JP2019085006A - 移動体の筐体及び移動体の筐体用の壁部材 - Google Patents

Abstract

【課題】重量の増加を低減しつつ、放熱性能に優れる移動体の筐体及び移動体の筐体用の壁部材を提供すること。【解決手段】底板部材２２、天井部材２４、及び、底板部材２２の周縁部近傍と天井部材の周縁部近傍を接続する壁部材３０と、で構成される移動体の筐体であって、壁部材３０は、放熱性を有する材料で形成されており、放熱を促進するための凹凸を有する外面部と、移動体を制御するための電子部品を配置するための内面部を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、移動体の筐体及び移動体の筐体用の壁部材に関する。

従来、小型無人飛行体（「ドローン」とも呼ばれる）の利用が提案されている。このようなドローンを利用して、農薬等を散布する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１７−２４４８８号公報

従来、ドローンの飛行を制御するための各種の電子部品は、姿勢制御の便宜のため、中央部に配置されていた。ところが、電子部品は、電子部品自体の発熱や、他の電子部品の発熱の影響によって、本来の性能を発揮することができなくなる場合がある。放熱のために、発熱する電子部品にヒートシンクを配置することも考えられるが、ドローン全体としての重量が重くなる。

本発明はかかる問題の解決を試みたものであり、重量の増加を低減しつつ、放熱性能に優れる移動体の筐体及び移動体の筐体用の壁部材を提供することを目的とする。

第一の発明は、底板部材、天井部材、及び、前記底板部材の周縁部近傍と前記天井部材の周縁部近傍を接続する壁部材と、で構成される移動体用の筐体であって、前記壁部材は、放熱性を有する材料で形成されており、放熱を促進するための凹凸を有する外面部と、前記移動体を制御するための電子部品を配置するための内面部を有する、移動体用の筐体である。

第一の発明の構成によれば、移動体用の壁部材は、筐体を構成する構造部材であり、放熱部材でもある。筐体が放熱部材を兼ねるから、重量の増加を低減しつつ、放熱性能に優れる。さらに、壁部材の内面部に電子部品が配置されるから、従来のように中心部に集中して電子部品が配置される場合よりも、電子部品同士が発熱による影響を及ぼし合うことによる影響を低減することもできる。電子部品を単に筐体中央部に配置する従来技術に比べて、本発明の構成は、電子部品からの発生する熱を放熱しつつ作動させることによって、電子部品の性能を最大限活用することができるから、精度よく移動体を制御することができる。

第二の発明は、第一の発明の構成において、前記筐体は、複数の前記壁部材を有し、複数の前記壁部材は点対称に配置される、移動体の筐体である。

第二の発明の構成によれば、壁部材は点対称に配置されるから、筐体の中心を重心位置とすることができる。

第三の発明は、第一の発明または第二の発明の構成において、前記外面部は、
外周部と、前記外周部の内側に位置し、凹凸が形成された放熱部で構成され、前記放熱部における凸部の高さは、前記外周部の高さ以下である、移動体の筐体である。

第三の発明の構成によれば、放熱部における凸部の高さは外周部の高さ以下であるから、移動体の上下方向への移動に対する抵抗とはならない。

第四の発明は、第一の発明乃至第三の発明のいずれかの構成において、前記凸部は、断続的に形成されており、前記凹部の少なくとも一部は連続的に形成されている、移動体の筐体である。

第四の発明の構成によれば、凸部が断続的に形成されていることによって、凸部の表面積が大きくなり、凹部の少なくとも一部が連続的に形成されていることによって、気体の通路となるから、放熱効果が高い筐体を提供することができる。

第五の発明は、第一の発明乃至第四の発明のいずれかの構成において、前記内面部には凹状部が形成されており、前記凹状部に前記電子部品が配置されるように構成されている、移動体の筐体である。

第五の発明の構成によれば、凹状部に電子部品が配置されるから、電子部品は、凹状部の底部と周壁部に接することができ、放熱効果が向上する。

第六の発明は、第一の発明乃至第五の発明のいずれかの構成において、前記筐体には、前記移動体が飛行するための推力を得るための複数のプロペラが棒状部材を介して配置されており、前記外面部は、前記プロペラの回転によって生じる気流を受ける位置に配置される、移動体の筐体である。

