JP7531461B2 - 複合動力システム - Google Patents

Description

本発明は、回転電機システムと内燃機関とが一体的に組み合わされた複合動力システムに関する。

回転電機システムと内燃機関とが組み合わされた複合動力システムでは、回転電機システムの回転シャフトと、内燃機関の出力シャフトとが同一軸線上に連結される。これにより、回転シャフトと出力シャフトとが一体的に回転することが可能である。なお、回転電機システムは、回転シャフトの回転速度、回転角度又は回転数等の回転パラメータを検出するための回転パラメータ検出器を含む。また、回転電機システムは、ステータの電磁コイルの温度を測定するための温度測定器等を含む。

回転シャフトは、回転電機を収納した回転電機ハウジングに対し、ベアリングを介して回転可能に支持される。一般的に、ベアリングには、潤滑及び焼付き防止のための冷却剤が供給される。特許文献１記載の技術では、回転電機システムに送風機が設けられている。該送風機から送られた冷却空気により、空気軸受（ベアリング）が冷却される。このように、特許文献１記載の技術では、送風機から送られた冷却空気が冷却剤となる。また、特許文献２、３記載の技術では、冷却剤として潤滑油を用いている。

潤滑油でベアリングを冷却する場合において、潤滑油がベアリングから漏洩すると、回転パラメータ検出器又は温度測定器等が潤滑油で汚れる懸念がある。そこで、特許文献３においては、潤滑油を貯留するオイルタンクに、負圧となることを防止する空室を形成することが提案されている。

また、特許文献４においては、該特許文献４の図１に示されるように、ステータとロータとの間にカバー部材を配置し、且つ該カバー部材にＯリングを装着することが提案されている。このＯリングは、カバー部材とステータとの間をシールする。このシールにより、カバー部材とステータとの間に潤滑油が浸入することが防止される。

特開２００３－１２０２１０号公報 特開２０１０－７１１２０号公報 特開昭６１－１２１７４０号公報 特開２０１６－１７４４４３号公報

複合動力システムを可及的に小型化及び軽量化することが要請されている。この要請に対応するため、複合動力システムの部品点数を可及的に低減して構成を簡素化することが試みられている。しかしながら、例えば、特許文献４に記載されるＯリング（シール部材）を省略すると、ベアリングから潤滑油が漏洩する。この場合、回転パラメータ検出器又は温度測定器等が潤滑油で汚れる結果となる。

また、シール部材は、経年劣化に応じてシール能力が低下する。この場合も、潤滑油が漏洩する。

本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。

本発明の一実施形態によれば、回転電機と、該回転電機の回転シャフトを回転可能に支持した回転電機ハウジングとを有する回転電機システムと、
タービンホイール及びコンプレッサホイールを支持して前記回転シャフトと一体的に回転する出力シャフトと、前記タービンホイール及び前記コンプレッサホイールを収容したエンジンハウジングとを有するガスタービンエンジンと、
を備える複合動力システムであって、
前記回転シャフトは、長手方向の一端である第１端と、前記長手方向の他端であり前記出力シャフトが連結される第２端とを有し、
前記回転シャフトの前記第１端と前記回転電機ハウジングとの間に介在する第１ベアリングと、
前記回転シャフトの前記第２端と前記回転電機ハウジングとの間に介在する第２ベアリングと、
前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングに潤滑油を供給する油供給装置と、
を備え、
前記回転電機ハウジングは、前記エンジンハウジングが連結されるサブハウジングを有し、且つ前記サブハウジングに、前記第２ベアリングが挿入される挿入孔が形成され、
前記コンプレッサホイールを囲むシュラウドケースに、該コンプレッサホイールによって圧縮された圧縮エアが流入する複数個の抽気口が形成され、
前記エンジンハウジングに、前記複数個の抽気口の各々を通過した圧縮エアが個別に流通する複数個の抽気通路が形成され、
前記サブハウジングに、前記複数個の抽気通路に一括して連通する集合流路が形成され、
前記回転電機ハウジングに、前記集合流路から送り出された前記圧縮エアが流通する圧縮エア流路が形成され、
且つ前記サブハウジングに、前記油供給装置から供給された前記潤滑油を、前記挿入孔を介して前記第２ベアリングに供給する油供給路と、前記第２ベアリングに供給された前記潤滑油を前記挿入孔から排出するドレイン路とが形成されている複合動力システムが提供される。

本発明においては、サブハウジングに、圧縮エアの流通経路の一部である集合流路が形成される。また、回転電機ハウジングに圧縮エア流路が形成される。これらの圧縮エアにより、第１ベアリング及び第２ベアリングをシールすることが可能となる。すなわち、第１ベアリング及び第２ベアリングから潤滑油が漏洩することが回避される。従って、回転電機ハウジングの内部にシール部材を設ける必要はない。このため、部品点数を低減することができる。また、シール部材が経年劣化を起こすことに起因してシール能力が低下する懸念がない。

