JP6435559B2 - モータアセンブリ及び無人航空機 - Google Patents

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Description

開示する実施形態は、概して、放熱に関し、より詳細には、ただし排他的にではなく、モータアセンブリによって発生する熱を放散するシステム、キットおよび方法に関する。
軍事用途及び民間用途に対して監視作業、偵察作業および探査作業を行うために、有人車両及び無人車両等のモバイルプラットフォームを使用することができる。たとえば、無人航空機(UAV)に、周囲環境からデータを収集するセンサ、又は目的地に配達される物等、機能的ペイロードを装備することができる。
一般に、モバイルプラットフォームは、モバイルプラットフォームが移動するのを可能にするモータを含む。モータは、エネルギー効率が高いために軽量である必要がある。更に、モータは、モバイルプラットフォームの動作中に熱を発生させる可能性があり、モータが過熱しないように、熱を放散する必要がある。更に、モバイルプラットフォームの動作中、モータは、動作環境における塵埃、湿気、腐食及び他の要素に対して耐性がある必要がある。
しかしながら、モータの既存の設計は、上記基準を満足させないことが多い。たとえば、モータの重量を軽減させるために、モータの構造的構成部品は、重量軽減孔及び重量軽減溝等の開放スロットを有することができる。熱を放散するために、モータの構造的構成部品は、放熱孔として機能する開放スロットを有することができる。しかしながら、開放スロットは、塵埃、湿気および腐食に対するモータの耐性を低減させる可能性がある。一方、塵埃、湿気および腐食に対する所望の耐性を有するモータは、放熱性能が不十分である可能性がある。放熱を向上させるために、モータに追加の冷却機器を設置する必要があり、それによりモータに対して著しい重量が加算される可能性がある。
上記を考慮すると、軽量、所望の放熱、並びに塵埃、湿気及び腐食に対する強い耐性を同時に有することができるモータが必要とされている。こうしたモータは、現時点で利用可能なモータ設計の上述した障害及び欠陥を克服することができる。
本開示は、モータアセンブリによって発生する熱を放散するシステムおよびキット、並びにそれを製造方法及び使用する方法に関する。
本明細書に開示する第1態様によれば、
内部チャンバを画定するハウジング内の熱を放散する方法であって、内部チャンバが、モータ内部機構を少なくとも部分的に受け入れ、且つ各々ハウジングに形成されている空気入口及び空気出口と連通する、方法であり、
空気入口を介して内部チャンバ内に空気を引き込むステップと、
空気出口を介して内部チャンバから空気を排出するステップと
を含む、方法が示されている。
開示する方法の幾つかの実施形態では、引き込むステップは、第1温度の流入空気を内部チャンバ内に引き込むことを含み、排出するステップは、第2温度の流出空気を内部チャンバから排出することを含む。
言い換えれば、引き込むステップは、モータ内部機構を動作させることにより、第1温度の流入空気を内部チャンバ内に引き込むことを含み、
排出するステップは、モータ内部機構によって発生する熱を放散するために、モータ内部機構を動作させることにより、第2温度の流出空気を内部チャンバから排出することを含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、第2温度は第1温度より高い。
開示する方法の幾つかの実施形態では、本方法は、空気入口から空気出口まで横断する空気によってモータ内部機構を冷却するステップを更に含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、モータ内部機構を冷却するステップは、流出空気が内部チャンバから出る前に、モータ内部機構を介して流出空気を加熱することを含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、本方法は、内部チャンバ内の空気圧を低下させるステップを更に含み、内部チャンバ内に空気を引き込むステップは、内部チャンバ内の低下した空気圧を常態に戻すことを含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、空気圧を低下させるステップは、モータ内部機構の中心において中心モータシャフトによって画定された軸に対して、モータ内部機構のロータを回転させることを含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、空気圧を低下させるステップは、中心モータシャフトから半径方向に離れるように空気を遠心分離することを含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、本方法は、流入空気を流出空気に変換するように、中心モータシャフトから半径方向に離れるように流入空気を遠心分離するステップを更に含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、流入空気を遠心分離するステップは、遠心ファンを介して中心モータシャフトから半径方向に離れるように流入空気を遠心分離することを含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、本方法は、流入空気を発生させるように、軸流ファンを介してハウジングの外部で且つ空気入口に隣接して外部空気に圧力をかけるステップを更に含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、空気を引き込むステップは、内部チャンバを横断する空気を、中心モータシャフトに向かって流れるように駆動することを含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、モータ内部機構を冷却するステップは、モータ内部機構のステータを、中心モータシャフトから排出される流出空気にさらすことを含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、空気出口を介して内部チャンバから空気を排出するステップは、流出空気を、ハウジングの外部の且つ空気出口を少なくとも部分的に包囲する放熱フィンに接触させることを含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、モータ内部機構はハウジングの一部を構成する。
開示する方法の幾つかの実施形態では、モータ内に空気を引き込むステップは、無人航空機(UAV)に関連するモータ内に空気を引き込むことを含む。
本明細書に開示する別の態様によれば、
モータ内部機構と、
内部チャンバを画定するハウジングであって、内部チャンバが、モータ内部機構を少なくとも部分的に受け入れ、且つ各々ハウジングに形成されている空気入口及び空気出口と連通している、ハウジングと
を含むモータアセンブリが示されている。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、モータアセンブリは、空気入口を介して空気を内部チャンバ内に引き込み、空気出口を介して内部チャンバから空気を排出するポンプ構造を更に含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、
空気入口を介して、第1温度の流入空気を内部チャンバ内に引き込み、
空気出口を介して、第2温度の流出空気を前記内部チャンバから排出する
ように構成されている。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、第2温度は第1温度より高い。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、モータ内部機構は、空気入口から空気出口まで横断する空気によって冷却される。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、モータ内部機構は、流出空気が内部チャンバから出る前に流出空気を加熱する。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、モータアセンブリは、空気入口と連通する第1開口部と、内部チャンバ内の第2開口部とを有するダクトを更に含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、内部チャンバ内の空気圧を低下させ、低下した空気圧を常態に戻すために、ダクトを介して流入空気を内部チャンバ内に引き込むように構成されている。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、モータアセンブリは、モータアセンブリの回転軸を画定する中心モータシャフトを更に含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、中心モータシャフトから半径方向に離れるように流入空気を遠心分離するように構成されている。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、中心モータシャフトから半径方向に離れるように流入空気を遠心分離することにより、流入空気を流出空気に変換するように構成されている。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、ダクトの第2開口部に露出された遠心ファンを含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、遠心ファンは、中心モータシャフトに対して回転可能なブレードを含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ブレードは、幅広部と、幅広部によって半径方向に分離された2つの幅狭部とを有する平面構造を含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、2つの幅狭部は、
中心モータシャフトから幅広部まで延在する第1幅狭部と、
幅広部によって前記第1幅狭部から分離された第2幅狭部と、
を含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ダクトの第2開口部は、中心モータシャフトに面する幅広部の縁によって画定される空間内に適合する。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ダクトの第2開口部は、中心モータシャフトに面する幅広部の縁によって画定される空間内に適合し、第2開口部は幅広部に接触しない。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、平面構造は、中心モータシャフトに対して垂直な方向に面している。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、モータは、中心モータシャフトを駆動するロータを含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、遠心ファン及びロータは同軸状に配置されている。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、モータアセンブリは、ハウジングの外部で且つ空気入口に隣接して外部空気に圧力をかけ、且つ流入空気を発生させるように構成された、空気強制装置を更に含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、空気強制装置は、ハウジングの外部の且つ空気入口に隣接する軸流ファンを備える。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、軸流ファン及び遠心ファンは同軸状に配置されている。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、モータアセンブリは、内部チャンバ内のダクトを含み、ダクトは、ダクト内に内側空洞を画定し、ダクトの外部に且つ内部チャンバの内部に外側空洞を画定し、外側空洞は内側空洞を包囲し、内側空洞は、モータアセンブリの回転軸を画定する中心モータシャフトを包囲している。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ダクトは、空気出口と連通する第1開口部と、内部チャンバ内の第2開口部とを有する。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、空気が空気入口から空気出口まで横断するときに、空気を、外側空洞から内側空洞まで流れるように駆動するように構成されている。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ダクトは、空気入口と連通する第1開口部と、内部チャンバ内の第2開口部とを有する。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、空気が空気入口から空気出口まで横断するときに、空気を、内側空洞から外側空洞まで流れるように駆動するように構成されている。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、
内部チャンバの外部にあり且つ中心モータシャフトによって駆動されるファン、及び
内部チャンバの内部にあり且つ中心モータシャフトによって駆動されるファン
のうちの少なくとも一方を備える。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ダクトは、ハウジングと一体化され、空気を強制的に内部チャンバ内で迂回して流れるようにする。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、モータ内部機構は、流出空気が内部チャンバから出る前に流出空気を加熱するステータを更に含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、モータアセンブリは、ハウジングの外部であり且つ空気出口を少なくとも部分的に包囲する放熱フィンを更に含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、モータ内部機構はハウジングの一部を含む。
本明細書に開示する別の態様によれば、モータアセンブリを含む無人航空機(UAV)が示されている。
開示するUAVの幾つかの実施形態では、UAVは、モータアセンブリに結合され且つハウジングと連通するモータアームを更に含む。
開示するUAVの幾つかの実施形態では、UAVは、モータアームを介してモータアセンブリに結合された制御装置アセンブリを更に含む。
開示するUAVの幾つかの実施形態では、モータアームは中空構造を含む。
開示するUAVの幾つかの実施形態では、モータアームは多孔質材料から作製されている。
開示するUAVの幾つかの実施形態では、モータアセンブリは、UAVを移動させる推進力を提供するように構成されている。
開示するUAVの幾つかの実施形態では、モータアセンブリは、UAVの制御装置アセンブリから空気を引き出す。
本明細書に開示する別の態様によれば、モータアセンブリを含むモバイルプラットフォームが示されている。
開示するモバイルプラットフォームの幾つかの実施形態では、モータアセンブリは、モバイルプラットフォームを移動させる推進力を提供するように構成されている。
本明細書に開示する別の態様によれば、
ハウジングであって、
ハウジング内に形成されている空気入口及び空気出口と、
ハウジングによって画定され、モータ内部機構を少なくとも部分的に受け入れ且つ空気入口及び空気出口と連通している内部チャンバと
を含む、ハウジングが示されている。
開示するハウジングの幾つかの実施形態では、モータ内部機構の動作中、ハウジングは、
空気入口を介して、第1温度の流入空気を内部チャンバ内に引き込み、
空気出口を介して、第2温度の流出空気を内部チャンバから排出するように構成され、第2温度は第1温度より高い。
開示するハウジングの幾つかの実施形態では、ハウジングは、
第1カバー及び第1カバーと対向する第2カバーであって、第2カバーに空気入口が形成されている、第1カバー及び第2カバーと、
第1カバー及び第2カバーを接合する側壁と
を含む。
開示するハウジングの幾つかの実施形態では、側壁は、モータ内部機構の回転可能部分を含む。
開示するハウジングの幾つかの実施形態では、側壁は、モータ内部機構に関連する磁気ヨークを含む。
開示するハウジングの幾つかの実施形態では、第1カバー、第2カバー及び側壁は、モータ内部機構を少なくとも部分的に密閉するケーシングを構成している。
