア回路間の分割を示す必要はない。なお、様々な実施形態は、図面に示す配置および手段に限定されないことを理解されたい。
【００１１】
本明細書で使用する場合、単数形で記載され、「ａ」または「ａｎ」を伴う要素やステップは、複数の前記の要素またはステップを除外するものではない。ただし、このような除外が明示的に記載されている場合を除く。さらに、「一実施形態」に対する参照は、記載された特徴を同様に組み込む別の実施形態の存在を除外すると解釈されるのを意図するものではない。さらに、これに反する明言がない限り、実施形態が、特定の特性を有する要素または複数の要素を「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」場合は、その特性を有しない、別のこのような要素を含むことができる。
【００１２】
一般に、様々な実施形態は、例えば、スロットライナを介して巻線からロータへの熱伝達を向上させることにより、モータや発電機等の電力システムの熱伝達および電力密度の向上をもたらす。様々な実施形態が、高出力密度の電気機械（例えばモータや発電機）のための熱伝達の向上、および／または高温性能の向上をもたらすために、相対的に高い電気絶縁性をもたらしつつ、相対的に高い熱伝導性をもたらす、高温用のスロットライナ材料を提供する。様々な実施形態は、直流（ＤＣ）電気機械または電力システム、例えばＤＣモータやＤＣ発電機のロータで使用するのに特によく適している。
【００１３】
一般に、スロットライナは、ロータ本体部分またはコアから導体（例えば、銅線または巻線）を電気絶縁するために、電力システム（モータや発電機等）で用いることができる。しかしながら、ＮＯＭＥＸ（登録商標）紙、ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）フィルム等の材料で作られた従来のスロットライナは、相対的に高い絶縁耐性をもたらすが、相対的に高い熱伝達能力には欠けている場合がある。従来のスロットライナ材料は、相対的に低い熱伝導性、例えば、約０．１〜０．１５、または０．２Ｗ／（ｍ＊Ｋ）（ここで、Ｗはワット、ｍはメートル、そしてＫはケルビン温度である）を有し得る。モータまたは発電機等の、電気機械または電力システムに関連して従来用いられている他の電気絶縁材料もまた、断熱であったり、熱伝導性が悪かったりする場合がある。例えば、絶縁ワニス（特にエポキシまたはポリエステル等）は、相対的に低い熱伝導性を有する場合があり、例えば０．１５〜０．２Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の範囲内である。電力対重量（すなわち電力密度）は、航空機で使用するための発電機等の、高性能な電気機械や電力システムのための重要な態様または特性であり、巻線から熱を伝達する能力に関する制限は、電力密度の制限要素となる場合がある。
【００１４】
様々な実施形態が、スロットライナを生成するために使用される材料の熱伝導性の向上をもたらし、電力システムまたは電気機械の全体的な熱伝達能力、および出力密度を向上させることができる。様々な実施形態が、金属製の基板または支持部材（例えば、軟質焼き戻しステンレス鋼）、および、例えばポリイミド材料を含む熱伝導性コーティングを有する、ハイブリッドスロットライナを提供する。コーティングのポリイミド内で、コーティングは、コーティングを介して配置される熱伝導性粒子（例えば、窒化ホウ素、酸化アルミニウム）を含み、その結果、ハイブリッド材料または構造の全体が、相対的に高い熱伝導性、例えば、ある種の従来のスロットライナ材料よりも１０倍以上の熱伝導性を有する。
【００１５】
様々な実施形態が、ロータで有効に活用されるスロットライナを提供し、ロータで使用するスロットライナに相対的に高い機械的強度をもたらす金属支持層を使用して、相対的に高い角速度で回転させることができる。様々な実施形態が、直流印加で特に有用であるが、交流（ＡＣ）印加については、課題を含んでいる場合がある。例えば、スロットライナの基板または支持部材としての金属の使用は、交流印加における、基板または支持部材の金属に起因する、渦電流損失の増加に関する問題が生じる可能性がある。一般に、様々な実施形態で、巻線（例えば、銅線）は、フィラー（例えば、窒化ホウ素粒子を有するポリイミド）でコーティングすなわち覆われたスロットライナの側面に接触した状態で維持され、金属製支持部材または基板は、ロータコア表面を巻線から電気絶縁するために、ロータコア表面に接触した状態にある。さらに、様々な実施形態で、スロットライナの１つ以上の縁部（例えば、コーティングされていない縁部）は、スロットライナの電気的な破壊を防止するのに役立つように、例えばＮＯＭＥＸ（登録商標）またはＫＡＰＴＯＮ（登録商標）で作られた絶縁テープ等の電気絶縁体で覆われてもよい。絶縁テープには、感圧接着剤を塗布することができる。
【００１６】
本明細書で述べるように、様々な実施形態が、金属バッキング層を利用するハイブリッドスロットライナを提供する。金属バッキング層は、いくつかの実施形態で、例えば、２〜３ミルの厚さとすることができ、機械的強度をもたらす。本明細書で説明するように、ハイブリッドスロットライナを使用することによって、有益な機械特性および熱特性を有する、費用対効果の高い（例えば、開発、材料、および／または製造費用が比較的低い）スロットライナを提供する。金属バッキング層は、十分薄くするように構成されるので、スロットライナは、スロットに配置される形状に形成するための可撓性を有すると同時に、形成中および／または使用中の破断に効果的に抵抗するのに十分な強度を有する。様々な実施形態で、スロットライナは、例えば、軟質焼き戻しされたステンレス鋼、真鍮、または銅からなる金属バッキング層を利用してもよい。金属基板へのコーティングの確実な接着の助けとなるように、金属基板は、コーティングの前に、洗浄処理をすることができる。例えば、ステンレス鋼の金属製支持部材の場合、この支持部材は、アルカリ性溶液を用いて洗浄され、脱イオン水で１回以上すすいで、コーティングを施す前に乾燥させることができる。
【００１７】
