(57)【要約】【課題】  簡単な構造で、高い冷却効果を得ることができるスピードコントローラを提供する。【解決手段】  ラジオ・コントロールにより遠隔操作可能な模型１に搭載され、模型１を駆動するモータ３を制御し、ファン２０と、ファン２０の上に配置されるコントローラ本体３０と、空気を通流させるダクト４０と、を備えるスピードコントローラであって、ダクト４０は、コントローラ本体３０の外側面３０１ａの上部３０１ｂに設けられた空気導入部４０１と、コントローラ本体３０の外側面３０１ａの下部３０１ｃに設けられた空気導出部４０２と、を有しており、ダクト４０は、コントローラ本体３０の外側面３０１ａに沿って設けられており、空気導入部４０１から流入した空気を通流させて、空気導出部４０２を経てコントローラ本体３０の外側の底部３０１ｄへと導く。【選択図】図２
2018015046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジオ・コントロールにより遠隔操作可能な模型に搭載され、前記模型を駆動するモータを制御し、
ファンと、
前記ファンの下に配置されるコントローラ本体と、
空気を通流させるダクトと、
を備えるスピードコントローラであって、
前記ファンは、
上方から前記空気を取り込む羽根部を有しており、
前記コントローラ本体は、
内部に前記空気を導く空気導入路と、
モータの回転駆動制御信号を生成する回路基板と、
前記回路基板の上方に配置され、前記回転駆動制御信号に基づいて前記モータの駆動電流を生成する電力素子と、を有しており、
前記ダクトは、
前記コントローラ本体の外側面の上部に設けられた空気導入部と、
前記コントローラ本体の前記外側面の下部に設けられた空気導出部と、を有しており、
前記ダクトは、前記コントローラ本体の前記外側面に沿って設けられており、前記空気導入部から導入した前記空気を通流させて、前記空気導出部を経て前記コントローラ本体の外側の底部へと導くスピードコントローラ。
【請求項２】
前記コントローラ本体の外側の前記底部にフィンが設けられており、
前記空気導出部から導出された前記空気は、前記フィンの溝部に沿って通流する請求項１に記載のスピードコントローラ。
【請求項３】
前記ダクトの前記空気導出部の先端部と前記フィンとの間にクリアランスが設けられている請求項２に記載のスピードコントローラ。
【請求項４】
前記ダクトの前記空気導出部の先端部にリブが設けられており、
前記リブは、前記フィンの溝部に嵌入する請求項２に記載のスピードコントローラ。
【請求項５】
前記空気導出部は、水平方向に形成されており、
前記空気導出部から導出された前記空気は、前記フィンの溝部と平行に通流する請求項２〜４の何れか１項に記載のスピードコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジオ・コントロールにより遠隔操作される模型に搭載されるモータを制御するスピードコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
ラジオ・コントロールにより遠隔操作される模型には、模型を駆動するためのモータが搭載されており、モータの駆動を制御するスピードコントローラが具備される。スピードコントローラには電力素子が設けられており、モータを駆動する際、模型によっては（例えば、レース用模型、自動車等）電力素子に約６０〜１００Ａの電流が流れる。この様な状況が連続すると、電力素子が発熱して、モータを制御できない場合がある。
【０００３】
従来、電力素子によって生じた発熱に対処するため、スピードコントローラに対して空冷することが一般的に行われている。しかし、ファンによって空気を取り込んだとしても、ファンの周辺部の空気が外部へ逃げてしまい、十分な冷却効果が得られないという問題があった。
【０００４】