しかも、サブハウジングには、第２ベアリングに供給される潤滑油の流通経路の一部も形成される。すなわち、１個の部材に、圧縮エアが流通する流通路と、潤滑油が流通する流通路とが形成される。このため、本発明では、圧縮エアが流通する流通路が形成された部材と、潤滑油が流通する流通路が形成された部材とを別個に設ける必用がない。従って、部品点数が低減する。これにより、複合動力システムの簡素化、小型化及び軽量化を図ることもできる。

図１は、本発明の実施形態に係る複合動力システムの概略全体斜視図である。 図２は、複合動力システムを構成する回転電機システムの概略全体斜視図である。 図３は、回転電機システムの概略側面断面図である。 図４は、図３の要部拡大図である。 図５は、図４とは別の箇所の、図３の要部拡大図である。 図６は、回転電機ハウジングに設けられる電流変換器の模式的構成図である。 図７は、回転電機ハウジングを構成する第２サブハウジングと、エンジンハウジングにおけるインナハウジングの概略斜視図である。 図８は、図３の位相と異なる位相における回転電機システムの概略側面断面図である。 図９は、回転電機システムにおける潤滑油流路（第２供給路）を模式的に示した概略系統図である。 図１０は、複合動力システムを構成するガスタービンエンジンの概略側面断面図である。 図１１は、図１０の要部拡大図である。 図１２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。

以下における「左」、「右」、「下」及び「上」のそれぞれは、特に図３～図５、図１０、図１１における左方、右方、下方及び上方を指す。しかしながら、これらの方向は、説明を簡素化して理解を容易にするための便宜的な方向付けである。すなわち、明細書に記載した方向が、複合動力システムを実使用するときの方向であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る複合動力システム４００の概略全体斜視図である。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。

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

複合動力システム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。

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。

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

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

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

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

メインハウジング１６の側壁の内部には、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。

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

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

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

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

内シャフト４２は、外シャフト４４に比して長尺である。内シャフト４２は、円柱部４２１と、左端部４２２（図４参照）と、右端部４２３（図５参照）とを有する。左端部４２２は、円柱部４２１の左方に連なる。従って、左端部４２２は、内シャフト４２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。

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

図４に詳細を示すように、内シャフト４２の左端部４２２には、第１外ネジ部４８、鍔部５０、ストッパ部５２及び第２外ネジ部５４が右方に向かってこの順序で設けられている。第１外ネジ部４８、鍔部５０、ストッパ部５２及び第２外ネジ部５４の外径は、この順序で大きくなる。第２外ネジ部５４の外径は外シャフト４４の内径に比して大きい。このため、第２外ネジ部５４の右端は、外シャフト４４の左開口端４４１の縁部に堰き止められる。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。

鍔部５０には、レゾルバロータ５６が装着される。また、第１外ネジ部４８には小キャップナット５８がネジ止めされる。レゾルバロータ５６の右端は、ストッパ部５２に堰き止められる。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。

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

図５に示すように、内シャフト４２の第２端である右端部４２３には、連結孔６２が形成される。連結孔６２は、第１端である左端部４２２に向かって延在する。連結孔６２の内周壁には、雌ネジ部６４が刻設されている。連結孔６２には、出力シャフト２０４の左端が挿入される。出力シャフト２０４の左端は、雌ネジ部６４に螺合されることで内シャフト４２に結合される。出力シャフト２０４は、コンプレッサホイール２２２及びタービンホイール２２４を保持している（図１０参照）。

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

図３に示すように、外シャフト４４の外径は、長手方向略中間部で最大である。この大径な中間部には、磁石ホルダ７０を介して複数個の永久磁石７２が保持されている。隣接する永久磁石７２同士では、互いに異なる極性が外方を向いている。永久磁石７２は、回転シャフト４０が回転することに伴って、回転シャフト４０の回転中心を中心として、所定の仮想円の円周上を移動する。

回転シャフト４０の左端（第１端部）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。図３に示すように、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。

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

外シャフト４４の小径な左端には、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とで挟持されている。この挟持に基づき、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。

回転シャフト４０の左端部の先端は、第１ベアリング７４の内孔に通された後、第１挿入孔７８を通過する。回転シャフト４０の左端部の先端は、さらに、円柱状突部７６の外方（中空凹部１１８）に露出する。以下、回転シャフト４０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（図４参照）。

回転シャフト４０の右端（第２端部）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５に示すように、第２ベアリング８４は、外シャフト４４と、略円板形状をなす第２サブハウジング２０との間に挿入される。

