JP2024025368A - 回転電機システムと、それを備える複合動力システム - Google Patents

Abstract

【課題】ロータを効率よく冷却することができる回転電機システムを提供する。【解決手段】回転電機システムは、ロータ３４を有する。ロータは、永久磁石７２及び回転シャフト４０を含む。回転電機ハウジングには、ロータ内油路３５４が形成される。第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４に供給される潤滑油の一部は、分流されてロータ内油路に流通される。ロータ内油路は、この潤滑油の流通方向を変更する方向転換部３３０、３３２、３３４、３３６を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、回転電機システムに関する。また、本発明は、回転電機システムと内燃機関とが一体的に構成された複合動力システムに関する。

回転電機は、回転シャフトを有するロータと、該ロータの外周に位置するステータとを備える。回転シャフトには、永久磁石が保持されている。回転シャフトが回転すると、永久磁石と、ステータにおける電磁コイルとにより、交番磁界が形成される。その結果、電磁コイルに誘導電流が生じる。すなわち、この場合、回転電機は発電機として機能する。

回転電機において誘導電流が継続して生じると、回転電機が熱を帯びる。また、小型の回転電機において回転シャフトを高速で回転させると、ロータとステータとの間の流体（主に空気）が乱流となる。その結果、風力損失が大きくなり、ロータとステータとの間の摩擦抵抗が大きくなる。このことによっても、ロータ及びステータの温度が上昇する。

いずれの場合も、永久磁石の温度が高くなる。永久磁石の温度がキュリー温度に近づくにつれ、該永久磁石の磁力が低下する。これに伴い、回転電機の出力が低下する。これを回避するため、回転電機を冷却する場合がある。例えば、特許文献１では、内燃機関の潤滑油の一部を、回転電機を冷却する冷却油として供給することが提案されている。この場合、永久磁石を保持するホルダが回転シャフトに設けられる。潤滑油（冷却油）は、ホルダに形成された環状の冷却油室に送られる。

特開２００６－２３００９８号公報

回転電機を実使用するとき、回転シャフトは回転する。このとき、ロータに供給された冷却油には、遠心力が作用する。このため、特許文献１に記載されるような構成において、例えば、冷却油が、冷却油室の内壁に偏在し且つ滞留する懸念がある。このような事態が生じると、冷却油を流通させることが困難であるので、ロータを効率よく冷却することが困難である。

本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。

本発明の一実施形態によれば、永久磁石及び回転シャフトを含むロータを有する回転電機と、前記回転シャフトを回転可能に支持した回転電機ハウジングとを備える回転電機システムであって、前記回転電機ハウジングと前記回転シャフトとの間に介在する第１ベアリング及び第２ベアリングと、前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングに潤滑油を循環供給する油循環供給装置と、を備え、前記回転電機ハウジングは、前記油循環供給装置から供給された前記潤滑油を前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングに供給する第１油供給路と、前記第１油供給路から分岐し、前記潤滑油を前記ロータに向けて供給する第２油供給路と、を有し、前記ロータの内部に、前記第２油供給路から流出した前記潤滑油を流通させるロータ内油路が形成され、前記ロータ内油路は、該ロータ内油路を流通する前記潤滑油を、前記回転シャフトの直径方向外方に向かわせる方向転換部を有する回転電機システムが提供される。

本発明の別の一実施形態によれば、上記した回転電機システムと、内燃機関とを含んで構成される複合動力システムが提供される。ここで、内燃機関は、回転電機システムの回転シャフトと一体的に回転する出力シャフトを有する。

本発明においては、ベアリングに供給される潤滑油の一部を分流してロータ内油路に流通させている。この流通に基づいて、回転電機を構成するロータが潤滑油によって効率よく冷却される。

回転シャフトが回転しているとき、ロータ内油路を流通する潤滑油に遠心力が作用する。ここで、ロータ内油路は、潤滑油を該回転シャフトの直径方向外方に向かわせる方向転換部を有する。潤滑油が方向転換部に沿って流通するとき、該潤滑油には、回転シャフトの直径方向外方に向かう力と、回転シャフトの軸線方向に向かう力とが作用する。従って、潤滑油は、これら２つの力が合成された合力が向く方向に沿って流れ易くなる。

このため、ロータ内油路の内壁に、潤滑油が遠心力によって偏在することが抑制される。従って、このような偏在に起因して潤滑油の流通が阻害されることが回避される。換言すれば、ロータ内油路が方向転換部を有することに基づいて、回転シャフトの軸線方向に沿って延びるロータ内油路に潤滑油を円滑に流通させることができる。

しかも、ロータが潤滑油で冷却されるので、該ロータを構成する永久磁石の温度がキュリー温度に達することが回避される。これにより、永久磁石の磁力が低減することが抑制される。その結果、永久磁石と電磁コイルとの間に形成される交番磁界において、所定の磁力が発現する。このため、ロータを高速回転させることが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る複合動力システムの概略全体斜視図である。 図２は、複合動力システムを構成する回転電機システムの概略全体斜視図である。 図３は、回転電機システムの概略側面断面図である。 図４は、図３の要部拡大図である。 図５は、図４とは別の箇所の、図３の要部拡大図である。 図６は、回転シャフトを構成する外シャフトと、外シャフトに設けられた部材とを示す要部側面断面図である。 図７は、外シャフトの一端部（左開口端）近傍を軸線方向に沿って見た側面断面図である。 図８は、図７の要部拡大図である。 図９は、回転電機ハウジングに設けられる電流変換器の模式的構成図である。 図１０は、回転電機ハウジングを構成する第２サブハウジングと、エンジンハウジングにおけるインナハウジングの概略斜視図である。 図１１は、図３の位相と異なる位相における回転電機システムの概略側面断面図である。 図１２は、回転電機システムにおける潤滑油流路（第２供給路）を模式的に示した概略系統図である。 図１３は、複合動力システムを構成するガスタービンエンジンの概略側面断面図である。 図１４は、図１３の要部拡大図である。 図１５は、外部に設けた圧縮ポンプをガス供給装置とする場合の概略側面断面図である。

以下における「左」、「右」、「下」及び「上」のそれぞれは、特に図３～図５、図１３、図１４における左方、右方、下方及び上方を指す。しかしながら、これらの方向は、説明を簡素化して理解を容易にするための便宜的な方向付けである。すなわち、明細書に記載した方向が、複合動力システムを実使用するときの方向であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る複合動力システム５００の概略全体斜視図である。複合動力システム５００は、回転電機システム１０と、ガスタービンエンジン２００とを備える。回転電機システム１０の直径中心を通り長手方向（軸線方向）に沿って延在する軸線と、ガスタービンエンジン２００の直径中心を通り長手方向（軸線方向）に沿って延在する軸線とは一致する。換言すれば、回転電機システム１０とガスタービンエンジン２００とは、同一軸線上に並列配置される。

以下、回転電機システム１０及びガスタービンエンジン２００のそれぞれの軸線方向の左端を、第１端と表記することもある。同様に、回転電機システム１０及びガスタービンエンジン２００のそれぞれの軸線方向の右端を、第２端と表記することもある。すなわち、回転電機システム１０において、ガスタービンエンジン２００から離間する左端部は第１端である。回転電機システム１０において、ガスタービンエンジン２００に近接する右端部は第２端である。また、ガスタービンエンジン２００において、回転電機システム１０に近接する左端部は第１端である。ガスタービンエンジン２００において、回転電機システム１０から離間する右端部は第２端である。この定義に従えば、図示例では、ガスタービンエンジン２００は、回転電機システム１０の第２端に配設されている。回転電機システム１０は、ガスタービンエンジン２００の第１端に配設されている。

複合動力システム５００は、例えば、飛翔体、船舶又は自動車等において、推進の動力源として利用される。飛翔体の好適な具体例としては、ドローン又はマルチコプタ等が挙げられる。複合動力システム５００は、飛翔体に搭載されたときには、例えば、プロップ、ダクテッドファン等を回転付勢する動力駆動源とされる。複合動力システム５００は、船舶に搭載されたときには、スクリューの回転力発生装置とされる。複合動力システム５００は、自動車に搭載されたときには、モータを回転付勢する動力駆動源とされる。

複合動力システム５００は、航空機、船舶又は建物等において、補助電源の動力源として利用することもできる。この他、複合動力システム５００をガスタービン発電設備として利用することも可能である。

後述するように、ガスタービンエンジン２００は内燃機関である。また、ガスタービンエンジン２００は、圧縮エア（ガス）を供給するガス供給装置である。

先ず、回転電機システム１０につき説明する。図２は、回転電機システム１０の概略全体斜視図である。図３は、回転電機システム１０の概略側面断面図である。この回転電機システム１０は、回転電機１２（例えば、発電機）と、該回転電機１２を収納した回転電機ハウジング１４とを備える。

回転電機ハウジング１４は、メインハウジング１６と、第１サブハウジング１８と、第２サブハウジング２０とを有する。メインハウジング１６は略円筒形状をなし、第１端及び第２端の双方が開放端である。第１サブハウジング１８は、メインハウジング１６の第１端（左開放端）に連結される。第２サブハウジング２０は、メインハウジング１６の第２端（右開放端）に連結される。以上により、メインハウジング１６の第１端及び第２端が閉塞される。

メインハウジング１６は、左右方向に沿って延在する厚肉の側壁を有する。メインハウジング１６には、中空内部が形成されている。この中空内部は、収納室２２である。回転電機１２の大部分は、収納室２２に収容されている。

メインハウジング１６の側壁の内部には、冷却ジャケット２４が螺旋状に形成されている。冷却ジャケット２４には、冷却媒体が流通する。冷却媒体の具体例としては、冷却水が挙げられる。この場合、冷却ジャケット２４はウォータジャケットである。

メインハウジング１６の側壁の外面（外側壁）には、第１端の縁部近傍に、第１ケーシング２６及び第２ケーシング２８が設けられている。第１ケーシング２６及び第２ケーシング２８は、メインハウジング１６の一部位である。すなわち、第１ケーシング２６及び第２ケーシング２８は、メインハウジング１６と一体的に設けられる。後述するように、第１ケーシング２６は端子ケーシングである。第２ケーシング２８は、測定器ケーシングである。

第１ケーシング２６は、第１内部空間２９を有する。第２ケーシング２８は、不図示の第２内部空間を有する。第１内部空間２９と第２内部空間とは、不図示の相互連通孔を介して連通している。また、第１内部空間２９は、収納室２２に連通している。

第１サブハウジング１８には、回転パラメータ検出器を保持する保持部材が連結される。本実施形態では、回転パラメータ検出器としてレゾルバ１３２を例示する。従って、以降は、検出器の保持部材を「レゾルバホルダ３０」と表記する。後述するように、レゾルバホルダ３０には、ネジを介してキャップカバー３２が連結される。

回転電機１２は、ロータ３４と、該ロータ３４の外周を囲むステータ３６とを備える。

ロータ３４は、回転シャフト４０を含む。回転シャフト４０は、内シャフト４２と、中空筒状の外シャフト４４とを有する。外シャフト４４の両端は、開放端である。すなわち、外シャフト４４は、左開口端４４１（図４参照）と、右開口端４４２（図５参照）とを有する。内シャフト４２は、外シャフト４４の内部に挿抜可能に挿入される。

内シャフト４２は、外シャフト４４に比して長尺である。内シャフト４２は、円柱部４２１と、左端部４２２（図４参照）と、右端部４２３（図５参照）とを有する。左端部４２２は、円柱部４２１の左方に連なる。従って、左端部４２２は、内シャフト４２において、ガスタービンエンジン２００から離間する端部（第１端）である。右端部４２３は、円柱部４２１の右方に連なる。従って、右端部４２３は、内シャフト４２において、ガスタービンエンジン２００に近接する端部（第２端）である。円柱部４２１の直径は、左端部４２２及び右端部４２３よりも小さい。また、右端部４２３の直径は、左端部４２２よりも小さい。

左端部４２２の一部は、外シャフト４４の左開口端４４１から露出する。左開口端４４１から露出した部分は、後述する突出先端４６である。なお、図示の例では、内シャフト４２の右端部４２３と、外シャフト４４の右開口端４４２とが面一となっている。しかしながら、右端部４２３が、右開口端４４２から第２端に向かって若干寄った位置であってもよい。

図４に詳細を示すように、内シャフト４２の左端部４２２には、第１外ネジ部４８、鍔部５０、ストッパ部５２及び第２外ネジ部５４が右方に向かってこの順序で設けられている。第１外ネジ部４８、鍔部５０、ストッパ部５２及び第２外ネジ部５４の外径は、この順序で大きくなる。第２外ネジ部５４の外径は外シャフト４４の内径に比して大きい。このため、第２外ネジ部５４の右端は、外シャフト４４の左開口端４４１の縁部に当接する。従って、内シャフト４２において、第２外ネジ部５４よりも左方の部分が、外シャフト４４内に挿入されることはない。

鍔部５０には、レゾルバロータ５６が装着される。また、第１外ネジ部４８には小キャップナット５８がネジ止めされる。レゾルバロータ５６の右端は、ストッパ部５２によって位置決めされる。レゾルバロータ５６の左端は、小キャップナット５８で押圧される。以上により、レゾルバロータ５６が鍔部５０に位置決め固定される。

また、第２外ネジ部５４には大キャップナット６０が螺合される。大キャップナット６０の右端は、外シャフト４４の左開口端４４１の外周壁を覆う。これにより、内シャフト４２の左端部４２２が、外シャフト４４の左開口端４４１に拘束される。なお、第１外ネジ部４８及び第２外ネジ部５４はいずれも、いわゆる逆ネジである。従って、小キャップナット５８及び大キャップナット６０は、螺合時に反時計回りに回転される。螺合の後、小キャップナット５８及び大キャップナット６０のネジ山の一部を変形させることが好ましい。これにより、小キャップナット５８及び大キャップナット６０が弛緩することが防止される。

図５に示すように、内シャフト４２の第２端である右端部４２３には、連結孔６２が形成される。連結孔６２は、第１端である左端部４２２に向かって延在する。連結孔６２の内周壁には、雌ネジ部６４が刻設されている。連結孔６２には、出力シャフト２０４の左端が挿入される。出力シャフト２０４の左端は、雌ネジ部６４に螺合されることで内シャフト４２に結合される。出力シャフト２０４は、コンプレッサホイール２２２及びタービンホイール２２４を保持している（図１３参照）。

また、外シャフト４４の右開口端４４２の外周壁には、第１内スプライン６６が形成されている。第１内スプライン６６は、回転電機システム１０の軸線方向（左右方向）に沿って延在する。

図６に詳細を示すように、外シャフト４４は、第１端から第２端に向かう方向に第１シャフト部４４ａ～第６シャフト部４４ｆをこの順序で有する。第１シャフト部４４ａ～第６シャフト部４４ｆにおいては、外径（直径）が互いに相違する。具体的には第１シャフト部４４ａから第５シャフト部４４ｅに向かうに従って、外径が大きくなる。すなわち、例えば、第２シャフト部４４ｂは、第１シャフト部４４ａに対して大径部であり、且つ第３シャフト部４４ｃに対して小径部である。同様に、該第３シャフト部４４ｃは、第２シャフト部４４ｂに対して大径部であり、且つ第４シャフト部４４ｄに対して小径部である。このように、外シャフト４４は、第１シャフト部４４ａから第５シャフト部４４ｅにかけて、小径部から大径部になる。これに対し、第６シャフト部４４ｆの外径は、第３シャフト部４４ｃ～第５シャフト部４４ｅの外径よりも小さい。

