JP2022129157A - 流体機械および垂直離着陸機 - Google Patents

Abstract

【課題】流体機械の外周部に収容された機器を効果的に冷却できる流体機械、および垂直離着陸機を提供する。
【解決手段】回転体と、回転体の外周を囲むように設けられた外周部と、回転体に取り付けられた回転子および外周部に取り付けられた固定子を含む電動モータと、を備える流体機械であって、外周部の内部には、回転子を少なくとも収容する収容部と、収容部よりも軸方向の他方側に設けられた収容部と連通する他方側キャビティであって、流体取込部を介して外周部の外部と連通するとともに、回転体の周方向に沿って延在する他方側キャビティと、収容部よりも軸方向の一方側に設けられた収容部と連通する一方側キャビティであって、流体排出部を介して外周部の外部と連通するとともに、回転体の周方向に沿って延在する一方側キャビティと、が形成されている。
【選択図】 図２

Description

本開示は、軸方向における一方側から他方側に流体を送るように構成された流体機械、および該流体機械を備える垂直離着陸機に関する。

垂直離着陸機を移動させるための推力を発生させるモーターファン（流体機械）として、外周部に駆動部を有する外周駆動モータが知られている（特許文献１参照）。この外周駆動モータは、回転体の外周部に配したコイルから発生する変動磁場により生じる駆動力（磁場（磁界）と電流の相互作用（ローレンツ力）による力）により回転体を回転させるようになっている。

国際公開第２０２０／１２２０５６号公報

外周駆動モータの高出力化を図るためには、外周駆動モータの電装部品の高出力化や高密度化が必要になるが、外周駆動モータの電装部品の高出力化や高密度化により電装部品の発熱密度（面積当たりの発熱量）が増大するため、電装部品の高効率な冷却が必要となる。電動コンプレッサなどの機器を用いて外周駆動モータの外部から空気を供給する場合には、上記機器を搭載した垂直離着陸機が重量過多になる虞がある。

特許文献１に記載のモータ一体型ファンは、モータの作動により発熱する発熱部を冷却するための冷却部を備える。この冷却部は、外周部の外部の空気を取り込む空気取込口と、上記空気を外周部の外部に排出する空気排出口と、空気取込口から上記発熱部を経て空気排出口に至る冷却流路と、を含む。上記冷却部は、空気取込口に対する空気排出口の負圧を利用して、空気取込口から空気を取り込み、発熱部を通過した空気を空気排出口から排出することで、発熱部の徐熱を行っている。

特許文献１に記載の冷却流路は、その流路面積が空気取込口や空気排出口と同程度であるため、冷却流路における空気の摩擦損失が大きなものになる虞がある。冷却流路における空気の摩擦損失が大きいと、冷却流路を通過する空気量が小さなものになるため、外周部内の発熱部の徐熱が不十分となる虞がある。

上述した事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態の目的は、流体機械の外周部に収容された機器を効果的に冷却できる流体機械、および垂直離着陸機を提供することにある。

本開示の一実施形態にかかる流体機械は、
軸方向における一方側から他方側に流体を送るように構成された流体機械であって、
回転軸を中心に回転可能に構成された回転体と、
前記回転体の外周を囲むように設けられた外周部と、
前記回転体を回転させるように構成された電動モータであって、前記回転体に取り付けられた回転子および前記外周部に取り付けられた固定子を含む電動モータと、を備え、
前記外周部の内部には、
前記回転子を少なくとも収容する収容部と、
前記収容部よりも前記他方側に設けられた前記収容部と連通する他方側キャビティであって、少なくとも１つの流体取込部を介して前記外周部の外部と連通するとともに、前記回転体の周方向に沿って延在する他方側キャビティと、
前記収容部よりも前記一方側に設けられた前記収容部と連通する一方側キャビティであって、少なくとも１つの流体排出部を介して前記外周部の外部と連通するとともに、前記回転体の周方向に沿って延在する一方側キャビティと、が形成されている。

本開示の一実施形態にかかる垂直離着陸機は、
前記流体機械と、
前記流体機械が発生させる推力により移動する機体と、を備える。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、流体機械の外周部に収容された機器を効果的に冷却できる流体機械、および垂直離着陸機が提供される。

本開示の一実施形態にかかる流体機械の概略斜視図である。 本開示の一実施形態にかかる流体機械の軸方向に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。 本開示の一実施形態にかかる垂直離着陸機の概略構成図である。 本開示の一実施形態にかかる流体機械の外周部の周囲の静圧分布を説明するための説明図である。 本開示の一実施形態における流体取込部を説明するための説明図である。 本開示の一実施形態における流体排出部を説明するための説明図である。 外周側流体取込部と内周側流体取込部との位置関係を説明するための説明図である。 本開示の一実施形態にかかる流体機械における外周部の軸方向に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。 本開示の一実施形態にかかる流体機械における外周部の軸方向に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。

（流体機械）
図１は、本開示の一実施形態にかかる流体機械の概略斜視図である。図２は、本開示の一実施形態にかかる流体機械の軸方向に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。幾つかの実施形態にかかる流体機械１は、図１および図２に示されるように、流体機械１の軸方向Ｘにおける一方側から他方側に流体を送るように構成されている。軸方向Ｘは、流体機械１の軸線ＬＡの延在方向である。図示される実施形態では、回転体２の回転軸ＲＡは、軸方向Ｘに沿って延在している。なお、以下では、上記流体の一例として空気を例に挙げて説明するが、上記流体は、空気以外の流体（例えば、空気以外の気体や混合気、水などの液体）であってもよい。また、軸方向Ｘにおける上記一方側を前方側ＸＦと定義し、軸方向Ｘにおける上記他方側を後方側ＸＲと定義する。

図３は、本開示の一実施形態にかかる垂直離着陸機の概略構成図である。図３に示されるように、流体機械１は、機体１１を備える垂直離着陸機１０に搭載される。図示される実施形態では、垂直離着陸機１０には、二つの流体機械１（１Ａ、１Ｂ）が搭載されている。流体機械１（１Ａ、１Ｂ）は、上記流体を前方側ＸＦから後方側ＸＲに送ることで、前方側ＸＦに向かう推力ＦＶを発生させる。垂直離着陸機１０は、流体機械１が発生させた推力ＦＶにより、機体１１を飛行させるように構成されている。具体的には、垂直離着陸機１０は、上記推力ＦＶにより、機体１１を浮上させること、機体１１の姿勢を制御すること、又は機体１１を停止飛行させることの少なくとも１つが実行可能に構成されている。

図示される実施形態では、垂直離着陸機１０の機体１１は、本体１１１と、本体１１１から放射状に延びる二つの連結アーム１１２、１１３と、を含む。本体１１１は、垂直離着陸機１０が必要とする電力を供給するバッテリー１１４や制御部１１５などが内部に収容された筐体である。流体機械１（１Ａ、１Ｂ）を含む垂直離着陸機１０の各部は、バッテリー１１４から供給される電力により動作する。流体機械１（１Ａ、１Ｂ）の夫々は、機体１１の外周側に配置され、連結アーム１１２、１１３を介して、機体１１に支持されている。連結アーム１１２、１１３の内部には、機体１１に対して流体機械１（１Ａ、１Ｂ）の姿勢を変更するための姿勢調整機構（例えば、サーボモータ）１１６、１１７が収容されている。上述した制御部１１５は、姿勢調整機構１１６、１１７に対して流体機械１（１Ａ、１Ｂ）の姿勢を指示するように構成されている。垂直離着陸機１０は、姿勢調整機構１１６、１１７が、制御部１１５の指示に応じて姿勢調整機構１１６、１１７の姿勢を変更することで、上述した推力ＦＶの方向を調整可能である。なお、流体機械１が搭載される垂直離着陸機は、図示される垂直離着陸機１０に限定されるものではない。

流体機械１は、電動モータ４が一体的に設けられた軸流ファン（軸流推進器）からなる。具体的には、流体機械１は、図１および図２に示されるように、回転軸ＲＡを中心に回転可能に構成された回転体２と、回転体２の外周を囲むように設けられた外周部３と、回転体２を回転させるように構成された電動モータ４と、を備える。流体機械１は、図２に示されるような、回転体２を支持する支持軸部１２と、転がり軸受１３と、支持軸部１２と外周部３とを繋ぐ少なくとも１つの整流板１４と、をさらに備えていてもよい。

