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JP7821066B2 - Rotating Electric Machine System - Google Patents
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JP7821066B2 - Rotating Electric Machine System - Google Patents

Rotating Electric Machine System

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JP7821066B2 JP2022128758A JP2022128758A JP7821066B2 JP 7821066 B2 JP7821066 B2 JP 7821066B2 JP 2022128758 A JP2022128758 A JP 2022128758A JP 2022128758 A JP2022128758 A JP 2022128758A JP 7821066 B2 JP7821066 B2 JP 7821066B2
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Description

本発明は、ロータと、ステータとを備え、電力が供給されることでロータが回転駆動する回転電機システムに関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine system that includes a rotor and a stator, in which the rotor is driven to rotate when power is supplied.

特許文献1には、インナーステータと、アウタロータとを有した回転電機システムが開示されている。アウタロータは、インナーステータの内部に配置される。アウタロータのハブ中心には、センターシャフトが連結される。センターシャフトの中心には、ブロアから供給された空気が流通する導入通路部を備える。導入通路部は、センターシャフトの軸方向に沿って延在した後、ハブの孔を通じて径方向外方に開口する。 Patent Document 1 discloses a rotating electrical machine system having an inner stator and an outer rotor. The outer rotor is positioned inside the inner stator. A center shaft is connected to the center of the hub of the outer rotor. The center of the center shaft has an intake passage through which air supplied from a blower flows. The intake passage extends along the axial direction of the center shaft and then opens radially outward through a hole in the hub.

導入通路部に空気が供給されると、空気がセンターシャフトに沿って軸方向に流通してハブの孔から径方向外方へ流れた後、アウタロータの外側に配置された鉄芯に沿って軸方向に流れて空間内に供給される。 When air is supplied to the intake passage, it flows axially along the center shaft, flows radially outward through the hole in the hub, and then flows axially along the iron core located on the outside of the outer rotor and is supplied into the space.

特開2009-148047号公報JP 2009-148047 A

特許文献1の回転電機システムでは、導入通路部からインナーステータとアウタロータとの間に空気を導入するとき、空気の流通経路が、軸方向、径方向、軸方向と複雑になるため、流通抵抗が増加して円滑に流通させることが難しい。センターシャフトがアウタロータと共に回転すると、回転によって生じる遠心力に起因して空気の圧送効率が低下する。そのため、ブロア等の送風装置を用いて空気を供給する必要があり、装置の大型化及び製造コストが増加するという問題がある。 In the rotating electrical machine system of Patent Document 1, when air is introduced from the inlet passage between the inner stator and outer rotor, the air flow path is complex, spanning axial, radial, and axial directions, increasing flow resistance and making it difficult to ensure smooth flow. When the center shaft rotates with the outer rotor, centrifugal force generated by the rotation reduces the efficiency of air compression. This requires the use of an air supply device such as a blower to supply air, which increases the size of the device and increases manufacturing costs.

本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。 The present invention aims to solve the above-mentioned problems.

本発明の態様は、磁石を有するロータと、前記ロータを囲むステータと、前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、を備え、前記ロータの内部に冷却用の気体が流通する冷却通路を備えた回転電機システムであって、前記冷却通路は、前記気体が導入される入口と、前記気体が導出される出口と、を有し、前記入口と前記出口とは軸方向に互いに離間した位置に配置され、前記出口が、前記入口に対して軸中心から径方向外方に配置される。 One aspect of the present invention is a rotating electrical machine system comprising a rotor having magnets, a stator surrounding the rotor, and a housing containing the rotor and the stator, with a cooling passage through which a cooling gas flows inside the rotor. The cooling passage has an inlet through which the gas is introduced and an outlet through which the gas is discharged, the inlet and the outlet being positioned axially spaced apart from each other, and the outlet being positioned radially outward from the axial center relative to the inlet.

本発明によれば、ロータが回転したときに働く遠心力によって、冷却通路内に入口から出口に向けて負圧を発生させることで、冷却通路の出口に向けて気体の流れを促進することができる。これにより、簡素な構成でロータの冷却通路に気体を円滑に流通させることができる。 According to the present invention, negative pressure is generated in the cooling passage from the inlet to the outlet by centrifugal force acting when the rotor rotates, thereby promoting the flow of gas toward the outlet of the cooling passage. This allows for smooth gas flow through the rotor's cooling passage with a simple configuration.

図1は、本発明の実施形態に係る回転電機システムを含む複合動力システムの外観斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a compound power system including a rotating electrical machine system according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1の複合動力システムを構成する回転電機システムの外観斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of a rotating electrical machine system that constitutes the compound power system of FIG. 図3は、図2の回転電機システムの概略側面断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional side view of the rotating electrical machine system of FIG. 図4は、図3の回転電機システムの回転シャフト近傍の拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the rotating shaft of the rotating electrical machine system of FIG. 図5は、図3に示す回転電機システムの入口側整流部材の近傍を示す要部拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a main portion of the rotary electric machine system shown in FIG. 3, showing the vicinity of the inlet-side straightening member. 図6は、図3に示す回転電機システムの出口側整流部材の近傍を示す要部拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of a main portion showing the vicinity of the outlet-side straightening member of the rotary electric machine system shown in FIG. 図7は、入口側整流部材を軸方向から見た正面図である。FIG. 7 is a front view of the inlet-side flow straightening member as viewed from the axial direction. 図8は、出口側整流部材を軸方向から見た正面図である。FIG. 8 is a front view of the outlet side flow straightening member as viewed from the axial direction. 図9は、入口側整流部材の外観斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of the appearance of the inlet-side flow straightening member. 図10は、出口側整流部材の外観斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of the appearance of the outlet-side flow rectifying member. 図11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。FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of a current converter provided in a housing of a rotating electrical machine. 図12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。FIG. 12 is a schematic perspective view of a second sub-housing that constitutes the rotary electric machine housing and an inner housing in the engine housing. 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。FIG. 13 is a schematic cross-sectional side view of a gas turbine engine that constitutes a combined power system. 図14は、図13のガスタービンエンジンの要部拡大図である。FIG. 14 is an enlarged view of a main part of the gas turbine engine of FIG. 図15は、外部に設けた圧縮ポンプを気体供給源とする場合の概略側面断面図である。FIG. 15 is a schematic side cross-sectional view of a gas supply source that uses an externally provided compressor pump.

図1に示されるように、本実施形態に係る回転電機システム10は、内燃機関と一体的に組み合わされた複合動力システム400に用いられる。図1は、本実施形態に係る複合動力システム400の概略全体斜視図である。 As shown in Figure 1, the rotating electrical machine system 10 according to this embodiment is used in a combined power system 400 that is integrally combined with an internal combustion engine. Figure 1 is a schematic overall perspective view of the combined power system 400 according to this embodiment.

以下における「左」、「右」、「下」及び「上」のそれぞれは、特に図3~図6、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。 In the following, "left," "right," "bottom," and "top" refer to the left, right, bottom, and top directions, respectively, in Figures 3 to 6, 13, and 14. However, these directions are merely used for convenience to simplify the explanation and make it easier to understand. In other words, the directions described in the specification are not necessarily the directions when the combined power system is actually used.

複合動力システム400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。 The combined power system 400 comprises a rotating electric machine system 10 and a gas turbine engine 200. An axis passing through the diameter center of the rotating electric machine system 10 and extending along the longitudinal direction (axial direction) coincides with an axis passing through the diameter center of the gas turbine engine 200 and extending along the longitudinal direction (axial direction). In other words, the rotating electric machine system 10 and the gas turbine engine 200 are arranged side by side on the same axis.

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。 Hereinafter, the left axial end of each of the rotating electric machine system 10 and the gas turbine engine 200 may be referred to as the first end. Similarly, the right axial end of each of the rotating electric machine system 10 and the gas turbine engine 200 may be referred to as the second end. That is, in the rotating electric machine system 10, the left end away from the gas turbine engine 200 is the first end. In the rotating electric machine system 10, the right end close to the gas turbine engine 200 is the second end. Also, in the gas turbine engine 200, the left end close to the rotating electric machine system 10 is the first end. In the gas turbine engine 200, the right end away from the rotating electric machine system 10 is the second end. According to this definition, in the illustrated example, the gas turbine engine 200 is disposed at the second end of the rotating electric machine system 10. The rotating electric machine system 10 is disposed at the first end of the gas turbine engine 200.

複合動力システム400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400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400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400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。 The combined power system 400 is used as a propulsion power source in, for example, an aerial vehicle, a ship, or an automobile. Specific examples of suitable aerial vehicles include drones and multicopters. When mounted on an aerial vehicle, the combined power system 400 serves as a power drive source that rotates, for example, a propeller or ducted fan. When mounted on a ship, the combined power system 400 serves as a rotational force generator for a screw. When mounted on an automobile, the combined power system 400 serves as a power drive source that rotates a motor.

複合動力システム400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400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。 The combined power system 400 can also be used as an auxiliary power source in aircraft, ships, buildings, etc. In addition, the combined power system 400 can also be used as a gas turbine power generation facility.

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。 As described below, the gas turbine engine 200 is an internal combustion engine. The gas turbine engine 200 is also a gas supply device that supplies compressed air (gas).

先ず、回転電機システム10について説明する。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。回転電機システム10は、回転電機12(例えば、発電機)と、回転電機12を収容した回転電機ハウジング14とを備える。 First, the rotating electric machine system 10 will be described. Figure 2 is a schematic overall perspective view of the rotating electric machine system 10. Figure 3 is a schematic side cross-sectional view of the rotating electric machine system 10. The rotating electric machine system 10 includes a rotating electric machine 12 (e.g., a generator) and a rotating electric machine housing 14 that houses the rotating electric machine 12.

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。 The rotating electrical machine housing 14 has a main housing 16, a first sub-housing 18, and a second sub-housing 20. The main housing 16 is generally cylindrical, with both its first and second ends open. The first sub-housing 18 is connected to the first end (left open end) of the main housing 16. The second sub-housing 20 is connected to the second end (right open end) of the main housing 16. As a result, the first and second ends of the main housing 16 are closed.

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の側壁の内部には、収容室22が形成されている。回転電機12の大部分は、収容室22に収容されている。 The main housing 16 has thick side walls extending in the left-right direction. An accommodation chamber 22 is formed inside the side walls of the main housing 16. Most of the rotating electric machine 12 is housed in the accommodation chamber 22.

メインハウジング16の側壁の内部には、螺旋状の冷却ジャケット24が形成されている。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。 A spiral cooling jacket 24 is formed inside the side wall of the main housing 16. A cooling medium flows through the cooling jacket 24. A specific example of the cooling medium is cooling water. In this case, the cooling jacket 24 is a water jacket.

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の一部を構成する。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と一体的に配置される。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。 A first casing 26 and a second casing 28 are provided on the outer surface (outer wall) of the side wall of the main housing 16 near the edge of the first end. The first casing 26 and the second casing 28 form part of the main housing 16. In other words, the first casing 26 and the second casing 28 are arranged integrally with the main housing 16. As described below, the first casing 26 is a terminal casing. The second casing 28 is a meter casing.

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。 A holding member that holds a rotational parameter detector is connected to the first sub-housing 18. In this embodiment, a resolver 132 is used as an example of the rotational parameter detector. Therefore, hereafter, the detector holding member will be referred to as the "resolver holder 30." As described below, a cap cover 32 is connected to the resolver holder 30 via screws.

回転電機12は、ロータ34と、ロータ34の外周を囲むステータ36と、整流構造37とを備える。 The rotating electric machine 12 comprises a rotor 34, a stator 36 surrounding the outer periphery of the rotor 34, and a rectifying structure 37.

ロータ34は、磁石38と、回転シャフト39と、拡径部40と、冷却通路41と、第1及び第2磁石ホルダ70a、70bとを含む。回転シャフト39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の本体部44aの両端は開放端である。すなわち、本体部44aは、左開口端441(図5参照)と、右開口端442(図6参照)とを有する。左開口端441は、本体部44aの軸方向一端である左端に配置される。右開口端442は、本体部44aの軸方向他端である右端に配置される。 The rotor 34 includes a magnet 38, a rotating shaft 39, an expanded diameter portion 40, a cooling passage 41, and first and second magnet holders 70a, 70b. The rotating shaft 39 has an inner shaft 42 and a hollow cylindrical outer shaft 44. Both ends of the main body portion 44a of the outer shaft 44 are open ends. That is, the main body portion 44a has a left open end 441 (see Figure 5) and a right open end 442 (see Figure 6). The left open end 441 is located at the left end, which is one axial end of the main body portion 44a. The right open end 442 is located at the right end, which is the other axial end of the main body portion 44a.

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5参照)と、右端部423(図6参照)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の、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の、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。 The inner shaft 42 is removably inserted into the outer shaft 44. The inner shaft 42 is longer than the outer shaft 44. The inner shaft 42 has a cylindrical portion 421, a left end 422 (see FIG. 5), and a right end 423 (see FIG. 6). The left end 422 is connected to the left of the cylindrical portion 421. Therefore, the left end 422 is the end (first end) of the inner shaft 42 that is away from the gas turbine engine 200. The right end 423 is connected to the right of the cylindrical portion 421. Therefore, the right end 423 is the end (second end) of the inner shaft 42 that is close to the gas turbine engine 200. The diameter of the cylindrical portion 421 is smaller than the left end 422 and the right end 423. The diameter of the right end 423 is also smaller than the left end 422.

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とが面一である。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 A portion of the left end 422 is exposed from the left open end 441 of the outer shaft 44. The portion exposed from the left open end 441 is the protruding tip 46, described below. In the illustrated example, the right end 423 of the inner shaft 42 and the right open end 442 of the outer shaft 44 are flush with each other. However, the right end 423 may be positioned slightly closer to the second end than the right open end 442.

図5に示すように、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で配置される。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の縁部に堰き止められる。従って、内シャフト42の、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。 As shown in FIG. 5 , the first external thread portion 48, flange portion 50, stopper portion 52, and second external thread portion 54 are arranged in this order toward the right on the left end 422 of the inner shaft 42. The outer diameters of the first external thread portion 48, flange portion 50, stopper portion 52, and second external thread portion 54 increase in this order. The outer diameter of the second external thread portion 54 is larger than the inner diameter of the outer shaft 44. Therefore, the right end of the second external thread portion 54 is blocked by the edge of the left open end 441 of the outer shaft 44. Therefore, the portion of the inner shaft 42 to the left of the second external thread portion 54 cannot be inserted into the outer shaft 44.

鍔部50には、レゾルバロータ56が装着される。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に堰き止められる。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。 A resolver rotor 56 is attached to the flange 50. A small cap nut 58 is screwed onto the first externally threaded portion 48. The right end of the resolver rotor 56 is stopped by the stopper portion 52. The left end of the resolver rotor 56 is pressed by the small cap nut 58. As a result, the resolver rotor 56 is positioned and fixed to the flange 50.

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。 A large cap nut 60 is threaded onto the second external thread portion 54. The right end of the large cap nut 60 covers the outer peripheral wall of the left open end 441 of the outer shaft 44. This restrains the left end 422 of the inner shaft 42 to the left open end 441 of the outer shaft 44. Note that both the first external thread portion 48 and the second external thread portion 54 are reverse-threaded. Therefore, the small cap nut 58 and the large cap nut 60 are rotated counterclockwise when threaded. After threading, it is preferable to deform part of the threads of the small cap nut 58 and the large cap nut 60. This prevents the small cap nut 58 and the large cap nut 60 from loosening.

図6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)。 As shown in FIG. 6, a connecting hole 62 is formed in the right end 423, which is the second end of the inner shaft 42. The connecting hole 62 extends toward the left end 422, which is the first end. A female thread 64 is formed in the inner peripheral wall of the connecting hole 62. The left end of the output shaft 204 is inserted into the connecting hole 62. The left end of the output shaft 204 is connected to the inner shaft 42 by threading into the female thread 64. The output shaft 204 holds a compressor wheel 222 and a turbine wheel 224 (see FIG. 13).

図3に示すように、外シャフト44は、本体部44aと、中間部44bと、冷却通路41とを有する。本体部44aは、外シャフト44の軸方向に延在する。本体部44aの左端及び右端がそれぞれ第1及び第2サブハウジング18、20に回転可能に支持される。本体部44a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。 As shown in FIG. 3 , the outer shaft 44 has a main body portion 44a, an intermediate portion 44b, and a cooling passage 41. The main body portion 44a extends in the axial direction of the outer shaft 44. The left and right ends of the main body portion 44a are rotatably supported by the first and second sub-housings 18 and 20, respectively. A first internal spline 66 is formed on the outer peripheral wall of the right open end 442 of the main body portion 44a. The first internal spline 66 extends along the axial direction (left-right direction) of the rotating electrical machine system 10.

拡径部40は、外シャフト44の中間部44bと、第1及び第2磁石ホルダ70a、70bの一部と、第1及び第2保持プレート45a、45bと、磁石38とから構成される。中間部44bは、外シャフト44の軸方向中央に配置される。ロータ34の軸方向において、中間部44bは、本体部44aの左端と右端との間の中間部位に配置される。中間部44bは、本体部44aから径方向外方に拡径する。外シャフト44の外径は、中間部44bが最大である。 The expanded diameter section 40 is composed of the intermediate section 44b of the outer shaft 44, portions of the first and second magnet holders 70a and 70b, the first and second retaining plates 45a and 45b, and the magnet 38. The intermediate section 44b is located in the axial center of the outer shaft 44. In the axial direction of the rotor 34, the intermediate section 44b is located in the middle section between the left and right ends of the main body section 44a. The intermediate section 44b expands radially outward from the main body section 44a. The outer diameter of the outer shaft 44 is greatest at the intermediate section 44b.