様々な実施形態が、金属製支持部材に塗布される、熱伝導性ポリイミドのコーティングを利用する。コーティングは、巻線とロータコアとの間に電気絶縁を設けると同時に、効果的な熱伝導性をもたらすために利用することができる。いくつかの実施形態で、コーティングは、３〜５ミルの厚さとすることができる。熱伝導性粒子（例えば、窒化ホウ素、酸化アルミニウム等の熱伝導性無機粒子）が、樹脂（例えば、ポリイミド樹脂）に含まれていてもよい。いくつかの実施形態で、粒子は、５０ナノメートル〜５０ミクロンの大きさを有することができる。いくつかの実施形態で、粒子は、１０ナノメートル〜１００ミクロンの大きさを有することができる。粒子の適切な混合、および前駆体樹脂（例えば、ポリアミド酸等のポリイミド前駆体）は、コーティングの良好な分散、および均一性を確実にするのに役立つ。次にコーティングは、ナイフブレードコータ、ディップコータ、スロットダイコータ等の鋳造機を用いて、金属バッキング材に鋳造、またはこれをコーティングし、次にスロットライナを、コーティング（例えば、コーティングの樹脂）をイミド化するために硬化させる。硬化温度は、いくつかの実施形態で、例えば３００℃までとすることができる。
【００１８】
様々な実施形態が、本明細書に開示するスロットライナを利用して、モータや発電機のロータの銅線または巻線で発生した熱が、銅線または巻線からより容易に伝達され、これによって機械の運転温度を低下させることを可能にするロータ組立体を提供する。また、より低い運転温度が所望または必要とされない場合は、従来のスロットライナを用いる代わりに、付加的な電力出力を、本明細書に開示するスロットライナの様々な実施形態を利用するために供給することができる。
【００１９】
様々な実施形態の少なくとも１つの技術的効果には、ロータの巻線から離れた熱の、熱伝達の向上が含まれる。様々な実施形態の少なくとも１つの技術的効果には、モータおよび／または発電機の電力密度の向上が含まれる。様々な実施形態の少なくとも１つの技術的効果には、従来のスロットライナ材料よりも約１０倍高い熱伝導性を有するスロットライナ材料を提供することが含まれる。様々な実施形態の少なくとも１つの技術的効果は、相対的に高い熱伝導性、相対的に高い電気絶縁性、およびロータと共に使用するための良好な機械的特性の組み合わせを有するスロットライナ材料を提供すると共に、高温使用に備えることである。
【００２０】
図１は、様々な実施形態にしたがって形成された、ロータ組立体１００の端面図である。図示のロータ組立体１００は、ロータコア１１０、巻線１３０、およびスロットライナ１４０を含む。説明を明確かつ容易にするため、図１にはロータコア１１０の一部のみが示され、ロータ組立体１００は、部分的に組み立てられた状態で示されている（例えば、図１に示すように、全てのスロットがスロットライナを有しておらず、全ての巻線が追加されていない）。一般に、巻線１３０（例えば、ワイヤ等の銅導体）は、モータと共に用いるときは、ロータコア１１０の部分の周りに巻かれて、ステータ組立体に対するロータ組立体の相対運動をもたらすための電流を導通させるのに使用され、あるいは発電機と共に用いるときは、ロータ組立体１００がステータ組立体に対して回転するときに発生した電流の伝送をもたらすために使用される。スロットライナ１４０は、ロータ組立体１００の巻線１３０とロータコア１１０との間に置かれており、ロータコア１１０を巻線１３０から電気絶縁する。図示された実施形態において、本明細書で説明するように、スロットライナ１４０は、巻線１３０から離れた熱の、ロータ組立体１００のロータコア１１０への熱伝達の向上をもたらすために、相対的に高い熱伝導性をもたらすように構成されている。熱は、例えば、ロータコア１１０に動作可能に結合されたヒートシンクおよび／または冷却システム（例えば特に、フィンを含むシステム、および／またはロータシャフトを通って循環する冷却流体）を用いて、ロータコア１１０から伝達させることができる。ロータ組立体１００と、電力システム（例えば、モータまたは発電機）の他の構成部品または態様との間の一般的な関係が、図２に示されている。
【００２１】
図２は、様々な実施形態による、電力システム２００の概略図を示す。電力システム２００は、ロータ組立体２１０（本明細書で説明したロータ組立体１００に様々な点でほぼ類似していてもよい）と、ステータ組立体２２０と、ハウジング２３０と、シャフト２４０とを含む。電力システム２００は、発電機またはモータとして構成することができる。様々な実施形態で、電力システム２００は、直流（ＤＣ）運転用に構成することができる（例えば、スロットライナの金属は、直流印加において、著しい渦電流損失にはならない）。
【００２２】
一般に、ロータ組立体２１０は、ステータ組立体２２０の孔２２２または中央開口部内に配置され、ステータ組立体２２０に対して回転するように構成されている。電力システム２００をモータとして運転する場合は、ロータ組立体２１０の巻線、および／またはステータ組立体２２０の巻線に流れる電流が、ステータ組立体２２０に対するロータ組立体２１０の回転を引き起こす。電力システム２００を発電機として運転する場合は、ステータ組立体２２０に対するロータ組立体２１０の回転は、ロータ組立体２１０および／またはステータ組立体の巻線内に、出力することのできる電流が発生する。電流は、発電機によって、１つ以上の外部（例えば、電力システム２００の外部）装置および／またはシステムで使用するために出力される。
【００２３】
示されている実施形態のハウジング２３０は、ステータ組立体２２０に支持体および取付台を提供し、ロータ組立体２１０が回転している間に、ステータ組立体２２０を静止位置に維持するのに役立つ。ハウジング２３０はまた、ロータ組立体２１０を取り付けるための、１つ以上の軸受等の取付構造も提供することができる。さらに、図示のハウジング２３０は、ヒートシンクとして機能するように、あるいはステータ組立体２２０からの熱伝達をもたらすように構成される。例えば、ハウジング２３０は、ステータ組立体２２０に熱的に結合することができ、ステータ組立体２２０によってハウジング２３０にもたらされた熱を放散させる、フィンおよび／または流体冷却システムを含む。したがって、ステータ組立体２２０の巻線で発生した熱は、スロットライナを介して巻線からステータへと伝達され、次に、ステータからハウジング２３０へ、次に、ハウジング２３０から（例えば、フィンおよび／または冷却流体を介して）外部電源または外部環境へと伝達することができる。また、ロータ組立体２１０は、ロータ組立体２１０からの熱伝達をもたらすために、ヒートシンクその他の冷却システムに動作可能に結合することができる。例えば、ロータ組立体２１０は、ロータ組立体２１０によってもたらされた熱を放散させるために、フィンおよび／または流体冷却装置を含む冷却システムに結合することができる。したがって、ロータ組立体２１０の巻線で発生した熱は、スロットライナ（例えば、スロットライナ１４０）を介して巻線からロータ（例えば、ロータコア）に伝達され、次に、ロータから（例えば、フィンおよび／または冷却流体を介して）外部電源または外部環境に伝達することができる。様々な実施形態における、（例えば、スロットライナ１４０の熱伝導性を向上させることによる）熱伝達の向上により、例えば、電力密度の向上が可能になる。