第六の発明の構成によれば、外面部がプロペラの回転によって生じる気流を受けるから、放熱効果が一層向上する。

第七の発明は、移動体の筐体用の壁部材であって、放熱性を有する材料で形成されており、放熱を促進するための凹凸を有する外面部と、前記移動体を制御するための電子部品を配置するための内面部を有し、底板部材と天井部材とを前記底板部材の周縁部近傍と前記天井部材の周縁部近傍を接続することによって、前記移動体の筐体を形成する、移動体の筐体用の壁部材である。

本発明によれば、重量の増加を低減しつつ、放熱性能に優れる移動体の筐体及び移動体の筐体用の壁部材を提供することができる。

本発明の実施形態に係る移動体の筐体を含む無人飛行体を示す概略斜視図である。 筐体等を示す部分拡大図である。 筐体の天井部材等を示す拡大図である。 底板部材に壁部材が配置された状態を示す拡大斜視図である。 底板部材に壁部材が配置された状態を示す拡大平面図である。 壁部材を外面部側から視た概略斜視図である。 外周部と凸部の高さを示す概略図である。 壁部材を外面部側から視た概略平面図である。 壁部材を内面部側から視た概略斜視図である。 壁部材を内面部側から視た概略平面図である。 壁部材を内面部側から視た概略斜視図である。 壁部材を内面部側から視た概略平面図である。 壁部材を外面部側から視た概略斜視図である。 外周部と凸部の高さを示す概略図である。 壁部材を外面部側から視た概略平面図である。 壁部材を内面部側から視た概略斜視図である。 壁部材を内面部側から視た概略平面図である。 壁部材を外面部側から視た略斜斜視図である。 壁部材を外面部側から視た概略平面図である。 壁部材を内面部側から視た概略斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。以下の説明においては、同様の構成には同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略する。なお、当業者が適宜実施できる構成については説明を省略し、本発明の基本的な構成についてのみ説明する。

＜第一の実施形態＞
図１に示すように、本実施形態の無人飛行体１（以下、「無人機１」という。）は、筐体２を有し、筐体２上には上部カバー４（以下、「キャノピー４」という。）が配置されている。無人機１は移動体の一例であり、筐体２は筐体の一例である。

筐体２の内部には、無人機１の各部を制御するコンピュータ、自律飛行装置、モーター駆動回路、無線通信装置、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した測位装置の演算部、慣性センサー、気圧センサー等の電子部品が配置されている。これらの電子部品の中には、作動すると熱を発生するものがある。

図２に示すように、筐体２は、底板部材２２、天井部材２４、及び、底板部材２２と天井部材２４の周縁部近傍を接続する複数の壁部材３０で構成される。底板部材２２と天井部材２４の外形はほぼ同一であり、略六角形の形状である。図２及び図３に示すように、筐体２の天井部材２４の上には、バッテリー２００及びＧＰＳを利用した測位装置のアンテナ２０２が配置されている。図２に示すように、バッテリー２００及びアンテナ２０２はキャノピー４に覆われている。

図１に示すように、筐体２には、アーム根本部６が接続され、各アーム根本部６に丸棒状のアーム８が接続されている。各アーム８にはモーター１０が接続されており、各モーター１０にはプロペラ１２が接続されている。各アーム８の先端部近傍には、脚部１４が配置されている。底板部材２２、天井部材２４、アーム８及び脚部１４は、例えば、炭素繊維強化プラスチックで形成されており、強度を保ちつつ、軽量に構成されている。キャノピー４は、樹脂で形成されている。

図４及び図５に示すように、底板部材２２の周縁部に複数の壁部材３０が、中心に位置する中心孔部Ｃ１を中心として点対称に配置される。壁部材３０は、複数のアーム根本部６に接した状態において、複数のアーム根本部６の間に配置される。底板部材２２と壁部材３０及びアーム根本部６によって、空間Ｓ１が形成される。図４の状態において、天井部材２４が複数の壁部材３０及び根本部材６と接続されて、筐体２を形成する。

