JP2023133000A - 磁性異物除去装置、ブラシレスモータ及び推進機 - Google Patents

Abstract

【課題】流体が流れる流路において、流体と共に移動する磁性を有する異物を捕獲できる磁性異物除去装置、ブラシレスモータ及び推進機を提供する。【解決手段】モータ２０において、磁石６４と、磁石６４で磁化され、流体が流れる流路に対して当該流体と接触可能に配置された金属メッシュ５６及び金属メッシュ５８とを有する。【選択図】図６

Description

本発明は、磁性異物除去装置、ブラシレスモータ及び推進機に関する。

近年、小型航空機（少人数向け小型モビリティ）や無人航空機（ＵＡＶ）、ドローン、飛行ロボットなどに代表される電動航空機（以下、飛行機器）は、点検・測量・農業・輸送・防災・乗用など、多岐にわたる用途が見込まれている。

これらに使われる飛行機器用のモータは、主に電池による限られた電力で駆動される方式が多い。飛行機器の価値である、長時間飛行、積載量増加、運動性向上（強風での制御安定）を高めるために、飛行機器用のモータには、軽量・高出力・高効率・自己風圧による高い冷却性能が重視される。そのため、現在多くの飛行機器用のモータは、空冷開放型のアウタロータ型のブラシレスモータが主流で、防塵性の配慮が無い製品が多い。

空冷開放型のブラシレスモータは、モータ内部に外気を積極的に取り入れる構造であるため、駆動時においてモータ内部への埃等の侵入という課題があった。また、埃には、砂鉄等の磁性体が含まれていることがあり、この磁性体がモータ内部の磁力発生体に付着すると、モータの機能が低下することが考えられる。

例えば、特許文献１～８には、アウタロータ型電動機に関する技術が開示されている。これらの技術では、外殻を構成するカバーに冷却風導入孔が形成されており、冷却風導入孔から電動機の内部に冷却風が導入される。しかしながら、これらの技術では、冷却風は、単純に電動機の内部に導入されるだけであり、電動機の内部に流れ込む流体である空気から埃を取り除くような機能は備えていない。

また、上記のような技術に限らず、作動油を用いる原動機等において、原動機に繋がる配管に流れる流体である作動油から鉄粉等を除去できることが好ましい。

上記を鑑みると、流体が流れる流路において、流体と共に移動する磁性を有する異物を捕獲できることが好ましい。

特許第６８５６４４６号公報 特開２０２０－１４５７６６号公報 国際公開ＷＯ２０１８／２１６５９９ 特許第６６９２８７０号公報 特開２０２０－０４８２９２号公報 国際公開ＷＯ２０２０／０５９６５４ 特開２０１９－０３３５６０号公報 国際公開ＷＯ２０１９／０２６９００

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、流体が流れる流路において、流体と共に移動する磁性を有する異物を捕獲できる磁性異物除去装置、ブラシレスモータ及び推進機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の磁性異物除去装置は、磁力発生体と、前記磁力発生体で磁化され、流体が流れる流路に対して当該流体と接触可能に配置された磁性体と、を有している。

この磁性異物除去装置によれば、磁力発生体で磁化された磁性体が、流路を流れる流体と接触し、当該流体と共に移動する磁性を有する異物が、当該磁性体に引き寄せられる。このため、流体が流れる流路において、流体と共に移動する磁性を有する異物を捕獲できる。

なお、請求項２に記載のように、請求項１に記載の磁性異物除去装置において、前記磁性体は、第１磁性体と、第２磁性体とを備えると共に、前記第１磁性体は、前記磁力発生体としての磁石のＮ極で磁化されると共に、前記流体が透過可能とされ、前記第２磁性体は、前記磁石のＳ極で磁化されると共に、前記流体が透過可能とされ、前記第１磁性体と前記第２磁性体とは、前記流体の流れる流れ方向において間隔をあけてかつ対向して配置されてもよい。

この磁性異物除去装置によれば、第１磁性体が磁石のＮ極で磁化され、第２磁性体が当該磁石のＳ極で磁化される。また、第１磁性体と第２磁性体とは、流体の流れる流れ方向において間隔をあけてかつ対向して配置されている。このため、第１磁性体と第２磁性体との間に磁界が発生する。

そして、第１磁性体及び第２磁性体に流体が透過することで、第１磁性体及び第２磁性体の少なくとも一方によって流体と共に移動する磁性を有する異物が捕獲される。

また、請求項３に記載のように、請求項２に記載の磁性異物除去装置において、前記第１磁性体は、第１方向に延びると共に当該第１方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の第１金属繊維と、当該第１方向と交差する第２方向に延びると共に当該第２方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の第２金属繊維と、を備えた第１メッシュ構造体とされ、前記第２磁性体は、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に延びると共に当該第３方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の第３金属繊維と、当該第３方向と交差する第４方向に延びると共に当該第４方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の第４金属繊維と、を備えた第２メッシュ構造体とされていてもよい。

この磁性異物除去装置によれば、第１磁性体が、第１方向に延びると共に当該第１方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の第１金属繊維と、当該第１方向と交差する第２方向に延びると共に当該第２方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の第２金属繊維とを備えた第１メッシュ構造体とされている。

一方、第２磁性体は、第１方向及び第２方向と交差する第３方向に延びると共に当該第３方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の第３金属繊維と、当該第３方向と交差する第４方向に延びると共に当該第４方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の第４金属繊維とを備えた第２メッシュ構造体とされている。

