(57)【要約】【課題】冷却流体の流入構造とコイルターンの形状および支持構造を改善する。【解決手段】ロータアセンブリは、内部にコイルターンを収容するハウジングと、前記ハウジングの内側に挿入され、前記コイルターンのロータ軸方向への膨張に抗して支持するサポーティングユニットと、冷却流体を前記コイルターンに案内する複数のブレードが備えられたベーンリングとを含む。複数のコンダクタが多段に積層され、歯の間に挿入される直線部と、直線部から延びてスピンドルの外周面に配置される曲線部とを備える複数のコイルターンと、前記コンダクタの層間に挿入されて、前記コンダクタをロータの半径方向に対して支持する第１サポーティングブロックと、隣り合う他のサポーティングブロックとの間に挿入されて、前記コンダクタを支持する第２サポーティングブロックとを含む。上記構成によりコイルターンの冷却効率が向上する。【選択図】図３
2017038507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータボディの外周面に結合され、内部にコイルターンを収容する円筒状のハウジングと、
前記ハウジングの内側に挿入され、前記コイルターンのロータ軸方向への膨張に抗して支持するサポーティングユニットと、
前記ハウジングの一端に結合され、冷却流体を前記コイルターンに案内する複数のブレードが設けられたベーンリングと
を備える、ロータアセンブリ。
【請求項２】
前記ベーンリングは、前記ハウジングの一端に結合されるリング状のフレームと、前記フレームの内周面に配置され、相互離隔して一方向に傾斜して配置された前記複数のブレードとを有する、請求項１に記載のロータアセンブリ。
【請求項３】
前記ベーンリングは、前記フレームの外周面の一側に突出形成されたストッパをさらに有し、
前記ハウジングは、前記ストッパが挿入される結合溝を有する、請求項２に記載のロータアセンブリ。
【請求項４】
前記ハウジングは、前記ストッパが前記結合溝に挿入された状態で、前記ストッパの挿入方向に垂直な方向に前記ベーンリングを回転させる時、前記ストッパが挿入されて移動可能なガイドグルーブをさらに有する、請求項３に記載のロータアセンブリ。
【請求項５】
前記サポーティングユニットは、前記ロータボディから延びたスピンドルの外周面に結合されるリング状のスピンドルリングと、前記コイルターンを前記ロータの軸方向に支持する複数のサポーティングブロックとを有する、請求項２に記載のロータアセンブリ。
【請求項６】
前記サポーティングユニットは、前記コイルターンおよび前記スピンドルリングの間に配置され、前記スピンドルの外周面に結合されるリング状の絶縁リングと、前記コイルターンおよび前記複数のサポーティングブロックの間に挿入される絶縁ブロックとをさらに有する、請求項５に記載のロータアセンブリ。
【請求項７】
前記複数のサポーティングブロックのそれぞれは、一端が前記絶縁リングの外周面に載置され、他端が前記ハウジングに向かって延び、延びた端部に段顎部が突出形成される、請求項６に記載のロータアセンブリ。
【請求項８】
前記ベーンリングは、前記フレームの側面に形成され、前記段顎部が挿入されて支持される複数のガイド溝をさらに有する、請求項７に記載のロータアセンブリ。
【請求項９】
前記複数のサポーティングブロックの板面には、前記冷却流体の貫通する複数のホールが貫通形成される、請求項６に記載のロータアセンブリ。
【請求項１０】
前記絶縁ブロックの板面には、前記複数のサポーティングブロックのホールに対応する位置に複数のホールが貫通形成される、請求項９に記載のロータアセンブリ。
【請求項１１】
複数のコンダクタ（ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が多段に積層され、歯の間に挿入される直線部と、前記直線部から延びてスピンドルの外周面に円弧状に配置される曲線部とを備える複数のコイルターンと、
前記曲線部に挿入され、前記コンダクタの層間に挿入されて、前記コンダクタをロータの半径方向に対して支持する第１サポーティングブロックと、
前記第１サポーティングブロックと隣り合う他のサポーティングブロックとの間に挿入されて、前記コンダクタを支持する第２サポーティングブロックと
を備える、ロータアセンブリ。