開示するハウジングの幾つかの実施形態では、ハウジングは、間に封止部材があってケーシングの第2カバーに結合されたモータ取付ベースを更に含む。
開示するハウジングの幾つかの実施形態では、モータ取付ベースは、モータに結合されたモータコントローラを受け入れる取付チャンバを内部に画定し、取付チャンバは、ハウジングの内部チャンバと気密封止連通を有する。
開示するハウジングの幾つかの実施形態では、取付チャンバは、モータ取付ベースに形成されたベース空気出口と連通し、ベース空気出口は、ハウジングの空気入口と連通し、ベース空気出口及び空気入口の両方が、封止部材によって画定される境界内にある。
本明細書に開示する別の態様によれば、モータアセンブリを製造する方法であって、
ハウジングに空気入口、空気出口、並びに空気入口及び空気出口と連通する内部チャンバを形成するステップと、
モータ内部機構を、内部チャンバとともにモータ内部機構を少なくとも部分的に受け入れるように配置するステップと
を含む、方法が示されている。
開示する方法の幾つかの実施形態では、本方法は、空気入口を介して空気を内部チャンバ内に引き込み、空気出口を介して内部チャンバから空気を排出するように、内部チャンバ内にポンプ構造を配置するステップを更に含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、ポンプ構造を配置するステップは、内部チャンバを横断する空気がモータ内部機構を冷却するのを可能にするように、ポンプ構造を配置することを含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、本方法は、空気入口から内部チャンバ内にダクトを伸長するステップを更に含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、ダクトを伸長するステップは、空気入口と連通する第1開口部と内部チャンバに向かう第2開口部とを有するダクトを伸長することを含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、ポンプ構造を配置するステップは、内部チャンバ内に、且つダクトの第2開口部に露出された遠心ファンを配置することを含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、遠心ファンを配置するステップは、
モータ内部機構に関連するロータと同軸状に中心モータシャフトを配置することと、
中心モータシャフトからブレードを伸長することと
を含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、ダクトは、中心モータシャフトに面するブレードの縁によって画定された空間内に適合する。
開示する方法の幾つかの実施形態では、ダクトは、中心モータシャフトに面するブレードの縁によって画定された空間内に、ブレードと接触することなく適合する。
開示する方法の幾つかの実施形態では、本方法は、中心モータシャフトに対して垂直な方向に向かって、ブレードの面を配置するステップを更に含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、本方法は、ハウジングの外部に且つ空気入口に隣接して空気強制装置を配置するステップを更に含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、空気強制装置を配置するステップは、ハウジングの外部に且つ空気入口に隣接して軸流ファンを配置することを含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、本方法は、軸流ファン及び遠心ファンを同軸状に配置するステップを更に含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、本方法は、ハウジングの外部に且つ空気出口を少なくとも部分的に包囲する放熱フィンを配置するステップを更に含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、本方法は、モータ内部機構に関連するステータを、空気入口から空気出口まで横断する空気の経路に露出させるステップを更に含む。
開示する方法の幾つかの実施形態では、モータ内部機構を配置するステップは、モータ内部機構をハウジングの一部として配置することを含む。
本明細書に開示する別の態様によれば、
モータ内部機構と、
内部チャンバを画定するハウジングであって、内部チャンバが、モータ内部機構を受け入れ、且つ各々ハウジングに形成されている空気入口及び空気出口と連通している、ハウジングと
を含む、モータアセンブリが示されている。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ハウジングは、
ハウジングに対して中心合せされ、且つハウジングから少なくとも部分的に延出する中心モータシャフトと、
中心モータシャフトに結合された第1カバーと、
第1カバーと対向する第2カバーであって、空気入口が形成されている第2カバーと、
第1カバー及び第2カバーを接合し、且つ内部チャンバを取り囲む側壁と
を含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、第2カバーは、空気入口と連通し且つ内部チャンバ内に延在するダクトを含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ダクトは、
少なくとも部分的にダクト内にある内側空洞であって、空気入口と連通する内側空洞と、
ダクトの外部にあり且つ内部チャンバの内部にある外側空洞であって、空気出口と連通する外側空洞と
を画定している。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、モータ内部機構は、外側空洞内に配置されたステータを含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、内側空洞から外側空洞まで空気に圧力をかけるポンプ構造を更に含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、中心モータシャフトに対して回転可能であり、且つ中心モータシャフトに対して垂直な方向に面する平面構造を有する、ブレードを含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、モータ内部機構は、ブレードを中心モータシャフトに対して回転するように駆動するロータを含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、空気出口は第2カバーに形成され、第2カバーは、空気出口と連通し且つ内部チャンバ内に延在するダクトを含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ダクトは、
ダクト内の内側空洞であって、空気出口と連通する内側空洞と、
ダクトの外部にあり且つ内部チャンバの内側にある外側空洞であって、空気入口と連通する外側空洞と
を画定している。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ダクトは、空気出口と連通する第1開口部と、内部チャンバ内の第2開口部とを有する。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、空気が、空気入口から空気出口まで横断するときに、空気を外側空洞から内側空洞まで流れるように駆動するように構成されたポンプ構造を更に含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、
内部チャンバの外部にあり且つ中心モータシャフトによって駆動されるファン、及び
内部チャンバの内部にあり且つ中心モータシャフトによって駆動されるファン
のうちの少なくとも一方を含む。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ダクトは、空気を内部チャンバ内で迂回して流れるようにする。
開示するモータアセンブリの幾つかの実施形態では、ダクトは第2カバーと一体化されている。
本明細書に開示する別の態様によれば、モバイルプラットフォームを組み立てるキットであって、
モータ内部機構と、
内部チャンバを画定するハウジングであって、内部チャンバが、モータ内部機構を少なくとも部分的に受け入れ、且つ各々ハウジングに形成されている空気入口及び空気出口と連通している、ハウジングと
を含むモータアセンブリを含む、キットが示されている。
開示するキットの幾つかの実施形態では、キットは、空気入口を介して空気を内部チャンバ内に引き込み、空気出口を介して内部チャンバから空気を排出するポンプ構造を更に含む。
開示するキットの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、
空気入口を介して、第1温度の流入空気を内部チャンバ内に引き込み、
空気出口を介して、第2温度の流出空気を内部チャンバから排出する
ように構成されている。
開示するキットの幾つかの実施形態では、第2温度は第1温度より高い。
開示するキットの幾つかの実施形態では、モータ内部機構は、空気入口から空気出口まで横断する空気によって冷却されるように構成されている。
開示するキットの幾つかの実施形態では、モータ内部機構は、流出空気が内部チャンバから出る前に流出空気を加熱するように構成されている。
開示するキットの幾つかの実施形態では、キットは、空気入口と連通する第1開口部と、内部チャンバ内の第2開口部とを有するダクトを更に含む。
開示するキットの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、内部チャンバ内の空気圧を低下させ、低下した空気圧を常態に戻すために、ダクトを介して流入空気を内部チャンバ内に引き込むように構成されている。
開示するキットの幾つかの実施形態では、キットは、モータアセンブリの回転軸を画定する中心モータシャフトを更に含む。
開示するキットの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、中心モータシャフトから半径方向に離れるように流入空気を遠心分離するように構成されている。
開示するキットの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、中心モータシャフトから半径方向に離れるように流入空気を遠心分離することにより、流入空気を流出空気に変換するように構成されている。
開示するキットの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、ダクトの第2開口部に露出された遠心ファンを含む。
開示するキットの幾つかの実施形態では、遠心ファンは、中心モータシャフトに対して回転可能なブレードを含む。
開示するキットの幾つかの実施形態では、ブレードは、幅広部と、幅広部によって半径方向に分離された2つの幅狭部とを有する平面構造を含む。
開示するキットの幾つかの実施形態では、2つの幅狭部は、
中心モータシャフトから幅広部まで延在する第1幅狭部と、
幅広部によって第1幅狭部から分離された第2幅狭部と、
を含む。
開示するキットの幾つかの実施形態では、ダクトの第2開口部は、中心モータシャフトに面する幅広部の縁によって画定される空間内に適合する。
開示するキットの幾つかの実施形態では、ダクトの第2開口部は、中心モータシャフトに面する幅広部の縁によって画定される空間内に適合し、第2開口部は幅広部に接触しない。
開示するキットの幾つかの実施形態では、平面構造は、中心モータシャフトに対して垂直な方向に面している。
開示するキットの幾つかの実施形態では、モータアセンブリは、中心モータシャフトを駆動するロータを含む。
開示するキットの幾つかの実施形態では、遠心ファン及びロータは同軸状に配置されている。
開示するキットの幾つかの実施形態では、キットは、ハウジングの外部で且つ空気入口に隣接して外部空気に圧力をかけ、流入空気を発生させるように構成された空気強制装置を更に含む。
開示するキットの幾つかの実施形態では、空気強制装置は、ハウジングの外部の且つ空気入口に隣接する軸流ファンを含む。
開示するキットの幾つかの実施形態では、軸流ファンが及び遠心ファンは同軸状に配置されている。
開示するキットの幾つかの実施形態では、キットは、内部チャンバ内のダクトを含み、ダクトは、ダクト内に内側空洞を画定し、ダクトの外部に且つ内部チャンバの内部に外側空洞を画定し、外側空洞は内側空洞を包囲し、内側空洞は、モータアセンブリの回転軸を画定する中心モータシャフトを包囲している。
開示するキットの幾つかの実施形態では、ダクトは、空気出口と連通する第1開口部と、内部チャンバ内の第2開口部とを有する。
開示するキットの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、空気が空気入口から空気出口まで横断するときに、空気を、外側空洞から内側空洞まで流れるように駆動するように構成されている。
開示するキットの幾つかの実施形態では、ダクトは、空気入口と連通する第1開口部と、内部チャンバ内の第2開口部とを有する。
開示するキットの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、空気が空気入口から前記空気出口まで横断するときに、空気を、内側空洞から外側空洞まで流れるように駆動するように構成されている。
開示するキットの幾つかの実施形態では、ポンプ構造は、
内部チャンバの外部にあり且つ中心モータシャフトによって駆動されるファン、及び
内部チャンバの内部にあり且つ中心モータシャフトによって駆動されるファン
のうちの少なくとも一方を備える。
開示するキットの幾つかの実施形態では、ダクトは、ハウジングと一体化され、空気を強制的に内部チャンバ内で迂回して流れるようにする。
開示するキットの幾つかの実施形態では、モータアセンブリは、流出空気が内部チャンバから出る前に流出空気を加熱するステータを更に含む。
開示するキットの幾つかの実施形態では、キットは、ハウジングの外部にあり且つ空気出口を少なくとも部分的に包囲する放熱フィンを更に含む。
開示するキットの幾つかの実施形態では、モータ内部機構はハウジングの一部を構成している。
開示するキットの幾つかの実施形態では、キットは、モータアセンブリに結合されることが可能であり且つハウジングと連通するモータアームを更に含む。
開示するキットの幾つかの実施形態では、キットは、モータアームを介してモータアセンブリに結合されることが可能な制御装置アセンブリを更に含む。
開示するキットの幾つかの実施形態では、モータアームは中空構造を含む。
開示するキットの幾つかの実施形態では、モータアームは多孔質材料から作製されている。