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

第２挿入孔８６には、第２ベアリング８４を保持した第２ベアリングホルダ８８が挿入される。従って、第２ベアリング８４が第２挿入孔８６に配置される。第２ベアリング８４は、第２遠位端８６１に位置する第２内ストッパ９０と、第２近位端８６２に位置する第２外ストッパ９２とで挟持される。この挟持に基づいて、第２ベアリング８４が位置決め固定される。

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

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

裾部９８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。

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４０に沿って延在する部位の外径よりも大きい。このため、第２外ストッパ９２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。

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。

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

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

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

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

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

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

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

レゾルバホルダ３０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。

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

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

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

上記したように、メインハウジング１６の左端近傍の側壁には、第１ケーシング２６及び第２ケーシング２８が一体的に設けられる。第１ケーシング２６には、Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２及びＷ相端子１４４３が収納される。Ｕ相端子１４４１は、電磁コイル１１０のうちの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６に示すバッテリ１４６が挙げられる。

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

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、収納室２２に連通している。

図１及び図２に示すように、メインハウジング１６の外周壁には電流変換器１５０が設けられる。電流変換器１５０は、第１ケーシング２６よりもガスタービンエンジン２００に寄っている。図６に示すように、電流変換器１５０は、変換回路１５２と、コンデンサ１５４と、制御回路１５６とを有する。これら変換回路１５２、コンデンサ１５４及び制御回路１５６は、機器ケース１５８内に収容される。該機器ケース１５８は、例えば、メインハウジング１６の外周壁の、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）。

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。

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

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

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

図７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。

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。

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。

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。

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カーテンエアは、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カーテンエアは、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。

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の内部空間は収納室２２に連通している。従って、第１中空管部１６０１～第３中空管部１６０３を流通した圧縮エアは、第１ケーシング２６を経由して収納室２２に流入する。

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

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

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

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

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

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

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

メインハウジング１６には、排気路１７２（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。

次に、潤滑油流路（第２供給路）について説明する。図８は、回転電機システム１０の概略側面断面図である。なお、図８には、図３の位相と異なる位相が示されている。

メインハウジング１６の側壁には、潤滑油を供給するための入力路１７４が形成されている。入力路１７４は、メインハウジング１６の軸線方向中間よりも第１端に寄った位置に形成される。入力路１７４は、メインハウジング１６の直径方向に沿って延在し、主油路１７６に連通する。主油路１７６は、冷却ジャケット２４の外周に形成され、メインハウジング１６の軸線方向に沿って延在する。主油路１７６は、入力路１７４との連通箇所を境に、第１サブハウジング１８に向かう第３分岐路Ｎと、第２サブハウジング２０に向かう第４分岐路Ｒとに分岐している。

第１サブハウジング１８の、第３分岐路Ｎに対面する箇所には、第１流入孔１７８が形成される。さらに、第１サブハウジング１８の内部には、第１サブハウジング１８の直径方向内方に向かう第１副油路１８０が形成されている。第１副油路１８０は、第１ベアリングホルダ８０に到達するまでに２箇所で屈曲している。

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

図３に示すように、第１サブハウジング１８には、第１ドレイン路１８４（第２排出路の１つ）が形成されている。第１ドレイン路１８４は、第１サブハウジング１８の円環状凸部１１６と、レゾルバホルダ３０とで形成される中空凹部１１８から、潤滑油を排出する。

第３分岐路Ｎ、第１流入孔１７８、第１副油路１８０及び第１油供給孔１８２は、３個ずつ形成される。第４分岐路Ｒも同様に、３個形成される。図８には、第３分岐路Ｎ、第１流入孔１７８、第１副油路１８０、第１油供給孔１８２及び第４分岐路Ｒが１個ずつ示されている。

図７に示すように、第２サブハウジング２０の、回転電機システム１０を向く端面には、３個の油受入孔１８６が開口する。油受入孔１８６は、第１下流連通孔１６８１～１６８３よりも直径方向外方に寄っている。油受入孔１８６は、潤滑油の入力口である。

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

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

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

図７に示すように、第２サブハウジング２０には、２個のドレイン口１９７と、２個の第２ドレイン路１９６（別の第２排出路）が形成されている。図８に示すように、整流部材９６と、第２外ストッパ９２とで形成される空間は、ドレイン口１９７を介して第２ドレイン路１９６に連通する。従って、前記空間に進入した潤滑油は、ドレイン口１９７を経て第２ドレイン路１９６から排出される。

図９に示すように、第１ドレイン路１８４は、第１中継管３００１を介して気液分離装置３０２（回収装置／油供給装置の１つ）に接続される。第２ドレイン路１９６は、第２中継管３００２を介して気液分離装置３０２に接続される。排気路１７２は、第３中継管３００３を介して気液分離装置３０２に接続される。すなわち、回転電機ハウジング１４の内部に供給された圧縮エア及び潤滑油は、気液分離装置３０２に回収される。気液分離装置３０２には、循環供給ライン３０４（循環路）と、放出ライン３０６（放出路）とが設けられる。循環供給ライン３０４には、油供給装置の１つである循環ポンプ３０８が設けられる。