【請求項１２】
前記第１サポーティングブロックには、前記ロータの軸方向に沿って冷却流体の通過する貫通溝が形成される、請求項１１に記載のロータアセンブリ。
【請求項１３】
前記第２サポーティングブロックには、前記ロータの軸方向に沿って冷却流体の通過する貫通溝が形成され、
前記第２サポーティングブロックは、前記曲線部の一側に接触して、前記ロータの軸方向に前記曲線部を支持する段顎部を有する、請求項１２に記載のロータアセンブリ。
【請求項１４】
複数の前記第１サポーティングブロック間の間隔と、前記第１サポーティングブロックおよび前記第２サポーティングブロックの間隔とは、前記曲線部の曲率に応じて前記ロータの外側へいくほど大きくなる、請求項１３に記載のロータアセンブリ。
【請求項１５】
前記冷却流体は、前記第１サポーティングブロックおよび前記第２サポーティングブロックの貫通溝を通過して、前記ロータの軸方向に沿ってロータボディ側に流れるように案内される、請求項１３に記載のロータアセンブリ。
【請求項１６】
前記直線部の幅（Ｗ１）は、前記曲線部の幅（Ｗ２）より小さい、請求項１１に記載のロータアセンブリ。
【請求項１７】
前記直線部の幅（Ｗ１）は、前記曲線部の幅（Ｗ２）の１／２である、請求項１６に記載のロータアセンブリ。
【請求項１８】
前記直線部の厚さ（Ｔ１）は、前記曲線部の厚さ（Ｔ２）より大きい、請求項１１に記載のロータアセンブリ。
【請求項１９】
前記直線部の厚さ（Ｔ１）は、前記曲線部の厚さ（Ｔ２）の２倍である、請求項１８に記載のロータアセンブリ。
【請求項２０】
前記直線部および前記曲線部の断面積が同一である、請求項１７または１９に記載のロータアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータアセンブリに関しする。より詳細には、冷却流体の流入構造とコイルターンの形状および支持構造が改善されたロータアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、発電機は、電磁誘導作用を利用して機械的なエネルギーを電気エネルギーに変換させる装置であり、導体が磁場内で回転運動をする時に電力を起こす原理を利用した装置である。このような発電機は、冷却媒体として水素ガスと水を使用し、埃や湿気の侵入防止と水素ガスの漏洩を防止するために完全密閉構造からなる。
【０００３】
発電機内部の通風は、回転子のロータ軸に取り付けられたファンによる閉鎖循環方式により行われ、水素ガスの冷却のために冷却器が内蔵されている。また、固定子のステータは、ロータを収容し、コイルと、コイルが巻線されるステータコアと、これらを支持するフレームとから構成される。
【０００４】
ロータが回転作動している間、コイルを介して移動する電流が熱を発生させるが、ロータコイルから熱が効果的に放出されなければ、発電機の性能低下の原因となる。
【０００５】
このような問題を解決するために、韓国特許公開第２０１０−０１２０２６７号にロータの冷却のための構造を有する回転電気機械およびロータが開示されている。
【０００６】
しかしながら、このような従来のロータは、ロータコイルの支持のためのセンタリングリングなどのような様々な構造物の間に冷却流体が流入するため、ポンピングヘッドおよびファンによる吸入流量だけではロータコイルの効率的な冷却が難しいという問題がある。
【０００７】
また、従来の冷却構造は、ロータボディの内側に組立てられるコンダクタ（ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の冷却をサブスロットに流入する冷却流体にのみ依存する構造である。
【０００８】
特に、コンダクタの組立体のコイルターンがロータのスピンドルと密着した構造であるため、ターンとターンとの間に空間が無く、コイルターンの内部に加工された換気口を通して冷却流体が流れながら冷却させることが、コイルターンを冷却させる唯一の方法であった。したがって、コイルターンの効率的な冷却が難しいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