熱を放散するのに好適なハウジングを示す最上位図である。 図1のハウジングを備えたモータアセンブリの実施形態を示す最上位図であり、モータアセンブリは熱を放散するのに好適である。 図2のモータアセンブリにおいて熱を放散する方法の実施形態を示す最上位フローチャートである。 図2のモータアセンブリを含むモバイルプラットフォームの実施形態を示す例示的な図である。 図2のモータアセンブリの実施形態を示す例示的な図であり、モータアセンブリの断面図が示されている。 図2のモータアセンブリの代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは中心モータシャフトを含む。 図2のモータアセンブリの代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは中心モータシャフトを含む。 図2のモータアセンブリの代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは中心モータシャフトを含む。 図2のモータアセンブリの代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは中心モータシャフトを含む。 図2のモータアセンブリの代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは中心モータシャフトを含む。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリの組立分解図が選択されたそれぞれの観点から示されている。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリの組立分解図が選択されたそれぞれの観点から示されている。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリの組立分解図が選択されたそれぞれの観点から示されている。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリの組立分解図が選択されたそれぞれの観点から示されている。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリの組立分解側面図が示されており、ロータが、モータアセンブリに組み付けられるとステータを包囲するように構成されている。 図15のモータアセンブリの代替の実施形態の詳細図であり、図15のA−A平面に沿ったモータアセンブリの組立分解断面図が示されている。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは放熱フィンを含む。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは放熱フィンを含む。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは放熱フィンを含む。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは放熱フィンを含む。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは放熱フィンを含む。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは放熱フィンを含む。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは放熱フィンを含む。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは軸流ファンを含む。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは軸流ファンを含む。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは軸流ファンを含む。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは軸流ファンを含む。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリは軸流ファンを含む。 図2のモータアセンブリの代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリはモータ取付ベースを含む。 図29のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリの側面図が示されている。 図29のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリの側断面図が示されている。 図29のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリの上面図が示されている。 図29のモータ取付ベースの代替の実施形態の詳細図であり、モータ取付ベースの予想図が示されている。 図29のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、モータアセンブリの側断面図が示されている。 図4のモバイルプラットフォームの代替の実施形態の詳細図であり、モバイルプラットフォームの予想図が示されている。 図4のモバイルプラットフォームの別の代替の実施形態の詳細図であり、モバイルプラットフォームの正面図が示されている。 図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態を示す例示的な図であり、モータアセンブリは、空気出口と連通する内側空洞及び空気入口と連通する外側空洞を含む。
図は正確な尺度で描かれていないということと、同様の構造又は機能の要素は、概して図を通して例示の目的で同様の参照数字によって表されているということを留意するべきである。図は、好ましい実施形態の説明を容易にするようにのみ意図されていることも留意するべきである。図は、記載した実施形態の全ての態様を示すものではなく、本開示の範囲を限定するものではない。
目下利用可能なモータ設計は、軽量、所望の放熱、並びに塵埃、湿気及び腐食に対する強い耐性を同時に有することができるモータを提供することができるため、モータの重量、放熱ならびに塵埃、湿気及び腐食に対する耐性を最適化する方法およびモータアセンブリが、望ましいことが分かり、苛酷な環境で動作するモバイルプラットフォーム等、広範囲のモータ用途に対する基礎を提供することができる。たとえば、こうした方法およびモータアセンブリは、モバイルプラットフォームが、電気部品がハウジング内で気密封止されていることが必要な、埃の多い環境、腐食環境及び/又は湿気の多い環境で動作するのを可能にすることができる。この結果は、図1に示すようなハウジング310により、本明細書に開示する一実施形態に従って達成することができる。
図1は、熱を放散するのに好適なハウジング310を示す最上位図である。ハウジング310は、内部チャンバ320、すなわち、ハウジング310内の空洞を画定することができる。内部チャンバ320は、ハウジング310によって任意の従来の方法で画定することができる。たとえば、ハウジング310は、内部チャンバ320のいかなる面も密閉することができる。内部チャンバ320は、好ましくは、第1領域301及び第2領域302を有する。内部チャンバ320の第1領域301は、ハウジング310に形成される空気入口340と連通することができ、内部チャンバ320の第2領域302は、ハウジング310に形成される空気出口350と連通することができる。それにより、内部チャンバ320は、空気入口340(又はモータ空気入口340)及び空気出口350(又はモータ空気出口350)と連通することができる。言い換えれば、内部チャンバ320は、空気入口340と空気出口350との間にチャネルを形成することができ、それにより、空気入口340を介して受け入れられる空気は、チャネルを横断して、空気出口350を介して排出される。第1領域301および第2領域302は、図1では、単に例示の目的で、それぞれハウジング310の基端領域および先端領域に配置されているように示されているが、ハウジング310の任意の好適な領域に配置することができる。
ハウジング310は、任意の好適な形状、サイズ及び/又は寸法で内部チャンバ320を画定することができる。図2を参照すると、たとえば、内部チャンバ320に対して、モータ内部機構330を少なくとも受け入れる形状、サイズ及び/又は寸法を与えることができる。モータ内部機構330は、ハウジング310の内部チャンバ320によって少なくとも部分的に受け入れられると、動作中、モータアセンブリ300によって発生する熱を放散するのに好適である。モータアセンブリ300は、ハウジング310を含むことができる。動作中、内部チャンバ320内に、モータ内部機構330を少なくとも部分的に配置することができる。
図2に示すように、モータアセンブリ300は、内部チャンバ320内に少なくとも部分的に配置されたモータ内部機構330を含むことができる。たとえば、モータアセンブリ300は、ブラシレスモータ、ブラシモータ等を含むことができる。たとえば、モータアセンブリ300は、運動を発生することができる、任意の機械部品及び/電気部品、たとえばロータ及び/又はステータを含むことができる。モータ内部機構330は、内部チャンバ320内に少なくとも部分的に配置されるモータアセンブリ300の1つ又は複数の構成部品を含むことができる。一実施形態では、モータ内部機構330は、ロータ及び/又はステータを含むことができる。
図2に示すように、モータアセンブリ300は、内部チャンバ320を横断する空気流700を発生させることができる。モータアセンブリ300は、空気入口340を介して内部チャンバ320内に空気を引き込むように構成することができる。モータアセンブリ300は、同様に、空気出口350を介して内部チャンバ320から空気を排出するように構成することができる。モータアセンブリ300によって空気流700を加熱することができ、したがって、空気流700は、動作中にモータアセンブリ300によって発生する熱を放散することができる。
更に、別の実施形態では、図2には示さないが、モータ内部機構330の一部が、ハウジング310の一部を構成することができる。たとえば、磁気ヨーク又はロータ等のモータ内部機構330の構成部品は、ハウジング310の壁を形成することができる。したがって、モータ内部機構330は、内部チャンバ320内に完全に位置していない場合があり、モータ内部機構330の一部は、ハウジング310の一部を構成することができる。
本開示による「モータ」の定義は、限定されない。幾つかの実施形態では、「モータ」はモータアセンブリ300を指すことができる。他の実施形態では、「モータ」は、モータ内部機構330を指すことができる。
図3は、モータアセンブリ300によって発生する熱を放散する方法2000の実施形態を示す最上位フローチャートである。方法2000は、図1及び図2を参照して上述した方法で、モータアセンブリ300のハウジング310内で空気を移送することにより、熱を放散することができる。
図3に示すように、2001において、空気は、空気入口340を介して内部チャンバ320内に引き込まれる。2002において、空気出口350を介して内部チャンバ320から空気を排出することができる。図4を参照することにより、本開示において方法2000の実施形態について更に例示する。
図4は、モータアセンブリ300を含むモバイルプラットフォーム100の実施形態を示す例示的な図である。
モバイルプラットフォーム100は、ある距離にわたって移動することができる任意の装置を指すことができる。例示的なモバイルプラットフォームとしては、限定されないが、自動車、バス、列車、航空機、船及び他のタイプの車両を挙げることができる。例示の目的で、モバイルプラットフォームは、無人航空機(UAV)を含むことができ、モバイルプラットフォームの動作は飛行を含むことができる。しかしながら、本開示の範囲において包含される概念から逸脱することなく、UAVが開示する方法、装置及びシステムにおいて記載される場合はいつでも、UAVを別の適切なモバイルプラットフォームと置き換えることができ、飛行をモバイルプラットフォームに関連する別の動作と置き換えることができる。
図4を参照すると、モバイルプラットフォーム100は、制御装置アセンブリ200を含むものとして示されている。制御装置アセンブリ200は、中心ハウジング210を含むことができる。中心ハウジング210は、中心チャンバ220、すなわち中心ハウジング210内の空洞を画定することができる。中心チャンバ220は、中心ハウジング210によって任意の従来の方法で画定することができる。たとえば、中心ハウジング210は、中心チャンバ220の任意の面を密閉することができる。中心ハウジング210は、中心チャンバ220を任意の好適な形状、サイズ及び/又は寸法で画定することができる。
制御装置アセンブリ200は、中心チャンバ220内に位置する制御装置230を更に含むことができる。モータアセンブリ300は、モバイルプラットフォーム100が制御装置230からの命令に従って移動するのを可能にするように構成することができる。中心チャンバ220に対して、制御装置230を少なくとも部分的に受け入れる形状、サイズ及び/又は寸法を与えることができる。制御装置230は、データ収集、データ処理、並びにモバイルプラットフォーム100の動作を制御する本明細書に記載する他の任意の機能及び動作を行う処理ハードウェアを含むことができる。限定なしに、制御装置230は、1つ又は複数の汎用マイクロプロセッサ(たとえば、シングルコアプロセッサ又はマルチコアプロセッサ)、特定用途向け集積回路、特定用途向け命令セットプロセッサ、グラフィック処理装置、物理処理装置、デジタル信号処理装置、コプロセッサ、ネットワーク処理ユニット、音声処理ユニット、暗号化処理ユニット等を含むことができる。様々な実施形態では、制御装置230は、制御装置230の開示した機能のうちの一部又は全てを行うプロセッサを含むことができる。単に例示の目的で単一プロセッサを含むものとして記載したが、制御装置230は、任意の好適な数の均一な且つ/又は異なるプロセッサを含むことができる。
更に且つ/又は別法として、制御装置230は、送受信機を含むことができ、それは、RF回路、又は他の任意の適切なハードウェア、及びデータを受信し且つ/又は送信するようにハードウェアに命令する任意の適切なソフトウェアを含むことができる。たとえば、送受信機は、リモートコントローラから動作コマンドを受け取り、その動作コマンドを実行するためにプロセッサに送ることができる。送受信機は、モバイルプラットフォーム100の位置及び/又は移動速度等、プロセッサによって生成されるデータを、リモートコントローラに送信することができる。単に例示の目的で単一の送受信機を含むものとして記載したが、制御装置230は、任意の好適な数の均一な且つ/または異なる送受信機を含むことができる。
更に且つ/又は別法として、制御装置230は、センサ(図示せず)を含むことができる。センサは、たとえば、モバイルプラットフォーム100の移動速度及び/又は姿勢、モバイルプラットフォーム100のロケーションにおける温度及び/又は大気圧を含む、モバイルプラットフォーム100の特徴のデータを収集することができる。例示的なセンサとしては、ロケーションデータユニット、距離計、慣性測定ユニット、加速度計等を挙げることができる。センサは、収集したデータを制御装置230のプロセッサに送ることができ、プロセッサはそれに従ってモバイルプラットフォーム100を制御することができる。単に例示の目的で、単一センサを含むものとして記載したが、制御装置230は、任意の好適な数の均一な且つ/又は異なるセンサを含むことができる。
図4を参照すると、モバイルプラットフォーム100は、制御装置200に結合されたモータアセンブリ300を含むことができる。モータアセンブリ300は、モータハウジング310とも呼ばれるハウジング310を含むことができる。ハウジング310は、図1を参照してより詳細に上述した方法で、内部チャンバ320、すなわちハウジング310内の空洞を画定することができる。
モータアセンブリ300は、内部チャンバ320内に少なくとも部分的に配置されるモータ内部機構330を更に含むことができる。モータ内部機構330は、動きの発生を担当するモータアセンブリ300の内部機構を含むことができる。内部機構は、ロータ及び/又はステータを含むことができる。
更に且つ/又は別法として、図4に示すように、モバイルプラットフォーム100は、モータコントローラ400を更に含むことができる。モータコントローラ400は、制御装置230から制御信号を受け取り、制御信号を、たとえば電圧及び/又は電流を含む電源パラメータに変換し、モータアセンブリ300に電力を供給し且つそれを制御するために、電源パラメータに対応する電力を出力する。ワイヤを介して又は無線で、制御装置230にモータコントローラ400を接続することができる。ワイヤを介して又は無線で、モータアセンブリ300にモータコントローラ400を接続することができる。
図4は、モータコントローラ400を制御装置230及びモータアセンブリ300から分離されているものとして示すが、モータコントローラ400を、制御装置230及び/又はモータアセンブリ300と少なくとも部分的に統合することができる。すなわち、制御装置230は、制御装置230の一部としてモータコントローラ400を含むことができる。別法として、モータアセンブリ300を、モータコントローラ400と少なくとも部分的に統合することができる。
図4は、モータコントローラ400を中心チャンバ220及び内部チャンバ320の外部に位置するものとして示すが、限定なしに、少なくとも部分的に中心チャンバ220内部に、内部チャンバ320内部に、且つ/又は任意の位置に配置することができる。
制御装置アセンブリ200は、ポンプ構造500を更に含むことができる。ポンプ構造500は、ポンプアセンブリと呼ぶことができる。ハウジング310内部に、ポンプ構造500を配置することができる。ポンプ構造500は、中心チャンバ220及び内部チャンバ320内で、方向性を持って空気流を生成し、空気を移送し且つ熱を放散することができる。
図4は、ポンプ構造500をモータ内部機構330から分離されているように示すが、モータ内部機構330と少なくとも部分的に統合することができ、ポンプ構造500は、必ずしも、モータ内部機構330から分離可能であるように構成されるとは限らない。
中心チャンバ220は、中心空気入口240及び中心空気出口250と連通することができる。中心ハウジング210内に、中心空気入口240及び中心空気出口250をともに形成することができる。言い換えれば、中心チャンバ220は、中心空気入口240と中心空気出口250との間にチャネルを形成することができ、それにより、中心空気入口240を介して中心チャンバ220に入る空気は、中心チャンバ220を横断し、中心空気出口250を介して出ることができる。
