(57)【要約】      （修正有）【課題】重量の増加を低減しつつ、かつ、放熱性能に優れる無人飛行体の筐体及び接続部材を提供すること。【解決手段】モーター１０の軸に接続されたプロペラ１２が回転することによって推力を得る無人飛行体の筐体２は、底板部材、天井部材、及び、底板部材の周縁部近傍と天井部材の周縁部近傍を接続する壁部材と、壁部材から筐体２の外側へ突出するように配置された中空の接続部材６と、接続部材６に接続された中空の棒状部材８とを有し、モーター１０は、棒状部材８の自由端側に配置されており、モーター１０の回転を制御するモータードライバーを、接続部材６の内部に格納するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーターの軸に接続されたプロペラが回転することによって推力を得る無人飛行体の筐体であって、
底板部材、天井部材、及び、前記底板部材の周縁部近傍と前記天井部材の周縁部近傍を接続する壁部材と、前記壁部材から前記筐体の外側へ突出するように配置された中空の接続部材と、前記接続部材に接続された中空の棒状部材とを有し、
前記モーターは、前記棒状部材の自由端側に配置されており、
前記モーターの回転を制御するモータードライバーを、前記接続部材の内部に格納するように構成されている、
無人飛行体の筐体。
【請求項２】
前記接続部材は、放熱性を有する材料で形成されており、放熱を促進するための凹凸を有する外面部を有する、
請求項１に記載の無人飛行体の筐体。
【請求項３】
前記壁部材は、
放熱性を有する材料で形成されており、
放熱を促進するための凹凸を有する外面部と、前記飛行体を制御するための電子部品を配置するための内面部を有する、
請求項１または請求項２に記載の無人飛行体の筐体。  
【請求項４】
前記筐体は、複数の前記壁部材及び複数の前記接続部材を有し、
複数の前記壁部材は点対称に配置され、
複数の前記接続部材は点対称に配置される、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無人飛行体の筐体。
【請求項５】
前記壁部材の外面部及び前記接続部材は、前記プロペラの回転によって生じる気流を受ける位置に配置される、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無人飛行体の筐体。
【請求項６】
モーターの回転を制御するモータードライバーを格納する接続部材であって、
底板部材、天井部材、及び、前記底板部材の周縁部近傍と前記天井部材の周縁部近傍を接続する壁部材とで構成される無人飛行体の筐体の外側へ突出するように配置され、
前記筐体とは反対側において棒状部材と接続され、
前記モーターは、前記棒状部材の自由端側に配置されており、前記モーターの軸に接続されたプロペラが回転することによって前記無人飛行体の推力を得るように構成されている、接続部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人飛行体の筐体及び接続部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型無人飛行体（「ドローン」とも呼ばれる）の利用が提案されている。このようなドローンを利用して、農薬等を散布する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２４４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ドローンの多くは、ブラシレスＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）モーターに接続されたプロペラによって推力を得て、飛行する。ブラシレスＤＣモーター自体、発熱する部品であるが、その回転を制御するドライバー（モータードライバー）も発熱する部品である。従来、ドローンの飛行中に姿勢が変化した場合に、重心位置の変化の影響を低減するために、モータードライバーは、他の電子部品と共に、ドローンの中央部に配置されていた。このため、モータードライバー自体の発熱や、他の電子部品の発熱の影響によって、本来の性能を発揮することができなくなる場合があった。これに対して、放熱のために、モータードライバー用にヒートシンクを配置すると、ドローン全体としての重量が重くなる。
【０００５】
本発明はかかる問題の解決を試みたものであり、重量の増加を低減しつつ、かつ、放熱性能に優れる無人飛行体の筐体及び接続部材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】