韓国特許公開第２０１０−０１２０２６７号（公開日２０１０年１１月１５日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、冷却流体の流入構造とコイルターンの形状および支持構造が改善されたロータアセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の技術的解題を解決するために、本発明の一側面によれば、ベーン構造のロータアセンブリは、ロータボディの外周面に結合され、内部にコイルターンを収容する円筒状のハウジングと、前記ハウジングの内側に挿入され、前記コイルターンのロータ軸方向への膨張に抗して支持するサポーティングユニットと、前記ハウジングの一端に結合され、冷却流体を前記コイルターンに案内する複数のブレードが設けられたベーンリングとを備える。
【００１２】
前記ベーンリングは、前記ハウジングの一端に結合されるリング状のフレームと、前記フレームの内周面に配置され、相互離隔して一方向に傾斜して配置された前記複数のブレードとを有してよい。
【００１３】
前記ベーンリングは、前記フレームの外周面の一側に突出形成されたストッパをさらに有し、前記ハウジングは、前記ストッパが挿入される結合溝を有してよい。
【００１４】
前記ハウジングは、前記ストッパが前記結合溝に挿入された状態で、前記ストッパの挿入方向に垂直な方向に前記ベーンリングを回転させる時、前記ストッパが挿入されて移動可能なガイドグルーブをさらに有してよい。
【００１５】
前記サポーティングユニットは、前記ロータボディから延びたスピンドルの外周面に結合されるリング状のスピンドルリングと、前記コイルターンを前記ロータの軸方向に支持する複数のサポーティングブロックとを有してよい。前記サポーティングユニットは、前記コイルターンがロータ軸方向へ押されるのを防止または遮断してよい。
【００１６】
前記サポーティングユニットは、前記コイルターンおよび前記スピンドルリングの間に配置され、前記スピンドルの外周面に結合されるリング状の絶縁リングと、前記コイルターンおよび前記複数のサポーティングブロックの間に挿入される絶縁ブロックとをさらに有してよい。
【００１７】
前記複数のサポーティングブロックのそれぞれは、一端が前記絶縁リングの外周面に載置され、他端が前記ハウジングに向かって延び、延びた端部に段顎部が突出形成されてよい。
【００１８】
前記ベーンリングは、前記フレームの側面に形成され、前記段顎部が挿入されて支持される複数のガイド溝をさらに有してよい。
【００１９】
前記複数のサポーティングブロックの板面には、前記冷却流体の貫通する複数のホールが貫通形成されてよい。
【００２０】
前記絶縁ブロックの板面には、前記複数のサポーティングブロックのホールに対応する位置に複数のホールが貫通形成されてよい。
【００２１】
また、本発明の他の一側面によれば、複数のコンダクタ（ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が多段に積層され、歯の間に挿入される直線部と、前記直線部から延びてスピンドルの外周面に円弧状に配置される曲線部とを備える複数のコイルターンと、前記曲線部に挿入され、前記コンダクタの層間に挿入されて、前記コンダクタをロータの半径方向に対して支持する第１サポーティングブロックと、前記第１サポーティングブロックと隣り合う他のサポーティングブロックとの間に挿入されて、前記コンダクタを支持する第２サポーティングブロックとを含むロータアセンブリを提供する。
【００２２】
前記第１サポーティングブロックには、前記ロータの軸方向に沿って冷却流体の通過する貫通溝が形成されてよい。
【００２３】
前記第２サポーティングブロックには、前記ロータの軸方向に沿って冷却流体の通過する貫通溝が形成され、前記曲線部の一側に接触して、前記ロータの軸方向に前記曲線部を支持する段顎部を有してよい。
【００２４】
複数の前記第１サポーティングブロック間の間隔と、前記第１サポーティングブロックおよび前記第２サポーティングブロックの間隔とは、前記曲線部の曲率に応じて前記ロータの外側へいくほど大きくなってよい。
【００２５】
前記冷却流体は、前記第１サポーティングブロックおよび前記第２サポーティングブロックの貫通溝を通過して、前記ロータの軸方向に沿って前記ロータボディ側に流れるように案内されてよい。
【００２６】
