JP-2026076773-A - 無人機

Abstract

【課題】防塵性能又は防水性能を向上させることができる無人機を提供する。 【解決手段】無人機１は、外部に開口した空間Ｓ１を有する筐体３と、前記外部に開口した空間Ｓ１を覆うカバー７と、前記空間Ｓ１の内側に配置されたモータ６と、を備える。前記モータ６は、前記筐体３から前記カバー７に向かう方向において、前記カバー７から突出する部分を備えるシャフト８と、前記シャフト８とともに、前記カバー７に回転可能に支持されたロータ６１と、前記カバー７と前記ロータ６１とで囲まれたステータ６２と、を備える。 【選択図】図４

Inventors

• 大塚 誠

Assignees

• ミネベアミツミ株式会社

Dates

Publication Date

20260512

Application Date

20241024

Claims (6)

1. 外部に開口した空間を有する筐体と、 前記外部に開口した空間を覆うカバーと、 前記空間の内側に配置されたモータと、を備え、 前記モータは、 前記筐体から前記カバーに向かう方向において、前記カバーから突出する部分を備えるシャフトと、 前記シャフトとともに、前記カバーに回転可能に支持されたロータと、 前記カバーと前記ロータとで囲まれたステータと、を備える、無人機。
2. 前記カバーの一部分は、前記シャフトを前記カバーに対して回転可能に支持する軸受を収容している、 請求項１に記載の無人機。
3. 前記ステータは前記カバーに固定されている、 請求項１又は２に記載の無人機。
4. 前記外部に開口した空間を第１空間として、 径方向において、前記ステータの内側に形成された第２空間と前記第１空間とがつながっている、 請求項１から３のいずれかに記載の無人機。
5. 前記前記カバーから突出する部分に取り付けられたプロペラを備える、 請求項１から４のいずれかに記載の無人機。
6. 前記前記カバーから突出する部分はフランジを備え、 前記フランジに前記プロペラが取り付けられている、請求項５に記載の無人機。

