(57)【要約】      （修正有）【課題】モータ内部に水または粉塵が侵入することを抑制するアウターロータ型モータを提供する。【解決手段】無人航空機用のアウターロータ型モータ１は、上下に延びる中心軸Ｃを中心として回転するシャフト１１を有する回転部１０と、シャフトを支持する軸受２０と、軸受を支持するハウジング３１を有する静止部３０と、を有する。回転部は、マグネット１２と、径方向内側面にマグネットを保持するロータヨーク１３と、を有する。静止部は、マグネットよりも径方向内方に位置するステータ３２と、ステータの軸方向下方に位置してハウジングを支持するベース部３３と、ベース部の径方向外端に位置するベース外端部に固定される下シール部材３４と、を有する。下シール部材は、ロータヨークの径方向内側面と径方向に対向する。【選択図】図１
2020072530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人航空機用のアウターロータ型モータであって、
上下に延びる中心軸を中心として回転するシャフトを有する回転部と、
前記シャフトを支持する軸受と、
前記軸受を支持するハウジングを有する静止部と、
を有し、
前記回転部は、
マグネットと、
径方向内側面に前記マグネットを保持するロータヨークと、
を有し、
前記静止部は、
前記マグネットよりも径方向内方に位置するステータと、
前記ステータの軸方向下方に位置して前記ハウジングを支持するベース部と、
前記ベース部の径方向外端に位置するベース外端部に固定される下シール部材と、
を有し、
前記下シール部材は、前記ロータヨークの径方向内側面と径方向に対向する、アウターロータ型モータ。
【請求項２】
前記下シール部材は、前記ロータヨークの径方向内側面と径方向に接触する、請求項１に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項３】
前記下シール部材は、
前記ベース外端部に接触する第１下シール部と、
前記第１下シール部の径方向外端に位置する第１下シール外端部から前記ロータヨークの径方向内側面に向かって延びる第２下シール部と、
を有し、
前記第２下シール部は、径方向外方に向かうに従って軸方向下方に傾斜する、請求項１または２に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項４】
前記ロータヨークは、
中心軸の周りに筒状であるヨーク筒部と、
前記ヨーク筒部の軸方向下端から径方向内方に延びるヨーク底部と、
を有し、
前記ヨーク底部は、前記第２下シール部の少なくとも一部と軸方向に対向し、
前記ヨーク底部の径方向内端に位置するヨーク底部内端部は、前記第２下シール部の径方向内端に位置する第２下シール内端部よりも径方向外方に位置する、請求項３に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項５】
前記ベース部は、
前記第１下シール部と径方向に接触する第１ベース部と、
前記第１ベース部よりも外径が大きく、前記第１下シール部と軸方向に接触する第２ベース部と、
を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項６】
前記第２ベース部は、前記第１ベース部の軸方向上方に位置する、請求項５に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項７】
前記第２ベース部は、前記第１ベース部の軸方向下方に位置する、請求項５に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項８】
前記第２ベース部は、
前記第１ベース部の軸方向上方に位置する上側第２ベース部と、
前記第１ベース部の軸方向下方に位置する下側第２ベース部と、
を有する、請求項５に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項９】
前記ハウジングは、
径方向内方に前記軸受を保持する第１ハウジングと、
径方向外方に前記ステータを保持する第２ハウジングと、
を有し、
前記静止部は、
前記第１ハウジングの径方向外側面と前記第２ハウジングの径方向内側面とを接続する放熱板を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項１０】
前記第２ハウジングは金属である、請求項９に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項１１】
前記回転部は、
前記ロータヨークの軸方向上端に位置するヨーク上端部に接続され、前記ステータおよび前記第２ハウジングを軸方向上方から覆う蓋部を有し、
前記蓋部は、
前記放熱板よりも軸方向上方に位置し、前記第２ハウジングと径方向に対向する第１対向面を有し、
前記静止部は、
前記第２ハウジングの径方向内方に固定される上シール部材を有し、
前記上シール部材は、前記蓋部の前記第１対向面と径方向に対向する、請求項９または１０に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項１２】
前記上シール部材は、前記蓋部の前記第１対向面と径方向に接触する、請求項１１に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項１３】
前記回転部は、前記シャフトを保持するシャフトホルダを有し、
前記シャフトホルダは、
前記中心軸の周りに筒状のホルダ筒部と、
前記ホルダ筒部において前記蓋部よりも軸方向上方の位置から径方向外方に向かって延びる鍔部と、
を有する、請求項１２に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項１４】
前記シャフトホルダは、
前記ホルダ筒部と径方向に接触し、前記鍔部と軸方向に接触する板状部を有する、請求項１３に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項１５】