第１シャフト部４４ａと第２シャフト部４４ｂとの間には、両シャフト部４４ａ、４４ｂの外径差（直径差）に基づいて第１段部３３０が形成される。第２シャフト部４４ｂと第３シャフト部４４ｃとの間には、両シャフト部４４ｂ、４４ｃの外径差に基づいて第２段部３３２が形成される。第３シャフト部４４ｃと第４シャフト部４４ｄとの間には、両シャフト部４４ｃ、４４ｄの外径差に基づいて第３段部３３４が形成される。第４シャフト部４４ｄと第５シャフト部４４ｅとの間には、両シャフト部４４ｄ、４４ｅの外径差に基づいて第４段部３３６が形成される。

後述するように、第１段部３３０、第２段部３３２、第３段部３３４及び第４段部３３６は、潤滑油の流通方向を変更する方向転換部である。なお、本実施形態では、第１段部３３０、第２段部３３２、第３段部３３４及び第４段部３３６を垂直面として示している。しかしながら、第１段部３３０、第２段部３３２、第３段部３３４又は第４段部３３６の少なくとも１つは、傾斜面であってもよい。

図７は、外シャフト４４の左開口端４４１近傍を軸線方向に沿って見た側面断面図である。図８は、図７の要部拡大図である。図７及び図８に示すように、第１シャフト部４４ａの第１端近傍には、油受凹部３４０が形成されている。油受凹部３４０は、第１シャフト部４４ａの外表面に形成された環状の凹部である。

油受凹部３４０の第１端を向く側壁は、第１端から第２端に向かうにつれて内シャフト４２に接近するように傾斜した傾斜面３４２である。傾斜面３４２の傾斜角度は、第２副油路１８１の出口の傾斜角度に略等しい。傾斜面３４２には、油受凹部３４０の底面３４６が連なる。底面３４６は、外シャフト４４において、外径が一定である部位で形成される。

第１シャフト部４４ａにおいて、油受凹部３４０よりも第２端側には、環状の第１ネジ部３４８が形成される。第１ネジ部３４８には、油案内部材３５０の第２ネジ部３５２が螺合される。

回転シャフト４０は、環状形状体からなる油案内部材３５０を有する。具体的に、油案内部材３５０は、第１シャフト部４４ａの外周壁に油案内部材３５０が位置決め固定される。すなわち、上記したように第１シャフト部４４ａには第１ネジ部３４８が形成されており、油案内部材３５０には第２ネジ部３５２が形成されている（図７及び図８参照）。第２ネジ部３５２が第１ネジ部３４８に螺合（係合）されることで、油案内部材３５０が第１シャフト部４４ａに位置決め固定される。

図７及び図８に示すように、油案内部材３５０の第１端縁部には、円環突部３８０が設けられている。円環突部３８０は、油案内部材３５０の直径方向内方に向かって突出する。また、油案内部材３５０の内周壁には、環状凸部３８２が設けられている。環状凸部３８２は、円環突部３８０よりも第２端に寄った位置で、油案内部材３５０の直径方向内方に向かって突出する。環状凸部３８２の突出量は、円環突部３８０の突出量よりも大きい。

円環突部３８０と環状凸部３８２とにより、油案内部材３５０の第１端側の内部に環状溝３８４が形成される。環状溝３８４は、油受凹部３４０の底面３４６に対面する。このように、油案内部材３５０は、回転シャフト４０（外シャフト４４の第１シャフト部４４ａ）に形成された油受凹部３４０に向かい合う位置に配置されている。油案内部材３５０と回転シャフト４０との間に、油案内部材３５０に潤滑油を受け入れる環状隙間３８５が形成される。具体的には、油受凹部３４０と円環突部３８０との間に、環状隙間３８５が形成される。

後述するように、環状隙間３８５は、ロータ内油路３５４の入口である。また、ロータ内油路３５４の出口は、第２磁石ストッパ３５８の孔部における第２端を向く開口である。このように、ロータ内油路３５４の入口は、回転シャフト４０の軸線方向において、第１ベアリング７４の外方である。一方、ロータ内油路３５４の出口は、回転シャフト４０の軸線方向において、第２ベアリング８４の内方である。

図８に示すように、環状凸部３８２には複数本の第１送油路３８６が形成されている。第１送油路３８６は、回転シャフト４０の軸線方向に沿って延びる（図７参照）。複数本の第１送油路３８６の出口は、環状空間３８８に連なる。環状空間３８８は、油案内部材３５０の第２端の内部に形成された空間である。環状空間３８８は、ロータ内油路３５４の一部である流通スペース３７４に連通する。換言すれば、第１送油路３８６は、環状空間３８８を介してロータ内油路３５４に連通する。

第２ネジ部３５２は、環状凸部３８２からさらに直径方向内方に突出した凸部である。環状凸部３８２における回転シャフト４０の軸線方向に沿った長さは、第２ネジ部３５２における回転シャフト４０の軸線方向に沿った長さよりも若干大きい。

油案内部材３５０の外周壁には、複数個の上流案内溝３９０（第１案内溝）が形成されている。互いに隣接する２個の上流案内溝３９０は、例えば、６０°離間する。

第１シャフト部４４ａの第２端には、ベアリングストッパの１つである第１外ストッパ８１が設けられる。第２シャフト部４４ｂには、ベアリングストッパの１つである第１内ストッパ８２が設けられる。第１外ストッパ８１と第１内ストッパ８２との間に、第１ベアリング７４が挟まれる。以上については後述する。

図６に示すように、第３シャフト部４４ｃ～第５シャフト部４４ｅには、筒部材７０を介して永久磁石７２が保持されている。ロータ３４は、回転シャフト４０、筒部材７０及び永久磁石７２を含んで構成される。筒部材７０には、該筒部材７０の軸線方向に沿って延びる内孔７３が形成される。内孔７３には、回転シャフト４０が通される。従って、筒部材７０は、回転シャフト４０の直径方向において、回転シャフト４０と永久磁石７２との間に介在する。内孔７３において、第３段部３３４に対応する部分では、内径が大きくなっている。

永久磁石７２は、回転シャフト４０が回転することに伴って、回転シャフト４０の回転中心を中心として、所定の仮想円の円周上を移動する。

筒部材７０及び永久磁石７２は、回転シャフト４０の軸線方向において、第１磁石ストッパ３５６と、第２磁石ストッパ３５８とに挟まれる。これにより、筒部材７０が第３シャフト部４４ｃ～第５シャフト部４４ｅに位置決めされる。すなわち、筒部材７０及び永久磁石７２の第３シャフト部４４ｃ～第５シャフト部４４ｅからの位置ズレが防止される。このように、第１磁石ストッパ３５６及び第２磁石ストッパ３５８は、永久磁石７２を位置決めする。

第１磁石ストッパ３５６は、第２シャフト部４４ｂの第２端と、第３シャフト部４４ｃの第１端とに跨がる。第２磁石ストッパ３５８は、第５シャフト部４４ｅの外表面を覆う。なお、第１磁石ストッパ３５６と永久磁石７２との間には第１リング体３６３が挟まれる。同様に、永久磁石７２と第２磁石ストッパ３５８との間には第２リング体３６４が挟まれる。第１リング体３６３及び第２リング体３６４の貫通孔には、それぞれ、筒部材７０の第１端及び第２端が通される。

第２磁石ストッパ３５８の孔部の内周壁には、内方突部３５８１が設けられる。内方突部３５８１は、孔部の直径方向内方に向かって環状に突出する。内方突部３５８１の内周壁は、第４段部３３６の頂面に当接する。内方突部３５８１には、複数個の第２送油路３５８２が形成される。複数個の第２送油路３５８２は、内方突部３５８１の周方向に沿って並ぶ。１個の第２送油路３５８２は、回転シャフト４０の軸線方向に沿って延びる。

図３に示すように、回転シャフト４０の左端（第１端）は、第１ベアリング７４を介して第１サブハウジング１８に回転可能に支持される。第１ベアリング７４は、外シャフト４４と第１サブハウジング１８との間に挿入される。具体的には、第１サブハウジング１８は、図３及び図７に示すように、メインハウジング１６に向かって突出した円柱状突部７６を有する。円柱状突部７６には、第１挿入孔７８が形成されている。第１挿入孔７８には、第１ベアリング７４を保持した第１ベアリングホルダ８０が挿入される。従って、第１ベアリング７４が第１挿入孔７８に配置される。

第１挿入孔７８は、左右方向に沿って延在している。第１挿入孔７８の左端は、該第１挿入孔７８の右端よりも出力シャフト２０４から離間する。以下、第１挿入孔７８の左端を「第１遠位端７８１」とも表記する。その一方で、第１挿入孔７８の右端は、該第１挿入孔７８の左端（第１遠位端７８１）よりも出力シャフト２０４に近接する。以下、第１挿入孔７８の右端を「第１近位端７８２」とも表記する。

特に図７に示すように、第１シャフト部４４ａの第１端には、第１外ストッパ８１が設けられる。第１外ストッパ８１は円環形状体であり、外周壁には、複数個の下流案内溝３６８（第２案内溝）が形成されている。互いに隣接する２個の下流案内溝３６８は、例えば、６０°離間する。上流案内溝３９０及び下流案内溝３６８の位相は一致することが好ましいが、一致しなくても差し支えない。

第２シャフト部４４ｂには、第１内ストッパ８２が設けられる。第１内ストッパ８２は、外径が小さな小径筒部３７０と、外径が大きな大径筒部３７２とを有する。小径筒部３７０及び大径筒部３７２の内径は、互いに略同等である。このことから理解されるように、第１内ストッパ８２は、孔部を有する筒形状である。第１内ストッパ８２は、小径筒部３７０が第１端を向き且つ大径筒部３７２が第２端を向くように、第２シャフト部４４ｂの外表面を覆う。

以上において、第１シャフト部４４ａ及び第２シャフト部４４ｂと、第１内ストッパ８２の内周壁との間に環状の流通スペース３７４が形成される。第２シャフト部４４ｂ及び第３シャフト部４４ｃの外表面と、第１磁石ストッパ３５６の孔部の内周壁との間にも、環状の流通スペース３６０が形成される。第３シャフト部４４ｃ～第５シャフト部４４ｅの外表面と、筒部材７０の内孔７３の内壁との間にも、環状の流通スペース３５３が形成される。第６シャフト部４４ｆの外表面と、第２磁石ストッパ３５８の孔部の内周壁との間にも、環状の流通スペース３６２が形成される。流通スペース３７４、３６０、３５３、３６２が連なることにより、ロータ内油路３５４が形成される。流通スペース３５３と流通スペース３６２とは、第２送油路３５８２を介して連なる。

ロータ内油路３５４は、回転シャフト４０の軸線方向に沿って延びる流路であり、例えば、軸線方向において部分的に環状空間であり得る。ロータ内油路３５４は、回転シャフト４０の軸線方向において、永久磁石７２の第１端から第２端にわたって延びる。ロータ内油路３５４は、溝等であってもよい。

小径筒部３７０の第１端の端面には、油案内部材３５０の第２端の端面が当接する。大径筒部３７２の第２端の端面には、第１磁石ストッパ３５６の第１端の端面が当接する。また、小径筒部３７０の第１端の外周壁には、第１外ストッパ８１が位置決め固定される。第１ベアリング７４は、小径筒部３７０の外周に配置され、且つ第１外ストッパ８１の第２端の端面と、大径筒部３７２の第１端の端面とで挟まれる。

回転シャフト４０の左端部の先端は、第１ベアリング７４の内孔に通された後、第１挿入孔７８を通過する。回転シャフト４０の左端部の先端は、さらに、円柱状突部７６の外方（中空凹部１１８）に露出する。以下、回転シャフト４０において、第１ベアリング７４の左端から突出した部位を「突出先端４６」と表記する。突出先端４６には、内シャフト４２の左端部４２２のうち、第１外ネジ部４８、鍔部５０、ストッパ部５２及び第２外ネジ部５４が含まれる（図４参照）。

外シャフト４４の第６シャフト部４４ｆには、第２ベアリング８４が設けられる。第２ベアリング８４は、回転シャフト４０の右端（第２端）を第２サブハウジング２０に回転可能に支持する。図５に示すように、第２ベアリング８４は、外シャフト４４と、略円板形状をなす第２サブハウジング２０との間に挿入される。

第２サブハウジング２０は、図示しないボルトを介してメインハウジング１６に連結される。該第２サブハウジング２０の中心は、厚肉の円筒形状部となっている。該円筒形状部には、第２挿入孔８６が形成されている。第２挿入孔８６は、左右方向に沿って延在している。第２挿入孔８６の左端は、該第２挿入孔８６の右端よりも出力シャフト２０４から離間する。以下、第２挿入孔８６の左端を「第２遠位端８６１」とも表記する。その一方で、第２挿入孔８６の右端は、該第２挿入孔８６の左端（第２遠位端８６１）よりも出力シャフト２０４に近接する。以下、第２挿入孔８６の右端を「第２近位端８６２」とも表記する。

第２挿入孔８６には、第２ベアリング８４を保持した第２ベアリングホルダ８８が挿入される。従って、第２ベアリング８４が第２挿入孔８６に配置される。第２ベアリング８４は、第２遠位端８６１に位置する第２内ストッパ９０と、第２近位端８６２に位置する第２外ストッパ９２とで挟持される。この挟持に基づいて、第２ベアリング８４が第６シャフト部４４ｆに位置決め固定される。このように、第２内ストッパ９０及び第２外ストッパ９２はベアリングストッパである。

ロータ３４は、図３及び図６に示す円板部３９２を有する。円板部３９２は、第２内ストッパ９０の第１端に設けられ、回転シャフト４０の外周において、該回転シャフト４０の径方向外方に突出する突出部である。円板部３９２は、永久磁石７２と第２ベアリング８４との間に位置し、第２磁石ストッパ３５８の孔部の開口３５８ａを部分的に覆う。すなわち、この場合、円板部３９２は、流通スペース３６２の出口（ロータ内油路３５４の出口）に設けられた遮蔽部である。円板部３９２は、回転シャフト４０の軸線方向において、第２ベアリング８４と向かい合う。円板部３９２が流通スペース３６２の出口を部分的に遮蔽することに基づき、第２ベアリング８４に接触した潤滑油と、ロータ内油路３５４から流出した潤滑油とが分け隔てられる。円板部３９２は、第２ベアリング８４よりも内方（第１端）に寄っている。

また、第２遠位端８６１では、第２内ストッパ９０と第２ベアリングホルダ８８との間にクリアランスが形成される。このクリアランスは、第３サブ分岐路９４１である。

図２及び図３に示すように、第２サブハウジング２０において、ガスタービンエンジン２００を向く端面には、整流部材９６が連結される。整流部材９６は、裾部９８と、縮径部１００と、頂部１０２とを有する。第２サブハウジング２０を向く裾部９８は、大径且つ薄肉の円筒板形状である。ガスタービンエンジン２００を向く頂部１０２は、小径且つ比較的長尺な円筒板形状である。裾部９８と頂部１０２との間の縮径部１００では、直径が漸次的に小さくなる。従って、整流部材９６は、山形形状体又は無底カップ形状体である。縮径部１００の外表面は、表面粗さが小さい平滑面とされている。

