(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を受領または出力するためのステータと；
前記ステータ内に同軸に配置されており、その上に配置されている１つ以上の磁石を有し、ローター軸の周りを回転するように配置されているローターであって、
前記ローターは内側壁を有するローターハウジングと、前記ハウジングの周りに配置されている前記磁石とを含有し、前記ローターは、前記ローターの第一端部および前記ローターの第二遠位端間の冷却剤の流れのための軸方向構成要素を有する導管も含有し；前記ローターはさらに、１つ以上の放射状流体導管を含有し、前記放射状流体導管は、軸方向構成要素を有する前記導管へ流体的に連結されており、かつ、使用において、軸方向構成要素を有する前記導管から冷却剤を受領、または、軸方向構成要素を有する前記導管へ冷却剤を提供するように配置されており、前記内側壁は、それにより前記ローターを冷却する、冷却剤の流れのための１つ以上の流体経路を有する、ローターと；
前記ローターの前記の第一および／または遠位端に配置され、前記ローターと共に回転するように配置され、前記ローターへ出入りする流体に回転運動を付与および／または維持する、または、前記流体から回転運動を除去および／または維持する、少なくとも１つの流体インペラと；
を含有する回転装置であって、
前記インペラは、前記回転装置からの除去のために前記ローター軸に向かって前記流体を導くように配置されている、回転装置。
【請求項２】
前記回転装置への流体入口と、前記回転装置からの流体出口とを含有し、前記流体出口は、前記流体入口よりも半径が大きいことを特徴とする、請求項１に記載の回転装置。
【請求項３】
前記内側壁の前記流体経路は、ねじ曲がった経路である、請求項１または請求項２に記載の回転装置。
【請求項４】
前記冷却剤が、前記ローターの同じ軸方向端部において、前記ローターへ出入りする、請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の回転装置。
【請求項５】
前記冷却剤が、軸方向に前記ローターへ出入りする、請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の回転装置。
【請求項６】
前記冷却剤が、軸方向に前記ローターへ入り、放射状に前記ローターから出る、請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の回転装置。
【請求項７】
前記冷却剤が、放射状に前記ローターに入り、軸方向に前記ローターから出る、請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の回転装置。
【請求項８】
前記ステータが、冷却剤流体の流れのための、その内部に区画された入り組んだ経路を有する、請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載の回転装置。
【請求項９】
前記磁石が、前記ローターに沿った軸方向変位により、回転方向にずらされている、請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に記載の回転装置。
【請求項１０】
前記インペラが、冷却剤を導くためのガイドリブを有する、単一成形構成要素(unitary moulded component)である、請求項１から請求項９までのいずれかの請求項に記載の回転装置。
【請求項１１】
前記ガイドリブがカーブしている、請求項１０に記載の回転装置。
【請求項１２】
前記ガイドリブが、その長さに沿って変化する曲率でカーブしている、請求項１１に記載の回転装置。
【請求項１３】
前記ガイドリブがまっすぐである、請求項１０に記載の回転装置。
【請求項１４】
回転力を発生させるためのモーターにおけるローターを冷却する方法であって、前記方法は、
電力を受領するためのステータと、前記ステータ内に同軸に配置され、その上に配置されている１つ以上の磁石を有し、ローター軸の周りを回転するように配置されているローターとを有するモーターにおいて、
前記ローターに、内側壁を有する円筒形ローターハウジングと、前記ハウジングの周りに配置されている前記磁石とを提供することと、また、前記ローターに、前記ローターの第一入力端部および前記ローターの第二遠位端間の冷却剤の軸方向の流れのための中央流体導管を提供することと；前記ローターに、前記中央流体導管へ流体的に連結され、使用において前記中央流体導管から冷却剤を受領、または、前記中央流体導管へ冷却剤を提供するように配置されている１つ以上の放射状流体導管を、前記ローターの前記第二遠位端において提供することと、を含有し、前記内側壁は、それにより前記ローターを冷却する、冷却剤の流れのための流体経路を有し、
前記ローターと共に回転し、前記ローターへ出入りする流体に回転運動を付与および／または維持する、または、前記流体から回転運動を除去および／または維持するように、前記ローターの前記の第一および／または遠位端に少なくとも１つの流体インペラが配置され、
前記インペラにより、前記モーターからの除去のために前記ローター軸に向かって前記流体が導かれる、方法。
【請求項１５】
前記中央流体導管の端部に設けられた放射状孔内へ、および、前記ローターを冷却するための前記流体経路に沿って前記冷却剤が流れるために、前記中央流体導管へ冷却剤を提供することを含有する、請求項１４に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転装置、モーター、および、モーターの冷却方法に関する。また、本発明は、発電機、および、発電機の冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気モーターは、牽引力を発生させるための手段として広く用いられている。しかしながら、トラクションモーターに関連して起こり得る問題として、その内部において、著しい熱が発生し得るということが知られている。上記モーターの冷却は、上記モーターの内部の熱的に敏感な構成要素への損傷を防止するために重要である。より低コスト、または、より性能密度が高いモーターの提供が所望される。しかしながら、後述するように、この要求を満たすモーターは、通常の運転において、上記モーター内の上記ローターの、より著しい熱を経験し得る。
【０００３】
三相同期モーターなどのモーターは、一般的にステータおよびローターの両方を有する。上記ステータは、使用においては、電力を受け取って、変動磁場を発生させるように配置される。上記ローターは、上記ステータ内に同軸に、一般的には上記ステータによって取り囲まれるように配置され、上記変動磁場の影響下において、上記ローターを回転させる、数々の永久磁石を含有する。このように、電力の供給により、回転出力を得ることができる。発電するために、実質的に同じ装置を、逆の順序において用いることができる。言い換えると、上記ローターが回転駆動入力によって駆動されれば、上記ステータコイルにおいて電圧が発生する。
【０００４】
モーター質量および物理的なサイズの低減への要求が高まったため、それは必然的に、上記ステータが使用においてより高温になるモーターをもたらす。これは、例えば、上記ステータ巻線における、より高い抵抗損失をもたらす銅含有量を低減することに起因し、その結果、上記巻線自体がより高温になることをもたらす。上記モーター内の上記ステータがより高温で運転する状況においては、上記ステータが上記モーターよりも高温において運転していると、上記ローターから上記ステータへの熱損失への潜在能力がないため、これは通常上記ローターの自然冷却容量を低下させる。これは、上記ローターが容易に空冷されることができない、密封容器モーターの場合に特に当てはまる。これは、高性能の液冷式のモーターに典型的である。
【０００５】
加えて、製造コストの低減への要求は、上記磁石およびローターを加熱する、磁流の渦(magnetic eddy current)の増加をもたらし得るモーターの構造を好む。特に、例えば上記モーター内の上記永久磁石などの構造がシンプルであればある程、発生する渦流(eddy current)およびその結果の加熱は増大する。ローターの渦流加熱を低減する従来の方法は、上記ローターおよび磁石を積層する(laminating)ことを含む。これは、上記磁石およびローター内において著しい渦流が発生する場所がないことを確実にする。しかしながら、上記熱問題を処理するこの方法は、渦流に起因して発生される熱の量が低減されたとしても、上記ローターから上記ステータへの、乏しいまたは無視できるほどの熱損失のため、比較的少ない量の発生された熱が問題となり得るため、上記ステータがより高い温度において運転する場合は、利益が少ない。
【０００６】
加えて、上記ステータの高い温度のため、上記ステータへの空隙を介する熱放出が効果的ではない場合、上記ローターが利用できる熱放出のための、残りの熱経路は、上記シャフトおよびベアリングを介してである。一般的にこれは、著しい熱伝達を提供しない、乏しい熱経路であり、上記ローターを積層することにより、発生する熱はより少ないにもかかわらず、利用できる熱放出メカニズムが極めて乏しいため、上記ローターはそれでも過熱されやすい。
【０００７】
最小のコストにおいて、最高の出力密度のモーターを達成するために、上記ステータを可能な限り高温で（高温ステータ材料は、比較的安価である）、かつ、磁石コストを最小に抑えるために、上記ローターを可能な限り低温で運転することが必要である。
【０００８】
モーターをどのように効果的に冷却するかの問題がここのところずっとあり、様々な解決法が提案されてきた。
【０００９】
特許文献１（チョウ(Zhou)等）においては、ローターシャフトの一部が中空であり、開口端および閉塞端を有する、ローターアセンブリ冷却システムが記載されている。冷却剤供給管は、上記ローターシャフトに堅く取り付けられている。このように、上記シャフトおよび上記供給管は、同じ速度において回転される。冷却剤は、上記供給管の上記端部から出るまで、上記供給管を通ってくみ上げられ、上記ローターシャフトの上記閉塞端の内面にぶつかって流れ、上記冷却剤の方向が変えられ、上記冷却剤流領域を通って流れて戻る。そのため流体は、上記供給管の外側表面と、上記中空ローターシャフトの内側表面との間の空間内へ流される。連続的ならせん状の部材が、上記供給管をらせん状に包み込み、それを上記シャフトへ連結する、連続的な支持ストラットの形において提供される。上記部材のらせん形状のため、上記シャフトから上記供給管を分離する領域内へ活発に冷却剤がくみ上げられ、上記ローターアセンブリへの連続的な冷却剤の流れを確実にする。特許文献２は、チョウに関連する特許である。
【００１０】
特許文献３（ポッター）においては、オイル冷却発電機が提供されている。ここでは、冷却剤オイルの流れは、開口を介して提供される。その後上記冷却剤オイルは、上記発電機ローターの軸シャフトに入る前に、らせん状経路を通って流れる。上記流体は、それが上記ローターハウジングの上記内側面から反射される場所である上記ローターの端部に向かって通過し、更なるらせん状経路を通り、戻って通過する。やがて上記冷却剤は、上記装置の外へ出て行く。このように、冷却オイルの流れを制御するために上記らせん状経路が用いられ、上記ローターと一緒に上記流体供給管が回転する、オイル冷却発電機が提供されている。
【００１１】
流体冷却モーターまたは発電機の他の例は、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８に記載されたものを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第７、５７９、７２５号
【特許文献２】米国特許第７、４８９、０５７号
【特許文献３】米国特許第３、２６０、８７２号
【特許文献４】米国特許第４、６４７、８０５号
【特許文献５】米国特許第５、５８９、７２０号
【特許文献６】国際公開第９０／０９０５３号
【特許文献７】ドイツ特許出願公開第１９９１３１９９号
【特許文献８】米国特許第４、６９２、６４４号
【特許文献９】米国特許第８、０２２、５８２号
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００１／０３０８０７１号
【特許文献１１】米国特許第３、５２１、０９４号
【特許文献１２】米国特許第３、０６０、３３５号
【特許文献１３】米国特許第３、２４０、９６７号
【特許文献１４】米国特許第４、３５０、９０８号
【特許文献１５】米国特許第５、４２４、５９３号
【特許文献１６】英国特許出願公開第１６９７９号
【特許文献１７】英国特許出願公開第２４８３１２２号
【特許文献１８】ドイツ特許出願公開第３６２２２３１号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第一態様によれば、電力を受領または出力するためのステータと；上記ステータ内に同軸に配置されており、その上に配置されている１つ以上の磁石を有するローターであって、上記ローターは内側壁を有するローターハウジングと、上記ハウジングの周りに配置されている上記磁石とを含有し、上記ローターは、上記ローターの第一端部および上記ローターの第二遠位端間の冷却剤の流れのための軸方向構成要素を有する導管も含有し；上記ローターはさらに、１つ以上の放射状流体導管を含有し、上記放射状流体導管は、上記軸方向流体導管へ流体的に連結されており、かつ、使用において、上記軸方向流体導管から冷却剤を受領、または、上記軸方向流体導管へ冷却剤を提供するように配置されており、上記内側壁は、それにより上記ローターを冷却する、冷却剤の流れのための１つ以上の流体経路を有する、ローターと；上記ローターの上記第一または遠位端に配置され、上記ローターと共に回転するように配置され、回転装置へ出入りする流体に回転運動を付与する、または、上記流体から回転運動を除去する、流体インペラと；を含有する回転装置が提供されている。