（回転体）
回転体２は、図２に示されるように、回転体２の回転軸ＲＡの延在方向に沿って延びるハブ２１と、ハブ２１の外周を囲むように設けられた連結リング２２と、ハブ２１と連結リング２２とを繋ぐ少なくとも１つのブレード２３と、を含む。連結リング２２は、回転軸ＲＡを中心とする円環形状を有する。連結リング２２は、回転体２の径方向においてハブ２１との間に隙間が形成されている。図示される実施形態では、回転体２は、回転体２の周方向に沿って互いに離間して配置された複数のブレード２３を含む。ブレード２３の夫々は、ハブ２１と連結リング２２の間において回転体２の径方向に沿って延在し、その一端がハブ２１の外面に接続され、その他端が連結リング２２の内周面２２１に接続されている。回転体２は、ハブ２１、複数のブレード２３、および連結リング２２が、例えば溶接などにより接合されて一体となっており、回転軸ＲＡを中心に一体的に回転するようになっている。或る実施形態では、ブレード２３の夫々は、その前縁側から後縁側までに亘り流線形状になっている。

（支持軸部）
支持軸部１２は、図２に示されるように、転がり軸受１３を介して回転体２を回転可能に支持している。支持軸部１２は、ハブ２１よりも後方側ＸＲに設けられる。支持軸部１２は、その前方側ＸＦに転がり軸受１３を回転不能に嵌合する軸側嵌合部１２１を有する。ハブ２１は、その後方側ＸＲに転がり軸受１３に回転自在に嵌合されるハブ側嵌合部２４を有する。回転体２は、ハブ側嵌合部２４が転がり軸受１３を介して軸側嵌合部１２１に連結されている。回転体２は、転がり軸受１３により回転軸ＲＡを中心とする回転が許容されている。或る実施形態では、転がり軸受１３は、ボールベアリングからなる。支持軸部１２は、回転体２の径方向において外周部３との間に隙間が形成されている。

（整流板）
図示される実施形態では、流体機械１は、回転体２の周方向に沿って互いに離間して配置された複数の整流板１４を備える。整流板１４の夫々は、支持軸部１２と外周部３の間において回転体２の径方向に沿って延在し、その一端が支持軸部１２の軸側嵌合部１２１よりも後方側ＸＲの外面１２２に接続され、その他端が外周部３の内周面３３に接続されている。整流板１４の夫々は、ブレード２３よりも後方側ＸＲに設けられる。ブレード２３を通過した空気は、整流板１４により整流される。或る実施形態では、整流板１４の夫々は、その前縁側から後縁側までに亘り流線形状になっている。また、或る実施形態では、整流板１４の夫々は、平板形状になっている。

（外周部）
外周部３は、図２に示されるように、回転軸ＲＡを中心とする環形状を有する。外周部３は、回転体２および支持軸部１２の外周を囲むように、軸方向Ｘに沿って延在している。外周部３の前縁端３４は、回転体２よりも前方側ＸＦに位置している。外周部３の後縁端３５は、支持軸部１２よりも後方側ＸＲに位置している。外周部３の外面３１は、軸方向Ｘに沿って断面において、外周部３の前縁端３４や後縁端３５よりも回転体２の径方向における外側に位置する外周面３２と、軸方向Ｘに沿って断面において、外周部３の前縁端３４や後縁端３５よりも回転体２の径方向における内側に位置する内周面３３と、を含む。

（電動モータ）
電動モータ４は、図２に示されるように、回転体２に取り付けられた回転子４１と、外周部３に取り付けられた固定子４２と、を含む。外周部３の内部には、固定子４２を収容する収容部３６が形成されている。収容部３６は、外周部３の内周面３３から径方向における外側に凹む凹形状を有する。収容部３６は、軸方向における一方側から視たときに環状に形成された環状溝部からなる。回転体２の連結リング２２は、その内周面２２１が外周部３の内周面３３の一部を構成するように、収容部３６に収容されている。回転子４１は、連結リング２２の収容部３６に面する外周面２２２に固定されている。固定子４２は、連結リング２２よりも径方向に外側において、収容部３６に収容されている。図示される実施形態では、固定子４２は、外周部３に支持されている。図示例では、固定子４２は、ステータカバー４３に支持され、このステータカバー４３は、収容部３６に固定された空気軸受３７に支持されている。なお、図示される実施形態では、回転子４１と固定子４２とが径方向において対向するように配置されているが、回転子４１と固定子４２とが軸方向において対向するように配置してもよい。

回転子４１は、回転子側磁石を有し、固定子４２は、固定子側磁石を有する。図示される実施形態では、回転子４１は、回転子側磁石として永久磁石４１Ａを有し、固定子４２は、固定子側磁石としてコイル４２Ａ（電磁石）を有する。コイル４２Ａは、上述したバッテリー１１４（図３参照）又は不図示の駆動回路にリード線を介して接続され、リード線を介して変化する電力が供給されるようになっている。永久磁石４１Ａは、回転体２の周方向において環状に配置されている。この永久磁石４１Ａは、回転体２の周方向において、所定間隔ごとに正極と負極とが交互になるように構成されている。コイル４２Ａは、永久磁石４１Ａの各極に対向するように、回転体２の周方向に並べて設けられる。なお、他の幾つかの実施形態では、電動モータ４は、回転子４１が回転子側磁石としてコイル（電磁石）を有し、且つ固定子４２が固定子側磁石として永久磁石を有する構成になっていてもよい。

流体機械１は、電動モータ４を駆動させることで、回転体２を回転させるように構成されている。コイル４２Ａは、コイル４２Ａに供給された電力により変動磁場を発生させる。永久磁石４１Ａが取り付けられた回転体２は、コイル４２Ａから発生する変動磁場により生じる駆動力（磁場（磁界）と電流の相互作用（ローレンツ力）による力）により、回転軸ＲＡを中心に回転する。すなわち、電動モータ４は、回転体２の外周側に配置された外周部３から回転体２に向けて動力を与えることにより、回転体２を回転させる外周駆動式のモータとなっている。なお、外周部３、支持軸部１２および複数の整流板１４の夫々は、回転体２の回転に対して不動になっている。

流体機械１の外周部３は、回転体２の回転によって推力ＦＶを生じさせる。具体的には、流体機械１は、外周部３の前縁端３４により形成される吸込口１５と、外周部の後縁端３５により形成される吹出口１６と、吸込口１５と吹出口１６とを連通させる内側空間１７であって、外周部３の内周面３３により形成される内側空間１７と、を有する。回転体２の複数のブレード２３は、内側空間１７に配置されている。吸込口１５は、複数のブレード２３よりも前方側ＸＦに位置している。吹出口１６は、複数のブレード２３よりも後方側ＸＲに位置している。

回転体２を回転させることで、内側空間１７に前方側ＸＦから後方側ＸＲに向かう空気の流れ（主流）が形成される。流体機械１は、外周部３の前縁端３４により形成された吸込口１５から回転体２に取り込んだ空気を、外周部３の後縁端３５により形成された吹出口１６から吹く出すことで、外周部３に前方側ＸＦに向かう推力ＦＶを発生させるようになっている。なお、上記推力ＦＶにより流体機械１を搭載した垂直離着陸機１０を飛行させることで、外周部３の外周面３２に面する外側空間１８に前方側ＸＦから後方側ＸＲに向かう空気の流れが形成される。

（外周部の冷却構造）
図２に示されるように、上述した収容部３６には、電動モータ４を駆動させるための電装部品４４が収容されている。図示される実施形態では、収容部３６は、電装部品４４を収容するための電装部品収容部３６Ａを含む。電装部品収容部３６Ａは、収容部３６内を回転体２の径方向における外側と内側とに区分するステータカバー４３により、ステータカバー４３よりも上記径方向における外側に形成されている。電動モータ４を駆動させると、コイル４２Ａ（電磁石）や電装部品４４が発熱する。流体機械１は、収容部３６に冷却用の空気を流通させることで、該空気により発熱するコイル４２Ａや電装部品４４を冷却するようになっている。

外周部３の内部には、上述した収容部３６の他に、収容部３６よりも軸方向における上記一方側（前方側ＸＦ）に設けられた収容部３６に連通する一方側キャビティ５と、収容部３６よりも軸方向における上記他方側（後方側ＸＲ）に設けられた収容部３６に連通する他方側キャビティ６と、が形成されている。一方側キャビティ５は、少なくとも１つの流体取込部７を介して外周部３の外部と連通している。他方側キャビティ６は、少なくとも１つの流体排出部８を介して外周部３の外部と連通している。

図示される実施形態では、一方側キャビティ５は、後方側ＸＲから前方側ＸＦに向かって先細り形状になっている。一方側キャビティ５を形成する壁面５０は、軸方向Ｘに対して交差（図示例では、直交）する方向に沿って延在する後方側壁面５０Ａと、後方側壁面５０Ａの外周端から前方側ＸＦに向かって延在する外周側壁面５０Ｂと、後方側壁面５０Ａの内周端から前方側ＸＦに向かって延在する内周側壁面５０Ｃと、を含む。外周側壁面５０Ｂと内周側壁面５０Ｃは、前方端を共有している。