前記蓋部は、前記ホルダ筒部と径方向に対向する第２対向面を有し、
前記シャフトホルダの前記鍔部は、軸方向から見て、前記蓋部の少なくとも前記第２対向面の位置まで径方向外方に向かって延びる、請求項１４に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項１６】
前記上シール部材は、
前記第２ハウジングと接触する第１上シール部と、
前記第１上シール部の径方向内端に位置する第１上シール内端部から前記蓋部の前記第１対向面に向かって延びる第２上シール部と、
を有し、
前記第２上シール部は、径方向内方に向かうに従って軸方向下方に傾斜する、請求項１１から１５のいずれか１項に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項１７】
前記蓋部は、
中心軸の周りに筒状である蓋筒部と、
前記蓋筒部の軸方向下端から径方向外方に延びる蓋底部と、
を有し、
前記蓋底部は、前記第２上シール部の少なくとも一部と軸方向に対向し、
前記蓋底部の径方向外端に位置する蓋底部外端部は、前記第２上シール部の径方向外端に位置する第２上シール外端部よりも径方向内方に位置する、請求項１６に記載のアウターロータ型モータ。
【請求項１８】
前記第２ハウジングは、
前記上シール部材と径方向に接触する第１支持面と、
前記上シール部材と軸方向に接触する第２支持面と、
を有する、請求項１１から１７のいずれか１項に記載のアウターロータ型モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アウターロータ型モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドローンと呼ばれる無人航空機のプロペラを回転させるモータとして、例えば特許文献１に開示されたモータがある。特許文献１のモータは、アウターロータ型モータである。上記モータは、回転子と、固定子と、ベース部と、を有する。回転子は、永久磁石を有する。固定子は、固定子コイルを有する。ベース部は、固定子を支持する。回転子の外周面における下端と、ベース部の外周面における上端との間には、モータの軸方向に隙間が設けられる。回転子には、防水リング部が装着される。上記隙間は、防水リング部によって覆われる。これにより、雨天時において、上記隙間を介してのモータ内部への水滴の浸入が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１８／０２９７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１の構成では、防水リングは、ベース部と径方向に離間した位置にある。したがって、径方向において、防水リングとベース部との間に隙間が形成される。このため、例えば無人航空機の低空飛行時に、径方向の上記隙間を介して下方からモータ内部に水または粉塵が浸入する虞がある。上記水または粉塵がモータ内部に浸入すると、モータの寿命が短くなる虞がある。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑み、無人航空機用途で使用される場合でも、低空飛行時に下方からモータ内部に水または粉塵が浸入することを抑制できるアウターロータ型モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の例示的なアウターロータ型モータは、無人航空機用のアウターロータ型モータであって、上下に延びる中心軸を中心として回転するシャフトを有する回転部と、前記シャフトを支持する軸受と、前記軸受を支持するハウジングを有する静止部と、を有し、前記回転部は、マグネットと、径方向内側面に前記マグネットを保持するロータヨークと、を有し、前記静止部は、前記マグネットよりも径方向内方に位置するステータと、前記ステータの軸方向下方に位置して前記ハウジングを支持するベース部と、前記ベース部の径方向外端に位置するベース外端部に固定される下シール部材と、を有し、前記下シール部材は、前記ロータヨークの径方向内側面と径方向に対向する。
【発明の効果】
【０００７】
上記の構成によれば、アウターロータ型モータが無人航空機用途で使用される場合でも、低空飛行時に下方からモータ内部に水または粉塵が浸入することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明のアウターロータ型モータの例示的な実施形態に係るモータの概略の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、モータの下シール部材付近の構成を拡大して示す断面図である。
【図３】図３は、図１および図２のモータが有するベース部の他の構成を示す断面図である。
【図４】図４は、ベース部のさらに他の構成を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明のアウターロータ型モータの他の例示的な実施形態に係るモータの概略の構成を示す断面図である。
【図６】図６は、図５のモータが有する蓋部および上シール部材を拡大して示す断面図である。
【図７】図７は、モータのシャフトおよびシャフトホルダの平面図である。
【図８】図８は、シャフトホルダの回転位置の一例を示す平面図である。
【図９】図９は、シャフトホルダが図５の状態から回転したときのモータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、説明の便宜上、以下では、モータのシャフトの回転中心となる軸を「中心軸」と呼ぶ。そして、中心軸が延びる方向を「軸方向」と呼ぶ。
【００１０】
以下では、軸方向を上下方向とし、モータの上下方向を軸方向の上下方向と対応させて、各部の形状および位置関係を説明する。このとき、軸方向の一方を「上」とし、軸方向の他方を「下」とする。したがって、「上方」とは、軸方向上方を意味し、「下方」とは、軸方向下方を意味する。また、軸方向において、部材の上方の端部を「軸方向上端」または単に「上端」と呼び、部材の下方の端部を「軸方向下端」または単に「下端」と呼ぶ。さらに、部材において、上方を向く面を「上面」と呼び、下方を向く面を「下面」と呼ぶ。