【００１４】
回転装置が提供されている。上記回転装置は、モーターまたは発電機として機能することができる。モーターとしては、変動磁場を発生させるステータに電力が提供され、上記ローターの回転が、その上の上記磁石との相互作用によってもたらされる。発電機としての使用において上記ローターは、丸く駆動され、それが曝される変動磁場のおかげで上記ステータにおいて力が発生する。上記ローターと共に回転するように配置され、上記回転装置へ出入りする流体に回転運動を付与および／または維持する、または、上記流体から回転運動を除去する、インペラが設けられている。これは、上記回転装置内を流れる冷却剤流体における圧力損失が回避されていることを意味する。流体が略軸方向、すなわち、上記ローターの一端からもう一方へ、および／または、再び戻る方向に流れることを可能にする軸方向流体導管が設けられている。上記軸方向流体導管は、中央縦軸位置において流体がその中を流れることができるように、中心的に配置されていることが好ましい。他の例において上記軸方向流体導管は、上記ローターの上記中心縦軸から放射状にいくらか離れて配置されている。
【００１５】
本発明の第二態様によれば、電力を受領または出力するためのステータと；上記ステータ内に同軸に配置されており、その上に配置されている１つ以上の磁石を有するローターであって、上記ローターは内側壁を有するローターハウジングと、上記ハウジングの周りに配置されている上記磁石とを含有し、上記ローターは、上記ローターの第一端部および上記ローターの第二遠位端間の冷却剤の流れのための軸方向流体導管も含有し；上記ローターはさらに、１つ以上の放射状流体導管を含有し、上記放射状流体導管は、上記軸方向流体導管へ流体的に連結されており、かつ、使用において、上記軸方向流体導管から冷却剤を受領、または、上記軸方向流体導管へ冷却剤を提供するように配置されており、上記内側壁は、それにより上記ローターを冷却する、冷却剤の流れのための１つ以上のねじ曲がった経路を有する、ローターと；上記ローターの上記第一または遠位端に配置され、上記ローターと共に回転するように配置され、回転装置へ出入りする流体に回転運動を付与する、または、上記流体から回転運動を除去する、流体インペラと；を含有する回転装置が提供されている。
【００１６】
回転装置が提供されている。上記回転装置は、モーターまたは発電機として機能することができる。モーターとしては、変動磁場を発生させるステータに電力が提供され、上記ローターの回転が、その上の上記磁石との相互作用によってもたらされる。発電機としての使用において上記ローターは、丸く駆動され、それが曝される変動磁場のおかげで上記ステータにおいて力が発生する。上記ローターと共に回転するように配置され、上記回転装置へ出入りする流体に回転運動を付与および／または維持する、または、上記流体から回転運動を除去する、インペラが設けられている。これは、上記回転装置内を流れる冷却剤流体における圧力損失が回避されていることを意味する。冷却剤の流れのために、上記内側壁上に、１つ以上のねじ曲がった経路が設けられている。これらは、上記内側の上記表面の著しい割合を流体が覆うことを可能にする手段を提供し、それにより上記ローターの著しい部分と上記流体との良好な熱的接触を確実にする。
【００１７】
一例において上記インペラは、上記モーターからの除去のために上記ローター軸に向かって、または、上記１つ以上のねじ曲がった経路に向かって放射状外側に上記流体を導くように配置されている。流体が最初に中央軸方向位置から、上記ローターの長さに沿っ流れて（一方向における流れ）、上記ねじ曲がった経路に沿って流れるために放射状外側へ流れ、その後軸方向位置へ戻される例において、これは特に有用である。この例における上記インペラは、上記流体のための連続して導管を提供する一方、上記インペラに対して回転的に上記流体が流れることを許容せず、それ故、上記流体が軸方向位置から戻された際には、回転運動がそれから除去されている。反対方向へ流れる流体を有するため上記インペラは、上記ローターに対していかなる回転速度を導入することなく、上記流体が回転的に加速される手段を提供する。
【００１８】
一例においては、上記インペラが、冷却剤を導くためのガイドリブを有する、単一成形構成要素(unitary moulded component)である。
【００１９】
一例においては、上記インペラリブがカーブしている。
【００２０】
一例においては、上記インペラリブが異なる曲率でカーブしている。
【００２１】
一例においては、上記インペラリブがまっすぐである。
【００２２】
一例においては、上記インペラリブが、円筒形ドリルなどの、ドリルによって形成されている。
【００２３】
一例においては、上記冷却剤が、上記ローターの同じ軸方向端部において、上記ローターへ出入りする。
【００２４】
一例においては、上記冷却剤が、軸方向に上記ローターへ出入りする。
【００２５】
一例においては、上記冷却剤が、軸方向に上記ローターへ入り、放射状に上記ローターから出る。
【００２６】
一例においては、上記冷却剤が、放射状に上記ローターに入り、軸方向に上記ローターから出る。
【００２７】
一例においては、上記ステータが、冷却剤流体の流れのための、その内部に区画された入り組んだ経路を有する。
【００２８】
一例においては、上記磁石が、ローターに沿った軸方向変位によって異なる、互い違い、または、回転的にオフセットされている。
【００２９】
本発明の第三態様によれば、回転力を発生させるためのモーターであって、上記モーターは、電力を受領するためのステータと；上記ステータ内に同軸に配置されているローターであって、その上に配置されている１つ以上の磁石を有するため、上記電力を受領する上記ステータに応じて上記ローターが回転され、上記ローターは内側壁を有するローターハウジングと、上記ハウジングの周りに配置されている上記磁石とを含有し、上記ローターは、上記ローターの第一端部および上記ローターの第二遠位端間の冷却剤の軸方向の流れのための中央流体導管も含有し；上記ローターはさらに、１つ以上の放射状流体導管を上記ローターの上記第二遠位端において含有し、上記導管は、上記中央流体導管へ流体的に連結されており、かつ、使用において、上記中央流体導管から冷却剤を受領、または、上記中央流体導管へ冷却剤を提供するように配置されており、上記内側壁は、それにより上記ローターを冷却する、冷却剤の流れのための複数のねじ曲がった経路を有する、ローターと；を含有するモーターが提供されている。
【００３０】
一例においては、上記ローターは、その上に１つ以上のねじ曲がった経路が配置された円筒形のボディーを有する。言い換えると、上記内側壁は円筒形である。例えば上記ステータへの電圧の付与など、上記ステータへの力の付与に際し、上記ローターは回転される。上記ねじ曲がった経路は、上記円筒形ボディーの上記表面上の上記冷却剤を導き、それ故、上記冷却剤により、上記円筒形ボディーの良好な覆いを確実にする。さらに、放射状流体導管は、上記ローター内の軸方向位置から、上記円筒形ボディーの上記外側表面上の経路（または、流体の流れのによっては反対方向）へ上記冷却剤を導くために設けられている。このような方法における放射状導管の使用は、前方への伝搬のための上記経路へ（または、そこから受領する）上記流体が都合よく配達されることを確実にする。上記放射状導管と上記ねじ曲がった経路との組み合わせは、上記ローターの冷却を可能にする効果的かつ効率的な方法が達成されることを提供する。さらに、上記流体のための導管の使用は、上記ローターおよび上記流体間で相対速度が急激に変化することなく、上記ねじ曲がった経路へ上記流体が配達される、または、上記ねじ曲がった経路から上記流体を受領することができることを確実にし、それ故、冷却剤の流れへの抵抗を最小化する。
【００３１】
放射状導管の使用のさらなる１つの利点は、上記流体が比較的低い（あるとしたら）圧力損失において、上記中央軸から、上記熱源に近い上記外側シリンダへ伝達され、および、再び戻される（または、その逆）ことを許容する。
【００３２】
加えて、上記円筒形ボディーの上記表面上に設けられた上記ねじ曲がった経路は、比較的高速、すなわち、上記経路がない場合よりも速高速において上記流体が流れることを確実にする。比較的高速の流体の流れの使用は、上記流体への良好な熱伝達があることを意味する。後述するようにまっすぐな経路も用いることができるが、高速を発生させるための手段としての、まっすぐな細い経路ではなくねじ曲がった経路の使用は、詰まりへの耐性および要求される製作公差の観点から有利である。
【００３３】
さらに、上記円筒形表面を覆う上記流体の流れは、上記冷却剤が上記熱源（上記磁石）に近くに位置することを確実にし、それ故、上記源からの熱伝達が効率的に処理される。
【００３４】
一例においては、上記ねじ曲がった経路が、上記内側壁内のガイドリブまたは溝によって区画されている。
【００３５】
一例においては、上記リブまたは溝が、らせん状である。
【００３６】
一例においては、らせん状リブまたは溝の角度が、特定の範囲内である。
【００３７】
一例においては、上記内側壁が、上記ローターハウジングが中空であるように、円筒形である。
【００３８】
一例においては、上記モーターは流体入口および流体出口を含有し、上記流体出口が上記流体入口よりも大きな半径である。
【００３９】
一例においては、上記リブまたは溝の数が、上記放射状流体導管の数と同じである。
【００４０】
一例においては、上記リブまたは溝の数が、４である。
【００４１】
一例においては、上記１つ以上の放射状導管が、上記内側壁にしっかりと搭載された端部キャップ内のドリルまたは孔として形成されている。
【００４２】
一例においては、上記中央流体導管および上記１つ以上の放射状流体導管が、単一構成要素として形成されている。
【００４３】
一例においては、上記１つ以上の放射状流体導管が、カーブしている。
【００４４】
一例においては、上記中央流体導管がローターシャフトの機能を果たし、ローターの第一端部においてベアリング内に搭載された第一端部と、上記ローターの第二遠位端においてベアリング内に搭載された第二端部とを有する。
【００４５】
一例においては、上記中空シリンダ（円筒）が、シールされ、空気で満たされた空洞を、上記モーター内の熱伝達ゾーンの下に含有する。
【００４６】
一例においては、上記モーターは、上記ローターの第一端部に配置され、上記らせん状リブから冷却剤を受領、または、上記らせん状リブへ冷却剤を提供し、上記モーターからの除去のために上記ローター軸へ向かって、または、上記らせん状リブに向かって放射状外側に、上記流体を導く流体インペラを含有する。
【００４７】
一例においては、上記インペラが、冷却剤を導くためのガイドリブを有する、単一成形構成要素である。
【００４８】
一例においては、上記インペラリブがカーブしている。
【００４９】
一例においては、上記インペラリブが異なる曲率でカーブしている。
【００５０】
一例においては、上記インペラリブがまっすぐである。
【００５１】
一例においては、上記冷却剤が、上記ローターの同じ軸方向端部において、上記ローターへ出入りする。
【００５２】
一例においては、上記冷却剤が、軸方向に上記ローターへ出入りする。
【００５３】
一例においては、上記冷却剤が、軸方向に上記ローターへ入り、放射状に上記ローターから出る。
【００５４】
一例においては、上記冷却剤が、放射状に上記ローターに入り、軸方向に上記ローターから出る。当然のことながら流体の流れは、上記ローター内の任意の所望の方向において提供することができる。一例においては、上記流体は、放射状に提供され、その内部を進んだ後に、上記ローターの同じ端部において、上記ローターから取出される。他の例においては、上記流体は一端から軸方向に提供され、他端から放射状に出る。他の例においては、上記流体は一端から放射状に提供され、反対の端部から放射状に出る。流体が入力された端部とは異なる端部から流体が出る例においては、一般的に、流体が上記第二端部において出る前に、上記ローターを下る一重経路のために、上記ねじ曲がった経路内に直に供給される。
【００５５】
一例においては、上記ステータが、冷却剤流体の流れのための、その内部に区画された入り組んだ経路を有する。
【００５６】
一例においては、上記磁石が、ローターに沿った軸方向変位によって異なる、互い違い、または、回転的にオフセットされている。
【００５７】
本発明の第四態様によれば、発電機であって、発生した力を出力するための電気的接触を有するステータと；上記ステータ内に同軸に配置されており、その上に配置されている１つ以上の磁石を有するローターであって、上記ローターが駆動されることに応じて上記ステータにおいて電力を発生させるための、回転入力を受領するための駆動入力を上記ローターは有し；上記ローターは内側壁を有するハウジングと、上記ハウジングの周りに配置されている上記磁石とを含有し、上記ローターは、上記ローターの第一端部および上記ローターの第二遠位端間の冷却剤の軸方向の流れのための中央流体導管も含有し；上記ローターはさらに、上記中央流体導管へ流体的に連結され、使用において上記中央流体導管から冷却剤を受領、または、上記中央流体導管へ流体を提供するように配置されている放射状流体導管を、上記ローターの上記第二遠位端において含有し、上記内側壁は、それにより上記ローターを冷却する、冷却剤の流れのための複数のねじ曲がった経路を有する、ローターと；を含有する発電機が提供されている。
【００５８】