図1及び図2において上述したように、内部チャンバ320は、空気入口340及び空気出口350と連通することができる。ハウジング310内に、空気入口340及び空気出口350の両方を形成することができる。
中心チャンバ220は、空気輸送ダクト600を介して内部チャンバ320と連通することができる。空気輸送ダクト600は、中心ハウジング210の中心空気出口250及びハウジング310の空気入口340と連通することができる。言い換えれば、空気輸送ダクト600は、中心空気出口250と空気入口340との間にチャネルを形成することができ、それにより、中心空気出口250を介して空気輸送ダクト600に入る空気は、空気輸送ダクト600を横断し、空気入口340を介して空気輸送ダクト600を出ることができる。
様々な実施形態において、空気輸送ダクト600は、中心ハウジング210及び/又はハウジング310と気密シールを形成することができる。それによりモバイルプラットフォーム100は、中心ハウジング210、ハウジング310及び空気輸送ダクト600に密閉された気密封止アセンブリを含むことができる。モバイルプラットフォーム100内では、空気を移送するための追加の/別の通路なしに、空気は、中心空気入口240から空気出口350まで、又は空気出口350から中心空気入口240まで横断することができる。
様々な実施形態では、図4に示すようなポンプ構造500は、中心チャンバ220から内部チャンバ320への空気流を発生させることができる。ポンプ構造500は、モバイルプラットフォーム100に圧力差をもたらすことにより空気流を発生させることができる。たとえば、図4に示すように、ポンプ構造500は、内部チャンバ320の内側空洞360から内部チャンバ320の外側空洞370まで空気を圧送することができる。それにより、内側空洞360内の空気圧が低下し、したがって、内側空洞360内の空気圧を常態に戻すように空気流を発生させることができる。内側空洞360内の空気圧を常態に戻すことは、モバイルプラットフォーム100の外部の空気圧に等しいように等、内側空洞360外部の空気圧と等しいように空気圧を回復することを含むことができる。
環境空気710が、中心空気入口240を介してモバイルプラットフォーム100に入ることができる。環境空気710は、モバイルプラットフォーム100の外部に位置する空気を含むことができる。環境空気710は、中心空気入口240を介して中心チャンバ220に入ることができる。中心チャンバ220は、環境空気710を中心空気720に変換することができる。
環境空気710を中心空気720に変換することは、環境空気710の位置をモバイルプラットフォーム100の外部から中心チャンバ220内部に変更することを含むことができる。更に、モバイルプラットフォーム100の動作中、制御装置230は熱を発生させる可能性がある。したがって、中心空気720の温度は、環境空気710の温度より高くなる可能性がある。
中心空気720は、中心空気出口250を介して中心チャンバ220から出ることができる。そして、中心空気720は、空気輸送ダクト600を通って流れて、空気入口340を介して内部チャンバ320に入ることができる。内部チャンバ320は、中心空気720を流入空気730に変換することができる。中心空気720を流入空気730に変換することは、中心空気720の位置を内部チャンバ320の外部から内部チャンバ320の内部に変更することを含むことができる。それにより、中心空気720は、内部チャンバ320の外側の空気を含む。
流入空気730は、内側空洞360における低下した空気圧を常態に戻すことができる。更に、ポンプ構造500の動作のために、流入空気730を外側空洞370まで圧送することができる。ポンプ構造500は、流入空気730を流出空気740に変換することができる。
流入空気730を流出空気740に変換することは、流入空気730の位置を内側空洞360から外側空洞370に変更することを含むことができる。更に、ポンプ構造500が流入空気730及び流出空気740それぞれに加える力を異ならせることができる。ポンプ構造500は、空気入口340からの流入空気730を内側空洞360内に引き込む。対照的に、内側空洞360から外側空洞370内に空気を圧送することにより、ポンプ構造500は、流出空気740を加圧して、外側空洞370を出て空気出口350を介して内部チャンバ320から出るように排出する。
更に、モータアセンブリ300の動作中、モータ内部機構330は、熱を発生させる可能性がある。空気は、空気入口340から空気出口350まで横断するとき、モータ内部機構330によって加熱される可能性があり、したがって、モータ内部機構330を冷却する。
図4は、モータ内部機構330を外側空洞370内に配置されているものとして示す。流出空気740の温度は、流入空気730の温度より高い可能性がある。流入空気730の温度は、中心空気720の温度と同様であるか又は同じである可能性がある。図4に示すモータ内部機構330は、単に例示の目的のためであり、モータ内部機構330全体を必ずしも含むとは限らない。図4に示すモータ内部機構330は、モータアセンブリ300の動作中に熱を発生させる可能性があるモータ内部機構330の一部を含むことができる。
図4は、モータ内部機構330を外側空洞370に配置されているものとして示すが、幾つかの実施形態では、限定なしに、内側空洞360に熱を発生させるモータ内部機構330の一部を配置することができる。その場合、流入空気730の温度は、中心空気720の温度より高い可能性がある。流出空気740の温度は、流入空気730の温度と同様であるか又は同じである可能性がある。
したがって、空気は、空気入口340から空気出口350まで横断するとき、モータ内部機構330の温度を低下させることができる。環境空気710、中心空気720、流入空気730及び流出空気740は、モバイルプラットフォーム100を通って流れる空気流700を形成することができる。
任意選択的に、図4に示すように、環境空気710が中心空気入口240を介して中心チャンバ220に入る前に環境空気710をろ過するフィルタ260によって、中心空気入口240を覆うことができる。したがって、望ましくない汚染物質を除去するように、中心空気720を浄化することができる。したがって、流入空気730及び流出空気740は各々、ともに清浄であり得る。したがって、フィルタ260は、制御装置230及びモータアセンブリ300の汚染を防止して、モバイルプラットフォーム100の耐用年数を延ばすことができる。
モバイルプラットフォーム100の動作中、制御装置230及びモータアセンブリ300は、大量の熱を発生させ、温度を上昇させている可能性がある。一般に、モータアセンブリ300は、制御装置230より高い温度を有している可能性がある。モータアセンブリ300が、熱を十分に放散することができない密閉されたハウジング内にある場合、モータアセンブリ300の耐用年数が大幅に低減する可能性があり、モバイルプラットフォーム100の動作は安全でなくなる可能性がある。
UAV等の幾つかの従来のモバイルプラットフォームは、開放構造を有するハウジングにモータを配置する。すなわち、ハウジングに、ハウジングの内部とハウジングとハウジングの外部の空気との間で空気を交換する放熱孔が開けられている。更に、モータに向かって空気に圧力をかけてモータを冷却するために、モータ内の空気流を増大させるように、電気ファンが設置されている。しかしながら、いくつかの用途では、UAVは、腐食性の空気(たとえば、農薬を噴霧することを含む作業の場合)、埃の多い空気及び/又は湿気の多い空気を含む苛酷な環境にさらされる必要がある。それらの場合、UAVの電子部品(たとえば、制御装置及びモータ)を気密封止することが望ましい場合がある。気密封止されたUAVの放熱は著しく制限される可能性がある。電気ファンを用いても、モータが外部環境と空気を交換せず、したがって加熱空気のみがモータを密閉しているハウジング内で循環するため、放熱が不十分である。
図3の方法2000及び図4におけるモータアセンブリ300によれば、ポンプ構造500は、モータ内部機構330を冷却するように、内部チャンバ320内に流入空気730を直接引き込むことができる。流入空気730を、モバイルプラットフォーム100の外部の環境における環境空気710から引き込むことができる。流入空気730及び流出空気740は、モータ内部機構330を冷却するためにモータ内部機構330の温度より低温である温度で空気を取り込む空気流を形成することができる。そして、空気流は内部チャンバ320から出る。
更に、環境空気710は、最初に、中心チャンバ220に入り、制御装置230を冷却するために中心空気720に変化することができる。制御装置によって加熱された後、中心空気720は、モータ内部機構330より依然として低温であり得る。流入空気730を、中心空気720から空気輸送ダクト600を介して引き込むことにより、モータ内部機構330を冷却することができる。したがって、空気流700は、制御装置230及びモータ内部機構330の両方を冷却することができる。したがって、モータアセンブリ300は、所望の放熱と、塵埃、湿気及び腐食に対する強い耐性とを有することができる。
図4は、ポンプ構造500を単に例示の目的で内部チャンバ320内に配置されているものとして示すが、内部チャンバ320の外部を含む、任意の好適な位置に配置することができる。更に、単に例示の目的で単一ポンプ構造500を含むものとして記載したが、モバイルプラットフォーム100は、任意の好適な数の均一な且つ/又は異なるポンプ構造500を含むことができる。各ポンプ構造500をそれぞれのロケーションに配置することができる。たとえば、限定なしに、内部チャンバ320の外部に且つ空気入口340に隣接して、内部チャンバ320の内部に、且つ/又は内部チャンバ320の外部に且つ空気出口350に隣接して、ポンプ構造500を配置することができる。
以下のように様々な例示的な代替の実施形態を提供して、方法2000及びモータアセンブリ300について更に例示する。図5は、モータアセンブリ300の実施形態を示す例示的な図であり、そこでは、モータアセンブリ300の断面図が示されている。
図5において、モータアセンブリ300はハウジング310を含むことができる。ハウジング310は、第1カバー311、第2カバー312及び側壁313を含むことができる。側壁313は、内部チャンバ320を取り囲み、第1カバー311及び第2カバー312を接合することができる。第1カバー311及び第2カバー312は、限定なしに任意の形状を有することができる。たとえば、図6〜図10に示すように、内部チャンバ320は円筒形状を有することができる。第1カバー311及び第2カバー312は、円筒の2つの対向する基部を形成することができる。第1カバー311及び第2カバー312は、各々円形状を有することができる。したがって、側壁313は、第1カバー311及び第2カバー312に対して垂直な円筒の側面を形成することができる。
モータアセンブリ300は、ロータ331及びステータ332を含むことができる。ロータ331は、磁石を含むことができる。ステータ332は、コイルを含むことができ、一般に、モータアセンブリ300の動作中、高温に加熱される可能性がある。コイルに電流が流れると、電流及び/又は電流の変化により磁場が発生することができ、それによってロータ331が所定軸に対して回転する。
図5において、モータアセンブリ300は、磁気ヨーク333を更に含む。磁気ヨーク333は、ロータ331を取り付けるために、内部チャンバ320に面する内面にスロットを有することができる。磁気ヨーク333は、同時に側壁313として機能することができる。したがって、図5において、ハウジング310は、モータ内部機構330の一部を含む。
モータアセンブリ300は、ダクト380を含むことができる。ダクト380は、パイプ状構造を有することができる。ダクト380は、パイプ状構造の両端に形成された2つの開口部を有することができる。2つの開口部は、空気入口340と連通する第1開口部381と、内部チャンバ320、すなわち内部チャンバ320の内部に向かって開放している第2開口部382とを含むことができる。流入空気730は、ダクト380を介して内部チャンバ320に入ることができる。
モータアセンブリ300は、ロータ331の回転軸を画定する中心モータシャフト390を更に含む。中心モータシャフト390は、第1カバー311の中心を貫通し、ハウジング310の外部に突出することができる。モータ内部機構330によって駆動されるように、中心モータシャフト390の突出部分にプロペラ(図示せず)を設置することができる。したがって、モータアセンブリ300は、モバイルプラットフォーム100を移動させる推進力を提供することができる。
図5において、ポンプ構造500は、1つ又は複数のブレード516を含むことができる。第1カバー311の内壁に、ブレード516を取り付けることができる。ブレード516は、幅広部511と幅広部511によって半径方向に分離された2つの幅狭部とを備えた平坦構造を含むことができる。2つの幅狭部は、中心モータシャフト390から幅広部511まで延在する第1幅狭部512と、幅広部511によって第1幅狭部512から半径方向に分離された第2幅狭部513とを含むことができる。
ブレード516は、中心モータシャフト390から側壁313に向かって半径方向に延在することができるが、中心モータシャフト390と必ずしも接触するとは限らない。中心モータシャフト390は、中心モータシャフト390に対してブレード516を回転させるように第1カバー311の回転を駆動することができる。
一実施形態では、ブレード516は、第1カバー311の一体部分であり得る。すなわち、ブレード516及び第1カバー311を、同じ材料で、且つ1つの成形プロセスで作製することができる。別の実施形態では、ブレード516を、第1カバー311とは別個とし、第1カバー311に取り付けることができる。
モータアセンブリ300の動作中、ロータ331は、中心モータシャフト390に対して回転することができる。磁気ヨーク333は、ロータ331とともに回転することができる。第1カバー311を磁気ヨーク333に固定することができ、したがって、第1カバー311もまた、ロータ331とともに回転することができる。中心モータシャフト390を第1カバー311に対して固定することができ、したがって、ロータ331とともに回転するように駆動することができる。ブレード516は、第1カバー311とともに回転することができる。したがって、磁気ヨーク333、ロータ331、第1カバー311、中心モータシャフト390及びブレード516は、各々、同時に且つ同軸状に回転することができる。
様々な実施形態において、ポンプ構造500は、複数のブレード516を含むことができる。ブレード516は、中心モータシャフト390に中心合せされた半径方向パターンを形成することができる。更に、中心モータシャフト390に面する幅広部511の縁、すなわち、幅広部511のシャフト方向縁514は、ダクト380の外面383に対して極めて近接することができる。すなわち、シャフト方向縁514は、外面383にもう少しで接触する可能性がある接触しない。限定しない例では、シャフト方向縁514と外面383との間の間隙は、0mmより大きく、0mmから0.2mmの範囲であり得る。したがって、ダクト380は、モータアセンブリ300の動作中に固定されている場合、ブレード516の回転に影響を与えない。
ブレード516のシャフト方向縁514によって取り囲まれた(破線によって示す)円筒状空間303は、ダクト380の延長部として機能することができる。したがって、ブレード516のシャフト方向縁514によって取り囲まれた円筒状空間303は、ダクト380と組み合わせて、内部チャンバ320の内側空洞360を形成することができる。流入空気730は、内部チャンバ320に入る際に内側空洞360に入ることができる。
ブレード516は、第1カバー311に対して垂直であり得る。言い換えれば、ブレードのプレーナ構造は、中心モータシャフト390に対して垂直な方向に面することができる。ブレード516は、遠心ファンを形成することができる。ブレードが回転するとき、内側空洞360内の空気の遠心力(すなわち、求心力はない)が、空気を圧送し、空気が内側空洞360から半径方向に離れるように、すなわち中心モータシャフト390から離れる方向に、隣接するブレード516の間の間隙を介して漏れ出るようにすることができる。したがって、内側空洞360内の空気圧を低下させることができる。したがって、空気圧を常態に戻すように、流入空気730を内側空洞360内に引き込むことができる。