前記直線部の幅（Ｗ１）は、前記曲線部の幅（Ｗ２）より小さくてよい。
【００２７】
前記直線部の幅（Ｗ１）は、前記曲線部の幅（Ｗ２）の１／２であってよい。
【００２８】
前記直線部の厚さ（Ｔ１）は、前記曲線部の厚さ（Ｔ２）より大きくてよい。
【００２９】
前記直線部の厚さ（Ｔ１）は、前記曲線部の厚さ（Ｔ２）の２倍であってよい。
【００３０】
前記直線部および曲線部の断面積が同一であってよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の一実施形態に係るベーン構造のロータアセンブリは、センタリングリングを削除し、冷却流体の流入流量を増加させ得るベーン構造を備えることにより、コイルターンの冷却効率を向上させる効果がある。センタリングリングを削除しても、コイルターンを効果的に支持すると同時に、冷却流体の流動を妨げない支持構造を備えることにより、コイルターンの効果的な支持および冷却効率の向上に役立つという利点がある。
【００３２】
また、コイルターンの形状と配置および支持構造を改善することにより、冷却流体の流れを円滑にし、冷却流体をコイルターンの内部まで案内可能で、コイルターンの冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るロータアセンブリを示す部分斜視図である。
【図２】図１のロータアセンブリによる主要部分の分解斜視図である。
【図３】図１のロータアセンブリによる主要部分の結合斜視図である。
【図４】図３のロータアセンブリによる主要部分の結合断面図である。
【図５】図１によるロータアセンブリのハウジングの内部を示す部分斜視図である。
【図６】図２によるロータアセンブリの主要部分を示す部分斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るロータアセンブリのコイルターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係るロータアセンブリについて詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明の一実施形態に係るロータアセンブリを示す部分斜視図であり、図２は、図１のロータアセンブリによる主要部分の分解斜視図である。図３は、図１のロータアセンブリによる主要部分の結合斜視図であり、図４は、図３のロータアセンブリによる主要部分の結合断面図である。
【００３６】
図１および図２に示されているように、本発明の一実施形態に係る発電機用ロータアセンブリ１０は、ステータ内に配置されて回転するロータ１００と、ロータ１００の外周面に配置される複数のコイルターン１３０とを含んで構成される。
【００３７】
ロータ１００は、複数の歯（ｔｏｏｔｈ）およびサブスロット（図示せず）が形成されたロータボディ１１０と、ロータボディ１１０の一側から延びたスピンドル１２０とを含んで構成され、スピンドル１２０の周りに複数のコイルターン１３０が配置される。コイルターン１３０は、ハウジング１４０に収められ、ロータ１００の外部に露出しない。
【００３８】
ロータ１００は、複数の歯（ｔｏｏｔｈ）１１２およびサブスロット（図示せず）が形成されたロータボディ１１０と、ロータボディ１１０の一側から延びたスピンドル１２０とを含んで構成される。スピンドル１２０の周りに複数のコイルターン１３０が配置され、コイルターン１３０は、第１サポーティングブロック１７０および第２サポーティングブロック１８０によって支持される（これについては後述する）。
【００３９】
ハウジング１４０の一端はロータボディ１１０に結合され、他端はベーンリング１５０に結合され、ハウジング１４０の内側にコイルターン１３０の曲線部１３６を支持するサポーティングユニット１６０が設けられる。
【００４０】
コイルターン１３０は、複数のコンダクタ（ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ｃｏｉｌと同じ意味である。）が多段に積層され、歯の間に挿入される直線部１３４と、直線部１３４から延びてスピンドル１２０の外周面側に曲線状に配置される曲線部１３６とから構成される。
【００４１】