中間部44bの外周には、複数個の磁石38が保持される。ロータ34において、磁石38が最も径方向外方に配置される。磁石38の左端は、第1磁石ホルダ70aによって保持される。磁石38の右端は、第2磁石ホルダ70bによって保持される。第1磁石ホルダ70aは、円筒部711aと、押さえ部712aとを有する。第2磁石ホルダ70bは、円筒部711bと、押さえ部712bとを有する。各円筒部711a、711bは、外シャフト44の本体部44aの外周面に装着される。各押さえ部712a、712bは、円筒部711a、711bの端部から径方向外方へそれぞれ突出する。各押さえ部712a、712bは、円筒部711a、711bに対して直交した円環状である。 A plurality of magnets 38 are held on the outer periphery of the intermediate portion 44b. The magnets 38 are positioned radially outward on the rotor 34. The left end of the magnet 38 is held by the first magnet holder 70a. The right end of the magnet 38 is held by the second magnet holder 70b. The first magnet holder 70a has a cylindrical portion 711a and a retaining portion 712a. The second magnet holder 70b has a cylindrical portion 711b and a retaining portion 712b. Each cylindrical portion 711a, 711b is attached to the outer periphery of the main body portion 44a of the outer shaft 44. Each retaining portion 712a, 712b protrudes radially outward from the end of the cylindrical portion 711a, 711b, respectively. Each retaining portion 712a, 712b is annular and perpendicular to the cylindrical portions 711a, 711b.

図4に示すように、第1磁石ホルダ70aは、磁石38の左端に向かい合う。第1磁石ホルダ70aの押さえ部712aは、第1保持プレート45aを介して磁石38の左端を保持する。押さえ部712aと中間部44bとの間に第1保持プレート45aが配置される。 As shown in Figure 4, the first magnet holder 70a faces the left end of the magnet 38. The retaining portion 712a of the first magnet holder 70a holds the left end of the magnet 38 via the first retaining plate 45a. The first retaining plate 45a is positioned between the retaining portion 712a and the middle portion 44b.

押さえ部712aは、第1上流側孔部713aを有する。第1上流側孔部713aは、冷却通路41の一部を構成する。第1上流側孔部713aは、回転シャフト39の軸方向に延在して押さえ部712aを貫通する。第1上流側孔部713aは、第1保持プレート45aの第2上流側孔部451aと連通する。第2上流側孔部451aは、回転シャフト39の軸方向に延在して第1保持プレート45aを貫通する。第2上流側孔部451aは、冷却通路41の一部を構成する。第1上流側孔部713a及び第2上流側孔部451aは、回転シャフト39の軸方向に沿って直線上に配置される。 The retaining portion 712a has a first upstream hole 713a. The first upstream hole 713a constitutes part of the cooling passage 41. The first upstream hole 713a extends in the axial direction of the rotating shaft 39 and passes through the retaining portion 712a. The first upstream hole 713a communicates with the second upstream hole 451a of the first holding plate 45a. The second upstream hole 451a extends in the axial direction of the rotating shaft 39 and passes through the first holding plate 45a. The second upstream hole 451a constitutes part of the cooling passage 41. The first upstream hole 713a and the second upstream hole 451a are arranged in a straight line along the axial direction of the rotating shaft 39.

第2磁石ホルダ70bは、磁石38の右端に向かい合う。第2磁石ホルダ70bの押さえ部712bは、第2保持プレート45bを介して磁石38の右端を保持する。押さえ部712bと中間部44bとの間に第2保持プレート45bが配置される。 The second magnet holder 70b faces the right end of the magnet 38. The retaining portion 712b of the second magnet holder 70b holds the right end of the magnet 38 via the second retaining plate 45b. The second retaining plate 45b is positioned between the retaining portion 712b and the middle portion 44b.

押さえ部712bは、第1下流側孔部713bを有する。第1下流側孔部713bは、冷却通路41の一部を構成する。第1下流側孔部713bは、回転シャフト39の軸方向に延在して押さえ部712bを貫通する。第1下流側孔部713bは、第2保持プレート45bの第2下流側孔部451bと連通する。第2下流側孔部451bは、回転シャフト39の軸方向に延在して第2保持プレート45bを貫通する。第2下流側孔部451bは、冷却通路41の一部を構成する。第1下流側孔部713b及び第2下流側孔部451bは、回転シャフト39の軸方向に沿って直線上に配置される。 The retaining portion 712b has a first downstream hole 713b. The first downstream hole 713b constitutes part of the cooling passage 41. The first downstream hole 713b extends in the axial direction of the rotating shaft 39 and passes through the retaining portion 712b. The first downstream hole 713b communicates with the second downstream hole 451b of the second holding plate 45b. The second downstream hole 451b extends in the axial direction of the rotating shaft 39 and passes through the second holding plate 45b. The second downstream hole 451b constitutes part of the cooling passage 41. The first downstream hole 713b and the second downstream hole 451b are arranged in a straight line along the axial direction of the rotating shaft 39.

第1及び第2磁石ホルダ70a、70bの各円筒部711a、711bは、本体部44aの外周面に保持される。第1及び第2磁石ホルダ70a、70b及び磁石38は、ロータ34の一部として回転シャフト39と共に回転する。隣接する磁石38同士では、互いに異なる極性が外方を向いている。磁石38は、回転シャフト39が回転することに伴って、回転シャフト39の回転中心を中心として、所定の円周上を移動する。ロータ34において、磁石38を含む中間部44b、第1及び第2磁石ホルダ70a、70b、第1及び第2保持プレート45a、45bと本体部44aとの境界が段付状に形成される。 The cylindrical portions 711a, 711b of the first and second magnet holders 70a, 70b are held on the outer peripheral surface of the main body portion 44a. The first and second magnet holders 70a, 70b and the magnets 38 rotate together with the rotating shaft 39 as part of the rotor 34. Adjacent magnets 38 have opposite polarities facing outward. As the rotating shaft 39 rotates, the magnets 38 move along a predetermined circumference around the center of rotation of the rotating shaft 39. In the rotor 34, the boundaries between the intermediate portion 44b including the magnets 38, the first and second magnet holders 70a, 70b, the first and second retaining plates 45a, 45b, and the main body portion 44a are formed in a stepped shape.

拡径部40は、ロータ34の左方に向かう第1壁面44cを有する。第1壁面44cは、拡径部40の左端を構成する第1磁石ホルダ70aの押さえ部712aに配置される。第1壁面44cは、環状端面である。拡径部40は、ロータ34の右方に向かう第2壁面44dを有する。第2壁面44dは、拡径部40の右端を構成する第2磁石ホルダ70bの押さえ部712bに配置される。第2壁面44dは、環状端面である。 The expanded diameter portion 40 has a first wall surface 44c facing toward the left of the rotor 34. The first wall surface 44c is positioned on the retaining portion 712a of the first magnet holder 70a, which constitutes the left end of the expanded diameter portion 40. The first wall surface 44c is an annular end surface. The expanded diameter portion 40 has a second wall surface 44d facing toward the right of the rotor 34. The second wall surface 44d is positioned on the retaining portion 712b of the second magnet holder 70b, which constitutes the right end of the expanded diameter portion 40. The second wall surface 44d is an annular end surface.

ロータ34の磁石38の径方向外方に気体流路72を有する。気体流路72は、磁石38の径方向外方に配置されるステータ36(電磁コイル110)と磁石38との間のクリアランスである。気体流路72は、環状であり回転シャフト39の回転軸方向に沿って延在する。気体流路72は、磁石38の左端と右端との間に配置される。気体流路72には、冷却用の気体である圧縮エアが流通する。圧縮エアは、後述するガスタービンエンジン200から供給される。 A gas flow path 72 is provided radially outward of the magnets 38 of the rotor 34. The gas flow path 72 is a clearance between the magnets 38 and the stator 36 (electromagnetic coil 110), which is positioned radially outward of the magnets 38. The gas flow path 72 is annular and extends along the rotational axis of the rotating shaft 39. The gas flow path 72 is positioned between the left and right ends of the magnets 38. Compressed air, which serves as cooling gas, flows through the gas flow path 72. The compressed air is supplied from the gas turbine engine 200, which will be described later.

冷却通路41は、冷却用の気体である圧縮エアが流通する流路である。圧縮エアは、後述するガスタービンエンジン200から供給される。ガスタービンエンジン200は、冷却通路41及び気体流路72へ圧縮エアを供給可能な気体供給機構である。ガスタービンエンジン200は、ロータ34とは別に設けられる。 The cooling passage 41 is a flow path through which compressed air, which is a cooling gas, flows. The compressed air is supplied from the gas turbine engine 200, which will be described later. The gas turbine engine 200 is a gas supply mechanism that can supply compressed air to the cooling passage 41 and the gas flow path 72. The gas turbine engine 200 is provided separately from the rotor 34.

冷却通路41は、回転シャフト39の中間部44b、第1及び第2磁石ホルダ70a、70bの内部に配置される。図7及び図8に示す回転シャフト39の軸線と垂直な断面において、冷却通路41は円形状である。冷却通路41は、外シャフト44の回転軸方向に延在する。冷却通路41は、ロータ34の内部に配置されるロータ内冷却通路である。 The cooling passage 41 is disposed inside the middle portion 44b of the rotating shaft 39 and the first and second magnet holders 70a, 70b. In a cross section perpendicular to the axis of the rotating shaft 39 shown in Figures 7 and 8, the cooling passage 41 is circular. The cooling passage 41 extends in the direction of the rotational axis of the outer shaft 44. The cooling passage 41 is an internal rotor cooling passage disposed inside the rotor 34.

図7及び図8に示すように、冷却通路41は複数設けられる。複数の冷却通路41は、ロータ34(外シャフト44)の回転軸中心から径方向にオフセットして配置される。複数の冷却通路41は、ロータ34の回転軸を中心として周方向に互いに等間隔離間する。回転シャフト39の回転軸を中心とした外シャフト44の同一円上に複数の冷却通路41が配置される。冷却通路41の数量は、例えば、4つ以上であると好ましい。以下、8つの冷却通路41をロータ34に備える場合について説明する。 As shown in Figures 7 and 8, multiple cooling passages 41 are provided. The multiple cooling passages 41 are arranged radially offset from the center of the rotational axis of the rotor 34 (outer shaft 44). The multiple cooling passages 41 are equally spaced from one another circumferentially around the rotational axis of the rotor 34. The multiple cooling passages 41 are arranged on the same circle of the outer shaft 44 centered on the rotational axis of the rotating shaft 39. The number of cooling passages 41 is preferably four or more, for example. Below, we will explain the case where the rotor 34 has eight cooling passages 41.

図4に示すように、冷却通路41は、ロータ34において拡径部40の第1及び第2壁面44c、44dに開口する。冷却通路41は、第1及び第2開口部411、412を有する(図5及び図6参照)。 As shown in Figure 4, the cooling passage 41 opens to the first and second wall surfaces 44c, 44d of the expanded diameter portion 40 in the rotor 34. The cooling passage 41 has first and second openings 411, 412 (see Figures 5 and 6).

図5に示すように、第1開口部411は、冷却通路41の上流端に配置される。すなわち、第1開口部411は、圧縮エアが導入される入口413である。第1開口部411は、拡径部40の第1壁面44cに配置される。冷却通路41の上流端である第1開口部411が、ロータ34(第1磁石ホルダ70a)の外面に開口する。第1開口部411は、第1磁石ホルダ70aの第1上流側孔部713aに配置される。 As shown in FIG. 5, the first opening 411 is located at the upstream end of the cooling passage 41. That is, the first opening 411 is the inlet 413 through which compressed air is introduced. The first opening 411 is located on the first wall surface 44c of the expanded diameter section 40. The first opening 411, which is the upstream end of the cooling passage 41, opens to the outer surface of the rotor 34 (first magnet holder 70a). The first opening 411 is located in the first upstream hole portion 713a of the first magnet holder 70a.

図6に示すように、第2開口部412は、冷却通路41の下流端に配置される。すなわち、第2開口部412は、冷却通路41を流れた圧縮エアが流出する出口414である。第2開口部412は、拡径部40の第2壁面44dに配置される。第2開口部412を介して冷却通路41の下流端である第2開口部412が、ロータ34(第2磁石ホルダ70b)の外面に開口する。第2開口部412は、第2磁石ホルダ70bの第1下流側孔部713bに配置される。 As shown in FIG. 6, the second opening 412 is located at the downstream end of the cooling passage 41. In other words, the second opening 412 is the outlet 414 through which compressed air flows out of the cooling passage 41. The second opening 412 is located on the second wall surface 44d of the expanded diameter section 40. The second opening 412, which is the downstream end of the cooling passage 41, opens to the outer surface of the rotor 34 (second magnet holder 70b) through the second opening 412. The second opening 412 is located in the first downstream hole 713b of the second magnet holder 70b.

図5及び図6に示すように、第1及び第2開口部411、412は、ロータ34の回転軸中心から径方向にオフセットして配置される。ロータ34の径方向において、第2開口部412は、磁石38の内周と外周の間に位置してもよい。 As shown in Figures 5 and 6, the first and second openings 411, 412 are positioned radially offset from the center of the rotational axis of the rotor 34. In the radial direction of the rotor 34, the second opening 412 may be located between the inner and outer peripheries of the magnet 38.

図4に示すように、冷却通路41は、平行部455と、傾斜部456とを備える。平行部455は、外シャフト44の回転軸方向に沿って延在する。平行部455は、外シャフト44の回転軸と平行に配置される。平行部455は、中間部44bに配置される。平行部455は、磁石38の径方向内方に配置される。図5に示すように、平行部455の上流端は、第1開口部411(入口413)である。平行部455の上流端は、第1磁石ホルダ70aの第1上流側孔部713aと、第1保持プレート45aの第2下流側孔部451aによって構成される。なお、冷却通路41は、冷却通路41の上流端から下流端に向けて螺旋状に形成してもよい。 As shown in FIG. 4, the cooling passage 41 includes a parallel portion 455 and an inclined portion 456. The parallel portion 455 extends along the rotational axis direction of the outer shaft 44. The parallel portion 455 is arranged parallel to the rotational axis of the outer shaft 44. The parallel portion 455 is arranged in the intermediate portion 44b. The parallel portion 455 is arranged radially inward of the magnet 38. As shown in FIG. 5, the upstream end of the parallel portion 455 is the first opening 411 (inlet 413). The upstream end of the parallel portion 455 is defined by the first upstream hole 713a of the first magnet holder 70a and the second downstream hole 451a of the first holding plate 45a. The cooling passage 41 may be formed in a spiral shape from the upstream end to the downstream end of the cooling passage 41.

図4に示すように、傾斜部456の上流端は、平行部455の下流端に接続される。図6に示すように、傾斜部456は、平行部455の下流端(右端)から第2開口部412(出口414)に向けて、平行部455に対して径方向外方へと傾斜する。傾斜部456の下流端は、第2開口部412(出口414)である。傾斜部456は、第2磁石ホルダ70bの第1下流側孔部713bと、第2保持プレート45bの第2下流側孔部451bによって構成される。 As shown in FIG. 4, the upstream end of the inclined portion 456 is connected to the downstream end of the parallel portion 455. As shown in FIG. 6, the inclined portion 456 is inclined radially outward relative to the parallel portion 455 from the downstream end (right end) of the parallel portion 455 toward the second opening 412 (outlet 414). The downstream end of the inclined portion 456 is the second opening 412 (outlet 414). The inclined portion 456 is formed by the first downstream hole 713b of the second magnet holder 70b and the second downstream hole 451b of the second holding plate 45b.

なお、傾斜部456の位置は、平行部455の下流端に配置される場合に限定されない。冷却通路41の延在方向における一部に傾斜部456が配置されていればよい。冷却通路41において複数の傾斜部456を配置してもよい。冷却通路41が平行部455を備えず、上流端から下流端まで冷却通路41の延在方向にわたって全て傾斜部456で構成してもよい。 The position of the inclined portion 456 is not limited to being located at the downstream end of the parallel portion 455. The inclined portion 456 may be located at a portion of the cooling passage 41 in the extension direction. Multiple inclined portions 456 may be located in the cooling passage 41. The cooling passage 41 may not have a parallel portion 455, and may be configured with inclined portions 456 throughout the entire extension direction of the cooling passage 41 from the upstream end to the downstream end.

図5に示すように、回転シャフト39の本体部44aの左端は、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、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。 As shown in FIG. 5, the left end of the main body portion 44a of the rotating shaft 39 is rotatably supported in the first sub-housing 18 via a first bearing 74. The first bearing 74 is inserted between the outer shaft 44 and the first sub-housing 18. Specifically, the first sub-housing 18 has a cylindrical protrusion 76 that protrudes toward the main housing 16. A first insertion hole 78 is formed in the cylindrical protrusion 76. A first bearing holder 80 that holds the first bearing 74 is inserted into the first insertion hole 78. Thus, the first bearing 74 is positioned in the first insertion hole 78.

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、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、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。 The first insertion hole 78 extends in the left-right direction. The left end of the first insertion hole 78 is farther from the output shaft 204 than the right end of the first insertion hole 78. Hereinafter, the left end of the first insertion hole 78 will also be referred to as the "first distal end 781." On the other hand, the right end of the first insertion hole 78 is closer to the output shaft 204 than the left end of the first insertion hole 78 (first distal end 781). Hereinafter, the right end of the first insertion hole 78 will also be referred to as the "first proximal end 782."