【００２４】
シャフト２４０は、ロータ組立体２１０に動作可能に結合され、ロータ組立体２１０と一緒に回転するように構成されている。シャフト２４０は、機械的動力（例えば、回転）の電力（例えば、電流）への変換、またはその逆の変換を容易にするように構成される。電力システム２００を発電機として運転する場合、シャフト２４０は、電流を発生させるために使用される電力システム２００に、回転入力をもたらすために使用される。電力システム２００をモータとして運転する場合、シャフト２４０は、電力システム２００に結合されたシステムが使用する回転を出力するために使用される。
【００２５】
図１に戻ると、ロータコア１１０は、ロータコア１１０の中央部１１２から延びるアーム１１４を備える。ロータコア１１０は、金属（例えば、金属層の積層）で形成され、ステータ組立体（図１には図示せず、図２を参照）の孔で受けられるような大きさおよび構成にすることができる。アーム１１４は、その周りに巻線１３０が巻かれるか取り付けられる構造を設けるように構成されている。スロット１１６は、アーム１１４同士の間で画定されている。スロット１１６は、スロットライナ１４０を受け、巻線１３０がアーム１１４に巻き付けられたときに、巻線１３０が占有するスペースを提供するように構成されている。所与のアーム１１４の周りに巻き付けられた巻線１３０は、特定のアーム１１４の両側のスロット１１６を通過する。図１に見られるように、スロット１１６は、ロータコア１１０の外部に向かって（例えば、ステータに向かって）延びるスロット開口部１１８を有している。ロータ組立体１００の様々な態様（例えば、環状リング、アーム、スロット）の配置は、例示の目的のために、図１に例として示されている。使用される特定の幾何学的形状または構成（例えば特に、大きさ、形状、向き、所与の構成部品の数や態様）は、異なる実施形態では変更されてもよいことに留意されたい。例えば、スロット１１６は、図１では底部が丸みを帯びた、ほぼＶ字形の輪郭を有するように示されているが、しかしながら、丸みを帯びた屈曲および／または鋭利な屈曲（またはこれらの組み合わせ）を有する、Ｕ字形等のその他の形状が使用されてもよい。いくつかの実施形態で、スロットライナ１４０は、スロット１１６に挿入する前に事前形成されてもよいし、他の実施形態で、スロットライナ１４０は折り曲げられるか、またはスロット１１６内への挿入中に形成することができる。
【００２６】
スロットライナ１４０は、スロット１１６内に配置され、巻線１３０とロータコア１１０との間に置かれている（例えば、ロータコア１１０の巻線１３０とアーム１１４との間に置かれている）。スロットライナ１４０は、ロータコア１１０を巻線１３０から電気絶縁するように構成されている。図示された実施形態で、スロットライナ１４０はまた、従来のスロットライナと比べて、巻線１３０からロータコア１１０への熱伝達の向上をもたらすように構成されている。図示されたスロットライナ１４０は、相対的に高い熱伝導性を有するように構成される。例えばスロットライナ１４０は、様々な実施形態で、１．５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）以上の熱伝導性を有することができる。スロットライナ１４０は、アーム１１４またはスロット１１６の端部とほぼ同一平面であるように示されているが、様々な実施形態で、アーム１１４または、スロット１１６の端部を越えて１つ以上の方向に延びていてもよい。一般に、スロットライナ１４０の金属支持層およびコーティングは共に、相対的に高い熱伝導性をもたらし、コーティングは、所望の量の電気絶縁性をもたらす。
【００２７】
図３は、スロットライナ３００の様々な態様、ならびにスロットライナ３００の製造および／または形成の様々な段階を示している。スロットライナ３００は、図１に関連して説明したスロットライナ１４０とほぼ同様とすることができる。図示されたスロットライナ３００は、金属製支持部材３４０と、コーティング３３０を含む。コーティング３３０は、金属製支持部材３４０の少なくとも１つの側面に配置されている。図示された実施形態で、コーティング３３０は、金属製支持部材３４０の１つの側面にのみ配置されている。他の実施形態で、コーティング３３０は、金属製支持部材３４０の両側、および／または１つ以上の縁部に配置することができる。
【００２８】
金属製支持部材３４０は、スロットライナ３００を支持し、かつ機械的信頼性をもたらすように構成されている。ロータで使用するスロットライナは、例えば、ステータで使用するスロットライナよりも、ロータの回転のために、向上した機械的強度や信頼性を必要とされる場合がある。金属製支持部材３４０に使用される特定の材料、ならびに配置（例えば、厚さ）は、特定の用途（例えば、スロットの大きさ、スロットの形状、特定の発電機またはモータの要求等）用に構成され得る。金属製支持部材３４０に用いられる材料は、所望の機械的強度および／または耐久性や、信頼性をもたらすように選択することができる。例えば、いくつかの実施形態で、金属製支持部材は、ステンレス鋼から形成されてもよい。ステンレス鋼は、等級３１６のステンレス鋼であってもよく、軟質焼き戻しをもたらす熱処理を受けることができる。一般に、金属製支持部材３４０は、スロットライナ３００を形成するため、および／またはスロットライナ３００をスロットに挿入するための所望の可撓性をもたらすと共に、取り付けおよび／または形成時の破断に対する抵抗力ももたらし、かつ所望の機械的強度や信頼性をもたらすように選択することができる。いくつかの実施形態で、追加的な例として、銅や黄銅を、金属製支持部材３４０に利用することができる。さらなる例として、様々な実施形態で、ニッケル合金またはコバルト合金が、金属製支持部材３４０として使用するのに十分に高い強度、可撓性、および熱伝導をもたらすことができる。しかしながら、アルミニウム等の材料で形成された金属製支持部材は、様々な実施形態で利用された相対的に小さい厚さ（例えば、２ミル）では所望の強度をもたらすことができず、あるいは形成中または取り付け中に、容易に破断する場合があることに留意すべきである。図３に示すように、金属製支持部材３４０は、相互に対向して配置された第１の側面３４２と、第２の側面３４４とを有する。コーティング３３０は、様々な実施形態で、第１の側面３４２と第２の側面３４４の一方または両方に塗布することができる。図示された実施形態で、コーティング３３０は第２の側面３４４に塗布され、第１の側面３４２は、ロータコアと接触するように構成されている。
