(57)【要約】      （修正有）【課題】鋼製ロータに伝導層を固着させるために熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）を用い、ロータとステータの間の導電体としての性能を改善した誘導モータを提供する。【解決手段】円形断面と穿孔を規定する長手方向軸を有する内部通路を含むステータ５０と、ステータ５０の穿孔内で回転自在に配置された円形断面を有する中実コアからなる鋼製ロータ２０と、ロータ２０とステータ５０の間に配置された空隙６０と、を含む誘導モータ１０に関する。ロータ２０の導電率を増加させるために、銅製伝導層が鋼製ロータ２０上に配置され、典型的な実施形態では、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）を用いて鋼製ロータ２０に銅製伝導層を固着させる。ＨＩＰ処理は、鋼製ロータ２０と銅製伝導層を格納容器に封入し、格納容器の外側へ高温かつ高圧ガスを付加することによってロータ２０に伝導層を固着させる。【選択図】図１
0003180993.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
円形断面と穿孔を規定する長手方向軸を有する内部通路を備えたステータと、
前記ステータの穿孔内で回転自在に配置された円形断面を有する鋼製ロータと、
熱間等方圧加圧（HIP）を用いて中実コアからなる鋼製ロータの外面に一体に固着された銅層と、を備えている誘導モータ。
【請求項２】
前記ロータが、該ロータの周りに流入する空気を軸方向へ誘導する軸流ファンを備えている、請求項１に記載の誘導モータ。
【請求項３】
前記ロータが中実コアからなる鋼製ロータである、請求項１に記載の誘導モータ。
【請求項４】
前記誘導モータが、該誘導モータのモータ軸受を潤滑するオイル潤滑システムを更に備え、該オイル潤滑システムが、
前記モータ軸受を潤滑するために用いられる潤滑オイルを濾過するオイルフィルタと、
濾過されたオイルを冷却する熱交換器と、
前記モータ軸受にオイルを移送するオイルアプリケータと、を備えている、請求項１に記載の誘導モータ。
【請求項５】
前記誘導モータが、該誘導モータのモータ軸受に潤滑オイルを注油するオイルアプリケータを更に備え、該オイルアプリケータが、
前記オイルアプリケータのオイルの一様な分配を可能にする一片のフェルトと、
前記モータ軸受にオイルを放出するオイルスリンガと、を備えている、請求項１に記載の誘導モータ。
【請求項６】
前記誘導モータが、オイルアプリケータを用いて潤滑されるモータ軸受を更に備え、該オイルアプリケータが、
前記オイルアプリケータの潤滑オイルの一様な分配を可能にする一片のフェルトと、
前記モータ軸受に潤滑オイルを放出するオイルスリンガと、を備えている、請求項１に記載の誘導モータ。
【請求項７】
円形断面と穿孔を規定する長手方向軸を有する内部通路を備えたステータと、
前記ステータの穿孔内で回転自在に配置された円形断面を有する中実コアからなる鋼製ロータであって、該ロータの周りに流入する空気を軸方向へ誘導する軸流ファンを含むロータと、
熱間等方圧加圧（HIP）を用いて中実コアからなる鋼製ロータの外面に一体に固着された銅層と、を備えている誘導モータ。
【請求項８】
前記誘導モータが、該誘導モータのモータ軸受を潤滑するオイル潤滑システムを更に備え、該オイル潤滑システムが、
前記モータ軸受を潤滑するために用いられるオイルを濾過するオイルフィルタと、
濾過されたオイルを冷却する熱交換器と、
前記モータ軸受にオイルを移送するオイルアプリケータと、を備えている、請求項７に記載の誘導モータ。
【請求項９】
前記誘導モータが、該誘導モータのモータ軸受に潤滑オイルを注油するオイルアプリケータを更に備え、該オイルアプリケータが、
前記オイルアプリケータのオイルの一様な分配を可能にする一片のフェルトと、
前記モータ軸受にオイルを放出するオイルスリンガと、を備えている、請求項７に記載の誘導モータ。
【請求項１０】
前記誘導モータが、オイルアプリケータを用いて潤滑されるモータ軸受を更に備え、該オイルアプリケータが、
前記オイルアプリケータの潤滑オイルの一様な分配を可能にする一片のフェルトと、
前記モータ軸受に潤滑オイルを放出するオイルスリンガと、を備えている、請求項７に記載の誘導モータ。
【請求項１１】