外シャフト44の本体部44aの左端には、第1遠位端781に位置する第1外ストッパ81と、第1近位端782に位置する第1内ストッパ82とが装着される。第1ベアリング74は、第1外ストッパ81と第1内ストッパ82とで挟持される。第1外ストッパ81及び第1内ストッパ82による挟持によって、第1ベアリング74が位置決め固定されている。第1外ストッパ81と円柱状突部76との間には、クリアランスが形成されている。 A first outer stopper 81 located at the first distal end 781 and a first inner stopper 82 located at the first proximal end 782 are attached to the left end of the main body 44a of the outer shaft 44. The first bearing 74 is sandwiched between the first outer stopper 81 and the first inner stopper 82. The first bearing 74 is positioned and fixed by being sandwiched between the first outer stopper 81 and the first inner stopper 82. A clearance is formed between the first outer stopper 81 and the cylindrical protrusion 76.

回転シャフト39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39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39の、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。 The tip of the left end of the rotating shaft 39 is passed through the inner hole of the first bearing 74 and then through the first insertion hole 78. The tip of the left end of the rotating shaft 39 is further exposed outside the cylindrical protrusion 76 (hollow recess 118). Hereinafter, the portion of the rotating shaft 39 that protrudes from the left end of the first bearing 74 will be referred to as the "protruding tip 46." The protruding tip 46 includes the first externally threaded portion 48, flange portion 50, stopper portion 52, and second externally threaded portion 54 of the left end 422 of the inner shaft 42.

図6に示すように、回転シャフト39の右端は、第2ベアリング84を介して第2サブハウジング20に回転可能に支持される。図6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。 As shown in Figure 6, the right end of the rotating shaft 39 is rotatably supported in the second sub-housing 20 via a second bearing 84. As shown in Figure 6, the second bearing 84 is inserted between the outer shaft 44 and the second sub-housing 20, which has a generally circular plate shape.

図4に示すように、整流構造37は、メインハウジング16の内部に収容される。整流構造37は、メインハウジング16内を流通する圧縮エアの流れを整流可能である。整流構造37は、入口側整流部材851と、出口側整流部材852とを備える。 As shown in FIG. 4, the rectifying structure 37 is housed inside the main housing 16. The rectifying structure 37 is capable of rectifying the flow of compressed air circulating within the main housing 16. The rectifying structure 37 includes an inlet-side rectifying member 851 and an outlet-side rectifying member 852.

図5に示すように、入口側整流部材851は、気体流路72及び冷却通路41へ流入する圧縮エアを整流する。入口側整流部材851は、第1空間853aに配置される。第1空間853aは、第1磁石ホルダ70a、第1ベアリング74、第1サブハウジング18、後述する絶縁基材112で囲まれた空間である。入口側整流部材851は、冷却通路41の入口413(第1開口部411)に向かい合う。入口側整流部材851は、気体流路72の入口に向かい合う。すなわち、入口側整流部材851は、冷却通路41及び気体流路72の上流端に向かい合う。入口側整流部材851は、第1サブハウジング18の円柱状突部76に向かい合う。入口側整流部材851は、磁石38と第1ベアリング74との間に配置される。入口側整流部材851は、絶縁基材112の内側に配置されている。 As shown in FIG. 5, the inlet-side rectifying member 851 rectifies the compressed air flowing into the gas flow path 72 and the cooling passage 41. The inlet-side rectifying member 851 is disposed in the first space 853a. The first space 853a is a space surrounded by the first magnet holder 70a, the first bearing 74, the first sub-housing 18, and the insulating base material 112 described below. The inlet-side rectifying member 851 faces the inlet 413 (first opening 411) of the cooling passage 41. The inlet-side rectifying member 851 faces the inlet of the gas flow path 72. In other words, the inlet-side rectifying member 851 faces the upstream ends of the cooling passage 41 and the gas flow path 72. The inlet-side rectifying member 851 faces the cylindrical protrusion 76 of the first sub-housing 18. The inlet-side rectifying member 851 is disposed between the magnet 38 and the first bearing 74. The inlet-side rectifying member 851 is arranged inside the insulating substrate 112.

図7に示すように、入口側整流部材851は、円筒状の第1ボディ854aと、複数の入口側フィン855aとを有する。 As shown in Figure 7, the inlet-side straightening member 851 has a cylindrical first body 854a and multiple inlet-side fins 855a.

図5に示ように、第1ボディ854aの外周面は、後述する絶縁基材112に当接して保持される。第1ボディ854aの左端は、円柱状突部76の端面に当接して保持される。第1ボディ854aの右端は、後述する電磁コイル110の左端に当接して保持される。第1ボディ854aは、第1磁石ホルダ70aの径方向外方に配置される。第1ボディ854aは、気体流路72より径方向外方に配置される。 As shown in FIG. 5, the outer peripheral surface of the first body 854a is held in contact with the insulating substrate 112, which will be described later. The left end of the first body 854a is held in contact with the end face of the cylindrical protrusion 76. The right end of the first body 854a is held in contact with the left end of the electromagnetic coil 110, which will be described later. The first body 854a is positioned radially outward from the first magnet holder 70a. The first body 854a is positioned radially outward from the gas flow path 72.

これにより、メインハウジング16の内部において、入口側整流部材851が、非回転部材である絶縁基材112、円柱状突部76、電磁コイル110によって軸方向及び径方向に保持される。 As a result, the inlet-side rectifying member 851 is held axially and radially inside the main housing 16 by the non-rotating insulating substrate 112, the cylindrical protrusion 76, and the electromagnetic coil 110.

第1ボディ854aの左端は、複数の連通孔856を有する。連通孔856は、第1ボディ854aを径方向に貫通する。複数の連通孔856は、第1ボディ854aの周方向に沿って互いに離間する(図9参照)。第1空間853aに入口側整流部材851を配置したとき、絶縁基材112と第1サブハウジング18との間のクリアランスと連通孔856とが向かい合う(図5参照)。クリアランスと連通孔856とが連通する。 The left end of the first body 854a has multiple communication holes 856. The communication holes 856 penetrate the first body 854a in the radial direction. The multiple communication holes 856 are spaced apart from one another along the circumferential direction of the first body 854a (see Figure 9). When the inlet-side rectifying member 851 is placed in the first space 853a, the clearance between the insulating substrate 112 and the first sub-housing 18 faces the communication holes 856 (see Figure 5). The clearance and the communication holes 856 are in communication.

複数の入口側フィン855aは、第1空間853aに供給される圧縮エアの流れをロータ34の周方向(回転方向)に整流する。 The multiple inlet-side fins 855a straighten the flow of compressed air supplied to the first space 853a in the circumferential direction (rotational direction) of the rotor 34.

図7に示すように、複数の入口側フィン855aは、第1ボディ854aの内周面に配置される。各入口側フィン855aは、連通孔856よりも磁石38に近い位置に配置される。各入口側フィン855aは、第1ボディ854aの内周面から径方向内方に突出する。複数の入口側フィン855aは、ロータ34(本体部44a)の回転軸中心を囲むように配置される。複数の入口側フィン855aは、第1ボディ854aの周方向に沿って等間隔離間する。各入口側フィン855aは、ロータ34の拡径部40(第1壁面44c)、第1磁石ホルダ70aの押さえ部71bに向かい合う(図5参照)。 As shown in FIG. 7, multiple inlet side fins 855a are arranged on the inner circumferential surface of the first body 854a. Each inlet side fin 855a is positioned closer to the magnet 38 than the communication hole 856. Each inlet side fin 855a protrudes radially inward from the inner circumferential surface of the first body 854a. The multiple inlet side fins 855a are arranged to surround the center of the rotation axis of the rotor 34 (main body portion 44a). The multiple inlet side fins 855a are equally spaced apart along the circumferential direction of the first body 854a. Each inlet side fin 855a faces the expanded diameter portion 40 (first wall surface 44c) of the rotor 34 and the retaining portion 71b of the first magnet holder 70a (see FIG. 5).

冷却通路41の各第1開口部411の中心を互いに繋いだ第1仮想円D1と複数の入口側フィン855aとが軸方向に向かい合う。気体流路72の左端と複数の入口側フィン855aとが軸方向に向かい合う(図5参照)。 A first imaginary circle D1 connecting the centers of the first openings 411 of the cooling passage 41 faces the multiple inlet fins 855a in the axial direction. The left end of the gas flow path 72 faces the multiple inlet fins 855a in the axial direction (see Figure 5).

図9に示すように、各入口側フィン855aは、方向変換部857aと、第1フィン端858aと、第2フィン端859aとを有する。方向変換部857aは、第1ボディ854aの軸方向一端から他端に向けて、第1ボディ854aの軸方向から周方向へ向きを変えるように湾曲する。第1フィン端858aは、第1ボディ854aの軸方向における方向変換部857aの一端部に配置される。第1フィン端858aは、入口側フィン855aの上流端である。第1フィン端858aは、第1ボディ854aの軸方向に向かう。第2フィン端859aは、第1ボディ854aの軸方向における方向変換部857aの他端部に配置される。第2フィン端859aは、入口側フィン855aの下流端である。第2フィン端859aは、第1フィン端858aに向けて第1ボディ854aの周方向へ延在する。 As shown in FIG. 9 , each inlet-side fin 855a has a direction change portion 857a, a first fin end 858a, and a second fin end 859a. The direction change portion 857a curves from one axial end of the first body 854a to the other axial end, changing its direction from the axial direction to the circumferential direction of the first body 854a. The first fin end 858a is located at one end of the direction change portion 857a in the axial direction of the first body 854a. The first fin end 858a is the upstream end of the inlet-side fin 855a. The first fin end 858a faces the axial direction of the first body 854a. The second fin end 859a is located at the other end of the direction change portion 857a in the axial direction of the first body 854a. The second fin end 859a is the downstream end of the inlet-side fin 855a. The second fin end 859a extends circumferentially around the first body 854a toward the first fin end 858a.

図5に示す入口側整流部材851が第1空間853aに配置されるとき、第1フィン端858aが、第1ベアリング74及び円柱状突部76に向かい合う。第2フィン端859aが、拡径部40の第1壁面44cに向かい合う。第2フィン端859aが、気体流路72及び冷却通路41の第1開口部411(入口413)に向かい合う。 When the inlet-side straightening member 851 shown in FIG. 5 is positioned in the first space 853a, the first fin end 858a faces the first bearing 74 and the cylindrical protrusion 76. The second fin end 859a faces the first wall surface 44c of the expanded diameter section 40. The second fin end 859a faces the gas flow path 72 and the first opening 411 (inlet 413) of the cooling passage 41.

方向変換部857aは、第1フィン端858aから第2フィン端859aに向けて、回転シャフト39の回転方向Rへ向けて湾曲する。以下、図7に示す回転シャフト39の左端から見て、ロータ34の回転方向Rが反時計回りである場合について説明する。入口側整流部材851に圧縮エアが供給されたとき、複数の入口側フィン855aの方向変換部857aによって圧縮エアが下流側(右方)に向かってロータ34の回転方向Rへ向きを変える。 The direction changer 857a curves from the first fin end 858a to the second fin end 859a in the rotation direction R of the rotating shaft 39. Below, we will explain the case where the rotation direction R of the rotor 34 is counterclockwise when viewed from the left end of the rotating shaft 39 shown in Figure 7. When compressed air is supplied to the inlet-side straightening member 851, the direction changer 857a of the multiple inlet-side fins 855a changes the direction of the compressed air toward the downstream side (right) in the rotation direction R of the rotor 34.

図6に示すように、出口側整流部材852は、気体流路72及び冷却通路41から流出する圧縮エアを整流する。出口側整流部材852は、第2空間853bに配置される。第2空間853bは、第2磁石ホルダ70b、第2サブハウジング20、後述する絶縁基材112で囲まれた空間である。出口側整流部材852は、拡径部40の冷却通路41の出口414(第2開口部412)に向かい合う。出口側整流部材852は、気体流路72の出口に向かい合う。すなわち、出口側整流部材852は、冷却通路41及び気体流路72の下流端に向かい合う。出口側整流部材852は、第2サブハウジング20の円筒形状部87に向かい合う。出口側整流部材852は、磁石38と第2ベアリング84との間に配置される。出口側整流部材852は、絶縁基材112の内側に配置されている。 As shown in FIG. 6, the outlet-side rectifying member 852 rectifies the compressed air flowing out of the gas flow path 72 and the cooling passage 41. The outlet-side rectifying member 852 is disposed in the second space 853b. The second space 853b is a space surrounded by the second magnet holder 70b, the second sub-housing 20, and the insulating base material 112 described below. The outlet-side rectifying member 852 faces the outlet 414 (second opening 412) of the cooling passage 41 of the expanded diameter portion 40. The outlet-side rectifying member 852 faces the outlet of the gas flow path 72. In other words, the outlet-side rectifying member 852 faces the downstream ends of the cooling passage 41 and the gas flow path 72. The outlet-side rectifying member 852 faces the cylindrical portion 87 of the second sub-housing 20. The outlet-side rectifying member 852 is disposed between the magnet 38 and the second bearing 84. The outlet-side rectifying member 852 is arranged inside the insulating substrate 112.

図8に示すように、出口側整流部材852は、円筒状の第2ボディ854bと、複数の出口側フィン855bとを有する。図6に示すように、第2ボディ854bの外周面は、後述する絶縁基材112に当接して保持される。第2ボディ854bの右端は、第2サブハウジング20の円筒形状部87の端面に当接して保持される。第2ボディ854bの左端は、後述する電磁コイル110の右端に当接して保持される。第2ボディ854bは、第2磁石ホルダ70bの径方向外方に配置される。第2ボディ854bは、気体流路72より径方向外方に配置される。 As shown in FIG. 8, the outlet-side straightening member 852 has a cylindrical second body 854b and multiple outlet-side fins 855b. As shown in FIG. 6, the outer peripheral surface of the second body 854b is held in contact with the insulating substrate 112, which will be described later. The right end of the second body 854b is held in contact with the end face of the cylindrical portion 87 of the second sub-housing 20. The left end of the second body 854b is held in contact with the right end of the electromagnetic coil 110, which will be described later. The second body 854b is positioned radially outward from the second magnet holder 70b. The second body 854b is positioned radially outward from the gas flow path 72.

これにより、メインハウジング16の内部において、出口側整流部材852は、非回転部材である絶縁基材112、円筒形状部87、電磁コイル110によって軸方向及び径方向に保持される。複数の出口側フィン855bは、冷却通路41及び気体流路72から流出する圧縮エアの流れをロータ34の軸方向に向けて整流する。 As a result, inside the main housing 16, the outlet-side straightening member 852 is held axially and radially by the non-rotating insulating substrate 112, cylindrical portion 87, and electromagnetic coil 110. The multiple outlet-side fins 855b straighten the flow of compressed air flowing out of the cooling passage 41 and gas flow path 72 toward the axial direction of the rotor 34.

図8に示すように、複数の出口側フィン855bは、第2ボディ854bの内周面に配置される。各出口側フィン855bは、第2ボディ854bの内周面から径方向内方に突出する。複数の出口側フィン855bは、ロータ34の回転軸中心を囲むように配置される。複数の出口側フィン855bは、第2ボディ854bの周方向に沿って等間隔離間する。各出口側フィン855bは、ロータ34の拡径部40(第2壁面44d)、第2磁石ホルダ70bの押さえ部71bに向かい合う。 As shown in FIG. 8, multiple outlet side fins 855b are arranged on the inner circumferential surface of the second body 854b. Each outlet side fin 855b protrudes radially inward from the inner circumferential surface of the second body 854b. The multiple outlet side fins 855b are arranged to surround the center of the rotational axis of the rotor 34. The multiple outlet side fins 855b are equally spaced apart along the circumferential direction of the second body 854b. Each outlet side fin 855b faces the expanded diameter portion 40 (second wall surface 44d) of the rotor 34 and the retaining portion 71b of the second magnet holder 70b.

図8に示す冷却通路41の各第2開口部412の中心を互いに繋いだ第2仮想円D2と複数の出口側フィン855bとが軸方向に向かい合う。気体流路72の右端と複数の出口側フィン855bとが軸方向に向かい合う(図6参照)。 The second imaginary circle D2 connecting the centers of the second openings 412 of the cooling passage 41 shown in Figure 8 faces the multiple outlet-side fins 855b in the axial direction. The right end of the gas flow path 72 faces the multiple outlet-side fins 855b in the axial direction (see Figure 6).

図10に示すように、各出口側フィン855bは、方向変換部857bと、第1フィン端858bと、第2フィン端859bとを有する。方向変換部857bは、第2ボディ854bの軸方向一端から他端に向けて、第2ボディ854bの軸方向から周方向に向けて向きを変えるように湾曲する。第1フィン端858bは、第2ボディ854bの軸方向における方向変換部857bの一端部に配置される。第1フィン端858bは、出口側フィン855bの上流端である。第1フィン端858bは、第2ボディ854bの軸方向に向かう。第2フィン端859bは、第2ボディ854bの軸方向における方向変換部857bの他端部に配置される。第2フィン端859bは、出口側フィン855bの下流端である。第2フィン端859bは、第1フィン端858bに向けて第2ボディ854bの周方向へ延在する。 As shown in FIG. 10, each outlet-side fin 855b has a direction change portion 857b, a first fin end 858b, and a second fin end 859b. The direction change portion 857b curves from one axial end of the second body 854b to the other axial end, changing its direction from the axial direction to the circumferential direction of the second body 854b. The first fin end 858b is located at one end of the direction change portion 857b in the axial direction of the second body 854b. The first fin end 858b is the upstream end of the outlet-side fin 855b. The first fin end 858b faces the axial direction of the second body 854b. The second fin end 859b is located at the other end of the direction change portion 857b in the axial direction of the second body 854b. The second fin end 859b is the downstream end of the outlet-side fin 855b. The second fin end 859b extends circumferentially around the second body 854b toward the first fin end 858b.