本発明の第五態様によれば、回転力を発生させるためのモーターにおけるローターを冷却する方法であって、上記方法は、電力を受領するためのステータと、上記ステータ内に同軸に配置され、その上に配置されている１つ以上の磁石を有するローターとを有するモーターにおいて、上記ローターに、内側壁を有する円筒形ローターハウジングと、上記ハウジングの周りに配置されている上記磁石とを提供することと、また、上記ローターに、上記ローターの第一入力端部および上記ローターの第二遠位端間の冷却剤の軸方向の流れのための中央流体導管を提供することと；上記ローターに、上記中央流体導管へ流体的に連結され、使用において上記中央流体導管から冷却剤を受領、または、上記中央流体導管へ冷却剤を提供するように配置されている１つ以上の放射状流体導管を、上記ローターの上記第二遠位端において提供することと、を含有し、上記内側壁は、それにより上記ローターを冷却する、冷却剤の流れのための複数のねじ曲がった経路を区画するためのねじ曲がったガイドリブを有する、方法が提供されている。
【００５９】
一例においては、上記方法は、上記放射状導管内へ、および、上記ローターを冷却するための上記ねじ曲がった経路に沿って上記冷却剤が流れるために、上記中央流体導管へ冷却剤を提供することを含有する。
【００６０】
本発明の第六態様によれば、回転力を発生させるためのモーターであって、上記モーターは、電力を受領するためのステータと；上記ステータ内に同軸に配置されているローターであって、その上に配置されている１つ以上の磁石を有するため、上記電力を受領する上記ステータに応じて上記ローターが回転され、上記ローターは内側壁を有するローターハウジングと、上記ハウジングの周りに配置されている上記磁石とを含有し、上記ローターは、上記ローターの第一入力端部から、軸方向に上記ローターの第二遠位端へ冷却剤を流すための中央流体導管も含有し；上記ローターはさらに、上記中央流体導管へ流体的に連結されており、かつ、使用において、上記中央流体導管から冷却剤を受領するように配置されている放射状流体導管を有する上記ローターの上記第二遠位端に配置された端部部材を含有し、上記内側壁は、それにより上記ローターを冷却する、上記第二遠位端から上記第一入力端部への冷却剤の流れのための複数のねじ曲がった経路を区画するための、ねじ曲がったガイドリブを有する、ローターと；を含有するモーターが提供されている。
【００６１】
一例においては、上記ローターはその上に配置された複数のねじ曲がった経路を有する円筒形ボディーを有する。ねじ曲がった経路の代わりに、上記流体経路は、如何なる所望の方法において、まっすぐ、および、軸方向に整列していてもよい。重要なことは、上記内側壁の著しい割合を、上記流体経路が覆うことである。例えば上記ステータへの電圧の付与など、上記ステータへの力の付与に際し、上記ローターの回転がもたらされる。円筒形内側壁が設けられていてもよく、上記流体経路が上記冷却剤を上記円筒形ボディーの上記表面上へ導き、それにより、上記円筒形ボディーが上記冷却剤により良好に覆われることを確実にする。上記流体経路が、上記内側壁の上記表面の少なくとも３５％を覆うことが好ましい。例えば上記内側壁の上記表面積の少なくとも５０％、さらには少なくとも７５％など、上記流体経路が上記内側壁の上記表面積の大部分を覆うように配置されていることが好ましい。そのような表面を覆うことを達成できる１つの便利な方法はねじ曲がった経路の使用によるものであり、それ故好ましい。
【００６２】
使用において、上記流体経路５０内における流体の最小流速が０．５ｍ／ｓとなるように設けられてもよい。
【００６３】
さらに、放射状流体導管は、上記ローター内における軸方向位置から、上記円筒形ボディーの上記外側表面上の上記経路へ、上記冷却剤を導くために設けられている。この方法における放射状導管の使用は、上記円筒形ボディーに沿った前方への伝搬のために、上記流体が、上記経路へ便利に配達されることを確実にする。上記放射状導管および上記ねじ曲がった経路の組合せは、上記ローターの冷却を達成することを可能とする、効果的および効率的な方法を提供する。さらに、上記流体のための導管の使用は、上記ローター部品および上記流体間の相対速度における急激な変化なしに、上記流体がねじ曲がった経路へ配達され、上記ねじ曲がった経路から戻れることを確実にし、それにより、冷却剤の上記流れの抵抗を最小化する。
【００６４】
放射状導管の使用のもう１つの利点は、上記流体が比較的低い（あるとしたら）圧力損失において、上記中央軸から、上記熱源に近い上記外側シリンダへ伝達され、および、再び戻されることを許容する。
【００６５】
加えて、上記円筒形ボディーの上記表面上に設けられた上記ねじ曲がった経路は、比較的高速、すなわち、上記経路がない場合よりも高速において上記流体が流れることを確実にする。比較的高速の流体の流れの使用は、上記流体への良好な熱伝達があることを意味する。高速を発生させるための手段としての、まっすぐな細い経路ではなく、ねじ曲がった経路の使用は、詰まりへの耐性および要求される製作公差の観点から有利である。
【００６６】
さらに、上記円筒形表面を覆う上記流体の流れは、上記冷却剤が上記熱源（上記磁石）に近くに位置することを確実にし、それ故、上記源からの熱伝達が効率的に処理される。
【００６７】
一例においては、上記ねじ曲がった経路を区画するために、リブが設けられている。上記リブは、らせん状であることが好ましい。これは、上記円筒形表面が上記冷却剤により完全に覆われることを達成することを確実にし、同様に、上記ローターからの熱伝達が効率的に行われることを確実にする。
【００６８】
一例においては、リブの角度、すなわち、上記ローターの縦寸法に対する上記らせん状の角度は、良好な熱伝達のための上記ローター円筒形壁の良好な覆い、および、流体の速い流速を確実にするために、定義された範囲内である。
【００６９】
一例においては、流路の幅またはピッチと共に、らせん角度としての１０度をもたらす、４つのスタートのらせん状スレッドパターンが用いられている。上記経路の幅および高さは、過度な圧力降下を伴わない良好な熱伝達と調和する、ターゲット速度２ｍ／ｓからもたらされる、ターゲット流路面積によって決定される。この例においては、４８ｍｍ２の流路面積が設けられている。同様の冷却性能を、３つまたは６つの放射状ドリル、および、５〜３０度の範囲内のらせん角度によって達成することができる。このように、らせん状リブまたは溝の角度は、５〜３０度の範囲内であることが一般的に好ましい。
【００７０】
一例においては、上記円筒形ローターハウジングは中空である。これは、低い慣性および質量を有するローターを上記モーター内に設けることができることを確実にするため、特に有利である。これは、上記モーターの始動および停止ができるという観点において、より一般的には、上記モーターの加速または減速に必要な力の低減において重要である。
【００７１】
一例においては、上記磁石が、ローターに沿った軸方向変位によって異なる、互い違い、または、回転的にオフセットされている。これは、上記ステータにおける上記コイルによって発生される変位場への最適な反応を可能にし、駆動Ａ／Ｃ波形における磁場誘起の高調波歪を低減させる。
【００７２】
一例においては、上記経路または溝の数が、上記放射状流体導管の数と同じである。これは、上記導管および上記経路間に設立される一対一対応を可能にし、上記放射状導管から上記経路への効率的な上記流体の通過を提供する。
【００７３】
一例においては、上記ねじ曲がった経路リブの数が、４である（リブの数が対応する）。これは、上記ローターの上記円筒形表面の良好な覆いを提供する一方、製造が容易である。
【００７４】
一例においては、上記放射状導管が、上記端部部材内のドリルまたは孔として形成されている。これは製造が容易であるため、特に好ましい配置である。上記中央流体導管が上記端部部材ドリルへ接続される場所は、上記流体が上記中央流体導管の上記円筒形外側壁から、上記端部部材内の上記ドリルまたは孔内へ直に出ることを可能にするために、上記中央流体導管内へも伸長されてもよいことが想定される。
【００７５】
一例においては、上記中央流体導管および端部部材（上記放射状流体導管を含む）が、単一構成要素として形成されている。これは、上記モーター全体としての部品数を低減し、上記中央流体導管および端部部材間の良好な接続を確実にする。
【００７６】
一例においては、上記中央流体導管がローターシャフトの機能を果たし、ローターの第一端部においてベアリング内に搭載された第一端部と、遠位端においてベアリング内に搭載された第二端部とを有し、上記ローターシャフトは、上記ベアリング内へ伸長し、上記ベアリングによって支持される。
【００７７】
一例においては、上記中空シリンダ（円筒）が、シールされ、空気で満たされた空洞を含有する。上記空気で満たされた空洞は上記モーター内に、上記熱伝達ゾーンの下に配置されている。空気で満たされた空洞の使用は、慣性を最小化し、それにより、上記モーターを始動、停止、加速、または減速させるために必要とされる力を低減する。
【００７８】
一例においては、上記モーターは、上記ローターの第一端部に配置され、上記らせん状リブから冷却剤を受領し、上記モーターからの除去のために上記ローター軸へ向かって上記流体を導く流体インペラを含有する。上記モーターを出る際の上記流体からの旋転の除去は、圧力損失が回避されることを意味し、上記モーター内の上記冷却剤をくみ上げるために高圧力ポンプが必要とされないため、これは特に有利な特徴である。
【００７９】
一例においては、上記インペラが、冷却剤を導くためのガイドリブを有する、単一成形構成要素である。これは、最小の追加的な部品数において、上記インペラの利益を達成することを可能とする。また、これは、上記インペラを実際には、上記モーターアセンブリ内のシンプルな成形構成要素とすることができることを意味する。
【００８０】
一例においては、上記インペラリブがカーブしており、上記受領された流体からの円滑で穏やかな旋転の除去を提供する。上記インペラがシンプルな成形構成要素である場合、適切な形状のリブの提供は、容易に達成される。
【００８１】
一例においては、上記インペラリブが異なる曲率でカーブしている。上記リブにおける緩やかに変化する曲率の使用は、旋転の除去の制御がより正確に達成されることを許容する。
【００８２】
一例においては、上記ステータが、冷却剤流体の流れのための、その内部に区画された入り組んだ経路を有する。これも、上記ステータが冷たく保たれることを可能にする。一例においては、上記ステータ内の上記冷却剤流体経路および上記ローター内の上記冷却剤流体経路は、流体のための連続した経路である。これは、上記モーターの上記ローターおよびステータ、すなわち、上記モーター全体を冷却するために、一重の流体サイクルを用いることができることを意味する。一例においては、１００ｋＷよりも大きな出力および８リットルの全実装容積のモーターの冷却には、毎分１５リットルの冷却剤流体速度が特異的である。
【００８３】
一例においては、上記ローターへの流体入口および上記ローターから出口は、異なる半径である。上記放射状導管の使用により達成されることができる低圧力損失との組み合わせで、これは、上記モーターが効率的に自給式であることを意味する。これは、上記出口が上記入口よりも大きい半径である場合は、上記モーター内の全流体経路（すなわち、入口から出口まで）に渡ってもたらされる半径の変化は、上記ローターの回転によって強いられる向きであるからである。言い換えると、上記ローター自身が遠心ポンプとして機能し、追加的な冷却剤ポンプの必要をなくすことができる。
【００８４】
本発明の第七態様によれば、発電機であって、発生した電力を出力するための電気的接触を有するステータと；上記ステータ内に同軸に配置されており、その上に配置されている１つ以上の磁石を有するローターであって、上記ローターが駆動されることに応じて上記ステータにおいて電圧を発生させるための、回転入力を受領するための駆動入力を上記ローターは有し；上記ローターは円筒形壁を有する円筒形ローターハウジングと、上記ハウジングの周りに配置されている上記磁石とを含有し、上記ローターは、上記ローターの第一入力端部から、軸方向に上記ローターの第二遠位端へ冷却剤を流すための中央流体導管も含有し；上記ローターはさらに、上記中央流体導管へ流体的に連結されており、かつ、使用において、上記中央流体導管から冷却剤を受領するように配置されている放射状流体導管を有する上記ローターの上記第二遠位端に配置された端部部材を含有し、上記円筒形壁は、それにより上記ローターを冷却する、上記第二遠位端から上記第一入力端部への冷却剤の流れのための複数のねじ曲がった経路を区画するねじ曲がったガイドリブを有する、ローターと；を含有する発電機が提供されている。
【００８５】
モーターと同様に、一態様において、発電機も提供されている。当然のことながら、構成要素の観点から、上記２つは極めて似ている。モーターが電気シグナルから回転出力を発生させるために用いられるのに対し、発電機は、回転入力から電気出力を発生させるために用いられる。そのため、上記モーターについて上述した利点は、上記発電機についてもあてはまる。特に、上記ねじ曲がった経路が上記冷却剤を上記円筒形ボディーの上記表面上に導き、それにより、上記冷却剤による上記円筒形ボディーの良好な覆いを確実にする。上記放射状流体導管は、上記ローター内の軸方向位置から、上記円筒形ボディーの上記外側表面上の経路へ上記冷却剤を導くために設けられている。このような方法における放射状導管の使用は、上記円筒形壁に沿った前方への伝搬のための上記経路へ上記流体が都合よく配達されることを確実にする。上記放射状導管と上記ねじ曲がった経路との組み合わせは、上記ローターの冷却を可能にする効果的かつ効率的な方法が達成されることを提供する。さらに、上記流体のための導管の使用は、上記流体の流れに著しい乱れが導入されることなく、上記流体が上記ねじ曲がった経路の始まりへ配達されることを確実にする。
【００８６】