誘導モータのための中実コアからなる鋼製ロータの製造方法であって、該方法が、
熱間等方圧加圧（HIP）を用いて中実コアからなる鋼製ロータの外面へ銅層を固着させる方法を含む方法。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、2010年1月11日に出願された米国仮出願番号第61/293,990号と2010年4月12日に出願された米国仮出願番号第61/323,073号に関連して優先権を主張する。上記の出願の全ての内容は、その全体がここに明確に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
中実ロータ装置として知られる誘導モータは、ステータとそのステータの穿孔内で回転自在に配置された中実鋼製ロータを含む。ロータの導電率を増加させるためにロータの外側の作動面に伝導層を設けても良い。鋼製ロータに銅層を設ける従来の技術では、空気と電気的手段を利用し、高速の溶融した銅をロータの表面に推進させる。そのような従来の技術の例としては、ブラストコーティングと蒸着が挙げられる。
【０００３】
従来の技術では、中実コアからなる鋼製ロータへの銅製伝導層の十分な固着力を発生させない。従来の技術による銅と鋼鉄の間の結合は、高い回転速度に耐えるのに十分な強度を有しない。更に、これらの技術では、銅製伝導層の酸化と多孔性に繋がる。その結果として得られる銅製伝導層の酸化と多孔性は電気抵抗を増大させ、より厚い伝導層が必要となる。電気抵抗の増大は、ロータとステータの間の見かけ上の空隙を増加させ、モータのより高い電気的損失に繋がる。
【考案の概要】
【０００４】
本考案の典型的な実施形態は、鋼製ロータに伝導層を固着させるために熱間等方圧加圧(HIP)を用いることによって、鋼製ロータに伝導層を設ける従来の技術の欠点を回避する。典型的な実施形態では、伝導層は純粋又は実質的に純粋な銅層であり、ロータは中実コアからなる鋼製ロータ(中実コア鋼製ロータ)である。HIP処理では、中実コア鋼製ロータ、銅層スリーブ、および二つの銅層エンドキャップを格納容器に封入し、格納容器の外側へ高温かつ高圧ガスを付加することによって銅層スリーブとエンドキャップを中実コア鋼製ロータに固着させる。
【０００５】
このHIP処理が、鋼製ロータと銅層の間に強力な一体結合を生成する。その結果として得られるロータに固着した銅層は非多孔質であり、ロータとステータの間の導電体としての性能を改善する。その結果として得られる銅層は、更に、酸化、湿気、オイル等の汚染物を含まず、接合面での酸化に影響されない。これらの特性は、ロータとステータの間の導電性も増大させる。
【０００６】
一つの典型的な実施形態として、誘導モータが提供される。誘導モータは、円形断面と穿孔を規定する長手方向軸を有する内部通路を備えたステータを含む。誘導モータは、更に、ステータの穿孔内で回転自在に配置された円形断面を有する鋼製ロータを含む。ロータは、そのロータの周りに流入する空気を軸方向へ誘導する軸流ファンを含む。
【０００７】
もう一つの典型的な実施形態として、誘導モータが提供される。誘導モータは、円形断面と穿孔を規定する長手方向軸を有する内部通路を備えたステータを含む。誘導モータは、更に、ステータの穿孔内で回転自在に配置された円形断面を有する中実コア鋼製ロータを含む。更に、誘導モータは、熱間等方圧加圧(HIP)を用いて中実コア鋼製ロータの外面に一体に固着された銅層を含む。
【０００８】
更にもう一つの典型的な実施形態として、誘導モータが提供される。誘導モータは、円形断面と穿孔を規定する長手方向軸を有する内部通路を備えたステータを含む。誘導モータは、更に、ステータの穿孔内で回転自在に配置された円形断面を有する中実コア鋼製ロータを含む。ロータは、そのロータの周りに流入する空気を軸方向へ誘導する軸流ファンを含む。更に、誘導モータは、熱間等方圧加圧(HIP)を用いて中実コア鋼製ロータの外面に一体に固着された銅層を含む。
【０００９】
更にもう一つの典型的な実施形態として、誘導モータの中実コア鋼製ロータの製造方法が提供される。この方法は、熱間等方圧加圧(HIP)を用いて中実コア鋼製ロータの外面へ銅層を固着させる方法を含む。
【００１０】
更に一つの典型的な実施形態として、モータ軸受を潤滑するオイルアプリケータが提供される。オイルアプリケータは、このオイルアプリケータからのオイルの一様な分配を可能にするフェルトアプリケータを含む。オイルアプリケータは、モータ軸受にオイルを放出するオイルスリンガにオイルを注油する。