第一の発明は、モーターの軸に接続されたプロペラが回転することによって推力を得る無人飛行体の筐体であって、底板部材、天井部材、及び、前記底板部材の周縁部近傍と前記天井部材の周縁部近傍を接続する壁部材と、前記壁部材から前記筐体の外側へ突出するように配置された中空の接続部材と、前記接続部材に接続された中空の棒状部材とを有し、前記モーターは、前記棒状部材の自由端側に配置されており、前記モーターの回転を制御するモータードライバーを、前記接続部材の内部に格納するように構成されている、無人飛行体の筐体である。
【０００７】
第一の発明の構成の筐体は、モーターのモータードライバーを、筐体の中央部ではなく、筐体から外部に突出するように配置された接続部材の内部に格納するように構成されているから、モータードライバー自体が発する熱を放熱できると共に、他の電子機器と発熱の影響を与え合うことはない。また、壁部材と棒状部材とを接続する接続部材が、モータードライバーを格納し、モータードライバーの放熱を促進するから、重量の増加を低減しつつ、かつ、放熱性能に優れる。
【０００８】
第二の発明は、第一の発明の構成において、前記接続部材は、放熱性を有する材料で形成されており、放熱を促進するための凹凸を有する外面部を有する、無人飛行体の筐体である。
【０００９】
第二の発明の構成によれば、接続部材が放熱性を有し、放熱を促進するから、モータードライバーが発する熱を一層効果的に放熱することができる。
【００１０】
第三の発明は、第一の発明または第二の発明の構成において、前記壁部材は、放熱性を有する材料で形成されており、放熱を促進するための凹凸を有する外面部と、前記飛行体を制御するための電子部品を配置するための内面部を有する、無人飛行体の筐体である。
【００１１】
第三の発明の構成によれば、壁部材は放熱性を有する。壁部材は筐体を構成する構造部材であり、この筐体が放熱部材を兼ねるから、重量の増加を低減しつつ、かつ、放熱性能に優れる。そして、接続部材は、この壁部材と接して配置されるから、接続部材自体の放熱性に加えて、壁部材の放熱性も利用することができる。これにより、モータードライバーが発する熱をより一層効果的に放熱することができる。
【００１２】
第四の発明は、第一の発明乃至第三の発明のいずれかの構成において、前記筐体は、複数の前記壁部材及び複数の前記接続部材を有し、複数の前記壁部材は点対称に配置され、複数の前記接続部材は点対称に配置される、無人飛行体の筐体である。
【００１３】
第四の発明の構成によれば、壁部材及び接続部材は点対称に配置されるから、水平状態における無人飛行体の重心位置を中心に維持することができる。
【００１４】
第五の発明は、第一の発明乃至第四の発明のいずれかの構成において、前記壁部材の外面部及び前記接続部材は、前記プロペラの回転によって生じる気流を受ける位置に配置される、無人飛行体の筐体である。
【００１５】
第五の発明の構成によれば、モータードライバーが制御するブラシレスＤＣモーターに取り付けられたプロペラの回転によって生じる気流を利用して、モータードライバーが発生する熱を放熱することができる。また、壁部材もプロペラの回転によって生じる気流を受けるから、放熱効果がさらに一層向上する。
【発明の効果】
【００１６】
第六の発明は、モーターの回転を制御するモータードライバーを格納する接続部材であって、底板部材、天井部材、及び、前記底板部材の周縁部近傍と前記天井部材の周縁部近傍を接続する壁部材とで構成される無人飛行体の筐体の外側へ突出するように配置され、前記筐体とは反対側において棒状部材と接続され、前記モーターは、前記棒状部材の自由端側に配置されており、前記モーターの軸に接続されたプロペラが回転することによって前記無人飛行体の推力を得るように構成されている、接続部材である。
【００１７】
本発明によれば、重量の増加を低減しつつ、かつ、放熱性能に優れる無人飛行体の筐体及び接続部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る飛行体の筐体を含む無人飛行体を示す概略斜視図である。
【図２】筐体等を示す部分拡大図である。
【図３】筐体の天井部材等を示す部分拡大図である。
【図４】底板部材に接続部材が配置された状態を示す部分図である。
【図５】底板部材に接続部材及びモータードライバーが配置された状態を示す部分拡大図である。
【図６】底板部材に接続部材及びモータードライバーが配置された状態を示す部分拡大図である。
【図７】壁部材を外面部側から視た概略斜視図である。
【図８】壁部材を内面部側から視た概略斜視図である。
【図９】接続部材を示す斜視図である。
【図１０】接続部材を示す平面図である。
