CN109845071B - 飞行装置 - Google Patents

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Abstract

飞行装置包含：多个旋翼；电动机元件，其是多个旋翼各自的驱动源，用于驱动旋翼的主轴旋转；以及驱动电路部。电动机元件包含定子、转子以及一对轴承。定子包含：定子铁心，其包含圆环状的磁轭和向圆环状的磁轭的内侧突出的多个单齿；以及定子绕组，其绕装于定子铁心的多个单齿中的各单齿。转子包含：永磁体部，其呈圆筒状，位于在定子铁心的内侧与定子铁心隔开空隙并且与多个单齿相对的位置；转子磁轭部，其在内侧接触于永磁体部的圆筒状的内壁面；以及轴，其固定于转子磁轭部的轴心并且与主轴连接。一对轴承将轴固定为旋转自如，并且分别位于转子的旋转轴向上的两侧。永磁体部具有极数P的极性各向异性的磁极部，极数P是偶数，飞行装置包含转子磁轭部的重量比永磁体部的重量小的结构。驱动电路部用于控制流通于定子绕组的定子电流。

Description

飞行装置
技术领域
本发明涉及一种在旋翼的驱动源具备电动机元件的飞行装置。
背景技术
从1980年左右开始，频繁出现被用作娱乐用玩具或产业用装置的远程操纵的小型的飞行装置的具体事例。用于远程操纵该小型的飞行装置的远程操纵装置与小型的飞行装置之间的控制信息的传递采用有线通信和利用电波或光线的无线通信。该小型的飞行装置的旋翼的驱动源采用轻量化的内燃机。此外，该小型的飞行装置的升力较小，其是远程操纵的小型的无人机，不期望其搭载人、空中运输货物等重物。
近年，通过二次电池的小型化和高性能化，取得了小型的飞行装置的旋翼的驱动源能够采用电动机元件的技术发展。该电动机元件采用密闭构造的内转子型的电动机或非密闭构造的外转子型的电动机等。此外，与非密闭构造的外转子型的电动机相比，密闭构造的内转子型的电动机存在自重较重的倾向。另一方面，与密闭构造的内转子型的电动机相比，非密闭构造的外转子型的电动机的对于灰尘、粉尘等异物的防尘性较差。
这样，密闭构造的内转子型的电动机和非密闭构造的外转子型的电动机均具有优势和劣势。关于选择密闭构造的内转子型的电动机和非密闭构造的外转子型的电动机中的哪一者，在大多的事例中飞行装置的基于自重的轻量化的飞行性能优先于防尘性。小型的飞行装置的旋翼的驱动源大多采用非密闭构造的外转子型的电动机。例如，在专利文献1等和小型飞行装置的商品说明资料等中，明确说明了小型飞行装置的旋翼的驱动源采用非密闭构造的外转子型的电动机。
在将在旋翼的驱动源具备电动机元件的飞行装置利用于农业领域的情况下，存在如下情况所引发的问题：因农药等药液的喷雾所产生的药剂的小滴的飞散，使药剂附着于电动机元件的内部；或因粉尘等的再飞散、再飞扬，使粉尘等进入电动机元件的内部。并且，应用于海滨地区或融雪剂散布地区等的小型飞行装置存在因盐水的小滴、海盐或氯化钙等盐类附着于电动机元件的内部而产生的问题。
即，与密闭构造的内转子型的电动机相比，非密闭构造的外转子型的电动机存在因药液、盐类、粉尘等进入电动机元件的内部而导致不良现象的可能。此外，针对上述的不良现象，能够通过更换外转子型的电动机等维护来消除，但从经济性的观点来看成为缺点。
因而，针对因药液、盐分、粉尘等进入电动机元件的内部而导致的不良现象，小型飞行装置的电动机元件适合采用防尘性优异的密闭构造的内转子型的电动机。
然而，构成内转子型的电动机的转子和定子的材料包含比重为7以上的非常重的构件，因此妨碍了飞行装置的总自重的轻量化。例如，在通常的表面磁体型的转子的构造中，轴和转子铁心是比重为7.65左右的铁类合金和电磁钢板。转子的磁芯是电磁钢板的层叠体，在该转子的磁芯的最外周搭载有圆筒状的磁体。另外，在磁体埋入型的转子中，轴和转子铁心是比重为7.65左右的铁类合金和电磁钢板。在设于电磁钢板的孔部配置有比重为7.55左右的永磁体。