本発明の第八態様によれば、回転力を発生させるためのモーターにおけるローターを冷却する方法であって、上記方法は、電力を受領するためのステータと、上記ステータ内に同軸に配置され、その上に配置されている１つ以上の磁石を有するローターとを有するモーターにおいて、上記ローターに、円筒形壁を有する円筒形ローターハウジングと、上記ハウジングの周りに配置されている上記磁石とを提供することと、また、上記ローターに、上記ローターの第一入力端部から軸方向に、上記ローターの第二遠位端への冷却剤の流れのための中央流体導管を提供することと；上記ローターに、上記中央流体導管へ流体的に連結され、使用において上記中央流体導管から冷却剤を受領するように配置されている放射状流体導管を有する上記ローターの上記第二遠位端に配置された端部部材を提供することと、を含有し、上記円筒形壁は、それにより上記ローターを冷却する、上記第二遠位端から上記第一入力端部への冷却剤の流れのための複数のねじ曲がった経路を区画するためのねじ曲がったガイドリブを有する、方法が提供されている。
【００８７】
一例において上記方法は、上記放射状導管内へ、および、上記ローターを冷却するための上記ねじ曲がった経路に沿って上記冷却剤が流れるために、上記中央流体導管へ冷却剤を提供することを含有する。
【００８８】
第九態様によれば、回転力を発生させるためのモーターであって、上記モーターは、電力を受領するためのステータと；上記ステータ内に同軸に配置されているローターであって、その上に配置されている１つ以上の磁石を有するため、上記電力を受領する上記ステータに応じて上記ローターが回転され、上記ローターは円筒形壁を有する円筒形ローターハウジングと、上記ハウジングの周りに配置されている上記磁石とを含有し、上記ローターは、上記ローターの第一入力端部から、軸方向に上記ローターの第二遠位端へ冷却剤を流すための中央流体導管も含有し；上記ローターはさらに、上記中央流体導管へ流体的に連結されており、かつ、使用において、上記中央流体導管から冷却剤を受領するように配置されている放射状流体導管を有する上記ローターの上記第二遠位端に配置された端部部材を含有し、上記円筒形壁は、それにより上記ローターを冷却する、上記第二遠位端から上記第一入力端部への冷却剤の流れのための複数のねじ曲がった経路を有する、ローターと；を含有するモーターが提供されている。
【００８９】
第十態様によれば、発電機を冷却する方法であって、上記方法は、ステータと、上記ステータ内に同軸に配置され、その上に配置されている１つ以上の磁石を有し、回転駆動入力を受領するためのに配置されているローターとを有する発電機において、上記ローターに、内側壁を有するローターハウジングと、上記内側壁の周りに配置されている上記磁石とを提供することと、また、上記ローターに、上記ローターの第一入力端部から軸方向に、上記ローターの第二遠位端への冷却剤の流れのための中央流体導管を提供することと；上記ローターに、上記中央流体導管へ流体的に連結され、使用において上記中央流体導管から冷却剤を受領するように配置されている１つ以上の放射状流体導管を上記ローターの上記第二遠位端に提供することと、を含有し、上記内側壁は、それにより上記ローターを冷却する、上記第二遠位端から上記第一入力端部への冷却剤の流れのための複数のねじ曲がった経路を区画するためのねじ曲がったガイドリブを有する、方法が提供されている。
【００９０】
第十一態様によれば、電力を受領または出力するためのステータと；上記ステータ内に同軸に配置されており、その上に配置されている１つ以上の磁石を有するローターであって、上記ローターは内側壁を有するローターハウジングと、上記ハウジングの周りに配置されている上記磁石とを含有し、上記ローターは、上記ローターの第一端部および上記ローターの第二遠位端間の冷却剤の軸方向の流れのための中央流体導管も含有し；上記ローターはさらに、１つ以上の放射状流体導管を上記ローターの上記第二遠位端において含有し、上記導管は、上記中央流体導管へ流体的に連結されており、かつ、使用において、上記中央流体導管から冷却剤を受領、または、上記中央流体導管へ冷却剤を提供するように配置されており、上記内側壁は、それにより上記ローターを冷却する、冷却剤の流れのための複数のねじ曲がった経路を有する、ローターと；を含有する回転装置が提供されている。
【００９１】
本発明のさらなる態様によれば、電力を受領または出力するためのステータと；上記ステータ内に同軸に配置されており、その上に配置されている１つ以上の磁石を有するローターであって、上記ローターは内側壁を有するローターハウジングと、上記ハウジングの周りに配置されている上記磁石とを含有し、上記ローターは、上記ローターの第一端部および上記ローターの第二遠位端間の冷却剤の流れのための軸方向流体導管も含有し；上記ローターはさらに、１つ以上の放射状流体導管を含有し、上記放射状流体導管は、上記軸方向流体導管へ流体的に連結されており、かつ、使用において、上記軸方向流体導管から冷却剤を受領、または、上記軸方向流体導管へ冷却剤を提供するように配置されており、上記内側壁は、それにより上記ローターを冷却する、冷却剤の流れのための１つ以上の流体経路を有し、上記流体経路は、使用において冷却流体の流れによって濡れる内側表面を有することにより、濡れた表面積を区画し、全濡れた表面積は、上記磁石の内側表面積の少なくとも３５％である、ローターと；を含有する回転装置が提供されている。
【００９２】
上記全濡れた表面積は、上記磁石の上記表面積の少なくとも５０％であることが好ましい。上記全濡れた表面積は、上記磁石の上記表面積の少なくとも７５％であることが好ましい。上記全濡れた表面積は、上記磁石の上記表面積の少なくとも１００％であることがより好ましく、上記全濡れた表面積は、上記磁石の上記内側表面積５１の１００％よりも大きい、例えば少なくとも１２５％または１５０％であることが最も好ましい。
【００９３】
上記ローターの上記第一または遠位端に配置され、前記ローターと共に回転するように配置され、前記回転装置へ出入りする流体に回転運動を付与する、または、前記流体から回転運動を除去する、流体インペラが設けられていることが好ましい。
【００９４】
全ての他の上述された利点は、相応して続く。上述した特徴は「一例において」提供されるが、当然のことながら、本発明の上述されたいかなる態様においても、１つ以上の他のそのような特徴を組み合わせて提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
本発明の態様は、添付の図面を参照し、以下に詳細に説明される：
【図１】図１は、一般的なハイブリッドまたは電気自動車のエンジン上へ適合されたトラクションモーターの概略描写である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１の上記システムにおいて提供され得るトラクションモーターの概略描写である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１の上記システムにおいて提供され得るトラクションモーターの概略描写である。
【図３】図３は、図２の上記モーターアセンブリにおいて提供され得る上記モーターの透視断面図である。
【図４】図４は、図２の上記モーターアセンブリの縦断面図である。
【図５】図５は、図２の上記モーターアセンブリの部分垂直断面図である。
【図６】図６は、ローターアセンブリの透視縦断面図である。
【図７】図７は、図３〜６において示されるようなアセンブリからのローターの概略描写である。
【図８】図８は、図７の上記ローターのためのベアリングジャーナルの概略描写である。
【図９】図９は、ローターアセンブリにおける使用のための上記らせん状ローター冷却剤構成要素の概略描写である。
【図１０】図１０は、モーターアセンブリにおける使用のための冷却剤インペラの概略描写である。
【図１１】図１１は、モーターアセンブリにおける使用のための後端部プラグの概略描写である。
【図１２】図１２は、モーターアセンブリにおける使用のための図１１の上記プラグへ接続するための管の概略描写である。
【図１３】図１３は、モーターアセンブリにおける使用のためのプラグの概略描写である。
【図１４】図１４は、モーターアセンブリの上記ローターの縦断面図の概略描写である。
【図１５】図１５は、モーターアセンブリのためのローターの概略描写の縦断面図である。
【図１６】図１６は、入口管シールの一例の概略描写を示す。
【図１７】図１７は、モーターまたは回転装置における使用のためのローターの他の例の概略描写である。
【図１８】図１８は、４つの同軸供給口を有する、図１７の上記ローターの一部の詳細の概略描写である。
【図１９】図１９は、シャフト出口における４つの放射状戻し口を示す、図１７の上記ローターの一部の概略描写である。
【図２０】図２０は、入口供給インペラ装置を有する、図１７の上記ローターの後ろ部分の概略描写である。
【図２１】図２１は、図１７において示されているようなローター上の、表面らせんからの４つの戻し口の部分の概略描写である。
【図２２】図２２は、図１７の上記ローターの上記表面らせんへ液体供給を提供する、４つの放射状供給口の部分概略描写である。
【図２３】図２３は、図１７に示されているようなローターの上記表面らせんに液体を供給する、４つの同軸供給口のうちの２つの部分を示す概略描写である。
【図２４】図２４は、図１７に示されているようなローターのための、インペラおよび連結栓(coupling spigot)の概略描写である。
【図２５】図２５は、図１７に示されているようなローターのための、インペラから上記シャフト同軸口への上記冷却剤経路を示す部分である。
【図２６】図２６は、図１７に示されているようなローター上の、上記表面らせんからの上記同軸戻し導管の部分を示す。
【図２７】図２７は、図１７に示されているようなローター上のインペラブレードへ接線方向に供給する、上記入口穴を示す正面図の概略描写である。
【図２８】図２８は、図２７の上記インペラへ接線方向に供給する、上記４つの入口穴のうちの１つの部分である。
【図２９】図２９は、モーターにおける使用のためのローターの他の例の概略描写である。
【図３０】図３０は、図２９の上記ローターの部分の概略描写である。
【図３１】図３１は、図２９の上記ローターの、表面らせんから、外側同軸環への上記口の部分の図である。
【図３２】図３２は、上記ローターの、表面らせんから、上記外側同軸環への戻し口の部分の概略描写である。
【図３３】図３３は、冷却剤出入りマニホールドの部分の図である。
【図３４】図３４は、上記出入りマニホールドを有するシャフトアセンブリの部分の概略描写である。
【図３５】図３５は、図２９の上記ローター上の上記表面らせんへの、上記放射状冷却剤入口導管の部分である。
【図３６】図３６は、図２９の上記ローター上の上記表面らせんからの、上記放射状冷却剤戻し導管の部分である。
【図３７】図３７は、図２９の上記ローターのための冷却剤入口および出口を示す、上記シャフトアセンブリの部分の概略描写である。
【発明を実施するための形態】
【００９６】
図１は、エンジン６上に据え付けられた、トラクションモーター２の図である。上記トラクションモーター２は、上記エンジン６へ連結されたハウジング４内に配置される。上記エンジン６についてのさらなる記載は、提供されない。当然のことながら、任意の適切なタイプのエンジンを用いることができる。上記モーター２の上記ハウジング４は、用いられる特定のタイプのコネクタは重要ではないが、ボルトまたはリベットなどのコネクタ８を用いて上記エンジン６へ連結される。上記エンジン６は、適切な燃料の燃焼、または、上記電気モーター２の出力のいずれかにより、出力を生じさせることができる。そのようなハイブリッド出力供給システムは公知であるため、それらのさらなる記載は提供されない。そのような出力供給システムは、「ハイブリッド自動車」、すなわち、燃焼機関または電気モーターのいずれかから出力を供給することができる出力システムによって動く自動車において提供されているものと同様とすることができる。
【００９７】
電気信号から回転出力を発生させるためにモーターは用いられるが、発電機は回転入力から電気出力を発生させるために用いられる。その代わりに、回転入力から電力を発生させる発電機としても用いることができるが、ここでの記載は主に、回転力を発生させるためのモーターとして上記装置の使用に関するものとなる。従って、上記用語「回転装置」は、発電機およびモーターの両方を含むために用いられる。
【００９８】
図２は、図１の上記システムまたはエンジンにおいて提供され得るモーター（トラクションモーター）の概略描写を示す。
【００９９】
上記モーター２は、使用においては、図１に示される上記ハウジング４内に配置されるであろう外側ハウジング１０を有する。上記モーターおよびハウジングの上記基本構造は、永久磁石を含む、同軸に搭載されたローターと共に、巻線を有する外側ステータを含む、三相同期モーターの構造である。使用においては、上記ステータ内において上記ローターの対応する回転をもたらす回転磁場を発生させるように、ＡＣ電源信号が上記巻線に提供される。いくつかの例においては、このＡＣ電源は、相互に接続されたインバータを用いて、ＤＣ電池またはセルアセンブリから得てもよい。
【０１００】
図２Ａおよび２Ｂは、上記内側ケーシング１０の全部または一部が除去された状態の、上記ステータ２２の図を示す。もちろん上記ローターは、上記ステータによって包含されるため、これらの図におけるように見ることはできない。図に示すように、入り組んだ経路１２は、上記ステータ２２内に提供される。上記入り組んだ経路２２は、概して上記ステータの軸端に配置された回転部１６と共に、縦経路セクション１４を含む。冷却剤が通って流される入口１８が提供されている。電気モーター駆動遠心ポンプなどの適切なポンプを、上記モーターアセンブリ内に冷却剤を流すために用いられてもよい。上記流体は上記入口１８を介して入り、上記入り組んだ経路１２に沿った上記溝１４のそれぞれに沿って上下に進み、冷却剤で上記ステータ２２の外側円筒形表面の実質的に全てを覆うように、上記回転部１６において方向が変わる。このように、上記ステータからの著しい量の熱伝達が、そのような入り組んだ熱伝達流体経路の使用によって可能となる。