内側空洞360内にない内部チャンバ320の空間は、外側空洞370であり得る。したがって、図5に示すように、外側空洞370は、内側空洞360を包囲することができる。外側空洞370及び/又は内側空洞360は、中心モータシャフト390を包囲することができる。外側空洞370及び/又は内側空洞360を、中心モータシャフト390において中心合せすることができる。幾つかの実施形態では、外側空洞370及び/又は内側空洞360を、中心モータシャフト390に対して同心状に配置することができる。
内側空洞360から半径方向に漏れ出る空気は、ブレード516の第2幅狭部513に隣接する外側空洞370の部分に入り、空気出口350に向かって移動することができる。外側空洞370内に圧送される流入空気730は、流出空気740と呼ばれる。遠心ファンによって空気出口350を介して内部チャンバ320から出るように、流出空気740を排出するか又は流出空気740に圧力をかけることができる。空気出口350に向かう途中で、流出空気740は、内部チャンバ320から出る前にステータ332を冷却することができる。
図6は、図2のモータアセンブリの代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリ300の側面図が示されている。図6は、中心モータシャフト390を第1カバー311の外面を越えて突出するものとして示す。側壁313は、第1カバー311及び第2カバー312を合わせて接合してハウジング310を形成することができる。
図7は、図6のモータアセンブリの代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、図6のA−A平面に沿ったモータアセンブリの断面図が示されている。図7において、ハウジング310は、第1カバー311、第2カバー312及び磁気ヨーク333を含む。磁気ヨーク333は、内部チャンバ320を取り囲み、第1カバー311及び第2カバー312を接合する。
ロータ331は、磁気ヨーク333の内面に取り付けられ且つステータ332を包囲する、1つ又は複数の磁石を含むことができる。ステータ332は、1つ又は複数のコイルを含むことができる。各コイルは、コイル軸に対して巻回することができる。コイル軸は、中心モータシャフト390から磁気ヨーク333に向かって半径方向に向けることができる。
モータアセンブリ300は、ダクト380を更に含む。ダクト380は、空気入口340と連通する第1開口部381と、内部チャンバ320に向かって開放している第2開口部382とを含むことができる。流入空気730は、ダクト380を介して内部チャンバ320に入ることができる。
図7において、ポンプ構造500はブレード516を含むことができる。第1カバー311の内壁にブレード516を取り付けることができる。ブレード516は、幅広部511、第1幅狭部512及び第2幅狭部513(図7には示さないが図4に示す)を含む平面構造を含むことができる。
モータアセンブリ300の動作中、磁気ヨーク333、ロータ331、第1カバー311、中心モータシャフト390及びブレード516は、同時に且つ同軸状に回転することができる。図7に示す実施形態では、外側空洞370及び内側空洞360を、中心モータシャフト390に対して同心状に配置することができる。
更に、中心モータシャフト390をモータアセンブリ300の別の部分、たとえば第1カバー311に固定するために、1つ又は複数の軸受を使用することができる。図7において、第1カバー311に中心モータシャフト390を固定するために、第1軸受391を使用することができる。必要に応じて、中心モータシャフト390を、第2カバー312に隣接する他の構成部品(図示せず)に固定するために、第2軸受392を使用することができる。
図7に示すように、ポンプ構造500は、複数のブレード516を含むことができる。更に、図7には示さないが図5及び図11に示すように、幅広部511のシャフト方向縁514は、ダクト380の外面383に極めて近接することができる。したがって、ダクト380は、幅広部511のシャフト方向縁514及び第1幅狭部512によって画定される空間内に適合することができる。
図5に記載したように、ダクト380及び幅広部511のシャフト方向縁514は、内部チャンバ320内において円筒状空間303を画定することができる。円筒状空間303及びダクト380内の空間を、内部チャンバ320の内側空洞360と呼ぶことができる。内側空洞360内の空気は流入空気730である。
ブレード516は第1カバー311に対して垂直であり得る。ブレード516は、遠心ファンを形成することができる。ブレードが、中心モータシャフト390に対して右回りに又は左回りに回転するとき、流入空気730は、外側空洞370に遠心分離され、流出空気740に変化することができる。流出空気740を、空気出口350を介して内部チャンバ320から排出することができる。空気出口350は、第2カバー312と磁気ヨーク333との間の間隙351を含むことができる。
図8は、図6のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの上面図が示されている。図8は、中心モータシャフト390の突出端を有するモータアセンブリ300の第1カバー311を示す。図9は、図6のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの底面図が示されている。図9は、モータアセンブリ300の第2カバー312を空気入口340が形成されているものとして示す。空気入口340は、第2カバー312に1つ又は複数の孔を含むことができる。
図10は、図6のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの予想図が示されている。図10は、磁気ヨーク333及び第1カバー311を互いに組み立てられているものとして示す。(図9と同様に)磁気ヨーク333、第1カバー311及び第2カバー312は、ハウジング310を形成することができる。
図11は、図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの組立分解図が示されている。図11は、右側に第1カバー311を示し、左側に第2カバー312を示す。図11に示されているステータ332は中心リング334を含み、リング334から複数の歯335が半径方向に延在している。限定しない例では、コイル(図示せず)を歯335に巻回し、(図4と同様に)モータコントローラ400から電流信号を受け取るのを可能にすることができる。
ブレード516のシャフト方向縁514によって画定される(破線によって示す)円筒状空間303は、ダクト380の延長部として機能することができる。したがって、ブレード516のシャフト方向縁514によって取り囲まれた円筒状空間は、ダクト380と協働して、内部チャンバ320の内側空間360を形成することができる。流入空気730は、内部チャンバ320に入る際に内側空洞360に入ることができる。
ダクト380の第2開口部382は、破線303によって示す円筒状空間内に適合することができる。幾つかの実施形態では、ダクト380の第2空間382の縁は、幅広部511と第1幅狭部512との間の角に適合することができる。
図12は、図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの組立分解図が示されている。図12は、図11の組立分解図をより詳細に示す。たとえば、図12は、第2カバー312に隣接する軸受392を覆う軸ディスク393を更に示す。
図13は、図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの組立分解図が、図12の観点とは異なる観点から示されている。図13は、左側に第1カバー311を示し、右側に第2カバー312を示す。図14は、図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの組立分解図が、図13の観点とは異なる観点から示されている。図14は、図13の組立分解図をより詳細に示す。
図15は、図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの組立分解側面図が示されている。図16は、図15のモータアセンブリの代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、図15のA−A平面に沿ったモータアセンブリの組立分解断面図が示されている。
図16は、ダクト380を第2カバー312と一体化されているものとして示す。すなわち、ダクト380及び第2カバー312は物理的な1つの部品であり得る。中心空気720は、ダクト380に入り、流入空気730となることができる。内側空洞360内の流入空気730を、ブレード516の回転中にブレード516によって遠心分離することができ、その流入空気730は、外側空洞370に入って流出空気740となることができる。したがって、回転ブレード516によって流出空気740に圧力をかけることができ、流出空気740は、空気出口350を介してモータアセンブリ300から出ることができる。
したがって、図3〜図16に示すように、モータアセンブリ300に遠心ファンを備え付けることができる。モータアセンブリ300は、中心モータシャフト390に対して、ロータ331と同時に且つ同軸状に回転することが可能なブレード516を含むことができる。したがって、モータアセンブリ300が動作を開始すると、遠心ファンは、自動的に且つ同時に動作を開始し、モータ内部機構330を冷却するように(図4に示すように)空気流700を発生させることができる。遠心ファンを形成するためにモータアセンブリ300にブレード516を追加することができ、他の冷却機構は設置する必要がない。したがって、モータアセンブリ300を軽量なままとすることができ、モータアセンブリ300は、UAVの飛行時間に著しく影響を与えることがない。
遠心ファンのパラメータは、限定されないが、ブレード516の回転速度と、ブレード516の幅広部511、第1幅狭部512及び第2幅狭部のそれぞれのサイズ/形状とを含むことができる。こうしたパラメータの具体的な値を、内部チャンバ320のサイズ/形状、及びモータアセンブリ300のための放熱量に対する要件に従って最適化することができ、そうした値は本開示では限定されない。内部チャンバ320のサイズ及びダクト380のサイズを考慮すると、サイズが大きい且つ/又は回転速度が高い幅広部511ほど、流入空気730を遠心分離し且つ流出空気740を排出するためにより高い圧力をかけることができ、したがって、モータアセンブリ300に対してより強力な冷却効果を及ぼす。内側空洞360の方が、サイズが大きいことにより、流入空気730を引き込む効果をより大きくすることができる。
様々な実施形態では、ダクト380の第2開口382及びブレード516は、互いに接触することなく相互の幾何学的適合を形成する必要があり、それにより、回転ブレード516は、ダクト380と組み合わせて、ブレード516とダクト380との間に著しい空気漏れがなく、内側空洞360を密閉することができる。すなわち、複数のブレード516の幅広部511のシャフト方向縁514によって取り囲まれた円筒は、円筒状ダクト380の延長部を形成することができる。
幾つかの実施形態では、ダクト380は、幅広部511に接触することなく、複数のブレード516の幅広部511によって取り囲まれた空間内に適合することができる。中心モータシャフト390の中心からシャフト方向縁514までの距離を、ダクト380の外径と実質的に等しくすることができるが、ダクト380及びブレード516は必ずしも互いに接触しない。
ブレード516が回転するとき、シャフト方向縁514及び第1幅狭部512は、内側空洞360を有効に密閉することができる。したがって、遠心ファンは、内側空洞360内の空気圧を低下させて真空を生成することができる。内側空洞360の不十分な密閉により、流出空気740が内側空洞360に戻る過剰な漏れがもたらされ、したがって、真空の効果が弱まる可能性がある。しかしながら、内側空洞360と外側空洞370との間の完全な封止は必要ではなく、それは、内側空洞360内の流入空気730は、外側空洞370から漏れ出る必要がある可能性があるためである。幾つかの実施形態では、内側空洞360内の流入空気730は、隣接するブレード516間の間隙を介して外側空洞370に漏れ出て、流出空気740となることができる。
幾つかの実施形態では、ブレード516の形状は、ダクト380との幾何学的適合を達成するために矩形以外であり得る。冷却効果を向上させるために、モータアセンブリに追加の特徴を含めることも可能である。たとえば、図17は、図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの組立分解図が示されている。
図17は、幅広部511をダクト380に隣接するシャフト方向縁514における切欠き515を有するものとして示す。モータアセンブリ300が組み立てられると、ダクト380は、切欠き515内に適合して、ブレード516と接触することなく、ブレード516の回転中にシールを達成することができる。言い換えれば、切欠き515は、中心モータシャフト390に面する(シャフト方向縁514より中心モータシャフト390から離れた)シャフト方向縁を有することができ、ダクト380は、ブレード316と接触することなく、こうしたシャフト方向縁によって画定される空間内に適合することができる。したがって、円筒状空間303を、ブレード516のシャフト方向縁514によって画定することができる。切欠き515は、ダクト380の縁輪郭に一致する角度を有することができ、必ずしもダクト380と接触しない。
更に、図17は、モータアセンブリ312の第2カバー312の上であり且つ内部チャンバ320の外部の複数の放熱フィン314を示す。第2カバー312を通して空気出口350を開けることができる。第2カバー312に、複数の空気出口350を形成することができる。第2カバー312に対して放熱フィン314を垂直にすることができ、放熱フィン314は、(図17に示すように)各空気出口350を部分的に包囲するか、又は各空気出口350を完全に包囲することができる。図17に示すように、各空気出口350は、2つの隣接する放熱フィン314の間に配置されている。
動作中にモータ内部機構330の温度が上昇すると、内部チャンバ320内のモータ内部機構330によって、第2カバー312が加熱される可能性がある。放熱フィン314は、放熱を促進するように、第2カバー312に対して追加の表面積を提供することができる。流出空気740は、空気出口350を介して出るとき、放熱フィン314から熱を吸収し、外部雰囲気に熱を放散することができる。したがって、放熱フィン314を冷却することができ、放熱フィン314は、モータアセンブリ300に対する冷却効果を更に向上させることができる。
図18は、図17のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの側面図が示されている。図18は、第2カバー312上の放熱フィン314を示す。図19は、図17のモータアセンブリの代替の実施形態の詳細図であり、図18のA−A平面に沿ったモータアセンブリの断面図が示されている。図19は、第2カバー312から延在し且つモータアセンブリ300の全高にわたって延在する放熱フィン314を示す。
図20は、図17のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの上面図が示されている。図20は、中心モータシャフト390の突出端を有するモータアセンブリのカバーを示す。図21は、図17のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの予想図が示されている。図21は、第1カバー311を示す。図22は、図17のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの予想図が、図21の観点とは異なる観点から示されている。図22は、上に放熱フィン314がある第2カバー312を示す。
図23は、図17のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの組立分解図が示されている。図23に示すように、第2カバー312は、複数の空気出口350を有することができる。図23に示すステータ332は、中心リング334を含み、リング334から半径方向に複数の歯335が延在している。各歯335にコイルを取り付けることができる。モータアセンブリ300が組み立てられると、第2カバー312の各空気出口350は、2つの隣接する歯335の間の間隙、すなわち隣接するコイルの間の間隙と整列することができる。隣接するコイルの間の間隙内に入るように流出空気740に圧力をかけることができ、流出空気740は、間隙と整列している空気出口350を介して出ることができる。
