WO2020122077A1 - モータの冷却構造 - Google Patents

モータの冷却構造 Download PDF

Info

Publication number
WO2020122077A1
WO2020122077A1 PCT/JP2019/048346 JP2019048346W WO2020122077A1 WO 2020122077 A1 WO2020122077 A1 WO 2020122077A1 JP 2019048346 W JP2019048346 W JP 2019048346W WO 2020122077 A1 WO2020122077 A1 WO 2020122077A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
motor
propeller
stator
heat
cooling structure
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/048346
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幸佑 野平
Original Assignee
株式会社Ｌｉｂｅｒａｗａｒｅ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Ｌｉｂｅｒａｗａｒｅ filed Critical 株式会社Ｌｉｂｅｒａｗａｒｅ
Priority to JP2020559259A priority Critical patent/JPWO2020122077A1/ja
Publication of WO2020122077A1 publication Critical patent/WO2020122077A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/223—Heat bridges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D33/00—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
    • B64D33/08—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of power plant cooling systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U20/00—Constructional aspects of UAVs
    • B64U20/90—Cooling
    • B64U20/94—Cooling of rotors or rotor motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B64U10/13—Flying platforms
    • B64U10/14—Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227—Heat sinks

Definitions

  • the present invention relates to a motor cooling structure, and more particularly to a motor cooling structure including a motor arranged on a substrate and a propeller rotated by driving the motor.
  • a motor is a combination of a stator, which is a stator including a coil, and a rotor, which is a rotor including a magnet, and the rotor rotates by a magnetic field generated between the coil and the magnet, so that a driving force is generated. Is generated.
  • Patent Document 1 discloses an axial fan including a motor housed in a motor case, a fan shroud to which the motor is attached via a support member in the motor case, and a propeller arranged in the fan shroud and driven to rotate by the motor.
  • a motor is disclosed.
  • the motor case and the support member that supports the motor housed in the motor case are formed of the heat transfer material, the heat of the motor is transferred from the motor case to the support member.
  • the motor is cooled by being heated and radiated by the air flow blown from the propeller through the support member.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a motor cooling structure capable of improving the cooling efficiency when cooling a motor having a high temperature.
  • a motor cooling structure is a motor cooling structure including a motor arranged on a substrate and a propeller rotated by driving the motor, wherein the propeller is formed of a heat conductive member.
  • the motor includes a stator formed by a heat conductive member in which a coil is arranged and heat generated from the coil is transferred to a substrate, and a coil arranged in the stator together with a propeller connected to the stator.
  • a rotor having a magnet for generating a magnetic field between the rotor and the heat conductive member for transmitting heat generated by the magnet to the propeller, and the heat transferred from the rotor to the propeller by the rotation of the propeller. The heat is radiated and the heat transferred from the stator to the substrate is radiated to the airflow generated by the rotation of the propeller.
  • the stator in which the coil is arranged is formed by the heat conductive member
  • the outer rotor and the propeller in which the magnet is arranged are formed by the heat conductive member, so that the heat of the motor is generated by the heat source. Heat is dispersed and dissipated according to each of the coil and the magnet.
  • the heat conductive member of the motor cooling structure is characterized by being a resin having a heat conductivity in the range of 0.6 W/mK to 30 W/mK.
  • the resin having a high thermal conductivity in the range of 0.6 W/mK to 30 W/mK and having a high thermal conductivity is used as the thermal conductive member, the cooling efficiency of the motor can be further improved.
  • the rotor of the cooling structure of the motor may be an outer rotor that houses the stator, and the cooling structure of the motor may be mounted on an unmanned flight device.