这样，对于内转子型的电动机而言，在包含表面磁体型的转子和磁体埋入型的转子的结构中，因在转子构成磁路的必要性而必须采用比重的值较大的电磁钢板。因此，内转子型的电动机的自重增大的倾向较强。另外，妨碍了飞行装置的总自重的轻量化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-110413号公报
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种内转子型的电动机元件，对于该电动机元件而言，期望有助于小型飞行装置的进一步的高性能化的需求，能够实现适合于小型飞行装置的轻量化，并且是密闭构造。
为了解决上述的问题，本申请的发明人反复试验并进行深入研究。然后，得到了提供适合于飞行装置的电动机元件的见解。即，在作为密闭构造的内转子型的电动机元件中，使转子具备圆筒状的永磁体部。使该永磁体部成为极性各向异性的磁化状态。另外，能够使配置于轴与永磁体部之间的转子磁轭部轻量化。以下说明其细节。
本发明的飞行装置包含：多个旋翼；电动机元件，其是多个旋翼各自的驱动源，用于驱动旋翼的主轴旋转；以及驱动电路部。电动机元件包含定子、转子以及一对轴承。定子包含：定子铁心，其包含圆环状的磁轭和向圆环状的磁轭的内侧突出的多个单齿；以及定子绕组，其绕装于定子铁心的多个单齿中的各单齿。转子包含：永磁体部，其呈圆筒状，位于在定子铁心的内侧与定子铁心隔开空隙并且与多个单齿相对的位置；转子磁轭部，其在内侧接触于永磁体部的圆筒状的内壁面；以及轴，其固定于转子磁轭部的轴心并且与主轴连接。一对轴承将轴固定为旋转自如，并且分别位于转子的旋转轴向上的两侧。永磁体部具有极数P的极性各向异性的磁极部，极数P是偶数，飞行装置包含所述转子磁轭部的重量比所述永磁体部的重量小的结构。驱动电路部用于控制流通于定子绕组的定子电流。
这样，本发明能够提供一种搭载有防尘性优异并且实现了轻量化的内转子型的电动机元件的飞行装置，产业价值巨大。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的飞行装置的外观的图。
图2是表示本发明的实施方式的飞行装置所具备的电动机元件的图。
图3是表示本发明的实施方式的飞行装置所具备的电动机元件的剖视图。
图4是表示本发明的实施方式的电动机元件的永磁体部的俯视图。
图5是本发明的实施方式的电动机元件的电路框图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。在本实施方式中，作为一个例子，说明搭载有防尘性优异并且实现了轻量化的内转子型的电动机元件的飞行装置。此外，本发明不限定于以下的实施方式。
(实施方式)
图1是表示本发明的实施方式的飞行装置1的外观的图。飞行装置1包含作为多个旋翼2各自的驱动源的电动机元件3和用于控制流通于定子绕组的定子电流的驱动电路部。另外，飞行装置1包含未图示的电力供给源、控制信息通讯部、被输送物搭载部等。例如，由电力供给源向驱动电路部等供给电力。在电力供给源中采用二次电池或一次电池等。
图2是表示本发明的实施方式的飞行装置1所具备的电动机元件3的图。图3是表示本发明的实施方式的飞行装置1所具备的电动机元件的剖视图。具体而言，图2绘出了自电动机元件3的轴6的中心轴的轴线的假想延长线俯视电动机元件3而得到的俯视图。如图2和图3所示，电动机元件3包含定子10、转子19、一对轴承14以及电动机元件部外装体18。定子10包含定子铁心4和定子绕组5。定子铁心4包含圆环状的磁轭20和齿13。齿13包括单齿11和单齿12。转子19包含轴6、转子磁轭部7以及永磁体部8。转子19与定子10之间的径向上的空隙处于0.1mm～2mm左右的范围，根据电动机元件的规格选择适当的空隙的尺寸值。在图2所示的永磁体部8中，极数P为10。驱动电路部15、驱动元件16以及控制元件17应用于后述的电动机元件的电路。
(关于永磁体部)
具体地说明永磁体部8。图4是表示本发明的实施方式的电动机元件3的永磁体部8的俯视图。永磁体部8的形状为圆筒状。永磁体部8的磁化的状态是通过实施S极部和N极部在外周面的周向上交替地配置的极性各向异性的磁化而成的。箭头9示意地表示S极部与N极部之间的磁通。圆筒状的磁体的筒的厚度尺寸t能够根据式(1)计算。