【００２９】
コーティング３３０は、樹脂３１０とフィラー３２０とを含んでいる。樹脂３１０およびフィラー３２０は、相互の適合性のため、ならびに所望の電気的、熱的、および／または機械的特性をもたらすため、かつ金属製支持部材３４０に対する適合性または接着性のために選択することができる。様々な実施形態で、コーティング３３０は、５０〜６５重量％の樹脂３１０から構成されるか、または３５〜５０重量％のフィラー３２０で構成することができる。
【００３０】
樹脂３１０（またはワニス）は、金属製支持部材３４０の１つ以上の側面に後で塗布するためにフィラー３２０を混合できる、コーティング可能な物質をもたらすように構成される。様々な実施形態で、樹脂３１０は、スロットライナを形成する際に、転換または変化が起きてもよいことに留意されたい。例えば、樹脂３１０は、初期形状で提供され、コーティング３３０を設けるために、初期形状でフィラー３２０と混合することができる。その後、コーティング３３０は、金属製支持部材３４０に塗布してもよい。コーティング３３０が金属製支持部材３４０に塗布された後、コーティングされた基板または支持層は、例えば、真空オーブン中で硬化させてもよい。硬化工程中に、樹脂３１０は、硬化、あるいは異なる形態または物質に転換してもよい。例えば、樹脂３１０は、前駆体から最終形状に転換してもよい。いくつかの実施形態で、樹脂３１０は、初期形状で、あるいはポリイミド前駆体（例えばポリアミック酸）を含んで提供され、硬化後は、最終形状になるか、あるいはポリイミド樹脂を含んでいる。（本明細書で使用する場合、ポリイミドは、イミド単量体の重合体として理解することができる）。選択される特定の樹脂は、少なくとも部分的に、例えば、フィラー３２０と結合する能力、およびフィラー３２０との適合性に基づいて、構成または選択することができる。
【００３１】
一般に、フィラー３２０は、スロットライナ３００に相対的に高い熱伝導性（例えば、１．５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）以上、または従来のスロットライナの１０倍の熱伝導性）をもたらすと共に、さらに所望の量の電気絶縁性および／または絶縁耐性をもたらすように選択することができる。したがって、いくつかの実施形態で、フィラー３２０は、高熱伝導性電気絶縁体（ＨＴＣＥＩ）のフィラーとして理解することができる。フィラー３２０は、例えば、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド材料（例えば、ダイヤモンド粉末）のうちの１種以上の粒子を含むことができる。また、金属製支持部材３４０の熱伝導性ゆえに、例えば、窒化ホウ素ほど高い熱伝導性をもたらさない、酸化アルミニウム等の物質を使用することができる。いくつかの実施形態で、フィラー３２０は、１０ナノメートル〜１００ミクロンの大きさの窒化ホウ素粒子を含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態で、フィラー３２０は、約１０〜３００ナノメートルの大きさの窒化ホウ素粒子を含んでもよい。別の例として、フィラー３２０は、約５０ナノメートル〜５０ミクロンの大きさの窒化ホウ素粒子を含んでもよい。使用される粒径の大きさは、例えば、所望の機械的特性と熱特性とのバランス、またはトレードオフをもたらすように選択することができる。例えば、所与の用途の場合、粒径が大きいと、熱伝導性の向上をもたらすことができるが、機械的能力の減少をもたらす場合がある一方で、粒径が小さいと、大きい粒径よりも機械的能力の向上をもたらすと共に、さらに、（より低くても）十分な熱伝導性をもたらすことができる。
【００３２】
図３に示すように、樹脂３１０、フィラー３２０、および金属製支持部材３４０は、スロットライナ３００を生成するために利用することができる。図示されている実施形態で、３０２において、金属製支持部材３４０が、樹脂３１０およびフィラー３２０と共に設けられている。樹脂３１０は、３０２で、前駆体の段階であってもよい。３０４において、（例えば、まだ前駆体段階の）樹脂３１０を、コーティング３３０をもたらすためにフィラー３２０と混合することができる。３０６において、コーティング３３０が、金属製支持部材３４０の少なくとも１つの側面に塗布されて、スロットライナ材料３５０をもたらす。コーティング３３０は、金属製支持部材に対して、一連の相対的に薄い（例えば、約１ミル）コーティングまたは層に塗布できることに留意されたい。本明細書で使用されるように、約１ミル（その他の厚さの値）の厚さは、１ミル（その他の厚さの値）の１０％以内を意味する。
【００３３】
一連のコーティングのこのような塗布によって、様々な実施形態で、電気的破壊耐性や絶縁耐性を向上させることができる。図示された実施形態で、コーティング３３０は、第１の側面３４２には塗布されず、金属製支持部材３４０の第２の側面３４４に塗布されている。
【００３４】
スロットライナ材料３５０は、例えば、シートの形状で提供されてもよい。例えば、ステンレス鋼のシートを、コーティング３３０で被覆することができる。スロットライナ材料３５０は次に硬化させることができる。硬化の間に、樹脂３１０の材料は、形状または段階を変化させてもよい。例えば、樹脂３１０は、硬化前のポリアミック酸と、硬化後のポリイミドからなっていてもよい。様々な実施形態で、樹脂３１０は、前駆体の段階での混合およびコーティングを提供するように構成されると共に、硬化後の段階において、所望の機械的および／または他の特性をもたらす。硬化後、スロットライナ材料３５０は、スロットライナ３００（または複数のスロットライナ３００）内に形成することができる。例えば、スロットライナ材料３５０は、シート状に形成され、硬化され、短冊状に切断されて、後で（例えば、圧力を用いたプレス、または熱と共に圧力を用いて）所望の形状に形成される。
【００３５】