図示される実施形態では、他方側キャビティ６は、前方側ＸＦから後方側ＸＲに向かって先細り形状になっている。他方側キャビティ６を形成する壁面６０は、軸方向Ｘに対して交差（図示例では、直交）する方向に沿って延在する前方側壁面６０Ａと、前方側壁面６０Ａの外周端から後方側ＸＲに向かって延在する外周側壁面６０Ｂと、前方側壁面６０Ａの内周端から後方側ＸＲに向かって延在する内周側壁面６０Ｃと、を含む。外周側壁面６０Ｂと内周側壁面６０Ｃは、後方端を共有している。

図４は、本開示の一実施形態にかかる流体機械の外周部の周囲の静圧分布を説明するための説明図である。回転体２を回転させることで、内側空間１７の回転体２よりも前方側ＸＦには、図４に示されるような、内側空間１７における他の部分や外側空間１８よりも静圧が低い低静圧領域１７Ａが形成される。低静圧領域１７Ａは、外周部３の内周面３３に面して形成される。上述した流体排出部８は、外周部３の低静圧領域１７Ａに面する内周面３３（３３Ａ）に出口開口８１が形成されている。上述した流体取込部７は、内側空間１７における低静圧領域１７Ａよりも静圧が高い領域１７Ｂに面する内周面３３や、外側空間１８に面する外周面３２に入口開口７１が形成されている。

回転体２を回転させることで、流体排出部８の出口開口８１周りの空気は、流体取込部７の入口開口７１周りの空気に対して負圧になる。つまり、流体排出部８の出口開口８１周りの空気の圧力は、流体取込部７の入口開口７１周りの空気の圧力よりも低圧になる。或る実施形態では、回転体２を回転させると、流体取込部７の入口開口７１周りの空気の圧力が大気圧になるのに対して、流体排出部８の出口開口８１周りの空気の圧力は、大気圧よりも低圧になる。

流体機械１は、電動モータ４により回転体２を回転させることで生じる、流体取込部７の入口開口７１周りの空気と流体排出部８の出口開口８１周りの空気との間の圧力差を利用して、流体取込部７の入口開口７１から空気を外周部３の内部に取り込み、他方側キャビティ６や収容部３６を経て一方側キャビティ５に導かれた空気を流体排出部８の出口開口８１から外周部３の外部に排出する。この流体機械１は、収容部３６に収容された機器である固定子４２や電装部品４４に発生する熱を、収容部３６を通過する空気に放出させることで、収容部３６に収容された機器の徐熱を行うことができる。

図２に示される実施形態では、一方側キャビティ５および他方側キャビティ６の夫々は、電装部品収容部３６Ａに連通している。この場合には、電装部品収容部３６Ａを通過する空気に電装部品４４に発生する熱を効果的に放出させることができるため、電装部品４４の徐熱を効果的に行うことができる。

図示される実施形態では、外周部３の内部には、一方側キャビティ５と電装部品収容部３６Ａ（収容部３６）とを連通する少なくとも１つの一方側連通孔３８と、他方側キャビティ６と電装部品収容部３６Ａ（収容部３６）とを連通する少なくとも１つの他方側連通孔３９と、が形成されている。図２に示される実施形態では、外周部３の内部には、回転体２の周方向に沿って互いに間隔をあけて設けられた複数の一方側連通孔３８と、回転体２の周方向に沿って互いに間隔をあけて設けられた複数の他方側連通孔３９とが形成されている。他方側キャビティ６内の空気は、他方側連通孔３９を通じて電装部品収容部３６Ａ（収容部３６）に導かれる。電装部品収容部３６Ａ（収容部３６）内の空気は、一方側連通孔３８を通じて一方側キャビティ５に導かれる。

図示される実施形態では、一方側連通孔３８および他方側連通孔３９の夫々は、軸方向Ｘに沿って延在している。一方側連通孔３８は、一方側キャビティ５の後方側壁面５０Ａに一端が接続されている。他方側連通孔３９は、他方側キャビティ６の前方側壁面６０Ａに一端が接続されている。

幾つかの実施形態にかかる流体機械１は、図２に示されるように、上述した回転体２と、上述した外周部３と、回転子４１および固定子４２を含む上述した電動モータ４と、を少なくとも備える。外周部３の内部には、上述した収容部３６と、上述した一方側キャビティ５と、上述した他方側キャビティ６と、が形成されている。

一方側キャビティ５および他方側キャビティ６の夫々は、回転体２の周方向に沿って延在している。一方側キャビティ５および他方側キャビティ６の夫々は、回転体２の周方向において半周以上に亘り延在することが好ましい。一方側キャビティ５および他方側キャビティ６の夫々は、回転体２の周方向において全周に亘り延在する（すなわち、環状に形成される）ことがさらに好ましい。

この場合には、収容部３６を通過する空気の通路上に設けられた一方側キャビティ５や他方側キャビティ６は、回転体２の周方向に沿って延在しているため、流体取込部７や流体排出部８に比べて流路面積が大きなものとなり、これらのキャビティ５、６の壁面５０、６０で発生する流体の摩擦損失が小さなものになっている。外周部３の内部に一方側キャビティ５や他方側キャビティ６を設けることで、外周部３の内部における空気の摩擦損失を低減できるため、流体取込部７の入口開口７１と流体排出部８の出口開口８１との間の圧力差により外周部３の内部を通過する空気量を増量できる。外周部３の内部を通過する空気量を増量することで、流体機械１の収容部３６に収容された機器（固定子４２や電装部品４４）を効果的に冷却できる。また、外周部３の内部に一方側キャビティ５や他方側キャビティ６を形成することで、外周部３の重量化を抑制できる。

（外周側流体取込部）
図５は、本開示の一実施形態における流体取込部を説明するための説明図である。図５では、外周部の後縁側の軸方向に沿った断面を概略的に示している。
幾つかの実施形態では、図５に示されるように、上述した少なくとも１つの流体取込部７は、外周部３の外周面３２に入口開口７１である第１開口７１Ａが形成された外周側流体取込部７Ａを含む。外周側流体取込部７Ａは、回転体２の径方向の外側から内側に向かって上記他方側（後方側ＸＲ）に傾斜するように構成されている。外周側流体取込部７Ａは、第１開口７１Ａから後方側ＸＲに向かうに連れて流体機械１の軸線ＬＡからの距離が小さくなるように延在し、そのキャビティ側開口７２Ａが他方側キャビティ６に接続されている。図示される実施形態では、上述した少なくとも１つの流体取込部７は、回転体２の周方向に沿って互いに間隔をあけて設けられた複数の外周側流体取込部７Ａを含む。

外周側流体取込部７Ａの第１開口７１Ａは、収容部３６よりも後方側ＸＲに設けられる。外周部３の外周面３２は、後縁端３５から前方側ＸＦに向かうにつれて流体機械１の軸線ＬＡからの距離が大きくなる外周側傾斜面３２Ａを含む。図示される実施形態では、第１開口７１Ａは、外周側傾斜面３２Ａに形成されている。

上記の構成によれば、外周部３の内部に他方側キャビティ６を形成することで、外周部３の外部と他方側キャビティ６とを繋ぐ流体取込部７（外周側流体取込部７Ａを含む）の形状の自由度が高くなる。外周側流体取込部７Ａは、回転体２の径方向の外側から内側に向かって上記他方側（後方側ＸＲ）に傾斜するように構成されることで、外周部３の外周面３２に沿って流れる空気を外周側流体取込部７Ａに滑らかに取り込むことができるとともに、外周側流体取込部７Ａに取り込んだ空気を他方側キャビティ６に滑らかに導くことができる。これにより、外周側流体取込部７Ａにおける空気の摩擦損失を低減できる。外周側流体取込部７Ａにおける空気の摩擦損失を低減することで、外周側流体取込部７Ａおよび他方側キャビティ６を通じて収容部３６に導かれる空気量を増量できるため、収容部３６に収容された機器を効果的に冷却できる。

幾つかの実施形態では、上述した外周側流体取込部７Ａは、図５に示されるような軸方向に沿った断面視において、第１開口７１Ａの中心軸線ＣＡ１と、第１開口位置Ｐ１における外周面３２の接線Ｔ１と、がなす角度をθ１としたときに、０°＜θ１＜９０°の条件を満たすように構成されている。ここで、上記角度θ１は、第１開口位置Ｐ１から前方側ＸＦに向かって延びる接線Ｔ１と中心軸線ＣＡ１とがなす角度である。第１開口位置Ｐ１は、中心軸線ＣＡ１が通過する第１開口７１Ａの中心に位置している。

