WO2021181728A1 - 冷却用フィン構造体 - Google Patents

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WO2021181728A1
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heat
fin structure
heat dissipation
cooling fin
heat radiating
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French (fr)
Inventor
前田　茂
卓矢 松山
亮磨 佐々木
Original Assignee
日本電産株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/18—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with ribs or fins for improving heat transfer

Definitions

  • the present invention relates to a cooling fin structure.
  • Patent Document 1 A device including a heating element such as a semiconductor element is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the apparatus described in Patent Document 1 includes a heat absorption plate that absorbs heat generated from a heating element and a radiator that releases heat absorbed by the heat absorption plate.
  • the radiator has a large number of fins in order to improve the heat dissipation efficiency of the radiator.
  • An object of the present invention is to provide a cooling fin structure capable of improving cooling ability with a simple structure.
  • cooling fin structure of the present invention is a cooling fin structure used together with a heating element that generates heat when energized.
  • a structure main body having a tubular shape, a tubular portion on which the heating element is arranged, and a plurality of heat radiating fins that protrude radially from the outer peripheral portion of the tubular portion and release heat from the heating element.
  • It is characterized in that it is arranged between the adjacent heat radiating fins and is provided with at least one heat radiating auxiliary member that assists heat radiating by the heat radiating fins.
  • the cooling capacity can be improved with a simple configuration.
  • FIG. 1 It is a perspective view of the drone equipped with the motor provided with the cooling fin structure (1st Embodiment) of this invention. It is a perspective view of the motor in FIG. It is a view (plan view) seen from the direction of arrow A in FIG. It is an enlarged cross-sectional view of the region [B] surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. It is a vertical cross-sectional view which shows the process in order until the heat dissipation auxiliary member is fixed to a heat dissipation fin. It is a vertical cross-sectional view which shows the process in order until the heat dissipation auxiliary member is fixed to a heat dissipation fin.
  • the cooling fin structure of the present invention will be described in detail based on the preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
  • the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis are set as the three axes orthogonal to each other.
  • the XY plane including the X-axis and the Y-axis is horizontal, and the Z-axis is vertical.
  • the upper side in FIGS. 1, 2 and 5 to 9 is referred to as "upper (or upper)", and the lower side is referred to as "lower (or lower)”.
  • the drone 10 shown in FIG. 1 includes a drone main body 101, four propellers 102 arranged on the upper side of the drone main body 101, and a motor 1 for rotating each propeller 102.
  • the drone 10 can fly by rotating each propeller 102.
  • Each motor 1 is built in the drone main body 101. Since each motor 1 has the same configuration except that the arrangement location in the drone main body 101 is different, one motor 1 will be typically described below.
  • the motor 1 includes a rotor 11, a stator 12, and a cooling fin structure 2.
  • the rotor 11, the stator 12, and the cooling fin structure 2 are arranged concentrically in order from the central axis O1 side of the motor 1.
  • the positional relationship between the rotor 11 and the stator 12 may be reversed. That is, the stator 12 may be arranged inside and the rotor 11 may be arranged outside the stator 12.
  • the stator 12 includes a coil (not shown) having conductivity. Then, when the coil is energized, the rotor 11 can rotate in the stator 12.
  • the coil is a heating element that generates heat when energized.
  • the cooling fin structure 2 is used together with a coil that is a heating element, and can release heat from the coil. As a result, the motor 1 can be cooled, and the motor 1 can be prevented from overheating.
  • the cooling fin structure 2 includes a structure main body 3, a heat dissipation assisting member 4, and a detachment prevention member 5.
  • the structure main body 3 has a tubular portion 32 and a plurality of heat radiation fins 33.
  • the structure main body 3 may have, for example, a base 31 fixed at a predetermined position of the drone main body 101.
  • a tubular portion 32 is supported on the upper side of the base portion 31.
  • the tubular portion 32 has a cylindrical shape, and the rotor 11 and the stator 12 are concentrically arranged inside.
  • the shape of the tubular portion 32 may be, for example, a square tubular shape, in addition to the cylindrical shape, as long as it is tubular.
  • a plurality of heat radiating fins 33 project radially from the outer peripheral portion of the tubular portion 32 about the central axis O1.
  • Each of the heat radiating fins 33 is a portion of the cooling fin structure 2 capable of releasing the most heat from the coil (heating element).
  • the number of heat radiation fins 33 arranged is not particularly limited. Further, the tubular portion 32 and each heat radiation fin 33 are composed of one continuous member in the present embodiment. The constituent materials of the tubular portion 32 and each heat radiation fin 33 are not particularly limited, and for example, a metal material having excellent thermal conductivity such as aluminum can be used.