図6に示す出口側整流部材852が第2空間853bに配置されるとき、第2フィン端859bが、第2磁石ホルダ70b、拡径部40の第2壁面44dに向かい合う。第2フィン端859bが、気体流路72の右端及び冷却通路41の第2開口部412(出口414)に向かい合う。第1フィン端858bが、第2サブハウジング20の円筒形状部87に向かい合う。 When the outlet-side straightening member 852 shown in FIG. 6 is positioned in the second space 853b, the second fin end 859b faces the second magnet holder 70b and the second wall surface 44d of the expanded diameter portion 40. The second fin end 859b faces the right end of the gas flow path 72 and the second opening 412 (outlet 414) of the cooling passage 41. The first fin end 858b faces the cylindrical portion 87 of the second sub-housing 20.

方向変換部857bは、第2フィン端859bから第1フィン端858aに向けて、回転シャフト39の回転方向へ向けて湾曲する。冷却通路41及び気体流路72から第2空間853bに圧縮エアが流出したとき、複数の出口側フィン855bの方向変換部857bによって、ロータ34の回転方向に旋回した圧縮エアが下流側に向かってロータ34の軸方向へ向きを変える。 The direction changer 857b curves from the second fin end 859b to the first fin end 858a in the rotational direction of the rotary shaft 39. When compressed air flows out of the cooling passage 41 and the gas flow path 72 into the second space 853b, the direction changer 857b of the multiple outlet-side fins 855b causes the compressed air swirling in the rotational direction of the rotor 34 to change direction downstream toward the axial direction of the rotor 34.

なお、入口側整流部材851、出口側整流部材852を冷却通路41の第1及び第2開口部411、412にそれぞれ配置する場合に限定されない。入口側整流部材851、出口側整流部材852のいずれか一方のみを冷却通路41に向かい合うように配置してもよい。 Note that the inlet-side straightening member 851 and the outlet-side straightening member 852 are not limited to being disposed at the first and second openings 411, 412 of the cooling passage 41, respectively. Only one of the inlet-side straightening member 851 and the outlet-side straightening member 852 may be disposed facing the cooling passage 41.

図3に示すように、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。第2サブハウジング20の中心は円筒形状部87を有する。図6に示すように、円筒形状部87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、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、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。 As shown in FIG. 3, the second sub-housing 20 is connected to the main housing 16 via bolts (not shown). The center of the second sub-housing 20 has a cylindrical portion 87. As shown in FIG. 6, a second insertion hole 86 is formed in the cylindrical portion 87. The second insertion hole 86 extends in the left-right direction. The left end of the second insertion hole 86 is farther from the output shaft 204 than the right end of the second insertion hole 86. Hereinafter, the left end of the second insertion hole 86 will also be referred to as the "second distal end 861." On the other hand, the right end of the second insertion hole 86 is closer to the output shaft 204 than the left end of the second insertion hole 86 (second distal end 861). Hereinafter, the right end of the second insertion hole 86 will also be referred to as the "second proximal end 862."

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が位置決め固定される。 A second bearing holder 88 holding a second bearing 84 is inserted into the second insertion hole 86. Thus, the second bearing 84 is positioned in the second insertion hole 86. The second bearing 84 is clamped between a second inner stopper 90 located at the second distal end 861 and a second outer stopper 92 located at the second proximal end 862. Based on this clamping, the second bearing 84 is positioned and fixed.

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。 Furthermore, at the second distal end 861, a clearance is formed between the second inner stopper 90 and the second bearing holder 88. This clearance is the third sub-branch path 941.

図2に示すように、第2サブハウジング20の、ガスタービンエンジン200を向く端面には、ガイド部材96が連結される。ガイド部材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、ガイド部材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。 As shown in FIG. 2 , a guide member 96 is connected to the end face of the second sub-housing 20 facing the gas turbine engine 200. The guide member 96 has a bottom portion 98, a reduced diameter portion 100, and a top portion 102. The bottom portion 98 facing the second sub-housing 20 is a large-diameter, thin-walled cylindrical plate. The top portion 102 facing the gas turbine engine 200 is a small-diameter, relatively long cylindrical plate. The reduced diameter portion 100 between the bottom portion 98 and the top portion 102 has a gradually decreasing diameter. Therefore, the guide member 96 has a mountain-shaped or bottomless cup-shaped body. The outer surface of the reduced diameter portion 100 is a smooth surface with low surface roughness.

裾部98の、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。 An inlet port 104 is formed on the end surface of the bottom portion 98 facing the second sub-housing 20. The reduced diameter portion 100 is hollow. That is, a relay chamber 106 is formed inside the reduced diameter portion 100. The inlet port 104 is an input port for compressed air into the relay chamber 106.

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の、回転シャフト39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の、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。 A through hole 108 is formed in the top portion 102 along the left-right direction. The diameter (opening diameter) of the through hole 108 is larger than the outer diameter of the portion of the second outer stopper 92 that extends along the rotation shaft 39. As a result, the portion of the second outer stopper 92 that has entered the through hole 108 and its outer peripheral wall are spaced apart from the inner wall of the through hole 108. In other words, a clearance is formed between the outer peripheral wall of the second outer stopper 92 and the inner wall of the through hole 108. This clearance is the fourth sub-branch path 942. The relay chamber 106 becomes wider as it approaches the through hole 108 and the fourth sub-branch path 942.

また、挿通孔108の直径(開口径)は、コンプレッサホイール222の、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。 The diameter (opening diameter) of the insertion hole 108 is larger than the outer diameter of the relatively small-diameter left end (small-diameter cylindrical portion 242) of the compressor wheel 222. Therefore, the small-diameter cylindrical portion 242 that enters the insertion hole 108 also moves away from the inner wall of the insertion hole 108. In other words, a clearance is formed between the outer peripheral wall of the small-diameter cylindrical portion 242 and the inner wall of the insertion hole 108. This clearance is the outlet passage 943.

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、収容室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、収容室22に曝されている。 As shown in FIG. 3, the first insertion hole 78 and the third sub-branch passage 941 communicate with the storage chamber 22. Therefore, the first bearing 74 and the second bearing 84 are exposed to the storage chamber 22.

ステータ36は、ロータ34と共に回転電機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、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の左端に配置される絶縁基材112の内周面によって入口側整流部材851が径方向に保持される。ステータ36の右端に配置される絶縁基材112の内周面によって出口側整流部材852が径方向に保持される。 The stator 36, together with the rotor 34, constitutes the rotating electric machine 12. The stator 36 has an electromagnetic coil 110 and multiple insulating substrates 112. The electromagnetic coils 110 include three types of coils: a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil. These coils are wound around the insulating substrates 112. When the rotating electric machine 12 is a generator, the rotating electric machine 12 is a so-called three-phase power supply. The multiple insulating substrates 112 are arranged in a circular ring shape. This arrangement forms an inner hole in the stator 36. The inlet-side rectifying member 851 is held radially by the inner circumferential surface of the insulating substrate 112 located at the left end of the stator 36. The outlet-side rectifying member 852 is held radially by the inner circumferential surface of the insulating substrate 112 located at the right end of the stator 36.

ステータ36は、収容室22に収容される。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。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。 The stator 36 is housed in the housing chamber 22. The second sub-housing 20 serves as a stator holder. Specifically, an annular recess 114 is formed in the second sub-housing 20. The insulating substrate 112 included in the stator 36 engages with the annular recess 114. This engagement positions and fixes the stator 36. Furthermore, the cylindrical protrusion 76 enters the left opening of the inner hole of the stator 36.

収容室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が電気的に絶縁される。 The inner wall of the storage chamber 22 and the electromagnetic coil 110 are spaced slightly apart from each other. This space electrically insulates the main housing 16 and the electromagnetic coil 110.

図5に示すように、円柱状突部76の外周壁と絶縁基材112との間に第1空間853aを有する。磁石38の外壁と電磁コイル110の内壁との間には気体流路72を備える。第1空間853a及び気体流路72には圧縮エアが流通する。換言すれば、第1空間853a及び気体流路72は、圧縮エア流路の一部である。 As shown in FIG. 5, a first space 853a is formed between the outer wall of the cylindrical protrusion 76 and the insulating substrate 112. A gas flow path 72 is provided between the outer wall of the magnet 38 and the inner wall of the electromagnetic coil 110. Compressed air flows through the first space 853a and the gas flow path 72. In other words, the first space 853a and the gas flow path 72 are part of the compressed air flow path.

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。 The first sub-housing 18 has an annular protrusion 116 that protrudes in an annular shape. Inside the annular protrusion 116 is a hollow recess 118. The protruding tip 46, which is part of the left end 422 of the inner shaft 42, extends into the hollow recess 118.

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。 A resolver holder 30 is mounted on the annular protrusion 116. The resolver holder 30 has a flange-shaped stopper 120 that protrudes radially outward. The flange-shaped stopper 120 has a diameter larger than the inner diameter of the annular protrusion 116. Therefore, the flange-shaped stopper 120 abuts against the annular protrusion 116. This abutment positions the resolver holder 30. In this state, the resolver holder 30 is connected to the first sub-housing 18, for example, via a mounting bolt (not shown).

レゾルバホルダ30の、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。 A small cylindrical portion 122 is provided to the left of the flange-shaped stopper 120 of the resolver holder 30. A large cylindrical portion 124 is provided to the right of the flange-shaped stopper 120. The large cylindrical portion 124 has a larger diameter than the small cylindrical portion 122. A retaining hole 126 is formed in the resolver holder 30. Most of the resolver stator 130 is fitted into the retaining hole 126. This fit holds the resolver stator 130 in the resolver holder 30.

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。 When the large cylindrical portion 124 enters the hollow recess 118 and the flange-shaped stopper 120 abuts against the annular protrusion 116, the resolver rotor 56 is positioned in the inner hole of the resolver stator 130. The resolver stator 130 and the resolver rotor 56 form the resolver 132. The resolver 132 is a rotation parameter detector. In this embodiment, the resolver 132 detects the rotation angle of the inner shaft 42. As described above, the resolver rotor 56 is held by the flange 50 on the left end 422 of the inner shaft 42.

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。 An engagement hole 134 is formed in the flange-shaped stopper 120. A transmitting connector 136 engages with the engagement hole 134. The resolver stator 130 and the transmitting connector 136 are electrically connected via a signal line 138. The receiving connector of a receiver (not shown) is inserted into the transmitting connector 136. The resolver 132 and the receiver are electrically connected via the transmitting connector 136 and the receiving connector. The receiver receives the signal emitted by the resolver 132.

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。 The small cylindrical portion 122 has multiple tab portions 140 (omitted in Figure 1). One tab portion 140 is shown in Figure 3. Furthermore, a cap cover 32 is placed over the small cylindrical portion 122. The cap cover 32 closes the left opening of the small cylindrical portion 122 and shields the left end portion 422 of the inner shaft 42. The cap cover 32 is connected to the tab portions 140 via a connecting bolt 142.

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が収容される。U相端子1441は、電磁コイル110のうちの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のうちの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のうちの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。また、外部機器としては、例えば、図11に示すバッテリ146が挙げられる。 As described above, the first casing 26 and the second casing 28 are integrally provided on the side wall near the left end of the main housing 16. The first casing 26 accommodates the U-phase terminal 1441, the V-phase terminal 1442, and the W-phase terminal 1443. The U-phase terminal 1441 is electrically connected to the U-phase coil of the electromagnetic coil 110. The V-phase terminal 1442 is electrically connected to the V-phase coil of the electromagnetic coil 110. The W-phase terminal 1443 is electrically connected to the W-phase coil of the electromagnetic coil 110. The U-phase terminal 1441, the V-phase terminal 1442, and the W-phase terminal 1443 are electrical terminals to which external devices (external loads or external power sources) are electrically connected. Power generated by the rotating electric machine 12 is supplied to the external devices. An example of an external load is a motor (not shown). Another example of an external device is the battery 146 shown in FIG. 11.

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が収容されている。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。 The second casing 28 is adjacent to the first casing 26. The second casing 28 houses a thermistor 148, which is a temperature measuring device. Although not specifically shown, the measurement terminal of the thermistor 148 is pulled out from the second casing 28 and then connected to the electromagnetic coil 110. A harness 149 connected to the thermistor 148 is pulled out from the second casing 28 to the outside.

第2ケーシング28の内部空間と第1ケーシング26の内部空間は、不図示の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の内部空間は、収容室22に連通している。 The internal space of the second casing 28 and the internal space of the first casing 26 are connected via an interconnecting hole (not shown). The internal space of the first casing 26 is also connected to the storage chamber 22.

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11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。機器ケース158は、例えば、メインハウジング16の外周壁の、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)。 As shown in Figures 1 and 2, a current converter 150 is provided on the outer peripheral wall of the main housing 16. The current converter 150 is closer to the gas turbine engine 200 than the first casing 26. As shown in Figure 11, the current converter 150 has a conversion circuit 152, a capacitor 154, and a control circuit 156. The conversion circuit 152, capacitor 154, and control circuit 156 are housed in an equipment case 158. The equipment case 158 is disposed, for example, on the outer peripheral wall of the main housing 16 at a location that does not interfere with the first hollow tube portion 1601, the second hollow tube portion 1602, and the third hollow tube portion 1603 (see Figure 1).

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中継連通路である。すなわち、本実施形態では、回転電機ハウジング14に3個の中継連通路が形成されている。 The hollow interiors of the first hollow pipe section 1601, the second hollow pipe section 1602, and the third hollow pipe section 1603 are relay communication passages through which compressed air flows. In other words, in this embodiment, three relay communication passages are formed in the rotating electrical machine housing 14.

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。 The conversion circuit 152 includes a power module 161. The conversion circuit 152 converts the AC current generated in the electromagnetic coil 110 into DC current. At this time, the capacitor 154 temporarily stores the DC current converted by the conversion circuit 152 as an electric charge. The conversion circuit 152 also has the function of converting DC current sent from the battery 146 into AC current. In this case, the capacitor 154 temporarily stores the DC current sent from the battery 146 to the electromagnetic coil 110 as an electric charge.

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。 The control circuit 156 controls the current density of the DC current flowing from the capacitor 154 to the battery 146, or the DC current flowing in the opposite direction. The DC current from the battery 146 is supplied to a motor (neither shown), for example, via an AC-DC converter.

次に、回転電機システム10に設けられる圧縮エア流路について説明する。 Next, we will explain the compressed air flow path provided in the rotating electrical machine system 10.

図12に示すように、第2サブハウジング20の、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。 As shown in FIG. 12, an annular collecting passage 162 consisting of an annular recess is formed on the end face of the second sub-housing 20 facing the gas turbine engine 200. As described below, a portion of the compressed air generated by the gas turbine engine 200 flows through the collecting passage 162. Three upstream communication holes 164 are formed in the bottom wall of the collecting passage 162 (annular recess). The upstream communication holes 164 are input ports for compressed air.

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の、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。 Air relay paths 166 are provided inside the second sub-housing 20. The air relay paths 166 extend radially along the diameter of the second sub-housing 20. The air relay paths 166 communicate with the collecting flow path 162 on the outer diameter side via the upstream communication holes 164. In addition, three first downstream communication holes 1681-1683 are formed on the end face of the second sub-housing 20 facing the rotating electric machine 12. The first downstream communication holes 1681-1683 are first output ports of the air relay paths 166. The collecting flow path 162 and the air relay paths 166 form a distribution path.

第2サブハウジング20の、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。 Three second downstream communication holes 1701-1703 are formed on the end face of the second sub-housing 20 facing the gas turbine engine 200. The second downstream communication holes 1701-1703 are second output ports of the air relay path 166. The second downstream communication holes 1701-1703 are located radially inward of the first downstream communication holes 1681-1683. Therefore, the compressed air that flows through the air relay path 166 is divided into compressed air that enters the first downstream communication holes 1681-1683 and compressed air that enters the second downstream communication holes 1701-1703.

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3中空管部1603が設けられている。第1下流連通孔1681~1683は、第1中空管部1601~第3中空管部1603にそれぞれ個別に開口する。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。 As shown in FIG. 2, first to third hollow pipes 1601 to 1603 are provided on the outer surface of the side wall of the main housing 16. The first downstream communication holes 1681 to 1683 open individually into the first to third hollow pipes 1601 to 1603, respectively. As can be seen from this, the air relay path 166 connects the collecting flow path 162 to the hollow interiors of the first to third hollow pipes 1601 to 1603. As shown in FIG. 3, the first to third hollow pipes 1601 to 1603 are located diametrically outward of the cooling jacket 24 formed inside the side wall of the main housing 16.

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。第1中空管部1601の中空内部は、第2ケーシング28の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の内部空間に連通する。後述するように、第1中空管部1601の中空内部を流通した分流エアは、第2ケーシング28の内部空間に流入する。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分流エアは、第1ケーシング26の内部空間に流入する。このことから理解されるように、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の、冷却ジャケット24の外方に位置する部位よりも下流に配設されている。 The first hollow tube 1601 to the third hollow tube 1603 extend along the axial direction of the main housing 16. The hollow interior of the first hollow tube 1601 is connected to the internal space of the second casing 28. The hollow interiors of the second hollow tube 1602 and the third hollow tube 1603 are connected to the internal space of the first casing 26. As will be described later, diverted air that has flowed through the hollow interior of the first hollow tube 1601 flows into the internal space of the second casing 28. The diverted air that has flowed through the hollow interiors of the second hollow tube 1602 and the third hollow tube 1603 flows into the internal space of the first casing 26. As can be seen from this, the first casing 26 and the second casing 28 are disposed downstream of the portions of the first hollow tube 1601 to the third hollow tube 1603 that are located outside the cooling jacket 24.