【００１１】
中心軸を起点として中心軸と直交する方向を「径方向」と呼ぶ。そして、径方向において、中心軸に近づく方向を「径方向内方」と呼び、中心軸から離れる方向を「径方向外方」と呼ぶ。さらに、部材において、径方向内方を向く側面を「径方向内側面」と呼び、径方向外方を向く側面を「径方向外側面」と呼ぶ。また、部材において、径方向内方の端部を「径方向内端」と呼び、径方向外方の端部を「径方向外端」と呼ぶ。また、中心軸を中心として描かれる円弧に沿う方向を「周方向」と呼ぶ。
【００１２】
〔第１実施形態〕
＜１−１．モータの概略の構成＞
図１は、本発明のアウターロータ型モータの例示的な実施形態に係るモータ１の概略の構成を示す断面図である。モータ１は、ドローンなどの無人航空機に搭載される。そして、モータ１は、無人航空機のプロペラを回転させる。このようなモータ１は、回転部１０と、軸受２０と、静止部３０と、を有する。
【００１３】
回転部１０は、ロータとも呼ばれる。回転部１０は、シャフト１１と、マグネット１２と、ロータヨーク１３と、蓋部１４と、を有する。
【００１４】
シャフト１１は、上下方向に延びる中心軸Ｃを中心に回転する。シャフト１１は、例えばステンレス等の金属からなる柱状の部材で構成される。無人航空機のプロペラは、シャフト１１に固定される。
【００１５】
マグネット１２は、中心軸Ｃを周方向に囲む。ロータヨーク１３は、磁性体からなり、中心軸Ｃを周方向に囲む形状に形成される。ロータヨーク１３は、径方向内側面１３ａにマグネット１２を保持する。
【００１６】
蓋部１４は、例えば金属で構成される。蓋部１４は、ヨーク上端部１３ｂに接続される。ヨーク上端部１３ｂは、ロータヨーク１３の上端に位置する。蓋部１４は、静止部３０の後述するハウジング３１およびステータ３２を上方から覆う。
【００１７】
蓋部１４は、軸方向に貫通する貫通孔１４Ｐを有する。上記のシャフト１１は、蓋部１４の貫通孔１４Ｐに圧入される。これにより、シャフト１１、マグネット１２、ロータヨーク１３および蓋部１４を、中心軸Ｃを中心に一体的に回転させることが可能となる。
【００１８】
軸受２０は、シャフト１１を中心軸Ｃの周りに回転可能に支持する。軸受２０は、例えばボールベアリングで構成される。本実施形態では、軸受２０は、軸方向に離間して２つ配置される。なお、軸受２０は、スリーブベアリングで構成されてもよい。
【００１９】
静止部３０は、ハウジング３１と、ステータ３２と、ベース部３３と、下シール部材３４と、を有する。
【００２０】
ハウジング３１は、中心軸Ｃを周方向に囲む筒状に形成される。ハウジング３１は、径方向内方に軸受２０を保持する。また、ハウジング３１は、径方向外方にステータ３２を保持する。ハウジング３１は、例えば金属で構成されるが、樹脂で構成されてもよい。
【００２１】
ステータ３２は、回転部１０のマグネット１２よりも径方向内方に位置する。ステータ３２は、ステータコア３２１と、インシュレータ３２２と、コイル３２３と、を有する。
【００２２】
ステータコア３２１は、例えばケイ素鋼板等の電磁鋼板を上下に積層して構成される。インシュレータ３２２は、絶縁性を有する樹脂で構成される。インシュレータ３２２は、ステータコア３２１の外面を囲んで設けられる。コイル３２３は、インシュレータ３２２を介して、ステータコア３２１の周囲に巻き回された導線で構成される。コイル３２３には、図示しない回路基板から駆動電流が供給される。
【００２３】
ベース部３３は、ステータ３２の下方に位置してハウジング３１を支持する。本実施形態では、ベース部３３は、例えば金属で構成され、ハウジング３１と一体的に形成される。なお、例えばハウジング３１を樹脂で形成し、ベース部３３を金属で形成してもよい。この場合、ハウジング３１とベース部３３とは、例えば接着剤による接着や圧入などの手法で接続される。また、ベース部３３は、ベース外端部３３３を有する。ベース外端部３３３は、ベース部３３の径方向外端に位置する。
【００２４】
下シール部材３４は、例えば弾性を有するゴム系材料で構成される。ゴム系材料には、ニトリルゴム、シリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム等が含まれる。下シール部材３４は、中心軸Ｃを周方向に囲む形状に形成される。そして、下シール部材３４は、ベース外端部３３３に例えば接着剤によって固定される。
【００２５】
なお、下シール部材３４が径方向外方に広げる力に対して径方向内方に縮もうとする復元力を有する場合、上記復元力を利用して下シール部材３４をベース外端部３３３に固定することができる。この場合、下シール部材３４をベース外端部３３３に対して接着剤なしで固定することができる。なお、下シール部材３４の詳細な構成については後述する。
【００２６】
以上より、本実施形態のモータ１は、以下のように表現できる。すなわち、本実施形態のモータ１は、無人航空機用のアウターロータ型モータであって、上下に延びる中心軸Ｃを中心として回転するシャフト１１を有する回転部１０と、シャフト１１を支持する軸受２０と、軸受２０を支持するハウジング３１を有する静止部３０と、を有する。回転部１０は、マグネット１２と、径方向内側面１３ａにマグネット１２を保持するロータヨーク１３と、を有する。静止部３０は、マグネット１２よりも径方向内方に位置するステータ３２と、ステータ３２の軸方向下方に位置してハウジング３１を支持するベース部３３と、ベース部３３の径方向外端に位置するベース外端部３３３に固定される下シール部材３４と、を有する。
【００２７】
上記の構成において、コイル３２３に駆動電流が供給されると、ステータコア３２１に径方向の磁束が生じる。ステータコア３２１の磁束によって生じる磁界と、マグネット１２によって生じる磁界とが作用し、回転部１０の周方向にトルクが発生する。このトルクにより、回転部１０は、中心軸Ｃを中心として回転する。そして、回転部１０のシャフト１１と接続される図示しないプロペラが回転する。これにより、無人航空機は、飛行可能となる。