t≒Od×(π/(2×(P+π)))…(1)
以下，说明式(1)的导出。
Od是圆筒状的永磁体部8的外径。t是圆筒状的永磁体部8的径向厚度尺寸。P是将圆筒状的永磁体部8以极性各向异性的方式磁化时的极数且是偶数。在以极性各向异性的方式磁化的情况下，优选的是，圆筒状的永磁体部8满足式(2)的关系。此外，如后所述，根据式(1)得到的t的计算值用于实现计算方法的简化，因此是估算值而不是准确的计算值。
(Od-Id)/2≒π×Id/(2×P)…(2)
Id是圆筒状的永磁体部8的内径。式(2)中的(Od-Id)/2相当于圆筒状的磁体的筒的厚度尺寸t。式(2)中的(π×Id)/(2×P)是将圆筒状的永磁体部8的内径Id的内周的长度除以极数P的2倍的数而得到的长度尺寸。从另一角度说明式(2)。也就是说，对于实施了极性各向异性的磁化的永磁体而言，假定磁极间的磁通呈圆弧状分布的主要部分占据从圆筒状的永磁体部8的外径面起的将圆筒状的永磁体部8的内径Id的内周的长度除以极数P的2倍的数而得到的长度尺寸的范围并将其模型化，计算圆筒状的磁体的筒的厚度尺寸t。
另一方面，也可以假定磁极间的磁通呈圆弧状分布的主要部分占据从圆筒状的永磁体部8的外径面起的将圆筒状的永磁体部8的外径Od的外周的长度除以极数P的2倍的数而得到的长度尺寸的范围并将其模型化。通过将式(2)的右边的Id置换为Od而得到式(3)。根据式(3)，圆筒状的磁体的筒的厚度尺寸增大，圆筒状的磁体的质量也增大。
(Od-Id)/2≒(π×Od)/(2×P)…(3)
以下，说明根据式(1)求出永磁体部8的厚度尺寸t的式的导出。
在式(2)中，将(Od-Id)/2和(π×Id)/(2×P)设为实质上相等。
另一方面，如上所述，圆筒状的磁体的筒的厚度尺寸即t为(Od-Id)/2。将其设为式(4)。
t＝(Od-Id)/2…(4)
将式(4)变形为式(5)。
Id＝Od-(2×t)…(5)
将式(5)代入式(2)，得到式(6)。
2×t≒π(Od-(2×t))/P…(6)
若进而将式(6)变形为计算t的式，则得到式(1)。
(2×t×P)≒π×Od-(2×π×t)
(2×t×P)+(2×π×t)≒(π×Od)
t×((2×P)+(2×π))≒(π×Od)
t≒(π×Od)/((2×P)+(2×π))
t≒Od×(π/(2×(P+π)))…(1)
此外，若将式(3)以与式(2)同样的方式变形为求出永磁体部8的厚度尺寸t的式，则得到式(7)。
t≒Od×(π/(2×P))…(7)
式(1)与式(7)之间的差异在于，与圆筒状的永磁体部8的外径即Od相乘的乘数是(π/(2×(P+π)))还是(π/(2×P))。
如式(1)所示，根据圆筒状的永磁体部8的外径即Od和将圆筒状的永磁体部8以极性各向异性的方式磁化时的极数即P，计算圆筒状的永磁体部8的径向厚度尺寸即t的大概的值。
在(表1)中示出了以分别组合的方式将20、30、38.3、40、50以及60代入式(1)中的Od并将从4到36的偶数代入式(1)中的P而计算出的t的值。
在(表1)中，在评价标记栏中示出了基于以下的观点的评价。
在圆筒状的永磁体部8的径向厚度尺寸即t相对于圆筒状的永磁体部8的外径即Od的比率为15％左右以上的情况下，永磁体部8的重量处于过大的倾向。在该情况下，判断无助于电动机元件的轻量化，在评价标记栏中标注◇。
另外，在圆筒状的永磁体部8的径向厚度尺寸即t相对于圆筒状的永磁体部8的外径即Od的比率为5％左右以下的情况下，圆筒状的永磁体部8的径向厚度尺寸即t的值过小。因此，圆筒状的永磁体部8的机械强度较低，在大量生产时伴有生产性的观点上的问题。并且，判断极数越大则越会伴有关于实施良好的极性各向异性的磁化的技术问题，在评价标记栏中标注△。
在评价标记栏中未标注◇和△的极数的情况是判断有助于电动机元件的轻量化的情况，标注〇。此外，在判断存在分歧的情况下，作为中间性的评价，在评价标记栏中标注〇～△或〇～◇。