上記の構成によれば、上記０°＜θ１＜９０°の条件を満たす外周側流体取込部７Ａは、外周部３の外周面３２に沿って流れる空気の流れに沿うような形状であるため、外周面３２に沿って流れる空気を外周側流体取込部７Ａに滑らかに取り込むことができるとともに、外周側流体取込部７Ａに取り込んだ空気を他方側キャビティ６に滑らかに導くことができる。これにより、外周側流体取込部７Ａにおける空気の摩擦損失を効果的に低減できる。なお、外周側流体取込部７Ａにおける空気の摩擦損失のさらなる低減のために、外周側流体取込部７Ａは、０°＜θ１≦６０°の条件を満たすように構成されていることが好ましく、０°＜θ１≦３０°の条件を満たすように構成されていることがさらに好ましい。

（内周側流体取込部）
幾つかの実施形態では、図５に示されるように、上述した少なくとも１つの流体取込部７は、外周部３の内周面３３に入口開口７１である第２開口７１Ｂが形成された内周側流体取込部７Ｂを含む。内周側流体取込部７Ｂは、回転体２の径方向の内側から外側に向かって上記他方側（後方側ＸＲ）に傾斜するように構成されている。内周側流体取込部７Ｂは、第２開口７１Ｂから後方側ＸＲに向かうに連れて流体機械１の軸線ＬＡからの距離が大きくなるように延在し、そのキャビティ側開口７２Ｂが他方側キャビティ６に接続されている。図示される実施形態では、上述した少なくとも１つの流体取込部７は、回転体２の周方向に沿って互いに間隔をあけて設けられた複数の内周側流体取込部７Ｂを含む。

内周側流体取込部７Ｂの第２開口７１Ｂは、収容部３６よりも後方側ＸＲに設けられる。外周部３の内周面３３は、後縁端３５から前方側ＸＦに向かうにつれて流体機械１の軸線ＬＡからの距離が小さくなる内周側傾斜面３３Ｂを含む。図示される実施形態では、第２開口７１Ｂは、上述した領域１７Ｂに面した内周側傾斜面３３Ｂに形成されている。

上記の構成によれば、外周部３の内部に他方側キャビティ６を形成することで、外周部３の外部と他方側キャビティ６とを繋ぐ流体取込部７（内周側流体取込部７Ｂを含む）の形状の自由度が高くなる。内周側流体取込部７Ｂは、回転体２の径方向の内側から外側に向かって上記他方側（後方側ＸＲ）に傾斜するように構成されることで、外周部３の内周面３３に沿って流れる空気を内周側流体取込部７Ｂに滑らかに取り込むことができるとともに、内周側流体取込部７Ｂに取り込んだ空気を他方側キャビティ６に滑らかに導くことができる。これにより、内周側流体取込部７Ｂにおける空気の摩擦損失を低減できる。内周側流体取込部７Ｂにおける空気の摩擦損失を低減することで、内周側流体取込部７Ｂおよび他方側キャビティ６を通じて収容部３６に導かれる空気量を増量できるため、収容部３６に収容された機器を効果的に冷却できる。

幾つかの実施形態では、上述した内周側流体取込部７Ｂは、図５に示されるような軸方向に沿った断面視において、第２開口７１Ｂの中心軸線ＣＡ２と、第２開口位置Ｐ２における内周面３３の接線Ｔ２と、がなす角度をθ２としたときに、０°＜θ２＜９０°の条件を満たすように構成されている。ここで、上記角度θ２は、第２開口位置Ｐ２から前方側ＸＦに向かって延びる接線Ｔ２と中心軸線ＣＡ２とがなす角度である。第２開口位置Ｐ２は、中心軸線ＣＡ２が通過する第２開口７１Ｂの中心に位置している。

上記の構成によれば、上記０°＜θ２＜９０°の条件を満たす内周側流体取込部７Ｂは、外周部３の内周面３３に沿って流れる流体の流れに沿うような形状であるため、内周面３３に沿って流れる空気を内周側流体取込部７Ｂに滑らかに取り込むことができるとともに、内周側流体取込部７Ｂに取り込んだ空気を他方側キャビティ６に滑らかに導くことができる。これにより、内周側流体取込部７Ｂにおける空気流れの圧力損失を効果的に低減できる。

なお、内周側流体取込部７Ｂからキャビティ６に取り込まれた空気がキャビティ６の後縁側の壁面６０に干渉し、空気流れの圧力損失の増大を招く虞がある。この空気流れの圧力損失の増大を好適に抑制するためは、内周側流体取込部７Ｂを、４０°≦θ２≦６０°の条件を満たすように構成することが好ましい。

幾つかの実施形態では、上述した少なくとも１つの流体取込部７は、図５に示されるように、外周部３の外面３１に形成された流体取込部７の入口開口７１の等価直径をＤ１、流体取込部７の長さをＬ１としたときに、Ｌ１／Ｄ１≧２の条件を満たすように構成されている。なお、流体取込部７の入口開口７１からキャビティ側開口７２までの最短距離を上記長さＬ１としてもよい。

図５に示される実施形態では、上述した外周側流体取込部７Ａは、外周部３の外周面３２に形成された第１開口７１Ａの等価直径をＤ３（Ｄ１）、外周側流体取込部７Ａの長さをＬ３（Ｌ１）としたときに、Ｌ３／Ｄ３≧２の条件を満たす。外周側流体取込部７Ａは、第１開口７１Ａと、キャビティ側開口７２Ａと、第１開口７１Ａとキャビティ側開口７２Ａとの間を直線状に繋ぐ外周側取込孔７３Ａと、を含む。ここでは、外周側流体取込部７Ａの長さＬ３は、外周側取込孔７３Ａの長さ、すなわち、第１開口７１Ａからキャビティ側開口７２Ａまでの最短距離である。第１開口７１Ａから外周側取込孔７３Ａに取り込まれた空気は、キャビティ側開口７２Ａを介して外周側取込孔７３Ａから他方側キャビティ６に流入する。仮に外周側流体取込部７Ａの長さＬ３が短いと、外周側取込孔７３Ａにおける第１開口７１Ａ側に形成される空気の剥離の影響で、外周側取込孔７３Ａを介した空気の流通が阻害される虞がある。

図５に示される実施形態では、上述した内周側流体取込部７Ｂは、外周部３の内周面３３に形成された第２開口７１Ｂの等価直径をＤ４（Ｄ１）、内周側流体取込部７Ｂの長さをＬ４（Ｌ１）としたときに、Ｌ４／Ｄ４≧２の条件を満たす。内周側流体取込部７Ｂは、第２開口７１Ｂと、キャビティ側開口７２Ｂと、第２開口７１Ｂとキャビティ側開口７２Ｂとの間を直線状に繋ぐ内周側取込孔７３Ｂと、を含む。ここでは、内周側流体取込部７Ｂの長さＬ４は、内周側取込孔７３Ｂの長さ、すなわち、第２開口７１Ｂからキャビティ側開口７２Ｂまでの最短距離である。第２開口７１Ｂから内周側取込孔７３Ｂに取り込まれた空気は、キャビティ側開口７２Ｂを介して内周側取込孔７３Ｂから他方側キャビティ６に流入する。仮に内周側流体取込部７Ｂの長さＬ４が短いと、内周側取込孔７３Ｂにおける第２開口７１Ｂ側に形成される空気流れの剥離の影響で、内周側取込孔７３Ｂを介した空気の流通が阻害される虞がある。

上記の構成によれば、流体取込部７の長さＬ１（Ｌ３、Ｌ４）を、上記条件を満たす長さにすることで、流体取込部７において空気を整流できるため、流体取込部７を通じて他方側キャビティ６に導かれる空気量の低減を防止できる。また、他方側キャビティ６に導かれる空気を整流することで、他方側キャビティ６における空気の流れの乱れを抑制できるため、他方側キャビティ６における空気流れの圧力損失を低減できる。

幾つかの実施形態では、図５に示されるように、外周部３は、他方側キャビティ６の外周側の壁面６０（６０Ｂ）から第１開口７１Ａの中心軸線ＣＡ１に沿って突出する外周側突出部７４Ａを有する。外周側突出部７４Ａの内部には、外周側取込孔７３Ａの一部が形成され、外周側突出部７４Ａの端面にはキャビティ側開口７２Ａが形成されている。この場合には、外周部３の肉厚の増大化を抑制しつつ、外周側流体取込部７Ａ（外周側取込孔７３Ａ）の長さを大きなものにすることができる。なお、他の幾つかの実施形態では、図２に示されるように、外周部３は、外周側突出部７４Ａを有さずに、他方側キャビティ６の外周側の壁面６０（６０Ｂ）にキャビティ側開口７２Ａが形成されていてもよい。