そこで、電力素子（スイッチング素子）によって生じた発熱に対処するため、冷却構造を設けたスピードコントローラがあった（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１のスピードコントローラは、絶縁層で覆われたヒートシンクをシート状にして回路基板間に介在させる。これにより、熱伝導率の異方性によりスイッチング素子の熱が拡散して、局所的に高温になることを抑制するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０９４１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のスピードコントローラは、スイッチング素子間の温度のバラツキを低減し、その結果として、スピードコントローラが冷却される仕組みである。このため、例えば、ヒートシンクの劣化によりスイッチング素子の熱を均一化し難くなると、発熱が生じ、スピードコントローラの性能に影響を及ぼす。また、シート状のヒートシンクを回路基板間に介在させているため、スピードコントローラ内部の構造が複雑となり、製造面で不利である。
【０００７】
本発明の目的は、簡単な構造で高い冷却効果が得られるスピードコントローラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るスピードコントローラは、ファンと、コントローラ本体と、ダクトと、を備える。ファンは、上方から空気を取り込む羽根部を有する。コントローラ本体は、ファンの下に配置されるものであり、内部に空気を導く空気導入路と、モータの回転駆動制御信号を生成する回路基板と、回路基板の上方に配置され、回路制御信号に基づいてモータの駆動電流を生成する電力素子と、を有している。ダクトは、コントローラ本体の外側面の上部に設けられた空気導入部と、コントローラ本体の外側面の下部に設けられた空気導出部と、を有している。ダクトは、コントローラ本体の当該外側面に沿って設けられており、空気導入部から導入した空気を通流させて、空気導出部を経てコントローラ本体の外側の底部へと導く。
【０００９】
上記スピードコントローラによれば、ファンの羽根部によって取り込まれた空気のうち、羽根部の周辺部を除く空気は、コントローラ本体に配設される空気導入路に導かれて、コントローラ本体を通流する。これにより、コントローラ本体内が冷却される。その他の空気、即ち、羽根部の周辺部の空気の一部は、空気導入部からダクト内へ導入され、コントローラ本体の外側面に沿って通流し、空気導出部を経てコントローラ本体の外側の底部へと流れる。これにより、ダクト内を通流する空気によって、コントローラ本体の側面及び底部が冷却される。その結果、スピードコントローラは、空気によって全体的に冷却される。また、上記の構成であれば、従来の様な、羽根部の周辺部の空気が外部へ逃げてしまうという問題を解消することができる。
【００１０】
上記スピードコントローラにおいて、コントローラ本体の外側の底部にフィンが設けられており、空気導出部から導出された空気は、フィンの溝部に沿って通流することが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、空気導出部から導出された空気は、フィンの溝部に沿ってコントローラ本体の外側の底部を通流する。これにより、コントローラ本体の底部を空気が通流し易くなる。
【００１２】
上記スピードコントローラにおいて、ダクトの空気導出部の先端部にリブが設けられており、リブは、フィンの溝部に嵌入することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、リブは、空気導出部から導出された空気をフィンの溝部に導く。これにより、空気はフィンの溝部に沿ってコントローラ本体の外側の底部を通流し易くなる。
【００１４】
上記スピードコントローラにおいて、ダクトの空気導出部の先端部とフィンとの間にクリアランスが設けられていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、空気導出部から導出された空気の一部をクリアランス部分で開放して逃がすことにより、空気は、コントローラ本体の外側の底部の溝を通流し易くなる。
【００１６】
上記スピードコントローラにおいて、空気導出部は、水平方向に形成されており、空気導出部から導出された空気は、フィンの溝部と平行に通流することが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、空気導出部は、コントローラ本体の底部に対して垂直となるように形成される。これにより、空気導出部から導出された空気は、コントローラ本体の外側の底部の溝を平行に通流することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るスピードコントローラによれば、簡単な構造で、高い冷却効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るスピードコントローラを備え自動車模型の概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係るスピードコントローラの概略構成図である。（Ａ）は、斜視図である。（Ｂ）は、ダクトの斜視図である。（Ｃ）は、側面視断面図である。（Ｄ）は、空気導出部付近を拡大した図である。