  • the cooling efficiency of the motor can be improved.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating the outline of the motor cooling structure according to the embodiment of the present invention. Similarly, it is a perspective view illustrating an outline of a motor cooling structure according to the present embodiment. Similarly, it is a plan view for explaining the outline of the configuration of the unmanned aerial vehicle mounted with the motor cooling structure according to the present embodiment. Similarly, it is a block diagram explaining the hardware configuration of the unmanned aerial vehicle according to the present embodiment. Similarly, it is a partial cross-sectional view for explaining the outline of the operation of the motor cooling structure according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating an outline of a motor cooling structure according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating an overview of a motor cooling structure according to the present embodiment.
  • the motor cooling structure 10 includes a substrate 11, a motor 20 arranged on the substrate 11, and a propeller 30 connected to the motor 20.
  • the substrate 11 has a flat plate shape in the present embodiment, and the motor 20 arranged on the substrate 11 is a brushless motor having no commutator, and mainly includes an outer rotor 23 combined with a stator 21 and a stator 21. Prepare as a configuration.
  • the stator 21 includes a flat plate-shaped flange 21a following the substrate 10, an annular flange 21a in plan view, a cylindrical boss 21b protruding upward from the flange 21a, and a stator-side bearing 21c provided inside the boss 21b. Prepared to be formed.
  • the stator 21 is formed of a heat conductive member, and in the present embodiment, this heat conductive member is a resin having a heat conductivity of 0.6 W/mK to 30 W/mK.
  • the heat conductive member is, for example, a polycarbonate resin, a polyamide resin, a polybutylene terephthalate resin, a polyacetal resin, a modified polyphenylene ether resin, or the like, and has a heat conductivity of 0.6 W/mK to 30 W. Those generated to have a range of /mK are used.
  • a plurality of coils 22 are arranged on the peripheral surface of the boss 21b of the stator 21.
  • the outer rotor 23 is provided with a cylindrical rotor case 23A having an upper surface portion 23Aa and side surface portions 23Ab and an open bottom side, and a rotary shaft 23B penetrating the rotor case 23A at a substantially central portion of the upper surface portion 23Aa of the rotor case 23A. ..
  • the rotor case 23A of the outer rotor 23 is formed of a heat conductive member.
  • this heat conductive member is, for example, a polycarbonate resin, a polyamide resin, a polybutylene terephthalate resin, a polyacetal similar to the stator 21.
  • a plurality of magnets 24 are arranged inside the side surface portion 23Ab of the rotor case 23A of the outer rotor 23.
  • stator 21 and the outer rotor 23 are combined, the rotating shaft 23B of the outer rotor 23 is engaged with the stator side bearing 21c of the stator 21, and the stator 21 is housed in the rotor case 23A of the outer rotor 23.
  • the propeller 30 has two blades having a wing-shaped cross section having a propeller-side bearing 31 that engages with the rotation shaft 23B of the outer rotor 23, a base end 32a on the propeller-side bearing 31 side, and a tip 32b that separates from the base end 32a.
  • the blades 32 are formed so as to extend symmetrically so as to be separated from the propeller-side bearing 31.
  • the propeller 30 is formed of a heat conductive member, and in the present embodiment, this heat conductive member is, for example, the same polycarbonate resin, polyamide resin, polybutylene terephthalate as the rotor case 23A of the stator 21 and the outer rotor 23.
  • the motor 20 having the above configuration is fixed to the substrate 11 by the screw 100 at the flange 21 a of the stator 21, so that the motor 20 is arranged on the substrate 11.
  • the propeller side bearing 31 of the propeller 30 is engaged with the rotating shaft 23B of the outer rotor 23, and the propeller 30 and the outer rotor 23 are connected by the screw 101.
  • the motor cooling structure 10 of the present embodiment is formed.
  • such a motor cooling structure 10 is mounted in an unmanned flight device 1 such as a so-called drone or multicopter that flies by rotation of a plurality of propellers in the present embodiment.
  • an unmanned flight device 1 such as a so-called drone or multicopter that flies by rotation of a plurality of propellers in the present embodiment.
  • This unmanned aerial vehicle 1 is provided with four arms 3 in which a body 2 and a board 11 radially formed from the body 2 are mounted, and a motor cooling structure 10 is provided at the tip of each arm 3.
  • a constituent motor 20 and a propeller 30 connected to the motor 20 are mounted.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating the hardware configuration of the unmanned aerial vehicle 1 according to the present embodiment.
  • the unmanned aerial vehicle 1 drives the propeller 30 by being connected to the transmitting/receiving unit 4, the flight controller 5 connected to the transmitting/receiving unit 4, the battery 6 supplying electric power via the flight controller 5, and the flight controller 5.