裾部９８において、第２サブハウジング２０を向く端面には、導入口１０４が形成されている。また、縮径部１００は中空である。すなわち、縮径部１００の内部には中継室１０６が形成されている。導入口１０４は、圧縮エアの中継室１０６への入力口である。

頂部１０２には、左右方向に沿って挿通孔１０８が形成されている。挿通孔１０８の直径（開口径）は、第２外ストッパ９２において、回転シャフト４０に沿って延在する部位の外径よりも大きい。このため、第２外ストッパ９２において、挿通孔１０８内に進入した部位及び外周壁は、挿通孔１０８の内壁から離間する。換言すれば、第２外ストッパ９２の外周壁と、挿通孔１０８の内壁との間にはクリアランスが形成されている。このクリアランスは、第４サブ分岐路９４２である。中継室１０６は、挿通孔１０８及び第４サブ分岐路９４２に接近するに従って幅広となる。

また、挿通孔１０８の直径（開口径）は、コンプレッサホイール２２２において、比較的小径な左端（小径円筒部２４２）の外径よりも大きい。このため、挿通孔１０８内に進入した小径円筒部２４２も、挿通孔１０８の内壁から離間する。換言すれば、小径円筒部２４２の外周壁と、挿通孔１０８の内壁との間にはクリアランスが形成されている。このクリアランスは、出口路９４３である。

図３に示すように、第１挿入孔７８と、第３サブ分岐路９４１とは、収納室２２に連通する。このため、第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４は、収納室２２に曝されている。

ステータ３６は、上記のロータ３４とともに回転電機１２を構成する。ステータ３６は、電磁コイル１１０と、複数個の絶縁基材１１２とを有する。電磁コイル１１０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの３種類を有し、絶縁基材１１２に巻回される。回転電機１２が発電機である場合、該回転電機１２はいわゆる三相電源である。複数個の絶縁基材１１２は、円環形状に配列されている。この配列により、ステータ３６に内孔が形成される。

ステータ３６は、収納室２２に収納される。ここで、第２サブハウジング２０はステータホルダとしての役割を果たす。すなわち、第２サブハウジング２０には、円環状凹部１１４が形成される。該円環状凹部１１４に、ステータ３６に含まれる絶縁基材１１２が係合される。この係合により、ステータ３６が位置決め固定される。さらに、ステータ３６の内孔の左開口には、円柱状突部７６が進入する。

収納室２２の内壁と電磁コイル１１０とは、互いに若干離間している。この離間により、メインハウジング１６と電磁コイル１１０とが電気的に絶縁される。

円柱状突部７６の外周壁と絶縁基材１１２との間には、クリアランスが形成されている。永久磁石７２の外壁と電磁コイル１１０の内壁との間にも、クリアランスが形成されている。後述するように、これらのクリアランスには、ガスである圧縮エアが流通する。換言すれば、これらのクリアランスは、圧縮エア流路の一部である。

図４に示すように、第１サブハウジング１８は、円環形状に突出する円環状凸部１１６を有する。円環状凸部１１６の内方は、中空凹部１１８となっている。内シャフト４２の左端部４２２の一部である突出先端４６は、中空凹部１１８に進入している。

円環状凸部１１６には、レゾルバホルダ３０が設けられる。レゾルバホルダ３０は、直径方向外方に向かって突出したフランジ状ストッパ１２０を有する。フランジ状ストッパ１２０は、円環状凸部１１６の内径よりも大径である。従って、フランジ状ストッパ１２０は、円環状凸部１１６に当接する。この当接により、レゾルバホルダ３０が位置決めされる。レゾルバホルダ３０は、この状態で、例えば、取付ボルト（図示せず）等を介して第１サブハウジング１８に連結される。

レゾルバホルダ３０において、フランジ状ストッパ１２０の左方には、小円筒部１２２が設けられる。また、フランジ状ストッパ１２０の右方には、大円筒部１２４が設けられる。大円筒部１２４は、小円筒部１２２に比べて大径である。レゾルバホルダ３０には、保持孔１２６が形成されている。保持孔１２６には、レゾルバステータ１３０の大部分が嵌合される。この嵌合により、レゾルバステータ１３０がレゾルバホルダ３０に保持されている。

大円筒部１２４が中空凹部１１８に進入し且つフランジ状ストッパ１２０が円環状凸部１１６に当接したとき、レゾルバステータ１３０の内孔に、レゾルバロータ５６が位置する。レゾルバステータ１３０とレゾルバロータ５６とで、レゾルバ１３２が構成される。レゾルバ１３２は、回転パラメータ検出器である。本実施形態では、レゾルバ１３２は、内シャフト４２の回転角度を検出する。なお、上記したように、レゾルバロータ５６は、内シャフト４２の左端部４２２の鍔部５０に保持されている。

フランジ状ストッパ１２０には、係合孔１３４が形成されている。係合孔１３４には、送信コネクタ１３６が係合される。レゾルバステータ１３０と送信コネクタ１３６とは、信号線１３８を介して電気的に接続される。なお、送信コネクタ１３６には、受信器（図示せず）の受信コネクタが挿入される。送信コネクタ１３６と受信コネクタとを介して、レゾルバ１３２と受信器が電気的に接続される。受信器は、レゾルバ１３２が発した信号を受信する。

小円筒部１２２には、複数個のタブ部１４０が設けられている（図１では省略している）。図３には、１個のタブ部１４０が示されている。さらに、小円筒部１２２には、キャップカバー３２が被せられる。キャップカバー３２は、小円筒部１２２の左開口を閉塞し、且つ内シャフト４２の左端部４２２を遮蔽する。なお、キャップカバー３２は、連結ボルト１４２を介してタブ部１４０に連結される。

上記したように、メインハウジング１６の左端近傍の側壁には、第１ケーシング２６及び第２ケーシング２８が一体的に設けられる。第１ケーシング２６には、Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２及びＷ相端子１４４３が収納される。Ｕ相端子１４４１は、電磁コイル１１０のうちＵ相コイルに電気的に接続される。Ｖ相端子１４４２は、電磁コイル１１０のうちＶ相コイルに電気的に接続される。Ｗ相端子１４４３は、電磁コイル１１０のうちＷ相コイルに電気的に接続される。Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２及びＷ相端子１４４３は、外部機器（外部負荷又は外部電源）が電気的に接続される電気端子部である。回転電機１２で発生した電力は、外部機器に供給される。外部負荷としては、例えば、図示しないモータが挙げられる。別の外部機器としては、例えば、図９に示すバッテリ１４６が挙げられる。

第２ケーシング２８は、第１ケーシング２６に隣接する。第２ケーシング２８には、温度測定器であるサーミスタ１４８が収納されている。特に図示はしていないが、サーミスタ１４８の測定端子は、第２ケーシング２８から引き出された後、電磁コイル１１０に接続されている。第２ケーシング２８からは、サーミスタ１４８に接続されたハーネス１４９が外部に引き出される。

図１及び図２に示すように、メインハウジング１６の外周壁には電流変換器１５０が設けられる。電流変換器１５０は、第１ケーシング２６よりもガスタービンエンジン２００に寄っている。図９に示すように、電流変換器１５０は、変換回路１５２と、コンデンサ１５４と、制御回路１５６とを有する。これら変換回路１５２、コンデンサ１５４及び制御回路１５６は、機器ケース１５８内に収容される。該機器ケース１５８は、例えば、メインハウジング１６の外周壁において、第１中空管部１６０１、第２中空管部１６０２及び第３中空管部１６０３に干渉しない箇所に配置される（図１参照）。

第１中空管部１６０１、第２中空管部１６０２及び第３中空管部１６０３の中空内部は、圧縮エアが流通する圧縮エア流通路である。すなわち、本実施形態では、回転電機ハウジング１４に３個の圧縮エア流通路が形成されている。第１中空管部１６０１及び第３中空管部１６０３は、メインハウジング１６の外周壁から膨出した中空の膨出部として形成されている。

変換回路１５２は、パワーモジュール１６１を含む。変換回路１５２は、電磁コイル１１０に生じた交流電流を直流電流に変換する。このとき、コンデンサ１５４は、変換回路１５２によって変換された直流電流を電荷として一時的に蓄電する。変換回路１５２は、バッテリ１４６から送られた直流電流を交流電流に変換する機能も併せ持つ。この場合、コンデンサ１５４は、電磁コイル１１０に向けてバッテリ１４６から送られた直流電流を電荷として一時的に蓄電する。

制御回路１５６は、コンデンサ１５４からバッテリ１４６に向かう直流電流、又は、その逆方向に向かう直流電流の電流密度等を制御する。なお、バッテリ１４６からの直流電流は、例えば、交流－直流変換器を介してモータ（いずれも図示せず）に供給される。

以上のように構成される回転電機システム１０には、圧縮エア流路と、潤滑油流路（第１油供給路及び第２油供給路）とが設けられる。先ず、圧縮エア流路について説明する。

図１０に示すように、第２サブハウジング２０において、ガスタービンエンジン２００を向く端面には、環状凹部からなる環状の集合流路１６２が形成される。後述するように、集合流路１６２には、ガスタービンエンジン２００で生じた圧縮エアの一部が流通する。集合流路１６２（環状凹部）の底壁には、上流連通孔１６４が３箇所に形成される。上流連通孔１６４は、圧縮エアの入力口である。

第２サブハウジング２０の内部には、エア中継路１６６が設けられる。エア中継路１６６は、第２サブハウジング２０の直径方向に沿って放射状に延在する。エア中継路１６６は、直径方向外方において、上流連通孔１６４を介して集合流路１６２に連通する。また、第２サブハウジング２０において、回転電機１２に向く端面には、３個の第１下流連通孔１６８１～１６８３が形成される。第１下流連通孔１６８１～１６８３は、エア中継路１６６の第１の出力口である。集合流路１６２とエア中継路１６６とにより、分配路が形成される。

第２サブハウジング２０において、ガスタービンエンジン２００に向く端面には、３個の第２下流連通孔１７０１～１７０３が形成される。第２下流連通孔１７０１～１７０３は、エア中継路１６６の第２の出力口である。第２下流連通孔１７０１～１７０３は、第１下流連通孔１６８１～１６８３よりも直径方向の内方に位置する。従って、エア中継路１６６を流通した圧縮エアは、第１下流連通孔１６８１～１６８３に進入する圧縮エアと、第２下流連通孔１７０１～１７０３に進入する圧縮エアとに分かれる。

図２に示すように、メインハウジング１６の側壁外面には、第１中空管部１６０１、第２中空管部１６０２及び第３中空管部１６０３が設けられている。第１下流連通孔１６８１～１６８３は、それぞれ、第１中空管部１６０１～第３中空管部１６０３に向かって個別に開口する。このことから分かるように、エア中継路１６６は、集合流路１６２と、第１中空管部１６０１～第３中空管部１６０３の中空内部とを連通する。図３に示すように、第１中空管部１６０１～第３中空管部１６０３は、メインハウジング１６の側壁内部に形成された冷却ジャケット２４の直径方向外方に位置する。

第１中空管部１６０１～第３中空管部１６０３は、メインハウジング１６の軸線方向に沿って延在する。すなわち、第１中空管部１６０１～第３中空管部１６０３は、ガスタービンエンジン２００を向く第２端から、第１ケーシング２６（又は第１端）に向かって延びる。第１中空管部１６０１の中空内部は、第２ケーシング２８の第２内部空間に連通する。第２中空管部１６０２及び第３中空管部１６０３の中空内部は、第１ケーシング２６の第１内部空間２９に連通する。

後述するように、第１中空管部１６０１の中空内部を流通した圧縮エアは、第２ケーシング２８の第２内部空間でエアカーテンを形成する。その後、圧縮エアは、第１ケーシング２６の第１内部空間２９に流入する。第２中空管部１６０２及び第３中空管部１６０３の中空内部を流通したカーテンエアは、第１ケーシング２６の第１内部空間２９に流入する。このことから理解されるように、第１中空管部１６０１～第３中空管部１６０３の中空内部は、圧縮エアを供給するガス供給路である。また、圧縮エアの流通方向において、第１ケーシング２６及び第２ケーシング２８は、第１中空管部１６０１～第３中空管部１６０３よりも下流である。

上記したように、第１ケーシング２６の第１内部空間２９と、第２ケーシング２８の第２内部空間とは相互連通孔を介して連通している。また、第１ケーシング２６の第１内部空間２９は、収納室２２に連通している。従って、第１中空管部１６０１～第３中空管部１６０３を流通した圧縮エアは、第１ケーシング２６の第１内部空間２９を経由して収納室２２に流入する。

本実施形態では、第１中空管部１６０１～第３中空管部１６０３を設ける場合を例示しているが、中空管部の個数は、圧縮エアから形成されるカーテンエアに必要とされる流量又は流速等に応じて適宜決定される。すなわち、中空管部の個数は３個に限定されない。また、中空管部の断面積も同様に、カーテンエアに必要とされる流量又は流速等に応じて適宜決定される。

収納室２２に流入した圧縮エアは、その後、第１挿入孔７８に向かう圧縮エアと、第２挿入孔８６に向かう圧縮エアとに分かれる。具体的には、圧縮エアの一部は、第１サブハウジング１８とロータ３４との間のクリアランスを流通して第１挿入孔７８に向かう。このように、第１サブハウジング１８とロータ３４との間のクリアランスは、第１エア分岐路Ｌである。一方、圧縮エアの残りの一部は、主に、永久磁石７２の外壁と電磁コイル１１０の内壁との間のクリアランスを流通して第２挿入孔８６に向かう。このように、永久磁石７２の外壁と電磁コイル１１０の内壁との間のクリアランスは、第２エア分岐路Ｍである。

第１エア分岐路Ｌに到達した圧縮エアは、第１ベアリング７４に供給された潤滑油をシールするエアカーテンを形成する。また、第２エア分岐路Ｍから第３サブ分岐路９４１（第２挿入孔８６の第２遠位端８６１）に到達した圧縮エアは、第２ベアリング８４に供給された潤滑油をシールするエアカーテンを形成する。このように、収納室２２に流入した圧縮エアは、カーテンエアとして機能する。

図５に示すように、整流部材９６の裾部９８には、３個の導入口１０４が形成されている。図５には、その中の１個が示されている。１個の導入口１０４は、第２下流連通孔１７０１に連なる（不図示）。別の１個の導入口１０４は、第２下流連通孔１７０２に連なる（図示）。また別の１個の導入口１０４は、第２下流連通孔１７０３に連なる（不図示）。従って、第２下流連通孔１７０１～１７０３から出力された圧縮エアは、導入口１０４を介して整流部材９６の縮径部１００の中継室１０６に進入する。

中継室１０６は、頂部１０２に形成された挿通孔１０８に連なる。ここで、中継室１０６は、挿通孔１０８及び第４サブ分岐路９４２に接近するにつれて幅広となっている。このため、圧縮エアが中継室１０６を流通するにつれて該カーテンエアの圧力が低下する。