【０１０１】
図２Ａに示すように分岐点２３が、以下に詳細を説明するように、上記ステータを通るその経路をたどり続けるか、または、分岐し、その後上記ローター内へつながるか、のいずれかの、上記ステータ内を上記冷却剤が流れるところに、提供される。各上記ローターおよびステータ内を流れる冷却剤の相対的な割合は、制御可能な弁によって制御することができ、また、種々の流れ経路および導管の相対的な寸法よって決定することができる。
【０１０２】
上記入り組んだ経路１２の全長に沿って上記熱伝達流体が進み、さらにモーター冷却経路へと進むと、それは出口穴２０を介して外へ出る。上記モーターアセンブリを通るその通路の上記ローター冷却相は、以下に図３を参照して記載される。
【０１０３】
図３は、図２の上記モーターアセンブリの縦断面図である。上記モーターアセンブリは、一般的には巻線を有する、ステータ２２を有する（図示せず）。上記ステータ２２は、上記モーターアセンブリの上記ケース１０内に配置される。上記モーターアセンブリ２内には、概して２４において設計されているローターが配置されている。上記ローターは、以下により詳細に記載される。図示されているように上記ローターは、ローターハウジング２８の周りに配置された磁石２６を有する。上記磁石は、ジスプロシウムなどの材料を含む、永久磁石が好ましい。上記ローター２４は、上記磁石２８と、上記動力が供給された(powered)巻線２２との相互作用に起因して回転するように配置されている。上記モーターアセンブリ内に、上記ローター２４の回転を支持するために、ベアリング３０および３２が提供されている。以下に図７を参照してより詳細に説明されるように上記磁石は、上記ローターハウジング２４の長さに沿って、互いに、角度に関しずらされている(angularly displaced)。
【０１０４】
上記ローターハウジング２４は、回転の中心軸３４を有する。ここでは「第二端部」と称される、その端部に、上記ローター２４と出力シャフト（図示せず）との間の回転的な連結を可能にするスプライン３６が提供されている。このように、上記ステータ２２へ提供された変化するＡＣ電源信号に起因して上記ローター２４が駆動されると、上記シャフト３４およびスプライン３６を介して、上記モーターアセンブリ２から回転出力を取出すことができる。上記ローターのもう一方の端部、「第一端部」においては、上記ローター２４の上記回転を支持するために、ベアリングジャーナル７８が提供されている。上記ベアリングジャーナル７８は、上記ローターハウジング２８へしっかりと連結する。上記ベアリングジャーナル７８は、以下に特に図８を参照してより詳細に記載される。
【０１０５】
図３においては、上記ステータの上記入り組んだ経路１２が図示されている。上記経路の接続領域（図示せず）は、図２Ａを参照して上述したように、上記入り組んだ経路１２から上記ローターの供給管の入口へのルートを提供するように配置されている。さらに、図２Ｂに示されているように、冷却剤がそれを通って上記ローターを出て、出力２０へ接続するようにルーティングされる出口３８が提供されている。
【０１０６】
上記モーターアセンブリ内の上記ローターの配置のより詳細な記載をする前に、分離して、数々のその個々の構成要素と共に上記ローターを示す図４および７〜１３を参照する。主に図４に示されているように、上記ローター２４は、外側覆い４２を有する。上記モーター内に配置される際は、上記ローター２４の上記外側覆い４２と上記ステータ２２の内側円筒形表面との間に、空隙４３（図３参照）が提供されている。ここにおいて提供され、記載される冷却メカニズムのため、この空隙を介する、上記ローターから上記ステータへの熱伝達は必要ない。
【０１０７】
上記ローター２４は、この例においては円形断面のシリンダを、部分的に区画する、内側壁４４を有する。このように上記内側壁４４は、円筒形ハウジングと称することができる。これは、分離して図９に示されている。上記内側壁ハウジングは円筒形であることが好ましいが、他の形状のハウジングも用いることができる。この例においては、上記内側円筒形ハウジング４４は、リブ端部４８において、上記ローターの端部において終結する、複数の外側らせん状リブ４６を有する。上記リブ４６は、上記ローターハウジング２８の内側円筒形表面によっても部分的に区画されている、上記内側円筒形ハウジング４４の外側円筒形表面の周りの、ねじ曲がった分離した溝（この場合はらせん状溝）または流体経路５０を区画する。図９に示されている例においては、４つのらせん状リブ４６が提供されており、それにより、その間に４つのねじ曲がった分離した経路５０を区画している。
【０１０８】
上述したように、ねじ曲がった経路の代わりに、上記流体経路５０は、まっすぐでも、軸方向に整列していてもよい。重要なことは、その内部の、および、主として冷却するために配置されている上記磁石との良好な熱的なかみ合いを確実にするために、上記内側壁の上記表面の著しい割合を上記流体経路が覆っていることである。上記ステータへの力の付与、例えば上記ステータへの電圧の付与に際し、上記ローターは回転される。円筒形内側壁が提供されてもよく、上記流体経路が上記冷却剤を上記円筒形ボディーの表面上に導くことにより、上記冷却剤によって上記円筒形のボディーが良好に覆われることを確実にする。例えばまっすぐ、らせん状、ねじ曲がったなど、どのような構造であっても、上記内側壁の上記表面の少なくとも３５％を上記流体経路が覆うことが好ましい。より好ましくは、上記内側壁の表面の少なくとも５０％、さらに好ましくは少なくとも７５％を覆うように上記流体経路が配置されている。そのように表面を覆うことを達成するために便利な方法は、らせん状経路の使用ことであり、それ故好ましい。また、使用において、記載されている任意の態様または冷却剤において、上記流体経路５０内の流体の最小流速は、０．５ｍ／ｓであってもよい。また、上記最小流速は、１．０ｍ／ｓまたは２ｍ／ｓに設定される。
【０１０９】
上記内側壁４４は、図４に示されている様に、中空（どんな断面形状でも）であることが好ましい上記ローターハウジングの一部を形成し、質量および慣性の低いローターを提供する。これは、上記ローターを加速または原則させるために必要な力を低減させる。任意の所望の数のねじ曲がった溝が提供されることができる。一例においては４つが提供され、他の例においては、１つのみのねじ曲がった溝が提供されている。上記冷却剤に示されている上記ねじ曲がった経路は、らせん状の形状のものである。しかしながら当然のことながら、他の形状も用いることができる。例えば、図２Ｂにおいて示され、当該図面を参照して記載されている上記ステータにおける流体の流路と同様に、上記ローター内を経路が上下に流れていてもよい。
【０１１０】
上記示されている方法においてリブを提供することの代わりに（または、それのみならず）、他の例においては、上記内側円筒形ハウジングの上記表面は、冷却剤のための上記分離した経路を区画するために形成された溝を有する平面である。リブおよび／または溝の両方の場合において、上記ローターハウジングの上記表面上の冷却剤の流れのために、ねじ曲がった経路が提供されている。上記溝は、上記内側円筒形ハウジング４４の上記表面をエッチングする、または、圧延する(milling)ことにより形成することができる。上記各ねじ曲がった経路の断面積は、各特定の用途に依るが、２０〜６０ｍｍ２の範囲内のものが用いられることが好ましい。
【０１１１】
上記内側壁４４上において示されている方法において流体経路５０を提供することの代わりに（または、それのみならず）、上記ローターの内側壁上に巣多旅ねじ曲がった経路５０を区画するために、ローターハウジング２８の上記円筒形内側表面上に、リブまたは溝が形成されてもよい。使用においては、上記ローターの回転中は、例えば磁石などの、上記ローターの他の構成要素も、上記溝または経路５０と共に回転することに留意すべきである。上記構成要素４４の統合された部品として、上記ローターハウジング２８の一部として、または、実際には上記２つの組合せとして上記ねじ曲がった経路を提供することは、明らかに可能である。さらに、上記内側壁４４を（外側から）取り囲み、内包するための円筒形のシェルや、上記ローターハウジング２８内に形成された経路（内側から）などの、追加的な構成要素が提供されていてもよい。重要なことは、上記ローターの内側壁上に、または上記内側壁に関連して、１つ以上のねじ曲がった経路が提供されていることである。
【０１１２】
上記ローターは、上記内側壁または円筒形ハウジング４４とは反対側の軸端上に、キャップまたは端部部材５２および５４も有する。上記プラグは、上記キャップおよび内側壁４４が共に回転するように、上記内側壁４４にしっかりとかみ合わされる。図１１および１３においては、それぞれ、上記内側壁または円筒形ハウジング４４から、上記プラグ５２および５４は取り外されて示されている。
【０１１３】
上記ローター２４は、それを通って冷却剤が上記ローターへ入る入口管５６を有する。上記入口管５６は、上記プラグ５２および５４へしっかりと、回転可能に連結されている。そのため、上記ローターが使用において回転すると、それと共に上記入口管５６は回転する。上記入口管５６の後に、上記入口管５６から上記流体を受領する、流体連結部材５８（または、冷却剤管）が続く。上記連結部材５８は、図１２において示されている。上記連結部材５８は、上記ローターキャップ５２および５４を接続し、その間の冷却剤のための通路を提供するように機能する。上記冷却剤管５８は、使用において、流体の漏れに対するシーリングのためのシールを受領するように配置された溝６０および６２を有する。上記入口管５６および連結部材５８は、単一の構成要素として、組み合わせて提供されてもよい。個別の構成要素の組み合わせとしても、単一の構成要素としても、それらは上記冷却剤入口アセンブリとして考えることができる。さらに、上記冷却剤入口アセンブリと共に上記キャップ５２および５４も、単一の構成要素として提供されてもよい。
【０１１４】
上記冷却剤管５８は、上記入口管５６から上記冷却剤を受領するように配置された第一端部と、上記ローター２４、および、より一般的にはモーターアセンブリ内を上記冷却剤がその経路を続けることを許容するように配置された第二端部６４とを有する。上記冷却剤管５８の上記第二端部６４において、それを通って冷却剤が上記管を出て、上記構成要素４４の上記外側円筒形表面上の上記らせん状経路５０へと進む穴６６（図１２）が提供されている。
【０１１５】
この例においては、中央入口管４０が提供されている。上記軸または上記ローターの回転の線は、上記入口管４０内にある。これは、それは実質的に中央軸位置にあるため、上記ローターへ流体が導入された際に、既にいかなる回転速度を有する必要がないことを意味する。速度における変化を最小化し、それ故流入の際の損失を最小化するために、上記ローターへの上記入口は軸的に中央である（または、中央軸に極めて近い）ことが好ましい。流体が上記管４０を下流へ、その後連結部材５８内へ、そして放射状のドリル６８内へ流れると、さらに放射状に、回転の上記中央軸から上記ドリル６８に沿って流体が動くと、流体は回転速度を得る。上記流体が上記らせん状経路５０へ到達する際に上記流体は、上記ローターと同じ、または、実質的に同じ速度において回転方向へ動いている。
【０１１６】
図１１に示されているように、上記端部キャップ５４は、上記冷却剤管５８の上記第二端部６４を受領するように配置されたソケット１１０を有する。上記キャップ５４は、上記冷却剤管５８の上記第二端部６４から上記らせん状経路５０の始まりまでの放射状の伝達経路を区画する、放射状孔またはクロスドリル６８も有する。上記放射状孔はまっすぐでもカーブしていてもよく、いずれの場合においても、上記装置の放射状内側領域から上記装置の放射状外側領域への、１つ以上の導管を提供するように機能する。２つのらせん状経路が提供されている一例においては、上記冷却剤管５８の上記第二端部６４から上記らせん状経路５０の始まりまでの流体の伝達経路を区画するように、２つのまっすぐな放射状の孔が提供されている。放射状孔の数は、らせん状経路５０の数に応じて選択されることが好ましい。しかしながら、後述するいくつかの例においては、らせん状経路の数は、放射状孔または導管の数と同じではない。
【０１１７】
図３に明確に示されているように、上記キャップ５４は、上記ローター２４から上記出力シャフト７２の始め内に受領されるように配置された、軸方向突出部１１５も有する。上記キャップ５４内の上記ドリル６８は、上記冷却剤管５８から上記らせん状経路５０への、区画され、固定された上記流体のための経路を提供する、実質的に円形の穴７４において終結する。
【０１１８】
図９を参照し、上記内側ハウジング４４の例を示す。この例においては、上記ハウジング４４は円筒形であり、その上に区画された４つの分離したらせん状経路を有する。ローター内に配置される際、上記ハウジング４４は、上記孔またはドリル６８からの上記開口７４が、上記らせん状経路５０のそれぞれの１つ内へ導かれるように、上記キャップ５４と固定された角度関係にある。上記内側円筒形ハウジング４４の外側表面上における上記冷却剤の均一なコーティングを提供するために、少なくとも４つの分離したらせん状経路が用いられることが好ましい。しかしながら、当然のことながら、任意の適切な数を用いることができる。一例においては、３つのらせん状経路が用いられ、上記キャップ５４内の上記孔またはドリル６８角度配置は、適宜提供される。