  • each heat radiation fin 33 is hollow and is connected to the inside of the tubular portion 32. Further, in the motor 1, the space between the rotor 11 and the stator 12 and the space between the stator 12, the tubular portion 32 and the heat radiation fins 33 are connected to each other as a space, and the space is filled with a liquid refrigerant. Will be done. The refrigerant can cool the coil.
  • a refrigerant supply unit (not shown) for supplying the refrigerant is connected to the structure main body 3.
  • the heat radiation fin 33 is hollow in the present embodiment, the heat radiation fin 33 is not limited to this, and may be solid, and the use of a refrigerant does not have to be performed.
  • adjacent heat radiation fins 33 are arranged apart from each other.
  • a heat radiating auxiliary member 4 is arranged between at least one set of adjacent heat radiating fins 33.
  • the heat dissipation assisting member 4 is a member that assists heat dissipation in the heat dissipation fins 33. Further, the heat dissipation assisting member 4 has a plate shape along the central axis O1 direction of the motor 1 (cylindrical portion 32).
  • the four radiating fins 33 arranged consecutively are sequentially arranged clockwise when viewed from above, in order of "radiating fins 33A”, “dissipating fins 33B”, “dissipating fins 33C”, and “dissipating fins 33D”. Then, one heat radiation fin 33 is arranged between the heat radiation fin 33A and the heat radiation fin 33B, and one heat radiation fin 33 is arranged between the heat radiation fin 33B and the heat radiation fin 33C. Three heat radiation fins 33 are arranged between the 33C and the heat radiation fins 33D.
  • each heat radiating fin 33 of the structure main body 3 is in contact with air, and each heat radiating auxiliary member 4 is also in contact with air.
  • the contact area with air increases by the amount of each heat dissipation auxiliary member 4, and the heat dissipation property is improved, that is, the heat from the coil can be quickly dissipated.
  • the cooling ability heat dissipation
  • the cooling capacity can be adjusted according to the usage mode of the motor 1, and the portion where the cooling capacity is desired to be preferentially exhibited can be set. ..
  • the heat radiating auxiliary member 4 is made of a material having the same thermal conductivity (thermal conductivity) as the heat radiating fin 33, or a material having a higher thermal conductivity (thermal conductivity) than the heat radiating fin 33.
  • the heat radiating fin 33 is made of aluminum
  • aluminum can be used as the material having the same thermal conductivity as the heat radiating fin 33
  • copper can be used as the material having higher thermal conductivity than the heat radiating fin 33.
  • the heat dissipation assisting member 4 stably assists the heat dissipation.
  • each heat radiation fin 33 is provided with grooves 34 along the central axis O1 direction on both side surfaces.
  • the heat radiating auxiliary member 4 is placed in the direction of the central axis O1 between the groove 34 of one of the adjacent heat radiating fins 33 and the groove 34 of the other heat radiating fin 33, that is, between the grooves 34 facing each other. Can be plugged in along.
  • the heat radiating auxiliary member 4 can be easily mounted between the adjacent heat radiating fins 33.
  • the heat dissipation assisting member 4 can be easily detached by releasing the fixing by the detachment preventing member 5 described later. Therefore, the groove 34 makes it easy to insert and remove the heat dissipation assisting member 4.
  • three grooves 34 are arranged for each side surface of the heat radiation fin 33.
  • the three grooves 34 are arranged at intervals from the inside (center axis O1 side) of the structure main body 3.
  • the three grooves 34 will be referred to as "groove 34a”, “groove 34b”, and “groove 34c” in order from the inside of the structure main body 3 (center axis O1 side), respectively.
  • the location (mounting location) of the heat dissipation assisting member 4 can be selected from the grooves 34a to 34c.
  • a groove 34b is used between the heat radiation fins 33A and the heat radiation fins 33B
  • a groove 34c is used between the heat radiation fins 33B and the heat radiation fins 33C.
  • Grooves 34a to 34c are used between the fins 33D and the fins 33D. Since the grooves 34a to 34c can be selected and used, the cooling capacity of the cooling fin structure 2 can be adjusted.
  • the heat dissipation assisting member 4 can be detachably attached. Thereby, the arrangement location and the arrangement number of the heat dissipation auxiliary members 4 can be changed, and therefore, the cooling fin structure 2 is highly versatile.
  • the number of heat dissipation assisting members 4 arranged is 5, but is not limited to this in the present embodiment, and may be, for example, 1 to 4, or 6 or more.
  • the distance W33 between the adjacent heat radiating fins 33 gradually decreases from the upper side (one side in the central axis O1 direction) to the lower side (the other side), and similarly, the heat radiating auxiliary member 4
  • the width W4 also gradually decreases from the upper side to the lower side (hereinafter referred to as "gradual reduction structure").
  • the gradual decrease rate of the interval W33 and the gradual decrease rate of the width W4 are the same.
  • the “gradual decrease rate” is a decrease rate of the interval W33 (or width W4) per unit length along the central axis O1. Further, the rate of decrease may be constant or may change.
  • the detachment prevention member 5 is a member that prevents the heat dissipation assisting member 4 in the attached state from detaching from the heat dissipation fins 33, that is, maintains the attached state. Thereby, for example, even when vibration is generated due to the rotation of the rotor 11 or the flight of the drone 10, it is possible to prevent the heat radiation assisting member 4 from being separated from the heat radiation fin 33 due to the vibration. As a result, the heat dissipation assisting member 4 continuously assists the heat dissipation.