更に、空気流700の方向性及び流量を更に向上させるように、(図4に示すように)空気流700に沿った位置に空気強制装置を設置することができる。たとえば、図24は、図2のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの側面図が示されている。図24は、内部チャンバ320の外部に且つ第2カバー312上に取り付けられた空気強制装置を示す。図24における空気強制装置は、軸流ファン520を含む。軸流ファン520は、1つ又は複数の軸方向ファンブレード526を含むことができる。各ブレード526を、中心モータシャフト390に対して半径方向に分散させることができる。
モータアセンブリ300が動作するとき、中心モータシャフト390は、軸流ファン520が回転するように駆動する。各ブレード526を、第2カバー312から角度をなして傾斜させることができる。角度を90度とは異なるものとすることができ、そのため、回転する軸流ファン520は、ダクト380に入るように中心空気720に圧力をかけ、中心空気720を流入空気730に変換することができる。したがって、回転する軸流ファン520は、空気に対して軸方向に、すなわち中心モータシャフト390の方向に沿って圧力をかけることができる。
様々な実施形態では、モータアセンブリ300は、軸流ファン520及び遠心ファン510の一方又は両方を含むことができる。モータアセンブリ300が軸流ファン520及び遠心ファン510のうちの一方又は両方を含む場合、モータアセンブリ300は、モータ内部機構330を冷却するために有効に(図4に示すように)空気流700を発生させることができる。言い換えれば、モバイルプラットフォーム100のポンプ構造500は、軸流ファン520及び/又は遠心ファン510を含むことができる。
図25は、図24のモータアセンブリの代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、図24のA−A平面に沿ったモータアセンブリの断面図が示されている。図25は、中心モータシャフト390が、第2軸受392を超えた拡張したシャフト部394を有することを示す。拡張シャフト部394は、軸流ファン520を駆動することができる。
図26は、図24のモータアセンブリの代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの上面図が示されている。図26は、中心モータシャフト390の突出端を有するモータアセンブリの第1カバーを示す。図27は、図24のモータアセンブリの代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの底面図が示されている。図27では、モータアセンブリ300は、軸流ファン520を含む。回転中の軸流ファン520の有効範囲は、第2カバー312の空気出口350を閉塞することなく、第2カバー312の空気入口340を覆うことができる。回転軸流ファン520に接触すると、中心空気200を空気入口340内に押し込むことができる。図28は、図24のモータアセンブリの代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの予想図が示されている。図28は、軸流ファン520と放熱フィン314との間の空間的関係を更に示す。
図4に示すように、モバイルプラットフォーム100は、モータアセンブリ300を制御するモータコントローラ400を更に含むことができる。様々な実施形態では、モータコントローラ400は気密封止空間にあり得る。たとえば、図29は、図17のモータアセンブリの組立分解側面図である。図29では、モータアセンブリ300はモータ取付ベース490に結合される。モータアセンブリ300をモータ取付ベース490と一体化することができ、モータアセンブリ300は、モータ取付ベース490を含むことができる。モータ取付ベース490は、モータベース410を含むことができる。モータベース410は、頂部ベースカバー420及びベース側壁430を有することができる。モータ取付ベース490は、底部ベースカバー440を含むことができる。任意選択的に、たとえばモータ動作状態を示すことを含む目的で、底部ベースカバー440に発光ダイオード(LED)441を取り付けることができる。頂部ベースカバー420、ベース側壁430及び底部ベースカバー440は、取付チャンバ450(図示せず)を画定することができる。モータ取付ベース490は、ベース側壁430に接続された中空ベースアーム460を更に含むことができる。取付チャンバ450は、中空ベースアーム460と連通することができる。空気流700を受け入れるために、モバイルプラットフォームの他の部分(たとえば、空気輸送ダクト600)に中空ベースアーム460を接続することができる。
取付チャンバ450内にモータコントローラ400を取り付けることができる。モータアセンブリ300の第2カバー312と頂部ベースカバー420との間に1つ又は複数の隔離パッド421を配置することができる。隔離パッド421は、モータ取付ベース490及びモータアセンブリ300の相対移動によって発生する衝撃を吸収し、モバイルプラットフォーム100の振動からモータアセンブリ300を保護するために使用することができる。
隔離パッド421は、モータ内部機構330から取付チャンバ450を断熱するために更に使用することができる。したがって、取付チャンバ450における装置(たとえば、モータコントローラ400)を、モータ内部機構330によって発生する熱から保護することができる。隔離パッド421は、たとえばシリコーンを含む、減衰特性及び断熱性を有する任意の材料から作製することができる。
更に、モータアセンブリ300の第2カバー312と頂部ベースカバー420との間に封止部材422(例えば、Oリング)を配置して、モータアセンブリ300とモータ取付ベース490との間に存在するいかなる空隙も封止することができる。したがって、取付チャンバ450に入る中心空気720は、モータアセンブリ300とモータ取付ベース490との間の空隙を介して漏れ出ることなく、モータアセンブリ300の内部チャンバ320内に移動することができる。
図30は、図29のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの側面図が示されている。図30は、モータアセンブリ300をモータ取付ベース490に取り付けられているものとして示し、封止部材422が間に介挿されている。モバイルプラットフォームが動作位置及び/又は着陸位置にあるとき、モータ取付ベース490にモータアセンブリ300を取り付けることができる。
図31は、図29のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの側断面図が示されている。モータアセンブリ300は、モータ取付ベース490と組み立てられている。ワイヤを介して又は無線で、モータ内部機構330にモータコントローラ400を接続することができる。図31は、モータコントローラ400及びモータ内部機構330を接続する(たとえば、ステータ332のコイルに接続する)1つ又は複数のワイヤ470を示す。ワイヤ470は、頂部ベースカバー420上に開けられたワイヤスロット423(図示せず)を通過し、モータ内部機構330に接続されるように、空気出口350を介して内部チャンバ320内に延在することができる。ワイヤスロット423を気密封止するために、ワイヤ470が通過するワイヤスロット423の空隙を充填するように封止材料を施すことができる。
幾つかの実施形態では、頂部ベースカバー420の上には、ワイヤスロット423が開けられていない。その場合、任意の好適な位置でワイヤスロットを開けることができる。たとえば、ベース側壁430(図示せず)においてワイヤスロットを開けることができる。更に、ワイヤ470は、モータ内部機構330に接続されるように、空気入口340を通過することができる。
図32は、図29のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの上面図が示されている。モータアセンブリ300は、モータベース490と組み立てられている。図32は、中心モータシャフト390の突出端を有するモータアセンブリ300のカバーを示す。図32は、図31の断面図の位置を示すようにB−B'平面を更に示す。
図33は、図29のモータ取付ベースの代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータ取付ベースの予想図が示されている。図33は、頂部ベースカバー420を上に隔離パッド421及び封止部材422があるものとして示す。頂部ベースカバー420は、ワイヤ470が通過するワイヤスロット423を有している。頂部ベースカバー420は、1つ又は複数のベース空気出口424を有し、そのため、取付チャンバ450内の中心空気200は、モータアセンブリ300の空気入口340に入ることができる。
図34は、図29のモータアセンブリの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モータアセンブリの側断面図が示されている。図34は、モータアセンブリ300をモータ取付ベース490と組み立てられているものとして示す。モータアセンブリ300及びモータ取付ベース490の断面図は、内部チャンバ320及び取付チャンバ450を例示するために示されている(モータコントローラ400は示されていない)。中心空気720は、中空ベースアーム460を介して取付チャンバ450に入り、その後、モータアセンブリ300のダクト380に入って、流入空気730となり、その後、出口空気740になるように遠心分離されて、空気出口350から出ることができる。
したがって、図29〜図34によれば、取付チャンバ450に入る中心空気720は、最初に、取付チャンバ450内のモータコントローラ400を冷却し、その後、モータアセンブリ300内のモータ内部機構330を冷却することができる。モータコントローラ400は、一般に、動作中、モータ内部機構330より低温であり、そのため、中心空気200は、モータ内部機構330より依然として低温であり得る。中心空気720が流入空気730に、その後流出空気740に変換された後、流入空気730及び/又は流出空気740はモータ内部機構330を冷却することができる。
従来、モータコントローラは、ハウジングの外部に取り付けられ、モバイルプラットフォームの外部環境に露出される。開示する実施形態によれば、モータコントローラ400を、取付チャンバ450内で気密封止し、したがって、外部雰囲気から保護することができる。清浄且つ低温の空気流720が、モータコントローラ400を冷却することができ、そのため、モータコントローラの動作安全性を向上させ耐用年数を延長することができる。
図35は、図4のモバイルプラットフォーム100の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モバイルプラットフォームの予想図が示されている。図35に示すように、モータアーム690を介して、モータアセンブリ300のモータハウジング310に中心ハウジング210を接続することができる。モータアーム690は、図4に示すような空気輸送ダクト600の一部と同じであるか又はそれを密閉することができる。モータアーム690は、中空構造を含み、且つ/または多孔質材料から作製され得る。
一実施形態では、モータアーム690は、空気輸送ダクト600の少なくとも一部を構成することができる。図4に示すように、空気輸送ダクト600は、中心チャンバ220と内部チャンバ320との間に中心空気720用の通路を形成する。図29〜図34では、モータアセンブリ300は、モータ取付ベース490に結合される。したがって、中空ベースアーム460にモータアーム690を接続することができる。したがって、中心空気720は、モータアーム690、中空ベースアーム460、及びモータ取付ベース490の取付チャンバ450を逐次横断することができる。そして、中心空気720は、内部チャンバ320に入ることができる。その場合、空気輸送ダクト600は、モータアーム690、中空ベースアーム460及びモータ取付ベース490を含むことができる。
したがって、図29〜図34に示すように、モータアセンブリ300がモータ取付ベース490に結合されると、空気輸送ダクト600によって画定される空気通路は、 内に空間を含むことができる。
環境空気710は、中心空気入口240を介してモバイルプラットフォーム100に入ることができる。環境空気710をろ過するフィルタ260によって、中心空気入口240を覆うことができる。環境空気710は、最初に、中心チャンバ220に入り、中心空気720に変換されて中心ハウジング210内の制御装置230(図示せず)を冷却することができる。そして、中心空気720は、モータアーム690を介してモータアセンブリ300に流れることができる。図35に示すように、中心空気720は、モータアセンブリ300に入る前にモータ取付ベース490に入る。モータアセンブリ300では、流入空気730(図示せず)は、遠心分離されて流出空気740に変換されるように、プロペラに向かう方向においてモータアセンブリ300内を移動する。図35において矢印によって示すように、モータアセンブリ300からモバイルプラットフォーム100の外部環境内に出るように、空気出口に向かって流出空気740に対して圧力をかけることができる。図36は、図4のモバイルプラットフォームの別の代替の実施形態の詳細図であり、そこでは、モバイルプラットフォームの正面図が示されている。図36は、空気流700をより詳細に更に示す。
したがって、方向性空気流700を生成することにより、開示したモータアセンブリ300は、制御装置230及びモータ内部機構330の両方を冷却することができる。モバイルプラットフォーム100は、図35が示すように構成することができ、そのため、清浄且つ低温の空気のみが気密封止されたモバイルプラットフォーム100内に流れる。したがって、モバイルプラットフォーム100は、軽量であり、所望の放熱を有し、且つ塵埃、湿気及び腐食に対する強い耐性を有することができる。
したがって、様々な実施形態は、モータアセンブリによって発生する熱を放散するシステムを開示する。システムは、様々な実施形態で開示されたモータアセンブリを含むことができる。モータアセンブリの例は、図5〜図34に示されているようなものである。様々な実施形態は、モバイルプラットフォームを更に開示する。モバイルプラットフォームは、図5〜図34に示すようなモータアセンブリを含むことができる。モバイルプラットフォームはUAVを含むことができる。
様々な実施形態は、モータアセンブリを製造する方法を開示する。本方法は、図5〜図34に示すようなモータアセンブリを形成することを含むことができる。
様々な実施形態はまた、モバイルプラットフォームを組み立てるキットも提供する。キットは、図1〜図34及び図37に示すように、制御装置アセンブリ及び/又は制御装置230、モータアーム690及びモータアセンブリ300のうちの1つ又は複数を含むことができる。工場で組み立てられたモバイルプラットフォームを取得する代りに、モバイルプラットフォーム100を組み立てるためのキットを使用することができる。幾つかの実施形態では、キットには、取扱説明書を含めることができる。取扱説明書には取扱説明を載せることができる。取扱説明に従うと、制御装置アセンブリ及び/又は制御装置230、モータアーム690並びにモータアセンブリ300を、本開示に示すようなモータアセンブリ300及び/又はモバイルプラットフォーム100に組み立てることができる。
様々な実施形態(たとえば図12)では、モータ内部機構330のステータ332が、内部チャンバ320の外側空洞370内に配置され且つダクト380を包囲しているが、内部チャンバ320の内側空洞360内部に且つダクト380内に、ステータ332を配置することができる。すなわち、流入空気730は、ステータ332を冷却することができる。内側空洞360及び外側空洞370内のモータ内部機構330の部分の配置は、限定なしに、モータ内部機構330の具体的な設計に応じて変更することができる。
図12は、ロータ331を、ステータ332を包囲するものとして示すが、本開示における方法、装置及びキットを実施するために、ロータ331がステータ332を包囲することは必須ではない。モータ内部機構330は、限定なしに、ロータ331を包囲するステータ332を有することができる。