  • a speed control unit (Electronic Speed Controller: ESC) 7 for controlling the motor 20 is provided.
  • the transmission/reception unit 4 is a communication interface configured to transmit/receive data from a plurality of external devices such as a transmitter (propo), an information terminal, a display device, and other remote controllers.
  • the transmission/reception unit 4 is, for example, a local area network (LAN), a wide area network (Wide Area Network: WAN), infrared, wireless, WiFi, point-to-point (P2P) network, telecommunications network, cloud communication. , And so on.
  • LAN local area network
  • WAN Wide Area Network
  • P2P point-to-point
  • the transmission/reception unit 4 executes transmission/reception of various data such as various kinds of acquired data, processing results generated by the flight controller 5, various kinds of control data, user commands from a terminal or a remote controller.
  • the flight controller 5 includes a processor 5A, a memory 5B, and sensors 5C as main components.
  • the processor 5A is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit), controls the operation of the flight controller 5, controls the transmission/reception of data between each element, and performs the processing necessary for executing the program. ..
  • a CPU Central Processing Unit
  • the memory 5B includes a main storage device configured by a volatile storage device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) and an auxiliary storage device configured by a non-volatile storage device such as a flash memory or an HDD (Hard Disc Drive). .
  • a volatile storage device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory)
  • auxiliary storage device configured by a non-volatile storage device such as a flash memory or an HDD (Hard Disc Drive).
  • the memory 5B is used as a work area of the processor 5A, and also stores various setting information such as logic, code, or program instructions executable by the flight controller 5.
  • the data acquired from the sensors 5C and the like may be directly transmitted to and stored in the memory 5B.
  • the sensors 5C are configured by various sensors such as a GPS sensor that receives radio waves from GPS satellites, an atmospheric pressure sensor that measures atmospheric pressure, a temperature sensor that measures temperature, and an acceleration sensor.
  • the heat H1 using the coil 22 as a heat source is transferred to the boss 21b of the stator 21 formed of the heat conductive member,
  • the heat H1 transferred to the boss 21b is transferred to the flange 21a.
  • the heat H1 transferred to the flange 21a is transferred to the arm 3 (substrate 11), and the heat H1 transferred to the arm 3 (substrate 11) is radiated to the airflow A generated by the rotation of the propeller 30.
  • the heat H2 using the magnet 24 as a heat source is transferred to the side surface portion 23Ab of the rotor case 23A of the outer rotor 23 formed of a heat conductive member, and the heat H2 transferred to the side surface portion 23Ab of the rotor case 23A is The heat is transferred to the upper surface 23Aa of the rotor case 23A.
  • the heat H2 transferred to the upper surface portion 23Aa of the rotor case 23A is transferred to the propeller 30 formed of a heat conductive member via the rotating shaft 23B, and the heat H2 transferred to the propeller 30 is transferred to the propeller 30.
  • the rotation of 30 radiates heat into the air.
  • stator 21 in which the coil 22 is arranged is formed of a heat conductive member
  • the rotor case 23A of the outer rotor 23 in which the magnets 24 are arranged and the propeller 30 are formed of a heat conductive member, so that the motor 20 Is dissipated and dissipated according to the coil 22 and the magnet 24 that are the heat sources.
  • the heat of the motor 20 is not locally concentrated, so that the efficiency of dissipating the heat of the motor 20 is not reduced and the cooling efficiency of the motor 20 can be improved.
  • the cooling efficiency of the motor 20 is further improved. be able to.
  • the motor cooling structure 10 is mounted on the unmanned flight apparatus 1
  • the invention is not limited to the case where the motor cooling structure 10 is mounted on the unmanned flight apparatus 1, and the propeller is rotated using the motor as a drive source. It can be used for various devices.
  • the number of blades 32 of the propeller 30 is two has been described, but the number of blades 32 is not limited to two, and an appropriate number of blade propellers can be used according to the application.
  • Unmanned aerial vehicle Airframe 3 Arm (board) 5 Flight Controller 10 Motor Cooling Structure 11 Substrate 20 Motor 21 Stator 22 Coil 23 Outer Rotor 23A Rotor Case 23B Rotation Shaft 24 Magnet 30 Propeller 31 Propeller Side Bearing 32 Blade A Airflow H1, H2 Heat