【図３】第２実施形態に係るスピードコントローラの概略構成図である。（Ａ）は、斜視図である。（Ｂ）は、ダクトの斜視図である。（Ｃ）は、側面視断面図である。（Ｄ）は、空気導出部付近を拡大した図である。
【図４】第３実施形態に係るスピードコントローラの概略構成図である。（Ａ）は、斜視図である。（Ｂ）は、ダクトの斜視図である。（Ｃ）は、側面視断面図である。（Ｄ）は、空気導出部付近を拡大した図である。
【図５】第４実施形態に係るスピードコントローラの概略構成図である。（Ａ）は、斜視図である。（Ｂ）は、ダクトの斜視図である。（Ｃ）は、側面視断面図である。（Ｄ）は、空気導入部付近を拡大した図である。（Ｅ）は、空気導出部付近を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るスピードコントローラを模型に適用した実施形態について具体的に説明する。なお、図２〜５に図示されている矢印は、空気の流れる方向を示している。
【００２１】
図１に示される様に、模型１は、ラジオ・コントロールにより遠隔操作可能な模型（例えば、自動車模型）である。図１に示される様に、模型１は、スピードコントローラ１００、受信機２、モータ３、バッテリ４、サーボ５、及びステアリング機構６を備える。また、模型１を遠隔操作するため、無線コントローラ７が別途必要である。
【００２２】
スピードコントローラ１００は、モータ３への駆動電流を生成する。受信機２は、無線コントローラ７と特定周波数でリンクする。無線コントローラ７からの制御信号は、受信機２で受信され、ここでスピードコントロール信号が生成されて、スピードコントローラ１００に出力する。モータ３は、プーリー８及びベルト９を介して前輪１０及び後輪１１の夫々に回転駆動力を伝達する。
【００２３】
バッテリ４は、スピードコントローラ１００、受信機２、モータ３、及びサーボ５に電力を供給する。本実施形態では、バッテリ４として、リチウムイオンバッテリを使用するが、これに限定されない。サーボ５は、受信機２からのステアリングコントロール信号に基づいてステアリング信号を生成し、ステアリング機構６を駆動する。
【００２４】
次に、本発明に係るスピードコントローラ１００の実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書における上下方向は、スピードコントローラ１００を模型１に通常姿勢で搭載したときの鉛直方向における上下方向を意味する。
【００２５】
［第１実施形態］
図２（Ａ）〜（Ｃ）に示される様に、本発明の第１実施形態に係るスピードコントローラ１００は、ファン２０、コントローラ本体３０、及びダクト４０を備える。コントローラ本体３０は、筐体３０１を有しており、この筐体３０１内に、スピードコントローラ１００が駆動するための要素が収容されている。コントローラ本体３０は、ファン２０の下に配置される。ダクト４０は、その上端部４０ａが筐体３０１の１つの外側面３０１ａの上部３０１ｂ（以降、単に、「筐体３０１の上部３０１ｂ」とする。）に係合している。ダクト４０の下端部４０ｂは、筐体３０１の外側面３０１ａの下部３０１ｃ（以降、単に、「筐体３０１の下部３０１ｃ」とする。）に係合している。ダクト４０は、筐体３０１の上部３０１ｂから下部３０１ｃにかけて、筐体３０１の外側面３０１ａを覆う様に設けられている。
【００２６】
ファン２０は、本実施形態のスピードコントローラ１００を冷却するために必要な空気を取り込む。ファン２０は、外部から空気を上方から取り込むための羽根部２０１が設けられている。
【００２７】
コントローラ本体３０は、スピードコントローラ１００の機能部である。図２（Ｃ）に示される様に、コントローラ本体３０は、３段構造となっている。上段には、ファン２０によって取り込まれた空気のうち一部の空気Ａ１をコントローラ本体３０の内部に導く空気導入路３０２が配設されている。これにより、コントローラ本体３０に、空気の冷却熱が伝導され、コントローラ本体３０を冷却することができる。