冷却流体は、ロータアセンブリ１０の外部からベーンリング１５０のブレード１５４の間に流入し、サポーティングユニット１６０を通過して、コイルターン１３０の曲線部１３６および直線部１３４を順に冷却させる。冷却流体は、コイルターン１３０の直線部１３４に形成されたダクト（図示せず）を通過して、ロータボディ１１０の外部に排気される。
【００４２】
ハウジング１４０は円筒形状で、一端がロータボディ１１０に焼きばめされ、他端がベーンリング１５０に結合されてコイルターン１３０の曲線部１３６をカバーする。ハウジング１４０のベーンリング１５０側の端部には、ベーンリング１５０の結合時、結合位置を案内する複数の結合溝１４２が形成される。また、ハウジング１４０の端部には、結合溝１４２に隣接してベーンリング１５０の締結のための締結ボルトが挿入される複数のボルトホール１４４が形成される。
【００４３】
結合溝１４２は、後述するストッパ１５６の形状に対応する形状の溝で、ハウジング１４０の一側端部に陥没形成され、ストッパ１５６の結合方向に沿って溝が形成される。
【００４４】
結合溝１４２に隣接したハウジング１４０の内周面には、ベーンリング１５０の結合時、後述するストッパ１５６が挿入されるガイドグルーブ（ｇｕｉｄｅ  ｇｒｏｏｖｅ）１４６が形成される。ガイドグルーブ１４６は、結合溝１４２に連結され、ストッパ１５６の大きさに対応する幅を有する。ガイドグルーブ１４６は、ストッパ１５６の挿入方向に垂直な方向にベーンリング１５０を回転させる時、ストッパ１５６がガイドグルーブ１４６に挿入された状態で回転できる程度の長さに形成されることが好ましい。ガイドグルーブ１４６は、複数個が結合溝１４２からそれぞれ所定長さに形成される形態であってもよい。あるいは、ガイドグルーブ１４６は、ハウジング１４０の内周面に沿って円形に連結されるように形成されてもよい。
【００４５】
ベーンリング１５０は、ハウジング１４０に結合されるリング状のフレーム１５２と、フレーム１５２の内周面に配置される複数のブレード１５４とを含んで構成される。
【００４６】
フレーム１５２は、後述するサポーティングユニット１６０が露出しない程度の幅を有するリング形状であり、内周面にブレード１５４が設けられ、外周面上に、ハウジング１４０に挿入されるためのストッパ１５６が設けられる。また、フレーム１５２には、ストッパ１５６の挿入方向側の周縁に複数のガイド溝１５８が形成されてもよい。
【００４７】
ブレード１５４は、ロータ１００の回転時、冷却流体をコイルターン１３０側に案内するためのもので、複数個が所定間隔離隔して一方向に傾斜して配置される。
【００４８】
ストッパ１５６は、少なくとも１つまたは複数個備えられ、ベーンリング１５０の外周面から外側に所定高さに突出形成される。ストッパ１５６は、前述した結合溝１４２に挿入される。ストッパ１５６が結合溝１４２に挿入された後、挿入方向と垂直な方向にベーンリング１５０を回転させると、ストッパ１５６は、ガイドグルーブ１４６に沿って回転して結合溝１４２と離隔する。この状態で、ボルトホール１４４に締結ボルトが挿入されて締められると、ベーンリング１５０がハウジング１４０に結合された状態を維持することができる。
【００４９】
ガイド溝１５８は、ストッパ１５６の挿入方向側に位置したフレーム１５２の側面に複数個が設けられ、サポーティングユニット１６０の一部を支持する役割を果たす。ガイド溝１５８は、サポーティングユニット１６０の一部がロータ１００の軸方向に沿ってベーンリング１５０方向に押されるのを防止する役割を果たす。
【００５０】
図３および図４に示されているように、サポーティングユニット１６０は、スピンドル１２０の外周面に密着するようにスピンドル１２０に挿入されるスピンドルリング１６２と、スピンドルリング１６２とコイルターン１３０との間に挿入される絶縁リング１６４と、コイルターン１３０を支持するためのサポーティングブロック１６６と、コイルターン１３０およびサポーティングブロック１６６の間に挿入される絶縁ブロック１６８とを含んで構成される。
【００５１】