【０１１９】
図３に示されているように、上記ローターの上記第一端部を参照すると（すなわち、上記入口管５６が接続される上記端部）、インペラ７６（図１０を参照して詳細に記載されている）が提供されている。上記インペラは、上記ローターのためのベアリングジャーナル７８内に、上記キャップ５２へ連結されて提供されている。上記インペラ７６は、上記内側円筒形ハウジング４４の上記外側円筒形表面の長さに沿って、上記らせん状経路５０内を通った上記冷却剤を受領するように配置される。上記インペラ７６は、上記ローターおよびモーターアセンブリの上記中央軸へ向かって戻り、そこからは、再生(regeneration)のために出力へ向かって上方への冷却剤のルートを決めるように機能する。上記インペラは、上記流体が放射状の変位を変更するように助長された際に、上記流体およびローター部品間の相対的な角度回転を防止するための構成要素またはアセンブリの例であることに留意すべきである。実際、上記インペラにおける上記導管および／またはガイドベーンは、両方ともそれをする。
【０１２０】
このように上記インペラは、半径が変わる上記流体が、その半径が変わる間ずっと、上記入口または出口の半径に極めて近くなるまで（その中を流れる流体の方向により）、上記ローターと同じ（または、同じに近い）回転速度（または、角速度または旋転速度）で常に回転されることを確実にするメカニズムとして機能する。実際、上記インペラは、上記流体の流れのための導管を有し、それにより、上記インペラの回転が、その内部における上記流体の回転をもたらす、上記ローターの回転部品である。上記流体は、上記インペラに対しては回転しないが、上記ステータに対し、上記インペラと共に回転する。言い換えると、上記インペラは、回転する流体反作用表面を提供し、かくのごとく広く解釈されるべきである。このように、上記回転装置内を通る流体の半径変化がある場所では、上記流体が上記インペラ内を通ると、上記インペラは、その半径を変更する流体へ回転エネルギーを付与する、または流体から回転エネルギーを除去するように機能することができる。
【０１２１】
図１０を参照すると、上記インペラ７６は、放射状フランジ８２を有する円錐台形ハウジング８０を含む。上記放射状フランジ８２は、以下に詳細に記載するように、上記らせん状経路５０からの出口から、キャップ５２内の導管９４を介し、その内部を冷却剤が流れるように配置された穴８４を区画する。上記導管９４から、上記モーターアセンブリからの適切な出口へ向かう上記冷却剤のための制御された経路を提供するために上記インペラは成形され、または、１つ以上の溝８６と共に提供される。上記インペラの機能は、上記モーター自身から出る前に、上記モーターアセンブリのローターの軸に近い位置へ上記冷却剤流を戻すための、制御された、効果的な方法を提供するため、態様において重要である。それは、上記冷却剤および上記ローター間の相対的な周速（旋転）を維持、または、ゼロを確保するように機能するため、これは重要である。これは、上記流体における圧力損失を最小化する。
【０１２２】
実際、上記インペラ７６は、例えば放射状導管９４からの出力においてなど、放射状の外側の位置から、上記装置から上記流体が除去され得る上記プレナム３８における放射状に内側の位置へ上記流体が移動すると、それにより上記流体の回転速度を増加または減少させることができる手段として機能する。この例においては、上記ローターからの上記出口を区画する環状領域９６（図４参照）が上記入口管よりも回転軸から放射状に離れているように、上記入口管５８の上記回転軸からの放射状の距離は、上記出口管９８のそれよりも小さいことに留意すべきである。上記ローターが回転する際の液体への全体的な力が、上記液体を上記ローター内へ押し流すため、上記ローターは実質的に自給式であることを確実にするため、それは好ましい。これは、より低いポテンシャルの位置への道中におけるいくつかの地点において、入力よりも高いポテンシャルエネルギーの位置への移動を伴う場合であっても、流体がより高いポテンシャルエネルギーの位置からより低いポテンシャルエネルギーの低い位置へ移動することができる、従来の重力サイホンと類似している。言い換えると、上記軸上入口管５６から上記環状出口９６への経路に沿って一旦流体が流れると、外的なくみ上げを要することなく上記ローターが運転される限りは、上記流体は流れ続ける。
【０１２３】
当然のことながら、上記流体に要求される急激な回転的な加速がないため、中央軸方向における参照される上記ローターの回転フレームへ上記流体を導入することにより、一般的に損失が最小化されることが確実になる。一般に、いずれの導管内であるにかかわらず、上記流体は常に同じ参照される回転フレーム内であることが望まれる。そのため、例えば上記流体が移動し、上記連結部材５８（図３）の端部に接近すると、上記連結部材５８の回転に起因し、上記流体にはいくらかの回転が付与される。上記流体がその後上記ドリル６８内へ移動し、外部の観点からは、上記ドリル内を上記らせん状経路５０の始まりへ進むと、回転的に加速するように、上記連結部材５８および上記放射状ドリル６８間は連結される。言い換えると、上記ドリル６８の始まり（上記連結部材５８の端部の近く）における流体は、あるとしても少しの旋回速度を有する。上記ドリルの長さに沿って進むと、旋回速度は加速する（半径に直線的に）。しかしながら、上記ドリル内においては、まっすぐな直線的な方向に沿って移動する。上記インペラ７６の使用に伴い、上記ローターの上記入口および出口において、この同じ効果が達成される。
【０１２４】
上述したように上記インペラのハウジング８０は、概して円錐台形形状を区画するように、概してある角度に曲げられた外側表面を有することが好ましい。これは、上記冷却剤が上記中央線速度へ移動しながら円滑に減速することを可能にし、上記流体に旋転を付与することを防止する。上記溝またはベーン８６は、上記インペラのボディーへモールドされ、所望の、または適切な形状を有することができる。一例においては、上記ベーンはまっすぐである。他の例において上記ベーンは、その内部を流れる冷却剤の方向が徐々に変化するように、曲がっている。上記インペラは、上記ベーンがその統合部分である、１つの単一の構成要素であることが好ましい。
【０１２５】
再度図３を参照し、以下に上記モーターを通る上記冷却剤の上記経路について記載する。上記流体は上述した上記ステータ冷却剤経路を既に通過しており、すぐに上記ローターへ入ることができる位置（図２Ａの２３）にいると仮定する。最初に、上記流体は導管３８を介し、上記モーターアセンブリの中央線に沿って上記入口８８へ入る。上記冷却剤入口アセンブリまたは入口管５８の端部９０に到達するまで、上記流体は上記ローターに沿って方向Ａに、軸方向に進む。この例における上記流体概して上記ローターの中心線または回転軸にそって移動するが、上記ローターの一端から他端へ概して移動しながら、この位置から離れることもできる。例えば、上記連結部材は、単に上記ローターの中央に沿ったまっすぐの管だけではなく、放射状の偏差を含むこともできる。上記ローターへの上記入力から、上記らせん状経路への入口への流体（および、上記流体を運ぶ上記導管）の移動の全体は、上記ローターの上記軸方向に沿った構成要素を有するという点において、軸方向である。実際は、上記ローターの第一端部および上記ローターの第二遠位端間の冷却剤の流れのための軸方向構成要素を有するため、この例における上記らせん状経路自身が軸方向である。
【０１２６】
この点において上記流体は、上記孔またはドリル６８内を放射状の外側へ流れる。上記冷却剤流体の放射状の経路は、遠心力に起因し、上記ローターの回転によって助けられる。９２において、上記流体は上記らせん状経路へ入り、上記インペラ７６およびその内部の上記ベーン８６内へ上記流体を導く放射状導管９４への穴９３へ到達するまで、上記内側円筒形ハウジング４４の全長へ、上記らせん状経路に沿って戻って移動する。そこから、上記流体は、入口管４０の上記外側表面および上記ベアリングジャーナルの突出部４８の内側円筒形表面によって区画される環状またはらせん状経路９６に沿って進む。その後上記冷却剤は、上記モーターから除去され、再生されるように、プレナム３８内へ進む。
【０１２７】
上記ねじ曲がったまたはらせん状経路５０に沿って上記流体が流れると、流体は上記磁石または磁石シート２８の底に近接するため、それにぴったりと熱的に連結される。これは、上記磁石から上記流体への効率的な熱伝達を提供する。
【０１２８】
図４を参照し、上記入口管５６の上記外側表面および上記ローターベアリングジャーナルの円筒形突出部９８の内側表面間の、円筒形または環状出力経路９６を示す。
【０１２９】
図３および４に示すように上記流体経路５０は、これらの例においては正方形または長方形の断面を有する。上記流体経路５０の上記内側表面（これらの例においては、正方形または長方形の断面）は、いわゆる「濡れた表面」と称することができる。いくつかの態様において上記経路５０は、例えば上記磁石２６の上記内側表面５１に比べ、特定の濡れた表面を達成するために形成される。概して、上記ローターから上記冷却剤への最適な量の熱伝達を達成するために、上記流体経路の上記濡れた表面を最大化することが望まれる。上記ローター内の上記磁石の上記内側表面５１は、断面において、円筒形または、六角形プリズム（時には、図７のように、上記ローターの長さに沿って互い違いになっている）などのいくつかの断面のプリズムを一般的に区画する。上記ステータから上記流体経路５０へ熱が通るのは通常は上記し尺の上記内側表面であるため、いくつかの態様において上記経路の上記濡れた表面積は、上記磁石の上記内側表面５１に対して、いくらかのサイズまたは大きさになるように形成される。
【０１３０】
上記流体経路５０の全濡れた表面積は、好ましくは上記磁石の上記内側表面積または実際には上記壁２８の上記外側表面積の少なくとも３５％以上であり、好ましくは少なくとも５０％である。上記全濡れた表面積は、好ましくは上記磁石の上記表面積の少なくとも７５％である。上記全濡れた表面積は、より好ましくは上記磁石の上記表面積の少なくとも１００％であり、上記全濡れた表面積は、最も好ましくは上記磁石の上記内側表面積５１の１００％よりも大きく、例えば少なくとも１２５％または１５０％である。
【０１３１】
図５は、上記モーターを通る流体のための全体的な経路のさらなる例を示す。示されているように、最初、上記冷却剤は上記ステータ２２の上記曲がりくねった経路１２から上記ローターへ入る。上記流体は、流体供給導管または経路１００に沿って、上記入口管５６内へ進む。そこから上記流体は、上記冷却剤供給管アセンブリの長さを通り、上記キャップ５４内の上記孔またはドリル６８を外へ通り、上記らせん状経路５０に沿って、導かれた導管５２に沿って放射状内側に、上記インペラ７６を通り、その後プレナム１０４を通り、出力導管１０２に沿って外に出る。
【０１３２】
上記ローター部品を製造するのに好ましい材料は、スチールおよびアルミニウムなどの適切な材料を含む。例えば、上記磁石シート２８およびベアリングジャーナル７８は、一般的にはスチール製であるが、プラグ５２および５４およびローターシリンダ４４は一般的にはアルミニウム製である。上記インペラは、プラスチック材料から形成されることが好ましい。当業者には、上記ローターおよびモーターアセンブリの他の部品を形成することができる材料を知っている。
【０１３３】
図６は、上記ローターおよびモーターアセンブリからの上記冷却剤流体のための出力経路をわずかにより詳細に示す。上述するように、上記インペラ７６から上記流体を受領するチャンバとして機能するプレナム１０４が提供されている。
【０１３４】
ここで図７を参照し、上記ローター２４をさらに詳細に記載する。
【０１３５】
上記ローター２４は、その上に永久磁石２６（図７には示されていない）が提供されているシート２８を含有する。上記シート２８を有する上記ローターは、上記ローターの長さに沿って任意の点において、六角形の断面を有する。上記磁石の上記外側表面は、図４に示されているように、一旦上記シート２８上に配置されると、上記ローターの上記外側表面が円筒形となるように、曲がっていることが好ましい。
【０１３６】
当然のことながら、上記内側円筒形ハウジング４４上の溝の外側表面は、上記ローターハウジングの一部を区画する上記シート２８の内側表面によって囲まれている。上記ローター上の上記磁石の配置は、図７に示されているように縦方向に互い違いである。言い換えると、実質的に平坦なシート２８は平面であり、上記ローターの長さに沿って互い違いである。例えば図４を見ると、上記ローター上にリングを形成する各一連の磁石は、その上流および／または下流の付近と比べると、角度がわずかにオフセットされている。上述したように、これは、駆動Ａ／Ｃ波形における磁場誘起の高調波歪を低減させる。実際にこれは、上記モーターアセンブリ内の上記ローターの最適な機能を可能にし、上記ステータ２２内の上記コイルの活性化(energising)に応じた円滑な運転を可能にする。公知の方法によりＡＣ電源を供給することにより、上記ステータ内の上記コイルが活性化されると、それ故上記磁場間の相互作用が発生し、上記永久磁石が上記ローターを回転させる。
【０１３７】
上記ローターの上記出力部材３４は、溝１０６と共に明確に示されている。上記溝１０６は、上記モーターアセンブリ内の上記ローターのための１つ以上のシールを収納するように機能する。
【０１３８】