壁部材３０は、筐体２を形成するための構造部材であり、同時に、筐体２の内部に格納する電子部品から生じる熱を外部に放熱するための放熱部材でもある。壁部材３０は、
様々な形状を取り得る。以下、図６乃至図１０を参照して、壁部材３０の一例として、壁部材３０Ａの構成を説明する。壁部材３０Ａは、放熱性を有する材料で形成されている。放熱性を有する材料としては、例えば、アルミニウム合金（６０６１−Ｔ６）、焼結Ａｌ−ＳｉＣなどであり、これらは、ヒートシンクの材料でもある。

図６及び図８に示すように、壁部材３０Ａの外面部１００には、外周部１０２及び１０４、アーム根本部６と接続するための接続用端部１０６及び１０８が形成されている。壁部材３０Ａが底板部材２２と天井部材２４の間に配置されると、外面部１００が筐体２の外側になり、内面部１２０（図９及び図１０参照）が筐体２の内側になる。外面部１００は、プロペラ１２の回転によって生じる気流を受ける位置に配置されるようになっている。これにより、放熱効果を一層向上させるようになっている。

外周部１０２及び１０４の内側には、放熱を促進するための放熱部である凹凸が形成されている。すなわち、底面１１０に凸部１１２が形成されて、凹凸形状になっている。凸部１１２の高さは、外周部１０２及び１０４の高さ以下である。図７は、壁部材３０Ａを図６の矢印Ｘ１方向からみた概略断面図である。図７に示すように、外周部１０２の高さは底面１１０から外周部１０２の上面までの高さｈ１であり、凸部１１２の高さは底面１１０から凸部１１２の上面までの高さｈ２であり、壁部材３０Ａにおいては、高さｈ２は高さｈ１よりも低い。このため、無人機１が上下移動をするときに、放熱部の凹凸が抵抗となることはない。

凸部１１２は、断続的に形成されており、底面１１０の少なくとも一部は連続的に形成されている。凸部１１２が断続的に形成されていることによって、凸部１１２の表面積が大きくなり、放熱効果を向上させる。底面１１０の少なくとも一部が連続的に形成されていることにより、気流の通路Ｒ１及びＲ２（図６参照）が形成され、やはり、放熱効果を向上させる。

図９及び図１０に示すように、壁部材３０Ａの内面部１２０は平坦である。内面部１２０の表面１２０ａには、電子部品を搭載した基板４０（図４及び５参照）や、電子部品４２（図４及び図５参照）が接して配置され、電子部品が発生する熱を吸収し、外面部１００を通じて筐体２の外部に放熱する。

壁部材３０Ａは上記の構造を有することで、放熱効果を向上させ、かつ、軽量であり、構造部材としての剛性を維持できるようになっている。また、底板部材２２と壁部材３０によって、空間Ｓ１が形成されることにより、電子部品同士が近接しないから、互いに発熱の影響を及ぼすことを防止できる。また、空間Ｓ１を確保したことによって、必要に応じて、無人機１の性能向上のための他の電子機器を配置する余地を生じる。

＜第二の実施形態＞
図１１及び図１２を参照して、第二の実施形態について説明する。第一の実施形態と共通する事項は説明を省略し、第一の実施形態と異なる事項についてのみ説明する。

第二の実施形態の壁部材３０Ｂは、外面部は第一の実施形態の壁部材３０Ａと同様であるが、内面部が異なる。図１１及び図１２に示すように、壁部材３０Ｂの内面部１２０には、外周壁１２２、１２４、及び、底面１２６が形成されている。外周壁１２２、１２４及び底面１２６で凹状部Ｓ２を形成している。電子部品を搭載した基板は、凹状部Ｓ２に配置されるようになっている。基板は、底面１２６に接するほか、外周壁１２２の内側面１２２ａ、及び、外周壁１２４の内側面１２４ａと接するから、放熱効果が一層向上する。