上記したように、第1ケーシング26の内部空間と、第2ケーシング28の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の内部空間は収容室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を経由して収容室22に流入する。 As described above, the internal space of the first casing 26 and the internal space of the second casing 28 are connected via an interconnecting hole. The internal space of the first casing 26 is also connected to the storage chamber 22. Therefore, compressed air that flows through the first hollow tube section 1601 to the third hollow tube section 1603 flows into the storage chamber 22 via the first casing 26.

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。 In this embodiment, an example is shown in which first hollow tube section 1601 to third hollow tube section 1603 are provided, but the number of hollow tube sections is determined appropriately depending on the flow rate or flow speed required for the curtain air formed from compressed air. In other words, the number of hollow tube sections is not limited to three. Similarly, the cross-sectional area of the hollow tube sections is also determined appropriately depending on the flow rate or flow speed required for the curtain air.

図5に示すように、収容室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、圧縮エアは、第1サブハウジング18とロータ34との間の第1空間853aを流通し、複数の連通孔856を通じて入口側整流部材851の内部へ導入される。このように、第1空間853aは、第1分岐路L(図3参照)である。圧縮エアの一部は、入口側整流部材851の左端から第1挿入孔78に向かう。第1挿入孔78に向かう圧縮エアは、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。 As shown in FIG. 5, the compressed air that flows into the accommodating chamber 22 is then divided into compressed air flowing toward the first insertion hole 78 and compressed air flowing toward the second insertion hole 86. Specifically, the compressed air flows through the first space 853a between the first sub-housing 18 and the rotor 34 and is introduced into the interior of the inlet-side straightening member 851 through multiple communication holes 856. In this way, the first space 853a is the first branch path L (see FIG. 3). Some of the compressed air flows from the left end of the inlet-side straightening member 851 toward the first insertion hole 78. The compressed air flowing toward the first insertion hole 78 forms an air curtain that seals off the lubricating oil supplied to the first bearing 74.

一方、圧縮エアの残りの一部は、入口側整流部材851の複数の入口側フィン855aを通過することで整流された後、気体流路72及び冷却通路41を流通して第2挿入孔86に向かう。気体流路72は、第1分岐路Lと分岐した第2分岐路Mである。 Meanwhile, the remaining portion of the compressed air is rectified by passing through the multiple inlet-side fins 855a of the inlet-side rectifying member 851, and then flows through the gas flow path 72 and cooling passage 41 toward the second insertion hole 86. The gas flow path 72 is a second branch path M that branches off from the first branch path L.

具体的には、圧縮エアの残りの一部は、入口側整流部材851の左端から第1ボディ854aの内部を通過する。第1ボディ854aの左端から右端に向けて流れると、複数の入口側フィン855aの方向変換部857aによって軸方向に沿った流れから周方向に沿った圧縮エアの流れへと変化する。このとき、入口側整流部材851の下流側に圧縮エアが流出するとき、圧縮エアが旋回した旋回流となる。圧縮エアの旋回方向は、ロータ34の回転方向Rである(図7中、反時計回り)。旋回した圧縮エアが、複数の第1開口部411(入口413)から冷却通路41へと導入される。同時に、旋回した圧縮エアが、環状の気体流路72の左端から気体流路72へと導入される。 Specifically, a portion of the remaining compressed air passes through the interior of the first body 854a from the left end of the inlet-side straightening member 851. As it flows from the left end to the right end of the first body 854a, the direction changers 857a of the multiple inlet-side fins 855a change the compressed air flow from an axial direction to a circumferential direction. At this time, when the compressed air flows out downstream of the inlet-side straightening member 851, it becomes a swirling flow. The swirling direction of the compressed air is the rotational direction R of the rotor 34 (counterclockwise in Figure 7). The swirling compressed air is introduced into the cooling passage 41 through the multiple first openings 411 (inlets 413). At the same time, the swirling compressed air is introduced into the annular gas flow passage 72 from the left end of the gas flow passage 72.

冷却通路41及び気体流路72に沿って圧縮エアが流れた後、冷却通路41から第2開口部412(出口414)を通じて圧縮エアが第2空間853bに流出する。気体流路72の右端から圧縮エアが第2空間853bに流出する。第2空間853bにおいて、圧縮エアが出口側整流部材852の複数の出口側フィン855bの間を通過する。出口側フィン855bの方向変換部857bによって、圧縮エアの流れが、旋回した状態から軸方向に沿った流れへと変化する。軸方向に向かう圧縮エアは、冷却通路41及び気体流路72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、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、収容室22に流入した圧縮エアは、エアカーテンとして機能する。 After flowing along the cooling passage 41 and the gas flow path 72, the compressed air flows from the cooling passage 41 through the second opening 412 (outlet 414) into the second space 853b. The compressed air flows out from the right end of the gas flow path 72 into the second space 853b. In the second space 853b, the compressed air passes between the outlet-side fins 855b of the outlet-side straightening member 852. The direction change portions 857b of the outlet-side fins 855b change the flow of compressed air from a swirling state to an axial flow. The axially flowing compressed air reaches the third sub-branch passage 941 (the second distal end 861 of the second insertion hole 86) from the cooling passage 41 and the gas flow path 72, forming an air curtain that seals off the lubricating oil supplied to the second bearing 84. In this way, the compressed air that flows into the housing chamber 22 functions as an air curtain.

図6に示すように、ガイド部材96の裾部98には、3個の導入口104が形成されている。図6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を介してガイド部材96の縮径部100の中継室106に進入する。 As shown in FIG. 6, three inlets 104 are formed in the bottom portion 98 of the guide member 96. FIG. 6 shows only one of these. One inlet 104 is connected to the second downstream communication hole 1701 (not shown). Another inlet 104 is connected to the second downstream communication hole 1702 (shown). Another inlet 104 is connected to the second downstream communication hole 1703 (not shown). Therefore, compressed air output from the second downstream communication holes 1701-1703 enters the relay chamber 106 of the reduced diameter portion 100 of the guide member 96 via the inlets 104.

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分流エアの圧力が低下する。 The relay chamber 106 is connected to the insertion hole 108 formed in the top portion 102. The width of the relay chamber 106 increases as it approaches the insertion hole 108 and the fourth sub-branch path 942. As a result, the pressure of the diverted air decreases as the compressed air flows through the relay chamber 106.

中継室106の出口414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。 The outlet 414 of the relay chamber 106 faces the small-diameter cylindrical portion 242 of the compressor wheel 222. Therefore, the compressed air that enters the relay chamber 106 comes into contact with the small-diameter cylindrical portion 242 of the compressor wheel 222. The compressed air is then divided into compressed air that flows toward the fourth sub-branch path 942 and compressed air that flows toward the outlet path 943. As a result, the pressure of the compressed air that flows along the fourth sub-branch path 942 toward the second proximal end 862 of the second insertion hole 86 decreases.

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。 The compressed air that reaches the second proximal end 862 of the second insertion hole 86 from the fourth sub-branch passage 942 forms an air curtain that seals the lubricating oil supplied to the second bearing 84. Furthermore, the compressed air that flows into the outlet passage 943 is directed toward the inside of the first end (open end) of the shroud case 220. This compressed air is then sucked back into the compressor wheel 222.

メインハウジング16には、排気路172(第1排出路)が形成されている。第1分岐路Lに到達した圧縮エアと、第2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。 An exhaust path 172 (first exhaust path) is formed in the main housing 16. Compressed air that reaches the first branch path L and the second branch path M is exhausted to the outside of the main housing 16 via the exhaust path 172.

回転電機システム10は、図示しない潤滑油流路を通じて第1及び第2ベアリング74、84に潤滑油が循環して冷却される。第1及び第2ベアリング74、84の潤滑及び冷却に使用された潤滑油は、メインハウジング16の外部に排出される。回転電機ハウジング14の内部に供給された圧縮エア及び潤滑油は、図示しない気液分離装置に回収される。気液混合物が潤滑油とエアとに分離される。潤滑油は、図示しない循環ポンプによって気液分離装置(不図示)から吐出され潤滑油流路に再供給される。一方、圧縮エアは、図示しない排出口を通じて大気に放出される。 The rotating electrical machine system 10 is cooled by circulating lubricating oil through a lubricating oil flow path (not shown) to the first and second bearings 74, 84. The lubricating oil used to lubricate and cool the first and second bearings 74, 84 is discharged to the outside of the main housing 16. The compressed air and lubricating oil supplied to the interior of the rotating electrical machine housing 14 are recovered in a gas-liquid separator (not shown). The gas-liquid mixture is separated into lubricating oil and air. The lubricating oil is discharged from the gas-liquid separator (not shown) by a circulation pump (not shown) and resupplied to the lubricating oil flow path. Meanwhile, the compressed air is released into the atmosphere through an exhaust port (not shown).

次に、ガスタービンエンジン200について説明する。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。 Next, the gas turbine engine 200 will be described. As shown in FIG. 13, the gas turbine engine 200 includes an engine housing 202 and an output shaft 204 that rotates within the engine housing 202. The engine housing 202 includes an inner housing 2021 and an outer housing 2022. The inner housing 2021 is connected to the second sub-housing 20 of the rotating electrical machine system 10. The outer housing 2022 is connected to the inner housing 2021. The outer housing 2022 is the housing main body.

図1及び図12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。 As shown in Figures 1 and 12, the inner housing 2021 has a first annular portion 206, a second annular portion 208, and a plurality of legs 210. The first annular portion 206 is connected to the second sub-housing 20. The diameter of the second annular portion 208 is larger than the diameter of the first annular portion 206. The legs 210 connect the first annular portion 206 and the second annular portion 208. In the illustrated example, the number of legs 210 is six. However, the number of legs 210 is determined depending on the connection strength required between the gas turbine engine 200 and the rotating electrical system 10. In other words, the number of legs 210 is not limited to six as in the illustrated example.

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。 A cylindrical cover portion 212 protrudes from the central opening of the second annular portion 208 toward the rotating electrical machine system 10. The right ends of the legs 210 are connected to both cylindrical cover portions 212. An air intake space 214 is formed between the legs 210.

図12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413は、脚部210の、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414は、第1円環部206の、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414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414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。 As shown in Figures 12 and 13, bleed passages 216 are individually formed inside the six leg portions 210. The inlets 413 of the bleed passages 216 are individually formed at the connection points of the leg portions 210 with the cylindrical cover portion 212. The outlets 414 of the bleed passages 216 are individually formed on the end surface of the first annular portion 206 facing the second sub-housing 20. All of the outlets 414 of the bleed passages 216 are located on the circumference of an imaginary circle. Therefore, all of the outlets 414 of the bleed passages 216 overlap with the collecting passage 162, which is formed in an annular shape. In other words, all of the multiple bleed passages 216 are connected to the collecting passage 162. In this way, compressed air from the multiple bleed passages 216 flows into and collects in the collecting passage 162.

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。 An air vent hole 217 is formed in the leg portion 210. The air vent hole 217 extends linearly from the inner wall to the outer wall of the cylindrical cover portion 212. The air vent hole 217 can also extend from the inner wall of the cylindrical cover portion 212 to the outer wall of the leg portion 210. There may be one or more air vent holes 217. Furthermore, it is not necessary to form an air vent hole 217.

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。 As shown in Figure 13, an annular engagement recess 218 is formed on the right end surface of the second annular portion 208. The engagement recess 218 positions and fixes the shroud case 220 and the diffuser 226.

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。 The gas turbine engine 200 further includes a shroud case 220, a compressor wheel 222, a turbine wheel 224, a diffuser 226, a combustor 228, and a nozzle 230.

シュラウドケース220は中空体であり、ガイド部材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、ガイド部材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の、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。 The shroud case 220 is hollow and larger than the guide member 96. The small-diameter left end of the shroud case 220 faces the guide member 96. The large-diameter right end of the shroud case 220 is inserted into the cylindrical cover portion 212 of the inner housing 2021. The shroud case 220 gradually reduces in diameter from the right end to the left end, but the tip of the left end is curved so as to expand radially outward.

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、ガイド部材96の頂部102が進入している。シュラウドケース220の、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。 The left end of the shroud case 220 is exposed to the intake space 214. The top 102 of the guide member 96 extends into the interior of the left end of the shroud case 220. An annular blocking flange 232 is provided on the curved side peripheral wall of the shroud case 220. The outer edge of the blocking flange 232 abuts against the inner walls of the cylindrical cover portion 212 and the leg portion 210.

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に進入するときのチャンバ236への入口413である。 An air bleed port 234 is formed in the side wall of the shroud case 220 between the blocking flange portion 232 and the first engaging protrusion 238. The air bleed port 234 extends from the inner surface to the outer surface of the side wall of the shroud case 220. The air bleed port 234 is the inlet 413 to the chamber 236 through which compressed air enters the chamber 236.

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。 The chamber 236 is located between the bleed port 234 and the bleed passage 216. That is, the chamber 236 connects the bleed port 234 and the bleed passage 216. The chamber 236 is also open to the atmosphere via the air vent hole 217.

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。 A first engagement protrusion 238 protrudes from the right end of the shroud case 220 toward the second annular portion 208. The first engagement protrusion 238 engages with the engagement recess 218 of the second annular portion 208. This engagement, together with the outer edge of the blocking flange portion 232 abutting against the inner walls of the cylindrical cover portion 212 and the leg portion 210, positions and fixes the shroud case 220 to the inner housing 2021. At the same time, a chamber 236 is formed, surrounded by the leg portion 210, the cylindrical cover portion 212, the second annular portion 208, the blocking flange portion 232 of the shroud case 220, the side peripheral wall, and the first engagement protrusion 238. The chamber 236 forms a ring shape surrounding the shroud case 220.

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39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6に示すように、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。小径円筒部242は、ガイド部材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。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。 The compressor wheel 222 and turbine wheel 224 can rotate integrally with the rotating shaft 39 and output shaft 204. That is, as shown in FIG. 6, the compressor wheel 222 has a small-diameter cylindrical portion 242 at its left end. The small-diameter cylindrical portion 242 enters the insertion hole 108 formed in the guide member 96. A first external spline 239 is formed on the inner wall of the small-diameter cylindrical portion 242. The first external spline 239 meshes with the first internal spline 66 formed on the right open end 442 of the outer shaft 44.

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39)に連結される。 The right open end 442 of the outer shaft 44 is press-fit into the hollow interior of the small diameter cylindrical portion 242. As a result, the inner peripheral wall of the left opening of the small diameter cylindrical portion 242 presses the outer peripheral wall of the right open end 442 of the outer shaft 44 radially inward. The compressor wheel 222 is connected to the outer shaft 44 (rotating shaft 39) by the above-mentioned meshing and press-fitting.

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。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の、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の、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。 A through hole 240 extending in the left-right direction is formed at the diametric center of the compressor wheel 222. A second external spline 246 is engraved on the inner wall of the through hole 240 at the left end. The diameter of the through hole 240 at the point where it connects to the hollow interior of the small-diameter cylindrical portion 242 is slightly smaller than other points. For this reason, an inner flange portion 248 is provided on the compressor wheel 222 near the opening of the through hole 240 on the small-diameter cylindrical portion 242 side. The diameter of the through hole 240 is smallest at the location where the inner flange portion 248 is provided.

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の、貫通孔240から突出した左端は、回転シャフト39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39と出力シャフト204とが連結される。 The output shaft 204 provided on the turbine wheel 224 is inserted into the through-hole 240. The left end of the output shaft 204 extends to approximately the same position as the left end of the small-diameter cylindrical portion 242 of the compressor wheel 222. As described above, the outer peripheral wall of the right open end 442 of the outer shaft 44 is inserted into the hollow interior of the small-diameter cylindrical portion 242. Therefore, the left end of the output shaft 204 protruding from the through-hole 240 enters the connecting hole 62 of the rotating shaft 39. A male thread 252 is formed on the left end of the output shaft 204. The male thread 252 is threaded into a female thread 64 formed on the inner wall of the connecting hole 62. This threading connects the rotating shaft 39 and the output shaft 204.

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。 A second internal spline 254 is formed near the left end of the output shaft 204. The second internal spline 254 meshes with a second external spline 246 formed on the inner circumferential wall of the through-hole 240. The left end of the output shaft 204 is press-fit into the inner flange portion 248.

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。 As shown in FIG. 13, a ring member 256 is interposed between the compressor wheel 222 and the turbine wheel 224. The ring member 256 is made of a heat-resistant metal material such as a nickel-based alloy.

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。 As shown in FIG. 14, the ring member 256 has a fitting hole 258 extending from the compressor wheel 222 to the turbine wheel 224. Furthermore, the outer peripheral wall of the ring member 256 has a plurality of (e.g., three) labyrinth-forming protrusions 264 formed thereon. The labyrinth-forming protrusions 264 protrude radially outward from the ring member 256 and extend circumferentially along the outer peripheral wall. As described below, the labyrinth-forming protrusions 264 prevent burned fuel (exhaust gas) generated in the combustor 228 from flowing back into the compressor wheel 222.

コンプレッサホイール222の、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の、コンプレッサホイール222を向く左端面からは、出力シャフト204が延出する。また、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。 An annular protrusion 268 protrudes from the right end surface of the compressor wheel 222 facing the turbine wheel 224. When the left end surface of the ring member 256 seats on the right end surface of the compressor wheel 222, the annular protrusion 268 fits into the fitting hole 258. Meanwhile, the output shaft 204 extends from the left end surface of the turbine wheel 224 facing the compressor wheel 222. A fitting protrusion 270 that surrounds the output shaft 204 protrudes from the left end surface. When the right end surface of the ring member 256 seats on the left end surface of the turbine wheel 224, the top surface of the fitting protrusion 270 fits into the fitting hole 258. As a result, portions of the compressor wheel 222 and the turbine wheel 224 are fitted into the fitting hole 258. In this state, the ring member 256 is sandwiched between the compressor wheel 222 and the turbine wheel 224.