中継室１０６の出口は、コンプレッサホイール２２２の小径円筒部２４２に対面する。従って、中継室１０６に進入した圧縮エアは、コンプレッサホイール２２２の小径円筒部２４２に接触する。圧縮エアは、その後、第４サブ分岐路９４２に向かう圧縮エアと、出口路９４３に向かう圧縮エアとに分かれる。その結果、第４サブ分岐路９４２に沿って第２挿入孔８６の第２近位端８６２に向かう圧縮エアの圧力が低下する。

第４サブ分岐路９４２から第２挿入孔８６の第２近位端８６２に到達した圧縮エアは、第２ベアリング８４に供給された潤滑油をシールするエアカーテンを形成する。また、出口路９４３に流入した圧縮エアは、シュラウドケース２２０における第１端（開口端）の内方に導出される。この圧縮エアは、コンプレッサホイール２２２に再吸引される。

メインハウジング１６には、排気路１７２（ガス排出路）が形成されている。第１エア分岐路Ｌに到達した圧縮エアと、第２エア分岐路Ｍに到達した圧縮エアとは、排気路１７２を経てメインハウジング１６の外方に排気される。

次に、潤滑油流路について説明する。図１１は、回転電機システム１０の概略側面断面図である。なお、図１１には、図３の位相と異なる位相が示されている。

メインハウジング１６の側壁には、潤滑油を供給するための入力路１７４が形成されている。入力路１７４は、メインハウジング１６の軸線方向中間よりも第１端に寄った位置に形成される。入力路１７４は、メインハウジング１６の直径方向に沿って延在し、主油路１７６に連通する。主油路１７６は、冷却ジャケット２４の外周に形成され、メインハウジング１６の軸線方向に沿って延在する。主油路１７６は、入力路１７４との連通箇所を境に、第１サブハウジング１８に向かう第１油分岐路Ｎと、第２サブハウジング２０に向かう第２油分岐路Ｒとに分岐している。

第１サブハウジング１８において、第１油分岐路Ｎに対面する箇所には、第１流入孔１７８が形成される。さらに、第１サブハウジング１８の内部には、第１サブハウジング１８の直径方向内方に向かう第１副油路１８０（第１油供給路）が形成されている。第１副油路１８０は、第１ベアリングホルダ８０に到達するまでに２箇所で屈曲している。

第１副油路１８０からは第２副油路１８１（第２油供給路）が分岐する。ここで、図７、図８及び図１１に示すように、第１サブハウジング１８は、油案内部材３５０に向かって突出する突端部４００を有する。第２副油路１８１の先端は、突端部４００の内部に延びる。第２副油路１８１の出口は、若干屈曲している。第２副油路１８１の出口は、ロータ３４の環状隙間３８５に向けて潤滑油を吐出するノズル１８１ａである。これにより、第２副油路１８１は、環状隙間３８５に向けて潤滑油を供給する。

第１ベアリングホルダ８０には、第１副油路１８０に連通する第１油供給孔１８２が形成されている。第１油供給孔１８２の出口は、第１挿入孔７８の第１遠位端７８１に形成されている。従って、主油路１７６から第１副油路１８０に流入した潤滑油は、第１油供給孔１８２から第１挿入孔７８の第１遠位端７８１に流通し、第１ベアリング７４に接触する。

図３に示すように、第１サブハウジング１８には、第１ドレイン路１８４が形成されている。第１ドレイン路１８４は、第１サブハウジング１８の円環状凸部１１６と、レゾルバホルダ３０とで形成される中空凹部１１８から、第１ベアリング７４に接触した潤滑油を排出する。このように、第１ドレイン路１８４は、回転電機ハウジング１４の外部に潤滑油を排出するための油排出路である。また、第１ドレイン路１８４は、気液分離装置３０２（後述）に潤滑油を導く第１油導路である。

第１油分岐路Ｎ、第１流入孔１７８、第１副油路１８０及び第１油供給孔１８２は、３個ずつ形成される。第２油分岐路Ｒも同様に、３個形成される。図１１には、第１油分岐路Ｎ、第１流入孔１７８、第１副油路１８０、第１油供給孔１８２及び第２油分岐路Ｒが１個ずつ示されている。

上記したように、第２副油路１８１の出口は、若干屈曲している。これにより、第２副油路１８１の出口は油案内部材３５０の円環突部３８０と、外シャフト４４における第１シャフト部４４ａの外表面との間の間隙を向いている。従って、第１副油路１８０から第２副油路１８１に分流された潤滑油の一部は、第２副油路１８１の出口から、油受凹部３４０に向かって供給される。潤滑油は、油受凹部３４０の傾斜面３４２から、回転シャフト４０と油案内部材３５０との間の環状隙間３８５に向かって移動する。環状隙間３８５に進入した潤滑油は、環状溝３８４及び第１送油路３８６を通過し、流通スペース３７４、流通スペース３６０、流通スペース３５３、第２送油路３５８２、流通スペース３６２の順に流通する。すなわち、潤滑油は、ロータ内油路３５４を流通する。

第２磁石ストッパ３５８の孔部の開口（ロータ内油路３５４の出口）は、第２内ストッパ９０の円板部３９２で覆われている。このため、ロータ内油路３５４から流出した潤滑油は、円板部３９２に接触する。この接触により、潤滑油が第２ベアリング８４に向かって流通することが回避される。

図１０に示すように、第２サブハウジング２０には、第１ドレイン孔１９８と、第２ドレイン孔１９７と、第２ドレイン路１９６とが形成されている。ロータ内油路３５４から流出して円板部３９２に接触した潤滑油は、第１ドレイン孔１９８を経て第２ドレイン路１９６に流入する。その一方で、第２ベアリング８４に接触した潤滑油は、第２ドレイン孔１９７を経て第２ドレイン路１９６に流入する。このように、第２ドレイン路１９６は、気液分離装置３０２（後述）に潤滑油を導く第２油導路である。また、第１ドレイン孔１９８、第２ドレイン孔１９７及び第２ドレイン路１９６は、回転電機ハウジング１４の外部に潤滑油を排出するための油排出路である。

図１０に示すように、第２サブハウジング２０において、回転電機システム１０を向く端面には、３個の油受入孔１８６が開口する。油受入孔１８６は、第１下流連通孔１６８１～１６８３よりも直径方向外方に寄っている。油受入孔１８６は、潤滑油の入力口である。

第２サブハウジング２０の内部には、３個の第３副油路１８８が設けられる。第３副油路１８８は、第２サブハウジング２０の直径方向に沿って放射状に延在する。ただし、第３副油路１８８は、エア中継路１６６の位相とは異なる位相に形成される。また、第２サブハウジング２０において、ガスタービンエンジン２００に向く端面には、３個の油流出孔１９０が形成される。油流出孔１９０には、油分配器１９２の中空ピン部１９３が嵌合される。

油分配器１９２の内部には、第１案内路１９４１と第２案内路１９４２とが形成される。第３副油路１８８を経た潤滑油は、第１案内路１９４１を流通する潤滑油と、第２案内路１９４２を流通する潤滑油とに分かれる。第１案内路１９４１の出口は、第２挿入孔８６の第２近位端８６２に位置する。従って、第１案内路１９４１から流出した潤滑油は、第２近位端８６２から第２ベアリング８４に接触する。以上が、第１油供給路の別の一部である。

第２案内路１９４２は、第１案内路１９４１の途中から分岐する。第２案内路１９４２の出口には、第２ベアリングホルダ８８に形成された第２油供給孔１９５が連なる。従って、第２案内路１９４２を経た潤滑油は、第２油供給孔１９５から流出して第２ベアリング８４に接触する。

図１１に示すように、整流部材９６と、第２外ストッパ９２とで形成される空間は、第２ドレイン孔１９７を介して第２ドレイン路１９６に連通する。従って、前記空間に進入した潤滑油は、第２ドレイン孔１９７を経て第２ドレイン路１９６に流入する。

図１２に示すように、第１ドレイン路１８４は、第１中継管３００１を介して気液分離装置３０２に接続される。第２ドレイン路１９６は、第２中継管３００２を介して気液分離装置３０２に接続される。排気路１７２は、第３中継管３００３を介して気液分離装置３０２に接続される。すなわち、回転電機ハウジング１４の内部を流通した圧縮エア及び潤滑油は、気液分離装置３０２に回収される。このように、気液分離装置３０２は潤滑油及び圧縮エアの回収装置であり、且つ油循環供給装置を構成する。気液分離装置３０２には、循環供給ライン３０４（循環路）と、放出ライン３０６（放出路）とが設けられる。循環供給ライン３０４には、油循環供給装置を構成する循環ポンプ３０８が設けられる。

後述するように、第１ドレイン路１８４及び第２ドレイン路１９６から流出した潤滑油には、圧縮エアが含まれている。すなわち、気液分離装置３０２に流入する潤滑油は、気液混合物である。気液分離装置３０２では、気液混合物が潤滑油とエアとに分離される。潤滑油は、循環ポンプ３０８によって気液分離装置３０２から吐出され、循環供給ライン３０４を経て入力路１７４に再供給される。一方、エアは、放出ライン３０６を介して大気に放出される。

次に、ガスタービンエンジン２００につき説明する。図１３に示すように、ガスタービンエンジン２００は、エンジンハウジング２０２と、エンジンハウジング２０２内で回転する出力シャフト２０４とを備える。エンジンハウジング２０２は、インナハウジング２０２１と、アウタハウジング２０２２とを含む。インナハウジング２０２１は、回転電機システム１０の第２サブハウジング２０に連結される。アウタハウジング２０２２は、インナハウジング２０２１に連結される。アウタハウジング２０２２は、ハウジング本体である。

図１及び図１０に示すように、インナハウジング２０２１は、第１円環部２０６と、第２円環部２０８と、複数個の脚部２１０とを有する。第１円環部２０６は、第２サブハウジング２０に連結される。第２円環部２０８の直径は、第１円環部２０６の直径よりも大きい。脚部２１０は、第１円環部２０６と第２円環部２０８とを連結する。図示例では、脚部２１０の個数は６個である。しかしながら、脚部２１０の個数は、ガスタービンエンジン２００と回転電機システム１０との間で要求される結合強度に応じて決定される。すなわち、脚部２１０の個数は、図示例の６個に限定されない。

第２円環部２０８の中央開口からは、回転電機システム１０に向かって円筒状カバー部２１２が突出する。脚部２１０の右端は、円筒状カバー部２１２の双方に連なっている。脚部２１０同士の間には、吸気空間２１４が形成される。

図１０及び図１３に示すように、６個の脚部２１０の内部には、抽気通路２１６が個別に形成されている。抽気通路２１６の入口は、脚部２１０において、円筒状カバー部２１２との連結箇所に個別に形成される。抽気通路２１６の出口は、第１円環部２０６において、第２サブハウジング２０を向く端面に、個別に形成される。抽気通路２１６の全ての出口は、仮想円の円周上に位置する。従って、抽気通路２１６の全ての出口は、円環形状に形成された集合流路１６２に重なる。すなわち、複数個の抽気通路２１６は全て、集合流路１６２に連通している。このように、集合流路１６２では、複数個の抽気通路２１６からの圧縮エアが流入して集合する。

脚部２１０には、エア抜孔２１７が形成される。エア抜孔２１７は、円筒状カバー部２１２の内壁から外壁にわたって直線状に延在する。エア抜孔２１７は、円筒状カバー部２１２の内壁から脚部２１０の外壁にわたって延在することも可能である。エア抜孔２１７は、１個であってもよいし複数個であってもよい。また、エア抜孔２１７を形成することは必須ではない。

図１３に示すように、第２円環部２０８の右端面には、環状の係合凹部２１８が形成される。係合凹部２１８により、シュラウドケース２２０と、ディフューザ２２６とが位置決め固定される（後述）。

図１３に示すように、ガスタービンエンジン２００は、シュラウドケース２２０、コンプレッサホイール２２２、タービンホイール２２４、ディフューザ２２６、燃焼器２２８及びノズル２３０をさらに備える。

シュラウドケース２２０は中空体であり、整流部材９６に比して大型である。シュラウドケース２２０の小径な左端は、整流部材９６を向く。シュラウドケース２２０の大径な右端は、インナハウジング２０２１における円筒状カバー部２１２内に挿入される。シュラウドケース２２０は、右端から左端に向かうに従って漸次的に縮径するが、左端先端は、直径方向外方に向かって拡開するように湾曲する。

シュラウドケース２２０の左端は、吸気空間２１４に露出する。シュラウドケース２２０の左端の内部には、整流部材９６の頂部１０２が進入している。シュラウドケース２２０における湾曲した側周壁には、環状の閉塞フランジ部２３２が設けられる。閉塞フランジ部２３２の外縁は、円筒状カバー部２１２及び脚部２１０の内壁に当接する。

シュラウドケース２２０の側壁において、閉塞フランジ部２３２と、第１係合凸部２３８との間には、抽気口２３４が形成されている。抽気口２３４は、シュラウドケース２２０の側壁の内面から外面にわたって延在する。抽気口２３４は、圧縮エアがチャンバ２３６に進入するときの該チャンバ２３６への入口である。

チャンバ２３６は、抽気口２３４と抽気通路２１６との間に介在する。すなわち、チャンバ２３６は、抽気口２３４と抽気通路２１６とを連通させる。また、チャンバ２３６は、エア抜孔２１７を介して大気に開放されている。

シュラウドケース２２０の右端からは、第２円環部２０８に向かって第１係合凸部２３８が突出する。第１係合凸部２３８は、第２円環部２０８の係合凹部２１８に係合している。この係合と、閉塞フランジ部２３２の外縁が円筒状カバー部２１２及び脚部２１０の内壁に当接することとによって、シュラウドケース２２０がインナハウジング２０２１に位置決め固定される。同時に、脚部２１０、円筒状カバー部２１２及び第２円環部２０８と、シュラウドケース２２０の閉塞フランジ部２３２、側周壁及び第１係合凸部２３８とで囲まれるチャンバ２３６が形成される。チャンバ２３６は、シュラウドケース２２０を囲む環状をなす。

コンプレッサホイール２２２及びタービンホイール２２４は、回転シャフト４０及び出力シャフト２０４と一体的に回転することが可能である。すなわち、図５に詳細を示すように、コンプレッサホイール２２２は、左端に小径円筒部２４２を有する。該小径円筒部２４２は、整流部材９６に形成された挿通孔１０８に進入する。小径円筒部２４２の内壁には、第１外スプライン２３９が形成されている。該第１外スプライン２３９は、外シャフト４４の右開口端４４２に形成された第１内スプライン６６に噛合する。

外シャフト４４の右開口端４４２は、小径円筒部２４２の中空内部に圧入されている。このため、小径円筒部２４２の左開口の内周壁は、外シャフト４４の右開口端４４２の外周壁を、直径方向内方に向かって押圧している。コンプレッサホイール２２２は、上記の噛合及び圧入により、外シャフト４４（回転シャフト４０）に連結される。