这样，在(表1)中，在极数P为26以上的范围内，在评价标记栏中标注△。在极数P为6以下的范围内，在评价标记栏中标注□。在极数P为10～22的范围内，在评价标记栏中标注〇。在极数P为8的情况下，在评价标记栏中标注〇～◇。在极数P为24的情况下，在评价标记栏中标注〇～△。
此外，实际制造的圆筒状的永磁体部8的径向厚度尺寸即t较少选择如(表1)所示那样的计算值t。例如，根据圆筒状的永磁体部8的制造工序等制造条件，选择自根据式(1)计算出的t的值稍微增减至0.8×t～1.3×t或0.7×t～1.5×t左右而得到的容易实施的尺寸值。另外，圆筒状的永磁体部8的径向厚度尺寸即t也可以采用根据式(7)计算出的t的值。在该情况下也是，根据圆筒状的永磁体部8的制造工序等制造条件，选择自根据式(7)计算出的t的值稍微增减至0.8×t～1.3×t或0.7×t～1.5×t左右而得到的容易实施的尺寸值。
[表1]
Figure BDA0002034260840000081
在(表2)中，关于Od＝38.3mm、旋转轴向上的尺寸h＝10mm的情况下的各极数P，示出了对永磁体部8、转子磁轭部7、转子19(永磁体部8和转子磁轭部7)各自的质量进行估算而得到的结果。计算各极数中的每个极数的情况下的永磁体部8的体积和转子磁轭部7的体积。根据上述的体积与密度或比重的积计算质量，这是不言而喻的。因而，省略详细的说明。此外，将永磁体部8的密度设为7.4g/cm3而进行计算。贯穿转子磁轭部7的轴6的直径为6mm。另外，将构成转子磁轭部7的树脂材料的比重设为1.55而进行计算。
在(表2)中，示出了以极数P＝10的转子的质量作为基准的转子的增减量。另外，引用并再次示出上述的评价标记的评价。
如(表2)所示，在极数P＝10的情况下，转子(永磁体部8和转子磁轭部7)的质量为46.4g。
为了进行比较，在极数P＝10的情况下，对具备取向于径向的磁体的表面磁体型的转子的情况进行与上述同样的估算。根据估算得到的表面磁体型的转子的质量为100g左右，是本实施方式的转子的质量的约2倍。该差异的主要的原因在于，本实施方式的转子磁轭部7由树脂材料形成，相对于此，在表面磁体型的转子的情况下，转子磁轭部7采用电磁钢板。采用电磁钢板的理由在于，为了得到与利用本实施方式的转子得到的电动机元件的特性(转矩等)实质上相同程度的特性(转矩等)，需要在表面磁体型的转子内部设置由电磁钢板等形成的磁路。
同样，为了进行比较，在极数P＝10的情况下，对在电磁钢板的层叠体具备磁体埋设孔并在该磁体埋设孔配置磁体的IPM电机(Interior Permanent Magnet Motor)的转子进行与上述同样的估算。根据估算得到的IPM电机的转子的质量为80g左右，是本实施方式的转子的质量的约1.7倍。该差异的主要的原因在于，本实施方式的转子磁轭部7由树脂材料形成，相对于此，在IPM电机的转子的情况下，IPM电机的转子整体基本由电磁钢板形成，在磁体埋设孔配置有磁体。采用电磁钢板的理由在于，为了得到与利用本实施方式的转子得到的电动机元件的特性(转矩等)实质上相同程度的电动机元件的特性(转矩等)，需要由用于产生磁转矩和磁阻转矩的电磁钢板形成的磁路。
由此可知，与表面磁体型的转子或IPM电机的转子相比，本实施方式的电动机元件的转子是适合于实现飞行装置的轻量化的结构。
[表2]
Figure BDA0002034260840000101
在(表3)中，示出了将旋转轴向上的尺寸设为h＝10mm而计算出的圆筒状的永磁体部8的质量的结果。在(表3)中，圆筒状的永磁体部8的外径即Od的尺寸值为60mm、50mm、40mm、38.3mm、30mm以及20mm。将圆筒状的永磁体部8以极性各向异性的方式磁化时的极数即P为4、8、10、22、24、26以及36。计算各极数和各外径中的每个极数和每个外径的情况下的永磁体部8的体积。与(表2)同样，根据体积与密度的积，计算圆筒状的永磁体部8的质量，这是不言而喻的。因而，省略详细的说明。