Description

本発明は、無人機に関する。 例えば特許文献１には、複数のフレーム部を有する飛行体が開示されている。各フレーム部の先端部には、プロペラと、当該プロペラを回転させるモータと、が組み込まれている。各フレーム部の先端部の給排気口に配置された送風ファンによって各フレーム部内に外気が取り込まれる。 特開２０２０－１３１７８１号公報 本発明の一実施形態に係る無人機１の一部の構造を概略的に示す斜視図である。一具体例に係る推進装置２の構造を概略的に示す分解斜視図である。図１の３－３線に沿った断面図である。図１の４－４線に沿った部分拡大断面図である。図４の５－５線に沿った部分拡大断面図である。図３に対応し、一具体例に係る推進装置２の部分拡大断面図である。図３に対応し、他の具体例に係る推進装置２の断面図である。 以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る無人機１の一部の構造を概略的に示す斜視図である。無人機１は、複数の推進装置２を有するいわゆるマルチコプタである。無人機１は、本体（図示せず）と、複数のアーム（図示せず）と、複数の推進装置２と、を備える。本体は例えば無人機１の中心に配置される。複数のアームは本体からそれぞれ所定の方向に延在する。各推進装置２は例えば各アームの先端に取り付けられる。 なお、無人機１に関する以下の実施形態の説明において、便宜的に「上」、「下」、「前」及び「後」等の記載を用いるが、「上」及び「下」の記載は必ずしも重力方向における上及び下と一致しなくてもよく、推進装置２単体で見た場合においてそれぞれ便宜的に上及び下を規定する。また、「前」及び「後」の記載は必ずしも無人機１の進行方向における前及び後と一致しなくてもよく、推進装置２単体で見た場合においてそれぞれ便宜的に前及び後を規定する。 無人機１の本体の筐体内には、無人機１の駆動を制御する制御装置やバッテリ、各種のセンサ、カメラ等の部品が組み込まれる。この筐体から例えば放射状に複数のアームが延在する。アームは、例えば円筒状の金属材料や樹脂材料から形成される。アームの内部空間に収容された配線が、本体に組み込まれたバッテリ等と推進装置２とを接続する。こうして本体のバッテリから推進装置２に電力が供給される。なお、例えば１つの先端を有するアームに代えて、例えば２つの先端を有するＴ字状のアームが用いられてもよい。 図２は、一具体例に係る推進装置２の構造を概略的に示す分解斜視図である。図３は、図１の３－３線に沿った断面図である。図１～図３を併せて参照すると、一具体例に係る推進装置２は、筐体３と、モータユニット４と、プロペラ５と、を備えている。筐体３は、この例では、推進装置２の前後方向に延在する軸線ｘ１を中心軸線とする概ね円柱状の外形を有している。筐体３は、本体３１と、蓋３２と、を有している。本体３１及び蓋３２は例えば金属材料や樹脂材料から形成される。 この例では、軸線ｘ１において、筐体３の前端は、前方に向かうにつれて次第に縮径する形状を有する。また軸線ｘ１において、筐体３の後端は、後方に向かうにつれて次第に後端の幅が小さくなる形状を有する。本体３１の内部には中空の第１空間Ｓ１が形成される。第１空間Ｓ１は、第１開口３３と、第２開口３４と、第３開口３５と、で外部に開口している。第１開口３３は筐体３の本体３１の上側に形成される。この例では、第１開口３３は、本体３１の上側に形成される凹部３６内に規定される。第２開口３４は本体３１の下側に形成される。第３開口３５は本体３１の後端に形成される。なお、筐体３の上記形状は一例であり、筐体３は、少なくとも第１開口３３及び第３開口３５を有している限り、その他の形状を有してもよい。 本体３１の上側の凹部３６内にモータユニット４が配置されることによって、第１開口３３はモータユニット４で覆われる。こうしてモータユニット４は第１空間Ｓ１の内側に配置される。すなわち、第１開口３３はモータユニット４で塞がれる。第２開口３４は蓋３２で覆われる。すなわち、第２開口３４は蓋３２で塞がれる。なお、蓋３２は本体３１に取り外し可能に取り付けられてもよい。一方で、第３開口３５には、本体から延在するアーム（図示せず）が装着される。こうして第３開口３５はアームで塞がれる。 モータユニット４は、モータ６と、カバー７と、を有している。この例では、カバー７がモータ６よりも上側に配置されている。カバー７は、カバー７よりも上側に突出するモータ６のシャフト８に取り付けられている。カバー７は、本体３１の凹部３６の底面３７に取り付けられる。こうしてカバー７は第１開口３３を覆っている。カバー７は、例えば１以上、この例では４本のボルト７１等の固定部材によって本体３１に取り付けられている。カバー７よりも下側にモータ６が配置されているので、モータ６は第１空間Ｓ１の内側に収容される。 プロペラ５はモータ６のシャフト８に取り付けられている。モータ６の働きで、プロペラ５は、軸線ｘ１に直交する回転軸線ｘ２回りに回転することができる。この例では、プロペラ５は、回転軸線ｘ２に直交する方向に相互に反対向きに延在する１対の羽根５１、５１から構成される。なお、プロペラ５には、その他の枚数の羽根を有するプロペラが用いられてもよい。こうして回転軸線ｘ２回りにプロペラ５が回転することによって、推進装置２は、無人機１に揚力や推進力を生成するように構成される。 図４は、図１の４－４線に沿った部分拡大断面図である。カバー７は、カバー本体７２と、プッシャ７３と、を有している。カバー本体７２は、回転軸線ｘ２に直交する平面に沿って広がる平板状の部分（以下、「平板部」という。）７４を有している。平板部７４は、回転軸線ｘ２周りに環状に形成される。カバー７は、平板部７４の下面の一部で、筐体３の本体３１の凹部３６の底面３７に受け止められる。