コンプレッサホイール２２２の直径中心には、左右方向に沿って延在する貫通孔２４０が形成されている。この貫通孔２４０において、左端の内壁には、第２外スプライン２４６が刻設される。また、貫通孔２４０において、小径円筒部２４２の中空内部に連なる箇所の孔径は、他の箇所に比して若干小さい。このため、コンプレッサホイール２２２において、貫通孔２４０の小径円筒部２４２側の開口の近傍に、内フランジ部２４８が設けられる。内フランジ部２４８が設けられた部位では、貫通孔２４０の孔径（直径）は最小である。

貫通孔２４０には、タービンホイール２２４に設けられた出力シャフト２０４が挿入される。出力シャフト２０４の左端先端は、コンプレッサホイール２２２の小径円筒部２４２の左端先端と略同位置まで延出する。上記したように、外シャフト４４の右開口端４４２の外周壁は、小径円筒部２４２の中空内部に挿入されている。このため、出力シャフト２０４において、貫通孔２４０から突出した左端は、回転シャフト４０の連結孔６２に進入する。出力シャフト２０４の左端には、雄ネジ部２５２が刻設されている。雄ネジ部２５２は、連結孔６２の内壁に形成された雌ネジ部６４に螺合される。この螺合により、回転シャフト４０と出力シャフト２０４とが連結される。

出力シャフト２０４の左端近傍には、第２内スプライン２５４が形成されている。第２内スプライン２５４は、貫通孔２４０の内周壁に形成された第２外スプライン２４６に噛合する。また、出力シャフト２０４の左端部は、内フランジ部２４８に圧入される。

図１３に示すように、コンプレッサホイール２２２と、タービンホイール２２４との間には、リング部材２５６が介装される。リング部材２５６は、例えば、ニッケル基合金等の耐熱性金属材からなる。

図１４に示すように、リング部材２５６には、コンプレッサホイール２２２からタービンホイール２２４に向かう嵌合孔２５８が形成される。また、リング部材２５６の外周壁には、複数個（例えば、３個）のラビリンス形成凸部２６４が形成される。ラビリンス形成凸部２６４は、リング部材２５６の直径方向外方に向かって突出し、且つ外周壁の周方向に沿って延在する。後述するように、ラビリンス形成凸部２６４は、燃焼器２２８で生成する燃焼済燃料（排気ガス）がコンプレッサホイール２２２に逆流することを防止する。

コンプレッサホイール２２２において、タービンホイール２２４を向く右端面からは、環状突部２６８が突出する。リング部材２５６の左端面がコンプレッサホイール２２２の右端面に着座するとき、環状突部２６８が嵌合孔２５８に嵌合される。一方、タービンホイール２２４において、コンプレッサホイール２２２を向く左端面からは、前記出力シャフト２０４が延出する。また、該左端面には、出力シャフト２０４を囲む嵌合凸部２７０が突出形成される。リング部材２５６の右端面がタービンホイール２２４の左端面に着座するとき、嵌合凸部２７０の頂面が嵌合孔２５８に嵌合する。以上により、コンプレッサホイール２２２及びタービンホイール２２４の各一部が嵌合孔２５８に嵌合される。リング部材２５６は、この状態で、コンプレッサホイール２２２とタービンホイール２２４とに挟持される。

ラビリンス形成凸部２６４は、アウタハウジング２０２２（図１３参照）の中空内部で中間プレート２６６に囲まれる。ラビリンス形成凸部２６４は、該中間プレート２６６に形成された孔部２７２に挿入される。孔部２７２の内壁と、この内壁に当接したラビリンス形成凸部２６４とにより、ラビリンス流路が形成される。コンプレッサホイール２２２によって生じた圧縮エアは、該コンプレッサホイール２２２の背面を経由してラビリンス形成凸部２６４に到達する。その一方で、タービンホイール２２４から燃焼ガスがラビリンス形成凸部２６４に到達する。燃焼ガスの圧力に比べて圧縮エアの圧力が高いので、燃焼ガスがラビリンス形成凸部２６４を通過してコンプレッサホイール２２２を囲む空間に流入することを抑制できる。

図１３に示すように、アウタハウジング２０２２の中空内部では、シュラウドケース２２０及びコンプレッサホイール２２２の各一部と、中間プレート２６６とがディフューザ２２６に囲繞される。ディフューザ２２６の左端には、第２係合凸部２７３が形成されている。第２係合凸部２７３は、シュラウドケース２２０の第１係合凸部２３８と一緒に、係合凹部２１８に係合される。この係合により、ディフューザ２２６がインナハウジング２０２１に位置決め固定される。

アウタハウジング２０２２の中空内部では、タービンホイール２２４がノズル２３０に囲まれ、且つノズル２３０が燃焼器２２８に囲まれる。燃焼器２２８とアウタハウジング２０２２との間には、環状の燃焼エア流通路２７４が形成される。燃焼エア流通路２７４は、燃焼エアが流通する通路である。アウタハウジング２０２２の右端面には、燃料供給ノズル２７５が位置決め固定される。燃料供給ノズル２７５は、燃焼器２２８に燃料を供給する。

燃焼器２２８には、燃焼エア流通路２７４と燃焼器２２８の内部とを連通させるための中継孔２７６が形成されている。後述するように、コンプレッサホイール２２２によって圧縮された燃焼エアは、ディフューザ２２６、燃焼エア流通路２７４及び中継孔２７６を経由して、燃焼器２２８の内部に到達する。燃焼器２２８には、図示しない微細孔も形成されている。微細孔から排出されたエアは、燃焼器２２８の内部を冷却するエアカーテンを形成する。

ノズル２３０は、タービンホイール２２４の最も大径な部位を囲む部位を有する。この部位には、燃焼エアと一緒に燃焼した燃料をタービンホイール２２４に供給するための図示しない送出孔が形成されている。なお、以下では、燃焼した燃料を「燃焼済燃料」とも表記する。「燃焼済燃料」は、「燃焼ガス」又は「燃焼後の排気ガス」と同義である。

アウタハウジング２０２２及びノズル２３０の右端では、排出口２８０が開口している。燃焼済燃料は、前記送出孔を通過してノズル２３０内に進行した後、回転するタービンホイール２２４によって、排出口２８０を介してアウタハウジング２０２２外に吹き出される。なお、特に図示はしていないが、排出口２８０には、燃焼済燃料を排出する排出管が設けられている。

本実施形態に係る複合動力システム５００は、基本的には以上のように構成される。次に、複合動力システム５００の作用効果について説明する。

先ず、バッテリ１４６から直流電流が供給される。図２及び図９に示す電流変換器１５０の変換回路１５２は、この直流電流を交流電流に変換する。交流電流は、Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２及びＷ相端子１４４３を介して、電磁コイル１１０（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイル）に供給される。交流電流が電磁コイル１１０を流れることで、ステータ３６に交番磁界が生じる。このため、電磁コイル１１０と、ロータ３４の永久磁石７２との間に、吸引力と反発力とが交互に作用する。その結果、回転シャフト４０が回転を開始する。代替的に、図示しない公知のスタータによって回転シャフト４０を回転させるようにしてもよい。

ここで、図５に示すように、外シャフト４４の右開口端４４２の外周壁に第１内スプライン６６が形成され、且つコンプレッサホイール２２２の小径円筒部２４２の内壁に第１外スプライン２３９が形成されている。第１内スプライン６６と第１外スプライン２３９とは、互いに噛合している。また、出力シャフト２０４に第２内スプライン２５４が形成され、且つコンプレッサホイール２２２の貫通孔２４０の内壁に第２外スプライン２４６が形成されている。第２内スプライン２５４と第２外スプライン２４６とは、互いに噛合している。このため、回転シャフト４０の回転トルクが、コンプレッサホイール２２２を介して出力シャフト２０４に速やかに伝達される。

すなわち、回転シャフト４０が回転を開始すると、該回転シャフト４０と一体的に出力シャフト２０４も回転を開始する。これに伴い、出力シャフト２０４に支持されたコンプレッサホイール２２２及びタービンホイール２２４が出力シャフト２０４と一体的に回転する。以上のように、第１内スプライン６６と第１外スプライン２３９とを噛合させ、且つ第２内スプライン２５４と第２外スプライン２４６とを噛合させることにより、回転シャフト４０の回転トルクを出力シャフト２０４に十分に伝達することができる。

しかも、回転シャフト４０の右端部が、コンプレッサホイール２２２の小径円筒部２４２の中空内部に圧入されている。また、出力シャフト２０４の左端部が、コンプレッサホイール２２２の内フランジ部２４８に圧入されている。このため、回転シャフト４０の軸線と、出力シャフト２０４の軸線とが精度よく一致する。これにより、出力シャフト２０４が偏心しながら又は振動しながら回転することが十分に抑制される。

加えて、図１４に示すように、コンプレッサホイール２２２とタービンホイール２２４との間にリング部材２５６が介在している。リング部材２５６の嵌合孔２５８には、コンプレッサホイール２２２の右端面の環状突部２６８と、タービンホイール２２４の左端面の嵌合凸部２７０とが嵌合している。これらの嵌合も、出力シャフト２０４の偏心回転（振動）を抑制することに寄与する。従って、振動を抑制するための機構を設ける必要がない。また、出力シャフト２０４を大径にする必要もない。これにより、複合動力システム５００の小型化を図ることができる。

さらに、コンプレッサホイール２２２の右端面と、リング部材２５６の左端面との間に摩擦力が発生する。リング部材２５６の右端面と、タービンホイール２２４の左端面との間にも、摩擦力が発生する。この摩擦力により、コンプレッサホイール２２２、リング部材２５６及びタービンホイール２２４が相互に密着する。従って、両ホイール２２２、２２４が回転ズレを起こすことが回避される。

さらにまた、複合動力システム５００を組み上げる際には、上記の嵌合により、コンプレッサホイール２２２及びタービンホイール２２４の出力シャフト２０４に対する位置合わせ（芯出し）がなされる。このように、両ホイール２２２、２２４の間にリング部材２５６を設け、且つ両ホイール２２２、２２４の一部をリング部材２５６の嵌合孔２５８に個別に嵌合することが好ましい。これにより、コンプレッサホイール２２２及びタービンホイール２２４の出力シャフト２０４に対する芯出しが容易となる。

上記の回転により、図１３に示すように、インナハウジング２０２１の脚部２１０同士の間の吸気空間２１４を介して、シュラウドケース２２０内に大気が吸引される。ここで、インナハウジング２０２１の直径中心には、整流部材９６が位置している。上記したように、整流部材９６は、シュラウドケース２２０に向かうに従って縮径するような山形形状をなす。しかも、縮径部１００の表面が平滑である。このため、吸引される大気は、整流部材９６によってシュラウドケース２２０に向かうように整流される。整流部材９６の右端がシュラウドケース２２０の左端開口から進入しているので、大気がシュラウドケース２２０内に効率よく導かれる。このように、整流部材９６を上記のような形状とし、且つ頂部１０２をシュラウドケース２２０内に進入させたことにより、大気をシュラウドケース２２０で効率よく捕集することができる。

シュラウドケース２２０内に吸引された大気は、コンプレッサホイール２２２とシュラウドケース２２０との間を流通する。シュラウドケース２２０の左開口に比べ、コンプレッサホイール２２２とシュラウドケース２２０との間が十分に狭小であることから、この流通の際に大気が圧縮される。すなわち、圧縮エアが生じる。

シュラウドケース２２０には、抽気口２３４が形成されている。このため、圧縮エアの一部が抽気口２３４からチャンバ２３６に流入する。すなわち、圧縮エアが分流される。チャンバ２３６は環状であり、抽気口２３４の容積に比べて大きな容積を有する。このため、チャンバ２３６に流入した圧縮エアは、チャンバ２３６に一時的に貯留される。

抽気通路２１６が複数個形成されていることから、チャンバ２３６から各抽気通路２１６に圧縮エアが分配される。この場合において、分配されたカーテンエア同士で圧力が相違していることがあり得る。しかしながら、本実施形態では、抽気口２３４を通過した圧縮エア（カーテンエア）が、環状をなす単一個のチャンバ２３６に流入する。これにより、チャンバ２３６内のカーテンエアの圧力が揃う。換言すれば、カーテンエアの圧力が均一化される。このように、チャンバ２３６は、カーテンエアの圧力を略一定に調整する圧力調整室である。

抽気口２３４から流入したカーテンエアは、上記したように圧縮エアの一部であり、高圧である。ここで、チャンバ２３６の容積が抽気口２３４の容積よりも大きいので、カーテンエアは、チャンバ２３６に流入することで拡散する。このため、カーテンエアの圧力が低下する。このことから理解されるように、チャンバ２３６は、圧縮エアの圧力を低下させるバッファ室を兼ねる。

インナハウジング２０２１には、抽気通路２１６の他、エア抜孔２１７が形成されている。過剰の圧縮エアは、エア抜孔２１７を介してガスタービンエンジン２００の外方（大気）に放出される。このため、チャンバ２３６内のカーテンエアの圧力が過度に上昇することが回避される。すなわち、エア抜孔２１７により、チャンバ２３６内の圧力を容易に調節することができる。

チャンバ２３６内では、６個の脚部２１０の各々に個別に形成された抽気通路２１６の入口が開口している。このため、チャンバ２３６内のカーテンエアは、次に、６個の抽気通路２１６を個別に流通し、これにより第２サブハウジング２０に向かって進行する。上記したように、この時点でカーテンエアの圧力は略一定である。

図１０に示すように、６個の抽気通路２１６の出口は全て、集合流路１６２に重なっている。従って、６個の抽気通路２１６を流通したカーテンエアは、集合流路１６２に流入して集合し、且つ該集合流路１６２に沿って円環状に拡散する。この過程で、カーテンエアの圧力がさらに均一化される。

カーテンエアは、さらに、集合流路１６２から３個の上流連通孔１６４に個別に流入し、３個のエア中継路１６６に沿って個別に流通する。その後、カーテンエアの一部が、第１下流連通孔１６８１～１６８３から排出される。また、カーテンエアの残部が、第２下流連通孔１７０１～１７０３から排出される。以下、第１下流連通孔１６８１～１６８３から排出されるカーテンエアを「第１分流エア」と表記する。第２下流連通孔１７０１～１７０３から排出されるカーテンエアを「第２分流エア」と表記する。

第１分流エアの経路について説明する。第１下流連通孔１６８１は、第１中空管部１６０１の中空内部に連通している。第１下流連通孔１６８２は、第２中空管部１６０２の中空内部に連通している。第１下流連通孔１６８３は、第３中空管部１６０３の中空内部に連通している。従って、第１分流エアは、図１等に示す第１中空管部１６０１～第３中空管部１６０３の中空内部を流通し、回転電機ハウジング１４の第２端から第１端に向かう。

第１中空管部１６０１～第３中空管部１６０３は、冷却ジャケット２４の外周部に位置する。冷却ジャケット２４には、冷却媒体が予め流通されている。従って、第１分流エアが第１中空管部１６０１～第３中空管部１６０３に沿って流通する過程で、第１分流エアの熱が冷却媒体に十分に伝導する。これにより、第１分流エアが比較的低温となる。すなわち、本実施形態では、回転電機１２及び電流変換器１５０等を冷却するための冷却ジャケット２４により、第１分流エアを降温することができる。