【００１１】
更にもう一つの典型的な実施形態として、モータ軸受を潤滑する方法が提供される。この方法は、オイルアプリケータのフェルトアプリケータを用いてオイルを一様に分配する方法を含む。この方法は、更に、オイルアプリケータのすぐ近辺でオイルスリンガを用いてモータ軸受にオイルを放出する方法を含む。
【００１２】
更にもう一つの典型的な実施形態として、誘導モータが提供される。誘導モータは、オイルアプリケータを用いて潤滑された軸受を含む。オイルアプリケータは、このオイルアプリケータからのオイルの一様な分配を可能にするフェルトを含む。オイルアプリケータは、モータ軸受にオイルを放出するオイルスリンガにオイルを注油する。
【００１３】
典型的な実施形態の上記のおよびその他の目的、態様、特徴、および利点は、添付図面と組み合わされた以下の記述を参照することによって、より明確にかつより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】典型的な実施形態に従って提供された典型的なモータを説明した図である。
【図２】熱間等方圧加圧(HIP)処理を用いて典型的な伝導層で被膜された典型的な鋼製ロータの縦断面図である。
【図３】HIP処理を用いて典型的な伝導層で被膜された典型的な鋼製ロータの中央部の横断面図である。
【図４】HIP処理を用いて中実コア鋼製ロータに伝導層を固着させる典型的な方法を説明したフローチャートである。
【図５】伝導層と組み立てられる前の鋼製ロータの典型的な軸本体を説明した図である。
【図６】ロータと組み立てられる前の典型的な伝導層エンドキャップを説明した図である。
【図７】ロータと組み立てられる前の典型的な伝導層スリーブを説明した図である。
【図８】図5の典型的な軸本体上に組み立てられた図7の典型的な伝導層スリーブと図6の伝導層エンドキャップを説明した図である。
【図９】図8の伝導層とロータの組み立て体に固着されたHIP処理の典型的な格納容器を説明した図である。
【図１０Ａ】ロータとファンシュラウドを含む典型的なモータ組み立て体の側面図である。
【図１０Ｂ】ロータと一体に設けられた一組のファン羽根とファンシュラウドに取り付けられた一組の静翼を含むモータファン組み立て体を説明した図である。
【図１１】典型的なロータに沿って軸方向に配置された典型的な一組のファン羽根を説明した図である。
【図１２】典型的なロータに径方向に配置された典型的な一組のファン羽根と、径方向の流れを軸方向の流れに変換するようにステータに配置された一組の静翼を説明した図である。
【図１３Ａ】それに取り付けられた典型的な静翼を有するファンシステムの典型的なシュラウドを説明した図である。
【図１３Ｂ】図13Aの典型的なシュラウドに取り付けられる前の静翼を説明した図である。
【図１３Ｃ】図13Aの典型的なシュラウドに取り付けられた典型的な静翼の拡大図である。
【図１４】モータ軸受を潤滑する典型的なオイルシステムを説明した図である。
【図１５】図14の典型的なオイルシステムの典型的なオイルアプリケータの縦断面である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
本考案の典型的な実施形態は、円形断面と穿孔を規定する長手方向軸を有する内部通路を備えたステータと、ステータの穿孔内で回転自在に配置された円形断面を有する中実コアからなる鋼製ロータ(中実コア鋼製ロータ)と、ロータとステータの間に配置された空隙と、を含む中実ロータ誘導モータに関するものである。ロータの導電率を増加させるために、鋼製ロータの外面と端面に銅製伝導層が配置されている。典型的な実施形態では、熱間等方圧加圧(HIP)を用いて鋼製ロータに銅製伝導層が固着されている。HIP処理は、鋼製ロータと銅製伝導層を格納容器に封入し、格納容器の外側へ高温かつ高圧ガスを付加することによってロータに伝導層を固着させる。
【００１６】
その結果として得られるロータに固着された伝導層は非多孔質であり、ロータとステータの間の導電体としての性能を改善する。その結果として得られる伝導層は、更に、湿気、オイルなどの汚染物を含まず、接合面での酸化に影響されない。これらの特性は、ロータとステータの間の導電性も増大させる。
【００１７】