幾つかの実施形態では、図５に示されるように、外周部３は、他方側キャビティ６の内周側の壁面６０（６０Ｃ）から第２開口７１Ｂの中心軸線ＣＡ２に沿って突出する内周側突出部７４Ｂを有する。内周側突出部７４Ｂの内部には、内周側取込孔７３Ｂの一部が形成され、内周側突出部７４Ｂの端面にはキャビティ側開口７２Ｂが形成されている。この場合には、外周部３の肉厚の増大化を抑制しつつ、内周側流体取込部７Ｂ（内周側取込孔７３Ｂ）の長さを大きなものにすることができる。なお、他の幾つかの実施形態では、図２に示されるように、外周部３は、内周側突出部７４Ｂを有さずに、他方側キャビティ６の内周側の壁面６０（６０Ｃ）にキャビティ側開口７２Ｂが形成されていてもよい。

（流体排出部）
図６は、本開示の一実施形態における流体排出部を説明するための説明図である。
幾つかの実施形態では、図６に示されるように、上述した少なくとも１つの流体排出部８は、外周部３の内周面３３に出口開口である第３開口８１が形成されるとともに、回転体２の径方向の外側から内側に向かって上記他方側（後方側ＸＲ）に傾斜するように構成されている。流体排出部８は、第３開口８１から後方側ＸＲに向かうにつれて流体機械１の軸線ＬＡからの距離が大きくなるように延在し、そのキャビティ側開口８２が一方側キャビティ５に接続されている。上述した少なくとも１つの流体排出部８は、回転体２の周方向に沿って互いに間隔をあけて設けられた複数の流体排出部８を含む。

流体排出部８の第３開口８１は、収容部３６よりも前方側ＸＦに形成される。第３開口８１は、外周部３の上述した低静圧領域１７Ａに面する内周面３３Ａに形成される。図示される実施形態では、外周部３の内周面３３Ａは、外周部３の前縁端３４から後方側ＸＲに向かうにつれて流体機械１の軸線ＬＡからの距離が小さくなっている。

上記の構成によれば、外周部３の内部に一方側キャビティ５を形成することで、外周部３の外部と一方側キャビティ５とを繋ぐ流体排出部８の形状の自由度が高くなる。流体排出部８は、回転体２の径方向の外側から内側に向かって他方側（後方側ＸＲ）に傾斜するように構成されることで、外周部３よりも径方向の内側において軸方向の一方側（前方側ＸＦ）から他方側（後方側ＸＲ）に流れる主流と、流体排出部８を通じて外周部３の外部に排出された空気と、の混合を抑制でき、ひいては、流体機械１の上記混合による空力損失を低減できる。

幾つかの実施形態では、上述した少なくとも１つの流体排出部８は、図６に示されるような軸方向に沿った断面視において、第３開口８１の中心軸線ＣＡ３と、第３開口位置Ｐ３における内周面３３の接線Ｔ３と、がなす角度をθ３としたときに、０°＜θ３≦６０°の条件を満たすように構成されている。ここで、上記角度θ３は、第３開口位置Ｐ３から前方側ＸＦに向かって延びる接線Ｔ３と中心軸線ＣＡ３とがなす角度である。第３開口位置Ｐ３は、中心軸線ＣＡ３が通過する第３開口８１の中心に位置している。

上記の構成によれば、上記０°＜θ３≦６０°の条件を満たす流体排出部８は、上述した主流と、流体排出部８を通じて外周部３の外部に排出された空気と、の混合を効果的に抑制でき、ひいては、流体機械１の上記混合による空力損失を効果的に低減できる。なお、流体機械１の上記混合による空力損失のさらなる低減のために、流体排出部８は、０°＜θ３≦３０°の条件を満たすように構成されていることが好ましい。

幾つかの実施形態では、上述した少なくとも１つの流体排出部８は、図６に示されるように、外周部３の外面３１（内周面３３）に形成された流体排出部８の出口開口８１の等価直径をＤ２、流体排出部８の長さをＬ２としたときに、Ｌ２／Ｄ２≧４の条件を満たすように構成されている。

図６に示される実施形態では、上述した流体排出部８は、第３開口８１（出口開口）と、キャビティ側開口８２と、第３開口８１とキャビティ側開口８２との間を直線状に繋ぐ排出孔８３と、を含む。ここで、流体排出部８の長さＬ２は、排出孔８３の長さ、すなわち、第３開口８１からキャビティ側開口８２までの最短距離である。キャビティ側開口８２を通じて一方側キャビティ５から排出孔８３に流入した空気は、第３開口８１を通じて低静圧領域１７Ａに排出される。仮に流体排出部８の長さＬ２が短いと、排出孔８３におけるキャビティ側開口８２側に形成される空気の流れの剥離の影響で、排出孔８３を介して空気の流通が阻害される虞がある。

上記の構成によれば、流体排出部８の長さＬ２を、上記条件を満たす長さにすることで、流体排出部８において空気を整流できるため、流体排出部８を通じて外周部３の外部（低静圧領域１７Ａ）に排出される空気量の低減を防止できる。また、流体排出部８を通じて外周部３の外部に排出される空気を整流することで、外周部３よりも径方向の内側において軸方向の一方側（前方側ＸＦ）から他方側（後方側ＸＲ）に流れる主流と、流体排出部８を通じて外周部３の外部に排出された空気と、の混合を抑制でき、ひいては、流体機械１の上記混合による空力損失を低減できる。

幾つかの実施形態では、図６に示されるように、外周部３は、一方側キャビティ５の内周側の壁面５０（５０Ｃ）から第３開口８１の中心軸線ＣＡ３に沿って突出する一方側突出部８４を有する。一方側突出部８４の内部には、排出孔８３の一部が形成され、一方側突出部８４の端面にはキャビティ側開口８２が形成されている。この場合には、外周部３の肉厚の増大化を抑制しつつ、流体排出部８（排出孔８３）の長さを大きなものにすることができる。なお、他の幾つかの実施形態では、図２に示されるように、外周部３は、一方側突出部８４を有さずに、一方側キャビティ５の内周側の壁面５０（５０Ｃ）にキャビティ側開口８２が形成されていてもよい。

（外周側流体取込部および内周側流体取込部）
幾つかの実施形態では、図２および図５に示されるように、上述した少なくとも１つの流体取込部７は、上述した外周側流体取込部７Ａと、上述した内周側流体取込部７Ｂと、を含む。上記の構成によれば、外周側流体取込部７Ａおよび内周側流体取込部７Ｂの夫々を通じて外周部３の外部から他方側キャビティ６に空気を導くことができる。この場合には、外周側流体取込部７Ａ又は内周側流体取込部７Ｂの一方のみにより空気を取り込む場合に比べて、他方側キャビティ６に導かれる空気量を増量できる。これにより、他方側キャビティ６を通じて収容部３６に導かれる空気量を増量できるため、収容部３６に収容された機器を効果的に冷却できる。

図７は、外周側流体取込部と内周側流体取込部との位置関係を説明するための説明図である。図７では、外周部３を径方向における外側から視た状態を概略的に示している。
幾つかの実施形態では、図７に示されるように、上述した外周側流体取込部７Ａの第１開口７１Ａは、上述した内周側流体取込部７Ｂの第２開口７１Ｂよりも前方側ＸＦに位置するように構成されている。第１開口７１Ａを第２開口７１Ｂよりも前方側ＸＦに設けることで、外周側の吸い込み流れ（外周側流体取込部７Ａを通じて他方側キャビティ６に導かれた空気の流れ）と、内周側の吸い込み流れ（内周側流体取込部７Ｂを通じて他方側キャビティ６に導かれた空気の流れ）とが干渉することを抑制できる。これにより、外周側の吸い込み流れと内周側の吸い込み流れとの干渉によって、外周側流体取込部７Ａや内周側流体取込部７Ｂから他方側キャビティ６に空気を吸い込み難くなることを防止でき、他方側キャビティ６に導かれる空気量の低減を防止できる。

幾つかの実施形態では、図７に示されるように、上述した少なくとも１つの流体取込部７は、回転体２の周方向（図７中上下方向）に沿って互いに間隔をあけて設けられた複数の外周側流体取込部７Ａと、回転体２の周方向に沿って互いに間隔をあけて設けられた複数の内周側流体取込部７Ｂと、を含む。複数の外周側流体取込部７Ａの夫々の第１開口７１Ａは、複数の内周側流体取込部７Ｂの夫々の第２開口７１Ｂに対して回転体２の周方向にずれて配置されている。第１開口７１Ａの周方向位置を第２開口７１Ｂの周方向位置に対してずらすことで、上述した外周側の吸い込み流れと、上述した内周側の吸い込み流れとが干渉することを抑制できる。これにより、外周側の吸い込み流れと内周側の吸い込み流れとの干渉によって、外周側流体取込部７Ａや内周側流体取込部７Ｂから他方側キャビティ６に空気を吸い込み難くなることを防止でき、他方側キャビティ６に導かれる空気量の低減を防止できる。