以上のような理由から、ガスタービンエンジン２００又は回転電機システム１０において、カーテンエアを冷却するための冷却設備を別途に設ける必要がない。従って、複合動力システム５００の小型化を図ることができる。

第１中空管部１６０１を流通した第１分流エアは、図２に示すように第２ケーシング２８の第２内部空間に流入する。これにより、第２ケーシング２８内にエアカーテンが形成される。余剰の第１分流エアは、前記相互連通孔を介して第１ケーシング２６の第１内部空間２９に流入する。

第２中空管部１６０２及び第３中空管部１６０３の各々を流通した第１分流エアは、第１ケーシング２６の第１内部空間２９に流入する。従って、第１内部空間２９では、第１中空管部１６０１～第３中空管部１６０３を流通した第１分流エアによってエアカーテンが形成される。

余剰の第１分流エアは、図３に示すように、第１内部空間２９からメインハウジング１６の収納室２２に流入する。このことから理解されるように、第１内部空間２９及び第２内部空間は、第１分流エアの流通方向における上流に位置する。換言すれば、収納室２２及び回転電機１２は、第１分流エアの流通方向において、第１ケーシング２６及び第２ケーシング２８の下流に位置する。

第１ケーシング２６及び第２ケーシング２８は、メインハウジング１６の第１端（左端）に配設されている。このため、第１分流エアは、収納室２２の左端から流入する。第１分流エアは、その後、円柱状突部７６の外周壁と、絶縁基材１１２との間のクリアランスに進入する。このクリアランスは、ステータ３６の内孔である。

第１分流エアの一部は、その後、第１エア分岐路Ｌを介して、第１挿入孔７８に向かって流通する。また、第１分流エアの残部は、第２エア分岐路Ｍを介して、永久磁石７２の外壁と電磁コイル１１０の内壁との間のクリアランスに沿って、第２挿入孔８６に向かって流通する。このように、第１分流エアは、左端（第１端）の第１挿入孔７８に向かう圧縮エアと、右端（第２端）の第２挿入孔８６に向かう圧縮エアとに分かれる。

第１分流エアが永久磁石７２の外壁と電磁コイル１１０の内壁との間のクリアランスに沿って流通することで、回転電機１２が冷却される。ここで、上記したように、第１分流エアは、冷却ジャケット２４によって十分に降温されている。従って、回転電機１２が効率よく冷却される。

また、本実施形態では、ガスタービンエンジン２００が生成した圧縮エアを用いて、回転電機１２を冷却している。従って、回転電機１２を冷却するための冷却風を収納室２２に供給する必要がない。これにより、回転電機１２の冷却を図りながら、複合動力システム５００の構成の簡素化を図ることができる。

第１挿入孔７８に向かって流通した第１分流エアの一部は、第１挿入孔７８の第１近位端７８２に到達する。第１分流エアの一部は、この第１近位端７８２において、第１ベアリング７４のエアカーテンとなる。一方、第２挿入孔８６に向かって流通した第１分流エアの残部は、第３サブ分岐路９４１を経て第２挿入孔８６の第２遠位端８６１に到達する。第１分流エアの残部は、この第２遠位端８６１において、第２ベアリング８４のエアカーテンとなる。

第２分流エアの経路について説明する。第２下流連通孔１７０１～１７０３は、整流部材９６の裾部９８に形成された３個の導入口１０４にそれぞれ個別に重なっている。従って、第２分流エアは、導入口１０４を介して中継室１０６（整流部材９６の中空内部）に流入する。

上記したように、中継室１０６の出口は、コンプレッサホイール２２２の小径円筒部２４２に対面する位置で開口している。従って、中継室１０６に流入した第２分流エアは、小径円筒部２４２に接触する。第２分流エアの一部は、その後、第４サブ分岐路９４２に向かって流通する。第２分流エアの残部は、出口路９４３に向かって流通する。

第２分流エアの一部は、第４サブ分岐路９４２を介して第２挿入孔８６の第２近位端８６２に到達する。第２分流エアの一部は、この第２近位端８６２において、第２ベアリング８４のエアカーテンとなる。このように、第２ベアリング８４は、第２近位端８６２に到達した第２分流エアの残部と、第２遠位端８６１に到達した第１分流エアの一部とで挟まれる。

第２分流エアの残部は、出口路９４３を経てシュラウドケース２２０の左端内部に排出される。シュラウドケース２２０の左端開口では、上記したように吸気が行われている。従って、第２分流エアの残部は、吸引された大気と一緒にコンプレッサホイール２２２によって圧縮される。

余剰の第１分流エアは、収納室２２を経て排気路１７２に到達する。余剰の第２分流エアは、例えば、収納室２２の内壁と電磁コイル１１０との間のクリアランスを介して、メインハウジング１６の第２端から第１端に流通する。その後、余剰の第２分流エアは、排気路１７２に到達する。排気路１７２に到達した第１分流エア及び第２分流エアは、第３中継管３００３を介して気液分離装置３０２（回収装置）に回収される。

上記したように、インナハウジング２０２１とシュラウドケース２２０との間に設けられたチャンバ２３６によって、カーテンエアの圧力が均一化されている。従って、カーテンエアに圧力分布が生じることが回避される。また、カーテンエアにサージングが起こることも回避される。このため、カーテンエアの圧力を略一定に維持しながら、該カーテンエアを第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４の周囲に供給することが可能である。

上記したように、中継室１０６が第４サブ分岐路９４２に接近するに従って幅広となっている。しかも、中継室１０６から流出した第２分流エアは、第４サブ分岐路９４２に向かう一部と、出口路９４３に向かう残部とに分かれる。従って、第２近位端８６２に到達した第２分流エアの圧力は、中継室１０６に流入する前の第２分流エアの圧力よりも小さい。その結果、第２遠位端８６１に到達した第１分流エアの圧力と、第２近位端８６２に到達した第２分流エアの圧力とが均衡する。

次に、潤滑油の経路について説明する。潤滑油の一部は、潤滑剤として第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４に供給される。潤滑油の残部は、回転電機１２を冷却する冷却油として、回転シャフト４０に供給される。

第１ドレイン路１８４及び第２ドレイン路１９６を流通した潤滑油は、図１２に示す気液分離装置３０２に回収される。気液分離装置３０２において、潤滑油と圧縮エア（カーテンエア）とが分離される。潤滑油は、その後、循環ポンプ３０８によって押し出される。潤滑油は、循環供給ライン３０４を経て、メインハウジング１６に形成された入力路１７４に供給される。潤滑油は、入力路１７４から主油路１７６に流入する。主油路１７６は、第１サブハウジング１８に向かう第１油分岐路Ｎと、第２サブハウジング２０に向かう第２油分岐路Ｒとに分岐している。従って、潤滑油は、第１油分岐路Ｎに沿って流通する潤滑油と、第２油分岐路Ｒに沿って流通する潤滑油とに分かれる。

潤滑油の一部は、第１サブハウジング１８に形成された第１流入孔１７８を介して、第１副油路１８０に流入する。第１副油路１８０を流通する潤滑油の一部は、さらに、第１副油路１８０から第２副油路１８１に流入する。以下、第１副油路１８０に沿って流通し、該第１副油路１８０の出口から吐出される潤滑油を、「第１分流油」と表記する。第２副油路１８１に沿って流通し、該第２副油路１８１の出口から吐出される潤滑油を、「冷却油」と表記する。第２油分岐路Ｒに沿って流通する潤滑油を、「第２分流油」と表記する。

第１副油路１８０の出口から吐出された第１分流油は、第１ベアリングホルダ８０に形成された第１油供給孔１８２を介して、第１挿入孔７８の第１遠位端７８１に供給される。このとき、第１分流油は、油案内部材３５０の上流案内溝３９０と、第１外ストッパ８１に形成された下流案内溝３６８とに案内されて第１ベアリング７４に向かう。第１分流油は、さらに、第１ベアリング７４の内孔に進入して該第１ベアリング７４を潤滑する。

第１遠位端７８１から第１近位端７８２に流通した第１分流油は、該第１近位端７８２に到達した第１分流エア（エアカーテン）に堰き止められる。従って、第１分流油が第１エア分岐路Ｌに向かって流通することが回避される。このため、第１分流油が回転シャフト４０と電磁コイル１１０との間に浸入することも回避される。これにより、回転電機１２が第１分流油で汚れることを回避することができる。

余剰の第１分流油は、中空凹部１１８に流入する。中空凹部１１８には、第１ドレイン路１８４が連通する。従って、中空凹部１１８内の第１分流油は、第１ドレイン路１８４を介して、気液分離装置３０２に回収される。

第２油分岐路Ｒを流通した第２分流油は、第２サブハウジング２０に形成された油受入孔１８６を介して、第３副油路１８８に流入する。第３副油路１８８を流通した第２分流油は、油分配器１９２の内部に形成された第１案内路１９４１と第２案内路１９４２とで分流される。第１案内路１９４１の出口から流出した第２分流油の一部は、第２挿入孔８６の第２近位端８６２に供給される。第２案内路１９４２を経た第２分流油の残部は、第２ベアリングホルダ８８に形成された第２油供給孔１９５を介して、第２ベアリング８４に供給される。第２分流油は、第２ベアリング８４の内孔に進入して該第２ベアリング８４を潤滑する。

第２ベアリング８４の内孔に進入した第２分流油は、第２遠位端８６１に供給された第１分流エアと、第２近位端８６２に供給された第２分流エアとで囲まれる。上記したように、第２遠位端８６１に供給された第１分流エアの圧力と、第２近位端８６２に供給された第２分流エアの圧力とが均衡している。従って、第２分流油が第３サブ分岐路９４１又は第４サブ分岐路９４２に向かって流通することが回避される。このため、第２分流油が回転シャフト４０と電磁コイル１１０との間に浸入することが回避される。また、第２分流油が整流部材９６の中継室１０６に浸入することも回避される。これにより、回転電機１２及び整流部材９６が第２分流油で汚れることを回避することができる。

上記したように、カーテンエアの圧力が略一定に調節されている。従って、第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４の周囲に所定圧力のエアカーテンが継続して形成される。このため、第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４から潤滑油が漏洩することが防止される。

余剰の第２分流油は、整流部材９６と、第２外ストッパ９２とで形成される空間に流入する。第２サブハウジング２０には、第２ドレイン孔１９７及び第２ドレイン路１９６が形成されている。前記空間に流入した第２分流油は、第２ドレイン孔１９７及び第２ドレイン路１９６を介して、気液分離装置３０２に回収される。

以上のように、第１分流油は第１ベアリング７４を潤滑し、第２分流油は第２ベアリング８４を潤滑する。これにより、第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４に焼付きが発生することが防止される。

第２副油路１８１を流通した冷却油の経路につき説明する。上記したように、第２副油路１８１の出口は、油案内部材３５０の円環突部３８０と、外シャフト４４における第１シャフト部４４ａの外表面との間の環状隙間３８５を向いている（図７及び図８参照）。従って、冷却油は、図７及び図８に示すように、第２副油路１８１の出口から環状隙間３８５に向かって吐出される。

油受凹部３４０の傾斜面３４２は、第２副油路１８１の出口から吐出される冷却油の進行方向に概ね一致するように傾斜している。従って、第２副油路１８１の出口から吐出された冷却油は、傾斜面３４２に効率よく接触し、油受凹部３４０の底面３４６に向かって移動する。

この時点で、回転シャフト４０は回転を始めている。従って、油受凹部３４０に進入した潤滑油は、遠心力の作用によって、油受凹部３４０の外周に位置する環状溝３８４に移動する。油受凹部３４０及び環状溝３８４が十分な容積を有するので、所定量の冷却油を油受凹部３４０及び環状溝３８４に一旦貯留することが可能である。

環状溝３８４は、油案内部材３５０の環状凸部３８２に形成された第１送油路３８６を介して、図８に示す環状空間３８８に連通する。環状空間３８８は、ロータ内油路３５４に連通している。従って、冷却油は、環状空間３８８を介してロータ内油路３５４に流入する。冷却油は、さらに、ロータ内油路３５４内を第１ドレイン孔１９８に向かって流通する。

この流通過程で、冷却油は、第１段部３３０、第２段部３３２、第３段部３３４及び第４段部３３６（図６参照）を通る。このため、冷却油は、該冷却油の流通方向における上流から下流に向かうにつれ、回転シャフト４０の直径方向外方に向かって円滑に移動する。このように、冷却油は、第１段部３３０、第２段部３３２、第３段部３３４及び第４段部３３６を通るとき、回転シャフト４０の軸線方向以外の方向に沿って流れる。すなわち、第１段部３３０、第２段部３３２、第３段部３３４及び第４段部３３６は、冷却油の流通方向を、回転シャフト４０の直径方向外方に向かう方向に変更する方向転換部である。方向転換部は、回転シャフト４０の軸線方向に間隔を置いて配置された複数の段部として、第１段部３３０、第２段部３３２、第３段部３３４及び第４段部３３６を有する。複数の段部の少なくとも１つ（本実施形態では第３段部３３４）は、環状に配置された永久磁石７２の内側に配置されている。複数の段部の少なくとも１つ（本実施形態では、第１段部３３０、第２段部３３２及び第４段部３３６）は、回転シャフト４０の軸線方向において、永久磁石７２から露出する位置に設けられている。

回転シャフト４０が回転しているため、ロータ内油路３５４を流通する冷却油に遠心力が作用する。この遠心力により、冷却油は、回転シャフト４０の直径方向外方に寄る傾向がある。ここで、上記したように、回転シャフト４０を構成する外シャフト４４には、第１段部３３０、第２段部３３２、第３段部３３４及び第４段部３３６に基づいて方向転換部が設けられている。この方向転換部により、冷却油が回転シャフト４０の直径方向外方に向かう。

方向転換部に沿って流通する冷却油には、回転シャフト４０の直径方向外方に向かう力と、回転シャフト４０の軸線方向に向かう力とが作用する。従って、冷却油は、これら２つの力が合成された合力が向く方向に沿って流れ易い。これにより、冷却油が、例えば、筒部材７０の内孔７３の内周壁に偏在することが抑制される。従って、このような偏在に起因して冷却油の流通が阻害されることが回避される。

換言すれば、回転シャフト４０の外シャフト４４に方向転換部を形成したことに基づいて、冷却油が回転シャフト４０の直径方向外方に向かいつつ、回転シャフト４０の軸線方向に沿って円滑に流通する。すなわち、冷却油に遠心力が作用するにも拘わらず、該冷却油を回転シャフト４０の軸線方向に沿って流通させることができる。

冷却油は、ロータ内油路３５４を流通する最中、外シャフト４４の外表面に接触する。その結果、外シャフト４４が冷却される。同時に、冷却油は、筒部材７０の内孔７３の内周壁に接触する。これに伴い、筒部材７０及び永久磁石７２が冷却される。以上により、ロータ３４の温度が過度に上昇することが抑制される。

すなわち、第１分流エア及び冷却油による冷却に基づき、永久磁石７２の温度が上昇することが抑制される。従って、永久磁石７２の温度がキュリー温度に達することが回避される。このため、永久磁石７２の磁力が低減することを抑制することができる。その結果、永久磁石７２と電磁コイル１１０との間に形成される交番磁界において、所定の磁力が発現する。これにより、回転電機１２が所定の出力を維持できる。また、ロータ３４を高速回転させることで出力を増加させることが可能である。