【００２８】
また、コントローラ本体３０の上段において、筐体３０１の上部３０１ｂには、開口部が形成されており、羽根部２０１の周辺部の空気の一部は、この開口部からダクト４０内へ導入される。この開口部を、空気導入部４０１とし、ダクト４０内へ導入される空気を空気Ａ２とする。
【００２９】
コントローラ本体３０の中段には、モータ３の回転駆動制御信号を生成する回路基板３０３が配設され、回路基板３０３の両面に、回転駆動制御信号に基づいてモータ３の駆動電流を生成する電力素子３０４が設けられている。電力素子３０４の上（又は下）に、銅板３０５及び熱伝導シート３０６がこの順で積層される。電力素子３０４には、本実施形態では、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を使用する。
【００３０】
コントローラ本体３０の下段には、コントロール基板３０７が配設される。コントロール基板３０７の下面に電流又は電圧レギュレータ３０８が設けられており、レギュレータ３０８に銅板３０５及び熱伝導シート３０６がこの順で積層される。また、筐体３０１の外側の底部３０１ｄ（以降、単に、「筐体３０１の底部３０１ｄ」とする。）には、複数のフィン３１０が設けられており、フィン３１０の溝部は一定方向に配列されている。
【００３１】
また、図２（Ａ）及び（Ｃ）に示される様に、コントローラ本体３０の上部にファン２０を取り付けると、コントローラ本体３０の上部とファン２０の底部とのサイズが略一致する。このため、羽根部２０１が取り込んだ空気のうち、羽根部２０１の周辺部に逃げていく空気を最小限に留めることができる。よって、ファン２０が取り込んだ空気を無駄なく利用して、スピードコントローラ１００を効率良く冷却することができる。
【００３２】
ダクト４０は、本実施形態のスピードコントローラ１００を冷却するために設けられる。ダクト４０の上端部４０ａは、側面視断面の形状がＬ字状となる様に形成されている。ダクト４０の下端部４０ｂは、筐体３０１の下部３０１ｃに位置しており、ダクト４０の下端部４０ｂと筐体３０１の下部３０１ｃとの間に空気導出部４０２が形成される。空気Ａ２は、空気導入部４０１からダクト４０内へ導入されて、筐体３０１の外側面３０１ａに沿ってダクト４０内を通流し、空気導出部４０２からダクト４０外へ排出される。
【００３３】
図２（Ａ）〜（Ｃ）に示される様に、本実施形態では、空気導出部４０２から排出された空気Ａ２を、更に、筐体３０１の底部３０１ｄに沿って通流させる。そこで、ダクト４０の下端部４０ｂの形状は、筐体３０１の底部３０１ｄに空気を流れ易くするため、所定の曲率で湾曲している。これにより、ダクト４０の下端部４０ｂにおいて、空気の流れる方向が、鉛直下向きから筐体３０１の底部３０１ｄと平行となる様に導かれる。
【００３４】
また、図２（Ｄ）に示される様に、ダクト４０の先端部４０ｃとフィン３１０との間は、クリアランス４０３が設けられている。ダクト４０内には、空気導入部４０１から、空気Ａ２が次々と導入される。このため、空気導出部４０２からダクト４０外へ排出される空気Ａ２の量も増加する。そのため、空気導出部４０２付近で空気Ａ２が滞留し、筐体３０１の底部３０１ｄへ空気が通流し難くなる虞がある。そこで、本実施形態では、空気導出部４０２から導出された空気Ａ２を、クリアランス４０３で自由に動ける様にして、空気Ａ２の一部の空気Ａ３を外部へ逃がす。これにより、過剰な空気Ａ２が空気導出部４０２付近で滞留する虞が低減する。よって、残った空気Ａ４は、筐体３０１の底部３０１ｄをスムーズに通流する。
【００３５】
また、筐体３０１の外側面３０１ａに対向する外側面３０１ｅには、ファン２０によって取り込まれた空気を排出するための排出口３０９が設けられている。
【００３６】
上記の様な構成により、ダクト４０内を通流する空気Ａ２によって、筐体３０１の外側面３０１ａが冷却される。また、筐体３０１の底部３０１ｄにも空気Ａ４が通流するため、筐体３０１の底部３０１ｄも冷却される。
【００３７】
この様に、本実施形態のスピードコントローラ１００であれば、コントローラ本体３０を効率良く冷却することができる。これにより、スピードコントローラ１００の過度な温度上昇を抑制することができる。
【００３８】