  • the detachment prevention member 5 has elasticity and is composed of a plate member.
  • the detachment prevention member 5 is arranged so that the thickness direction is parallel to the central axis O1 direction.
  • a depth increasing portion 341 in which the depth of the groove 34 is partially increased is provided at the location where the detachment prevention member 5 is arranged.
  • the depth increasing portion 341 is located in the middle of each groove 34 in the longitudinal direction.
  • the detachment prevention member 5 In order to dispose the detachment prevention member 5 in the depth increasing portion 341, first, as shown in FIG. 7, the detachment prevention member 5 is curved upward in a convex shape (in the two-dot chain line in FIG. 7). Refer to the drawn detachment prevention member 5). As a result, the detachment prevention member 5 can be inserted between the grooves 34. Then, as the insertion of the detachment prevention member 5 is advanced, as shown in FIG. 8, the detachment prevention member 5 reaches the depth increasing portion 341. At this time, the detachment prevention member 5 can be restored to a linear shape by its own elastic force, and both end portions can enter the depth increasing portion 341.
  • the detachment prevention member 5 is arranged in contact with the upper side of the heat dissipation assisting member 4, and together with the gradual reduction structure, it is possible to prevent the heat dissipation assisting member 4 from detaching, that is, the heat dissipation assisting member 4 is fixed. Can be done.
  • the constituent material is not particularly limited, and for example, phosphor bronze or the like can be used.
  • the detachment prevention member 5 is preferably made of a material different from that of the heat dissipation assisting member 4. Thereby, for example, as the constituent material of the detachment prevention member 5, a constituent material lighter than the heat dissipation assisting member 4 can be used, and thus the weight of the cooling fin structure 2 (motor 1) can be reduced. ..
  • the detachment prevention member 5 is made of the same material as the heat radiation fin 33. As a result, for example, when the depth increasing portion 341 is omitted, the boundary portion between the detachment prevention member 5 and the heat radiation fin 33 can be joined by welding such as brazing. As a result, the heat dissipation assisting member 4 can be fixed by the detachment prevention member 5.
  • the heat dissipation assisting member 4 has a plurality of heat dissipation assisting fins 41.
  • the plurality of heat dissipation auxiliary fins 41 are arranged at intervals along a direction (X-axis direction) orthogonal to the central axis O1. Further, each heat dissipation auxiliary fin 41 projects in a direction away from the central axis O1.
  • the heat radiating auxiliary fin 41 increases the contact area of the heat radiating auxiliary member 4 with air. As a result, the heat from the coil can be released even at each heat dissipation assisting fin 41, and the heat dissipation assisting function of the heat dissipation assisting member 4 is improved.
  • the detachment prevention member 5 is composed of two divided halves formed by dividing one member in the middle of the X-axis direction. Of the two split halves, one split halves is referred to as the “first halves 51" and the other split halves is referred to as the "second halves 52".
  • the first half body 51 has a concave portion 511 and a convex portion 512 on the positive side in the X-axis direction.
  • the second half body 52 has a concave portion 521 and a convex portion 522 on the negative side in the X-axis direction.
  • the concave portion 511 of the first half body 51 and the convex portion 522 of the second half body 52 are fitted, and the convex portion 512 of the first half body 51 and the concave portion 521 of the second half body 52 are fitted (FIG. 2). reference).
  • a rounded notch 513 is provided in the recess 511 of the first half body 51.
  • the convex portion 522 of the second half body 52 is provided with a rounded small convex portion 523 that enters the notch portion 513.
  • one of the first half body 51 and the second half body 52 is arranged first, and then the other is arranged.
  • the concave portion 511 of the first half body 51 and the convex portion 522 of the second half body 52 are fitted, and the convex portion 512 of the first half body 51 and the concave portion 521 of the second half body 52 are fitted. ..
  • the detachment prevention member 5 having the above configuration is effective when a material such as aluminum or magnesium, which has poor elasticity and is difficult to bend the detachment prevention member 5, is used.
  • cooling fin structure of the present invention has been described above with respect to the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this, and each part constituting the cooling fin structure exhibits the same function. It can be replaced with any configuration obtained. Further, any component may be added.
  • cooling fin structure of the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of each of the above-described embodiments.
  • the drone 10 is used in each of the above embodiments, but the present invention is not limited to this, and for example, a vehicle such as an automobile and an industrial machine can be used.
  • a plurality of heat dissipation assisting members 4 having different overall lengths may be prepared in advance. In this case, the necessary heat dissipation assisting member 4 can be appropriately selected and mounted from the plurality of heat dissipation assisting members 4 having different overall lengths.