ロータ内油路３５４の出口（流通スペース３６２）から流出した冷却油は、円板部３９２に接触する。図１１に示すように、冷却油は、第２サブハウジング２０に形成された第１ドレイン孔１９８を経て第２ドレイン路１９６に流入する。第２ドレイン路１９６において、冷却油は第２分流油と合流し、その後、気液分離装置３０２に回収される。

このことから理解されるように、円板部３９２により、冷却油が第２ベアリング８４に向かって移動することが抑制される。従って、冷却油に塵等が混入した場合であっても、該塵等が第２ベアリング８４に到達することが回避される。また、ロータ内油路３５４を流通することで温度が上昇した冷却油が、第２ベアリング８４に接触することも抑制される。従って、第２ベアリング８４の温度が過度に上昇することが回避される。

上記したように、第１分流エア及び第２分流エア（カーテンエア）と、第１分流油、第２分流油及び冷却油（潤滑油）とは、気液分離装置３０２に回収される。ここで、回転電機ハウジング１４内では、エアカーテンで潤滑油を堰き止めている。このため、排気路１７２から排気されたカーテンエアには、潤滑油が含まれている。すなわち、排気路１７２から排気されたカーテンエアは、実質的に気液混合物である。

本実施形態では、油循環供給装置は気液分離装置３０２を含んでいる。従って、気液混合物が、エアと潤滑油とに分離される。エアは、気液分離装置３０２に設けられた放出ライン３０６を経て大気に放出される。一方、潤滑油は、循環ポンプ３０８によって気液分離装置３０２から押し出される。潤滑油は、さらに、気液分離装置３０２から循環供給ライン３０４を経て第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４に再供給される。回転シャフト４０が回転する間、第１ベアリング７４、第２ベアリング８４及びロータ３４が潤滑油によって冷却される。

このように、気液分離装置３０２で気液混合物を潤滑油とエアとに分離したことにより、循環供給ライン３０４及び循環ポンプ３０８において、いわゆるエア噛みが起こることが回避される。従って、適切な吐出圧又は流量で潤滑油を第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４に再供給することができる。このため、第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４が十分に潤滑される。その結果、第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４に焼付きが発生することを抑制することができる。

しかも、第２エア分岐路Ｍ、第３サブ分岐路９４１及び第４サブ分岐路９４２には、エアカーテンが形成されている。このエアカーテンによって、潤滑油が第１内部空間２９及び第２内部空間に進入することが遮られる。従って、Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２、Ｗ相端子１４４３及びサーミスタ１４８等に潤滑油が付着することが抑制される。換言すれば、電気端子部及び測定器（サーミスタ１４８）等が潤滑油で汚れることを回避することができる。

以上のように、カーテンエア（第１分流エア及び第２分流エア）は、第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４から潤滑油が飛散すること等を防止する。カーテンエアは、その後、上記したように回転電機ハウジング１４の外部に排出される。このため、第１ベアリング７４又は第２ベアリング８４から潤滑油が仮に漏洩した場合であっても、漏洩した潤滑油は、カーテンエアに同伴されて回転電機ハウジング１４の外部に排出される。従って、漏洩した潤滑油がロータ３４に向かって流れることを回避することができる。また、漏洩した潤滑油がロータ３４内に残留することも回避することができる。

回転電機ハウジング１４に継続して供給されるカーテンエアの圧力は、上記したように略一定である。このため、上記した潤滑油の飛散を継続して防止することが可能である。また、潤滑油が漏洩した場合であっても、漏洩した潤滑油を継続して回転電機ハウジング１４の外部に排出することができる。

抽気口２３４に進入することなく、シュラウドケース２２０とコンプレッサホイール２２２の間を通過した圧縮エアは、燃焼エアとなる。図１３に示すように、燃焼エアは、ディフューザ２２６内に流入する。燃焼エアは、ディフューザ２２６の壁部に形成された出口孔から、燃焼器２２８とアウタハウジング２０２２との間の燃焼エア流通路２７４に流出する。燃焼エアは、さらに、燃焼器２２８に形成された中継孔２７６、前記微細孔、及び燃焼器２２８と燃料供給ノズル２７５との間のクリアランス等を介して、燃焼室（燃焼器２２８の中空内部）に流入する。

燃焼器２２８は、予め加熱状態とされている。従って、燃焼室も高温となっている。高温の燃焼室に、燃料供給ノズル２７５から燃料が供給される。燃料は燃焼エアと一緒に燃焼し、高温の燃焼済燃料となる。この燃焼済燃料は、前記送出孔からノズル２３０内に供給されたとき、ノズル２３０内で膨張する。これにより、タービンホイール２２４が高速で回転し始める。

出力シャフト２０４は、タービンホイール２２４を保持している。また、該出力シャフト２０４には、コンプレッサホイール２２２が設けられている。従って、タービンホイール２２４が高速回転することに伴って、出力シャフト２０４及びコンプレッサホイール２２２が一体的に高速回転する。同時に、回転シャフト４０も高速回転する。なお、燃焼済燃料は、排出口２８０に設けられた図示しない排出管を介して、アウタハウジング２０２２外に排出される。

コンプレッサホイール２２２とタービンホイール２２４の間に介装されたリング部材２５６は、両ホイール２２２、２２４の間をシールするシール部材としての役割も果たす。しかも、図１４に示すように、リング部材２５６の外周壁には複数個のラビリンス形成凸部２６４が形成されている。該ラビリンス形成凸部２６４が、中間プレート２６６に形成された孔部２７２の内壁に当接している。コンプレッサホイール２２２によって生じた圧縮エアが、該コンプレッサホイール２２２の背面を経由して、ラビリンス形成凸部２６４に到達する。また、タービンホイール２２４から燃焼ガスがラビリンス形成凸部２６４に到達する。上述の通り、圧縮エアの圧力は、燃焼ガスの圧力に比べて高い。このため、燃焼ガスがラビリンス形成凸部２６４を通過してコンプレッサホイール２２２に流入することが抑制される。以上のような理由から、燃焼済燃料が、例えば、両ホイール２２２、２２４の間から貫通孔２４０に侵入することが回避される。

図１３において、出力シャフト２０４が高速回転を開始すると、バッテリ１４６（図９参照）から電磁コイル１１０への電流供給が停止される。しかしながら、上記したようにタービンホイール２２４が既に高速回転しているので、回転シャフト４０がタービンホイール２２４及び出力シャフト２０４と一体的に高速回転する。このときにも、上記と同様の理由から、出力シャフト２０４から回転シャフト４０に対して十分な回転トルクが伝達される。

図３において、出力シャフト２０４及び回転シャフト４０の回転方向は、小キャップナット５８、大キャップナット６０及び雄ネジ部２５２の螺合時の回転方向と逆方向であることが好ましい。この場合、回転シャフト４０の回転中に小キャップナット５８、大キャップナット６０及び雄ネジ部２５２が弛緩することが回避されるからである。なお、小キャップナット５８、大キャップナット６０又は雄ネジ部２５２に、弛緩を防止するための機構を設けるようにしてもよい。

回転シャフト４０が永久磁石７２を保持しているので、永久磁石７２を囲む電磁コイル１１０に交流電流が生じる。交流電流は、Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２及びＷ相端子１４４３を介して、図２及び図９に示す電流変換器１５０に送られる。電流変換器１５０の変換回路１５２は、この交流電流を直流電流に変換する。電流変換器１５０の制御回路１５６は、バッテリ１４６に対して電気的に接続された外部負荷（例えば、モータ）の出力が低下したと判断されたとき、コンデンサ１５４を介して直流電流をバッテリ１４６（図９参照）に供給する。これにより、バッテリ１４６に充電がなされる。

この過程において、電流変換器１５０のうち、特に変換回路１５２及びコンデンサ１５４が熱を帯びる。しかしながら、本実施形態では、機器ケース１５８内の変換回路１５２及びコンデンサ１５４が冷却ジャケット２４に近接している。このため、変換回路１５２及びコンデンサ１５４の熱が、冷却ジャケット２４内の冷却媒体に速やかに伝導する。これにより、変換回路１５２及びコンデンサ１５４が過度に高温となることが回避される。

電磁コイル１１０は、電流が流れることに伴って発熱する。ここで、ステータ３６の左端には、第１分流エアの一部が接触する。また、ステータ３６の外壁及び内壁には、収納室２２を経て第２挿入孔８６に向かう第１分流エアの残部が接触する。このため、ステータ３６は、第１分流エアによって冷却される。また、メインハウジング１６に設けられた冷却ジャケット２４に、冷却媒体が流通している。回転電機１２は、この冷却媒体によって速やかに冷却される。このことによっても、永久磁石７２と電磁コイル１１０との間に形成される交番磁界に、所定の磁力を発現させることができる。

本実施形態では、回転電機１２を収納する回転電機ハウジング１４（メインハウジング１６）と、Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２及びＷ相端子１４４３を収納する第１ケーシング２６とを個別に設けている。このため、メインハウジング１６内のステータ３６に発生した熱の影響が、第１ケーシング２６内のＵ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２及びＷ相端子１４４３に及び難い。なお、通電に伴い、Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２及びＷ相端子１４４３も発熱する。しかしながら、Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２及びＷ相端子１４４３は、第１ケーシング２６に供給された第１分流エアによって速やかに冷却される。

このように、第１分流エアは、回転電機システム１０における発熱箇所を冷却する役割も兼ねる。電気端子部（Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２及びＷ相端子１４４３）、電磁コイル１１０及び永久磁石７２等が冷却されることから、回転電機システム１０の出力制御等に熱の影響が及ぶことが回避される。また、電磁コイル１１０及び永久磁石７２等の励磁が熱によって低下すること等も回避される。その結果として、回転電機システム１０の信頼性が向上する。

さらに、回転電機１２を収納するメインハウジング１６と、Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２及びＷ相端子１４４３を収納する第１ケーシング２６とを個別に設けていることから、回転電機１２と電気端子部とが互いに離間する。このため、Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２及びＷ相端子１４４３が、ロータ３４が回転することに伴って発生する振動の影響を受け難い。換言すれば、Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２及びＷ相端子１４４３が振動から保護される。また、上記したように、第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４では、潤滑油によって焼付きの発生が抑制される。従って、回転電機システム１０が耐久性に優れる。

回転シャフト４０が回転する最中、該回転シャフト４０の回転角度（回転パラメータ）がレゾルバ１３２によって検出される。具体的には、回転シャフト４０と一体的に、内シャフト４２の左端部４２２に外嵌されたレゾルバロータ５６が回転する。これにより、レゾルバステータ１３０に発生した電気信号が、送信コネクタ１３６を介して受信器に伝達される。電気信号を読み取った受信器は、該電気信号に基づいて回転シャフト４０の回転角度を算出する。受信器は、算出結果を図示しない制御装置等に送る。制御装置等は、この回転角度に基づき、演算によって回転数を求める。

レゾルバ１３２は、回転シャフト４０において、回転電機ハウジング１４から露出した突出先端４６に配設されている。従って、レゾルバ１３２には、回転電機ハウジング１４内のステータ３６の電磁コイル１１０に発生した熱の影響が及び難い。また、レゾルバ１３２には、ロータ３４の回転に伴って発生した振動の影響も及び難い。加えて、回転シャフト４０を支持する第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４は、回転電機ハウジング１４内に設けられている。従って、回転電機ハウジング１４によって、第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４が振動することが抑制される。このことも、振動の影響がレゾルバ１３２に及ぶことを困難にする。

以上のように、本実施形態では、レゾルバ１３２に熱及び振動等が伝達されることが抑制される。これにより、レゾルバ１３２による回転角度の検出結果が正確となる。また、レゾルバ１３２の寿命も長期化する。

レゾルバ１３２を、内径及び外径が一層大きな別のレゾルバに取り替える場合があり得る。１本の中実回転シャフトを回転シャフトとして用いた場合、内径及び外径が大きなレゾルバに取り替えるときに、大径な中実回転シャフトに交換する必要がある。このとき、大径な中実回転シャフトを第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４に通すことは容易ではない。

本実施形態では、外シャフト４４と内シャフト４２とで回転シャフト４０を構成している。また、第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４に外シャフト４４を通し、且つ内シャフト４２において、外シャフト４４から露出した部位にレゾルバロータ５６を設けている。このため、レゾルバ１３２を内径及び外径が一層大きな別のレゾルバに取り替えるときには、内シャフト４２を、左端部４２２の直径が一層大きな内シャフトに交換することで対応可能である。このことから分かるように、本実施形態によれば、内シャフト４２を交換することで、内径及び外径が様々なレゾルバに対応することが可能となる。

この実施形態では、第３サブ分岐路９４１と第４サブ分岐路９４２とを設けている。これに代替し、第１エア分岐路Ｌを第１サブ分岐路と第２サブ分岐路とに分岐してもよい。この場合、第１サブ分岐路から第１遠位端７８１に第１分流エアの一部を供給し、且つ第２サブ分岐路から第１近位端７８２に第１分流エアの一部を供給する。代替的に、第１エア分岐路Ｌを第１サブ分岐路と第２サブ分岐路とに分岐し、且つ第３サブ分岐路９４１と第４サブ分岐路９４２とを設けてもよい。

ガスタービンエンジン２００では、コンプレッサホイール２２２とタービンホイール２２４を、図１３とは逆の配置とすることも可能である。この場合、タービンホイール２２４に貫通孔２４０を形成し、且つコンプレッサホイール２２２に出力シャフト２０４を設ければよい。この他、コンプレッサホイール２２２及びタービンホイール２２４の形式を遠心式又は軸流式にしてもよい。コンプレッサホイール２２２とタービンホイール２２４とを同一軸線上に配置しているのであれば、遠心式と軸流式とを組み合わせた多段コンプレッサホイール及び多段タービンホイールの組み合わせであってもよい。

図３において、回転電機システム１０を構成する回転電機１２は、電磁コイル１１０に通電がなされることによって回転シャフト４０が回転するモータであってもよい。この場合、Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２、Ｗ相端子１４４３は、バッテリ１４６から電力を受領する電気端子部となる。

回転電機システム１０をガスタービンエンジン２００から切り離し、単独で用いることも可能である。回転電機システム１０に圧縮エアを供給することが必要な場合、図１５に示すように、回転電機ハウジング１４の外部に圧縮ポンプ３２０を設け、この圧縮ポンプ３２０をエア供給装置としてもよい。

この場合、例えば、第１ケーシング２６に流通孔３２２を形成する。この流通孔３２２に、圧縮ポンプ３２０から送気された圧縮エアが流入する。また、第２サブハウジング２０に、上流連通孔１６４に連なる連絡孔３２４を形成する。連絡孔３２４は、プラグ３２６で閉塞される。この状態で、該圧縮ポンプ３２０が大気等を圧縮することによって圧縮エアが得られる。この圧縮エアは、第１中空管部１６０１～第３中空管部１６０３に供給される。