【００２８】
ここで、本実施形態では、図１に示すように、下シール部材３４は、ロータヨーク１３の径方向内側面１３ａと径方向に対向する。これにより、ベース外端部３３３とロータヨーク１３の径方向内側面１３ａとの間の隙間を介して下方から水または粉塵が浸入することを、下シール部材３４によって抑制できる。したがって、モータ１が無人航空機用途で使用される場合でも、低空飛行時に下方からモータ１の内部に水または粉塵が浸入することを抑制できる。
【００２９】
また、例えばベース部３３がロータヨーク１３よりも下方の位置で径方向外方に延び、ベース外端部３３３がロータヨーク１３よりも径方向外方に位置すると、雨天時において、雨水がベース部３３の上面に溜まる虞がある。この場合、溜まった雨水が、ベース部３３の上面を径方向内方につたってモータ１の内部に浸入する虞がある。しかし、本実施形態では、下シール部材３４がロータヨーク１３の径方向内側面１３ａと径方向に対向することにより、下シール部材３４が固定されるベース外端部３３３は、ロータヨーク１３よりも径方向内方に位置する。このため、雨水がベース部３３の上面に付着して溜まることはない。したがって、雨水がベース部３３の上面をつたってモータ１の内部に浸入することも抑制できる。
【００３０】
特に、本実施形態では、下シール部材３４は、ロータヨーク１３の径方向内側面１３ａと径方向に接触する。この場合、ベース外端部３３３と径方向内側面１３ａとの間の径方向の隙間が、下シール部材３４によって完全に塞がれる。したがって、モータ１の下方からの水または粉塵の浸入を抑制する効果を高めることができる。
【００３１】
なお、下シール部材３４が径方向内側面１３ａと径方向に対向する構成は、下シール部材３４が径方向内側面１３ａと径方向に接触する構成には限定されない。例えば、下シール部材３４は、径方向内側面１３ａと微小隙間を介して径方向に離間して位置してもよい。この場合でも、下シール部材３４の存在により、モータ１の下方からの水または粉塵の浸入を抑制する効果は得られる。
【００３２】
なお、下シール部材３４が径方向内側面１３ａと常時接触する場合、回転部１０が回転したときに、下シール部材３４が径方向内側面１３ａとの接触によって摩耗する。そして、摩耗の程度によっては、下シール部材３４を新しい部品と交換することが必要となる。したがって、下シール部材３４を径方向内側面１３ａと接触させるか、離間させるかは、モータ１の下方からの水または粉塵の浸入を抑制する効果として求められるレベルと、下シール部材３４の摩耗による交換の手間とを考慮して決定されればよい。
【００３３】
＜１−２．下シール部材の詳細＞
（１−２−１．下シール部材の構成）
次に、上記した下シール部材３４の詳細について説明する。図２は、モータ１の下シール部材３４付近の構成を拡大して示す断面図である。下シール部材３４は、第１下シール部３４１と、第２下シール部３４２と、を有する。
【００３４】
第１下シール部３４１は、中心軸Ｃを周方向に囲む筒状に形成される。第１下シール部３４１は、ベース外端部３３３に接触し、固定される。第２下シール部３４２は、第１下シール部３４１の第１下シール外端部３４１ａに接続される。第１下シール外端部３４１ａは、第１下シール部３４１の径方向外端に位置する。そして、第２下シール部３４２は、第１下シール外端部３４１ａからロータヨーク１３の径方向内側面１３ａに向かって延びる。本実施形態では、第１下シール部３４１と、第２下シール部３４２とは、一体的に構成されるが、別部材で構成されて互いに接続されてもよい。
【００３５】
すなわち、下シール部材３４は、ベース外端部３３３に接触する第１下シール部３４１と、第１下シール部３４１の径方向外端に位置する第１下シール外端部３４１ａからロータヨーク１３の径方向内側面１３ａに向かって延びる第２下シール部３４２と、を有する。
【００３６】
ここで、第２下シール部３４２は、径方向外方に向かうに従ってステータ３２から離れる方向に傾斜する。すなわち、第２下シール部３４２は、径方向外方に向かうに従って軸方向下方に傾斜する。
【００３７】
この構成では、第１下シール部３４１と第２下シール部３４２との連結部分に、上方に窪む溝Ｇ１ができる。これにより、ロータヨーク１３の径方向内側面１３ａとベース外端部３３３との間に下方から浸入する水または粉塵を、溝Ｇ１で堰き止めることができる。したがって、上記水または粉塵のモータ１の内部への浸入を抑制できる。また、下シール部材３４がゴム系材料で構成されると、下方から浸入する水または粉塵が第２下シール部３４２を上方に押し上げる。これにより、第２下シール部３４２は径方向外方に広がり、ロータヨーク１３の径方向内側面１３ａに接近する。その結果、下方からの水または粉塵の浸入をさらに抑制できる。
【００３８】
（１−２−２．下シール部材とロータヨークとの位置関係）
上述したロータヨーク１３は、ヨーク筒部１３１と、ヨーク底部１３２と、を有する。ヨーク筒部１３１は、中心軸Ｃの周りに筒状に形成される。ヨーク底部１３２は、ヨーク筒部１３１の下端から中心軸Ｃに近づく方向に延びる。
【００３９】
ヨーク底部１３２は、第２下シール部３４２の一部の下方に位置する。したがって、ヨーク底部１３２は、第２下シール部３４２の一部と軸方向に対向する。このとき、ヨーク底部１３２は、第２下シール部３４２の全部の下方に位置してもよい。この場合、ヨーク底部１３２は、第２下シール部３４２の全部と軸方向に対向する。
【００４０】
すなわち、ロータヨーク１３は、中心軸Ｃの周りに筒状であるヨーク筒部１３１と、ヨーク筒部１３１の軸方向下端から径方向内方に延びるヨーク底部１３２と、を有し、ヨーク底部１３２は、第２下シール部３４２の少なくとも一部と軸方向に対向する。
【００４１】
ヨーク底部１３２は、ヨーク底部内端部１３２ａを有する。ヨーク底部内端部１３２ａは、ヨーク底部１３２の径方向内端に位置する。