（軸流ファン）
図８は、本開示の一実施形態にかかる流体機械における外周部の軸方向に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。
幾つかの実施形態では、上述した外周部３は、図８に示されるような、軸方向Ｘにおける上記他方側（後方側ＸＲ）から上記一方側（前方側ＸＦ）に空気を送るように構成された少なくとも１つの軸流ファン９１を備える。少なくとも１つの軸流ファン９１は、上述した一方側キャビティ５又は他方側キャビティ６の少なくとも一方に配置されている。つまり、外周部３の内部に一方側キャビティ５や他方側キャビティ６を形成することで、収容部３６を通過する空気の流路上に軸流ファン９１を設置することが可能になる。

軸流ファン９１は、軸方向Ｘに沿って延在する回転軸部９２と、回転軸部９２に取り付けられた少なくとも１つの動翼９３と、回転軸部９２および動翼９３を回転可能に収容する筐体９４と、を含む。軸流ファン９１は、上述したバッテリー１１４（図３参照）又は不図示の電力源から供給される電流（図示例では、直流電流）により、回転軸部９２および動翼９３を回転させるように構成されている。軸流ファン９１の動翼９３を回転させることで、空気が後方側ＸＲから前方側ＸＦに向かって送られる。

図示される実施形態では、外周部３は、他方側キャビティ６の外周側の壁面６０（６０Ｂ）から回転体２の径方向における内側に向かって突出する外周側支持部９５Ａと、他方側キャビティ６の内周側の壁面６０（６０Ｃ）から回転体２の径方向における外側に向かって突出する内周側支持部９５Ｂと、を有する。軸流ファン９１は、外周側支持部９５Ａおよび内周側支持部９５Ｂに筐体９４が固定されている。

上記の構成によれば、軸流ファン９１により外周部３内を流れる空気を軸方向における上記他方側（後方側ＸＲ）から上記一方側（前方側ＸＦ）に送ることで、流体取込部７と流体排出部８との間の圧力差（静圧差）のみを利用する場合に比べて、流体取込部７から取り込まれて流体排出部８から排出される空気量を増量できる。これにより、収容部３６に導かれる空気量を増量できるため、収容部３６に収容された機器を効果的に冷却できる。なお、軸流ファン９１は、軽量であるため、外周部３の重量化を抑制できる。

軸流ファン９１により空気を効果的に送るためには、軸流ファン９１の下流側（前方側ＸＦ）に空気が流れる大きな空間があることが好ましい。すなわち、軸流ファン９１が一方側キャビティ５や他方側キャビティ６における後方側ＸＲに配置されることが好ましい。

（防塵フィルタ）
図９は、本開示の一実施形態にかかる流体機械における外周部の軸方向に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。
幾つかの実施形態では、上述した外周部３は、図９に示されるように、他方側キャビティ６に設置された防塵フィルタ９６を備える。防塵フィルタ９６は、軸方向Ｘに対して交差（図示例では、直交）する方向に沿って延在している。防塵フィルタ９６は、防塵フィルタ９６を通過する空気から粉塵等の異物を除去するように構成されている。

図示される実施形態では、防塵フィルタ９６は、最も前方側ＸＦに位置する流体取込部７のキャビティ側開口７２よりも前方側ＸＦに配置されている。この場合には、他方側キャビティ６において防塵フィルタ９６を通過した空気が収容部３６に導かれる。また、図示される実施形態では、外周部３は、他方側キャビティ６の外周側の壁面６０（６０Ｂ）から回転体２の径方向における内側に向かって突出する外周側支持部９７Ａと、他方側キャビティ６の内周側の壁面６０（６０Ｃ）から回転体２の径方向における外側に向かって突出する内周側支持部９７Ｂと、を有する。防塵フィルタ９６は、外周側支持部９７Ａに外縁が固定され、内周側支持部９７Ｂに内縁が固定されている。

上記の構成によれば、外周部３の他方側キャビティ６に防塵フィルタ９６を設置することで、他方側キャビティ６を通じて収容部３６に導かれる空気から粉塵等の異物を除去することができる。これにより、収容部３６への異物の侵入を効果的に防止できるため、収容部３６に収容された機器の信頼性を高めることができる。

（垂直離着陸機）
幾つかの実施形態にかかる垂直離着陸機１０は、図３に示されるように、上述した流体機械１と、流体機械１が発生させる推力ＦＶにより移動する上述した機体１１と、を備える。なお、垂直離着陸機は、その推力器として１つの流体機械１を備えていてもよいし、その推力器として複数の流体機械１を備えていてもよい。流体機械１および機体１１を備える垂直離着陸機１０は、流体機械１の収容部３６に収容された機器（固定子４２や電装部品４４）を効果的に冷却できるため、電動モータ４の高出力化が可能となり、ひいては流体機械１を備える垂直離着陸機１０の高出力化が可能となる。

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。

１）本開示の少なくとも一実施形態にかかる流体機械（１）は、
軸方向における一方側（前方側ＸＦ）から他方側（後方側ＸＲ）に流体を送るように構成された流体機械（１）であって、
回転軸（ＲＡ）を中心に回転可能に構成された回転体（２）と、
前記回転体（２）の外周を囲むように設けられた外周部（３）と、
前記回転体（２）を回転させるように構成された電動モータ（４）であって、前記回転体（２）に取り付けられた回転子（４１）および前記外周部（３）に取り付けられた固定子（４２）を含む電動モータ（４）と、を備え、
前記外周部（３）の内部には、
前記回転子（４１）を少なくとも収容する収容部（３６）と、
前記収容部（３６）よりも前記他方側に設けられた前記収容部と連通する他方側キャビティ（６）であって、少なくとも１つの流体取込部（７）を介して前記外周部（３）の外部と連通するとともに、前記回転体（２）の周方向に沿って延在する他方側キャビティ（６）と、
前記収容部（３６）よりも前記一方側に設けられた前記収容部と連通する一方側キャビティ（５）であって、少なくとも１つの流体排出部（８）を介して前記外周部（３）の外部と連通するとともに、前記回転体（２）の周方向に沿って延在する一方側キャビティ（５）と、が形成されている。

上記１）の構成によれば、流体機械（１）は、電動モータ（４）により回転体（２）を回転させることで生じる流体取込部（７）と流体排出部（８）との間の圧力差を利用して、流体取込部（７）から流体を外周部（３）の内部に取り込み、他方側キャビティ（６）や収容部（３６）を経て一方側キャビティ（５）に導かれた流体を流体排出部（８）から外周部（３）の外部に排出する。この流体機械（１）は、収容部（３６）に収容された機器である固定子（４２）や電装部品（４４）に発生する熱を、収容部（３６）を通過する流体に放出させることで、収容部（３６）に収容された機器の徐熱を行うことができる。

収容部（３６）を通過する流体の通路上に設けられた一方側キャビティ（５）や他方側キャビティ（６）は、回転体（２）の周方向に沿って延在しているため、流体取込部（７）や流体排出部（８）に比べて流路面積が大きなものとなり、これらのキャビティ（５、６）の壁面（５０、６０）で発生する流体の摩擦損失が小さなものになっている。外周部（３）の内部に一方側キャビティ（５）や他方側キャビティ（６）を設けることで、外周部（３）の内部における流体の摩擦損失を低減できるため、流体取込部（７）の入口開口（７１）と流体排出部（８）の出口開口（８１）との間の圧力差により外周部（３）の内部を通過する流体の流量を増量できる。外周部（３）の内部を通過する流体の流量を増量することで、流体機械（１）の収容部（３６）に収容された機器（固定子４２や電装部品４４）を効果的に冷却できる。

２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の流体機械（１）であって、
前記少なくとも１つの流体取込部（７）は、前記外周部（３）の外周面（３２）に第１開口（７１Ａ）が形成された外周側流体取込部（７Ａ）を含み、
前記外周側流体取込部（７Ａ）は、前記回転体（２）の径方向の外側から内側に向かって前記他方側（後方側ＸＲ）に傾斜するように構成された。

上記２）の構成によれば、外周側流体取込部（７Ａ）は、回転体（２）の径方向の外側から内側に向かって上記他方側（後方側ＸＲ）に傾斜するように構成されることで、外周部（３）の外周面（３２）に沿って流れる流体を外周側流体取込部（７Ａ）に滑らかに取り込むことができるとともに、外周側流体取込部（７Ａ）に取り込んだ流体を他方側キャビティ（６）に滑らかに導くことができる。これにより、外周側流体取込部（７Ａ）における流体の摩擦損失を低減できる。外周側流体取込部（７Ａ）における流体の摩擦損失を低減することで、外周側流体取込部（７Ａ）および他方側キャビティ（６）を通じて収容部（３６）に導かれる流体の流量を増量できるため、収容部（３６）に収容された機器を効果的に冷却できる。