スピンドルリング１６２は、所定の幅を有するリング状にスピンドル１２０の外周面に密着するように結合され、強度の高い金属材質で構成される。スピンドルリング１６２は、熱膨張によってロータ１００の軸方向に膨張するコイルターン１３０によってサポーティングブロック１６６が軸方向に押される下部に生じる反力を支持する役割を果たす。スピンドルリング１６２の支持のために、スピンドル１２０上には、スピンドルリング１６２の挿入される載置溝（図示せず）が形成されてよく、あるいは別の支持構造が設けられてもよい。
【００５２】
絶縁リング１６４は、コイルターン１３０とスピンドルリング１６２との間に配置され、所定の幅を有するリング状に、スピンドル１２０の外周面に密着するように結合される。絶縁リング１６４の外周面には、サポーティングブロック１６６が載置される複数の載置溝１６４ａが形成されてもよい。絶縁リング１６４によって、サポーティングブロック１６６およびスピンドルリング１６２が金属材質で形成されても、コイルターン１３０に影響を与えなくなる。
【００５３】
サポーティングブロック１６６は、絶縁リング１６４の外周面に一端が載置され、他端はハウジング１４０に向かって延びる。また、サポーティングブロック１６６は、絶縁リング１６４の外周面に沿って放射状に配置され、絶縁ブロック１６８を挟んでコイルターン１３０を支持する役割を果たす。サポーティングブロック１６６の他端には、前述したベーンリング１５０のガイド溝１５８に挿入される段顎部１８２が突出形成されてもよい。段顎部１８２がガイド溝１５８に挿入されるため、サポーティングブロック１６６の下部がスピンドルリング１６２によって支持され（支持ポイントＡ）、スピンドルリング１６２は、スピンドル１２０に載置されてもう一度支持される（支持ポイントＢ）。また、サポーティングブロック１６６の上部は、ベーンリング１５０によって支持（支持ポイントＣ）されるため、サポーティングブロック１６６は、コイルターン１３０の熱膨張による力を効果的に支持することができる。
【００５４】
サポーティングブロック１６６は、コイルターン１３０が熱膨張によって膨張してベーンリング１５０方向に押されるのを防止する役割を果たす。しかしながら、コイルターンを冷却させるための冷却流体の流れを妨げてはならないので、サポーティングブロック１６６の板面には、複数のホールが貫通形成されることが好ましい。サポーティングブロック１６６に形成される貫通ホールは、コイルターン１３０の膨張は効果的に支持しながらも、冷却流体の流れを妨げない程度の大きさと形状に形成されることが好ましく、これは、実験データに基づいて決定可能である。
【００５５】
絶縁ブロック１６８は、サポーティングブロック１６６の形状に対応する形状を有するブロック形態の絶縁体で、サポーティングブロック１６６とコイルターン１３０の曲線部１３６との間を絶縁する。絶縁ブロック１６８も、絶縁の役割は果たしつつ、冷却流体の流れは妨げてはならないので、サポーティングブロック１６６に形成されたホールの位置と大きさに対応するホールが貫通形成されることが好ましい。
【００５６】
絶縁ブロック１６８は、前述した絶縁リング１６４と噛み合って配置されることにより、コイルターン１３０と絶縁ブロック１６８およびスピンドルリング１６２の間を隙間なく絶縁させることができる。絶縁ブロック１６８と絶縁リング１６４との噛み合う部分は、相互に傾斜して形成され、これにより結合および位置選定をより容易に行うことができる。
【００５７】
従来、コイルターンの支持のために用いられていたセンタリングリングの代わりに、サポーティングブロックがその役割を代替することにより、コイルターンに流入する冷却流体の流れを妨げていたセンタリングリングを削除することができる。また、ベーンリングを追加的に備えることにより、冷却流体をコイルターン側に速やかに大量流入させることができる。したがって、冷却流体の流れがより円滑になり、コイルターンの冷却効率が向上する効果が得られる。
【００５８】
一方、前述したコイルターン１３０のコンダクタ１３２の間には、複数の第１サポーティングブロック１７０および第２サポーティングブロック１８０が挿入され、コイルターン１３０の間に冷却流体が通過できるように流路を形成する。
【００５９】
図５は、図１によるロータアセンブリのハウジングの内部を示す部分斜視図であり、図６は、図２によるロータアセンブリの主要部分を示す部分斜視図であり、図７は、本発明の一実施形態に係るロータアセンブリのコイルターンを示す図である。
【００６０】