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

【課題】高温となったモータを冷却する際の冷却効率を向上させることができるモータの冷却構造を提供する。 【解決手段】基板に配置されるモータ及びモータの駆動によって回転されるプロペラを備えるモータの冷却構造において、プロペラは、熱伝導性部材によって形成され、モータは、コイルが配置されてコイルから発生する熱を基板に伝熱する熱伝導性部材によって形成されるステータと、プロペラが連結されてステータと組み合わせられるとともにステータに配置されるコイルとの間で磁界を発生させる磁石が配置されて磁石から発生する熱をプロペラに伝熱する熱伝導性部材によって形成されるロータと、を備え、プロペラの回転によってロータからプロペラに伝熱された熱が放熱されるとともにステータから基板に伝熱された熱がプロペラの回転によって発生する空気流に放熱される。

Description

モータの冷却構造
　本発明は、モータの冷却構造、特に、基板に配置されるモータ及びモータの駆動によって回転されるプロペラを備えるモータの冷却構造に関する。
　一般的に、モータは、コイルを備える固定子であるステータと磁石を備える回転子であるロータとが組み合わせられて、コイルと磁石との間で発生する磁界によってロータが回転することによって、駆動力を発生させるものである。
　このようなモータの駆動によって、コイルや磁石が熱源となってモータが発熱して高温になると、モータが配置された周辺の機器や装備等に影響を及ぼすことから、高温となったモータを冷却する必要がある。
　特許文献１には、モータケースに収容されたモータ、モータがモータケースにおいて支持部材を介して取り付けられるファンシュラウド、及びファンシュラウドに配設されてモータによって回転駆動されるプロペラを備えた軸流ファンモータが開示されている。
　この特許文献１の軸流ファンモータによれば、モータケース及びモータケースに収容されたモータを支持する支持部材が伝熱材で形成されることから、モータの熱がモータケースから支持部材に伝熱され、支持部材を介してプロペラから吹出される空気流によって放熱されて、モータが冷却される。
特開２０１４－１７７９０５公報
　しかし、特許文献１の軸流ファンモータによれば、コイルや磁石を熱源としたモータの熱が全て、モータを収容するモータケース及び支持部材に集中して伝熱されることから、モータケース及び支持部材が高温となって放熱の効率が低下する可能性がある。
　したがって、特許文献１の軸流ファンモータによると、モータの所望の冷却効果を得られない場合も生じることが懸念される。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高温となったモータを冷却する際の冷却効率を向上させることができるモータの冷却構造を提供することを課題とするものである。
　上記課題を達成するための、本発明に係るモータの冷却構造は、基板に配置されるモータ及びモータの駆動によって回転されるプロペラを備えるモータの冷却構造において、プロペラは、熱伝導性部材によって形成され、モータは、コイルが配置されてコイルから発生する熱を基板に伝熱する熱伝導性部材によって形成されるステータと、プロペラが連結されてステータと組み合わせられるとともにステータに配置されるコイルとの間で磁界を発生させる磁石が配置されて磁石から発生する熱をプロペラに伝熱する熱伝導性部材によって形成されるロータと、を備え、プロペラの回転によってロータからプロペラに伝熱された熱が放熱されるとともにステータから基板に伝熱された熱がプロペラの回転によって発生する空気流に放熱されることを特徴としている。
　このモータの冷却構造によれば、コイルが配置されたステータが熱伝導性部材によって形成され、磁石が配置されたアウタロータ及びプロペラが熱伝導性部材によって形成されることから、モータの熱がその熱源となるコイル及び磁石のそれぞれに応じて分散して放熱される。
　したがって、放熱する際に、モータの熱が局所的に集中することがないことから、モータの熱の放熱効率の低下を招くことがなく、モータの冷却効率を向上させることができる。
　しかも、モータの冷却構造の熱伝導性部材は、熱伝導率が０．６Ｗ／ｍＫ～３０Ｗ／ｍＫの範囲にある樹脂であることを特徴としている。このように、熱伝導率が０．６Ｗ／ｍＫ～３０Ｗ／ｍＫの範囲にある熱伝導効率のよい樹脂が熱伝導部材として用いられることから、モータの冷却効率をより向上させることができる。
　さらに、モータの冷却構造のロータは、ステータを収容するアウタロータであってもよく、モータの冷却構造は、無人飛行装置に搭載されるものであってもよい。
　この発明によれば、モータの冷却効率を向上させることができる。
本発明の実施の形態に係るモータの冷却構造の概略を説明する一部断面図である。 同じく、本実施の形態に係るモータの冷却構造の概略を説明する斜視図である。 同じく、本実施の形態に係るモータの冷却構造が搭載される無人飛行装置の構成の概略を説明する平面視図である。 同じく、本実施の形態に係る無人飛行装置のハードウェア構成を説明するブロック図である。 同じく、本実施の形態に係るモータの冷却構造の作用の概略を説明する一部断面図である。
　次に、図１～図５に基づいて、本発明の実施の形態に係るモータの冷却構造について説明する。