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Abstract

冷却用フィン構造体２は、通電により発熱する発熱体とともに用いられる。冷却用フィン構造体２は、筒状をなし、内側に発熱体が配置される筒状部３２と、筒状部３２の外周部から放射状に突出し、発熱体からの熱を放出する複数の放熱フィン３３とを有する構造体本体３と、隣り合う放熱フィン３３同士の間に配置され、放熱フィン３３での放熱を補助する少なくとも１つの放熱補助部材４とを備える。

Description

冷却用フィン構造体

　本発明は、冷却用フィン構造体に関する。

　半導体素子等の発熱体を備える装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置は、発熱体から発生した熱を吸収する熱吸収板と、熱吸収板で吸収した熱を放出する放熱器とを備える。放熱器は、当該放熱器での放熱効率を向上させるために多数のフィンを有する。

特開２０００－８３３４３号公報

　特許文献１に記載の装置において、放熱器での放熱効率をさらに向上させるには、フィンの枚数を増加させる必要がある。しかしながら、フィンの枚数を増加させる場合には、フィンの枚数が増加した放熱器を新たに製造する必要がある。また、放熱器での放熱効率を部分的に向上させたい場合にも、フィンの形成条件を部分的に変更した放熱器を新たに製造する必要がある。いずれの場合も、放熱器を新たに製造する必要があるため、手間が掛かるという問題があった。　

　本発明の目的は、簡単な構成で、冷却能を向上させることができる冷却用フィン構造体を提供することにある。

　本発明の冷却用フィン構造体の一つの態様は、通電により発熱する発熱体とともに用いられる冷却用フィン構造体であって、

　筒状をなし、内側に前記発熱体が配置される筒状部と、該筒状部の外周部から放射状に突出し、前記発熱体からの熱を放出する複数の放熱フィンとを有する構造体本体と、

　前記隣り合う放熱フィン同士の間に配置され、該放熱フィンでの放熱を補助する少なくとも１つの放熱補助部材とを備えることを特徴とする。

　本発明の一つの態様によれば、簡単な構成で、冷却能を向上させることができる。

本発明の冷却用フィン構造体（第１実施形態）を備えるモータを搭載したドローンの斜視図である。 図１中のモータの斜視図である。 図２中の矢印Ａ方向から見た図（平面図）である。 図３中の二点鎖線で囲まれた領域［Ｂ］の拡大横断面図である。 放熱フィンに放熱補助部材を固定するまで過程を順に示す縦断面図である。 放熱フィンに放熱補助部材を固定するまで過程を順に示す縦断面図である。 放熱フィンに放熱補助部材を固定するまで過程を順に示す縦断面図である。 放熱フィンに放熱補助部材を固定するまで過程を順に示す縦断面図である。 本発明の冷却用フィン構造体（第２実施形態）が備える放熱フィンに放熱補助部材が固定された状態を示す縦断面図である。 本発明の冷却用フィン構造体（第３実施形態）が備える放熱補助部材の横断面図である。 本発明の冷却用フィン構造体（第４実施形態）が備える放熱補助部材の分解状態を示す横断面図である。 本発明の冷却用フィン構造体（第４実施形態）が備える放熱補助部材の組立状態を示す横断面図である。

　以下、本発明の冷却用フィン構造体を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を設定する。一例として、Ｘ軸とＹ軸を含むＸＹ平面が水平となっており、Ｚ軸が鉛直となっている。また、図１、図２および図５～図９中の上側を「上（または上方）」、下側を「下（または下方）」と言う。　