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

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

図１及び図７に示すように、インナハウジング２０２１は、第１円環部２０６と、第２円環部２０８と、複数個の脚部２１０とを有する。第１円環部２０６は、第２サブハウジング２０に連結される。第２円環部２０８の直径は、第１円環部２０６の直径よりも大きい。脚部２１０は、第１円環部２０６と第２円環部２０８とを連結する。図示例では、脚部２１０の個数は６個である。しかしながら、脚部２１０の個数は、ガスタービンエンジン２００と回転電機システム１０との間で要求される結合強度に応じて決定される。すなわち、脚部２１０の個数は、図示例の６個に限定されない。

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

図７及び図１０に示すように、６個の脚部２１０の内部には、抽気通路２１６が個別に形成されている。抽気通路２１６の入口は、脚部２１０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の全ての出口は、仮想円の円周上に位置する。従って、抽気通路２１６の全ての出口は、円環形状に形成された集合流路１６２に重なる。すなわち、複数個の抽気通路２１６は全て、集合流路１６２に連通している。このように、集合流路１６２では、複数個の抽気通路２１６からの圧縮エアが流入して集合する。

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

図１０に示すように、第２円環部２０８の右端面には、環状の係合凹部２１８が形成される。係合凹部２１８により、シュラウドケース２２０と、ディフューザ２２６とが位置決め固定される（後述）。

図１０に示すように、ガスタービンエンジン２００は、シュラウドケース２２０、コンプレッサホイール２２２、タービンホイール２２４、ディフューザ２２６、燃焼器２２８及びノズル２３０をさらに備える。

シュラウドケース２２０は中空体であり、整流部材９６に比して大型である。シュラウドケース２２０の小径な左端は、整流部材９６を向く。シュラウドケース２２０の大径な右端は、インナハウジング２０２１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。

シュラウドケース２２０の左端は、吸気空間２１４に露出する。シュラウドケース２２０の左端の内部には、整流部材９６の頂部１０２が進入している。シュラウドケース２２０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。

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

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

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

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

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

コンプレッサホイール２２２の直径中心には、左右方向に沿って延在する貫通孔２４０が形成されている。この貫通孔２４０において、左端の内壁には、第２外スプライン２４６が刻設される。また、貫通孔２４０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。

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４０の連結孔６２に進入する。出力シャフト２０４の左端には、雄ネジ部２５２が刻設されている。雄ネジ部２５２は、連結孔６２の内壁に形成された雌ネジ部６４に螺合される。この螺合により、回転シャフト４０と出力シャフト２０４とが連結される。

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

図１０に示すように、コンプレッサホイール２２２と、タービンホイール２２４との間には、リング部材２５６が介装される。リング部材２５６は、例えば、ニッケル基合金等の耐熱性金属材からなる。

図１１に示すように、リング部材２５６には、コンプレッサホイール２２２からタービンホイール２２４に向かう嵌合孔２５８が形成される。また、リング部材２５６の外周壁には、複数個（例えば、３個）のラビリンス形成凸部２６４が形成される。ラビリンス形成凸部２６４は、リング部材２５６の直径方向外方に向かって突出し、且つ外周壁の周方向に沿って延在する。後述するように、ラビリンス形成凸部２６４は、燃焼器２２８で生成する燃焼済燃料（排気ガス）がコンプレッサホイール２２２に逆流することを防止する。

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

ラビリンス形成凸部２６４は、アウタハウジング２０２２（図１０参照）の中空内部で中間プレート２６６に囲まれる。ラビリンス形成凸部２６４は、該中間プレート２６６に形成された孔部２７２に挿入される。孔部２７２の内壁と、この内壁に当接したラビリンス形成凸部２６４とにより、ラビリンス流路が形成される。コンプレッサホイール２２２によって生じた圧縮エアは、該コンプレッサホイール２２２の背面を経由してラビリンス形成凸部２６４に到達する。その一方で、タービンホイール２２４から燃焼ガスがラビリンス形成凸部２６４に到達する。燃焼ガスの圧力に比べて圧縮エアの圧力が高いので、燃焼ガスがラビリンス形成凸部２６４を通過してコンプレッサホイール２２２を囲む空間に流入することを抑制できる。

図１０に示すように、アウタハウジング２０２２の中空内部では、シュラウドケース２２０及びコンプレッサホイール２２２の各一部と、中間プレート２６６とがディフューザ２２６に囲繞される。ディフューザ２２６の左端には、第２係合凸部２７３が形成されている。第２係合凸部２７３は、シュラウドケース２２０の第１係合凸部２３８と一緒に、係合凹部２１８に係合される。この係合により、ディフューザ２２６がインナハウジング２０２１に位置決め固定される。