【図１１】接続部材を示す底面図である。
【図１２】接続部材を示す側面図である。
【図１３】接続部材の要部を示す概略拡大図である。
【図１４】接続部材にモータードライバーが配置された状態を示す概略平面図である。
【図１５】接続部材にモータードライバーが配置された状態を底板部材側から視た状態を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。以下の説明においては、同様の構成には同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略する。なお、当業者が適宜実施できる構成については説明を省略し、本発明の基本的な構成についてのみ説明する。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の無人飛行体１（以下、「無人機１」という。）は、筐体２を有し、筐体２上には上部カバー４（以下、「キャノピー４」という。）が配置されている。無人機１は無人飛行体の一例であり、筐体２は筐体の一例である。
【００２１】
筐体２には、無人機１の各部を制御するコンピュータ、自律飛行装置、モーター駆動回路（モータードライバー）、無線通信装置、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の航法衛星システムを利用した測位装置の演算部、慣性センサー、気圧センサー等の電子部品が配置されている。これらの電子部品の中には、作動すると熱を発生するものがある。
【００２２】
図２に示すように、筐体２は、底板部材２２、天井部材２４、及び、底板部材２２と天井部材２４の周縁部近傍を接続する複数の壁部材３０で構成される。底板部材２２と天井部材２４の外形はほぼ同一であり、略六角形の形状である。図２及び図３に示すように、筐体２の天井部材２４の上には、バッテリー２００及び航法衛星を利用した測位装置のアンテナ２０２が配置されている。図２に示すように、バッテリー２００及びアンテナ２０２はキャノピー４に覆われている。
【００２３】
図１に示すように、筐体２には、外部へ突出するように中空のアーム根本部６が接続され、各アーム根本部６に中空の丸棒状のアーム８が接続されている。アーム８は、棒状部材の一例である。各アーム８の自由端側にはモーター１０が接続されており、各モーター１０にはプロペラ１２が接続されている。モーター１０は、ブラシレスＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）モーターである。ブラシレスＤＣモーターの回転を制御するドライバー（モータードライバー）５０は、中空に形成されているアーム根本部６に格納されている（図５、図６、図１４及び図１５参照）。ブラシレスＤＣモーター及びモータードライバーは、作動すると熱を発生する部品である。
【００２４】
各アーム８の先端部近傍には、脚部１４が配置されている。底板部材２２、天井部材２４、アーム８及び脚部１４は、例えば、炭素繊維強化プラスチックで形成されており、強度を保ちつつ、軽量に構成されている。キャノピー４は、樹脂で形成されている。アーム根本部６は、接続部材の一例である。
【００２５】
図４乃至図６に示すように、底板部材２２の周縁部に複数の壁部材３０及びアーム根本部６が、中心に位置する中心孔部Ｃ１を中心として点対称に配置される。アーム根本部６は、壁部材３０と接した状態で、壁部材３０から筐体２の外部へ突出するように配置される。底板部材２２とアーム根本部６及び壁部材３０によって、空間Ｓ１が形成される。図５及び図６の状態において、天井部材２４が複数の壁部材３０及びアーム根本部６と接続されて、筐体２を形成する。
【００２６】
アーム根本部６及び壁部材３０は、筐体２を形成するための構造部材であり、同時に、筐体２の内部に格納する電子部品及びモータードライバー５０から生じる熱を外部に放熱するための放熱部材でもある。アーム根本部６及び壁部材３０は、様々な形状を取り得る。アーム根本部６及び壁部材３０は、放熱性を有する材料で形成される。放熱性を有する材料は、例えば、アルミニウム合金（６０６１−Ｔ６）、焼結Ａｌ−ＳｉＣなどであり、これらは、ヒートシンクの材料でもある。
【００２７】
以下、図７及び図８を参照して、一例として、壁部材３０の構成を説明する。
【００２８】
図７に示すように、壁部材３０の外面部１００には、外周部１０２及び１０４、接続用端部１０６及び１０８が形成されている。壁部材３０が底板部材２２と天井部材２４の間に配置されると、外面部１００が筐体２の外側になり、内面部１２０（図８参照）が筐体２の内側になる。外面部１００は、プロペラ１２の回転によって生じる気流を受ける位置に配置されるようになっている。これにより、放熱効果を一層向上させるようになっている。