図８は、上記ローターのための上記ベアリングジャーナルを示す。上記ベアリングジャーナル７８は、再び１つ以上のシールが用いられることが好ましい溝１０８を含有する。上記ベアリングジャーナルは、上記モーターアセンブリ内の上記ローターの位置を制御するように機能するベアリング３０内に配置される。図３および８の両方を参照し、ここで上記ベアリングジャーナルをより詳細に記載する。上記ベアリングジャーナルは、上述するように、上記ローターからの上記冷却剤のための上記出口経路の区画を助ける突出部９８を、一方の軸側に、含有する。もう一方の軸側に、概して円錐台形形状の内側領域５９を有する円筒形突出部６１が提供されている。上記内側領域は、後述するように、上記ローターキャップ５２の放射状溝９４からの上記冷却剤のための経路を、上記インペラ内に、上記溝８６と共に区画するように、上記インペラ７６の上記外側表面に応じてサイジングされ、形成される。
【０１３９】
上記ベアリングジャーナルは、切り込み１０９を有する環状フランジ９９も含む。上記フランジおよび切り込みは、上記ベアリングジャーナル７８を上記ローターの上記壁２８へしっかりと連結することができる手段を提供する。図３は、上記壁２８が、スクリューやリベットなどの固定要素（図示せず）を受領するための凹み５５をどのように有していてもよいかを示す。上記切り込みと同様に、または上記切り込みの代わりに、上記固定要素を受領するために、適切な大きさの穴が上記フランジに設けられてもよい。
【０１４０】
図１１および１３は、それぞれ上記ローターキャップ５２および５４を示す。図１１を参照すると、上記ローターの上記第二遠位端、すなわち、その内部を通って流体が上記入口管５８を出る端部に、使用において配置される上記ローターキャップ５４が示されている。上記ローターキャップ５４は、上記入口管５８から上記らせん状経路５０へ上記流体が移動しながらその内部を通る放射状導管を区画する、クロスドリル６８を含有する。上記クロスドリル６８が上記入口管５８の上記遠位端において上記穴６６と整列することを確実にするように使用されることが好ましい平坦部１１２が設けられている。上記円筒形ハウジング構成要素４４の上記内側円筒形表面とかみ合うようにサイジングされた円形リム１１１が設けられている。加えて、上記円筒形ハウジング構成要素４４の上記環状端部表面１０９（図６および９参照）にかみ合う環状リング平坦部１１３が設けられている。上記入口管５８に沿って流れる冷却剤が上記穴６６を通り、上記クロスドリル６８内へ向かって進むようにルーティングされるように、上記入口管５８の上記端部をその内部に受領するようにサイジングおよび配置された軸方向管状ボス１１０が設けられている。他の方法によりその機能に影響することがない、上記ローターキャップ５４の重量および慣性を低減するように機能するドーナツ形溝１１５および１１７（図３において示されている）が設けられている。
【０１４１】
次に、図１３を参照し、使用における上記ローターキャップ５２の上記ローターの上記第一端部における配置を詳細に記載する。上述するように、上記ローターキャップ５２は、上記インペラ７６を支持するように配置されている。上記キャップ５２は、その上に上記インペラ７６が搭載される軸方向突出部７０を含有する。加えて、上記キャップ５２の反対側の軸方向表面には、円筒形ボス５７が設けられている。上記ボス５７は、上記入口管５８の上記第一端部を受領するようにサイジングされた円筒形凹み６７を有する。上記円筒形凹み６７は、上記入口管５８の上記端部軸方向ドーナツ形表面とかみ合う、内側肩６９を有する。上記突出部７０は、中空であり、上記入口管５８と組み合わせて、上記肩６９とかみ合い、上記モーター内へ流れる冷却剤のための実質的に連続した導管を提供する。
【０１４２】
放射状溝９４（最も明確には図１４参照）は、上記キャップ５２を通って上記らせん状経路５０から受領され、上記インペラ７６内へ進む上記冷却剤のためのルートを提供する。図１３および１４に示されているように円形穴９３は、上記放射状溝９４への入り口として設けられている。上記溝の数は、上記円筒形ハウジング構成要素４４上に設けられているらせん状経路５０の数に応じて選択される。従って、ほとんどの場合においては、上記円筒形ハウジング構成要素４４上のらせん状経路の数に対応するため、２つのキャップ５２および５４における放射状溝の数は、同じになる。上記放射状溝は、放射状の方向に配置された、円形断面のまっすぐな溝であることが好ましい。しかしながらいくつかの例においては、上記溝はカーブしていてもよい。上記キャップ５２および５４におけるカーブした溝９４は、例えば図６に示されている。上記キャップ５２および５４の両方またはいずれかには、まっすぐおよび／またはカーブした放射状溝が設けられていてもよいが、全ての場合において上記溝は、最大半径の円周領域およびより小さい半径の内側中央領域間の流体をルーティングする。
【０１４３】
図１４および１５は、モーターアセンブリにおいて使用するためのローターのさらなる例を示す。図１４は、モーターアセンブリにおいて使用するためのローターのさらなる例を示す。再び示されているように、円筒形ハウジング構成要素４４は、端部キャップ５２および５４と共に設けられている。インペラ７６は、上記端部キャップ５２および上記ロータージャーナルベアリング７８間に設けられている。この例において上記端部キャップ５４は、上述するように、上記軸方向クロスドリル６８と共に、縦ドリル１１４を有する。このように、流体が上記入口管５８を出ると、上述するように、上記らせん状経路５０に向かって放射状に出る前に、それは上記キャップ５４内の上記ドリル内を通る。他の観点において上記ローターの運転および機能は、例えば図３および４を参照して上述した通りである。図１４および１５は、上記ローターからの流体入口および出口を明確に示す。示されているように上記流体出口は、上記流体よりも大きな半径であり、それにより、上記ローターの回転により上記流体に付与された遠心力の結果として、上記ローターが自給することを可能としている。
【０１４４】
図１５は、さらなる態様を示す。この例において上記入口管５８は、上記キャップ５４内の凹み１１６内へと続く。穴１１８は、上記クロスドリル６８への上記入力１２０と整列させるために、上記入口管５８内に設けられている。上記穴は、上記冷却剤流体が上記端部面からの代わりに、放射状に、または、上記入口の側面から出ることを許容するために、上記入口管内のシンプルなドリルであることが好ましい。他の観点において上記ローターの運転および配置は、他の図面を参照して上述した通りである。
【０１４５】
図１６は、上記ローターアセンブリへの流体入力において好ましく用いられる、入口管シールの一例の概略描写を示す。
【０１４６】
示されているように上記入口管５６は、活性化された面シール１２４を介して上記プレナムハウジング１２２へ連結されている。シール部材１２６は、上記管５６への上記入力の周りに設けられている。上記シール部材は、ＰＴＦＥなどの低摩擦材料から形成されていることが好ましく、「シルクハット」の形状において提供される。上記ＰＴＦＥシール１２４の上記穴は、上記入口管５６上へ中間ばめ(transition fit)されている。上記ＰＴＦＥシール１２４は、上記入口管へしっかりとはまっており、上記ハウジングへゆるくはまっており、上記据え付けハウジング１２２の垂直面に対して効果的にシールするように設計される。これは、いかなる「ぐらつき」または上記シャフト内の流出にもかかわらず、良好なシールを許容する。
【０１４７】
ここに記載されている配置の使用は、上記ステータ内の最高構成要素温度を約セ氏２００度までに限定することを可能にする。特定の例において上記ステータの上記構成要素温度は、セ氏２０７度までに限定される。上記ローター冷却は、開示されている例を用い、上記ローターラップの上記最高構成要素温度をセ氏１６０から２１０度の範囲内に限定することができる。さらに、適切なシールおよび流路構造の使用に起因し、上述した上記インペラと共に、全体的なモーターシステム圧力降下は、全体的な流速が毎分１５リットルである場合は、０．５または０．４バールまでに限定され、１００ｋＷよりも大きな出力および８リットルの全実装容積のモーターの冷却に十分である。上記システムは、３．５バールよりも大きなゲージ入口圧において、冷却剤を漏れなしに保持することができる。
【０１４８】
上記ローターの外側先端内の流体の全体的な圧力は、遠心性の圧力（回転速度の２乗に比例する）によって支配される。１つの限定されない例においては、この遠心性の圧力は、回転周波数が１８，０００ｒｐｍであり、上記ローター流路が半径３０ｍｍの場合、追加的な１７バールに貢献する。将来的には、ここに記載されている上記ローターおよび冷却を用いて、２５，０００ｒｐｍまでの速度が達成できることが想定される。
【０１４９】
上記記載されたアセンブリを用いることにより、それ故上記冷却剤への良好な熱伝達を可能にする、上記高流体速度を達成することができる。これは、より高い流速または流体速度が、上記モーター内における流体の滞留時間が相応して小さいことを確実にするためである。これは同様に、上記流体が、新鮮で冷たい流体で継続的に補充されることを意味し、これにより、熱伝達係数の増加と共に、単位時間により多くの量の熱を受領することができる。このように、多くの量の冷却を達成することができる。１つの例においては、ここに記載されている上記冷却メカニズムおよび方法を用いることにより、５０％を超える上記ローター熱が除去された。熱変色性ペイントを用いることにより、８リットルの全実装容積のモーターにおける上記ローター温度が、１１０ｋＷの出力における１０分間のモーター運転後、上記冷却剤温度からの上昇が、セ氏５０度未満であることが測定された。
【０１５０】
上記インペラの使用は、高圧力冷却剤ポンプおよび複雑なシールシステムの必要を避ける、最小圧力損失も可能にする。上記冷却剤は上記熱源に近いことが重要であり、それにより、そこからの良好な熱伝達を提供する。さらに、複数のらせん状経路の使用は、上記ローターの熱い部分を均一に覆うことを確実にし、再び、良好な熱伝達特性を確実にする。
【０１５１】
最後に、上記ローターアセンブリの実質的に中空な特質に起因し、上記ローター慣性は最小化される。
【０１５２】
上記開示された態様は、一般的にはエチレングリコールおよび水混合物と共に使用されるが、他の冷却剤も用いることができる。上記冷却剤の全てまたは一部が、上記ローター冷却システム内を通る。上記冷却剤は、上述したように、上記ローター軸の近くで上記ローターから出入りする。上述したように上記出口は上記ローター軸に近いが、上記入口よりも半径が大きく、それにより、上記ローターの自給特性の実現を可能にしている。包含される態様において上記冷却剤は、上記ローターの同じ縦または軸方向端部において上記ローターから出入りすることが好ましい。これは、上記ローターの他端における、自動車トランスミッションへのシンプルな接続を可能にする。言い換えると、上記ローターの遠位端において冷却剤流体のための導管を設ける必要がないため、いかなる流体導管および、または相応するシールを設ける必要なく、上記出力を出力シャフトへ直に導くことができる。
【０１５３】
上記ステータ内の上記ローター空洞に流体が入ることを防止する、回転シールシステムが設けられている。これは、流体のシアーな(sheer)摩擦損失および熱の発生を防止する。更なる回転シールシステムが、入口および出口の流体の混合を隔離するために設けられてもよい。これは、上記システムの効果を最大化する。上記冷却熱伝達は、上記入口および出口よりも著しく大きな半径のゾーンにおいて発生することに留意すべきである。言い換えると、上記内側円筒形ハウジング４４の上記外側円筒形表面上で上記冷却が生じるため、これは、上記ローターの上記軸からの放射状距離が著しい。これは、良好な熱伝達を確実にする（上記熱伝達は上記熱源においてであるため）が、上記内側円筒形ハウジング４４の上記中空特性のため、最小ローター質量および慣性をも確実にする。
【０１５４】
上記冷却経路において半径の変化が必要とされる上記インペラを参照して上述したように、上記冷却剤および上記ローター間の相対的な周速（旋転）を維持するまたはゼロであることを保証するために、固定されたバリアまたはドリル（すなわち上記インペラ）が用いられる。これは、上記流体における圧力損失を最小化し、上記モーターを通る上記冷却剤を押し出すための高圧力ポンプを不要にする。加えて、上記熱伝達ゾーンにおける上記冷却剤のためのマルチスタートらせん状経路が設けられている。これは、高い流体速度と、落ち着いており、実質的に均一な流体の分布を確実にする。さらに、上記ローターハウジングの構成要素部品は、製作公差で作ることができる。最後に、シールされ、空気で満たされた空洞が上記熱伝達ゾーンの下に設けられており、ローター慣性を最小化する。
【０１５５】
再度図３〜５を参照すると、一例においては、上記冷却液体は、上述したように、反対方向に流れるように提供される。言い換えると、最初に上記冷却液体は、入口管４０の外側表面および上記ベアリングジャーナルの上記突出部４８の内側円筒形表面によって区画される環状または円筒形経路９６に沿って進む。ここから上記流体は、上記ベーン８６によってガイドされている上記インペラ７６を通って流れる。それはその後、上記らせん状経路または上記ローターの周りの経路の始めへ上記流体をガイドする上記放射状導管９４へ流れる。上記流体は、上記内側円筒形ハウジング４４の全長に沿って進み、やがて、上記において「入口管」と称される、流体がそれに沿って放射状に内側に流れて上記導管５８へ到達する、１つ以上の放射状ドリルまたは孔６８へ到達する。この例においては、それは「出口管」とみなすことができる。上記流体は、上記管５８の長さに沿って、上記遠位端から、流体が上記装置から排出され得る上記近位端に向かって進む。このように上記流体経路は、上述したものと実質的に逆であり、上記入口管５８を介して上記流体が上記アセンブリに入る。いずれの使用においても、記載されている方法において上記流体を流すための追加的または十分な流体圧力を提供するために、ポンプが設けられていてもよい。
【０１５６】