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

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

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

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

本実施形態に係る複合動力システム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。

先ず、バッテリ１４６から直流電流が供給される。図２及び図６に示す電流変換器１５０の変換回路１５２は、この直流電流を交流電流に変換する。交流電流は、Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２及びＷ相端子１４４３を介して、電磁コイル１１０（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイル）に供給される。交流電流が電磁コイル１１０を流れることで、ステータ３６に交番磁界が生じる。このため、電磁コイル１１０と、ロータ３４の永久磁石７２との間に、吸引力と反発力とが交互に作用する。その結果、回転シャフト４０が回転を開始する。代替的に、図示しない公知のスタータによって回転シャフト４０を回転させるようにしてもよい。

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

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

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

加えて、図１１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。

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

さらにまた、複合動力システム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。

上記の回転により、図１０に示すように、インナハウジング２０２１の脚部２１０同士の間の吸気空間２１４を介して、シュラウドケース２２０内に大気が吸引される。ここで、インナハウジング２０２１の直径中心には、整流部材９６が位置している。上記したように、整流部材９６は、シュラウドケース２２０に向かうに従って縮径するような山形形状をなす。しかも、縮径部１００の表面が平滑である。このため、吸引される大気は、整流部材９６によってシュラウドケース２２０に向かうように整流される。整流部材９６の右端がシュラウドケース２２０の左端開口から進入しているので、大気がシュラウドケース２２０内に効率よく導かれる。このように、整流部材９６を上記のような形状とし、且つ頂部１０２をシュラウドケース２２０内に進入させたことにより、大気をシュラウドケース２２０で効率よく捕集することができる。

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

シュラウドケース２２０には、抽気口２３４が形成されている。このため、圧縮エアの一部が抽気口２３４からカーテンエアとして分流し、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に流入したカーテンエアは、チャンバ２３６に一時的に貯留される。

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

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

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

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

図７に示すように、６個の抽気通路２１６の出口は全て、集合流路１６２に重なっている。従って、６個の抽気通路２１６を流通したカーテンエアは、集合流路１６２に流入して集合し、且つ該集合流路１６２に沿って円環状に拡散する。この過程で、カーテンエアの圧力がさらに均一化される。

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

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

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

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、前記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。その一方で、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。

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に形成された収納室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の収納室２２は、第１分流エアの流通経路における下流である。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

次に、潤滑油の経路について説明する。潤滑油は、潤滑剤として第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４に供給される。

図９に示す気液分離装置３０２（油回収装置）に回収され、カーテンエアと分離された潤滑油は、循環ポンプ３０８によって押し出される。潤滑油は、循環供給ライン３０４を経て、メインハウジング１６に形成された入力路１７４に供給される。潤滑油は、入力路１７４から主油路１７６に流入する。主油路１７６は、第１サブハウジング１８に向かう第３分岐路Ｎと、第２サブハウジング２０に向かう第４分岐路Ｒとに分岐している。従って、潤滑油は、第３分岐路Ｎに沿って流通する潤滑油と、第４分岐路Ｒに沿って流通する潤滑油とに分かれる。以下、第３分岐路Ｎに沿って流通する潤滑油を、「第１分流油」と表記する。第４分岐路Ｒに沿って流通する潤滑油を、「第２分流油」と表記する。

第１分流油は、第１サブハウジング１８に形成された第１流入孔１７８を介して、第１副油路１８０に流入する。第１分流油は、その後、第１ベアリングホルダ８０に形成された第１油供給孔１８２を介して、第１挿入孔７８の第１遠位端７８１に供給される。第１分流油は、さらに、第１ベアリング７４の内孔に進入して該第１ベアリング７４を潤滑する。

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

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

第４分岐路Ｒを流通した第２分流油は、第２サブハウジング２０に形成された油受入孔１８６を介して、第２副油路１８８に流入する。第２副油路１８８を流通した第２分流油は、油分配器１９２の内部に形成された第１案内路１９４１と第２案内路１９４２とで分流される。第１案内路１９４１の出口から流出した第２分流油の一部は、第２挿入孔８６の第２近位端８６２に供給される。第２案内路１９４２を経た第２分流油の残部は、第２ベアリングホルダ８８に形成された第２油供給孔１９５を介して、第２ベアリング８４に供給される。第２分流油は、第２ベアリング８４の内孔に進入して該第２ベアリング８４を潤滑する。

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

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

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

以上のように、カーテンエア及び潤滑油は、気液分離装置３０２に回収される。ここで、回転電機ハウジング１４内では、エアカーテンで潤滑油を堰き止めることから、排気路１７２から排気されたカーテンエアには、潤滑油が含まれている。すなわち、排気路１７２から排気されたカーテンエアは、実質的に気液混合物である。