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、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、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。 The labyrinth-forming protrusion 264 is surrounded by an intermediate plate 266 within the hollow interior of the outer housing 2022 (see Figure 13). The labyrinth-forming protrusion 264 is inserted into a hole 272 formed in the intermediate plate 266. A labyrinth flow path is formed by the inner wall of the hole 272 and the labyrinth-forming protrusion 264 abutting against this inner wall. Compressed air generated by the compressor wheel 222 reaches the labyrinth-forming protrusion 264 via the back surface of the compressor wheel 222. Meanwhile, combustion gas from the turbine wheel 224 reaches the labyrinth-forming protrusion 264. Because the pressure of the compressed air is higher than the pressure of the combustion gas, the combustion gas is prevented from passing through the labyrinth-forming protrusion 264 and flowing into the space surrounding the compressor wheel 222.

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。 As shown in FIG. 13 , within the hollow interior of the outer housing 2022, portions of the shroud case 220 and compressor wheel 222, as well as the intermediate plate 266, are surrounded by the diffuser 226. A second engagement protrusion 273 is formed on the left end of the diffuser 226. The second engagement protrusion 273, together with the first engagement protrusion 238 of the shroud case 220, engages with the engagement recess 218. This engagement positions and fixes the diffuser 226 to the inner housing 2021.

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、環状の燃焼エア流路274が形成される。燃焼エア流路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。 In the hollow interior of the outer housing 2022, the turbine wheel 224 is surrounded by a nozzle 230, which is in turn surrounded by a combustor 228. An annular combustion air flow path 274 is formed between the combustor 228 and the outer housing 2022. The combustion air flow path 274 is a passage through which combustion air flows. A fuel supply nozzle 275 is positioned and fixed to the right end face of the outer housing 2022. The fuel supply nozzle 275 supplies fuel to the combustor 228.

燃焼器228には、燃焼エア流路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。 The combustor 228 is formed with relay holes 276 that connect the combustion air flow path 274 to the interior of the combustor 228. As described below, combustion air compressed by the compressor wheel 222 passes through the diffuser 226, the combustion air flow path 274, and the relay holes 276 and reaches the interior of the combustor 228. The combustor 228 also has micropores (not shown). The air discharged from the micropores forms an air curtain that cools the interior of the combustor 228.

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。 The nozzle 230 has a section that surrounds the largest diameter portion of the turbine wheel 224. This section has a delivery hole (not shown) formed in it for supplying combusted fuel together with combustion air to the turbine wheel 224. Hereinafter, combusted fuel will also be referred to as "burned fuel." "Burned fuel" is synonymous with "combustion gas" or "exhaust gas after combustion."

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、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。 An exhaust port 280 opens at the right end of the outer housing 2022 and the nozzle 230. After passing through the discharge holes and entering the nozzle 230, the burned fuel is blown out of the outer housing 2022 through the exhaust port 280 by the rotating turbine wheel 224. Although not specifically shown, the exhaust port 280 is provided with an exhaust pipe for discharging the burned fuel.

本実施形態に係る複合動力システム400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400の作用効果について説明する。以下、図7に示すロータ34の左端から見て、回転電機システム10のロータ34が反時計回り(回転方向R)に回転する場合について説明する。 The combined power system 400 according to this embodiment is basically configured as described above. Next, the effects of the combined power system 400 will be explained. Below, we will explain the case where the rotor 34 of the rotating electrical machine system 10 rotates counterclockwise (rotation direction R) when viewed from the left end of the rotor 34 shown in Figure 7.

先ず、バッテリ146から直流電流が供給される。図2及び図11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の磁石38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39が回転方向Rに回転を開始する。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39を回転させるようにしてもよい。 First, DC current is supplied from the battery 146. The conversion circuit 152 of the current converter 150 shown in Figures 2 and 11 converts this DC current into AC current. The AC current is supplied to the electromagnetic coils 110 (U-phase coil, V-phase coil, and W-phase coil) via the U-phase terminal 1441, V-phase terminal 1442, and W-phase terminal 1443. When the AC current flows through the electromagnetic coils 110, an alternating magnetic field is generated in the stator 36. As a result, attractive and repulsive forces act alternately between the electromagnetic coil 110 and the magnet 38 of the rotor 34. As a result, the rotating shaft 39 begins to rotate in the rotation direction R. Alternatively, the rotating shaft 39 may be rotated by a known starter (not shown).

ここで、図6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39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。 As shown in FIG. 6 , a first internal spline 66 is formed on the outer peripheral wall of the right open end 442 of the outer shaft 44, and a first external spline 239 is formed on the inner wall of the small-diameter cylindrical portion 242 of the compressor wheel 222. The first internal spline 66 and the first external spline 239 mesh with each other. Furthermore, a second internal spline 254 is formed on the output shaft 204, and a second external spline 246 is formed on the inner wall of the through hole 240 of the compressor wheel 222. The second internal spline 254 and the second external spline 246 mesh with each other. Therefore, the rotational torque of the rotating shaft 39 is quickly transmitted to the output shaft 204 via the compressor wheel 222.

すなわち、回転シャフト39が回転方向Rに回転を開始すると、回転シャフト39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39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。 In other words, when the rotating shaft 39 begins to rotate in the rotational direction R, the output shaft 204 also begins to rotate integrally with the rotating shaft 39. Accordingly, the compressor wheel 222 and turbine wheel 224 supported on the output shaft 204 rotate integrally with the output shaft 204. As described above, by meshing the first internal spline 66 with the first external spline 239 and meshing the second internal spline 254 with the second external spline 246, the rotational torque of the rotating shaft 39 can be sufficiently transmitted to the output shaft 204.

しかも、回転シャフト39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39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。 In addition, the right end of the rotating shaft 39 is press-fitted into the hollow interior of the small-diameter cylindrical portion 242 of the compressor wheel 222. Furthermore, the left end of the output shaft 204 is press-fitted into the inner flange portion 248 of the compressor wheel 222. Therefore, the axis of the rotating shaft 39 and the axis of the output shaft 204 are precisely aligned. This sufficiently prevents the output shaft 204 from rotating eccentrically or vibrating.

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の間にリング部材256が介装されている。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400の小型化を図ることができる。 In addition, as shown in FIG. 14, a ring member 256 is interposed between the compressor wheel 222 and the turbine wheel 224. An annular protrusion 268 on the right end surface of the compressor wheel 222 and a mating protrusion 270 on the left end surface of the turbine wheel 224 are fitted into a fitting hole 258 of the ring member 256. This fit also contributes to suppressing eccentric rotation (vibration) of the output shaft 204. Therefore, there is no need to provide a mechanism to suppress vibration. There is also no need to increase the diameter of the output shaft 204. This allows the combined power system 400 to be made more compact.

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。 Furthermore, a frictional force is generated between the right end face of the compressor wheel 222 and the left end face of the ring member 256. A frictional force is also generated between the right end face of the ring member 256 and the left end face of the turbine wheel 224. This frictional force causes the compressor wheel 222, ring member 256, and turbine wheel 224 to adhere to one another. This prevents the wheels 222, 224 from rotating out of alignment.

さらにまた、複合動力システム400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。 Furthermore, when assembling the combined power system 400, the above-described fitting allows the compressor wheel 222 and turbine wheel 224 to be aligned (centered) with respect to the output shaft 204. In this manner, it is preferable to provide a ring member 256 between the two wheels 222, 224, and to individually fit portions of the two wheels 222, 224 into the fitting holes 258 of the ring member 256. This makes it easier to center the compressor wheel 222 and turbine wheel 224 with respect to the output shaft 204.

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、ガイド部材96が位置している。上記したように、ガイド部材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、ガイド部材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。ガイド部材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、ガイド部材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。 As a result of the above rotation, as shown in FIG. 13, air is drawn into the shroud case 220 through the intake space 214 between the legs 210 of the inner housing 2021. Here, the guide member 96 is located at the diametric center of the inner housing 2021. As described above, the guide member 96 has a mountain-like shape that narrows in diameter as it approaches the shroud case 220. Furthermore, the surface of the narrowing diameter portion 100 is smooth. Therefore, the guide member 96 straightens the drawn air toward the shroud case 220. Because the right end of the guide member 96 enters the left end opening of the shroud case 220, the air is efficiently guided into the shroud case 220. In this way, by giving the guide member 96 the above-described shape and having the top portion 102 enter the shroud case 220, air can be efficiently collected by the shroud case 220.

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。 The air drawn into the shroud case 220 flows between the compressor wheel 222 and the shroud case 220. Because the space between the compressor wheel 222 and the shroud case 220 is sufficiently narrow compared to the left opening of the shroud case 220, the air is compressed during this flow. In other words, compressed air is generated.

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から分流し、チャンバ236に流入する。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に流入した分流エアは、チャンバ236に一時的に貯留される。 An air bleed port 234 is formed in the shroud case 220. As a result, a portion of the compressed air is diverted from the air bleed port 234 and flows into the chamber 236. The chamber 236 is annular and has a volume larger than the volume of the air bleed port 234. As a result, the diverted air that flows into the chamber 236 is temporarily stored in the chamber 236.

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、分配された分流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内の分流エアの圧力が揃う。換言すれば、分流エアの圧力が均一化される。このように、チャンバ236は、分流エアの圧力を略一定に調整する圧力調整室である。 Since multiple bleed passages 216 are formed, compressed air is distributed from chamber 236 to each bleed passage 216. In this case, the pressure of the distributed diverted air may differ. However, in this embodiment, the compressed air that passes through bleed port 234 flows into a single annular chamber 236. This makes the pressure of the diverted air within chamber 236 uniform. In other words, the pressure of the diverted air is made uniform. In this way, chamber 236 is a pressure adjustment chamber that adjusts the pressure of the diverted air to a substantially constant level.

抽気口234から流入した分流エアは、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、分流エアは、チャンバ236に流入することで拡散する。このため、分流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。 As mentioned above, the diverted air flowing in from the bleed port 234 is part of the compressed air and is under high pressure. Here, because the volume of the chamber 236 is larger than the volume of the bleed port 234, the diverted air diffuses as it flows into the chamber 236. This reduces the pressure of the diverted air. As can be seen from this, the chamber 236 also serves as a buffer chamber that reduces the pressure of the compressed air.

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内の分流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。 In addition to the bleed passage 216, the inner housing 2021 is also formed with an air vent hole 217. Excess compressed air is released outside the gas turbine engine 200 (to the atmosphere) through the air vent hole 217. This prevents the pressure of the diverted air in the chamber 236 from rising excessively. In other words, the air vent hole 217 makes it easy to adjust the pressure in the chamber 236.

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413が開口している。このため、チャンバ236内の分流エアは、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、この時点で分流エアの圧力は略一定である。 In the chamber 236, the inlets 413 of the bleed passages 216, which are individually formed in each of the six legs 210, open. Therefore, the diverted air in the chamber 236 then flows individually through the six bleed passages 216, thereby proceeding toward the second sub-housing 20. As described above, the pressure of the diverted air is approximately constant at this point.

図12に示すように、6個の抽気通路216の出口414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を流通した分流エアは、集合流路162に流入して集合し、且つ集合流路162に沿って円環状に拡散する。この過程で、分流エアの圧力がさらに均一化される。 As shown in Figure 12, the outlets 414 of the six bleed passages 216 all overlap the collecting passage 162. Therefore, the diverted air that has flowed through the six bleed passages 216 flows into the collecting passage 162, where it collects and then diffuses in a circular pattern along the collecting passage 162. In this process, the pressure of the diverted air is further equalized.

分流エアは、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、分流エアの一部が、第1下流連通孔1681~1683から排出される。また、分流エアの残部が、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から排出される分流エアを「第1分流エア」と表記する。第2下流連通孔1701~1703から排出される分流エアを「第2分流エア」と表記する。 The diverted air then flows from the collecting flow path 162 into three upstream communication holes 164, and then flows separately along three air relay paths 166. A portion of the diverted air is then discharged from the first downstream communication holes 1681-1683. The remainder of the diverted air is discharged from the second downstream communication holes 1701-1703. Hereinafter, the diverted air discharged from the first downstream communication holes 1681-1683 will be referred to as "first diverted air." The diverted air discharged from the second downstream communication holes 1701-1703 will be referred to as "second diverted air."

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。 The path of the first diverted air will now be explained. The first downstream communication hole 1681 is connected to the hollow interior of the first hollow pipe section 1601. The first downstream communication hole 1682 is connected to the hollow interior of the second hollow pipe section 1602. The first downstream communication hole 1683 is connected to the hollow interior of the third hollow pipe section 1603. Therefore, the first diverted air flows through the hollow interiors of the first hollow pipe section 1601 to the third hollow pipe section 1603 shown in FIG. 1 etc., and flows from the second end to the first end of the rotating electric machine housing 14.

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。このため、ガスタービンエンジン200又は回転電機システム10に、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400の小型化を図ることができる。 The first hollow pipe section 1601 to the third hollow pipe section 1603 are located on the outer periphery of the cooling jacket 24. A cooling medium is already flowing through the cooling jacket 24. Therefore, as the first diverted air flows along the first hollow pipe section 1601 to the third hollow pipe section 1603, the heat of the first diverted air is sufficiently conducted to the cooling medium. This results in the first diverted air having a relatively low temperature. In other words, in this embodiment, the first diverted air can be lowered in temperature by the cooling jacket 24, which cools the rotating electric machine 12, the current converter 150, etc. Therefore, there is no need to provide separate cooling equipment for cooling the curtain air in the gas turbine engine 200 or the rotating electric machine system 10. This eliminates the need to provide separate cooling equipment for cooling the curtain air in the gas turbine engine 200 or the rotating electric machine system 10. This allows the combined power system 400 to be more compact.

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、相互連通孔を介して第1ケーシング26の中空内部(内部空間)に流入する。一方、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の内部空間に流入する。従って、第1ケーシング26内では、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。 The first diverted air that has flowed through the first hollow tube section 1601 flows into the internal space of the second casing 28, as shown in Figure 2. This forms an air curtain inside the second casing 28. The excess first diverted air flows into the hollow interior (internal space) of the first casing 26 via the interconnecting holes. Meanwhile, the first diverted air that has flowed through each of the second hollow tube section 1602 and the third hollow tube section 1603 flows into the internal space of the first casing 26. Therefore, an air curtain is formed inside the first casing 26 by the first diverted air that has flowed through the first hollow tube section 1601 to the third hollow tube section 1603.

第1ケーシング26内の余剰の第1分流エアは、図3に示すように、メインハウジング16に形成された収容室22に流入する。このことから理解されるように、第1ケーシング26及び第2ケーシング28の内部空間は、第1分流エアの流通経路における上流である。メインハウジング16の収容室22は、第1分流エアの流通経路における下流である。 As shown in Figure 3, the excess first diverted air in the first casing 26 flows into the storage chamber 22 formed in the main housing 16. As can be seen from this, the internal spaces of the first casing 26 and the second casing 28 are upstream in the flow path of the first diverted air. The storage chamber 22 of the main housing 16 is downstream in the flow path of the first diverted air.

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、収容室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。 The first casing 26 and the second casing 28 are disposed at the first end (left end) of the main housing 16. Therefore, the first diverted air flows into the left end of the accommodating chamber 22. The first diverted air then enters the clearance between the outer wall of the cylindrical protrusion 76 and the insulating substrate 112. This clearance is the inner hole of the stator 36.

第1分流エアは、その後、連通孔856を通じて第1分岐路L(第1空間853a)に配置された入口側整流部材851の内部に導入される。第1分流エアの一部は、入口側整流部材851の第1ボディ854aの左端から第1挿入孔78に向かって流通する。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。第1分流エアの一部は、入口側整流部材851によって整流されない。 The first diverted air flow is then introduced into the inlet-side rectifying member 851 arranged in the first branch channel L (first space 853a) through the communication hole 856. A portion of the first diverted air flow flows from the left end of the first body 854a of the inlet-side rectifying member 851 toward the first insertion hole 78. A portion of the first diverted air flow that has flowed toward the first insertion hole 78 reaches the first proximal end 782 of the first insertion hole 78. At this first proximal end 782, a portion of the first diverted air becomes an air curtain for the first bearing 74. A portion of the first diverted air flow is not rectified by the inlet-side rectifying member 851.

第1分流エアの残部は、入口側整流部材851の左端から右端に向けて第1ボディ854aの内部を通過する。第1分流エアは、入口側整流部材851に対して軸方向に沿って導入される。第1分流エアが、複数の入口側フィン855aの第1フィン端858aから方向変換部857aに沿って第2フィン端859aに向けて流れる。これにより、第1分流エアは、図7及び図9に示す回転シャフト39の左端から見て、徐々に反時計回りに旋回する旋回流となる。第1分流エアは、入口側フィン855aの第2フィン端859aから下流に向けて旋回しながら導出される。すなわち、入口側整流部材851を第1分流エアが通過することで、ロータ34の回転方向Rと同一方向に第1分流エアが旋回する。旋回した第1分流エアの残部は、第2分岐路Mである気体流路72に供給されると共に、回転シャフト39の冷却通路41へと供給される。第1分流エアの残部は、環状の気体流路72に沿って回転シャフト39の右端に向けて流通する。第1分流エアの残部は、第1開口部411(入口413)を通じて各冷却通路41の内部に導入され、冷却通路41に沿って回転シャフト39の右端に向けて流通する。第1分流エアが、ロータ34の回転方向と同一方向に旋回しているため、第1分流エアが、各冷却通路41及び気体流路72に円滑に流入する。 The remainder of the first diverted air flows through the interior of the first body 854a from the left end to the right end of the inlet-side straightening member 851. The first diverted air is introduced axially into the inlet-side straightening member 851. The first diverted air flows from the first fin end 858a of the multiple inlet-side fins 855a along the direction change portion 857a toward the second fin end 859a. As a result, the first diverted air becomes a swirling flow that gradually swirls counterclockwise when viewed from the left end of the rotating shaft 39 shown in Figures 7 and 9. The first diverted air is discharged downstream from the second fin end 859a of the inlet-side fin 855a while swirling. In other words, as the first diverted air passes through the inlet-side straightening member 851, the first diverted air swirls in the same direction as the rotation direction R of the rotor 34. The remainder of the swirling first diverted air is supplied to the gas flow path 72, which is the second branch path M, and is also supplied to the cooling passages 41 of the rotating shaft 39. The remainder of the first diverted air flows along the annular gas flow path 72 toward the right end of the rotating shaft 39. The remainder of the first diverted air is introduced into each cooling passage 41 through the first openings 411 (inlets 413) and flows along the cooling passages 41 toward the right end of the rotating shaft 39. Because the first diverted air swirls in the same direction as the rotation of the rotor 34, the first diverted air flows smoothly into each cooling passage 41 and the gas flow path 72.