図１および図５に示されているように、コンダクタ１３２は、多層に積層されるが、歯１１２の間に挿入される部分が直線状に積層され（直線部）、直線状に積層された部分からスピンドル１２０の外周面を囲む円弧状に延長形成される（曲線部）。多層に積層されたコンダクタ１３２の一側の直線部１３４が、ロータ１００の長手方向に沿って歯１１２の間に挿入される。曲線部１３６がスピンドルの外周面に配置された状態で、他側の直線部１３４が反対側の歯１１２の間に挿入される略「逆コ」状の配置を、１つのコイルターン１３０と呼ぶ。このようなコイルターン１３０がロータ１００上に複数個配置され、各歯１１２の間にそれぞれ挿入される。したがって、最外側に配置されたコイルターン１３０から内側に配置されたコイルターン１３０へいくほど曲線部１３６の大きさが減少する形態で、複数個のコイルターン１３０が配置される。
【００６１】
図６および図７に示されているように、直線部１３４のコンダクタ厚さＴ１は、曲線部１３６のコンダクタ厚さＴ２より厚く形成され、直線部１３４の幅Ｗ１は、曲線部の幅Ｗ２より狭く形成される。好ましくは、Ｔ１がＴ２の２倍、Ｗ２がＷ１の２倍となるように形成されてもよい。
【００６２】
コイルターン１３０に電流が流れると熱が発生するが、この時、発熱量は、断面積に反比例して発生する。断面積は、コイルターンの幅と厚さを掛け算して計算されるため、Ｔ１がＴ２の２倍、Ｗ２がＷ１の２倍になると、結果的に直線部１３４と曲線部１３６で発生する発熱量が同一になる。
【００６３】
ここで、曲線部１３６の各コンダクタ１３２の間に、第１サポーティングブロック１７０および第２サポーティングブロック１８０を挿入する空間を確保するために、曲線部１３６のコンダクタ厚さＴ２を減少させなければならない。曲線部１３６の幅Ｗ２を増加させることにより、発熱量を同一にするためである。尚、曲線部１３６のコンダクタ厚さＴ２は、コンダクタ１３２の曲げ応力（ｂｅｎｄｉｎｇ  ｓｔｒｅｓｓ）が許容される範囲内で設計数値が異なり得る。
【００６４】
また、直線部１３４には、サブスロットに流入した冷却流体が通過して排気できるように複数のダクトが貫通形成される。各コンダクタ１３２に形成されたダクトは、同じ位置に同じ形状に形成され、積層時に１つの排気流路を形成する。直線部１３４の上側には、ダクトに連通する排気口が形成されたダクトブロックが設けられてもよい。
【００６５】
曲線部１３６側に流入した冷却流体は、ロータ１００の軸方向にコイルターン１３０の内部および外部を通過して、コイルターン１３０を冷却する。その後、冷却流体は、コイルターン１３０のダクトおよびダクトブロックの排気口を経て、ロータ１００の外部に排気される（図５の冷却流体の流れに沿った矢印参照）。
【００６６】
一方、コンダクタ１３２は、数十個が密着積層されて１つのコイルターン１３０をなすが、コンダクタ１３２の層間に、複数の第１サポーティングブロック１７０および第２サポーティングブロック１８０が挿入される。第１サポーティングブロック１７０および第２サポーティングブロック１８０は、ロータ１００の半径方向に対してコンダクタ１３２を支持する。
【００６７】
第１サポーティングブロック１７０は、幅方向（図６を基準としてロータの長手方向に沿ったサポーティングブロックの方向を長手方向、それに垂直な方向をサポーティングブロックの幅方向と定義する）の断面が略「逆コ」形状を有するブロックである。第１サポーティングブロック１７０は、曲線部１３６をなすコンダクタ１３２の間に挿入され、複数個が曲線部１３６の外周方向に沿って所定間隔離隔して放射状に配置される。また、第１サポーティングブロック１７０は、複数のコンダクタ層を挟んで他のコンダクタ１３２の間に同じ形態で配置される。すなわち、第１サポーティングブロック１７０は、複数層の配列を有するように配置され、コンダクタ１３２の間ごとに冷却流体が貫通して流れ得る複数の流路を形成する。
【００６８】
第１サポーティングブロック１７０は、冷却流体の流れを妨げることなく、曲線部１３６をなすコンダクタ１３２を支持して、コンダクタ１３２の間に冷却流体が流れ得る空間を形成しなければならない。したがって、第１サポーティングブロック１７０は、幅方向の断面が「逆コ」形状を有するように溝が形成されたブロック形態に構成される。しかしながら、第１サポーティングブロック１７０は、幅方向の断面が四角形であり、内部に長手方向に貫通した貫通溝を形成したブロック形態など、冷却流体が通過可能な形状であれば他の形態に変更が可能である。