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

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

しかも、第２分岐路Ｍ、第３サブ分岐路９４１及び第４サブ分岐路９４２には、エアカーテンが形成されている。このエアカーテンによって、潤滑油が第１ケーシング２６及び第２ケーシング２８の内部空間に進入することが遮られる。従って、Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２、Ｗ相端子１４４３及びサーミスタ１４８等に潤滑油が付着することが抑制される。換言すれば、電気端子部及び測定器（サーミスタ１４８）等が潤滑油で汚れることを回避することができる。

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

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

抽気口２３４に進入することなく、シュラウドケース２２０とコンプレッサホイール２２２の間を通過した圧縮エアは、燃焼エアとなる。図１０に示すように、燃焼エアは、ディフューザ２２６内に流入する。燃焼エアは、ディフューザ２２６の壁部に形成された出口孔から、燃焼器２２８とアウタハウジング２０２２との間の燃焼エア流通路２７４に流出する。燃焼エアは、さらに、燃焼器２２８に形成された中継孔２７６、前記微細孔、及び燃焼器２２８と燃料供給ノズル２７５との間のクリアランス等を介して、燃焼室（燃焼器２２８の中空内部）に流入する。

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

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

コンプレッサホイール２２２とタービンホイール２２４の間に介装されたリング部材２５６は、両ホイール２２２、２２４の間をシールするシール部材としての役割も果たす。しかも、図１１に示すように、リング部材２５６の外周壁には複数個のラビリンス形成凸部２６４が形成されている。該ラビリンス形成凸部２６４が、中間プレート２６６に形成された孔部２７２の内壁に当接している。コンプレッサホイール２２２によって生じた圧縮エアが、該コンプレッサホイール２２２の背面を経由して、ラビリンス形成凸部２６４に到達する。また、タービンホイール２２４から燃焼ガスがラビリンス形成凸部２６４に到達する。上述の通り、圧縮エアの圧力は、燃焼ガスの圧力に比べて高い。このため、燃焼ガスがラビリンス形成凸部２６４を通過してコンプレッサホイール２２２に流入することが抑制される。以上のような理由から、燃焼済燃料が、例えば、両ホイール２２２、２２４の間から貫通孔２４０に侵入することが回避される。

図１０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６参照）から電磁コイル１１０への電流供給が停止される。しかしながら、上記したようにタービンホイール２２４が既に高速回転しているので、回転シャフト４０がタービンホイール２２４及び出力シャフト２０４と一体的に高速回転する。このときにも、上記と同様の理由から、出力シャフト２０４から回転シャフト４０に対して十分な回転トルクが伝達される。

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

回転シャフト４０が永久磁石７２を保持しているので、永久磁石７２を囲む電磁コイル１１０に交流電流が生じる。交流電流は、Ｕ相端子１４４１、Ｖ相端子１４４２及びＷ相端子１４４３を介して、図２及び図６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６参照）に供給する。これにより、バッテリ１４６に充電がなされる。

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

電磁コイル１１０は、電流が流れることに伴って発熱する。ここで、ステータ３６の左端には、第１分流エアの一部が接触する。また、ステータ３６の外壁及び内壁には、収納室２２を経て第２挿入孔８６に向かう第１分流エアの残部が接触する。このため、ステータ３６は、第１分流エアによって冷却される。また、メインハウジング１６に設けられた冷却ジャケット２４に、冷却媒体が流通している。回転電機１２は、この冷却媒体によって速やかに冷却される。

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

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

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

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

レゾルバ１３２は、回転シャフト４０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４０を支持する第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４は、回転電機ハウジング１４内に設けられている。従って、回転電機ハウジング１４によって、第１ベアリング７４及び第２ベアリング８４が振動することが抑制される。このことも、振動の影響がレゾルバ１３２に及ぶことを困難にする。