図1は典型的なモータ10を説明した図である。モータ10は、軸受14、ステータ50、およびステータ50の穿孔内に装着されたロータ20を含む。典型的な実施形態では、モータ10は、一般に約30,000rpmから100,000rpmの間で作動する。
【００１８】
ステータ50は、ステータ巻線56、ロータ20に面する内面54、および長手方向軸Xに沿って延びる穿孔52を含む。
【００１９】
空隙60は、ステータ50の内面54とロータ20の外面上に設けられた伝導層30の間に形成される。典型的な実施形態では、空隙60は0.1インチの厚さを有する。冷却空気は、ロータ20を通って導入され、その後、空隙60を通って軸方向へ用いられる。
【００２０】
空隙60の大きさは、モータ10の高速での技術的適用において、特にその効率に関連して重要性を有する。より具体的には、空隙を増大させると、ドラッグ損失が減少することによってモータの効率が最適化される。よって、典型的な実施形態の空隙は、0.015インチの平均厚さを有する従来の空隙よりもかなり大きい0.1インチの平均厚さを有する。米国特許第5,473,211号は、この空隙の厚さとモータの効率の関係を論じており、その全てがその参照によってここに組み込まれる。
【００２１】
典型的な実施形態により厚い空隙を設けることによって、十分な冷却空気が空隙60へ軸方向へ用いられることが可能となり、ロータ20とステータ50の双方のためのヒートシンクが提供される。典型的な実施形態の予想外の結果は、空隙60を通った冷却空気の流れが最小の電力消費量でロータ20とステータ50を十分に冷却することであった。従って、モータ10は、ロータ20とステータ50を冷却する外部装置又は補助装置なしで効率良く稼働し得る。
【００２２】
ロータ20は、長手方向軸Xに沿ったステータ50の穿孔52内で回転自在に配置されている。ロータ20は、ステータ50に対して相対的に回転する。ロータ20は、軸本体22と、熱間等方圧加圧(HIP)処理を用いてロータ20の作動する外面全体に固着された伝導層30を含む。軸本体22は、磁気的かつ電気的に伝導的であり、中実でも中空でも良い。軸本体の外面は一体であるものの、外周部分24と二つの末端部分26と28を有するものとして識別することができる。
【００２３】
伝導層30は、ロータ20を通って及びロータ20上で流れる電流のための伝導体として機能するために提供される高い導電率を有する材料である。ロータを通って及びロータ上を伝わる電流は、電流の熱損失を最小にするために、実質的に伝導層を流れる。
【００２４】
典型的な実施形態では、モータ10のロータ20は、熱間等方圧加圧(HIP)を用いてロータ20の軸本体22の外面に固着された伝導層30を有する。典型的な実施形態では、ロータ20は中実コア鋼製ロータであり、伝導層30は純粋な又は実質的に純粋な銅である。銅層30は、約1〜3mmの平均厚さを有し、好ましい実施形態では、約1mmの厚さを有する。特定のモータの理想的な銅層の厚さは、例えば磁束通路、磁束損失などのモータ特有の変数に基づいて定められる。
【００２５】
図2及び3は、HIP処理を用いて典型的な銅層30で被膜されたロータ20の典型的な軸本体22を説明した図である。軸本体22に固着された最終的な銅層30は、単一の一体ユニットであるものの、典型的な実施形態では、銅層スリーブ32と二つの銅層エンドキャップ34と36の三つの部分を有するものとして識別され得る。銅層スリーブ32は、ステータ50に沿った軸本体22の外周部分24上に配置されている。銅層スリーブ32は、伝導層に電流を誘導するために、空隙60を横切って流れる磁束のための伝導体として機能する。銅層エンドキャップ34と36はそれぞれ、軸本体22の末端部分26と28に配置されている。銅層エンドキャップ34と26は、誘導装置が機能するのに必要とされる相補的なステータ極と関与するロータ20を横切る短絡磁束路を提供する。他の典型的な実施形態では、銅層30は、上記識別された部分よりも少ない又は多い部分を有するものとして識別され得る。
【００２６】
典型的な実施形態では、銅層30は、銅層スリーブ32と伝導層エンドキャップ34と36が同じ厚さを有するように、軸本体22上で一様な厚さを有する。もう一つの典型的な実施形態では、銅層30は、銅層スリーブ32よりも伝導層エンドキャップ34と36で厚くなっている。
【００２７】