　図１は、本実施の形態に係るモータの冷却構造の概略を説明する一部断面図であり、図２は、本実施の形態に係るモータの冷却構造の概略を説明する斜視図である。
　図示のように、モータの冷却構造１０は、基板１１、基板１１に配置されるモータ２０及びこのモータ２０に連結されるプロペラ３０を備える。
　基板１１は、本実施の形態では平板状であって、この基板１１に配置されるモータ２０は、整流子をもたないブラシレスモータであって、ステータ２１、ステータ２１と組み合わせられるアウタロータ２３を主要構成として備える。
　ステータ２１は、基板１０に倣った平板状であって平面視で環状のフランジ２１ａ、フランジ２１ａから上方に突出する円筒状のボス２１ｂ、及びこのボス２１ｂの内側に設けられたステータ側軸受２１ｃを備えて形成される。
　ステータ２１は、熱伝導性部材によって形成されており、この熱伝導性部材は、本実施の形態では、熱伝導率が０．６Ｗ／ｍＫ～３０Ｗ／ｍＫの範囲にある樹脂である。
　熱伝導性部材は、本実施の形態では、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタート樹脂、ポリアセタール樹脂、あるいは変性ポリフェニレンエーテル樹脂等であって、熱伝導率が０．６Ｗ／ｍＫ～３０Ｗ／ｍＫの範囲となるように生成されたものが使用される。
　このステータ２１のボス２１ｂの周面には、本実施の形態では複数のコイル２２が配置される。
　アウタロータ２３は、上面部２３Ａａ及び側面部２３Ａｂを有して底側が開放された円筒状のロータケース２３Ａ、ロータケース２３Ａの上面部２３Ａａの略中央部分においてロータケース２３Ａを貫通する回転軸２３Ｂを備える。
　アウタロータ２３のロータケース２３Ａは、熱伝導性部材によって形成されており、この熱伝導性部材は、本実施の形態では、ステータ２１と同様の例えばポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタート樹脂、ポリアセタール樹脂、あるいは変性ポリフェニレンエーテル樹脂等であって、熱伝導率が０．６Ｗ／ｍＫ～３０Ｗ／ｍＫの範囲となるように生成されたものが使用される。
　このアウタロータ２３のロータケース２３Ａの側面部２３Ａｂの内側には、本実施の形態では複数の磁石２４が配置される。
　これらステータ２１とアウタロータ２３とが組み合わせられてアウタロータ２３の回転軸２３Ｂがステータ２１のステータ側軸受２１ｃに係合せしめられて、ステータ２１がアウタロータ２３のロータケース２３Ａ内に収容される。
　このとき、ステータ２１に配置されたコイル２２とアウタロータ２３に配置された磁石２４とが間隙を介して互いに対向し、コイル２２に通電されてコイル２２と磁石２４との間に磁界が発生すると、アウタロータ２３が回転してモータ２０による駆動力が発生する。
　プロペラ３０は、本実施の形態では、アウタロータ２３の回転軸２３Ｂに係合するプロペラ側軸受３１、プロペラ側軸受３１側の基端３２ａ及び基端３２ａから離反する先端３２ｂを有する断面翼状の２枚のブレード３２を備え、各ブレード３２がプロペラ側軸受３１から互いに離反するように対称的に伸長して形成される。
　プロペラ３０は、熱伝導性部材によって形成されており、この熱伝導性部材は、本実施の形態では、ステータ２１やアウタロータ２３のロータケース２３Ａと同様の例えばポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタート樹脂、ポリアセタール樹脂、あるいは変性ポリフェニレンエーテル樹脂等であって、熱伝導率が０．６Ｗ／ｍＫ～３０Ｗ／ｍＫの範囲となるように生成されたものが使用される。
　上記構成のモータ２０が、ステータ２１のフランジ２１ａにおいてビス１００によって基板１１に固定されることで、モータ２０が基板１１に配置される。
　一方、アウタロータ２３の回転軸２３Ｂにプロペラ３０のプロペラ側軸受３１が係合されて、ビス１０１によってプロペラ３０とアウタロータ２３とが連結される。
　これにより、本実施の形態のモータの冷却構造１０が形成される。
　このようなモータの冷却構造１０は、図３で示すように、本実施の形態では、複数のプロペラの回転によって飛行するいわゆるドローンあるいはマルチコプタといった無人飛行装置１に搭載される。
　この無人飛行装置１は、機体２及びこの機体２から放射状に形成される基板１１が実装された形態である４本のアーム３を備え、これら各アーム３の先端に、モータの冷却構造１０を構成するモータ２０及びモータ２０に連結されたプロペラ３０が搭載される。
　図４は、本実施の形態に係る無人飛行装置１のハードウェア構成を説明するブロック図である。図示のように、無人飛行装置１は、送受信部４、送受信部４と接続されるフライトコントローラ５、フライトコントローラ５を介して電力を供給するバッテリ６、フライトコントローラ５と接続されてプロペラ３０を駆動するモータ２０を制御する速度制御部（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｐｅｅｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ＥＳＣ）７を備える。
　送受信部４は、例えば、送信機（プロポ）や情報端末、表示装置あるいは他の遠隔の制御器といった複数の外部機器からのデータを送受信するように構成された通信インターフェースである。