此外，将永磁体部8的密度设为7.4g/cm3而进行计算。在(表3)中，引用并再次示出(表1)所示的评价标记栏的内容。根据(表3)所示的关于圆筒状的永磁体部8的质量的定性倾向可知，电动机元件自身的重量(质量)随着圆筒状的永磁体部8的外径的增大而增大。另一方面，增大电动机元件的输出的方法是增大电动机元件的定子和转子的外形尺寸，这是不言而喻的。
[表3]
Figure BDA0002034260840000111
为了增大电动机元件的输出，例如，增大圆筒状的永磁体部8的外径Od，或者增大圆筒状的永磁体部8的旋转轴向上的尺寸h。此外，增大外径Od和旋转轴向上的尺寸h中的哪一者是因每个规格的状况而异的。关于电动机元件的输出的轻微的调整方法，调整圆筒状的永磁体部8的旋转轴向上的尺寸h的方法较为简便而多被采用。
(关于电动机元件)
以下说明本实施方式的电动机元件3的各构成元件的材料。
定子铁心4的材质是被称为35H300的电磁钢板。电磁钢板包含Fe和Si作为主成分，副成分没有特别限定。电磁钢板包含无法确定且不可避免的杂质。定子绕组5具备导体部和包覆层，该包覆层利用绝缘材料包覆导体部。绝缘材料是从聚氨酯、聚酯以及聚酯酰亚胺等中选择的适当的材料。导体部包含铜(Cu)或铝(Al)作为主成分，还包含多种不可避免的杂质。
永磁体部8的成分包含钪(Sc)、钇(Y)以及镧系元素中的至少1种、铁(Fe)以及硼(B)。永磁体部8的成分也可以包含钴(Co)。具体而言，永磁体部8是稀土类烧结磁体，是所谓的被称为钕烧结磁体(日文：ネオジム焼結磁石)或钕烧结磁体(日文：ネオジウム焼結磁石)等的材料。在该稀土类烧结磁体的表层具备用于防锈的防锈膜(防锈层)。在本实施方式中，搭载了密度为7.4g/cm3的稀土类烧结磁体，但不限于此，也可以是密度处于7.3g/cm3～7.7g/cm3的范围的稀土类烧结磁体。
转子磁轭部7的材料采用含有30重量％的玻璃填料的PBT(Poly ButyleneTerephthalate)树脂(比重为1.55)。然而，转子磁轭部7的材料只要是包含铁(Fe)、镁(Mg)、铝(Al)、铜(Cu)以及树脂材料中的任一者且满足基于技术规格的强度和轻量化的材料即可，没有特别限定。另外，关于树脂材料，不仅限定于上述的PBT树脂，只要是满足基于技术规格的强度和轻量化的树脂材料即可，没有特别限定。
同样，电动机元件部外装体的成分也可以是至少铁(Fe)、镁(Mg)、铝(Al)、铜(Cu)以及树脂材料中的任一者，没有特别限定。另外，关于树脂材料，不仅限定于上述的PBT树脂，只要是满足基于技术规格的强度和轻量化的树脂材料即可，没有特别限定。
也可以是，轴承14具备与轴承的外圈和内圈接触的密封件30以提高电动机元件3的防尘性并且实现电动机元件3的输出的提高。另外，也可以是，轴承具备与轴承的外圈接触并且不与内圈接触且与内圈靠近的密封件30。
图5是本发明的实施方式的电动机元件3的电路框图。
由位于飞行装置1的主体的内部的直流电源26供给的电力经由电源连接体25而被供给至电动机元件3所具有的各电路。
电动机元件3具有用于引导所供给的电力的多个布线部22。布线部22的一部分用于向作为驱动线圈的定子绕组5引导所供给的电力。
布线部22的另一部分用于向磁极检测元件24、控制元件17、驱动元件16以及包含其他电路元件的控制部21引导所供给的电力。
如上所述，本实施方式的飞行装置1包含：多个旋翼2；电动机元件3，其是多个旋翼2各自的驱动源，用于驱动旋翼的主轴旋转；以及驱动电路部15。电动机元件3包含定子10、转子19以及一对轴承14。定子10包含：定子铁心4，其包含圆环状的磁轭20和向圆环状的磁轭20的内侧突出的多个单齿11、12；以及定子绕组5，其绕装于定子铁心4的多个单齿11、12中的各单齿。转子19包含：永磁体部8，其呈圆筒状，位于在定子铁心4的内侧与定子铁心4隔开空隙并且与多个单齿11、12相对的位置；转子磁轭部7，其在内侧接触于永磁体部8的圆筒状的内壁面；以及轴6，其固定于转子磁轭部7的轴心并且与主轴连接。一对轴承14将轴6固定为旋转自如，并且分别位于转子19的旋转轴向上的两侧。永磁体部8具有极数P的极性各向异性的磁极部，极数P是偶数，飞行装置1包含转子磁轭部7的重量比永磁体部8的重量小的结构。驱动电路部15用于控制流通于定子绕组5的定子电流。