　＜第１実施形態＞

　図１～図８を参照して、本発明の冷却用フィン構造体の第１実施形態について説明する。

　図１に示すドローン１０は、ドローン本体１０１と、ドローン本体１０１の上側に配置された４つのプロペラ１０２と、各プロペラ１０２を回転させるモータ１とを備える。ドローン１０は、各プロペラ１０２が回転することにより、飛行することができる。　

　各モータ１は、ドローン本体１０１に内蔵されている。各モータ１は、ドローン本体１０１内での配置箇所が異なること以外は、同じ構成であるため、以下、１つのモータ１について代表的に説明する。　

　図２に示すように、モータ１は、ロータ１１と、ステータ１２と、冷却用フィン構造体２とを備える。本実施形態では、モータ１の中心軸Ｏ１側から順に、ロータ１１、ステータ１２、冷却用フィン構造体２が同心的に配置される。なお、ロータ１１とステータ１２との位置関係は、逆転してもよい。すなわち、内側にステータ１２が配置され、ステータ１２の外側にロータ１１が配置されていてもよい。　

　ステータ１２は、導電性を有するコイル（図示せず）を備える。そして、コイルが通電状態となることにより、ロータ１１がステータ１２内で回転することができる。

　また、コイルは、通電により発熱する発熱体である。冷却用フィン構造体２は、発熱体であるコイルとともに用いられ、当該コイルからの熱を放出することができる。これにより、モータ１を冷却することができ、モータ１が過熱するのを防止することができる。　

　図２に示すように、冷却用フィン構造体２は、構造体本体３と、放熱補助部材４と、離脱防止部材５とを備える。

　構造体本体３は、筒状部３２と、複数の放熱フィン３３とを有する。なお、構造体本体３は、例えば、ドローン本体１０１の所定箇所に固定される基部３１を有していてもよい。　

　基部３１の上側には、筒状部３２が支持される。筒状部３２は、円筒状をなし、内側にロータ１１とステータ１２とが同心的に配置される。なお、筒状部３２の形状は、筒状であれば、円筒状の他に、例えば、角筒状等であってもよい。

　図３に示すように、筒状部３２の外周部からは、複数の放熱フィン３３が中心軸Ｏ１を中心として、放射状に突出する。各放熱フィン３３は、冷却用フィン構造体２の中で、最も、前記コイル（発熱体）からの熱を放出可能な部分である。　

　なお、放熱フィン３３の配置数については、特に限定されない。

　また、筒状部３２と各放熱フィン３３とは、本実施形態では、１つの連続した部材で構成される。筒状部３２および各放熱フィン３３の構成材料は、特に限定されず、例えば、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料を用いることができる。　

　図４に示すように、各放熱フィン３３は、中空となっており、筒状部３２の内側とつながっている。また、モータ１は、ロータ１１とステータ１２との間と、ステータ１２と筒状部３２および各放熱フィン３３との間とが空間となって互いにつながっており、当該空間に液状の冷媒が充填される。冷媒により、コイルを冷却することができる。　

　なお、構造体本体３には、冷媒を供給する冷媒供給部（図示せず）が接続される。

　また、放熱フィン３３は、本実施形態では中空となっているが、これに限定されず、中実であってもよく、冷媒の使用も行わなくてよい。

　図２～図４に示すように、隣り合う放熱フィン３３同士は、互いに離れて配置される。少なくとも一組の隣り合う放熱フィン３３同士の間には、放熱補助部材４が配置される。放熱補助部材４は、放熱フィン３３での放熱を補助する部材である。また、放熱補助部材４は、モータ１（筒状部３２）中心軸Ｏ１方向に沿った板状をなす。　

　本実施形態では、連続して配置された４つの放熱フィン３３をそれぞれ、上方から見て時計回りに順に「放熱フィン３３Ａ」、「放熱フィン３３Ｂ」、「放熱フィン３３Ｃ」、「放熱フィン３３Ｄ」としたとき、放熱フィン３３Ａと放熱フィン３３Ｂとの間には、１つの放熱フィン３３が配置され、放熱フィン３３Ｂと放熱フィン３３Ｃとの間には、１つの放熱フィン３３が配置され、放熱フィン３３Ｃと放熱フィン３３Ｄとの間には、３つの放熱フィン３３が配置される。　

　冷却用フィン構造体２は、構造体本体３の各放熱フィン３３が空気と接することの他、各放熱補助部材４も空気と接する。これにより、各放熱補助部材４を配置した分、空気との接触面積が増加して、放熱性が向上する、すなわち、コイルからの熱を迅速に放熱することができる。　