　この送受信部４は、例えば、ローカルエリアネットワーク（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（Ｗｉｄｅ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＷＡＮ）、赤外線、無線、ＷｉＦｉ、ポイントツーポイント（Ｐ２Ｐ）ネットワーク、電気通信ネットワーク、クラウド通信等といった複数の通信網を利用することができる。
　さらに、送受信部４は、取得した各種のデータ、フライトコントローラ５が生成した処理結果、各種の制御データ、端末または遠隔の制御器からのユーザコマンド等の複数のデータの送受信を実行する。
　フライトコントローラ５は、プロセッサ５Ａ、メモリ５Ｂ、及びセンサ類５Ｃを主要構成として備える。
　プロセッサ５Ａは、本実施の形態では例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）で構成され、フライトコントローラ５の動作を制御し、各要素間におけるデータの送受信の制御や、プログラムの実行に必要な処理等を行う。
　メモリ５Ｂは、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性記憶装置で構成される主記憶装置、及びフラッシュメモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｃ　Ｄｒｉｖｅ）等の不揮発性記憶装置で構成される補助記憶装置を備える。
　このメモリ５Ｂは、プロセッサ５Ａの作業領域として使用される一方、フライトコントローラ５が実行可能であるロジック、コード、あるいはプログラム命令といった各種の設定情報等が格納される。
　さらに、このメモリ５Ｂに、センサ類５Ｃ等から取得したデータが直接的に伝達されて記憶されるように構成してもよい。
　センサ類５Ｃは、本実施の形態では、ＧＰＳ衛星から電波を受信するＧＰＳセンサ、大気圧を測定する気圧センサ、温度を測定する温度センサや加速度センサといった各種のセンサによって構成される。
　このような無人飛行装置１が、例えば高速で飛行したり、長時間に亘って飛行したりすると、モータ２０に大きな駆動力が要求されることから、ステータ２１に配置されたコイル２２やアウタロータ２３のロータケース２３Ａに配置された磁石２４が熱源となって、モータ２０が発熱して高温になることがある。
　この場合、本実施の形態のモータの冷却構造１０では、図５で示すように、コイル２２を熱源とした熱Ｈ１は、熱伝導性部材によって形成されたステータ２１のボス２１ｂに伝熱され、ボス２１ｂに伝熱された熱Ｈ１はフランジ２１ａに伝熱される。
　フランジ２１ａに伝熱された熱Ｈ１は、アーム３（基板１１）に伝熱され、アーム３（基板１１）に伝熱された熱Ｈ１は、プロペラ３０の回転によって発生する空気流Ａに放熱される。
　一方、磁石２４を熱源とした熱Ｈ２は、熱伝導性部材によって形成されたアウタロータ２３のロータケース２３Ａの側面部２３Ａｂに伝熱され、ロータケース２３Ａの側面部２３Ａｂに伝熱された熱Ｈ２は、ロータケース２３Ａの上面部２３Ａａに伝熱される。
　ロータケース２３Ａの上面部２３Ａａに伝熱された熱Ｈ２は、回転軸２３Ｂを介して、熱伝導性部材によって形成されたプロペラ３０に伝熱され、プロペラ３０に伝熱された熱Ｈ２は、プロペラ３０の回転によって空気中に放熱される。
　このように、コイル２２が配置されたステータ２１が熱伝導性部材によって形成され、磁石２４が配置されたアウタロータ２３のロータケース２３Ａ及びプロペラ３０が熱伝導性部材によって形成されることから、モータ２０の熱がその熱源となるコイル２２及び磁石２４のそれぞれに応じて分散して放熱される。
　したがって、放熱する際に、モータ２０の熱が局所的に集中することがないことから、モータ２０の熱の放熱効率の低下を招くことがなく、モータ２０の冷却効率を向上させることができる。
　しかも、本実施の形態では、熱伝導率が０．６Ｗ／ｍＫ～３０Ｗ／ｍＫの範囲にある熱伝導効率のよい樹脂が熱伝導部材として用いられることから、モータ２０の冷却効率をより向上させることができる。
　なお、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。上記実施の形態では、モータ２０の回転子であるロータがアウタロータ２３である場合を説明したが、ステータの内側で回転するインナロータを備えたモータであってもよい。
　上記実施の形態では、モータの冷却構造１０が無人飛行装置１に搭載される場合を説明したが、無人飛行装置１に搭載される場合に限られることなく、モータを駆動源としてプロペラを回転させる各種の装置に用いることができる。
　上記実施の形態では、プロペラ３０のブレード３２が２枚である場合を説明したが、２枚に限定されるものではなく、用途に応じて適宜の枚数のブレードのプロペラを用いることができる。
　上記実施の形態では、プロペラ３０がアウタロータ２３にビス１０１によって連結される場合を説明したが、ビス１０１を用いることなく、プロペラ側軸受３１を回転軸２３Ｂにはめ込むことによって連結される構成としてもよい。
１　　無人飛行装置
２　　機体
３　　アーム（基板）
５　　フライトコントローラ
１０　　モータの冷却構造
１１　　基板
２０　　モータ
２１　　ステータ
２２　　コイル
２３　　アウタロータ
２３Ａ　　ロータケース
２３Ｂ　　回転軸
２４　　磁石
３０　　プロペラ
３１　　プロペラ側軸受
３２　　ブレード
Ａ　　空気流
Ｈ１、Ｈ２　　熱