図2は、ロータ20の外面に固着された銅層30を有するロータ20の縦断面である。ロータ20は、外周部分24と二つの末端部分26と28を含む。銅層スリーブ32は、銅層エンドキャップ34と36と電気的に接続するために、軸本体22の外周部分24を超えて延びている。更に、二つの銅層エンドキャップ34と36はそれぞれ、軸本体22の末端部分26と28に電気的に取り付けられている。
【００２８】
図3は、ロータ20の外面に固着された銅層30を有するロータ20の中央部の横断面である。軸本体22は鋼製体である。軸本体22の外周部分24は、銅層スリーブ32で被覆されている。
【００２９】
本考案の典型的な実施形態では、ロータ20の軸本体22に銅層30を固着させるために熱間等方圧加圧(HIP)処理を用いることによって、鋼製ロータに銅製伝導層を設ける従来技術の欠点を回避している。HIP処理では、軸本体22と銅層30を封入する高圧格納容器の外部を高温と等方圧ガスに晒す。高温かつ等方圧ガスによって、銅層30が軸本体22に一体に固着される。
【００３０】
図4は、HIP処理を用いてロータ20の鋼製軸本体22に銅層30を固着させる典型的な方法を説明したフローチャートである。図4のステップ1では、HIP処理の開始以前に銅層30とロータ20が前処理される。前処理には、オイル、酸化、湿気等の汚染物を除去するために銅層とロータを洗浄することが含まれる。また、前処理には、銅層とロータに汚染物が無いことを保証することが含まれ得る。更に、前処理には、銅層とロータがHIPの位置に移送される前に再び汚染されないことを保証するために、例えば真空パック内に銅層とロータを密封することが含まれ得る。
【００３１】
図5は、前処理のステップ1の以前又は以後、即ちロータが銅層と組み立てられる前のロータ20の軸本体22を説明した図である。図6は、前処理のステップ1の以前又は以後、即ち銅層エンドキャップがロータと組み立てられる前の銅層エンドキャップ34,36を説明した図である。図7は、前処理のステップ1の以前又は以後、即ち銅層スリーブがロータと組み立てられる前の銅層スリーブ32を説明した図である。
【００３２】
図4のステップ2と3では、銅層30とロータ20は、ロータに銅層を固着させるHIP処理の以前に組み立てられる。銅層スリーブ32は、ロータ20の軸本体22の外周部分24上に組み立てられる。銅層エンドキャップ34と36はそれぞれ、ロータ20の軸本体22の末端部分26と28に組み立てられる。組み立て体では、銅層エンドキャップ34と36が銅層スリーブ32に隣接する。これにより、スリーブとエンドキャップの間の応力のかかる溶接の必要性が否定される。
【００３３】
図8は、ロータ20の軸本体22の外周部分24上に組み立てられた銅層スリーブ32と、ロータ20の軸本体22の末端部分26と28にそれぞれ組み立てられた銅層エンドキャップ34と36を説明した図である。この組み立て体では、銅層30は、ロータ20上に緩く嵌め込まれている。しかし、銅層とロータは綺麗で汚染物が無く、接合面に酸化がない。
【００３４】
図4のステップ4〜7はHIP処理を概説している。ステップ4では、ロータ組み立て体がHIP処理の格納容器70内に導入される。ステップ5では、格納容器が銅層30と組み立てられた軸本体22に溶接される。格納容器が高真空にされ、ガス導入栓72を通して空気と湿気を除去するためにその容器が高温に晒される。典型的な実施形態では、格納容器は、真空にされる前にアルゴンのような不活性ガスで浄化され得る。ステップ6では、ガス導入栓72が密閉され、組み立て体全体が高温と高圧に晒される。
【００３５】
図9は、ロータ組み立て体に固着された典型的な格納容器70と、この格納容器70に取り付けられた典型的なガス導入栓72を説明した図である。
【００３６】
ステップ7では、格納容器の外側の高温と高圧によって、銅層30がロータ20の軸本体22に一体に固着される。より具体的には、銅層スリーブ32が軸本体22の外周部分24に一体に固着し、銅層エンドキャップ34と36がそれぞれ軸本体22の末端部分26と28に一体に固着する。HIP処理は、また、銅層30全体とロータ20が単一の一体ユニットとなるように、銅層スリーブ32を銅層エンドキャップ34と36に固着させる。
【００３７】