３）幾つかの実施形態では、上記２）に記載の流体機械（１）であって、
前記外周側流体取込部（７Ａ）は、前記軸方向に沿った断面視において、前記第１開口（７１Ａ）の中心軸線（ＣＡ１）と、前記第１開口位置（Ｐ１）における前記外周面（３２）の接線（Ｔ１）と、がなす角度をθ１としたときに、０°＜θ１＜９０°の条件を満たすように構成された。

上記３）の構成によれば、上記０°＜θ１＜９０°の条件を満たす外周側流体取込部（７Ａ）は、外周部（３）の外周面（３２）に沿って流れる流体の流れに沿うような形状であるため、外周面（３２）に沿って流れる流体を外周側流体取込部（７Ａ）に滑らかに取り込むことができるとともに、外周側流体取込部（７Ａ）に取り込んだ流体を他方側キャビティ（６）に滑らかに導くことができる。これにより、外周側流体取込部（７Ａ）における流体の摩擦損失を効果的に低減できる。

４）幾つかの実施形態では、上記１）から上記３）までの何れかに記載の流体機械（１）であって、
前記少なくとも１つの流体取込部（７）は、前記外周部（３）の内周面（３３）に第２開口（７１Ｂ）が形成された内周側流体取込部（７Ｂ）を含み、
前記内周側流体取込部（７Ｂ）は、前記回転体（２）の径方向の内側から外側に向かって前記他方側（後方側ＸＲ）に傾斜するように構成された。

上記４）の構成によれば、内周側流体取込部（７Ｂ）は、回転体（２）の径方向の内側から外側に向かって上記他方側（後方側ＸＲ）に傾斜するように構成されることで、外周部（３）の内周面（３３）に沿って流れる流体を内周側流体取込部（７Ｂ）に滑らかに取り込むことができるとともに、内周側流体取込部（７Ｂ）に取り込んだ流体を他方側キャビティ（６）に滑らかに導くことができる。これにより、内周側流体取込部（７Ｂ）における流体の摩擦損失を低減できる。内周側流体取込部（７Ｂ）における流体の摩擦損失を低減することで、内周側流体取込部（７Ｂ）および他方側キャビティ（６）を通じて収容部（３６）に導かれる流体の流量を増量できるため、収容部（３６）に収容された機器を効果的に冷却できる。

５）幾つかの実施形態では、上記４）に記載の流体機械（１）であって、
前記内周側流体取込部（７Ｂ）は、前記軸方向に沿った断面視において、前記第２開口（７１Ｂ）の中心軸線（ＣＡ２）と、前記第２開口位置（Ｐ２）における前記内周面（３３）の接線（Ｔ２）と、がなす角度をθ２としたときに、０°＜θ２＜９０°の条件を満たすように構成された。

上記５）の構成によれば、上記０°＜θ２＜９０°の条件を満たす内周側流体取込部（７Ｂ）は、外周部（３）の内周面（３３）に沿って流れる流体の流れに沿うような形状であるため、内周面（３３）に沿って流れる流体を内周側流体取込部（７Ｂ）に滑らかに取り込むことができるとともに、内周側流体取込部（７Ｂ）に取り込んだ流体を他方側キャビティ（６）に滑らかに導くことができる。これにより、内周側流体取込部（７Ｂ）における空気流れの圧力損失を効果的に低減できる。

６）幾つかの実施形態では、上記１）から上記５）までの何れかに記載の流体機械（１）であって、
前記少なくとも１つの流体排出部（８）は、前記外周部（３）の内周面（３３）に第３開口（８１）が形成されるとともに、前記回転体（２）の径方向の外側から内側に向かって前記他方側（後方側ＸＲ）に傾斜するように構成された。

上記６）の構成によれば、流体排出部（８）は、回転体（２）の径方向の外側から内側に向かって上記他方側（後方側ＸＲ）に傾斜するように構成されることで、外周部（３）よりも径方向の内側において軸方向の上記一方側（前方側ＸＦ）から上記他方側（後方側ＸＲ）に流れる主流と、流体排出部（８）を通じて外周部（３）の外部に排出された流体と、の混合を抑制でき、ひいては、流体機械（１）の上記混合による空力損失を低減できる。

７）幾つかの実施形態では、上記６）に記載の流体機械（１）であって、
前記少なくとも１つの流体排出部（８）は、前記軸方向に沿った断面視において、前記第３開口（８１）の中心軸線（ＣＡ３）と、前記第３開口位置（Ｐ３）における前記内周面（３３）の接線（Ｔ３）と、がなす角度をθ３としたときに、０°＜θ３≦６０°の条件を満たすように構成された。

上記７）の構成によれば、上記０°＜θ３≦６０°の条件を満たす流体排出部（８）は、前記主流と、流体排出部（８）を通じて外周部（３）の外部に排出された流体と、の混合を効果的に抑制でき、ひいては、流体機械（１）の上記混合による空力損失を効果的に低減できる。

８）幾つかの実施形態では、上記１）から上記７）までの何れかに記載の流体機械（１）であって、
前記少なくとも１つの流体取込部（７）は、
前記外周部（３）の外周面（３２）に第１開口（７１Ａ）が形成された外周側流体取込部（７Ａ）と、
前記外周部（３）の内周面（３３）に第２開口（７１Ｂ）が形成された内周側流体取込部（７Ｂ）と、を含む。

上記８）の構成によれば、外周側流体取込部（７Ａ）および内周側流体取込部（７Ｂ）の夫々を通じて外周部（３）の外部から他方側キャビティ（６）に流体を導くことができる。この場合には、外周側流体取込部（７Ａ）又は内周側流体取込部（７Ｂ）の一方のみにより流体を取り込む場合に比べて、他方側キャビティ（６）に導かれる流体の流量を増量できる。これにより、他方側キャビティ（６）を通じて収容部（３６）に導かれる流体の流量を増量できるため、収容部（３６）に収容された機器を効果的に冷却できる。

９）幾つかの実施形態では、上記８）に記載の流体機械（１）であって、
前記外周側流体取込部（７Ａ）の前記第１開口（７１Ａ）は、前記内周側流体取込部（７Ｂ）の前記第２開口（７１Ｂ）よりも前記一方側（前方側ＸＦ）に位置するように構成された。

上記９）の構成によれば、外周側流体取込部（７Ａ）の第１開口（７１Ａ）を内周側流体取込部（７Ｂ）の第２開口（７１Ａ）よりも前記一方側（前方側ＸＦ）に設けることで、外周側の吸い込み流れ（外周側流体取込部７Ａを通じて他方側キャビティ６に導かれた流体の流れ）と、内周側の吸い込み流れ（内周側流体取込部７Ｂを通じて他方側キャビティ６に導かれた流体の流れ）とが干渉することを抑制できる。これにより、外周側の吸い込み流れと内周側の吸い込み流れとの干渉によって、外周側流体取込部（７Ａ）や内周側流体取込部（７Ｂ）から他方側キャビティ（６）に流体を吸い込み難くなることを防止でき、他方側キャビティ（６）に導かれる流体の流量の低減を防止できる。

１０）幾つかの実施形態では、上記１）から上記９）までの何れかに記載の流体機械（１）であって、
前記少なくとも１つの流体取込部（７）は、前記外周部（３）の外面（３１）に形成された前記流体取込部（７）の開口（７１）の等価直径をＤ１、前記流体取込部（７）の長さをＬ１としたときに、Ｌ１／Ｄ１≧２の条件を満たすように構成された。

上記１０）の構成によれば、流体取込部（７）の長さＬ１を、上記条件を満たす長さにすることで、流体取込部（７）において流体を整流できるため、流体取込部（７）を通じて他方側キャビティ（６）に導かれる流体の流量の低減を防止できる。また、他方側キャビティ（６）に導かれる流体を整流することで、他方側キャビティ（６）における流体の流れの乱れを抑制できるため、他方側キャビティ（６）における流れの圧力損失を低減できる。

１１）幾つかの実施形態では、上記１）から上記１０）までの何れかに記載の流体機械（１）であって、
前記少なくとも１つの流体排出部（８）は、前記外周部（３）の外面（３１）に形成された前記流体排出部（８）の開口（８１）の等価直径をＤ２、前記流体排出部（８）の長さをＬ２としたときに、Ｌ２／Ｄ２≧４の条件を満たすように構成された。

上記１１）の構成によれば、流体排出部（８）の長さＬ２を、上記条件を満たす長さにすることで、流体排出部（８）において流体を整流できるため、流体排出部（８）を通じて外周部（３）の外部に排出される流体の流量の低減を防止できる。また、流体排出部（８）を通じて外周部（３）の外部に排出される流体を整流することで、前記主流と、流体排出部（８）を通じて外周部（３）の外部に排出された流体と、の混合を抑制でき、ひいては、流体機械（１）の上記混合による空力損失を低減できる。