【００４２】
第２下シール部３４２は、第２下シール内端部３４２ａを有する。第２下シール内端部３４２ａは、第２下シール部３４２の径方向内端に位置し、第１下シール外端部３４１ａと接続される。
【００４３】
本実施形態では、ヨーク底部内端部１３２ａは、第２下シール内端部３４２ａよりも径方向外方に位置する。すなわち、ヨーク底部１３２の径方向内端に位置するヨーク底部内端部１３２ａは、第２下シール部３４２の径方向内端に位置する第２下シール内端３４２ａ部よりも径方向外方に位置する。
【００４４】
この構成では、下シール部材３４をベース外端部３３３に固定した後、ロータヨーク１３を含む回転部１０を静止部３０に対して上方から嵌め込む際に、ヨーク底部１３２を第２下シール部３４２に接触させて第２下シール部３４２を下方に押し下げながら嵌め込むことができる。これにより、回転部１０の嵌め込みが容易となり、モータ１の製造が容易となる。
【００４５】
＜１−３．ベース部の詳細＞
図２で示したように、ベース部３３は、第１ベース部３３１と、第２ベース部３３２と、を有する。第１ベース部３３１は、例えば金属で構成され、中心軸Ｃを周方向に囲む筒状で形成される。第１ベース部３３１は、第１ベース外端部３３１ａを有する。第１ベース外端部３３１ａは、第１ベース部３３１の径方向外端に位置する。第１ベース外端部３３１ａは、下シール部材３４の第１下シール部３４１と径方向に接触する。
【００４６】
第２ベース部３３２は、例えば金属で構成され、第１ベース部３３１よりも外径が大きい筒状で形成される。第２ベース部３３２は、第１ベース部３３１と軸方向に連結される。第２ベース部３３２は、第２ベース外端部３３２ａを有する。第２ベース外端部３３２ａは、第２ベース部３３２の径方向外端に位置する。上記したベース外端部３３３は、第１ベース外端部３３１ａと第２ベース外端部３３２ａとを軸方向に連結して構成される。
【００４７】
第２ベース外端部３３２ａは、第１下シール部３４１に対して軸方向上方に位置する。これにより、第２ベース外端部３３２ａは、第１下シール部３４１と軸方向上方から接触する。
【００４８】
なお、第１ベース部３３１と第２ベース部３３２とは、一体的に構成されてもよいし、別部材で構成されて軸方向に接続されてもよい。第１ベース部３３１および第２ベース部３３２は、径方向内方においてハウジング３１を支持する。
【００４９】
すなわち、ベース部３３は、第１下シール部３４１と径方向に接触する第１ベース部３３１と、第１ベース部３３１よりも外径が大きく、第１下シール部３４１と軸方向に接触する第２ベース部３３２と、を有する。この構成では、第１下シール部３４１を有する下シール部材３４は、ベース部３３に対して互いに垂直な２方向で接触する。これにより、下シール部材３４をベース部３３に安定して固定することができる。
【００５０】
また、図２の構成では、第２ベース部３３２は、第１ベース部３３１の軸方向上方に位置する。この場合、下シール部材３４を第１ベース部３３１に対して下方から嵌め込んで固定することができる。また、下シール部材３４の上方への必要以上の進行が第２ベース部３３２によって阻止される。これにより、軸方向における下シール部材３４の位置決めが可能となる。
【００５１】
ベース部３３は、図１および図２の構成には限定されない。図３は、ベース部３３の他の構成を示す断面図である。図３の構成では、第２ベース部３３２は、第１ベース部３３１の軸方向下方に位置する。この場合、例えばステータ３２をハウジング３１に取り付ける前に、下シール部材３４を第１ベース部３３１に対して上方から嵌め込んで固定することができる。また、下シール部材３４の下方への必要以上の進行が第２ベース部３３２によって阻止される。したがって、この構成であっても、軸方向における下シール部材３４の位置決めが可能となる。
【００５２】
図４は、ベース部３３のさらに他の構成を示す断面図である。図４に示すように、第２ベース部３３２は、上側第２ベース部３３２１と、下側第２ベース部３３２２と、を有する構成であってもよい。上側第２ベース部３３２１は、第１ベース部３３１に対して上方に位置する。下側第２ベース部３３２２は、第１ベース部３３１に対して下方に位置する。
【００５３】
すなわち、第２ベース部３３２は、第１ベース部３３１の軸方向上方に位置する上側第２ベース部３３２１と、第１ベース部３３１の軸方向下方に位置する下側第２ベース部３３２２と、を有する。この構成では、下シール部材３４は、軸方向において上側第２ベース部３３２１と下側第２ベース部３３２２とで挟まれる。このため、接着剤を用いることなく、下シール部材３４をベース部３３に固定することができる。
【００５４】
なお、図４の構成において、第１ベース部３３１に対して下シール部材３４を軸方向から嵌め込む方法としては、例えば以下の方法が考えられる。すなわち、下シール部材３４に外力を加えて、下シール部材３４を下側第２ベース部３３２２の外径よりも径方向外方に広げる。そして、下シール部材３４を広げた状態で、下シール部材３４を第１ベース部３３１に下方から、下側第２ベース部３３２２を乗り越えるようにして嵌め込む。その後、下シール部材３４に加えた径方向外方への外力を解除する。これにより、下シール部材３４の第１ベース部３３１への嵌め込みが終了する。
【００５５】
〔第２実施形態〕
＜２−１．モータの構成＞
図５は、本発明のアウターロータ型モータの他の例示的な実施形態に係るモータ１の概略の構成を示す断面図である。本実施形態のモータ１は、基本的な構成は第１実施形態と共通する。以下、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と共通する構成に同一の参照番号を付記する。
【００５６】