Claims (4)

  1. 　基板に配置されるモータ及び該モータの駆動によって回転されるプロペラを備えるモータの冷却構造において、
    　前記プロペラは、熱伝導性部材によって形成され、
    　前記モータは、
    　コイルが配置されて該コイルから発生する熱を前記基板に伝熱する熱伝導性部材によって形成されるステータと、
    　前記プロペラが連結されて前記ステータと組み合わせられるとともに該ステータに配置される前記コイルとの間で磁界を発生させる磁石が配置されて該磁石から発生する熱を前記プロペラに伝熱する熱伝導性部材によって形成されるロータと、を備え、
    　前記プロペラの回転によって前記ロータから前記プロペラに伝熱された熱が放熱されるとともに前記ステータから前記基板に伝熱された熱が前記プロペラの回転によって発生する空気流に放熱されることを特徴とするモータの冷却構造。
  2. 　前記熱伝導性部材は、
    　熱伝導率が０．６Ｗ／ｍＫ～３０Ｗ／ｍＫの範囲にある樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のモータの冷却構造。
  3. 　前記ロータは、
    　前記ステータを収容するアウタロータであることを特徴とする請求項１または２に記載のモータの冷却構造。
  4. 　無人飛行装置に搭載されることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のモータの冷却構造。
PCT/JP2019/048346 2018-12-10 2019-12-10 モータの冷却構造 WO2020122077A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020559259A JPWO2020122077A1 (ja) 2018-12-10 2019-12-10 モータの冷却構造