１２）幾つかの実施形態では、上記１）から上記１１）までの何れかに記載の流体機械（１）であって、
前記外周部（３）は、前記一方側キャビティ（５）又は前記他方側キャビティ（６）の少なくとも一方に配置された少なくとも１つの軸流ファン（９１）であって、前記軸方向における前記他方側（後方側ＸＲ）から前記一方側（前方側ＸＦ）に前記流体を送るように構成された少なくとも１つの軸流ファン（９１）を備える。

上記１２）の構成によれば、軸流ファン（９１）により外周部（３）内を流れる流体を軸方向における前記他方側（後方側ＸＲ）から前記一方側（前方側ＸＦ）に送ることで、流体取込部（７）と流体排出部（８）との間の圧力差（静圧差）のみを利用する場合に比べて、流体取込部（７）から取り込まれて流体排出部（８）から排出される流体の流量を増加できる。これにより、収容部（３６）に導かれる流体の流量を増量できるため、収容部（３６）に収容された機器を効果的に冷却できる。

１３）幾つかの実施形態では、上記１）から上記１２）までの何れかに記載の流体機械（１）であって、
前記外周部（３）は、前記他方側キャビティ（６）に設置された防塵フィルタ（９６）を備える。

上記１３）の構成によれば、外周部（３）の他方側キャビティ（６）に防塵フィルタ（９６）を設置することで、他方側キャビティ（６）を通じて収容部（３６）に導かれる流体から粉塵等の異物を除去することができる。これにより、収容部（３６）への異物の侵入を効果的に防止できるため、収容部（３６）に収容された機器の信頼性を高めることができる。

１４）本開示の少なくとも一実施形態にかかる垂直離着陸機（１０）は、
上記１）から上記１３）までの何れかに記載の流体機械（１）と、
前記流体機械（１）が発生させる推力により移動する機体（１１）と、を備える。

上記１４）の構成によれば、上記流体機械（１）および上記機体（１１）を備える垂直離着陸機（１０）は、流体機械（１）の収容部（３６）に収容された機器を効果的に冷却できるため、電動モータ（４）の高出力化が可能となり、ひいては流体機械（１）を備える垂直離着陸機（１０）の高出力化が可能となる。

１ 流体機械
２ 回転体
３ 外周部
４ 電動モータ
５ 一方側キャビティ
６ 他方側キャビティ
７ 流体取込部
７Ａ 外周側流体取込部
７Ｂ 内周側流体取込部
８ 流体排出部
１０ 垂直離着陸機
１１ 機体
１２ 支持軸部
１３ 転がり軸受
１４ 整流板
１５ 吸込口
１６ 吹出口
１７ 内側空間
１７Ａ 低静圧領域
１８ 外側空間
２１ ハブ
２２ 連結リング
２３ ブレード
２４ ハブ側嵌合部
３１ 外面
３２ 外周面
３３ 内周面
３４ 前縁端
３５ 後縁端
３６ 収容部
３６Ａ 電装部品収容部
３７ 空気軸受
３８ 一方側連通孔
３９ 他方側連通孔
４１ 回転子
４１Ａ 永久磁石
４２ 固定子
４２Ａ コイル
４３ ステータカバー
４４ 電装部品
５０，６０ 壁面
５０Ａ 後方側壁面
５０Ｂ，６０Ｂ 外周側壁面
５０Ｃ，６０Ｃ 内周側壁面
６０Ａ 前方側壁面
７１ 入口開口
７１Ａ 第１開口
７１Ｂ 第２開口
７２，７２Ａ，７２Ｂ，８２ キャビティ側開口
７３Ａ 外周側取込孔
７３Ｂ 内周側取込孔
７４Ａ 外周側突出部
７４Ｂ 内周側突出部
８１ 出口開口（第３開口）
８３ 排出孔
８４ 一方側突出部
９１ 軸流ファン
９６ 防塵フィルタ
ＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３ 中心軸線
ＦＶ 推力
ＬＡ 軸線
Ｐ１ 第１開口位置
Ｐ２ 第２開口位置
Ｐ３ 第３開口位置
ＲＡ 回転軸
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ 接線
Ｘ 軸方向
ＸＦ 前方側
ＸＲ 後方側

Claims (14)

1. 軸方向における一方側から他方側に流体を送るように構成された流体機械であって、
   回転軸を中心に回転可能に構成された回転体と、
   前記回転体の外周を囲むように設けられた外周部と、
   前記回転体を回転させるように構成された電動モータであって、前記回転体に取り付けられた回転子および前記外周部に取り付けられた固定子を含む電動モータと、を備え、
   前記外周部の内部には、
   前記回転子を少なくとも収容する収容部と、
   前記収容部よりも前記他方側に設けられた前記収容部と連通する他方側キャビティであって、少なくとも１つの流体取込部を介して前記外周部の外部と連通するとともに、前記回転体の周方向に沿って延在する他方側キャビティと、
   前記収容部よりも前記一方側に設けられた前記収容部と連通する一方側キャビティであって、少なくとも１つの流体排出部を介して前記外周部の外部と連通するとともに、前記回転体の周方向に沿って延在する一方側キャビティと、が形成されている、
   流体機械。
2. 前記少なくとも１つの流体取込部は、前記外周部の外周面に第１開口が形成された外周側流体取込部を含み、
   前記外周側流体取込部は、前記回転体の径方向の外側から内側に向かって前記他方側に傾斜するように構成された、
   請求項１に記載の流体機械。
3. 前記外周側流体取込部は、前記軸方向に沿った断面視において、前記第１開口の中心軸線と、前記第１開口位置における前記外周面の接線と、がなす角度をθ１としたときに、０°＜θ１＜９０°の条件を満たすように構成された、
   請求項２に記載の流体機械。
4. 前記少なくとも１つの流体取込部は、前記外周部の内周面に第２開口が形成された内周側流体取込部を含み、
   前記内周側流体取込部は、前記回転体の径方向の内側から外側に向かって前記他方側に傾斜するように構成された、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の流体機械。
5. 前記内周側流体取込部は、前記軸方向に沿った断面視において、前記第２開口の中心軸線と、前記第２開口位置における前記内周面の接線と、がなす角度をθ２としたときに、０°＜θ２＜９０°の条件を満たすように構成された、
   請求項４に記載の流体機械。
6. 前記少なくとも１つの流体排出部は、前記外周部の内周面に第３開口が形成されるとともに、前記回転体の径方向の外側から内側に向かって前記他方側に傾斜するように構成された、
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の流体機械。
7. 前記少なくとも１つの流体排出部は、前記軸方向に沿った断面視において、前記第３開口の中心軸線と、前記第３開口位置における前記内周面の接線と、がなす角度をθ３としたときに、０°＜θ３≦６０°の条件を満たすように構成された、
   請求項６に記載の流体機械。
8. 前記少なくとも１つの流体取込部は、
   前記外周部の外周面に第１開口が形成された外周側流体取込部と、
   前記外周部の内周面に第２開口が形成された内周側流体取込部と、を含む、
   請求項１乃至７の何れか１項に記載の流体機械。
9. 前記外周側流体取込部の前記第１開口は、前記内周側流体取込部の前記第２開口よりも前記一方側に位置するように構成された、
   請求項８に記載の流体機械。
10. 前記少なくとも１つの流体取込部は、前記外周部の外面に形成された前記流体取込部の開口の等価直径をＤ１、前記流体取込部の長さをＬ１としたときに、Ｌ１／Ｄ１≧２の条件を満たすように構成された、
    請求項１乃至９の何れか１項に記載の流体機械。
11. 前記少なくとも１つの流体排出部は、前記外周部の外面に形成された前記流体排出部の開口の等価直径をＤ２、前記流体排出部の長さをＬ２としたときに、Ｌ２／Ｄ２≧４の条件を満たすように構成された、
    請求項１乃至１０の何れか１項に記載の流体機械。
12. 前記外周部は、前記一方側キャビティ又は前記他方側キャビティの少なくとも一方に配置された少なくとも１つの軸流ファンであって、前記軸方向における前記他方側から前記一方側に前記流体を送るように構成された少なくとも１つの軸流ファンを備える、
    請求項１乃至１１の何れか１項に記載の流体機械。
13. 前記外周部は、前記他方側キャビティに設置された防塵フィルタを備える、
    請求項１乃至１２の何れか１項に記載の流体機械。
14. 請求項１乃至１３の何れか１項に記載の流体機械と、
    前記流体機械が発生させる推力により移動する機体と、を備える、
    垂直離着陸機。

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