本実施形態では、モータ１のハウジング３１は、第１ハウジング３１１と、第２ハウジング３１２と、を有する。第１ハウジング３１１は、中心軸Ｃを周方向に囲む形状に形成される。第１ハウジング３１１は、径方向内方に軸受２０を保持する。第２ハウジング３１２は、第１ハウジング３１１よりも径方向外方で、中心軸Ｃを周方向に囲む形状に形成される。第２ハウジング３１２は、径方向外方にステータ３２を保持する。すなわち、ハウジング３１は、径方向内方に軸受２０を保持する第１ハウジング３１１と、径方向外方にステータ３２を保持する第２ハウジング３１２と、を有する。
【００５７】
第１ハウジング３１１と第２ハウジング３１２とは、径方向に離間して配置される。したがって、第１ハウジング３１１の径方向外側面３１１ａと、第２ハウジング３１２の径方向内側面３１２ａとの間には、隙間Ｔが形成される。隙間Ｔは、ハウジング３１の下端の開口部３１ａを介して外部と連通する。
【００５８】
本実施形態では、静止部３０は、放熱板３５を有する。放熱板３５は、例えばヒートシンクで構成される。ヒートシンクは、アルミニウム、鉄、銅などの熱伝導性に優れた金属材料からなる。放熱板３５の形状は、板状であってもよいし、放熱効率を向上させるために表面積を広げたフィン形状であってもよい。
【００５９】
放熱板３５は、径方向において、第１ハウジング３１１の径方向外側面３１１ａと、第２ハウジング３１２の径方向内側面３１２ａとの間に位置する。そして、放熱板３５は、径方向外側面３１１ａと径方向内側面３１２ａとを径方向に接続する。すなわち、静止部３０は、第１ハウジング３１１の径方向外側面３１１ａと第２ハウジング３１２の径方向内側面３１２ａとを接続する放熱板３５を有する。
【００６０】
本実施形態では、放熱板３５は、４つ設けられる。４つの放熱板３５は、第１ハウジング３１１の径方向外側面３１１ａと第２ハウジング３１２の径方向内側面３１２ａとの間で周方向に９０°ずつ離間して配置される。したがって、第１ハウジング３１１の径方向外側面３１１ａと第２ハウジング３１２の径方向内側面３１２ａとは、周方向の異なる４箇所で各放熱板３５によって接続される。なお、放熱板３５の数は、上記の４つには限定されず、１つであってもよいし、４つ以外の複数であってもよい。
【００６１】
このように、静止部３０が放熱板３５を有することにより、モータ１内で発生した熱を放熱板３５に伝達し、放熱板３５で逃がすことができる。例えばステータ３２で発生した熱を放熱板３５で逃がすことができる。これにより、モータ１を冷却することができる。
【００６２】
特に、本実施形態では、第２ハウジング３１２は金属である。これにより、ステータ３２で発生した熱を、第２ハウジング３１２を介して放熱板３５に効率よく伝達することができる。したがって、放熱板３５での放熱によるモータ１の冷却効果を高めることができる。ただし、第２ハウジング３１２は、樹脂で構成されてもよい。
【００６３】
＜２−２．蓋部および上シール部材について＞
先の第１実施形態では、回転部１０の蓋部１４は、ステータ３２を覆うとともに、ハウジング３１の全体を覆う。これに対して、本実施形態では、蓋部１４は、ステータ３２を覆うとともに、ハウジング３１の一部である第２ハウジング３１２を覆う。すなわち、回転部１０は、ロータヨーク１３の軸方向上端に位置するヨーク上端部１３ｂに接続され、ステータ３２および第２ハウジング３１２を軸方向上方から覆う蓋部１４を有する。
【００６４】
本実施形態のモータ１は、後述するシャフトホルダ１５を有する。シャフトホルダ１５は、蓋部１４よりも径方向内方に位置する。蓋部１４は、シャフトホルダ１５に周方向の４箇所で支持される。
【００６５】
図６は、本実施形態の蓋部１４および後述する上シール部材３６を拡大して示す断面図である。蓋部１４は、第１対向面１４ａを有する。第１対向面１４ａは、放熱板３５よりも上方に位置し、第２ハウジング３１２と径方向に対向する。本実施形態において、第１対向面１４ａは、後述する上シール部材３６を介して第２ハウジング３１２と径方向に対向する。すなわち、蓋部１４は、放熱板３５よりも軸方向上方に位置し、第２ハウジング３１２と径方向に対向する第１対向面１４ａを有する。
【００６６】
本実施形態では、静止部３０は、上シール部材３６を有する。上シール部材３６は、下シール部材３４と同様に、例えば弾性を有するゴム系材料で構成される。ゴム系材料には、ニトリルゴム、シリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム等が含まれる。上シール部材３６は、中心軸Ｃを周方向に囲む形状に形成され、第２ハウジング３１２の径方向内方に例えば接着剤によって固定される。すなわち、静止部３０は、第２ハウジング３１２の径方向内方に固定される上シール部材３６を有する。なお、上シール部材３６の詳細な構成については後述する。
【００６７】
上シール部材３６は、蓋部１４の第１対向面１４ａと径方向に対向する。これにより、第２ハウジング３１２と蓋部１４との径方向の隙間を介して、ステータ３２およびマグネット１２に向かって水または粉塵が浸入することを、上シール部材３６によって抑制できる。
【００６８】
例えば、無人航空機の低空飛行時に、無人航空機のプロペラの回転によって水面付近の水または地表付近の粉塵が巻き上げられる。水面付近から巻き上げられた水または地表付近から巻き上げられた粉塵は、開口部３１ａおよび隙間Ｔを介して、第２ハウジング３１２と蓋部１４の第１対向面１４ａとの間に下方から浸入する虞がある。このような水または粉塵の浸入を、上シール部材３６によって抑制することができる。
【００６９】
特に、本実施形態では、図６に示すように、上シール部材３６は、蓋部１４の第１対向面１４ａと径方向に接触する。この場合、第２ハウジング３１２と蓋部１４の第１対向面１４ａとの間の径方向の隙間が、上シール部材３６によって塞がれる。したがって、上記隙間を介して下方からの水または粉塵の浸入を抑制する効果を高めることができる。
【００７０】
なお、上シール部材３６が第１対向面１４ａと径方向に対向する構成は、上シール部材３６が第１対向面１４ａと径方向に接触する構成には限定されない。例えば、上シール部材３６は、第１対向面１４ａと微小隙間を介して径方向に離間して位置してもよい。この場合でも、上シール部材３６の存在により、下方からの水または粉塵の浸入を抑制する効果は得られる。