様々な実施形態(たとえば図12)では、遠心ファン510のブレード516が第1カバー311に固定されているが、他の実施形態によれば、間隙により、遠心ファン510のブレード516を第1カバー311から分離することができる。その場合、第1カバー311は、モータ内部機構330の動作中、固定されている場合もあれば、回転している場合もある。動作のために、中心モータシャフト390に遠心ファン510を接続することができる。別の例では、(図3に示すような)側壁313は、必ずしもロータ331に接触せず、したがって、ロータ331と回転する代りに固定され得る。したがって、ハウジング310の所定部分が固定されているか又は回転可能であるかは、ハウジング310及びモータ内部機構330の様々な部分の間の所定の接続に応じて変更することができ、本開示において限定されない。
図1は、制御装置アセンブリ200を、制御装置230を含むものとして示すが、制御装置アセンブリ200は、制御装置230を必ずしも含まない。更に、制御装置アセンブリ200は、制御装置230に加えて任意の装置を収容することができ、モータアセンブリ300が中心空気200を引き出すことができる任意のアセンブリを表すことができる。「制御装置アセンブリ200」、「中心チャンバ220」、「中心空気230」という用語は、単に例示的なものであり、必ずしも制御装置230に関連せず、又はモバイルプラットフォーム100の中心に配置されない。
図5に戻ると、内側空洞360は、空気入口340と連通しており、外側空洞370は、空気出口350と連通している。しかしながら、開示する方法、装置及びキットは、図5の例示に限定されない。たとえば、図37は、モータアセンブリ300の別の代替の実施形態を示す例示的な図である。図37は、モータアセンブリ300の例示的な断面図を示す。図37に示す例では、ダクト380内の内部チャンバ320の部分を内側空洞360とすることができ、且つ/又はダクト380の外部の内部チャンバ320の部分を外側空洞370とすることができる。言い換えれば、ダクト380の側壁は、内側空洞360を外側空洞370から分離するスペーサを形成することができる。図37に示すように、内側空洞360は空気出口350と連通し、外側空洞370は空気入口340と連通している。
モータアセンブリ300は、第1ポンプ530を含むことができる。たとえば、第1ポンプ530は、中心モータシャフト390から半径方向に延在する1つ又は複数のブレード(図示せず)を備えたファン(図示せず)を含むことができる。モータアセンブリ300の動作中、中心モータシャフト390によって、ファンを回転するように駆動することができる。第1ポンプ530は、内部チャンバ320から空気を引き出し、空気出口350を介して内部チャンバ320から出るように空気に圧力をかけることができる。
内部チャンバ320は、空気入口340を介して中心チャンバ220(図示せず)と連通することができる。第1ポンプ530は、中心空気720を内部チャンバ320内に引き込むことができる。したがって、中心空気720を流入空気730に変換することができる。流入空気は、内部チャンバ320を横断し、空気出口350に向かって流れることができる。ファン530に接触すると、第1ポンプ530によって流入空気730を排出し、空気出口350を介して内部チャンバ320から出るように、流入空気730に圧力をかけることができる。
更に且つ/又は別法として、モータアセンブリ300は、内部チャンバ320の外部に且つ空気入口340に隣接して第2ポンプ540を含むことができる。ポンプ540は、1つ又は複数ンおブレード(図示せず)を備えたファン(図示せず)を含むことができる。ファンの少なくとも1つのブレードは、中心モータシャフト390に必ずしも接続されていない。ポンプ540は、歯車550を介して中心モータシャフト390に結合することができるファンシャフト(図示せず)を含むことができる。ポンプ540のファンシャフトにブレードを接続することができる。中心モータシャフト390は、回転するとき、ファンシャフトを回転するように駆動し、したがって、ポンプ540を作動させることができる。第1ポンプ530及び第2ポンプ540のブレードは、第1ポンプ530が内部チャンバ320から空気を引き出すことができ、且つ第2ポンプ540が内部チャンバ320内に入るように空気に圧力をかけるように設計された角度及び/又は形状を有することができる。
図5において、内部チャンバ320内の空気流700は、中心モータシャフト390から離れるように流れることができる。図37において、中心チャンバ320内の空気流700は、中心モータシャフト390に向かって流れることができる。図5において、内側空洞360及び外側空洞370内の空気流700の方向は、異なり且つ/又は反対である。図37において、内側空洞360及び外側空洞370内の空気流700の方向は、異なり且つ/又は反対である。ダクト380は、障害物として機能して、空気流700を、強制的に直線以外の経路で流れるようにすることができる。したがって、図5及び図37において、空気流700は、内部空洞320を迂回して横断することができる。すなわち、内部チャンバ320を横断する空気流700の方向は、必ずしも直線ではない。したがって、内部チャンバ320は、長時間、空気流700を保持することができる。モータアセンブリ300を冷却するために、空気流700をより十分に利用することができる。
開示した実施形態は、様々な変更及び代替形態が可能であり、その特定の例は、図面において例として示されており、本明細書において詳細に記載されている。しかしながら、開示した実施形態は、開示した特定の形態又は方法に限定されるべきではなく、逆に、開示した実施形態は、全ての変更形態、均等物及び代替形態を包含するべきである。
[項目1]
内部チャンバを画定するハウジング内の熱を放散する方法であって、内部チャンバが、モータ内部機構を少なくとも部分的に受け入れ、且つ各々ハウジングに形成されている空気入口及び空気出口と連通する、方法であり、
空気入口を介して内部チャンバ内に空気を引き込むステップと、
空気出口を介して内部チャンバから空気を排出するステップと
を含む、方法。
[項目2]
モータ内部機構が動作するのを可能にするステップ
を更に含み、
引き込むステップが、可能にするステップを介して第1温度の流入空気を、内部チャンバ内に引き込むことを含み、
排出するステップが、可能にするステップを介して、第2温度の流出空気を内部チャンバから排出することと、モータ内部機構によって発生する熱を放散することとを含む、項目1に記載の方法。
[項目3]
第2温度が第1温度より高い、項目2に記載の方法。
[項目4]
空気入口から空気出口まで横断する空気によってモータ内部機構を冷却するステップを更に含む、項目2又は3に記載の方法。
[項目5]
モータ内部機構を冷却するステップが、流出空気が内部チャンバから出る前に、モータ内部機構を介して流出空気を加熱することを含む、項目4に記載の方法。
[項目6]
内部チャンバ内の空気圧を低下させるステップを更に含み、内部チャンバ内に空気を引き込むステップが、内部チャンバ内の低下した空気圧を常態に戻すことを含む、項目3〜5のいずれか一項に記載の方法。
[項目7]
空気圧を低下させるステップが、モータ内部機構の中心において中心モータシャフトによって画定された軸に対して、モータ内部機構のロータを回転させることを含む、項目6に記載の方法。
[項目8]
空気圧を低下させるステップが、中心モータシャフトから半径方向に離れるように空気を遠心分離することを含む、項目6又は7に記載の方法。
[項目9]
流入空気を流出空気に変換するように、中心モータシャフトから半径方向に離れるように流入空気を遠心分離するステップを更に含む、項目3〜8のいずれか一項に記載の方法。
[項目10]
流入空気を遠心分離するステップが、遠心ファンを介して中心モータシャフトから半径方向に離れるように流入空気を遠心分離することを含む、項目9に記載の方法。
[項目11]
流入空気を発生させるように、軸流ファンを介してハウジングの外部で且つ空気入口に隣接して外部空気に圧力をかけるステップを更に含む、項目3〜10のいずれか一項に記載の方法。
[項目12]
空気を引き込むステップが、内部チャンバを横断する空気を、中心モータシャフトに向かって流れるように駆動することを含む、項目7に記載の方法。
[項目13]
モータ内部機構を冷却するステップが、モータ内部機構のステータを、中心モータシャフトから排出される流出空気にさらすことを含む、項目4〜12のいずれか一項に記載の方法。
[項目14]
空気出口を介して内部チャンバから空気を排出するステップが、流出空気を、ハウジングの外部の且つ空気出口を少なくとも部分的に包囲する放熱フィンに接触させることを含む、項目3〜13のいずれか一項に記載の方法。
[項目15]
モータ内部機構がハウジングの一部を構成する、項目1〜14のいずれか一項に記載の方法。
[項目16]
内部チャンバ内に空気を引き込むステップが、無人航空機(UAV)に関連する中心ハウジングから内部チャンバに空気を引き込むことを含む、項目1〜15のいずれか一項に記載の方法。
[項目17]
モータ内部機構と、
内部チャンバを画定するハウジングであって、内部チャンバが、モータ内部機構を少なくとも部分的に受け入れ、且つ各々ハウジングに形成されている空気入口及び空気出口と連通している、ハウジングと
を備えるモータアセンブリ。
[項目18]
空気入口を介して空気を内部チャンバ内に引き込み、空気出口を介して内部チャンバから空気を排出するポンプ構造を更に備える、項目17に記載のモータアセンブリ。
[項目19]
ポンプ構造が、
空気入口を介して、第1温度の流入空気を内部チャンバ内に引き込み、
空気出口を介して、第2温度の流出空気を内部チャンバから排出する
、項目18に記載のモータアセンブリ。
[項目20]
第2温度が第1温度より高い、項目19に記載のモータアセンブリ。
[項目21]
モータ内部機構が、空気入口から空気出口まで横断する空気によって冷却される、項目18〜20のいずれか一項に記載のモータアセンブリ。
[項目22]
モータ内部機構が、流出空気が内部チャンバから出る前に流出空気を加熱する、項目20又は21に記載のモータアセンブリ。
[項目23]
空気入口と連通する第1開口部と、内部チャンバ内の第2開口部とを有するダクトを更に備える、項目17〜22のいずれか一項に記載のモータアセンブリ。
[項目24]
ポンプ構造が、内部チャンバ内の空気圧を低下させ、低下した空気圧を常態に戻すために、ダクトを介して流入空気を内部チャンバ内に引き込む、項目23に記載のモータアセンブリ。
[項目25]
モータアセンブリの回転軸を画定する中心モータシャフトを更に備える、項目17〜24のいずれか一項に記載のモータアセンブリ。
[項目26]
ポンプ構造が、中心モータシャフトから半径方向に離れるように流入空気を遠心分離する、項目25に記載のモータアセンブリ。
[項目27]
ポンプ構造が、中心モータシャフトから半径方向に離れるように流入空気を遠心分離することにより、流入空気を流出空気に変換する、項目25又は26に記載のモータアセンブリ。
[項目28]
ポンプ構造が、ダクトの第2開口部に露出された遠心ファンを備える、項目23〜27のいずれか一項に記載のモータアセンブリ。
[項目29]
遠心ファンが、中心モータシャフトに対して回転可能なブレードを備える、項目28に記載のモータアセンブリ。
[項目30]
ブレードが、幅広部と、幅広部によって半径方向に分離された2つの幅狭部とを有する平面構造を備える、項目29に記載のモータアセンブリ。
[項目31]
2つの幅狭部が、
中心モータシャフトから幅広部まで延在する第1幅狭部と、
幅広部によって第1幅狭部から分離された第2幅狭部と、
を備える、項目30に記載のモータアセンブリ。
[項目32]
ダクトの第2開口部が、中心モータシャフトに面する幅広部の縁によって画定される空間内に適合する、項目31に記載のモータアセンブリ。
[項目33]
ダクトの第2開口部が、中心モータシャフトに面する幅広部の縁によって画定される空間内に適合し、第2開口部が、幅広部に接触しない、項目31に記載のモータアセンブリ。
[項目34]
平面構造が、中心モータシャフトに対して垂直な方向に面している、項目30〜33のいずれか一項に記載のモータアセンブリ。
[項目35]
モータが、中心モータシャフトを駆動するロータを備える、項目25〜34のいずれか一項に記載のモータアセンブリ。
[項目36]
遠心ファン及びロータが同軸状に配置されている、項目35に記載のモータアセンブリ。
[項目37]
ハウジングの外部で且つ空気入口に隣接して外部空気に圧力をかけ、且つ流入空気を発生させる、空気強制装置を更に備える、項目19〜36のいずれか一項に記載のモータアセンブリ。
[項目38]
空気強制装置が、ハウジングの外部の且つ空気入口に隣接する軸流ファンを備える、項目37に記載のモータアセンブリ。
[項目39]
軸流ファン及び遠心ファンが同軸状に配置されている、項目38に記載のモータアセンブリ。
[項目40]
内部チャンバ内のダクトを備え、ダクトが、ダクト内に内側空洞を画定し、ダクトの外部に且つ内部チャンバの内部に外側空洞を画定し、外側空洞が内側空洞を包囲し、内側空洞が、モータアセンブリの回転軸を画定する中心モータシャフトを包囲している、項目17〜22のいずれか一項に記載のモータアセンブリ。
[項目41]
ダクトが、空気出口と連通する第1開口部と、内部チャンバ内の第2開口部とを有する、項目40に記載のモータアセンブリ。
[項目42]
ポンプ構造が、空気が空気入口から空気出口まで横断するときに、空気を、外側空洞から内側空洞まで流れるように駆動する、項目41に記載のモータアセンブリ。
[項目43]
ダクトが、空気入口と連通する第1開口部と、内部チャンバ内の第2開口部とを有する、項目40に記載のモータアセンブリ。
[項目44]
ポンプ構造が、空気が空気入口から空気出口まで横断するときに、空気を、内側空洞から外側空洞まで流れるように駆動する、項目43に記載のモータアセンブリ。
[項目45]
ポンプ構造が、
内部チャンバの外部にあり且つ中心モータシャフトによって駆動されるファン、及び
内部チャンバの内部にあり且つ中心モータシャフトによって駆動されるファン
のうちの少なくとも一方を備える、項目18〜44のいずれか一項に記載のモータアセンブリ。
[項目46]
ダクトが、ハウジングと一体化され、空気を強制的に内部チャンバ内で迂回して流れるようにする、項目23〜45のいずれか一項に記載のモータアセンブリ。
[項目47]
モータ内部機構が、流出空気が内部チャンバから出る前に流出空気を加熱するステータを更に備える、項目20〜46のいずれか一項に記載のモータアセンブリ。
[項目48]
ハウジングの外部であり且つ空気出口を少なくとも部分的に包囲する放熱フィンを更に備える、項目17〜47のいずれか一項に記載のモータアセンブリ。
[項目49]
モータ内部機構がハウジングの一部を構成する、項目17〜48のいずれか一項に記載のモータアセンブリ。
[項目50]
項目17〜49のいずれか一項に記載のモータアセンブリを備える無人航空機(UAV)。
[項目51]
モータアセンブリに結合され且つハウジングと連通するモータアームを更に備える、項目50に記載のUAV。
[項目52]
モータアームを介してモータアセンブリに結合された制御装置アセンブリを更に備える、項目50に記載のUAV。
[項目53]
モータアームが中空構造を含む、項目50に記載のUAV。
[項目54]
モータアームが多孔質材料から作製されている、項目50に記載のUAV。
[項目55]
モータアセンブリが、UAVを移動させる推進力を提供する、項目50に記載のUAV。
[項目56]
モータアセンブリが、UAVの制御装置アセンブリから空気を引き出す、項目50に記載のUAV。
[項目57]
項目17〜49のいずれか一項に記載のモータアセンブリを備えるモバイルプラットフォーム。
[項目58]
モータアセンブリが、モバイルプラットフォームを移動させる推進力を提供する、項目57に記載のモバイルプラットフォーム。
[項目59]
ハウジングであって、
ハウジング内に形成されている空気入口及び空気出口と、
ハウジングによって画定され、モータ内部機構を少なくとも部分的に受け入れ且つ空気入口及び空気出口と連通している内部チャンバと
を備える、ハウジング。
[項目60]
モータ内部機構の動作中、ハウジングが、
空気入口を介して、第1温度の流入空気を内部チャンバ内に引き込み、
空気出口を介して、第2温度の流出空気を内部チャンバから排出するように構成され、第2温度が第1温度より高い、項目59に記載のハウジング。
[項目61]
ハウジングが、
第1カバー及び第1カバーと対向する第2カバーであって、第2カバーに空気入口が形成されている、第1カバー及び第2カバーと、
第1カバー及び第2カバーを接合する側壁と
を備える、項目59又は60に記載のハウジング。
[項目62]
側壁が、モータ内部機構の回転可能部分を備える、項目61に記載のハウジング。
[項目63]
側壁が、モータ内部機構に関連する磁気ヨークを備える、項目61又は62に記載のハウジング。
[項目64]
第1カバー、第2カバー及び側壁が、モータ内部機構を少なくとも部分的に密閉するケーシングを構成している、項目61〜63のいずれか一項に記載のハウジング。