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

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

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

以上のように、本実施形態は、回転電機（１２）と、該回転電機の回転シャフト（４０）を回転可能に支持した回転電機ハウジング（１４）とを有する回転電機システム（１０）と、
タービンホイール（２２４）及びコンプレッサホイール（２２２）を支持して前記回転シャフトと一体的に回転する出力シャフト（２０４）と、前記タービンホイール及び前記コンプレッサホイールを収容したエンジンハウジング（２０２）とを有するガスタービンエンジン（２００）と、
を備える複合動力システム（４００）であって、
前記回転シャフトは、長手方向の一端である第１端と、前記長手方向の他端であり前記出力シャフトが連結される第２端とを有し、
前記回転シャフトの前記第１端と前記回転電機ハウジングとの間に介在する第１ベアリング（７４）と、
前記回転シャフトの前記第２端と前記回転電機ハウジングとの間に介在する第２ベアリング（８４）と、
前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングに潤滑油を供給する油供給装置（３０８）と、
を備え、
前記回転電機ハウジングは、前記エンジンハウジングが連結されるサブハウジング（２０）を有し、且つ前記サブハウジングに、前記第２ベアリングが挿入される挿入孔（８６）が形成され、
前記コンプレッサホイールを囲むシュラウドケース（２００）に、該コンプレッサホイールによって圧縮された圧縮エアが流入する複数個の抽気口（２３４）が形成され、
前記エンジンハウジングに、前記複数個の抽気口の各々を通過した圧縮エアが個別に流通する複数個の抽気通路（２１６）が形成され、
前記サブハウジングに、前記複数個の抽気通路に一括して連通する集合流路（１６２）が形成され、
前記回転電機ハウジングに、前記集合流路から送り出された前記圧縮エアが流通する圧縮エア流路が形成され、
且つ前記サブハウジングに、前記油供給装置から供給された前記潤滑油を、前記挿入孔を介して前記第２ベアリングに供給する油供給路（１８８）と、前記第２ベアリングに供給された前記潤滑油を前記挿入孔から排出するドレイン路（１９６）とが形成されている複合動力システムを開示する。

このように、サブハウジングには、圧縮エアの流通経路の一部である集合流路が形成される。また、回転電機ハウジングには、圧縮エア流路が形成される。これらの圧縮エアにより、第１ベアリング及び第２ベアリングをシールすることが可能となる。すなわち、第１ベアリング及び第２ベアリングから潤滑油が漏洩することが回避される。従って、回転電機ハウジングの内部にシール部材を設ける必要はない。このため、部品点数を低減することができる。また、シール部材が経年劣化を起こすことに起因してシール能力が低下する懸念がない。

しかも、サブハウジングには、第２ベアリングに供給される潤滑油の流通経路の一部も形成される。すなわち、１個の部材に、圧縮エアが流通する流通路と、潤滑油が流通する流通路とが形成される。このため、本発明では、圧縮エアが流通する流通路が形成された部材と、潤滑油が流通する流通路が形成された部材とを別個に設ける必用がない。従って、部品点数が低減する。これにより、複合動力システムの簡素化、小型化及び軽量化を図ることもできる。

本実施形態は、前記複数個の抽気通路の開口が同一の円周上に位置し、且つ前記集合流路が円環形状をなす複合動力システムを開示する。

この場合、全ての抽気通路の開口を、集合流路の領域内に位置させることが容易である。すなわち、全ての抽気通路の開口に集合流路を重ねることが容易である。このため、全ての抽気通路を一括して集合流路に連通させることも容易である。

本実施形態は、前記サブハウジングに設けられ且つ中空内部を有する整流部材（９６）を備え、
前記サブハウジングに、前記集合流路と、前記整流部材の前記中空内部とに連通するエア中継路（１６６）が形成されている複合動力システムを開示する。

この構成では、集合流路に流入した圧縮エアを、回転電機ハウジング内の圧縮エア流路に向かう圧縮エアと、整流部材の中空内部に向かう圧縮エアとに分けることができる。従って、例えば、第２ベアリングを、圧縮エア流路を流通して挿入孔に到達した圧縮エアと、整流部材の中空内部を流通して挿入孔に到達した圧縮エアとで挟むことができる。この場合、シール機能に優れたエアカーテンを第２ベアリングの周囲に形成することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を取り得る。

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。

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１０とは逆の配置とすることも可能である。この場合、タービンホイール２２４に貫通孔２４０を形成し、且つコンプレッサホイール２２２に出力シャフト２０４を設ければよい。この他、コンプレッサホイール２２２及びタービンホイール２２４の形式を遠心式又は軸流式にしてもよい。コンプレッサホイール２２２とタービンホイール２２４とを同一軸線上に配置しているのであれば、遠心式と軸流式とを組み合わせた多段コンプレッサホイール及び多段タービンホイールの組み合わせであってもよい。

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

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１２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。