HIP処理で用いられる高温かつ高圧ガスは、銅層30の内部空間を除去し、銅層30とロータ20の間の綺麗で一様な結合を生成する。その結果として得られる銅層は多孔質ではなく、ロータとステータの間の導電体としての性能を改善する。また、その結果として得られる銅層は、酸化、湿気、オイルなどの汚染物を含まず、接合面での酸化によって影響されない。また、これらの特性は、ロータとステータの間の導電性も増大させる。鋼製ロータ上に銅層を設ける従来の技術では、このような有利な特徴を提供することができない。
【００３８】
図4のステップ8では、HIP処理が完了した後、格納容器70がロータ組み立て体から外される。図2は、格納容器が外された後のロータ組み立て体を説明した図である。
【００３９】
もう一つの典型的な実施形態では、モータ10のロータ20は、熱間等方圧加圧(HIP)を用いてロータ20の軸本体22の外面に固着された伝導層30を有する。ロータ20は中実コア鋼製ロータであり、伝導層30は純粋な又は実質的に純粋な銅である。この典型的な実施形態では、モータ10の典型的なファンシステムは、ロータ20の外面に取り付けられた一組のファン羽根40を含む。また、典型的なファンシステムは、ファンシュラウド44に取り付けられた一組の静翼42も含む。ファン羽根40と静翼42は、流入する空気を空隙60を通して実質的に軸方向へ流すように構成されている。これにより、ファン羽根40が流入する冷却空気に速度増加を付与し、流入する空気の静圧を増加させる。これにより、流入する空気が空隙60の開口内へ高速で流れ込むことが誘発される。
【００４０】
図10Aは、ロータ20とファンシュラウド44を含む典型的なモータ組み立て体の側面図である。図10Bは、ロータと一体に設けられた一組のファン羽根40とファンシュラウドに取り付けられた一組の静翼42を含むモータファン組み立て体を説明した図である。
【００４１】
図11に説明される典型的な実施形態では、ファン羽根40は、ロータ20の周りに軸方向に配置され、一組の静翼42は、径方向の流れを空隙60に沿った軸方向の流れへ転換するために用いられる。軸流ファン羽根40から到達する流入空気は、接線方向成分と軸方向成分を有する。静翼42は、流入空気の正味の速度ベクトルを軸方向へ転換する。この正味の速度ベクトルの軸方向への転換は静圧を大幅に増加させ、これにより、流入する空気が空隙60の開口内へ高速かつ高圧で流れ込むことが誘発される。
【００４２】
もう一つの典型的な実施形態では、モータ10のロータ20は、空隙60内で空気を軸方向へ導入するために、ロータ20の外面に取り付けられた軸流ファン40を有する。ファン羽根40は、流入する空気を空隙60を通して実質的に軸方向へ流すように構成されている。これにより、ファン羽根40が流入する冷却空気に速度増加を付与し、流入する空気の静圧を増加させる。これにより、流入する空気が空隙60の開口内へ高速で流れ込むことが誘発される。
【００４３】
図12に説明される更にもう一つの典型的な構成では、ファン羽根40は、ロータ20上に径方向に配置され、ファン羽根40の下流に配置される転換機構46は、流入する空気を径方向から空隙6に沿った軸方向へ誘導する。流入する空気を空隙60に沿った軸方向の流れへ更に誘導するために一組の静翼42が用いられる。一組の静翼42は、ステータ50の内面54に一体に設けられる。一組の静翼42は、ファン羽根40と転換機構46の下流に配置される。
【００４４】
モータのファンシステムは、流入する空気をファン羽根40と静翼42に接触させるように案内する典型的なシュラウド44を含む。典型的な実施形態では、シュラウド44は、流入する空気を回転羽根へ導入するのを補助する入り口湾曲部を有することもある。典型的な実施形態では、シュラウド44は、ステータ50のステータ巻線56に固定され得る。図13Aは、それに取り付けられた典型的な静翼42を有する典型的なシュラウド44を備えた典型的なロータ20の縦断面である。図13Bは、図13Aの典型的なシュラウド44に取り付けられる前の典型的な翼42の詳細図である。図13Cは、図13Aの典型的なシュラウド44に取り付けられた典型的な静翼42の拡大図である。
【００４５】
一組のファン羽根40は、HIP処理の後、即ち図4のステップ8の後にロータ20に取り付けられる。
【００４６】
更にもう一つの典型的な実施形態では、モータの軸受を潤滑するためにオイルシステムが提供される。典型的な実施形態により提供されるオイルシステムは、過剰なオイル流量に起因する熱蓄積を防止するようにオイル流量を制限しながら、高速のモータ軸受に潤滑を提供するように設計されかつ構成されている。