図３において、３０８で、ほぼＶ字形のスロットライナ３００が示されている。スロットライナ３００は、例えば、ロータ組立体１００のロータコア１１０の、スロット１１６によって受けられるような大きさおよび構成にすることができる。スロットライナ３００は、必ずしも硬質である必要はなく、スロットの外側にあるときに、柔軟で可撓性があってもよいことに留意されたい。スロットにおけるスロットライナ３００の便利で正確な配置および位置決めのために、スロットライナ３００の特定の屈曲部は、スロットの屈曲部または角度にほぼ相当する。スロットライナ材料３５０、および得られたスロットライナ３００は、様々な実施形態で、約５ミル（０．００５インチ）の厚さを有することができる。例えば、金属製支持部材３４０は、約２〜３ミルの厚さを有することができ、コーティング３３０は、約３〜５ミルの厚さを有することができる。一例として、金属製支持部材は、２ミルの厚さを有することができ、コーティング３３０は、１ミルの厚さの３層のコーティングで、合計３ミルのコーティング厚さを含み、スロットライナ厚さの合計は５ミルとなる。図３に示されたスロットライナ３００の特定の幾何学的形状（例えば、大きさ、形状）は、例示の目的で例として提供されており、スロットライナの他の大きさ、形状、または配置が、例えばスロットの異なる形状や大きさに対応するために、代替的な実施形態で使用できることに留意されたい。例として、様々な実施形態で、スロットライナは「Ｕ」字形または「Ｌ」字形であってもよく、複数の、または複合的な屈曲を有し、かつ／または曲線的な特徴または屈曲を有していてもよい。
【００３６】
図３に示されている実施形態で、コーティング３３０は、１つの側面（例えば、第２の側面３４４）に配置されているが、コーティングされた側面とは反対側に配置されたもう１つの側面（例えば、第１の側面３４２）には配置されていない。第２の側面３４４は、「コーティングされた側面」と理解することができ、第１の側面３４２は、「コーティングされていない側面」と理解することができる。金属製支持部材３４０の１つの側面にのみコーティングを設けることによって、様々な実施形態で、生産または製造費用を削減、あるいは最小限にするのに役立てることができる。したがって、様々な実施形態で、コーティング３３０は、金属製支持部材３４０のコーティングされた側面に対向する側面ではなく、コーティングされた側面に配置することができる。金属製支持部材のコーティングされた側面は、巻線の方に向けることができ（例えば、コーティングされた側面は、金属製支持部材と巻線との間に置かれる）、コーティングされていない側面は、コーティングされた側面とロータコアとの間に置くことができる。したがって、コーティングされた側面は、巻線とロータコアとの間、ならびに巻線と金属製支持部材３４０との間に電気絶縁をもたらす。
【００３７】
様々な実施形態で、金属製支持部材３４０は、金属製支持部材の少なくとも１つの側面から延びる縁部を有していてもよいことに留意されたい。縁部は、スロットライナ３００がスロット内に位置決めされたときに、巻線の方に向けることができる。したがって、縁部には、電気的な破壊を防止するため、あるいは、金属製支持部材を介して、巻線からロータコアに電流が導通するのを防止するために、電気絶縁を設けることができる。いくつかの実施形態で、縁部は、電気絶縁性ならびに熱伝導性をもたらすために、コーティング３３０の１層以上のコーティングで覆われることができる。しかしながら、縁部は、巻線とスロットライナ３００との間に相対的に小さい接触面を構成できるため、縁部は、スロットライナ３００の製造時の費用および／または複雑さを削減するために、コーティング３３０の熱伝導性をもたらさない電気絶縁体で覆われてもよい。例えば、縁部は、コーティング３３０でコーティングされる代わりに、縁部に接着固定される絶縁テープで覆われてもよい。例えば図３の図示３−３に最もよく示されているように、スロットライナ３００の金属製支持部材３４０は、第１の側面（例えば、コーティングされていない側面）３４２から延びる縁部３６０と、第２の側面３４４（例えば、コーティングされた側面）とを備えている。図示３−３を含む図３に見られるように、スロットライナ３００は、ロータコア３８０を通過して延び、破線で示す巻線３９０を備える。様々な実施形態で、スロットライナ３００は、例えば、巻線３９０とロータコア３８０との間の直接的な接触を防止するのに役立つように、約１／８インチで１つ以上の方向に、ロータコア３８０を越えて延びることが可能である。絶縁テープ３７０は、縁部３６０を覆って（例えば、縁部３６０と巻線３９０との間に置かれる）、巻線からロータコアに接触するか、あるいは電流を導通させる場合がある、巻線３９０とスロットライナ３００のコーティングされていない部分（例えば、縁部３６０）との間に、絶縁を設けることが示されている。
【００３８】
様々な実施形態が、したがって、望ましい機械的性質（信頼性、強度、割れないかまたは無視できるほどの最小限の割れ、あるいは軽減された割れで、９０度（またはそれ以上、１８０度等）曲げられる）を有するスロットライナ、（ステータと巻線との間に、相対的に高い絶縁耐性等の、十分な電気絶縁を設ける）有益な電気特性、および相対的に高い熱伝導性（例えば、１．５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）以上）をもたらし、かつ、相対的に高い角速度で回転できるロータと共に使用するための、十分な機械的性質ももたらす。一般に、様々な実施形態で、フィラー（例えば窒化ホウ素）は、所望の熱伝導性および電気的特性を付与するのに役立てることができ、一方、金属製支持部材は、ロータ用途のための機械的安定性をもたらし、所望の大きさおよび／または形状への簡便な形成を容易にするのに役立てることができる。
【００３９】
図４は、スロットライナ（例えば、ロータ用のスロットライナ）を提供する方法４００のフローチャートである。様々な実施形態で、方法４００は、例えば、本明細書で説明した様々な実施形態（例えば、システムおよび／または方法）の構造や態様を用いることができる。様々な実施形態で、いくつかのステップは省略または追加でき、いくつかのステップは組み合わせることができ、いくつかのステップは同時に実行することができ、いくつかのステップは並行して実行することができ、いくつかのステップは、複数のステップに分割することができ、いくつかのステップは、異なる順序で実行することができ、あるいは、いくつかのステップまたは一連のステップは、反復的なやり方で再実行することができる。図４に示された方法４００およびフローチャートは、例示の目的のために、例として提供されていることに留意されたい。
【００４０】
例示的であって非限定的な図示の実施形態で、４０２において、金属製支持部材が設けられる。例えば、金属製支持部材（例えば、金属製支持部材３４０）は、（例えば、熱処理を介してもたらされる）軟質焼き戻しを伴う３１６ステンレス鋼等のステンレス鋼を用いて形成することができる。別の例として、銅または真鍮を用いてもよい。さらに別の例としては、コバルト合金またはニッケル合金が、金属製支持部材として用いられてもよい。一般的に、金属製支持部材の材料は、所望の機械的特性（例えば、強度、可撓性、信頼性、破断に対する耐性等）および熱伝導性をもたらすように選択することができる。金属製支持部材は、約２〜３ミルの厚さを有することができる。