さらに、上記の実施形態では、冷却油を第１ベアリング７４から第２ベアリング８４に向かう方向に流通させているが、これとは逆に、冷却油を第２ベアリング８４から第１ベアリング７４に向かう方向に流通させてもよい。この場合、第３副油路１８８から第２副油路１８１を分岐する。また、外シャフト４４の外径を、第２ベアリング８４から第１ベアリング７４に向かうにつれて大きくすることが好ましい。円板部３９２は、第１内ストッパ８２の第２端に設ける。

第１内ストッパ８２又は第２内ストッパ９０に円板部３９２を設けることに代替し、第１内ストッパ８２又は第２内ストッパ９０とは別体の円板部材を外シャフト４４に取り付けてもよい。

以上説明したように、本実施形態は、永久磁石（７２）及び回転シャフト（４０）を含むロータ（３４）を有する回転電機（１２）と、前記回転シャフトを回転可能に支持した回転電機ハウジング（１４）とを備える回転電機システム（１０）であって、前記回転電機ハウジングと前記回転シャフトとの間に介在する第１ベアリング（７４）及び第２ベアリング（８４）と、前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングに潤滑油を循環供給する油循環供給装置と、を備え、前記回転電機ハウジングは、前記油循環供給装置から供給された前記潤滑油を前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングに供給する第１油供給路（１７６）と、前記第１油供給路から分岐し、前記潤滑油を前記ロータに向けて供給する第２油供給路（１８１）と、を有し、前記ロータの内部に、前記第２油供給路から流出した前記潤滑油を流通させるロータ内油路（３５４）が形成され、前記ロータ内油路は、該ロータ内油路を流通する前記潤滑油を、前記回転シャフトの直径方向外方に向かわせる方向転換部（３３０、３３２、３３４、３３６）を有する回転電機システムを開示する。

回転シャフトが回転しているとき、ロータ内油路を流通する潤滑油に遠心力が作用する。ここで、ロータ内油路は、潤滑油を該回転シャフトの直径方向外方に向かわせる方向転換部を有する。潤滑油が方向転換部に沿って流通するとき、該潤滑油には、回転シャフトの直径方向外方に向かう力と、回転シャフトの軸線方向に向かう力とが作用する。従って、潤滑油は、これら２つの力が合成された合力が向く方向に沿って流れ易くなる。

このため、ロータ内油路の内壁に、潤滑油が遠心力によって偏在することが抑制される。従って、このような偏在に起因して潤滑油の流通が阻害されることが回避される。換言すれば、ロータ内油路が方向転換部を有することに基づいて、回転シャフトの軸線方向に沿って延びるロータ内油路に潤滑油を円滑に流通させることができる。

しかも、ロータが潤滑油で冷却されるので、該ロータを構成する永久磁石の温度がキュリー温度に達することが回避される。このため、永久磁石の磁力が低減することが抑制される。その結果、永久磁石と電磁コイルとの間に形成される交番磁界において、所定の磁力が発現する。このため、ロータを高速回転させることが可能である。

方向変換部は、例えば、回転シャフトに直径差を設けることで形成することができる。この場合、直径が小さな小径部と、小径部よりも直径が大きな大径部との間に、垂直面又は傾斜面を含む段差部が形成される。潤滑油は、この段差部に沿って流れる。従って、段差部は、方向変換部としての役割を果たす。

すなわち、本実施形態は、前記回転シャフトは、小径部と、前記小径部よりも直径が大きな大径部とを有し、前記方向転換部は、前記小径部と前記大径部との直径差に基づいて形成される、回転電機システムを開示する。

回転シャフトが回転するときの遠心力は、回転シャフトの直径方向外方に向かう力である。従って、ロータ内油路を流通する潤滑油を、該潤滑油の流通方向における下流で、回転シャフトの直径方向内方に向かわせることは容易ではない。このため、回転シャフトに小径部及び大径部を設ける場合、潤滑油の流通方向における上流に小径部を配置し、且つ潤滑油の流通方向における下流に大径部を配置することが好ましい。

すなわち、本実施形態は、前記小径部は、前記ロータ内油路での前記潤滑油の流通方向における上流に位置し、前記大径部は、前記流通方向における下流に位置する回転電機システムを開示する。

本実施形態は、前記ロータは、前記回転シャフトの直径方向において前記回転シャフトと前記永久磁石との間に介在する筒部材（７０）を有し、前記ロータ内油路の少なくとも一部は、前記回転シャフトの外表面と、前記筒部材の内周壁との間に形成されている回転電機システムを開示する。

これにより、ロータ内油路の一部を容易に形成することができる。

本実施形態は、前記第１供給路は、前記第１ベアリングに向かう第１油分岐路（Ｎ）と、前記第２ベアリングに向かう第２油分岐路（Ｒ）とを有し、前記第２油供給路は、前記第１油分岐路から分岐した回転電機システムを開示する。

この構成により、第１ベアリングに向かう潤滑油から一部を分流することができる。すなわち、潤滑油の一部を分流して、ロータを冷却するための冷却油としてロータ内油路に流通させることが容易である。

本実施形態は、前記潤滑油を前記油循環供給装置に排出する油排出路は、前記第１油分岐路から前記第１ベアリングに供給された前記潤滑油を前記油循環供給装置に案内する第１油導路（１８４）と、前記第２油分岐路から前記第２ベアリングに供給された前記潤滑油と、前記ロータ内油路を流通した前記潤滑油とを前記油循環供給装置に案内する第２油導路（１９６）と、を有する、回転電機システムを開示する。

この構成により、第１ベアリング及び第２ベアリングに供給された潤滑油と、ロータを冷却した潤滑油とを回収した後、第１ベアリング、第２ベアリング及びロータ内油路に容易に再供給することができる。

本実施形態は、前記第２ベアリングは、前記ロータ内油路の出口と連通する空間に露出しており、前記回転シャフトは、前記空間内で、該回転シャフトの外周から該回転シャフトの径方向外方に突出した突出部（３９２）を有し、前記突出部は、前記永久磁石と前記第２ベアリングとの間に位置し、且つ前記ロータ内油路を流通した前記潤滑油に接触する回転電機システムを開示する。

ロータを冷却した後の潤滑油は、温度が上昇している。ここで、突出部は、ロータを冷却した潤滑油と、第２ベアリングを潤滑した潤滑油とを分け隔てる。従って、ロータを冷却した後の潤滑油が第２ベアリングに供給することが回避される。このため、第２ベアリングの温度が過度に上昇することが抑制される。しかも、ロータを冷却した潤滑油に塵等が混入している場合であっても、第２ベアリングに塵等が到達することが防止される。

本実施形態は、前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングに気体を供給するガス供給装置（２００）を備え、前記回転電機ハウジングは、前記ガス供給装置から供給された前記気体を前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングに供給するガス供給路（１６０１～１６０３）と、前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングから前記気体を排出するガス排出路（１７２）と、を有し、前記油循環供給装置は、前記ガス排出路を流通した前記気体と、前記潤滑油を前記油循環供給装置に排出する油排出路を流通した前記潤滑油とを回収し、且つ前記潤滑油を前記第１油供給路に再供給する回転電機システムを開示する。

第１ベアリング及び第２ベアリングに供給された気体は、ガスカーテンを形成する。このガスカーテンは、第１ベアリング及び第２ベアリングに供給された潤滑油をシールする。すなわち、第１ベアリング及び第２ベアリングに供給された潤滑油は、ガスカーテンによって堰き止められる。従って、潤滑油が第１ベアリング又は第２ベアリングの周囲に飛散することが防止される。これにより、例えば、回転シャフト等が潤滑油で汚れることが回避される。

また、油循環供給装置が気体及び潤滑油を合わせて回収するので、気体と潤滑油とを個別に回収する必要がない。従って、気体回収装置を回転電機システムに設ける必要もない。このため、回転電機システムの構成が複雑となることが回避される。

本実施形態は、前記油循環供給装置は、前記気体と前記潤滑油とを分離する気液分離装置（３０２）を含む回転電機システムを開示する。

気液分離装置が気体と潤滑油とを分離するので、気体及び潤滑油を合わせて回収したにも拘わらず、潤滑油のみを第１油供給路に再供給することができる。すなわち、この場合、第１ベアリング、第２ベアリング及び第２油供給路に潤滑油を循環供給することが容易である。

本実施形態は、上述した回転電機システム（１０）と、前記回転シャフトと一体的に回転する出力シャフト（２０４）を有する内燃機関（２００）とを備える複合動力システム（５００）を開示する。

これにより、回転電機システムと内燃機関とが一体的に組み合わされた複合動力システムを構成することができる。この場合、上記したように回転電機システムにおけるロータを冷却するにも拘わらず、該回転電機システムが複雑化又は大型化することを回避することができる。従って、複合動力システムが複雑化又は大型化することを回避することができる。また、複合動力システムの重量が大きくなることも回避される。

なお、本発明は、上述した開示に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。

１０…回転電機システム １２…回転電機
１４…回転電機ハウジング ２２…収納室
２４…冷却ジャケット ２６…第１ケーシング
２８…第２ケーシング ３４…ロータ
３６…ステータ ４０…回転シャフト
４２…内シャフト ４４…外シャフト
５８…小キャップナット ６０…大キャップナット
６２…連結孔 ７０…筒部材
７２…永久磁石 ７４…第１ベアリング
８０…第１ベアリングホルダ ８１…第１外ストッパ
８２…第１内ストッパ ８４…第２ベアリング
８８…第２ベアリングホルダ ９０…第２内ストッパ
９２…第２外ストッパ ９６…整流部材
１０４…導入口 １０６…中継室
１０８…挿通孔 １１０…電磁コイル
１１２…絶縁基材 １３２…レゾルバ
１４６…バッテリ １４８…サーミスタ
１５０…電流変換器 １５２…変換回路
１５４…コンデンサ １５６…制御回路
１６１…パワーモジュール １６２…集合流路
１６４…上流連通孔 １６６…エア中継路
１７２…排気路 １７４…入力路
１７６…主油路 １８０…第１副油路
１８１…第２副油路 １８４…第１ドレイン路
１８８…第３副油路 １９２…油分配器
１９６…第２ドレイン路 ２００…ガスタービンエンジン
２０２…エンジンハウジング ２０４…出力シャフト
２１０…脚部 ２１４…吸気空間
２１６…抽気通路 ２１７…エア抜孔
２２０…シュラウドケース ２２２…コンプレッサホイール
２２４…タービンホイール ２２６…ディフューザ
２２８…燃焼器 ２３０…ノズル
２３４…抽気口 ２３６…チャンバ
２７４…燃焼エア流通路 ２７５…燃料供給ノズル
２７６…中継孔 ３０２…気液分離装置
３０４…循環供給ライン ３０８…循環ポンプ
３２０…圧縮ポンプ ３２２…流通孔
３２４…連絡孔 ３２６…プラグ
３３０…第１段部 ３３２…第２段部
３３４…第３段部 ３３６…第４段部
３４０…油受凹部 ３４２…傾斜面
３５０…油案内部材 ３５４…ロータ内油路
３５６…第１磁石ストッパ ３５８…第２磁石ストッパ
３６８…下流案内溝 ３７０…小径筒部
３７２…大径筒部 ３８２…環状凸部
３８４…環状溝 ３８５…環状隙間
３８６…第１送油路 ３８８…環状空間
３９０…上流案内溝 ３９２…円板部
５００…複合動力システム ９４１…第３サブ分岐路
９４２…第４サブ分岐路 ９４３…出口路
１６０１…第１中空管部 １６０２…第２中空管部
１６０３…第３中空管部 ３５８２…第２送油路
Ｌ…第１エア分岐路 Ｍ…第２エア分岐路
Ｎ…第１油分岐路 Ｒ…第２油分岐路

Claims (10)

1. 永久磁石及び回転シャフトを含むロータを有する回転電機と、前記回転シャフトを回転可能に支持した回転電機ハウジングとを備える回転電機システムであって、
   前記回転電機ハウジングと前記回転シャフトとの間に介在する第１ベアリング及び第２ベアリングと、
   前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングに潤滑油を循環供給する油循環供給装置と、
   を備え、
   前記回転電機ハウジングは、前記油循環供給装置から供給された前記潤滑油を前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングに供給する第１油供給路と、
   前記第１油供給路から分岐し、前記潤滑油を前記ロータに向けて供給する第２油供給路と、を有し、
   前記ロータの内部に、前記第２油供給路から流出した前記潤滑油を流通させるロータ内油路が形成され、
   前記ロータ内油路は、該ロータ内油路を流通する前記潤滑油を、前記回転シャフトの直径方向外方に向かわせる方向転換部を有する回転電機システム。
2. 請求項１記載の回転電機システムにおいて、前記回転シャフトは、小径部と、前記小径部よりも直径が大きな大径部とを有し、前記方向転換部は、前記小径部と前記大径部との直径差に基づいて形成される、回転電機システム。
3. 請求項２記載の回転電機システムにおいて、前記小径部は、前記ロータ内油路での前記潤滑油の流通方向における上流に位置し、前記大径部は、前記流通方向における下流に位置する回転電機システム。
4. 請求項１記載の回転電機システムにおいて、前記ロータは、前記回転シャフトの直径方向において前記回転シャフトと前記永久磁石との間に介在する筒部材を有し、前記ロータ内油路の少なくとも一部は、前記回転シャフトの外表面と、前記筒部材の内周壁との間に形成されている回転電機システム。
5. 請求項１記載の回転電機システムにおいて、前記第１油供給路は、前記第１ベアリングに向かう第１油分岐路と、前記第２ベアリングに向かう第２油分岐路とを有し、前記第２油供給路は、前記第１油分岐路から分岐した回転電機システム。
6. 請求項５記載の回転電機システムにおいて、前記潤滑油を前記油循環供給装置に排出する油排出路は、
   前記第１油分岐路から前記第１ベアリングに供給された前記潤滑油を前記油循環供給装置に案内する第１油導路と、
   前記第２油分岐路から前記第２ベアリングに供給された前記潤滑油と、前記ロータ内油路を流通した前記潤滑油とを前記油循環供給装置に案内する第２油導路と、を有する、回転電機システム。
7. 請求項６記載の回転電機システムにおいて、
   前記第２ベアリングは、前記ロータ内油路の出口と連通する空間に露出しており、
   前記回転シャフトは、前記空間内で、該回転シャフトの外周から該回転シャフトの径方向外方に突出した突出部を有し、
   前記突出部は、前記永久磁石と前記第２ベアリングとの間に位置し、且つ前記ロータ内油路を流通した前記潤滑油に接触する回転電機システム。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の回転電機システムにおいて、前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングに気体を供給するガス供給装置を備え、
   前記回転電機ハウジングは、前記ガス供給装置から供給された前記気体を前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングに供給するガス供給路と、前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングから前記気体を排出するガス排出路と、を有し、
   前記油循環供給装置は、前記ガス排出路を流通した前記気体と、前記潤滑油を前記油循環供給装置に排出する油排出路を流通した前記潤滑油とを回収し、且つ前記潤滑油を前記第１油供給路に再供給する回転電機システム。
9. 請求項８記載の回転電機システムにおいて、前記油循環供給装置は、前記気体と前記潤滑油とを分離する気液分離装置を含む回転電機システム。
10. 請求項１に記載した回転電機システムと、前記回転シャフトと一体的に回転する出力シャフトを有する内燃機関とを備える複合動力システム。

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