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-230829 2018-12-10
JP2018230829 2018-12-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020122077A1 true WO2020122077A1 (ja) 2020-06-18

Family

ID=71077306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/048346 WO2020122077A1 (ja) 2018-12-10 2019-12-10 モータの冷却構造

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2020122077A1 (ja)
WO (1) WO2020122077A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220055741A1 (en) * 2019-04-26 2022-02-24 Aergility Corporation Hybrid gyrodyne aircraft

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006158134A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Japan Servo Co Ltd アウターロータ型モータ及びこれに用いられるロータ
JP2009153261A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Denso Corp 電動送風機
JP2013252032A (ja) * 2012-06-04 2013-12-12 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 回転電機
JP2017216818A (ja) * 2016-05-31 2017-12-07 日立工機株式会社 遠心機駆動モータ及びこれを用いた遠心機
JP2018113758A (ja) * 2017-01-10 2018-07-19 ダイキン工業株式会社 アウターロータモータ
WO2018139661A1 (ja) * 2017-01-30 2018-08-02 日本電産株式会社 無人飛行体

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006158134A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Japan Servo Co Ltd アウターロータ型モータ及びこれに用いられるロータ
JP2009153261A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Denso Corp 電動送風機
JP2013252032A (ja) * 2012-06-04 2013-12-12 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 回転電機
JP2017216818A (ja) * 2016-05-31 2017-12-07 日立工機株式会社 遠心機駆動モータ及びこれを用いた遠心機
JP2018113758A (ja) * 2017-01-10 2018-07-19 ダイキン工業株式会社 アウターロータモータ
WO2018139661A1 (ja) * 2017-01-30 2018-08-02 日本電産株式会社 無人飛行体

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220055741A1 (en) * 2019-04-26 2022-02-24 Aergility Corporation Hybrid gyrodyne aircraft
US20220097834A1 (en) * 2019-04-26 2022-03-31 Aergility Corporation Hybrid Gyrodyne aircraft
US11853054B2 (en) * 2019-04-26 2023-12-26 Aergility Corporation Hybrid gyrodyne aircraft
US11977394B2 (en) 2019-04-26 2024-05-07 Aergility Corporation Hybrid gyrodyne aircraft
US11983018B2 (en) 2019-04-26 2024-05-14 Aergility Corporation Hybrid gyrodyne aircraft

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2020122077A1 (ja) 2021-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105518980A (zh) 电机、动力装置及使用该动力装置的飞行器
JP3080274U (ja) モータの放熱装置
WO2013008266A1 (ja) 電動機
CN110382356B (zh) 无人机的动力组件和无人机
JP6796474B2 (ja) ブラシレスモータ
EP3605802A1 (en) All-weather motor
EP2549629A2 (en) Rotating electrical machine
JP6505311B2 (ja) 電動機および換気扇
JP2009522997A (ja) ステータコイルの冷却のためのブレード及びヨークの構成
WO2020122077A1 (ja) モータの冷却構造
JP2017539193A (ja) ローター組立体およびこれを含むモーター
KR102486142B1 (ko) 역회전 축 전기 모터 어셈블리
JP7241392B2 (ja) 防爆型無人飛行機
KR101860463B1 (ko) 모터 냉각 장치
JP2009216030A (ja) 送風ファン
CN105474519A (zh) 驱动系统
JP2008005606A (ja) ラジコン用サーボユニットの駆動モータ
US10808709B2 (en) Fan capable of generating omnidirectional airflow
EP2967258B1 (en) Blender motor housing
US20190352000A1 (en) Rotor for an aircraft capable of hovering
JPWO2020122077A5 (ja)
JP2008219034A (ja) 回転式ヒートシンク
CN108696036B (zh) 一种电机、动力装置和无人飞行器
JP5375169B2 (ja) ラジコン用サーボユニットの駆動モータ
CN209516839U (zh) 电机、动力装置和无人飞行器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19896226

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020559259

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 31/08/2021)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19896226

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1