【００６９】
第２サポーティングブロック１８０は、第１サポーティングブロック１７０と同じ形態を有するが、長手方向の一側端部からロータ１００の外側に突出した段顎部１８２を有する。段顎部１８２は、コイルターン１３０と隣り合う他のコイルターン１３０との間に位置し、かつ曲線部１３６と隣り合う他のコイルターン１３０の曲線部との間に配置される。すなわち、コイルターン１３０の曲線部１３６の側面に接触するように配置される。
【００７０】
段顎部１８２は、互いに密着することなく、適正間隔をもって配置されるようにコイルターン１３０を離隔させ、ロータ１００の軸方向に曲線部１３６を支持する役割を果たす。段顎部１８２は、曲線部１３６の複数地点にのみ備えられていても、コイルターン１３０間の間隔を維持できるため、コンダクタ１３２を支持するすべてのサポーティングブロックに備えられていなくてもよい。したがって、第２サポーティングブロック１８０は、第１サポーティングブロック１７０より少ない個数で設けられ、好ましくは、第１サポーティングブロック１７０の配列の間に同一間隔をおいて配置されてもよい。
【００７１】
第１サポーティングブロック１７０間の間隔と、第１サポーティングブロック１７０および隣り合う第２サポーティングブロックの間隔とは、スピンドル１２０に近いコンダクタ１３２側からロータ１００の外側へいくほど大きくなることが好ましい。これは、曲線部１３６の曲率に対応してサポーティングブロックを配置するためである。第１サポーティングブロック１７０間の間隔と、第１サポーティングブロック１７０および隣り合う第２サポーティングブロックの間隔とは、ロータ１００の設計仕様に応じて異なり得る。
【００７２】
前述のように、第１サポーティングブロック１７０および第２サポーティングブロック１８０によってコンダクタ１３２の間に冷却流体が流動可能な空間である流路が形成されると、ロータ１００の軸方向に沿ってスピンドル１２０側からロータボディ１１０方向に流入する冷却流体が、流動の方向が変わることなく、コイルターン１３０の間に流入可能である。
【００７３】
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る改善された冷却流路を有するロータアセンブリは、コイルターンの形状と配置および支持構造を改善することにより、冷却流体の流れを円滑にし、冷却流体をコイルターンの内部まで案内可能で、コイルターンの冷却効率を向上させる効果がある。
【００７４】
上記で説明され図面に示された本発明の一実施形態は、本発明の技術的思想を限定すると解釈されてはならない。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲に記載された事項によってのみ制限され、本発明の技術分野における通常の知識を有する者は本発明の技術的思想を多様な形態に改良および変更することが可能である。したがって、このような改良および変更が通常の知識を有する者に自明である限り、本発明の権利範囲に属する。
【符号の説明】
【００７５】
１０・・・ロータアセンブリ、１００・・・ロータ、１１０・・・ロータボディ、１２０・・・スピンドル、１３０・・・コイルターン、１３２・・・コンダクタ、１３４・・・直線部、１３６・・・曲線部、１４０・・・ハウジング、１４２・・・結合溝、１４４・・・ボルトホール、１４６・・・ガイドグルーブ、１５０・・・ベーンリング、１５２・・・フレーム、１５４・・・ブレード、１５６・・・ストッパ、１５８・・・ガイド溝、１６０・・・サポーティングユニット、１６２・・・スピンドルリング、１６４・・・絶縁リング、１６６・・・サポーティングブロック、１６８・・・絶縁ブロック、１７０・・・第１サポーティングブロック、１８０・・・第２サポーティングブロック、１８２・・・段顎部
【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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