　従って、冷却用フィン構造体２では、隣り合う放熱フィン３３同士の間に放熱補助部材４を配置するという簡単な構成で、冷却能（放熱性）を向上させることができる。また、放熱補助部材４の配置数や配置箇所を変更することにより、モータ１の使用態様に応じて冷却能を調整することができ、優先的に冷却能を発揮したい部分を設定することができる。　

　また、プロペラ１０２が回転した際、下方に向かう風が生じる。この風は、放熱フィン３３や放熱補助部材４に当たる。これにより、放熱フィン３３や放熱補助部材４での放熱が促進される。　

　放熱補助部材４は、放熱フィン３３と同じ熱伝導性（熱伝導率）を有する材料、または、放熱フィン３３よりも熱伝導性（熱伝導率）が高い材料で構成される。例えば、放熱フィン３３がアルミニウムで構成されている場合、放熱フィン３３と同じ熱伝導性を有する材料としては、アルミニウムを用いることができ、放熱フィン３３よりも熱伝導性が高い材料としては、銅を用いることができる。これにより、放熱補助部材４による放熱補助が安定して行われる。　

　図４に示すように、各放熱フィン３３には、両側面に、中心軸Ｏ１方向に沿う溝３４が設けられる。隣り合う放熱フィン３３のうちの一方の放熱フィン３３の溝３４と他方の放熱フィン３３の溝３４との間、すなわち、互いに対向する溝３４の間に、放熱補助部材４を中心軸Ｏ１方向に沿って差し込むことができる。これにより、放熱補助部材４は、隣り合う放熱フィン３３同士の間に容易に装着することができる。また、後述する離脱防止部材５による固定を解除することにより、放熱補助部材４を容易に離脱させることができる。従って、溝３４により、放熱補助部材４の抜き差しが容易となる。　

　本実施形態では、溝３４は、放熱フィン３３の各側面、１つ当たり、３つ配置される。３つの溝３４は、構造体本体３の内側（中心軸Ｏ１側）から順に間隔を置いて配置される。以下、３つの溝３４を、構造体本体３の内側（中心軸Ｏ１側）から順にそれぞれ、「溝３４ａ」、「溝３４ｂ」、「溝３４ｃ」と言う。これにより、放熱補助部材４の配置箇所（装着箇所）を、溝３４ａ～溝３４ｃの中から選択することができる。　

　例えば図４に示す構成の場合、放熱フィン３３Ａと放熱フィン３３Ｂとの間では、溝３４ｂが用いられ、放熱フィン３３Ｂと放熱フィン３３Ｃとの間では、溝３４ｃが用いられ、放熱フィン３３Ｃと放熱フィン３３Ｄとの間では、溝３４ａ～溝３４ｃが用いられている。溝３４ａ～溝３４ｃを選択して使用可能であることにより、冷却用フィン構造体２の冷却能を調整することができる。　

　以上のような溝３４により、放熱補助部材４を着脱自在に装着することができる。これにより、放熱補助部材４の配置箇所や配置数を変更することができ、よって、冷却用フィン構造体２は、汎用性に富む。

　なお、放熱補助部材４の配置数については、本実施形態では５つであるが、これに限定されず、例えば、１つ～４つ、または、６つ以上であってもよい。　

　図５に示すように、隣り合う放熱フィン３３同士の間隔Ｗ３３は、上側（中心軸Ｏ１方向一方側）から下側（他方側）に向かって漸減しており、同様に、放熱補助部材４の幅Ｗ４も、上側から下側に向かって漸減する（以下「漸減構造」と言う）。間隔Ｗ３３の漸減率と、幅Ｗ４の漸減率とは、同じである。ここで、「漸減率」とは、中心軸Ｏ１に沿った単位長さ当たりの、間隔Ｗ３３（または幅Ｗ４）の減少率のことである。また、減少率は、一定であってもよいし、変化していてもよい。　

　そして、図５、図６に示すように、放熱補助部材４を上側から差し込んでいくと、漸減構造により、放熱補助部材４の差し込み限界が規制されて、放熱補助部材４が停止することとなる。これにより、差し込み限界位置での放熱補助部材４の姿勢を維持することができる。　

　前述したように、放熱補助部材４は、隣り合う放熱フィン３３同士の間に装着された装着状態となる。離脱防止部材５は、装着状態にある放熱補助部材４が放熱フィン３３からの離脱するのを防止する、すなわち、装着状態を維持する部材である。これにより、例えば、ロータ１１の回転やドローン１０の飛行等により振動が生じた場合でも、その振動によって放熱補助部材４が放熱フィン３３から離脱するのを防止することができる。これにより、放熱補助部材４による放熱補助が継続して行われる。　