【００７１】
なお、上シール部材３６が第１対向面１４ａと常時接触する場合、回転部１０が回転したときに、上シール部材３６が第１対向面１４ａとの接触によって摩耗する。そして、摩耗の程度によっては、上シール部材３６を新しい部品と交換することが必要となる。したがって、上シール部材３６を第１対向面１４ａと接触させるか、離間させるかは、下方からの水または粉塵の浸入を抑制する効果として求められるレベルと、上シール部材３６の摩耗による交換の手間とを考慮して決定されればよい。
【００７２】
＜２−３．シャフトホルダについて＞
本実施形態では、回転部１０は、シャフトホルダ１５を有する。シャフトホルダ１５は、例えば金属で構成され、シャフト１１を保持する。図７は、シャフト１１およびシャフトホルダ１５の平面図である。なお、図７では、参考のため、放熱板３５の位置を二点鎖線で示す。
【００７３】
シャフトホルダ１５は、ホルダ筒部１５１と、鍔部１５２と、を有する。ホルダ筒部１５１は、中心軸Ｃの周りに筒状に形成される。ホルダ筒部１５１は、軸方向に貫通する貫通孔１５１Ｐを有する。上記のシャフト１１は、ホルダ筒部１５１の貫通孔１５１Ｐに圧入される。鍔部１５２は、ホルダ筒部１５１において蓋部１４よりも上方の位置から径方向外方に向かって延びる。
【００７４】
すなわち、回転部１０は、シャフト１１を保持するシャフトホルダ１５を有し、シャフトホルダ１５は、中心軸Ｃの周りに筒状のホルダ筒部１５１と、ホルダ筒部１５１において蓋部１４よりも軸方向上方の位置から径方向外方に向かって延びる鍔部１５２と、を有する。この構成では、シャフトホルダ１５の鍔部１５２が雨よけとなり、上方からの雨水のモータ１内への浸入を抑制できる。
【００７５】
シャフトホルダ１５は、板状部１５３を有する。板状部１５３は、ホルダ筒部１５１と径方向に接触し、鍔部１５２と軸方向に接触する板状の部材である。本実施形態では、板状部１５３は、４つ設けられる。４つの板状部１５３は、周方向に９０°ずつ離間して配置される。
【００７６】
つまり、本実施形態では、板状部１５３の数は、放熱板３５の数と同じである。そして、板状部１５３の周方向の配列ピッチも、放熱板３５の周方向の配列ピッチと同じである。この場合、シャフトホルダ１５の回転位置によっては、図７のように、板状部１５３と放熱板３５とが軸方向に重なる位置関係となる場合もあるし、図８のように、周方向にずれる位置関係となる場合もある。
【００７７】
板状部１５３は、蓋部１４と径方向において接続される。これにより、シャフトホルダ１５と蓋部１４とは、板状部１５３を介して一体化される。
【００７８】
なお、板状部１５３の数は、上記の４つには限定されず、１つであってもよいし、４つ以外の複数であってもよい。また、板状部１５３の数は、放熱板３５の数と異なってもよい。さらに、板状部１５３の周方向の配列ピッチは、放熱板３５の周方向の配列ピッチと異なってもよい。
【００７９】
上記のように、シャフトホルダ１５は、ホルダ筒部１５１と径方向に接触し、鍔部１５２と軸方向に接触する板状部１５３を有する。この構成では、ロータヨーク１３を保持する蓋部１４とともに、シャフトホルダ１５およびシャフト１１が中心軸Ｃの周りに回転すると、シャフトホルダ１５の板状部１５３も中心軸Ｃの周りに回転する。
【００８０】
図９は、シャフトホルダ１５が図５の状態から周方向に例えば１０°回転したときのモータ１の断面図である。板状部１５３の回転により、板状部１５３付近の空気は、径方向外方に押し出される。そして、上記空気は、シャフトホルダ１５の鍔部１５２と蓋部１４との間の隙間Ｓから外部に排出される。また、上記空気の排出により、モータ１内には、第１ハウジング３１１と第２ハウジング３１２との間の隙間Ｔに、開口部３１ａを介して下方から空気が吸い込まれる。その結果、モータ１内には、図中の太線の矢印で示す空気の流れが生じる。
【００８１】
放熱板３５は、第１ハウジング３１１の径方向外側面３１１ａと第２ハウジング３１２の径方向内側面３１２ａとを接続し、上記隙間Ｔに位置する。つまり、放熱板３５は、モータ１内を流れる上記空気の流路の途中に位置する。これにより、放熱板３５が上記空気の送風によって冷却されるため、放熱板３５での放熱効率を向上させることができる。
【００８２】
また、本実施形態では、蓋部１４は、第２対向面１４ｂを有する。第２対向面１４ｂは、ホルダ筒部１５１と径方向に対向する。そして、シャフトホルダ１５の鍔部１５１は、軸方向から見て、第２対向面１４ｂの位置まで径方向外方に向かって延びる。このとき、鍔部１５１は、軸方向から見て、第２対向面１４ｂの位置を越えて径方向外方に延びてもよい。
【００８３】
すなわち、蓋部１４は、ホルダ筒部１５１と径方向に対向する第２対向面１４ｂを有し、シャフトホルダ１５の鍔部１５２は、軸方向から見て、蓋部１４の少なくとも第２対向面１４ｂの位置まで径方向外方に向かって延びる。この場合、鍔部１５２と蓋部１４との間の隙間Ｓが軸方向に絞られる。これにより、板状部１５３が回転したときに、隙間Ｓを介して径方向外方に向かう空気の流れを生じさせることが容易となる。その結果、上記空気の送風によって放熱板３５を冷却することが容易となる。
【００８４】
＜２−４．上シール部材の詳細について＞
次に、上述した上シール部材３６の詳細について説明する。図６に示すように、上シール部材３６は、第１上シール部３６１と、第２上シール部３６２と、を有する。第１上シール部３６１は、第２ハウジング３１２の上端と接触する。第２上シール部３６２は、第１上シール内端部３６１ａから蓋部１４の第１対向面１４ａに向かって延びる。第１上シール内端部３６１ａは、第１上シール部３６１の径方向内端に位置する。本実施形態では、第１上シール部３６１と、第２上シール部３６２とは、一体的に構成されるが、別部材で構成されて互いに接続されてもよい。
【００８５】
すなわち、上シール部材３６は、第２ハウジング３１２と接触する第１上シール部３６１と、第１上シール部３６１の径方向内端に位置する第１上シール内端部３６１ａから蓋部１４の第１対向面１４ａに向かって延びる第２上シール部３６２と、を有する。