【００４７】
約42,000rpmで稼働する典型的な実施形態により提供されるモータは、モータの軸受を潤滑して冷却するために、毎分約0.0025リットルのオイル流量を必要とする。高速の軸受に噴射されるオイルの速度は、軸受の外周速度、即ち毎秒約220フィートに近い必要がある。このオイル速度を達成する一つの従来の方法は、軸受にオイルを供給するオイルノズルを使用し、上流のオイル圧力を約260psigまで上昇させる。この方法では、直径が約0.0015インチの対応するノズル開口を必要とする。そのような小さなノズル開口は、詰まりの高い危険性を伴い、オイル濾過とオイル潤滑システムの通路清浄度に悪い影響を及ぼし得るため、モータ軸受の潤滑と冷却の目的には適していない。
【００４８】
もう一つの従来の方法では、フェルト芯を介してオイルリザーバからモータ軸受へオイル流れを導入する。フェルトは、オイルリザーバからオイルを毛管作用で上げる、又は、引き上げる。フェルト芯は、オイルスリンガとして機能するモータの軸の円錐面の近くに配置される。この方法は、小型ターボチャージャとともに使用するのに実用的かもしれないが、近くのオイルリザーバからオイルを引き上げる芯の能力は、オイルリザーバからの芯の上昇部分の高さによって制限される。
【００４９】
典型的な実施形態によって教授されるオイルシステムは、モータ軸受を潤滑して冷却するためにモータ軸受にオイルを移送する芯へオイルを導入する小さなオイルポンプを用いることによって、従来の方法の限界を克服している。図14は、モータ軸受14を潤滑する典型的なオイルシステム80を説明した図である。オイルシステム80は、モータの底部に設けられたオイルリザーバであるオイルサンプ82を含む。モータ軸受を潤滑するために用いられるオイルは、オイルサンプ82に貯められる。オイルサンプ82からのオイルは、軸受を潤滑するのに用いられる前にオイルから好ましくない粒子を除去するために、オイルフィルタ84内で濾過される。
【００５０】
濾過された後、オイルは、モータ軸受14に供給されるオイルを冷却するオイル−外界間の熱交換器88を通して、ポンプ86、例えば電動ピストンポンプによって汲み出される。高温によってオイルの粘性が低減し、オイル膜が軸受の効果的な潤滑には薄くなり過ぎることがある。オイルの粘性を維持するために、熱交換器88は、モータ軸受14を潤滑するのに用いられる前にオイルから過剰な熱を除去する。典型的な実施形態では、ポンプ86によって汲み出されたオイルの全ての流れが熱交換器88を通過する。汲み出された流れの少量は軸受14へ誘導され、汲み上げられた流れの残りはオイルサンプ82へ誘導される。汲み出されたオイルの流量(即ち、ポンプ86で汲み出されたオイルの流量)は、最終的に到達するモータ軸受14によって必要とされるオイル流量よりもかなり多いことがある。適切なポンプは、一般に利用できるポンプ供給業者から入手することができる。
【００５１】
そして、濾過されて冷却されたオイルは、モータの潤滑の必要性に基づいて二組のオリフィス、一つ又は複数の主流れ制御オリフィス90と一つ又は複数の二次的な流れ制御オリフィス92の間で分配される。主流れ制御オリフィス90は、使用されないオイルをオイルサンプ82へ戻す。二番目の流れ制御オリフィス92は、オイルスリンガ96(図15)に近接する又はそれに接触する一つ又は複数のオイルアプリケータ94にオイルを提供し、それは順次オイルをモータ軸受14へ送達する。オイルは、オイルアプリケータ94に流れ込み、そこで直ちにオイルスリンガ96へ移送される。典型的な実施形態では、オイルアプリケータ94は、オイルをオイルスリンガ96へ移送する短くした芯を含み得る。典型的な実施形態では、オイルアプリケータ94は、高いオイル吸収性と芯としての高い能力を有するフェルトを含み得る。
【００５２】
図15は、図14の典型的なオイルシステム80の典型的なオイルアプリケータ94の縦断面である。オイルアプリケータ94は、二次的なオイル流れ制御オリフィス92を通って到達するオイルを放出するオイルスリンガ96にオイルを注油する。その放出動作は、オイルスリンガ96のリップ部にオイルを移送し、その後、それを軸受14に配置する。また、オイルアプリケータ94は、オイルスリンガ96によって放出されるオイルの一様な分配を可能にする一片又は複数のフェルト98を装備しており、軸受14を潤滑するために最適な量のオイルが使用されることを保証する。