　離脱防止部材５は、弾性を有し、板部材で構成される。離脱防止部材５は、厚さ方向が中心軸Ｏ１方向と平行に配置される。図７、図８に示すように、離脱防止部材５の配置箇所には、溝３４の深さが部分的に増大した深さ増大部３４１が設けられる。深さ増大部３４１は、各溝３４の長手方向の途中に位置する。　

　離脱防止部材５を深さ増大部３４１に配置するには、まず、図７に示すように、離脱防止部材５を上側に向かって凸状に湾曲させた状態（図７中の二点鎖線で描いた離脱防止部材５参照）とする。これにより、離脱防止部材５を溝３４同士の間に差し込むことができる。そして、離脱防止部材５の差し込みを進めていくと、図８に示すように、離脱防止部材５は、深さ増大部３４１に至る。このとき、離脱防止部材５は、自身の弾性力により直線状に復元して、両端部がそれぞれ深さ増大部３４１に入り込むことができる。これにより、離脱防止部材５は、放熱補助部材４の上側に接して配置されて、漸減構造と相まって、放熱補助部材４の離脱を防止することができる、すなわち、放熱補助部材４を固定することができる。　

　離脱防止部材５が弾性を有する場合、構成材料としては、特に限定されず、例えば、リン青銅等を用いることができる。

　離脱防止部材５は、放熱補助部材４と異なる材料で構成されるのが好ましい。これにより、例えば、離脱防止部材５の構成材料として、放熱補助部材４よりも軽量の構成材料を用いることができ、よって、冷却用フィン構造体２（モータ１）の軽量化を図ることができる。　

　＜第２実施形態＞

　以下、図９を参照して本発明の冷却用フィン構造体の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を説明し、同様の事項はその説明を省略する。

　本実施形態は、放熱フィンの構成材料が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。　

　本実施形態では、離脱防止部材５は、放熱フィン３３と同じ材料で構成される。これにより、例えば深さ増大部３４１が省略されている場合、ろう付け等の溶着を用いて、離脱防止部材５と放熱フィン３３との境界部を接合することができる。これにより、離脱防止部材５で放熱補助部材４を固定することができる。　

　＜第３実施形態＞

　以下、図１０を参照して本発明の冷却用フィン構造体の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を説明し、同様の事項はその説明を省略する。

　本実施形態は、放熱フィンの構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。　

　図１０に示すように、本実施形態では、放熱補助部材４は、複数の放熱補助フィン４１を有する。複数の放熱補助フィン４１は、中心軸Ｏ１と直交する方向（Ｘ軸方向）に沿って間隔を置いて配置される。また、各放熱補助フィン４１は、中心軸Ｏ１から遠ざかる方向に向かって突出する。　

　放熱補助フィン４１により、放熱補助部材４は、空気との接触面積が増大する。これにより、各放熱補助フィン４１でも前記コイルからの熱を放出することができ、放熱補助部材４での放熱補助機能が向上する。　

　＜第４実施形態＞

　以下、図１１、図１２を参照して本発明の冷却用フィン構造体の第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を説明し、同様の事項はその説明を省略する。

　本実施形態は、離脱防止部材の構成が異なること以外は前記第２実施形態と同様である。　

　図１１、図１２に示すように、本実施形態では、離脱防止部材５は、１つの部材をＸ軸方向の途中で分割してなる２つの分割半体で構成される。２つの分割半体のうち、一方の分割半体を「第１半体５１」と言い、他方の分割半体を「第２半体５２」と言う。　

　第１半体５１は、Ｘ軸方向正側に、凹部５１１と、凸部５１２とを有する。

　一方、第２半体５２は、Ｘ軸方向負側に、凹部５２１と、凸部５２２とを有する。

　第１半体５１の凹部５１１と、第２半体５２の凸部５２２とが嵌り合い、第１半体５１の凸部５１２と、第２半体５２の凹部５２１とが嵌り合う（図２参照）。　

　また、第１半体５１の凹部５１１には、丸みを帯びた切欠き部５１３が設けられる。一方、第２半体５２の凸部５２２には、切欠き部５１３に入る、丸みを帯びた小凸部５２３が設けられる。　

　離脱防止部材５を構造体本体３に配置するには、第１半体５１および第２半体５２のうちの一方を先に配置し、その後、他方を配置する。これにより、第１半体５１の凹部５１１と、第２半体５２の凸部５２２とが嵌り合い、第１半体５１の凸部５１２と、第２半体５２の凹部５２１とが嵌り合う。　