第1分流エアの残部は、気体流路72の右端に向けて軸方向に流通する。第1分流エアの残部は、複数の冷却通路41の第1開口部411(入口413)から平行部455に沿って軸方向に流通する。このとき、ロータ34の回転に伴って生じる遠心力によって、傾斜部456から第2開口部412(出口414)に向けて負圧が発生する。この負圧によって、圧縮エアは、平行部455から傾斜部456に向かう流れが促進され円滑に出口414に向けて流れる。 The remainder of the first diverted air flows axially toward the right end of the gas flow path 72. The remainder of the first diverted air flows axially from the first openings 411 (inlets 413) of the multiple cooling passages 41 along the parallel portion 455. At this time, centrifugal force generated by the rotation of the rotor 34 generates negative pressure from the inclined portion 456 toward the second openings 412 (outlet 414). This negative pressure promotes the flow of compressed air from the parallel portion 455 toward the inclined portion 456, allowing it to flow smoothly toward the outlet 414.

第1分流エアは、気体流路72の右端及び冷却通路41の第2開口部412から第2空間853bの出口側整流部材852の内部へ流出する。これにより、複数の冷却通路41を流れる第1分流エアによって、ロータ34及び磁石38が効果的に冷却される。気体流路72を流れる第1分流エアによって、磁石38を含むロータ34及びステータ36が効果的に冷却される。 The first diverted air flows out from the right end of the gas flow path 72 and the second opening 412 of the cooling passage 41 into the interior of the outlet-side straightening member 852 in the second space 853b. As a result, the rotor 34 and magnets 38 are effectively cooled by the first diverted air flowing through the multiple cooling passages 41. The rotor 34 and stator 36, including the magnets 38, are effectively cooled by the first diverted air flowing through the gas flow path 72.

第2空間853bにおいて、第1分流エアの残部は、出口側整流部材852の出口側フィン855bの第2フィン端859bから方向変換部857bに沿って第1フィン端858bに向けて流れる。第1分流エアの残部は、複数の出口側フィン855bによって整流され、ロータ34の回転方向Rと同一方向へ向かう圧縮エアの旋回力が徐々に小さくなる。第1分流エアの残部は、軸方向に沿って流れる直線的な流れへと変化して下流側に流通する。出口側整流部材852によって第1分流エアが整流された後、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。 In the second space 853b, the remainder of the first diverted air flows from the second fin end 859b of the outlet fin 855b of the outlet rectifying member 852 along the direction change portion 857b toward the first fin end 858b. The remainder of the first diverted air is rectified by the multiple outlet fins 855b, and the swirling force of the compressed air flowing in the same direction as the rotational direction R of the rotor 34 gradually decreases. The remainder of the first diverted air changes to a linear flow along the axial direction and flows downstream. After being rectified by the outlet rectifying member 852, the first diverted air passes through the third sub-branch channel 941 and reaches the second distal end 861 of the second insertion hole 86. At this second distal end 861, the remainder of the first diverted air becomes an air curtain for the second bearing 84.

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岐する。その後、第1分流エアは、後述する第2分流エアと共にメインハウジング16の排気路172に到達する。 In this way, the first diverted air flows into compressed air flowing toward the first insertion hole 78 at the left end (first end) and compressed air flowing toward the second insertion hole 86 at the right end (second end). The first diverted air then reaches the exhaust passage 172 of the main housing 16 along with the second diverted air described below.

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、ガイド部材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(ガイド部材96の中空内部)に流入する。 The path of the second diverted air will now be explained. The second downstream communication holes 1701-1703 overlap with three inlets 104 formed in the bottom portion 98 of the guide member 96. Therefore, the second diverted air flows into the relay chamber 106 (the hollow interior of the guide member 96) through the inlets 104.

上記したように、中継室106の出口414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。 As described above, the outlet 414 of the relay chamber 106 opens at a position facing the small diameter cylindrical portion 242 of the compressor wheel 222. Therefore, the second diverted air that flows into the relay chamber 106 comes into contact with the small diameter cylindrical portion 242. A portion of the second diverted air then flows toward the fourth sub-branch path 942. The remainder of the second diverted air flows toward the outlet path 943.

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。 A portion of the second diverted air reaches the second proximal end 862 of the second insertion hole 86 via the fourth sub-branch channel 942. At this second proximal end 862, this portion forms an air curtain around the second bearing 84. In this way, the second bearing 84 is sandwiched between the remainder of the second diverted air that has reached the second proximal end 862 and the portion of the first diverted air that has reached the second distal end 861.

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。 The remainder of the second diverted air is discharged through outlet passage 943 into the interior of the left end of shroud case 220. As described above, air is being drawn into the left end opening of shroud case 220. Therefore, the remainder of the second diverted air is compressed by compressor wheel 222 together with the drawn-in atmospheric air.

余剰の第1分流エアは、収容室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、収容室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、図示しない気液分離装置に回収される。 The excess first diverted air passes through the storage chamber 22 and reaches the exhaust path 172. The excess second diverted air flows from the second end to the first end of the main housing 16, for example, via the clearance between the inner wall of the storage chamber 22 and the electromagnetic coil 110. The excess second diverted air then reaches the exhaust path 172. The first diverted air and second diverted air that reach the exhaust path 172 are collected in a gas-liquid separator (not shown).

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、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。 As described above, the chamber 236 provided between the inner housing 2021 and the shroud case 220 equalizes the pressure of the curtain air. This prevents pressure distribution in the curtain air. It also prevents surging of the curtain air. This makes it possible to supply curtain air around the first bearing 74 and the second bearing 84 while maintaining a substantially constant pressure.

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。 As described above, the relay chamber 106 becomes wider as it approaches the fourth sub-branch path 942. Furthermore, the second diverted air flowing out of the relay chamber 106 is divided into a portion that flows toward the fourth sub-branch path 942 and a portion that flows toward the outlet path 943. Therefore, the pressure of the second diverted air that reaches the second proximal end 862 is lower than the pressure of the second diverted air before it flows into the relay chamber 106. As a result, the pressure of the first diverted air that reaches the second distal end 861 and the pressure of the second diverted air that reaches the second proximal end 862 are balanced.

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、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。 Compressed air that passes between the shroud case 220 and the compressor wheel 222 without entering the bleed port 234 becomes combustion air. As shown in FIG. 13 , the combustion air flows into the diffuser 226. The combustion air flows from an outlet hole formed in the wall of the diffuser 226 into the combustion air flow path 274 between the combustor 228 and the outer housing 2022. The combustion air then flows into the combustion chamber (the hollow interior of the combustor 228) via the relay hole 276 and fine holes formed in the combustor 228, and the clearance between the combustor 228 and the fuel supply nozzle 275.

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、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。 The combustor 228 is preheated. Therefore, the combustion chamber is also at a high temperature. Fuel is supplied to the high-temperature combustion chamber from the fuel supply nozzle 275. The fuel burns together with the combustion air, becoming high-temperature burned fuel. When this burned fuel is supplied into the nozzle 230 from the delivery hole, it expands within the nozzle 230. This causes the turbine wheel 224 to begin rotating at high speed.

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、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39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。 The output shaft 204 holds a turbine wheel 224. A compressor wheel 222 is also provided on the output shaft 204. Therefore, as the turbine wheel 224 rotates at high speed, the output shaft 204 and the compressor wheel 222 rotate together at high speed. At the same time, the rotating shaft 39 also rotates at high speed. The burned fuel is discharged outside the outer housing 2022 via an exhaust pipe (not shown) provided at the exhaust port 280.

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を果たす。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。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、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。 The ring member 256 interposed between the compressor wheel 222 and the turbine wheel 224 serves as a sealing member that seals the gap between the two wheels 222, 224. Furthermore, as shown in FIG. 14 , multiple labyrinth-forming protrusions 264 are formed on the outer peripheral wall of the ring member 256. The labyrinth-forming protrusions 264 abut against the inner walls of holes 272 formed in the intermediate plate 266. Compressed air generated by the compressor wheel 222 reaches the labyrinth-forming protrusions 264 via the back surface of the compressor wheel 222. Furthermore, combustion gas from the turbine wheel 224 reaches the labyrinth-forming protrusions 264. As described above, the pressure of the compressed air is higher than the pressure of the combustion gas. This prevents the combustion gas from passing through the labyrinth-forming protrusions 264 and flowing into the compressor wheel 222. For these reasons, burned fuel is prevented from entering the through-hole 240, for example, between the two wheels 222, 224.

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11参照)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39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39に対して十分な回転トルクが伝達される。 In Figure 13, when the output shaft 204 begins to rotate at high speed, the supply of current from the battery 146 (see Figure 11) to the electromagnetic coil 110 is stopped. However, as described above, because the turbine wheel 224 is already rotating at high speed, the rotating shaft 39 rotates at high speed integrally with the turbine wheel 224 and output shaft 204. Even at this time, for the same reason as above, sufficient rotational torque is transmitted from the output shaft 204 to the rotating shaft 39.

図3において、出力シャフト204及び回転シャフト39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39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。 In Figure 3, it is preferable that the rotation direction of the output shaft 204 and the rotating shaft 39 be opposite to the rotation direction of the small cap nut 58, large cap nut 60, and male thread portion 252 when they are threaded together. This is because loosening of the small cap nut 58, large cap nut 60, and male thread portion 252 during rotation of the rotating shaft 39 is prevented. Note that a mechanism to prevent loosening may be provided on the small cap nut 58, large cap nut 60, or male thread portion 252.

回転シャフト39が磁石38を保持しているので、磁石38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11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11参照)に供給する。これにより、バッテリ146に充電がなされる。 Since the rotating shaft 39 holds the magnet 38, an AC current is generated in the electromagnetic coil 110 surrounding the magnet 38. The AC current is sent to the current converter 150 shown in Figures 2 and 11 via the U-phase terminal 1441, V-phase terminal 1442, and W-phase terminal 1443. The conversion circuit 152 of the current converter 150 converts this AC current to DC current. When the control circuit 156 of the current converter 150 determines that the output of an external load (e.g., a motor) electrically connected to the battery 146 has decreased, it supplies DC current to the battery 146 (see Figure 11) via the capacitor 154. This charges the battery 146.

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。 During this process, the current converter 150, particularly the conversion circuit 152 and capacitor 154, becomes heated. However, in this embodiment, the conversion circuit 152 and capacitor 154 inside the device case 158 are located close to the cooling jacket 24. This allows the heat from the conversion circuit 152 and capacitor 154 to be quickly conducted to the cooling medium inside the cooling jacket 24. This prevents the conversion circuit 152 and capacitor 154 from becoming excessively hot.

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空間853aを流通する第1分流エアの一部が接触する。ステータ36の内壁及びロータ34の外周には、収容室22の気体流路72を経て第2空間853b(第2挿入孔86)に向かう第1分流エアの残部が接触する。ロータ34の内部には、複数の冷却通路41を通じて第2空間853b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及びロータ34(磁石38)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。 The electromagnetic coil 110 generates heat as current flows through it. A portion of the first diverted air flowing through the first space 853a contacts the left end of the stator 36. The remainder of the first diverted air, which passes through the gas flow path 72 of the housing chamber 22 and heads toward the second space 853b (second insertion hole 86), contacts the inner wall of the stator 36 and the outer periphery of the rotor 34. The remainder of the first diverted air, which passes through the multiple cooling passages 41 and heads toward the second space 853b, contacts the interior of the rotor 34. Therefore, the stator 36 and rotor 34 (magnets 38) are cooled by the first diverted air. A cooling medium also flows through the cooling jacket 24 provided on the main housing 16. The rotating electric machine 12 is quickly cooled by this cooling medium.

本実施形態では、回転電機12を収容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を収容する第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。 In this embodiment, the rotating electric machine housing 14 (main housing 16) that houses the rotating electric machine 12 and the first casing 26 that houses the U-phase terminal 1441, V-phase terminal 1442, and W-phase terminal 1443 are provided separately. Therefore, the heat generated in the stator 36 in the main housing 16 is less likely to affect the U-phase terminal 1441, V-phase terminal 1442, and W-phase terminal 1443 in the first casing 26. Furthermore, when current is applied, the U-phase terminal 1441, V-phase terminal 1442, and W-phase terminal 1443 also generate heat. However, the U-phase terminal 1441, V-phase terminal 1442, and W-phase terminal 1443 are quickly cooled by the first diverted air supplied to the first casing 26.

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及び磁石38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及び磁石38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。 In this way, the first diverted air also serves to cool heat-generating locations in the rotating electric machine system 10. By cooling the electrical terminals (U-phase terminal 1441, V-phase terminal 1442, and W-phase terminal 1443), electromagnetic coil 110, magnet 38, etc., the effects of heat on the output control of the rotating electric machine system 10 are avoided. Furthermore, a reduction in the excitation of the electromagnetic coil 110, magnet 38, etc. due to heat is also avoided. As a result, the reliability of the rotating electric machine system 10 is improved.

さらに、回転電機12を収容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を収容する第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。 Furthermore, because the main housing 16 that houses the rotating electric machine 12 and the first casing 26 that houses the U-phase terminal 1441, V-phase terminal 1442, and W-phase terminal 1443 are provided separately, the rotating electric machine 12 and the electrical terminals are spaced apart from each other. As a result, the U-phase terminal 1441, V-phase terminal 1442, and W-phase terminal 1443 are less susceptible to the effects of vibrations that occur as the rotor 34 rotates. In other words, the U-phase terminal 1441, V-phase terminal 1442, and W-phase terminal 1443 are protected from vibrations. Furthermore, as described above, the lubricating oil in the first bearing 74 and the second bearing 84 prevents seizure. Therefore, the rotating electric machine system 10 has excellent durability.

回転シャフト39が回転する最中、回転シャフト39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39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、電気信号に基づいて回転シャフト39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。 As the rotating shaft 39 rotates, the rotation angle (rotation parameter) of the rotating shaft 39 is detected by the resolver 132. Specifically, the resolver rotor 56, which is fitted onto the left end 422 of the inner shaft 42, rotates integrally with the rotating shaft 39. As a result, an electrical signal generated in the resolver stator 130 is transmitted to the receiver via the transmission connector 136. The receiver reads the electrical signal and calculates the rotation angle of the rotating shaft 39 based on the electrical signal. The receiver sends the calculation result to a control device or the like (not shown). The control device or the like performs an arithmetic operation based on this rotation angle to determine the rotation speed.

レゾルバ132は、回転シャフト39の、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39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。 The resolver 132 is disposed on the protruding tip 46 of the rotating shaft 39, which is exposed from the rotating electric machine housing 14. Therefore, the resolver 132 is less susceptible to the heat generated in the electromagnetic coil 110 of the stator 36 inside the rotating electric machine housing 14. The resolver 132 is also less susceptible to the vibrations generated by the rotation of the rotor 34. In addition, the first bearing 74 and second bearing 84 that support the rotating shaft 39 are provided inside the rotating electric machine housing 14. Therefore, the rotating electric machine housing 14 suppresses the vibrations of the first bearing 74 and second bearing 84. This also makes it difficult for the vibrations to affect the resolver 132.

例えば、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。 For example, in this embodiment, a third sub-branch channel 941 and a fourth sub-branch channel 942 are provided. Alternatively, the first branch channel L may be branched into a first sub-branch channel and a second sub-branch channel. In this case, a portion of the first diverted air is supplied from the first sub-branch channel to the first distal end 781, and a portion of the first diverted air is supplied from the second sub-branch channel to the first proximal end 782. Alternatively, the first branch channel L may be branched into a first sub-branch channel and a second sub-branch channel, and a third sub-branch channel 941 and a fourth sub-branch channel 942 may be provided.

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。 In the gas turbine engine 200, the compressor wheel 222 and turbine wheel 224 can also be arranged in the opposite direction to that shown in Figure 13. In this case, a through hole 240 can be formed in the turbine wheel 224, and the compressor wheel 222 can be provided with an output shaft 204. Alternatively, the compressor wheel 222 and turbine wheel 224 can be centrifugal or axial flow types. As long as the compressor wheel 222 and turbine wheel 224 are arranged on the same axis, a multi-stage compressor wheel and multi-stage turbine wheel that combines centrifugal and axial flow types can also be used.

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39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。 In FIG. 3, the rotating electric machine 12 constituting the rotating electric machine system 10 may be a motor in which the rotating shaft 39 rotates when current is applied to the electromagnetic coil 110. In this case, the U-phase terminal 1441, the V-phase terminal 1442, and the W-phase terminal 1443 are electrical terminals that receive power from the battery 146.