【００５３】
更なる典型的な実施形態では、モータ10は、図14と図15に説明される典型的なオイルシステム80を用いて潤滑される軸受14が設けられている。
【００５４】
技術に通常の知識のあるものは、本考案がここに記述された特定の典型的な実施形態に限定されないことを認識するであろう。この考案の精神及び範囲から逸脱することなく、多くの変更及び修正が、技術に通常の知識を有するものによって行われ得る。従って、図解された実施形態は例としての目的にのみ示されたものであり、以下の請求によって規定される本考案を制限するものとして用いられてはならないことが明確に理解されるべきである。技術に通常の知識のあるものは、図解された実施形態のいくつかが共に実施され得ることを認識するであろう。これらの請求は、それらが記述された文字通りのもの、また、上記の図解で示されかつ記述されたものと他の点で同一でないとしても実質的には異ならない同等の要素を含んでいるものとして解釈されねばならない。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年9月10日(2012.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
円形断面と穿孔を規定する長手方向軸を有する内部通路を備えたステータと、
前記ステータの穿孔内で回転自在に配置された円形断面を有する鋼製ロータと、
熱間等方圧加圧（HIP）を用いて前記鋼製ロータの外面に一体に固着された銅層と、を備えている誘導モータ。
【請求項２】
前記ロータが、該ロータの周りに流入する空気を軸方向へ誘導する軸流ファンを備えている、請求項１に記載の誘導モータ。
【請求項３】
前記ロータが中実コアからなる鋼製ロータである、請求項１に記載の誘導モータ。
【請求項４】
前記誘導モータが、該誘導モータのモータ軸受を潤滑するオイル潤滑システムを更に備え、該オイル潤滑システムが、
前記モータ軸受を潤滑するために用いられる潤滑オイルを濾過するオイルフィルタと、
濾過されたオイルを冷却する熱交換器と、
前記モータ軸受にオイルを移送するオイルアプリケータと、を備えている、請求項１に記載の誘導モータ。
【請求項５】
前記誘導モータが、該誘導モータのモータ軸受に潤滑オイルを注油するオイルアプリケータを更に備え、該オイルアプリケータが、
前記オイルアプリケータのオイルの一様な分配を可能にする一片のフェルトと、
前記モータ軸受にオイルを放出するオイルスリンガと、を備えている、請求項１に記載の誘導モータ。
【請求項６】
前記誘導モータが、オイルアプリケータを用いて潤滑されるモータ軸受を更に備え、該オイルアプリケータが、
前記オイルアプリケータの潤滑オイルの一様な分配を可能にする一片のフェルトと、
前記モータ軸受に潤滑オイルを放出するオイルスリンガと、を備えている、請求項１に記載の誘導モータ。
【請求項７】
円形断面と穿孔を規定する長手方向軸を有する内部通路を備えたステータと、
前記ステータの穿孔内で回転自在に配置された円形断面を有する中実コアからなる鋼製ロータであって、該ロータの周りに流入する空気を軸方向へ誘導する軸流ファンを含むロータと、
熱間等方圧加圧（HIP）を用いて中実コアからなる鋼製ロータの外面に一体に固着された銅層と、を備えている誘導モータ。
【請求項８】
前記誘導モータが、該誘導モータのモータ軸受を潤滑するオイル潤滑システムを更に備え、該オイル潤滑システムが、
前記モータ軸受を潤滑するために用いられるオイルを濾過するオイルフィルタと、
濾過されたオイルを冷却する熱交換器と、
前記モータ軸受にオイルを移送するオイルアプリケータと、を備えている、請求項７に記載の誘導モータ。
【請求項９】
前記誘導モータが、該誘導モータのモータ軸受に潤滑オイルを注油するオイルアプリケータを更に備え、該オイルアプリケータが、
前記オイルアプリケータのオイルの一様な分配を可能にする一片のフェルトと、
前記モータ軸受にオイルを放出するオイルスリンガと、を備えている、請求項７に記載の誘導モータ。
【請求項１０】
前記誘導モータが、オイルアプリケータを用いて潤滑されるモータ軸受を更に備え、該オイルアプリケータが、
前記オイルアプリケータの潤滑オイルの一様な分配を可能にする一片のフェルトと、
前記モータ軸受に潤滑オイルを放出するオイルスリンガと、を備えている、請求項７に記載の誘導モータ。