【００４１】
４０４において、金属製支持部材が前処理される。前処理は、金属製支持部材を洗浄するため、および／または金属製支持部材へのコーティングの接着または粘着の向上をもたらすために、様々な実施形態で実行される。例えば、ステンレス鋼製の支持部材の場合、金属製支持部材は、アルカリ物質（例えば、アルカリ水溶液）で洗浄し、脱イオン水で１回以上すすいで乾燥させることによって前処理することができる。例えば、脱イオン水で２〜３回すすぐことは、様々な実施形態で実行することができる。アルカリ溶液は、金属製支持部材（または支持部材のコーティングを設けられる少なくとも１つの側面）からグリースその他の残留物を除去するように構成された、相対的に強い塩基またはアルカリであってもよい。
【００４２】
４０６において、樹脂前駆体が設けられる。樹脂前駆体は、フィラーとの容易かつ便利な混合、および金属製支持部材へのその後のコーティングのために構成される（例えば、金属製支持部材を前処理した後）。様々な実施形態における樹脂前駆体は、硬化後にポリイミドとなるポリアミド酸等の、ポリイミド樹脂前駆体であってもよい。
【００４３】
４０８において、フィラーが設けられる。例えば、フィラーは、本明細書で説明するように、ＨＴＣＥＩのフィラーであってもよい。様々な実施形態で、フィラーは、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、またはダイヤモンド材料のうちの少なくとも１種の粒子を含む。例えば、いくつかの実施形態で、フィラーは、１０ナノメートル〜１００ミクロンの範囲の大きさの窒化ホウ素の粒子を含むことができる。別の例として、フィラーは、１００〜３００ナノメートルの範囲の大きさの窒化ホウ素の粒子を含むことができる。
【００４４】
４１０において、コーティングを設けるために、前駆体とフィラーとが混合される。いくつかの実施形態で、前駆体は、５０〜６５重量％の混合物を含むことができる。フィラーは、様々な実施形態で、３５〜５０重量％の混合物を含むことができる。
【００４５】
４１２において、ライナ材料（例えば、スロットライナ材料３５０）を提供するために、金属製支持部材の少なくとも１つの側面にコーティングが塗布される。様々な実施形態で、コーティングは、例えば金属シートの両面に塗布されてもよい。いくつかの実施形態で、複数のコーティングが塗布されてもよい。製造または生産費用を削減するために、複数のコーティングが、金属製支持部材の１つの側面のみに塗布されてもよい。例えば、金属製支持部材の１つの側面をコーティングすることは、順次重なり合って塗布される複数のコーティングが設けられることを含む。例えば、各々が約１ミルの厚さを有する一連のコーティング（例えば３層）は、様々な実施形態で使用することができる。順次塗布されたコーティングの合計と同じ厚さを有する１層のみのコーティングの代わりに、順次塗布されたコーティングを使用することによって、コーティングの電気特性の向上をもたらすことができる。例えば、単一の相対的に厚い層は、コーティングに形成される泡（例えば気泡）の量および／または大きさが、より大きくなる場合がある。一方、複数の相対的に薄い層は、気泡の量および／または大きさをより小さくすることができ、より強固な電気絶縁を設ける。例えば、単一のコーティングと同じ全体的な厚さを有する、一連の３層のコーティング（例えば、単一の厚さ３ミルのコーティングとは対照的に、各々が１ミルの３層のコーティング）は、単一のコーティングよりも約１０倍の耐圧を有することができる。（例えば、後続の各コーティングに対して次第に間隙が大きくなる）一連のコーティングは、各層ごとに異なるブレード間隙を使用して、鋳造工程の一部として塗布することができる。ブレード間隙は、例えば、特定の層またはコーティングの乾燥時の（溶媒の蒸発等の）蒸発（例えば、後続のコーティングが塗布される前の、コーティングの乾燥時の蒸発）を考慮するのに役立つように、コーティング厚さよりも一般的に大きい（例えば、望ましい厚さの５〜１０倍）。コーティングは、図４に示すように、いくつかの実施形態で、一連のサブステップ、例えばサブステップ４１４、４１６、および４１８で塗布することができる。
【００４６】
４１４において、第１のコーティングが、基板または金属製支持部材に塗布される。第１のコーティングは、例えば、第１の厚さに設定されたナイフブレードコータを用いて塗布することができる。例えば、約５ミルのブレード間隙は、約１ミルの所望の厚さを有する、第１のコーティングを設けるために利用することができる。第１のコーティング５２２の金属製支持部材５１０への塗布が、図５の５０２に概略的に示されている。後続のコーティングが塗布される前に、第１のコーティングを乾燥させることができる。
【００４７】
図４に戻ると、４１６において、第２のコーティングが、第１のコーティングの上に塗布される。第１のコーティング５２２の上への第２のコーティング５２４の塗布が、図５の５０４に概略的に示されている。第２のコーティングは、例えば、４１４で使用された第１の厚さよりも大きい、第２の厚さに設定されたナイフブレードコータを用いて塗布することができる。例えば、約１０ミルのブレード間隙は、第１のコーティングの上に、約１ミルの所望の厚さを有する第２のコーティングを設けるために利用することができる。図５に見られるように、第１のコーティング５２２は、第２のコーティング５２４と金属製支持部材５１０との間に置かれている。第３のコーティングが塗布される前に、第２のコーティングを乾燥させることができる。
【００４８】
図４に戻ると、４１８において、第３のコーティングが、第２のコーティングの上に塗布される。第２のコーティング５２４の上への第３のコーティング５２６の塗布は、図５の５０６で概略的に示されている。第３のコーティングは、例えば、４１６で使用された第２の厚さよりも大きい、第３の厚さに設定されたナイフブレードコータを用いて塗布することができる。例えば、約１５ミルのブレード間隙は、第２のコーティングの上に、約１ミルの所望の厚さを有する第３のコーティングを設けるために利用することができる。図５に見られるように、第２のコーティング５２４は、第３のコーティング５２６と、金属製支持部材５１０および第１のコーティング５２２との間に置かれている。５０８において、第３のコーティング５２６の塗布および乾燥後に、スロットライナ材料５３０は、金属製支持部材５１０と共に、コーティング５２０（第１のコーティング５２２、第２のコーティング５２４、および第３のコーティング５２６を含む）を含んでいることが示されている。スロットライナ材料５３０は、複数のスロットライナを提供するために、短冊状に切断されるシートとして提供されてもよい。本明細書で説明する実施形態は、例示の目的で、例として提供されており、例えば、コーティングの他の数および／または厚さ、ならびに代替的なコーティングまたは鋳造工程を、様々な実施形態で利用できることに留意されたい。