[項目65]
間に封止部材があってケーシングの第2カバーに結合されたモータ取付ベースを更に備える、項目64に記載のハウジング。
[項目66]
モータ取付ベースが、モータに結合されたモータコントローラを受け入れる取付チャンバを内部に画定し、取付チャンバが、ハウジングの内部チャンバと気密封止連通を有する、項目65に記載のハウジング。
[項目67]
取付チャンバが、モータ取付ベースに形成されたベース空気出口と連通し、ベース空気出口が、ハウジングの空気入口と連通し、ベース空気出口及び空気入口の両方が、封止部材によって画定される境界内にある、項目66に記載のハウジング。
[項目68]
モータアセンブリを製造する方法であって、
内部チャンバを画定するハウジングを提供するステップであって、内部チャンバが、各々ハウジングに形成されている空気入口及び空気出口と連通する、ステップと、
モータ内部機構を、内部チャンバとともにモータ内部機構を少なくとも部分的に受け入れるように配置するステップと
を含む、方法。
[項目69]
空気入口を介して空気を内部チャンバ内に引き込み、空気出口を介して内部チャンバから空気を排出するように、内部チャンバ内にポンプ構造を配置するステップを更に含む、項目68に記載の方法。
[項目70]
ポンプ構造を配置するステップが、内部チャンバを横断する空気がモータ内部機構を冷却するのを可能にするように、ポンプ構造を配置することを含む、項目69に記載の方法。
[項目71]
空気入口から内部チャンバ内にダクトを伸長するステップを更に含む、項目68〜70のいずれか一項に記載の方法。
[項目72]
ダクトを伸長するステップが、空気入口と連通する第1開口部と内部チャンバに向かう第2開口部とを有するダクトを伸長することを含む、項目71に記載の方法。
[項目73]
ポンプ構造を配置するステップが、内部チャンバ内に、且つダクトの第2開口部に露出された遠心ファンを配置することを含む、項目71又は72に記載の方法。
[項目74]
遠心ファンを配置するステップが、
モータ内部機構に関連するロータと同軸状に中心モータシャフトを配置することと、
中心モータシャフトからブレードを伸長することと
を含む、項目73に記載の方法。
[項目75]
ダクトが、中心モータシャフトに面するブレードの縁によって画定された空間内に適合する、項目74に記載の方法。
[項目76]
ダクトが、中心モータシャフトに面するブレードの縁によって画定された空間内に、ブレードと接触することなく適合する、項目74に記載の方法。
[項目77]
中心モータシャフトに対して垂直な方向に向かって、ブレードの面を配置するステップを更に含む、項目74〜76のいずれか一項に記載の方法。
[項目78]
ハウジングの外部に且つ空気入口に隣接して空気強制装置を配置するステップを更に含む、項目68〜77のいずれか一項に記載の方法。
[項目79]
空気強制装置を配置するステップが、ハウジングの外部に且つ空気入口に隣接して軸流ファンを配置することを含む、項目78に記載の方法。
[項目80]
軸流ファン及び遠心ファンを同軸状に配置するステップを更に含む、項目79に記載の方法。
[項目81]
ハウジングの外部に且つ空気出口を少なくとも部分的に包囲する放熱フィンを配置するステップを更に含む、項目68〜80のいずれか一項に記載の方法。
[項目82]
モータ内部機構に関連するステータを、空気入口から空気出口まで横断する空気の経路に露出させるステップを更に含む、項目69〜81のいずれか一項に記載の方法。
[項目83]
モータ内部機構を配置するステップが、モータ内部機構をハウジングの一部として配置することを含む、項目68〜82のいずれか一項に記載の方法。
[項目84]
モータ内部機構と、
内部チャンバを画定するハウジングであって、内部チャンバが、モータ内部機構を受け入れ、且つ各々ハウジングに形成されている空気入口及び空気出口と連通している、ハウジングと
を備える、モータアセンブリ。
[項目85]
ハウジングが、
ハウジングに対して中心合せされ、且つハウジングから少なくとも部分的に延出する中心モータシャフトと、
中心モータシャフトに結合された第1カバーと、
第1カバーと対向する第2カバーであって、空気入口が形成されている第2カバーと、
第1カバー及び第2カバーを接合し、且つ内部チャンバを取り囲む側壁と
を備える、項目84に記載のモータアセンブリ。
[項目86]
第2カバーが、空気入口と連通し且つ内部チャンバ内に延在するダクトを備える、項目85に記載のモータアセンブリ。
[項目87]
ダクトが、
少なくとも部分的にダクト内にある内側空洞であって、空気入口と連通する内側空洞と、
ダクトの外部にあり且つ内部チャンバの内部にある外側空洞であって、空気出口と連通する外側空洞と
を画定している、項目86に記載のモータアセンブリ。
[項目88]
モータ内部機構が、外側空洞内に配置されたステータを備える、項目87に記載のモータアセンブリ。
[項目89]
内側空洞から外側空洞まで空気に圧力をかけるポンプ構造を更に備える、項目87又は88に記載のモータアセンブリ。
[項目90]
ポンプ構造が、中心モータシャフトに対して回転可能であり、且つ中心モータシャフトに対して垂直な方向に面する平面構造を有する、ブレードを備える、項目89に記載のモータアセンブリ。
[項目91]
モータ内部機構が、ブレードを中心モータシャフトに対して回転するように駆動するロータを備える、項目90に記載のモータアセンブリ。
[項目92]
空気出口が第2カバーに形成され、第2カバーが、空気出口と連通し且つ内部チャンバ内に延在するダクトを備える、項目85に記載のモータアセンブリ。
[項目93]
ダクトが、
ダクト内の内側空洞であって、空気出口と連通する内側空洞と、
ダクトの外部にあり且つ内部チャンバの内側にある外側空洞であって、空気入口と連通する外側空洞と
を画定している、項目92に記載のモータアセンブリ。
[項目94]
ダクトが、空気出口と連通する第1開口部と、内部チャンバ内の第2開口部とを有する、項目92又は93に記載のモータアセンブリ。
[項目95]
空気が空気入口から空気出口まで横断するときに、空気を外側空洞から内側空洞まで流れるように駆動するポンプ構造を更に備える、項目94に記載のモータアセンブリ。
[項目96]
ポンプ構造が、
内部チャンバの外部にあり且つ中心モータシャフトによって駆動されるファン、及び
内部チャンバの内部にあり且つ中心モータシャフトによって駆動されるファン
のうちの少なくとも一方である、項目95に記載のモータアセンブリ。
[項目97]
ダクトが、空気を内部チャンバ内で迂回して流れるようにする、項目92〜96のいずれか一項に記載のモータアセンブリ。
[項目98]
ダクトが第2カバーと一体化されている、項目92〜97のいずれか一項に記載のモータアセンブリ。
[項目99]
モバイルプラットフォームを組み立てるキットであって、
モータ内部機構と、
内部チャンバを画定するハウジングであって、内部チャンバが、モータ内部機構を少なくとも部分的に受け入れ、且つ各々ハウジングに形成されている空気入口及び空気出口と連通している、ハウジングと
を備えるモータアセンブリを備える、キット。
[項目100]
空気入口を介して空気を内部チャンバ内に引き込み、空気出口を介して内部チャンバから空気を排出するポンプ構造を更に備える、項目99に記載のキット。
[項目101]
ポンプ構造が、
空気入口を介して、第1温度の流入空気を内部チャンバ内に引き込み、
空気出口を介して、第2温度の流出空気を内部チャンバから排出する
、項目100に記載のキット。
[項目102]
第2温度が第1温度より高い、項目101に記載のキット。
[項目103]
モータ内部機構が、空気入口から空気出口まで横断する空気によって冷却される、項目100〜102のいずれか一項に記載のキット。
[項目104]
モータ内部機構が、流出空気が内部チャンバから出る前に流出空気を加熱する、項目102又は103に記載のキット。
[項目105]
空気入口と連通する第1開口部と、内部チャンバ内の第2開口部とを有するダクトを更に備える、項目100〜104のいずれか一項に記載のキット。
[項目106]
ポンプ構造が、内部チャンバ内の空気圧を低下させ、低下した空気圧を常態に戻すために、ダクトを介して流入空気を内部チャンバ内に引き込む、項目105に記載のキット。
[項目107]
モータアセンブリの回転軸を画定する中心モータシャフトを更に備える、項目100〜106のいずれか一項に記載のキット。
[項目108]
ポンプ構造が、中心モータシャフトから半径方向に離れるように流入空気を遠心分離する、項目107に記載のキット。
[項目109]
ポンプ構造が、中心モータシャフトから半径方向に離れるように流入空気を遠心分離することにより、流入空気を流出空気に変換する、項目107又は108に記載のキット。
[項目110]
ポンプ構造が、ダクトの第2開口部に露出された遠心ファンを備える、項目105〜109のいずれか一項に記載のキット。
[項目111]
遠心ファンが、中心モータシャフトに対して回転可能なブレードを備える、項目110に記載のキット。
[項目112]
ブレードが、幅広部と、幅広部によって半径方向に分離された2つの幅狭部とを有する平面構造を備える、項目111に記載のキット。
[項目113]
2つの幅狭部が、
中心モータシャフトから幅広部まで延在する第1幅狭部と、
幅広部によって第1幅狭部から分離された第2幅狭部と、
を備える、項目112に記載のキット。
[項目114]
ダクトの第2開口部が、中心モータシャフトに面する幅広部の縁によって画定される空間内に適合する、項目113に記載のキット。
[項目115]
ダクトの第2開口部が、中心モータシャフトに面する幅広部の縁によって画定される空間内に適合し、第2開口部が、幅広部に接触しない、項目113に記載のキット。
[項目116]
平面構造が、中心モータシャフトに対して垂直な方向に面している、項目112〜115のいずれか一項に記載のキット。
[項目117]
モータアセンブリが、中心モータシャフトを駆動するロータを備える、項目107〜116のいずれか一項に記載のキット。
[項目118]
遠心ファン及びロータが同軸状に配置されている、項目117に記載のキット。
[項目119]
ハウジングの外部で且つ空気入口に隣接して外部空気に圧力をかけ、流入空気を発生させる空気強制装置を更に備える、項目101〜118のいずれか一項に記載のキット。
[項目120]
空気強制装置が、ハウジングの外部の且つ空気入口に隣接する軸流ファンを備える、項目119に記載のキット。
[項目121]
軸流ファンが及び遠心ファンが同軸状に配置されている、項目120に記載のキット。
[項目122]
内部チャンバ内のダクトを備え、ダクトが、ダクト内に内側空洞を画定し、ダクトの外部に且つ内部チャンバの内部に外側空洞を画定し、外側空洞が内側空洞を包囲し、内側空洞が、モータアセンブリの回転軸を画定する中心モータシャフトを包囲している、項目120に記載のキット。
[項目123]
ダクトが、空気出口と連通する第1開口部と、内部チャンバ内の第2開口部とを有する、項目120に記載のキット。
[項目124]
ポンプ構造が、空気が空気入口から空気出口まで横断するときに、空気を、外側空洞から内側空洞まで流れるように駆動する、項目120に記載のキット。
[項目125]
ダクトが、空気入口と連通する第1開口部と、内部チャンバ内の第2開口部とを有する、項目120に記載のキット。
[項目126]
ポンプ構造が、空気が空気入口から空気出口まで横断するときに、空気を、内側空洞から外側空洞まで流れるように駆動する、項目120に記載のキット。
[項目127]
ポンプ構造が、
内部チャンバの外部にあり且つ中心モータシャフトによって駆動されるファン、及び
内部チャンバの内部にあり且つ中心モータシャフトによって駆動されるファン
のうちの少なくとも一方を備える、項目120に記載のキット。
[項目128]
ダクトが、ハウジングと一体化され、空気を強制的に内部チャンバ内で迂回して流れるようにする、項目120に記載のキット。
[項目129]
モータ内部機構が、流出空気が内部チャンバから出る前に流出空気を加熱するステータを更に備える、項目102〜128のいずれか一項に記載のキット。
[項目130]
ハウジングの外部にあり且つ空気出口を少なくとも部分的に包囲する放熱フィンを更に備える、項目99〜129のいずれか一項に記載のキット。
[項目131]
モータ内部機構がハウジングの一部を構成している、項目99〜130のいずれか一項に記載のキット。
[項目132]
モータアセンブリに結合されることが可能であり且つハウジングと連通するモータアームを更に備える、項目99に記載のキット。
[項目133]
モータアームを介してモータアセンブリに結合されることが可能な制御装置アセンブリを更に備える、項目132に記載のキット。
[項目134]
モータアームが中空構造を含む、項目132に記載のキット。
[項目135]
モータアームが多孔質材料から作製されている、項目132に記載のキット。

Claims (15)

  1. 軸受により回転可能に支持されるシャフトと、
    前記シャフトの径方向に設けられたステータ、及び前記ステータの外側に設けられたロータを有するモータ内部機構と、
    前記シャフトの軸方向において前記ステータ及び前記ロータを向かい合って支持する第1のカバー及び第2のカバーを有し、前記第1のカバー及び前記第2のカバーにより内部チャンバを画定するハウジング
    を備え、
    前記第1のカバーは、前記シャフト及び前記ロータとともに回転し、
    前記内部チャンバは、前記シャフトから前記ロータに向かって、第1の空洞及び前記第1の空洞よりも大きい第2の空洞を有し、
    前記内部チャンバが、前記モータ内部機構を少なくとも部分的に受け入れ、
    前記第2のカバーは、前記第1の空洞に連通する空気入口及び前記第2の空洞に連通する空気出口を含む、モータアセンブリ。
  2. 前記空気入口を介して空気を前記内部チャンバ内に引き込み、前記空気出口を介して前記内部チャンバから前記空気を排出するポンプ構造を更に備える、請求項1に記載のモータアセンブリ。
  3. 前記ポンプ構造が、
    前記空気入口を介して、第1温度の流入空気を前記内部チャンバ内に引き込み、
    前記空気出口を介して、第2温度の流出空気を前記内部チャンバから排出する、請求項2に記載のモータアセンブリ。
  4. 前記空気入口と連通する第1開口部と、前記内部チャンバ内の第2開口部とを有するダクトを更に備える、請求項に記載のモータアセンブリ。
  5. 前記ポンプ構造が、前記シャフトから半径方向に離れるように前記流入空気を遠心分離することにより、前記流入空気を前記流出空気に変換する、請求項3または4に記載のモータアセンブリ。
  6. 前記ポンプ構造が、前記ダクトの前記第2開口部に露出された遠心ファンを備える、請求項に記載のモータアセンブリ。
  7. 前記遠心ファンが、前記モータアセンブリの回転軸を画定する前記シャフトに対して回転可能なブレードを備える、請求項に記載のモータアセンブリ。
  8. 前記ブレードが、幅広部と、前記幅広部によって半径方向に分離された2つの幅狭部とを有する平面構造を備える、請求項に記載のモータアセンブリ。
  9. 前記2つの幅狭部が、
    前記シャフトから前記幅広部まで延在する第1幅狭部と、
    前記幅広部によって前記第1幅狭部から分離された第2幅狭部と、
    を備える、請求項に記載のモータアセンブリ。
  10. 前記平面構造が、前記シャフトに対して垂直な方向に面している、請求項8または9に記載のモータアセンブリ。
  11. 前記遠心ファン及び前記ロータが同軸状に配置されている、請求項6から10の何れか1つに記載のモータアセンブリ。
  12. 前記ハウジングの外部であり且つ前記空気出口を少なくとも部分的に包囲する放熱フィンを更に備える、請求項1から請求項11のいずれか1項に記載のモータアセンブリ。
  13. 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のモータアセンブリを備える無人航空機。
  14. 前記モータアセンブリに結合され、前記ハウジングと連通する中空構造のモータアームと、
    前記モータアームを介して前記モータアセンブリに結合される制御装置アセンブリと
    をさらに備え、
    前記制御装置アセンブリ内に取り込まれた環境空気は、前記モータアームの中空構造及び前記空気入口を介して前記内部チャンバ内に受け入れられる、請求項13に記載の無人航空機。
  15. プロペラをさらに備え、
    前記シャフトの一端は、前記ハウジングの外部に突出し、前記シャフトの前記一端に前記プロペラが設置される、請求項13または14に記載の無人航空機。
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