【００２９】
外周部１０２及び１０４の内側には、放熱を促進するための放熱部である凹凸が形成されている。すなわち、底面１１０に凸部１１２が形成されて、凹凸形状になっている。凸部１１２の高さは、外周部１０２及び１０４の高さ以下である。このため、無人機１が上下移動をするときに、放熱部の凹凸が抵抗となることはない。
【００３０】
凸部１１２は、断続的に形成されており、底面１１０の少なくとも一部は連続的に形成されている。凸部１１２が断続的に形成されていることによって、凸部１１２の表面積が大きくなり、放熱効果を向上させる。底面１１０の少なくとも一部が連続的に形成されていることにより、気流の通路Ｒ１及びＲ２が形成され、やはり、放熱効果を向上させる。
【００３１】
壁部材３０は上記の構造を有することで、放熱効果を向上させ、かつ、軽量であり、構造部材としての剛性を維持できるようになっている。また、底板部材２２と壁部材３０によって、空間Ｓ１（図４乃至図６参照）が形成されることにより、電子部品同士が近接することによって、互いに発熱の影響を及ぼすことを、防止できる。また、空間Ｓ１を確保したことによって、必要に応じて、無人機１の性能向上のための他の電子機器を配置する余地を生じる。
【００３２】
図８に示すように、壁部材３０の内面部１２０は平坦である。内面部１２０に、電子部品を搭載した基板４０や電子部品４２（図４参照）が配置され、電子部品が発生する熱を吸収し、外面部を通じて筐体２の外部に放熱する。
【００３３】
次に、図９乃至図１５を参照して、一例として、アーム根本部６の構成を説明する。アーム根本部６は、放熱部６２、側壁部６６及び６８、アーム８を固定するための先端部７０、及び、基部７２から構成される。基部７２は、底部材２２、天井部材２４、及び、壁部材３０と接して接続するための構成である。
【００３４】
放熱部６２は、放熱を促進するための凹凸を有する外面部を有する。すなわち、放熱部６２には、複数の凸部６２ａと、複数の凹部６２ｂが形成されている。図１３に示すように、複数の凸部６２ａの間の距離、すなわち、凹部６２ｂの幅Ｌ１は、各凸部６２ａの幅Ｌ２よりも十分に大きい。これにより、放熱効果を向上させている。
【００３５】
図９に示すように、基部７２には、切り欠き部７２ａが形成されている。切り欠き部７２ａに、壁部３０が接して接続され、強固な物理的な結合と効果的な熱交換を可能にしている（図１５参照）。
【００３６】
図４、図１１及び図１２に示すように、アーム根本部６は中空に構成されている。放熱部６２の中空部Ｓ１と基部７２の中空部Ｓ２は連続して一つの空間を形成しており、この空間内にモータードライバー５０が格納される（図５、図６、図１４及び図１５参照）。モータードライバー５０は、放熱部６２の裏面となる底面６２ｃ１及び、基部７２の裏面となる底面７２ｂ１に接して配置される。これにより、モータードライバー５０が発する熱をアーム根本部６の外部へ伝え、複数の凸部６２ａ及び複数の凹部６２ｂによって外部に放熱することができる。
【００３７】
アーム根本部は、上記の形状によって、軽量かつ剛性を有するようになっている。
【００３８】
また、アーム根本部６は、壁部３０と接して配置されるから、モータードライバー５０が発する熱を壁部３０を介して放熱することもできる、さらに、アーム根本部６は、プロペラ１２の回転によって生じる気流を受ける位置に配置されるようになっており、モータードライバー５０が制御するモーター１０に接続されたプロペラ１２によって生じる気流を放熱に利用することができるようになっている。これにより、放熱効果をさらに一層向上させることができる。
【００３９】
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４０】
１  無人飛行体
２  筐体
４  上部カバー
６  アーム根本部
８  アーム
１０  モーター
１２  プロペラ
１４  脚部
２２  底板部材
２４  天井部材
３０  壁部材
４０  電子部品を搭載した基板
４２  電子部品
５０  モータードライバー
６２  放熱部
６２ａ  凸部
６２ｂ  凹部
６６，６８  側壁部
７０  先端部
７２  基部
７２ａ  切り欠き部
１００  外面部
１０２，１０４  外周部
１０６，１０８  接続用端部
１１０  底面
１１２  凸部
１２０  内面部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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