＜第三の実施形態＞
図１３乃至図１７を参照して、第三の実施形態について説明する。第一の実施形態及び第二の実施形態と共通する事項は説明を省略し、第一の実施形態及び第二の実施形態と異なる事項についてのみ説明する。

第三の実施形態の壁部材３０Ｃには、中心孔部１３０が形成されている。図１３、１５、１６及び１７に示すように、中心孔部１３０は貫通孔であり、中心孔部１３０を通じて、筐体２の内部から外部へ配線を引き出すことができる。

図１４は、図１３の壁部材３０Ｃを矢印Ｘ１方向からみた概略断面図である。外周部１０２の高さは底面１１０から外周部１０２の上面までの高さｈ１であり、凸部１１２Ｃの高さは底面１１０から凸部１１２Ｃの上面までの高さｈ１であり、等しい。このため、無人機１が上下移動をするときに、放熱部の凹凸が抵抗となることはない。

＜第四の実施形態＞
図１８乃至図２０を参照して、第四の実施形態について説明する。第三の実施形態と共通する事項は説明を省略し、第三の実施形態と異なる事項についてのみ説明する。

第四の実施形態の壁部材３０Ｄには、中心孔部１３０に加えて、端部近傍に小孔部１３２が形成されている。小孔部１３２は貫通孔であり、小孔部１３２を通じて、筐体２の内部から外部へ配線を引き出すことができる。

例えば、図２０に示すように、壁部材３０Ｄの小孔部１３２の外側に部品２０６を配置し、ケーブル（図示せず）を内側から外側に引き出すことができる。部品２０６は、例えば、データ通信用のアンテナである。中心孔部１３０も、フライトコントローラーやＧＰＳ測位装置用のケーブル（図示せず）などを内側から外側に引き出したりすることができる。

なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１ 無人飛行体
２ 筐体
４ 上部カバー
６ アーム根本部
８ アーム
１０ モーター
１２ プロペラ
１４ 脚部
２２ 底板部材
２４ 天井部材
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ 壁部材
１００ 外面部
１０２，１０４ 外周部
１０６，１０８ 接続用端部
１１０ 底面
１１２，１１２Ｃ 凸部
１２０ 内面部
１２２，１２４ 外周壁
１２６ 底面
１３０ 中心孔部
１３２ 小孔部

Claims (7)

1. 底板部材、天井部材、及び、前記底板部材の周縁部近傍と前記天井部材の周縁部近傍を接続する壁部材と、で構成される移動体用の筐体であって、
   前記壁部材は、
   放熱性を有する材料で形成されており、
   放熱を促進するための凹凸を有する外面部と、前記移動体を制御するための電子部品を配置するための内面部を有する、
   移動体の筐体。
2. 前記筐体は、複数の前記壁部材を有し、
   複数の前記壁部材は点対称に配置される、
   請求項１に記載の移動体の筐体。
3. 前記外面部は、
   外周部と、
   前記外周部の内側に位置し、凹凸が形成された放熱部で構成され、
   前記放熱部における凸部の高さは、前記外周部の高さ以下である、
   請求項１または請求項２に記載の移動体の筐体。
4. 前記凸部は、断続的に形成されており、
   前記凹部の少なくとも一部は連続的に形成されている、
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の移動体の筐体。
5. 前記内面部には凹状部が形成されており、
   前記凹状部に前記電子部品が配置されるように構成されている、
   請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の移動体の筐体。
6. 前記筐体には、前記移動体が飛行するための推力を得るための複数のプロペラが棒状部材を介して配置されており、
   前記外面部は、前記プロペラの回転によって生じる気流を受ける位置に配置される、
   請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の移動体の筐体。
7. 移動体の筐体用の壁部材であって、
   放熱性を有する材料で形成されており、
   放熱を促進するための凹凸を有する外面部と、前記移動体を制御するための電子部品を配置するための内面部を有し、
   底板部材と天井部材とを前記底板部材の周縁部近傍と前記天井部材の周縁部近傍を接続することによって、前記移動体の筐体を形成する、
   移動体の筐体用の壁部材。