由此，能够提供一种搭载有防尘性优异并且实现了轻量化的内转子型的电动机元件的飞行装置。
另外，也可以是，永磁体部8所包含的强磁性体包含钪(Sc)、钇(Y)以及镧系元素中的至少1种、铁(Fe)以及硼(B)。
另外，优选的是，永磁体部8包含密度的下限值为7.4g/cm3的强磁性体。
另外，优选的是，在将永磁体部8的外径设为Od时，永磁体部8的外径的半径值与永磁体部8的内径的半径值之差即径向厚度尺寸处于相对于利用式(1)计算的t的值的0.7×t～1.5×t的范围，
t≒Od×(π/(2×(P+π)))…(1)。
另外，更优选的是，径向厚度尺寸处于相对于利用式(1)计算的t的值的0.8×t～1.3×t的范围。
另外，进而优选的是，在将径向厚度尺寸设为t时，满足式(1)。
另外，优选的是，极数P是4与36之间的偶数。
另外，更优选的是，极数P是8与26之间的偶数。
另外，进而优选的是，极数P是10与24之间的偶数。
另外，也可以是，转子磁轭部7至少包含树脂材料。
另外，也可以是，转子磁轭部7至少包含铁(Fe)和硅(Si)。
另外，也可以是，永磁体部8在表层具备防锈层。
另外，也可以是，定子绕组5在导体中包含铜(Cu)或铝(Al)和多种不可避免的杂质。
另外，优选的是，转子19与定子10之间的径向上的空隙处于0.1mm～2mm的范围。
另外，优选的是，包含用于收纳电动机元件3的电动机元件部外装体18，电动机元件部外装体18至少包含铁Fe、镁Mg、铝Al、铜Cu以及树脂材料中的任一者。
另外，优选的是，定子铁心4至少包含铁Fe和硅Si。
另外，也可以是，至少一对轴承14中的一个轴承具备密封件30，该密封件30与一对轴承14中的一个轴承的外圈和内圈接触，或者与外圈接触并且不与内圈接触且与内圈隔开间隙地靠近。
另外，优选的是，在将永磁体部8的外径设为Od并将永磁体部8的外径的半径值与永磁体部8的内径的半径值之差即径向厚度尺寸设为t时，满足式(2)，
t≒Od×(π/(2×P))…(2)。
产业上的可利用性
本发明能够提供一种飞行装置，该飞行装置为密闭构造且重量较轻，因此可靠性较高。
附图标记说明
1、飞行装置；2、旋翼；3、电动机元件；4、定子铁心；5、定子绕组；6、轴；7、转子磁轭部；8、永磁体部；9、箭头；10、定子；11、单齿；12、单齿；13、齿；14、轴承；15、驱动电路部；16、驱动元件；17、控制元件；18、电动机元件部外装体；19、转子；20、磁轭；21、控制部；22、布线部；24、磁极检测元件；25、电源连接体；26、直流电源；30、密封件。

Claims (17)

1.一种飞行装置，其包含：多个旋翼；电动机元件，其是所述多个旋翼各自的驱动源，用于驱动所述旋翼的主轴旋转；以及驱动电路部，其中，
所述电动机元件包含定子、转子以及一对轴承，
所述定子包含：定子铁心，其包含圆环状的磁轭和向所述圆环状的磁轭的内侧突出的多个单齿；以及定子绕组，其分别绕装于所述定子铁心的所述多个单齿中的各单齿，
所述转子包含：永磁体部，其呈圆筒形，位于在所述定子铁心的内侧与所述定子铁心隔开空隙并且与所述多个单齿相对的位置；转子磁轭部，其在内侧接触于所述永磁体部的圆筒形的内壁面；以及轴，其固定于所述转子磁轭部的轴心并且与所述主轴连接，
所述一对轴承将所述轴支承为旋转自如，并且分别位于所述转子的旋转轴向上的两侧，
所述永磁体部具有在所述圆筒形的周向上交替地配置S极部和N极部而得到的、极数P的极性各向异性的磁极部，所述极数P是偶数，
在所述永磁体部中，在将磁通所占据的主要部分的自外径面起的厚度设为主要径向厚度时，所述主要径向厚度设定为所述永磁体部中的1个极部的周向上的长度的一半，
将所述永磁体部的所述外径的半径值与所述永磁体部的内径的半径值之差即径向厚度尺寸设为所述主要径向厚度的0.7倍～1.5倍的范围，