【００４９】
再び図４に戻ると、４２０において、ライナ材料（例えば、スロットライナ材料３５０、スロットライナ材料５３０）を硬化させる。例えば、スロットライナ材料は、シートの形状（例えば、その上に配置された１層以上のコーティングを有する金属製支持部材のシート）であってもよく、シートは、硬化させるために真空オーブン内に置くことができる。いくつかの実施形態で、ライナ材料は、イミド化されてもよく、あるいはポリイミド前駆体を硬化させてポリイミドにしてもよい。ライナ材料は、例えば、約２５０℃で硬化させてもよく、別の例として、約３００℃で硬化させてもよい。硬化またはイミド化の間、水蒸気が放出される場合がある。硬化は、水蒸気の放出によって引き起こされる、ライナ材料での微小空洞の形成を低減または回避するのに役立つように、（例えば、真空オーブン内で生じる）真空の影響下で実行することができる。これに加えて、またはこれに代えて、真空オーブンは硬化中に、相対的に高い温度における酸化を防止または低減するために、例えば、窒素ガスで浄化することができる。
【００５０】
４２２において、スロットライナの１つ以上の露出した（例えば、コーティングされていない）縁部に、電気絶縁テープが貼付される。例えば、スロットに装着する際に、巻線に接近するか接触する場合がある金属製支持部材の縁部を、絶縁テープで覆うことができる。テープは、縁部に貼付される接着面を有することができる。いくつかの実施形態で、１層以上のコーティングすなわち層を、縁部に塗布することができる。テープ（例えば、ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）テープ）を使用しても、コーティングほどの熱伝導性をもたらすことはできないが、縁部を電気絶縁することに関する、生産または製造費用を削減するのに役立てることができる。
【００５１】
４２４において、ライナ材料が、１つ以上のライナスロットに形成される。例えば、ライナ材料（またはその一部）は、ステータのスロットで受けられるように構成された形状に形成することができる。スロットライナは、例えば、スロットの形状に類似しているか、または相補的な形状を有することができるが、例えば、異なる大きさにしてもよい。例えば、Ｖ字形のスロットライナはＶ字形のスロット内に配置することができるが、スロットライナの脚部または大きさは、スロットライナの脚部が、スロットの縁部を越えて（例えば、ロータの内部または孔に向かって、および／またはロータの一部を軸方向に通過して）延びるように、スロットの脚部よりも長くてもよい。ライナ材料は、例えば、ライナ材料への熱および圧力の印加（例えば、加熱プレス）を介して、所望の形状に曲げることができる。成形に使用されるパラメータの特定の値（例えば、圧力の量）は、例えば、スロットライナの厚さに基づいて変化してもよい。いくつかの実施形態で、ライナ材料の硬化したシートは、短冊状その他の形状に切断することができ、続いて、この短冊状その他の形状は、曲げられるかあるいはスロットライナの形に形成される。いくつかの実施形態で、スロットライナは、ロータから離れた場所に事前形成（例えば、取り付け工程の前に事前形成）されてもよく、他の実施形態では、スロットライナは、ほぼ平坦な状態で提供されて、スロットの形状に曲げられるか、あるいはスロットへの取り付け中に形成されてもよいことに留意されたい。
【００５２】
図６は、ロータ組立体を設ける方法６００のフローチャートである。様々な実施形態で、方法６００は、例えば、本明細書で説明した様々な実施形態（例えば、システムおよび／または方法）の構造や態様を用いることができる。様々な実施形態で、いくつかのステップは省略または追加でき、いくつかのステップは組み合わせることができ、いくつかのステップは同時に実行することができ、いくつかのステップは並行して実行することができ、いくつかのステップは、複数のステップに分割することができ、いくつかのステップは、異なる順序で実行することができ、あるいは、いくつかのステップまたは一連のステップは、反復的なやり方で再実行することができる。図６で示された方法６００およびフローチャートは、例示の目的で、例として提供されていることに留意されたい。
【００５３】
例示的であって非限定的な図示の実施形態の、６０２において、スロットを有するロータが設けられる。ロータは、例えば、ロータコアの中央部または内部から延びる、アームとスロットとを有するロータコア（例えば、ロータコア１１０）を有することができる。ロータコアは、金属（例えば、積層金属）で作ることができる。スロットは、アームを囲む導体（例えば、銅巻線）の配置すなわち位置決めのために構成することができる。
【００５４】
６０４において、スロットライナ（例えば、スロットライナ１４０、スロットライナ３００）が、スロットに挿入される。スロットライナは、スロットライナが挿入されるスロットの形状に対応した形状を有するように事前形成することができる。スロットライナは、巻線とロータ（例えば、ロータのロータコアまたは本体）との間に置かれるように、かつロータと巻線との間に電気絶縁を設けるように構成される。さらに、本明細書に開示されているような様々な実施形態において、スロットライナはまた、巻線とロータ本体との間に相対的に高い熱伝導性を提供することにより、巻線からの熱の除去の向上、および電力密度の向上を可能にする。
【００５５】
６０６において、巻線が位置決めされる。巻線は、電流を流せるように構成されている。巻線は、例えば、銅で作ることができる。巻線は、ロータのアームの周りに巻かれてスロットを通り、巻線とロータアームとの間にスロットライナが置かれている。
【００５６】
６０８において、接着剤が塗布される。例えば、スロットライナおよび巻線が所定の位置にあるロータ組立体は、ロータ組立体の様々な構成部品同士の確保および維持を補助するために、ワニスその他の接着剤に浸漬すなわち浸される。次に、ロータ組立体は、モータまたは発電機等の電力システムを組み立てる（例えば、ロータ組立体は、ステータ組立体の孔の中に配置することができ、ステータ組立体はハウジングに取り付けることができ、巻線と、電源、制御システム等との間に電気接続を形成することができる）のに用いることができる。
【００５７】