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

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。

１０…回転電機システム １２…回転電機
１４…回転電機ハウジング １６…メインハウジング
１８…第１サブハウジング ２０…第２サブハウジング
２２…収納室 ２４…冷却ジャケット
２６…第１ケーシング ２８…第２ケーシング
３０…レゾルバホルダ ３４…ロータ
３６…ステータ ４０…回転シャフト
４２…内シャフト ４４…外シャフト
４６…突出先端 ５６…レゾルバロータ
６２…連結孔 ７２…永久磁石
７４…第１ベアリング ７８…第１挿入孔
８４…第２ベアリング ８６…第２挿入孔
９６…整流部材 ９８…裾部
１００…縮径部 １０２…頂部
１０４…導入口 １０６…中継室
１０８…挿通孔 １１０…電磁コイル
１１８…中空凹部 １３０…レゾルバステータ
１３２…レゾルバ １４６…バッテリ
１４８…サーミスタ １４９…ハーネス
１６２…集合流路 １６４…上流連通孔
１６６…エア中継路 １７２…排気路
１７４…入力路 １７６…主油路
１７８…第１流入孔 １８０…第１副油路
１８２…第１油供給孔 １８４…第１ドレイン路
１８６…油受入孔 １８８…第２副油路
１９０…油流出孔 １９２…油分配器
１９３…中空ピン部 １９５…第２油供給孔
１９６…第２ドレイン路 ２００…ガスタービンエンジン
２０２…エンジンハウジング ２０４…出力シャフト
２０６…第１円環部 ２０８…第２円環部
２１０…脚部 ２１２…円筒状カバー部
２１４…吸気空間 ２１６…抽気通路
２１７…エア抜孔 ２１８…係合凹部
２２０…シュラウドケース ２２２…コンプレッサホイール
２２４…タービンホイール ２２６…ディフューザ
２２８…燃焼器 ２３０…ノズル
２３２…閉塞フランジ部 ２３４…抽気口
２３６…チャンバ ２４０…貫通孔
２５６…リング部材 ２７４…燃焼エア流通路
２７５…燃料供給ノズル ２７６…中継孔
２８０…排出口 ３０２…気液分離装置
３０４…循環供給ライン ３０６…放出ライン
３０８…循環ポンプ ３２０…圧縮ポンプ
３２２…流通孔 ３２４…連絡孔
３２６…プラグ ４００…複合動力システム
４２２…内シャフトの第１端 ４２３…内シャフトの第２端
４４１…外シャフトの第１開口端 ４４２…外シャフトの第２開口端
７８１…第１挿入孔の遠位端 ７８２…第１挿入孔の近位端
８６１…第２挿入孔の遠位端 ８６２…第２挿入孔の近位端
９４１…第３サブ分岐路 ９４２…第４サブ分岐路
９４３…出口路 １４４１…Ｕ相端子
１４４２…Ｖ相端子 １４４３…Ｗ相端子
１６０１～１６０３…第１～第３中空管部
１６８１～１６８３…第１下流連通孔 １７０１～１７０３…第２下流連通孔
２０２１…インナハウジング ２０２２…アウタハウジング
３００１～３００３…第１～第３中継管 Ｌ…第１分岐路
Ｍ…第２分岐路 Ｎ…第３分岐路
Ｒ…第４分岐路

Claims (3)

1. 回転電機と、該回転電機の回転シャフトを回転可能に支持した回転電機ハウジングとを有する回転電機システムと、
   タービンホイール及びコンプレッサホイールを支持して前記回転シャフトと一体的に回転する出力シャフトと、前記タービンホイール及び前記コンプレッサホイールを収容したエンジンハウジングとを有するガスタービンエンジンと、
   を備える複合動力システムであって、
   前記回転シャフトは、長手方向の一端である第１端と、前記長手方向の他端であり前記出力シャフトが連結される第２端とを有し、
   前記回転シャフトの前記第１端と前記回転電機ハウジングとの間に介在する第１ベアリングと、
   前記回転シャフトの前記第２端と前記回転電機ハウジングとの間に介在する第２ベアリングと、
   前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングに潤滑油を供給する油供給装置と、
   を備え、
   前記回転電機ハウジングは、前記エンジンハウジングが連結されるサブハウジングを有し、且つ前記サブハウジングに、前記第２ベアリングが挿入される挿入孔が形成され、
   前記コンプレッサホイールを囲むシュラウドケースに、該コンプレッサホイールによって圧縮された圧縮エアが流入する複数個の抽気口が形成され、
   前記エンジンハウジングに、前記複数個の抽気口の各々を通過した圧縮エアが個別に流通する複数個の抽気通路が形成され、
   前記サブハウジングに、前記複数個の抽気通路に一括して連通する集合流路が形成され、
   前記回転電機ハウジングに、前記集合流路から送り出された前記圧縮エアが流通する圧縮エア流路が形成され、
   且つ前記サブハウジングに、前記油供給装置から供給された前記潤滑油を、前記挿入孔を介して前記第２ベアリングに供給する油供給路と、前記第２ベアリングに供給された前記潤滑油を前記挿入孔から排出するドレイン路とが形成されている複合動力システム。
2. 請求項１記載の複合動力システムにおいて、前記複数個の抽気通路の開口が同一の円周上に位置し、且つ前記集合流路が円環形状をなす複合動力システム。
3. 請求項１又は２記載の複合動力システムにおいて、前記サブハウジングに設けられ且つ中空内部を有する整流部材を備え、
   前記サブハウジングに、前記集合流路と、前記整流部材の前記中空内部とに連通するエア中継路が形成されている複合動力システム。

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