所述转子磁轭部至少包含树脂材料，以成为所述转子磁轭部的重量比所述永磁体部的重量小的结构，所述驱动电路部用于控制流通于所述定子绕组的定子电流。
2.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
所述永磁体部所包含的强磁性体包含钪(Sc)、钇(Y)以及镧系元素中的至少1种、铁(Fe)以及硼(B)。
3.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
所述永磁体部包含密度的下限值为7.4g/cm3的强磁性体。
4.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
在将所述永磁体部的外径设为Od并将所述径向厚度尺寸设为t时，满足式(1)，
t≒Od×(π/(2×(P+π)))…(1)。
5.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
在将所述永磁体部的外径设为Od时，所述径向厚度尺寸处于相对于利用式(1)计算的t的值的0.8×t～1.3×t的范围，
t≒Od×(π/(2×(P+π)))…(1)。
6.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
在将所述永磁体部的外径设为Od时，所述径向厚度尺寸处于相对于利用式(1)计算的t的值的0.7×t～1.5×t的范围，
t≒Od×(π/(2×(P+π)))…(1)。
7.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
所述极数P是10与24之间的偶数。
8.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
所述极数P是8与26之间的偶数。
9.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
所述极数P是4与36之间的偶数。
10.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
所述转子磁轭部至少包含铁(Fe)和硅(Si)。
11.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
所述永磁体部在表层具备防锈层。
12.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
所述定子绕组在导体中包含铜(Cu)或铝(Al)和多种不可避免的杂质。
13.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
所述转子与所述定子之间的径向上的空隙处于0.1mm～2mm的范围。
14.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
该飞行装置包含用于收纳所述电动机元件的电动机元件部外装体，
所述电动机元件部外装体至少包含铁(Fe)、镁(Mg)、铝(Al)、铜(Cu)以及树脂材料中的任一者。
15.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
所述定子铁心至少包含铁(Fe)和硅(Si)。
16.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
至少多个所述轴承中的一个轴承具备密封件，该密封件与多个所述轴承中的一个轴承的外圈和内圈接触，或者与所述外圈接触并且不与所述内圈接触且与所述内圈隔开间隙地靠近。
17.根据权利要求1所述的飞行装置，其中，
在将所述永磁体部的外径设为Od并将所述径向厚度尺寸设为t时，满足式(2)，
t≒Od×(π/(2×P))…(2)。
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