　次いで、第１半体５１と第２半体５２とを接合する。これにより、離脱防止部材５が組立状態となる。

　次いで、前記第２実施形態と同様に、離脱防止部材５と放熱フィン３３との境界部を接合する。これにより、離脱防止部材５で放熱補助部材４を固定することができる。

　以上のような構成の離脱防止部材５は、例えばアルミニウムやマグネシウムといった、弾性に乏しく、離脱防止部材５を湾曲させるのが困難な材料を使用した場合に有効となる。　

　以上、本発明の冷却用フィン構造体を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、冷却用フィン構造体を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。　

　また、本発明の冷却用フィン構造体は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。　

　本発明の冷却用フィン構造体２の適用例として、前記各実施形態ではドローン１０としているが、これに限定されず、例えば、自動車等の車両および産業用機械とすることもできる。

　また、冷却用フィン構造体２では、例えば、全長が異なる複数の放熱補助部材４が予め用意されていてもよい。この場合、全長が異なる複数の放熱補助部材４の中から、必要な放熱補助部材４を適宜選択して装着することができる。
１…モータ、２…冷却用フィン構造体、３…構造体本体、３１…基部、３２…筒状部、３３…放熱フィン、３３Ａ…放熱フィン、３３Ｂ…放熱フィン、３３Ｃ…放熱フィン、３３Ｄ…放熱フィン、３４…溝、３４ａ…溝、３４ｂ…溝、３４ｃ…溝、３４１…深さ増大部、４…放熱補助部材、４１…放熱補助フィン、５…離脱防止部材、５１…第１半体、５１１…凹部、５１２…凸部、５１３…切欠き部、５２…第２半体、５２１…凹部、５２２…凸部、５２３…小凸部、１０…ドローン、１０１…ドローン本体、１０２…プロペラ、１１…ロータ、１２…ステータ、２０…境界部、Ｏ１…中心軸、Ｗ３３…間隔、Ｗ４…幅　

Claims (10)


  1. 　通電により発熱する発熱体とともに用いられる冷却用フィン構造体であって、

    　筒状をなし、内側に前記発熱体が配置される筒状部と、該筒状部の外周部から放射状に突出し、前記発熱体からの熱を放出する複数の放熱フィンとを有する構造体本体と、

    　前記隣り合う放熱フィン同士の間に配置され、該放熱フィンでの放熱を補助する少なくとも１つの放熱補助部材とを備えることを特徴とする冷却用フィン構造体。

  2. 　前記隣り合う放熱フィン同士の間は、前記筒状部の中心軸方向一方側から他方側に向かって漸減しており、

    　前記放熱補助部材は、前記中心軸方向に沿った板状をなし、幅が前記中心軸方向一方側から他方側に向かって漸減する請求項１に記載の冷却用フィン構造体。

  3. 　前記各放熱フィンには、前記筒状部の中心軸方向に沿い、前記放熱補助部材が差し込まれる溝が設けられる請求項１または２に記載の冷却用フィン構造体。

  4. 　前記放熱補助部材は、前記隣り合う放熱フィン同士の間に着脱自在に装着される請求項３に記載の冷却用フィン構造体。

  5. 　前記隣り合う放熱フィン同士の間に装着された状態の前記放熱補助部材の離脱を防止する離脱防止部材を備える請求項４に記載の冷却用フィン構造体。

  6. 　前記隣り合う放熱フィン同士の間は、前記筒状部の中心軸方向一方側から他方側に向かって漸減し、

    　前記放熱補助部材は、前記中心軸方向に沿った板状をなし、幅が前記中心軸方向一方側から他方側に向かって漸減しており、

    　前記離脱防止部材は、前記中心軸方向一方側に配置される請求項５に記載の冷却用フィン構造体。

  7. 　前記離脱防止部材は、前記放熱フィンと同じ材料で構成される請求項５または６に記載の冷却用フィン構造体。

  8. 　前記離脱防止部材は、前記放熱補助部材と異なる材料で構成される請求項５～７のいずれか１項に記載の冷却用フィン構造体。

  9. 　前記放熱補助部材は、前記放熱フィンと同じ熱伝導性を有する材料、または、前記放熱フィンよりも熱伝導性が高い材料で構成される請求項１～８のいずれか１項に記載の冷却用フィン構造体。

  10. 　前記放熱補助部材は、前記筒状部の中心軸から遠ざかる方向に向かって突出し、前記発熱体からの熱を放出する複数の放熱補助フィンを有する請求項１～９のいずれか１項に記載の冷却用フィン構造体。　
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