上記した実施形態では、ガスタービンエンジン200で生じた圧縮エアの一部を回転電機ハウジング14に供給する態様を例示している。これに代替し、図15に示すように、外部に設けた圧縮ポンプ320等を気体供給源とすることも可能である。 The above-described embodiment illustrates an example in which a portion of the compressed air generated by the gas turbine engine 200 is supplied to the rotating electrical machine housing 14. Alternatively, as shown in Figure 15, an externally installed compression pump 320 or the like can be used as the gas supply source.

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、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。 In this case, for example, a flow hole 322 is formed in the first casing 26. Compressed air sent from the compression pump 320 flows into this flow hole 322. In addition, a communication hole 324 that connects to the upstream communication hole 164 is formed in the second sub-housing 20. The communication hole 324 is closed with a plug 326. In this state, the compression pump 320 compresses the atmosphere, etc., to obtain compressed air. This compressed air is supplied to the first hollow tube portion 1601 to the third hollow tube portion 1603.

この場合、圧縮エアの全量を燃焼エアとすることができる。 In this case, the entire amount of compressed air can be used as combustion air.

以上のように、本発明の実施形態では、回転電機システム10のロータ34の内部に、冷却用の気体である圧縮エアが流通する冷却通路41を設け、冷却通路41の出口414を、冷却通路41の入口413よりも径方向外方に配置している。これにより、ロータ34が回転したときに働く遠心力によって、冷却通路41内で出口414に向けて負圧を発生させることができる。そのため、冷却通路41の入口413から出口414に向けて圧縮エアの流れを促進することができる。その結果、ロータ34に冷却通路41を形成するという簡素な構成で、冷却通路41に気体を円滑に流通させることができる。 As described above, in this embodiment of the present invention, a cooling passage 41 through which compressed air, a cooling gas, flows is provided inside the rotor 34 of the rotating electrical machine system 10, and the outlet 414 of the cooling passage 41 is positioned radially outward of the inlet 413 of the cooling passage 41. This allows negative pressure to be generated within the cooling passage 41 toward the outlet 414 by centrifugal force acting when the rotor 34 rotates. This promotes the flow of compressed air from the inlet 413 toward the outlet 414 of the cooling passage 41. As a result, with the simple configuration of forming the cooling passage 41 in the rotor 34, gas can be smoothly circulated through the cooling passage 41.

ロータ34において、磁石38を保持する中間部44bに冷却通路41を配置することで、ロータ34が回転したときに発熱しやすい磁石38の近傍を冷却通路41を流れる圧縮エアによって効果的に冷却できる。 By locating the cooling passage 41 in the middle section 44b of the rotor 34, which holds the magnet 38, the area around the magnet 38, which tends to generate heat when the rotor 34 rotates, can be effectively cooled by compressed air flowing through the cooling passage 41.

ロータ34の周方向に等間隔離間して冷却通路41を複数配置することで、複数の冷却通路41を流れる圧縮エアによってロータ34を効果的に冷却することができる。 By arranging multiple cooling passages 41 at equal intervals around the rotor 34, the rotor 34 can be effectively cooled by compressed air flowing through the multiple cooling passages 41.

ロータ34の左方に向かう第1壁面44cに冷却通路41の入口413が開口し、ロータ34において右方に向かう第2壁面44dに出口414が開口する。これにより、ロータ34の外周面ではない第1壁面44c及び第2壁面44dにそれぞれ入口413及び出口414が開口することで、ロータ34の剛性低下を抑制することができる。 The inlet 413 of the cooling passage 41 opens on the first wall surface 44c facing left of the rotor 34, and the outlet 414 opens on the second wall surface 44d facing right of the rotor 34. As a result, the inlet 413 and outlet 414 open on the first wall surface 44c and the second wall surface 44d, respectively, which are not on the outer peripheral surface of the rotor 34, thereby preventing a decrease in the rigidity of the rotor 34.

ロータ34の第1壁面44cが、拡径部40の左端の環状端面であり、第2壁面44dは、拡径部40の右端の環状端面であるため、環状端面である第1壁面44cによって入口413の周囲を補強することができ、環状端面である第2壁面44dによって出口414の周囲を補強することができる。 The first wall surface 44c of the rotor 34 is the annular end surface at the left end of the expanded diameter section 40, and the second wall surface 44d is the annular end surface at the right end of the expanded diameter section 40. Therefore, the first wall surface 44c, which is an annular end surface, can reinforce the area around the inlet 413, and the second wall surface 44d, which is an annular end surface, can reinforce the area around the outlet 414.

ロータ34の軸方向において、冷却通路41の入口413及び出口414の少なくともいずれか一方と整流構造37の入口側フィン855a、出口側フィン855bとを向かい合わせて配置する。これにより、入口413から冷却通路41へ流入する圧縮エアの流れ、出口414を通じて冷却通路41から流出する圧縮エアの流れの少なくともいずれか一方を整流してロータ34の冷却効果を高めることが可能である。 In the axial direction of the rotor 34, at least one of the inlet 413 and outlet 414 of the cooling passage 41 is arranged to face the inlet-side fins 855a and outlet-side fins 855b of the flow straightening structure 37. This makes it possible to straighten at least one of the compressed air flows entering the cooling passage 41 from the inlet 413 and the compressed air flows leaving the cooling passage 41 through the outlet 414, thereby enhancing the cooling effect of the rotor 34.

上記の実施形態をまとめると、以下のようになる。 The above embodiments can be summarized as follows:

上記の実施形態は、磁石(38)を有するロータ(34)と、
前記ロータを囲むステータ(36)と、
前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジング(14)と、
を備え、
前記ロータの内部に冷却用の気体が流通する冷却通路(41)を備えた回転電機システム(10)であって、
前記冷却通路は、前記気体が導入される入口(413)と、前記気体が導出される出口(414)と、を有し、前記入口と前記出口とは軸方向に互いに離間した位置に配置され、
前記出口が、前記入口に対して軸中心から径方向外方に配置される。
The above embodiment includes a rotor (34) having magnets (38);
a stator (36) surrounding the rotor;
a housing (14) that accommodates the rotor and the stator;
Equipped with
A rotating electrical machine system (10) including a cooling passage (41) through which a cooling gas flows inside the rotor,
The cooling passage has an inlet (413) through which the gas is introduced and an outlet (414) through which the gas is discharged, the inlet and the outlet being arranged at positions spaced apart from each other in the axial direction;
The outlet is disposed radially outward from the axial center relative to the inlet.

前記ロータは、前記ハウジングに支持される本体部(44a)と、
前記本体部から径方向外方に向けて拡径して前記磁石を保持する拡径部(40)と、
を備え、
前記冷却通路が前記拡径部に配置される。
The rotor includes a main body portion (44a) supported by the housing;
an expanded diameter portion (40) that expands radially outward from the main body portion and holds the magnet;
Equipped with
The cooling passage is disposed in the expanded diameter portion.

前記冷却通路は、前記ロータの軸中心から径方向にオフセットして配置され、前記ロータの周方向に等間隔離間するように前記ロータに複数配置される。 The cooling passages are arranged radially offset from the axial center of the rotor and are arranged in multiple numbers on the rotor so as to be equally spaced apart circumferentially.

前記ロータは、前記ロータの軸方向の一方を向く第1壁面(44c)と、
前記軸方向の他方を向く第2壁面(44d)と、
を有し、
前記入口が前記第1壁面に開口し、前記出口が前記第2壁面に開口する。
The rotor has a first wall surface (44c) facing one side in the axial direction of the rotor;
a second wall surface (44d) facing the other side in the axial direction;
and
The inlet opens into the first wall surface, and the outlet opens into the second wall surface.

前記第1壁面は、前記軸方向における前記拡径部の一方の環状端面であり、前記第2壁面は、前記軸方向における前記拡径部の他方の環状端面である。 The first wall surface is one annular end surface of the enlarged diameter portion in the axial direction, and the second wall surface is the other annular end surface of the enlarged diameter portion in the axial direction.

前記気体の流れを整流可能な複数のフィン(855a、855b)を有した整流構造(37)を備え、
前記複数のフィンが、前記ロータの前記軸中心を囲むように前記ロータの周方向に間隔を置いて配置され、前記ロータの軸方向において、前記入口及び前記出口の少なくともいずれか一方と前記複数のフィンとが向かい合う。
a rectifying structure (37) having a plurality of fins (855a, 855b) capable of rectifying the flow of the gas;
The multiple fins are arranged at intervals around the circumferential direction of the rotor so as to surround the axial center of the rotor, and the multiple fins face at least one of the inlet and the outlet in the axial direction of the rotor.

前記冷却通路は、前記入口と接続され前記ロータの軸方向と平行に延在する平行部(455)と、
前記平行部の下流端から前記出口に向かって径方向外方に傾斜した傾斜部(456)とを備える。
The cooling passage has a parallel portion (455) connected to the inlet and extending parallel to the axial direction of the rotor;
and a sloped portion (456) that slopes radially outward from the downstream end of the parallel portion toward the outlet.

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。 The present invention is not limited to the above disclosure, and various configurations may be adopted without departing from the spirit of the present invention.

10…回転電機システム 12…回転電機
14…回転電機ハウジング 34…ロータ
36…ステータ 38…磁石
41…冷却通路 40…拡径部
413…入口 414…出口
455…平行部 456…傾斜部
REFERENCE SIGNS LIST 10... Rotating electric machine system 12... Rotating electric machine 14... Rotating electric machine housing 34... Rotor 36... Stator 38... Magnet 41... Cooling passage 40... Expanded diameter portion 413... Inlet 414... Outlet 455... Parallel portion 456... Inclined portion

Claims (8)

磁石を有するロータと、
前記ロータを囲むステータと、
前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、
を備え、
前記ロータの内部に冷却用の気体が流通する冷却通路を備えた回転電機システムであって、
前記冷却通路は、前記気体が導入される入口と、前記気体が導出される出口と、を有し、前記入口と前記出口とは軸方向に互いに離間した位置に配置され、
前記出口が、前記入口に対して軸中心から径方向外方に配置され、
前記気体の流れを整流可能な複数のフィンを有した整流構造を備え、
前記複数のフィンが、前記ロータの前記軸中心を囲むように前記ロータの周方向に間隔を置いて配置され、
前記複数のフィンは、
前記ロータの軸方向において前記入口に向かい合う複数の入口側フィンと、
前記軸方向において前記出口に向かい合う複数の出口側フィンと、
を有し、
さらに前記冷却通路が貫通する第1プレート及び第2プレートを有し、前記第1プレートは、前記磁石の一端部を保持する第1磁石ホルダと前記軸方向に重なるように配置され、前記第2プレートは、前記磁石の他端部を保持する第2磁石ホルダと前記軸方向に重なるように配置されており、
前記第1磁石ホルダは、複数の前記入口側フィンの径方向端部に向かい合う第1円筒部と、前記第1円筒部から径方向外方に突出し前記入口側フィンの軸方向端部に向かい合う円板状の第1押さえ部とを有し、
前記第2磁石ホルダは、複数の前記出口側フィンの径方向端部に向かい合う第2円筒部と、前記第2円筒部から径方向外方に突出し前記出口側フィンの軸方向端部に向かい合う円板状の第2押さえ部と、
前記入口側フィンの前記軸方向端部及び前記径方向端部は、前記第1押さえ部及び前記第1円筒部によって囲まれ、
前記出口側フィンの前記軸方向端部及び前記径方向端部は、前記第2押さえ部及び前記第2円筒部によって囲まれる、回転電機システム。
a rotor having a magnet;
a stator surrounding the rotor;
a housing that accommodates the rotor and the stator;
Equipped with
a rotating electrical machine system including a cooling passage through which a cooling gas flows inside the rotor,
the cooling passage has an inlet through which the gas is introduced and an outlet through which the gas is discharged, the inlet and the outlet being disposed at positions spaced apart from each other in the axial direction;
the outlet is disposed radially outward from the axial center relative to the inlet ;
a rectifying structure having a plurality of fins capable of rectifying the flow of the gas;
the plurality of fins are arranged at intervals in the circumferential direction of the rotor so as to surround the axial center of the rotor,
The plurality of fins are
a plurality of inlet-side fins facing the inlet in the axial direction of the rotor;
a plurality of outlet-side fins facing the outlet in the axial direction;
and
the cooling passage further includes a first plate and a second plate through which the cooling passage passes, the first plate being arranged to overlap a first magnet holder that holds one end of the magnet in the axial direction, and the second plate being arranged to overlap a second magnet holder that holds the other end of the magnet in the axial direction;
the first magnet holder has a first cylindrical portion facing radial ends of the plurality of inlet-side fins, and a disk-shaped first pressing portion protruding radially outward from the first cylindrical portion and facing the axial ends of the inlet-side fins,
the second magnet holder includes a second cylindrical portion facing radial ends of the plurality of outlet-side fins, and a disk-shaped second pressing portion protruding radially outward from the second cylindrical portion and facing the axial ends of the outlet-side fins;
the axial end portion and the radial end portion of the inlet side fin are surrounded by the first pressing portion and the first cylindrical portion,
The axial end and the radial end of the outlet-side fin are surrounded by the second pressing portion and the second cylindrical portion .
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、前記ハウジングに支持される本体部と、
前記本体部から径方向外方に向けて拡径して前記磁石を保持する拡径部と、
を備え、
前記冷却通路が前記拡径部に配置される、回転電機システム。
2. The rotating electrical machine system according to claim 1,
The rotor includes a main body supported by the housing;
an expanded diameter portion that expands radially outward from the main body portion and holds the magnet;
Equipped with
The cooling passage is disposed in the expanded diameter portion.
請求項1又は2記載の回転電機システムにおいて、
前記冷却通路は、前記ロータの軸中心から径方向にオフセットして配置され、前記ロータの周方向に等間隔離間するように前記ロータに複数配置される、回転電機システム。
3. The rotating electrical machine system according to claim 1,
a plurality of the cooling passages are arranged on the rotor so as to be radially offset from the axial center of the rotor and spaced at equal intervals in the circumferential direction of the rotor;
請求項2記載の回転電機システムにおいて、
前記ロータは、前記ロータの軸方向の一方を向く第1壁面と、
前記軸方向の他方を向く第2壁面と、
を有し、
前記入口が前記第1壁面に開口し、前記出口が前記第2壁面に開口する、回転電機システム。
3. The rotating electrical machine system according to claim 2,
The rotor includes a first wall surface facing one side in the axial direction of the rotor;
a second wall surface facing the other side in the axial direction;
and
The inlet opens into the first wall surface, and the outlet opens into the second wall surface.
請求項4記載の回転電機システムにおいて、
前記第1壁面は、前記軸方向における前記拡径部の一方の環状端面であり、前記第2壁面は、前記軸方向における前記拡径部の他方の環状端面である、回転電機システム。
5. The rotating electrical machine system according to claim 4,
a rotating electric machine system, wherein the first wall surface is one annular end surface of the enlarged diameter portion in the axial direction, and the second wall surface is the other annular end surface of the enlarged diameter portion in the axial direction;
請求項1記載の回転電機システムにおいて、
前記冷却通路は、前記入口と接続され前記ロータの軸方向と平行に延在する平行部と、
前記平行部の下流端から前記出口に向かって径方向外方に傾斜した傾斜部とを備える、回転電機システム。
2. The rotating electrical machine system according to claim 1,
The cooling passage includes a parallel portion connected to the inlet and extending parallel to the axial direction of the rotor;
a sloped portion that slopes radially outward from the downstream end of the parallel portion toward the outlet.
請求項1又は2記載の回転電機システムにおいて、3. The rotating electrical machine system according to claim 1,
前記冷却通路は、The cooling passage is
前記ロータの前記内部に配置されるロータ内冷却通路と、an internal rotor cooling passage disposed within the rotor;
前記ロータと前記ステータとの間に配置され前記気体が流通する気体流路と、a gas flow path disposed between the rotor and the stator through which the gas flows;
を有し、and
前記気体流路及び前記ロータ内冷却通路の上流に設けられ、前記気体流路及び前記ロータ内冷却通路の各々と連通する第1空間と、a first space provided upstream of the gas flow path and the rotor internal cooling passage, the first space communicating with the gas flow path and the rotor internal cooling passage;
前記気体流路及び前記ロータ内冷却通路の下流に設けられ、前記気体流路及び前記ロータ内冷却通路の各々と連通する第2空間と、a second space provided downstream of the gas flow path and the rotor internal cooling passage, the second space communicating with the gas flow path and the rotor internal cooling passage;
を有し、and
前記第1空間に供給される前記気体は、前記気体流路及び前記ロータ内冷却通路に分流され、the gas supplied to the first space is divided into the gas flow path and the rotor internal cooling passage,
前記気体流路及び前記ロータ内冷却通路の各々を流れる前記気体は、前記第2空間で互いに合流し、the gas flowing through the gas flow path and the gas flowing through the rotor internal cooling passage join together in the second space;
前記複数のフィンの各々が、前記第1空間及び前記第2空間に配置される、回転電機システム。a rotating electric machine system, wherein each of the plurality of fins is disposed in the first space and the second space;
請求項1記載の回転電機システムにおいて、2. The rotating electrical machine system according to claim 1,
前記冷却通路は、The cooling passage is
前記入口と接続され、前記軸方向に沿って延在する入口流路と、an inlet flow passage connected to the inlet and extending along the axial direction;
前記入口流路の下流に設けられ、前記出口に向かって径方向外方に傾斜した傾斜部と、an inclined portion provided downstream of the inlet flow path and inclined radially outward toward the outlet;
を備える、回転電機システム。A rotating electric machine system comprising:
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