したがって、様々な実施形態が、例えば、より大きい電流が巻線を流れることを可能にし、かつ／あるいは、より効率的に巻線から熱を除去することによって、電力密度の向上をもたらす。本明細書で述べるように、様々な実施形態が、ロータ巻線からの熱伝達の向上のための、増加した熱伝導性を有すると共に、ロータの用途の厳しさに耐えるのに十分な機械的強度を備えた、望ましい機械的および電気的特性をさらにもたらす、改良されたスロットライナを提供する。
【００５８】
図示した実施形態の構成部品の特定の配置（例えば、数、種類、位置等）は、様々な代替的な実施形態において、修正されてもよいことに留意すべきである。例えば、様々な実施形態で、所与の構成部品または態様の異なる数、大きさ、または形状が使用されてもよい。
【００５９】
本明細書で使用される場合、タスクまたは操作を実行する「ように構成された」構造、制限、または要素は、そのタスクまたは操作に対応する方法で、特に構造的に形成され、構築され、または適合されている。明確にし、疑念を回避するために、本明細書で使用される場合、タスクまたは操作を実行するために、単に修正されることが可能なだけの対象は、タスクまたは操作を実行する「ように構成されて」はいない。代わりに、本明細書で使用する、「ように構成された」の使用は、構造的適応または特性を示し、かつタスクまたは操作を行う「ように構成された」と記載されている任意の構造、制限、または要素の構造上の要件を示している。
【００６０】
以上の説明は例示を意図しており、限定的ではないことを理解されたい。例えば、上述の実施形態（および／またはその態様）は、相互に組み合わせて使用することができる。さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の教示に特定の状況または材料を適合させるように、多くの修正が可能である。本明細書に記載した、様々な構成部品の寸法、材料の種類、向き、ならびに様々な構成部品の数および位置は、ある実施形態のパラメータを規定することを意図しており、限定されるものではなく、単に例示的な実施形態である。特許請求の範囲の精神および範囲内での、他の多くの実施形態および修正が、上述の説明を検討することにより、当業者には明らかであろう。本発明の範囲は、したがって、添付の特許請求の範囲を、この特許請求の範囲によって権利が与えられる等価物の全範囲と共に参照することによって、決定されるべきである。添付の特許請求の範囲において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「ｉｎ  ｗｈｉｃｈ」という用語は、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「〜であって（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という各々の用語の、平易な英語の等価物として使用される。さらに、以下の特許請求の範囲において、「第１の」、「第２の」、「第３の」等の用語は、単なる標識として使用され、それらの対象に数値条件を与えるものではない。さらに、以下の特許請求の範囲の制限は、ミーンズ・プラス・ファンクションの形式で記載されておらず、そのような特許請求の範囲の制限が、「〜のための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」という語句を明確に用いて、さらなる構造のない機能の記述が後に続かない限り、米国特許法第１１２条第１段落（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２（ｆ））に基づいて解釈されることを意図するものではない。
【００６１】
本明細書は、様々な実施形態を開示し、また、当業者が、任意の装置またはシステムを作成かつ使用して、任意の組み込まれた方法を実行することを含めて、様々な実施形態を実施できるようにするために、例を使用する。様々な実施形態の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義されると共に、当業者に想起される他の例を含んでいてもよい。そのような他の例は、この例が請求項の文字通りの言語と違わない構造要素を有するならば、特許請求の範囲内にあることが意図され、あるいは、この例には、請求項の文字通りの言語と実体のない違いを有する、同等の構造要素が含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
１００  ロータ組立体
１１０  ロータコア
１１２  中央部
１１４  アーム
１１６  スロット
１１８  スロット開口部
１３０  巻線
１４０  スロットライナ
２００  電力システム
２１０  ロータ組立体
２２０  ステータ組立体
２２２  孔
２３０  ハウジング
２４０  シャフト
３００  スロットライナ
３０２  金属製支持部材３４０が、樹脂３１０およびフィラー３２０と共に設けられている
３０４  樹脂３１０を、コーティング３３０をもたらすためにフィラー３２０と混合
３０６  コーティング３３０が、金属製支持部材３４０の少なくとも１つの側面に塗布されて、スロットライナ材料３５０をもたらす
３０８  ほぼＶ字形のスロットライナ
３１０  樹脂
３２０  フィラー
３３０  コーティング
３４０  金属製支持部材
３４２  第１の側面
３４４  第２の側面
３５０  スロットライナ材料
３６０  縁部
３７０  絶縁テープ
３８０  ロータコア
３９０  巻線
４００  スロットライナを提供する方法、方法
４１４  サブステップ
４１６  サブステップ
４１８  サブステップ
５０２  第１のコーティング５２２の金属製支持部材５１０への塗布
５０４  第１のコーティング５２２の上への第２のコーティング５２４の塗布
５０６  第２のコーティング５２４の上への第３のコーティング５２６の塗布
５０８  金属製支持部材５１０と共に、コーティング５２０（第１のコーティング５２２、第２のコーティング５２４、および第３のコーティング５２６を含む）を含んでいるスロットライナ材料５３０
５１０  金属製支持部材
５２０  コーティング
５２２  第１のコーティング
５２４  第２のコーティング
５２６  第３のコーティング
５３０  スロットライナ材料
６００  ロータ組立体を設ける方法、方法
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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