ボルト７１は、平板部７４に形成された貫通孔７４ａ（図２参照）を通って本体３１にねじ込まれる。カバー本体７２及びプッシャ７３は例えば金属材料や樹脂材料から形成される。 カバー本体７２は、平板部７４の下面から下側に延在する内周側の部分（以下、「内周部」という。）７５及び外周側の部分（以下、「外周部」という。）７６を有している。内周部７５及び外周部７６はいずれも、回転軸線ｘ２を中心軸線とする円筒状に形成される。内周部７５の外周面は、回転軸線ｘ２に直交する径方向において、外周部７６の内周面に対向している。この例では、内周部７５は、平板部７４の内周側の端部から下側に延在する。平たい環状のプッシャ７３は、平板部７４の内周側の端部に配置される。プッシャ７３の詳細については後述する。 モータ６はいわゆるアウターロータタイプのモータである。モータ６は、シャフト８と、ロータ６１と、ステータ６２と、を有している。ロータ６１はシャフト８に取り付けられている。一方で、ステータ６２はカバー７に取り付けられている。シャフト８は、例えば回転軸線ｘ２の方向（以下、「回転軸方向」という。）において１対の軸受９、９を介してカバー７すなわちステータ６２に対して回転軸線ｘ２回りに回転可能に支持されている。軸受９は例えばボールベアリングである。ただし、軸受９には例えばボールベアリング以外の他のベアリングが用いられてもよい。 シャフト８は、軸状の部分（以下、「軸部」という。）８１と、円盤状のフランジ８２と、を有している。軸部８１とフランジ８２とは例えば金属材料から一体的に形成される。シャフト８は、軸部８１で１対の軸受９、９の内輪に保持されている。軸受９、９の外輪は内周部７５の内周面に保持されている。各軸受９は、例えば内周部７５の内周面や軸部８１の外周面に嵌め込まれて固定されている。固定にあたって接着剤が用いられてもよい。こうしてカバー７の一部すなわち内周部７５が、カバー７に対してシャフト８を回転可能に支持する軸受９、９を収容している。 プッシャ７３は、回転軸線ｘ２周りに平たい環状に形成されている。プッシャ７３の外周面には雄ねじが切られている一方で、内周部７５の上端の内周面には雌ねじが切られている。その結果、プッシャ７３は、回転軸線ｘ２周りに内周部７５の上端にねじ込まれることによってカバー本体７１に取り付けられる。こうしてプッシャ７３は、回転軸方向における上側の軸受９の外輪に所定の予圧を付与することができる。なお、プッシャ７３の内周側の端部は、シャフト８の軸部８１の外周面に対して所定の隙間を介して対向している。 フランジ８２は、軸部８１の上端から、回転軸線ｘ２に直交する径方向に延在して平たい円盤状に形成される。径方向において、フランジ８２の寸法は軸部８１の寸法よりも大きい。軸部８１の一部及びフランジ８２は、筐体３からカバー７に向かう方向、この例では、回転軸方向において上側に向かう方向において、カバー７から突出する部分である。フランジ８２の上面にプロペラ５が取り付けられている。取り付けにあたって例えばボルト等の固定部材（図示せず）が用いられてもよい。 ロータ６１は、ホルダ６３と、ヨーク６４と、マグネット６５と、を有している。ホルダ６３は、シャフト８の軸部８１の下端に取り付けられる。ホルダ６３は、例えば回転軸線ｘ２を中心軸線とする円盤状に形成される。ホルダ６３は例えば金属材料や樹脂材料から形成される。ホルダ６３の外周側の端部には、回転軸線ｘ２を中心軸線とする円筒状のヨーク６４が取り付けられている。ヨーク６４は例えば磁性材料を用いて形成される。ヨーク６４の内周面には、回転軸線ｘ２を中心軸線とする円筒状のマグネット６５が取り付けられている。マグネット６５は例えば永久磁石である。 この例では、ヨーク６４及びマグネット６５の上端は、回転軸方向において、所定の隙間を介してカバー７のカバー本体７２の平板部７４の下面に対して対向している。また、ヨーク６４の外周面は、径方向において、所定の隙間を介して筐体３の本体３１の内面に対向している。さらに、マグネット６５の内周面は、カバー７の外周部７６の外周面に所定の隙間を介して対向している。また、ホルダ６３の下面は、回転軸方向において、筐体３の蓋３２に対して第１空間Ｓ１を介して対向している。ロータ６１は、シャフト８とともにカバー７に回転可能に支持されている。 図２～図４に示すように、径方向において、カバー７のカバー本体７２の平板部７４は、第１開口３３及びモータ６よりも大きく広がっている。すなわち、平板部７４は、回転軸線ｘ２周りに第１開口３３の全周を覆っている。モータ６は、第１開口３３内に収容されているので、径方向において平板部７４はモータ６よりも大きい。回転軸線ｘ２に沿って上側から見た平面視において、平板部７４の輪郭内にモータ６の輪郭が配置される。また、モータ６は、ホルダが上側に配置されて当該ホルダから下側に円筒状に延在する従来の配置とは上下逆さまに配置されている。 図５は、図４の５－５線に沿った部分拡大断面図である。図４及び図５を併せて参照すると、カバー７の外周部７６の外周面にはステータ６２が固定されている。ステータ６２は、磁性体としてのステータコア６６と、複数のコイル６７と、インシュレータ６８と、を有している。ステータコア６６は例えば磁性材料の積層体から形成されている。ステータコア６６は、円筒状の部分（以下、「円筒部」という。）６６ａと、円筒部６６ａの外周面から径方向に外周側に延在する複数のティース６６ｂと、を有している。ステータコア６６は、円筒部６６ａの内周面でカバー７の外周部７６の外周面に保持されている。こうしてステータ６２はロータ６１とカバー７とで囲まれている。 回転軸線ｘ２周りの周方向に配列された各ティース６６ｂにコイル６７が巻き付けられる。ティース６６ｂとコイル６７との間に、例えば樹脂などの絶縁材料で形成されたインシュレータ６８が配置される。こうしてステータコア６