上述したように上記放射状孔はまっすぐでも、またはカーブしていてもよいが、この場合においては、上記装置の上記放射状外側領域から上記装置の放射状内側領域への１つ以上の導管を提供するように機能する。一例において、２つのらせん状経路が設けられている場合は、上記らせん状経路５０の上記端部から、上記冷却剤管５８の第二端部６４への伝達経路を区画するために、２つのまっすぐな放射状孔が設けられている。放射状孔の数は、らせん状経路５０の数に応じて選択されることが好ましい。
【０１５７】
図１７は、モーターにおける使用のためのローター１３８のさらなる態様の例の概略描写である。
【０１５８】
上記ローターは、例えば図３〜６を参照して上述されたものに概して類似している。上記ローターは、第一端部セクション１３１、中央セクション１３３、および、第二端部セクション１３５である、３つの概略セクションを有する。上記第一および第二端部セクション１３１および１３５は、モーターまたは他の回転装置におけるローターベアリングとかみ合うためのジャーナル部品を概して含む。上記第一および第二端部セクション１３１および１３５は、モーターまたは発電機などの回転装置におけるベアリングとかみ合うための、数々のジャーナル表面を含む。例えば第一端部セクション１３１は、ベアリング（図示せず）とかみ合うための略円筒形ベアリングジャーナル１２３を包含する。数々の環状溝１２７の内部には、流体の漏れを防止または低減するために設けられる、Ｏ−リング等などのシールが設けられている。
【０１５９】
示されている例において上記ねじ曲がった経路は、二重らせん１３０によって区画されている。上記らせんは、一重供給入口１３２が、２つの平行に接続された経路または支流１３４および１３６を供給することにおいて「二重」である。液体は上記入口１３２を介して上記二重らせんに入り、上記らせんの両方の支流１３４および１３６に沿って進む。２つの平行な支流１３４および１３６と共にらせんを設けることにより、相応する入口の数を増加させることなく上記ローターのための、被覆表面の増加を達成することができる。このように、各二重らせん１３０のためには、一重入口１３２のみが必要である。加えて、上記ねじ曲がった経路に沿った上記液体の進みを遅くさせ得る上記らせん角度を低減させることなく、被覆表面の増加を達成することができる。詳細に後述するように、上記らせん状経路から流体を受領し、上記ローター内を上記第一端部セクション１３１内の流体出口１４８へ向かって戻るように導くために、上記ローターの中央セクション１３３の第二端部において戻り口１５０が設けられている。
【０１６０】
図２３および２４は、上記ローターの第一端部セクション１３１の部分断面図をより詳細に示す。その内部を通って冷却液体が上記ローターへ供給される、数々の供給導管１４０が設けられている。上記供給導管１４０は、それに沿って上記流体が上記らせん状経路１３０への入口１３２へ流れて到達する、平行な軸方向セクション１４２およびそれに続く放射状セクション１４４を包含する。図２３は、一重入口１３２が、らせん状経路１３０の２つの支流１３４および１３６へ供給することを明確に示す。供給導管１４０の上記軸方向セクション１４２への入口１４６は、上記ローターの軸方向端部に設けられている。使用において、一旦上記ローターへ液体が供給されると、上記供給導管に沿って、その後、上記ローターの上記第二端部セクション１３５に向かって上記らせん状経路に沿って液体は進む。そこに着くと上記液体は、特に図１７、１８、２０、２４および２６を参照してここに記載されるように、戻り口および導管通って進む。
【０１６１】
図１７、１８、２０および２４を参照すると、上記ローターを進んだ冷却液体のための出口として機能する戻りポート１４８が設けられている。上記らせん状経路１３４および１３６に沿って進んだ冷却液体は、上記ローターの上記第二端部１３５に近い上記中央セクション１３３の上記端部に到達し、その後、上記第一端部セクション１３１へ向かって戻って進み始める。
【０１６２】
上記ローター内の上記流体通路は、例えば以下の通りである。流体は、上記供給導管１４０を介して導入される。上記流体はその後、上記供給導管１４０の上記放射状セクション１４４（図２２および２３）に沿って、上記らせん状経路入口１３２へと進む。ここから上記流体は、上記ローターの上記遠位端、すなわち、上記第二端部セクション１３５に最も近い上記中央セクション１３３の一部に到達するまで、上記二重らせん状経路１３０に沿って進む。この点において上記流体は、戻り口１５０内へと進む。上記戻り口１５０から１つ以上の軸方向戻り経路１５４（図２６参照）内へ流体をルーティングするために、放射状入口管またはドリル１５２（図２１）が設けられている。上記放射状入口管またはドリルは上記ローターの上記ボディー内に形成されており、再び、上記供給導管１４０と同様に、任意の適切な数を設けることができる。一般に上記数は、らせん状経路の数と同じになる。しかしながら図１７において示されている例のように二重らせんが設けられている場合は、放射状入口管１５２の数の半分が設けられる。上記入口管１５２は、上記軸方向戻り経路１５４の上記入口へ導くように配置されている。示されている上記例における上記入口管はまっすぐであるが、上述した上記放射状導管６８と同様に、カーブしていてもよい。それらには、単に、上記らせん状経路から上記軸方向戻り経路１５４へ上記液体が移動するための概して放射状の経路を提供することが要求されている。従って、一例においてそれらは、上記入口１５０から上記軸方向戻り経路１５４へ導く略らせん状の構造を有する。
【０１６３】
その後上記流体は、図２４に明確に示されている様に、戻りポートまたは出口穴１４８に到達するまで、軸方向戻り経路１５４に沿って略軸方向に流れる。従って、当然のことながら、冷却液体の上記流れは、図１〜１６を参照して上述した態様と類似している。
【０１６４】
特に図１７および２０に示されているように、インペラ１５６が設けられている。上記インペラ１５６は、上記ローターへ連結されており、上記ローターと共に回転する。それは、上記冷却液体が上記供給導管１４０へ導入される前に、上記冷却液体に回転速度を提供するように機能する。当然のことながら、例えば図３とは異なり、上記インペラへの上記入口１５８は、上記ローターの回転の中心軸上ではなく、上記インペラが上記ローターの残りの部分と共に高回転速度で回転すると、その入力は著しい接線方向速度において動くことになる。同じまたは類似する回転基準系において流体が入ることを確実にするために、上記流体が上記インペラに入る前に上記流体に接線方向速度を付与するために、流体ジェットなどの何らかの手段を設けてもよい。これは、図２７および２８を参照して以下により詳細に記載される。
【０１６５】
上記インペラ１５６は、図２０において最も明確に示されているように、カーブした入口経路１５８を有する。上記インペラ１５６へ上記液体を供給するために、噴射（図２７参照）のためのジェットまたは入口１５７が設けられていてもよい。上記ジェット１５７は、いくらかの接線方向（軸方向も）速度を有する上記液体を提供するように機能する。上記インペラのカーブした表面１５８のブレード角度は浅く、これにより、流体圧力における損失を低減または最小化する一方、上記ローター内へ上記液体が進むと、依然として上記液体に所望の回転または速度が付与される。
【０１６６】
図２４は、図１７に示されているようなローターのための、一般的にすべたが上記ローターの第一端部セクション１３１において配置されている、インペラ１５６および連結栓の概略描写である。上記インペラ１５６は、上記ローターへ液体が入ると、その内部を液体が進むインペラ入口経路１５９を含有する。上記インペラ入口経路１５９および上記軸方向供給導管１４０（図２４においては図示せず）間の正確な整列を確実にするために、図１８および２３において明確に示されている、上記ローターボディーにおける相応する穴１６３とかみ合う、複数の栓１６１が設けられている。この例においては、４つの栓１６１が設けられている。上記栓１６１は、上記軸方向戻り経路１５４を塞ぐための端部面も形成する。このように、流体が一旦軸方向戻り経路１５４の端部に到達すると、上記栓１６１の上記端部面とのかみ合いを介して、上記戻りポートまたは出口穴１４８から外へ強いられる。
【０１６７】
図１７〜２８の態様は、図１〜１６を参照して上述された態様と実質的に類似する方法において運転されるため、更なる記載は提供されない。特に、当然のことながら、モーターまたは発電機などの回転装置内における上記ローターの運転を可能にするために、種々のシールおよびベアリングが設けられている。これらの様相は、再び詳細には記載されない。
【０１６８】
図２９〜３７は、上記ローターのさらなる態様の例を示す。
【０１６９】
図２９〜３７の例は、図１〜１７の態様と類似する。流体が上記ローターへ導入および上記ローターから除去するための上記入口および出口経路は、実質的に平行であり、上記ローターと同軸である。図２９を参照すると、中央入口導管１６０が設けられている。上記ローターを内を進んだ上記流体のための上記出口１６２は、上記入口導管１６０を取り囲む環状小道に沿っている。上述したように上記ローターは、上記第一端部セクション１３１、上記中央セクション１３３および上記第二端部セクション１３５である、３つの慨したセクションを有する。上記第一および第二端部セクション１３１および１３５は、モーターまたは他の回転装置内のローターベアリングとかみ合うためのジャーナル部品および／または適切なシール等を概して含有する。
【０１７０】
図２９〜３１の上記ローターは、二重らせん１６４が設けられている点において、図１７のそれと類似している。しかしながらこの例において上記らせんへの上記入口１６６は、上記ローターの上記遠位端、すなわち、上記第二端部セクション１３５に最も近い端部にある。上記入口１６６へ向かって外側に放射状に進むまで、上記流体はこのように上記中央導管１６０に沿って進む。その後上記流体は、上記らせん状経路から上記出口１６８へ到達するまで、上記らせん状経路１６４に沿って強いられる。ここで、上記流体は放射状導管１７０に沿って流れ、上記環状出口経路１７２内へ流れる。図３０は、それに沿って流体が放射状導管１７６および、続いて入口１６６へ伝達される、上記中央導管１７４をその内部に見ることができる、上記シャフトアセンブリの断面を示す。
【０１７１】
図３１においては、上記らせん状経路１６４が、上記らせん状経路からの出口１６８で終結し、上記放射導管１７０内へ導かれることが明確に示されている。図３２は、上記らせん状経路（上記放射状導管１７０への入口も）から上記出口１６８を示す、上記ローターの横からの横断面である。
【０１７２】
図３３は、液体出入りマニホールドの断面の概略描写であり、図３４は、図３３の上記液体出入りマニホールドを有するローターの断面の概略描写である。示されているように上記入口導管１６０は、その開口端１８０から冷却剤液体を受領することができる。上記液体は、上記方向Ｂおいて入口導管１６０に沿って流れ、上記中央導管１８０内へ流れる。上記液体が一旦上記ローターの上記外側表面に沿った上記らせん状経路に沿って進むと、図３６において最も明確に示されているように、上記液体は上記放射状入口導管１７０に沿って戻る。この点において上記液体は、上記環状出口導管へ入り、ここから、上記アセンブリから除去される。上述した例の中でも図３においては、上記ローターへの上記流体入口よりも上記出口が上記回転軸から放射状に遠いため、上記装置は自給式であり、再び重力サイホンと類似して機能する。
【０１７３】
この例において上記入口導管１６０は、その内部に供給された液体に軸速度と共に回転速度が付与されるため、上記インペラとして機能する。言い換えると、再び、上記インペラはこのようにして、そこに入る流体が上記ローターと同じ（または、同じに近い）回転速度（または、角速度または旋転速度）で回転することを確実にするメカニズムとして機能する。上記入口導管またはインペラ１６０は、流体の流れのための中央軸方向導管を有する上記ローターの回転部品であり、これにより、上記インペラの回転はその内部の上記流体の回転をもたらす。
【０１７４】
図３５は、上記ローター上の上記らせん状経路への上記冷却剤入口ポート１６６の断面を示す。上記中央導管１８０を介して受領された冷却剤は、上記相応する入口１６６へ、上記放射状導管１７６に沿って進み、その後上記らせん状経路１６４内へ進む。上記装置の十分な運転を確保するために、種々のシール等が必要に応じて設けられてもよい。図３５の例においては、Ｏ−リングを受領し得るシール溝１８２が設けられている。上記Ｏ−リングは、上記ローターの運転のために設けられる他の全てのＯ−リングと同様に、例えばゴムまたはエラストマー材料などの適切な材料から形成することができる。
【０１７５】
図３６および３７は、上記液体または冷却剤入口および出口部分を示す、上記シャフトアセンブリの一部の概略断面図を示す。最初に、冷却剤が入口領域１８４を介して提供される。そこから上記冷却剤は上述したように、上記入口導管１６０内を流れ、上記ローター内を通って前方へ流れる。その帰りに、上述したように一旦上記流体が上記らせん状またはねじ曲がった経路に沿って進むと、上記流体はポート１８６内を進み、上記放射状導管１７０に沿って進み、そこから、環状出口１７２内へ進む。その後上記流体は、放射状出口導管１８６内へ、続いて出口１８８へ流れる。再び上述したように、流体の流れを決定し、望まれない漏れを止めるために、種々のシール１９０が設けられている。
【０１７６】
本発明の態様は、描写された例を特に参照して記載されている。しかしながら当然のことながら、本発明の範囲内において、上記記載された例の変更および改良をすることができる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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