【００８６】
ここで、第２上シール部３６２は、径方向内方に向かうに従って軸方向下方に傾斜する。この構成では、第１上シール部３６１と第２上シール部３６２との連結部分に、上方に窪む溝Ｇ２ができる。これにより、第２ハウジング３１２と蓋部１４の第１対向面１４ａとの間に下方から浸入する水または粉塵を、溝Ｇ２で堰き止めることができる。したがって、上記水または粉塵のモータ１の内部への浸入を抑制できる。また、上シール部材３６がゴム系材料で構成されると、下方から浸入する水または粉塵が第２上シール部３６２を上方に押し上げる。これにより、第２上シール部３６２は径方向内方に広がり、第１対向面１４ａに接近する。その結果、下方からの水または粉塵の浸入をさらに抑制できる。
【００８７】
蓋部１４は、蓋筒部１４１と、蓋底部１４２と、を有する。蓋筒部１４１は、第２ハウジング３１２よりも径方向内方で、中心軸Ｃの周りに筒状に形成される。上述した第１対向面１４ａは、蓋筒部１４１の径方向外側面でもある。また、上述した第２対向面１４ｂは、蓋筒部１４１の径方向内側面でもある。
【００８８】
蓋底部１４２は、蓋筒部１４１の下端から径方向外方に延びる。蓋底部１４２は、第２上シール部３６２の一部の下方に位置する。したがって、蓋底部１４２は、第２上シール部３６２の一部と軸方向に対向する。このとき、蓋底部１４２は、第２上シール部３６２の全部の下方に位置してもよい。この場合、蓋底部１４２は、第２上シール部３６２の全部と軸方向に対向する。
【００８９】
すなわち、蓋部１４は、中心軸Ｃの周りに筒状である蓋筒部１４１と、蓋筒部１４１の軸方向下端から径方向外方に延びる蓋底部１４２と、を有し、蓋底部１４２は、第２上シール部３６２の少なくとも一部と軸方向に対向する。
【００９０】
蓋底部１４２は、蓋底部外端部１４２ａを有する。蓋底部外端部１４２ａは、蓋底部１４２の径方向外端に位置する。
【００９１】
また、第２上シール部３６２は、第２上シール外端部３６２ａを有する。第２上シール外端部３６２ａは、第２上シール部３６２の径方向外端に位置する。
【００９２】
本実施形態では、蓋底部１４２の径方向外端に位置する蓋底部外端部１４２ａは、第２上シール部３６２の径方向外端に位置する第２上シール外端部３６２ａよりも径方向内方に位置する。
【００９３】
この構成では、上シール部材３６を第２ハウジング３１２に固定した後、蓋部１４を含む回転部１０を静止部３０に対して上方から嵌め込む際に、蓋底部１４２を第２上シール部３６２に接触させて第２上シール部３６２を下方に押し下げながら嵌め込むことができる。これにより、回転部１０の嵌め込みが容易となり、モータ１の製造が容易となる。
【００９４】
また、本実施形態では、上シール部材３５が固定される第２ハウジング３１２は、以下の構成を有する。すなわち、図６に示すように、第２ハウジング３１２は、上シール部材３６と径方向に接触する第１支持面３１２ｂと、上シール部材３６と軸方向に接触する第２支持面３１２ｃと、を有する。この構成では、上シール部材３６は、第１支持面３１２ｂおよび第２支持面３１２ｃの２面により、軸方向および径方向の２方向で第２ハウジング３１２に支持される。このため、第２ハウジング３１２に対して上シール部材３６を安定して固定することができる。
【００９５】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上記実施形態やその変形例は適宜任意に組み合わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明のアウターロータ型モータは、無人航空機に利用可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１      モータ
１０      回転部
１１      シャフト
１２      マグネット
１３      ロータヨーク
１３ａ    径方向内側面
１３ｂ    ヨーク上端部
１４      蓋部
１４ａ    第１対向面
１４ｂ    第２対向面
１５      シャフトホルダ
２０      軸受
３０      静止部
３１      ハウジング
３２      ステータ
３３      ベース部
３４      下シール部材
３５      放熱板
３６      上シール部材
１３１      ヨーク筒部
１３２      ヨーク底部
１３２ａ    ヨーク底部内端部
１４１      蓋筒部
１４２      蓋底部
１４２ａ    蓋底部外端部
１５１      ホルダ筒部
１５２      鍔部
１５３      板状部
３１１      第１ハウジング
３１１ａ    径方向外側面
３１２      第２ハウジング
３１２ａ    径方向内側面
３１２ｂ    第１支持面
３１２ｃ    第２支持面
３３１      第１ベース部
３３２      第２ベース部
３３３      ベース外端部
３４１      第１下シール部
３４１ａ    第１下シール外端部
３４２      第２下シール部
３４２ａ    第２下シール内端部
３６１      第１上シール部
３６１ａ    第１上シール内端部
３６２      第２上シール部
３６２ａ    第２上シール外端部
３３２１      上側第２ベース部
３３２２      下側第２ベース部
Ｃ      中心軸
【図１】
2020072530.tif 000003
【図２】
2020072530.tif 000004
【図３】
2020072530.tif 000005
【図４】
2020072530.tif 000006
【図５】
2020072530.tif 000007
【図６】
2020072530.tif 000008
【図７】
2020072530.tif 000009
【図８】
2020072530.tif 000010
【図９】
2020072530.tif 000011