［第２実施形態］
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示される様に、第２実施形態に係るスピードコントローラ１０１は、上記実施形態１のダクト４０の構成において、先端部４０ｃにリブ４０４が設けられている構成である。それ以外の構成に関しては、第１実施形態と同様であるため、説明は省略する。
【００３９】
図３（Ｂ）に示される様に、ダクト４０は、先端部４０ｃにリブ４０４が設けられている。図３（Ｄ）に示される様に、リブ４０４は、フィン３１０の溝部に嵌入する。これにより、ダクト４０内を通流する空気Ａ２が空気導出部４０２から導出されると、リブ４０４に案内されて筐体３０１の底部３０１ｄへ移動することができる。よって、空気Ａ２は、筐体３０１の底部３０１ｄをスムーズに通流することができる。また、リブ４０４は、空気Ａ２をそのまま筐体３０１の底部３０１ｄへ案内するので、ダクト４０内にあった空気Ａ２は、無駄なく筐体３０１の底部３０１ｄを通流することができる。
【００４０】
よって、本実施形態のスピードコントローラ１０１は、コントローラ本体３０を一層冷却することができ、スピードコントローラ１０１の過度な温度上昇を抑制することができる。
【００４１】
［第３実施形態］
図４（Ａ）〜（Ｄ）に示される様に、第３実施形態に係るスピードコントローラ１０２は、上記実施形態１のダクト４０の構成において、下端部４０ｂの側面視断面の形状が、Ｌ字状である。それ以外の構成に関しては、第２実施形態と同様であるため、説明は省略する。
【００４２】
ダクト４０は、下端部４０ｂの側面視断面の形状が、Ｌ字状である。つまり、空気導出部４０２が水平方向に形成されている。これにより、ダクト４０内を通流する空気Ａ２が空気導出部４０２から導出されると、筐体３０１の底部３０１ｄへ移動し、フィン３１０の溝部と平行に通流する。これにより、筐体３０１の底部３０１ｄの冷却効率が一層高まる。
【００４３】
よって、本実施形態のスピードコントローラ１０２は、コントローラ本体３０を一層冷却することができ、スピードコントローラ１０２の過度な温度上昇を抑制することができる。
【００４４】
［第４実施形態］
図５（Ａ）〜（Ｅ）に示される様に、第４実施形態に係るスピードコントローラ１０３は、上記実施形態１のダクト４０の構成において、上端部４０ａ及び下端部４０ｂの形状を、共に、所定の曲率で湾曲する様に形成する。それ以外の構成に関しては、第１実施形態と同様であるため、説明は省略する。
【００４５】
ダクト４０の上端部４０ａ及び下端部４０ｂの形状を所定の曲率で湾曲する様に形成する。上端部４０ａには、空気導入部４０１が設けられており、下端部４０ｂには、空気導出部４０２が設けられている。本実施形態では、上記の様に、空気導入部４０１及び空気導出部４０２が形成されているため、空気Ａ２がこれらを通流するときの流出抵抗が低減する。これにより、ダクト４０内に空気Ａ２が導入され易く、且つ、ダクト４０内から導出され易くなる。よって、筐体３０１の底部３０１ｄを空気Ａ２がスムーズに通流することができ、その結果、筐体３０１の底部３０１ｄの冷却効率が一層高まる。
【００４６】
従って、本実施形態のスピードコントローラ１０３は、コントローラ本体３０を一層冷却することにより、スピードコントローラ１０３の過度な温度上昇を抑制することができる。
【００４７】
なお、上記実施形態４において、ダクト４０の先端部４０ｃにリブ４０４を設けてもよい。
【００４８】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４９】
１…模型
３…モータ
２０…ファン
２０１…羽根部
３０…コントローラ本体
３０２…空気導入路
３０３…回路基板
３０４…電力素子
３０９…フィン
４０…ダクト
４０ｃ…先端部
４０１…空気導入部
４０２…空気導出部
４０３…クリアランス
４０４…リブ
１００〜１０３…スピードコントローラ
Ａ１…空気（空気導入路を通流する空気）
Ａ２…空気（ダクトを通流する空気）
【図１】
2018015046.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2018015046.tif 000006
【図５】
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