このため、流体の流れる流れ方向から第１メッシュ構造体及び第２メッシュ構造体を見たときに、これらが重なることを抑制し、これらで磁性を有する異物を捕獲する確度を高めることができる。

また、請求項４に記載のように、請求項３に記載の磁性異物除去装置において、前記第１メッシュ構造体の一部を構成すると共に、一対の前記第１金属繊維と一対の前記第２金属繊維とで構成された第１枠状部と、前記第２メッシュ構造体の一部を構成すると共に、一対の前記第３金属繊維と一対の前記第４金属繊維とで構成された第２枠状部と、が、前記流れ方向から見て交差していてもよい。

この磁性異物除去装置によれば、第１メッシュ構造体の一部が第１枠状部で構成されており、当該第１枠状部は、一対の第１金属繊維と一対の第２金属繊維とで矩形枠状に構成されている。また、第２メッシュ構造体の一部が第２枠状部で構成されており、当該第２枠状部は、一対の第３金属繊維と一対の第４金属繊維とで矩形枠状に構成されている。そして、第１枠状部と第２枠状部とが、流体の流れる流れ方向から見て交差している。

このため、隣接する第１金属繊維同士の間隔、隣接する第２金属繊維同士の間隔、隣接する第３金属繊維同士の間隔及び隣接する第４金属繊維同士の間隔の少なくとも一つを拡げても、流体の流れる流れ方向から第１枠状部及び第２枠状部の一方を見たときに、当該一方の内側に他方の一部が位置することとなる。したがって、第１メッシュ構造体及び第２メッシュ構造体が流体の抵抗となることを抑制しつつ、これらで磁性を有する異物を捕獲する確度を高めることができる。

また、請求項５に記載のように、請求項２～請求項４の何れか一項に記載の磁性異物除去装置において、前記第１磁性体と、前記第２磁性体との間には、前記磁石を保持する非磁性体製のスペーサが介在していてもよい。

この磁性異物除去装置によれば、第１磁性体と第２磁性体との間に、非磁性体製のスペーサが介在しており、当該スペーサによって磁石が保持されている。このため、スペーサによって磁石による第１磁性体及び第２磁性体の磁化が阻害されることを抑制しつつ、当該スペーサで、第１磁性体、第２磁性体及び磁石を支持することができる。

請求項６に記載のブラシレスモータは、ステータを支持するベース部材と、前記ベース部材に支持されたシャフトと、前記シャフトに支持されると共に前記ステータを覆うロータハウジングを備えたロータと、を備え、前記ロータハウジングに設けられた第１通気孔と、前記ベース部材に設けられた第２通気孔と、を含む空気の流路上に請求項２～請求項５の何れか１項に記載の磁性異物除去装置が配置されている。

このブラシレスモータによれば、ステータがベース部材で支持されており、当該ベース部材には、シャフトが支持されている。このシャフトには、ロータハウジングを備えたロータが支持されており、ロータハウジングによってステータが覆われている。

そして、ロータハウジングに第１通気孔が設けられると共に、ベース部材に第２通気孔が設けられており、第１通気孔及び第２通気孔を含む空気の流路上に請求項２～請求項５の何れか１項に記載の磁性異物除去装置が配置されている。

このため、ブラシレスモータの駆動時において、空気の流れる流れ方向において間隔をあけてかつ対向して配置された第１磁性体及び第２磁性体の少なくとも一方によって、空気と共に移動する磁性を有する異物が捕獲される。

また、請求項７に記載のように、請求項６に記載のブラシレスモータにおいて、前記ロータハウジングは、前記シャフトの延在方向を板厚方向とされた円板部を含んで構成され、当該円板部には、前記第１通気孔が形成されると共に、前記磁性異物除去装置が前記円板部に沿って前記第１通気孔を覆うように配置されていてもよい。

このブラシレスモータによれば、ロータハウジングは、シャフトの延在方向を板厚方向とされた円板部を含んで構成されており、当該円板部には、第１通気孔が形成されている。そして、磁性異物除去装置が、ロータハウジングの円板部に沿って第１通気孔を覆うように配置されている。このため、ブラシレスモータの駆動時において、第１通気孔を経由してブラシレスモータの内側に磁性を有する異物が進入することを抑制することができる。

また、請求項８に記載のように、請求項７に記載のブラシレスモータにおいて、前記第１通気孔は、前記円板部の周方向に複数形成され、前記磁石は、前記円板部の周方向に複数配置されると共に、前記円板部における隣接する前記第１通気孔の間の部分と前記延在方向から見て重なるように配置されていてもよい。

このブラシレスモータによれば、第１通気孔が円板部の周方向に複数形成されている。また、複数の磁石が円板部の周方向に配置されると共に、それぞれの磁石が、円板部における隣接する第１通気孔の間の部分と、シャフトの延在方向から見て重なるように配置されている。このため、第１通気孔を介したブラシレスモータへの空気の流入及びブラシレスモータからの空気の排出が磁石で阻害されることを抑制することができる。

また、請求項９に記載のように、請求項６～請求項８の何れか１項に記載のブラシレスモータにおいて、前記ベース部材は、外周部を構成する外周壁部を含んで構成され、当該外周壁部には、前記第２通気孔が形成されると共に、前記磁性異物除去装置が前記外周壁部に沿って前記第２通気孔を覆うように配置されていてもよい。

このブラシレスモータによれば、ベース部材は、その外周部を構成する外周壁部を含んで構成されており、当該外周壁部には、第２通気孔が形成されている。そして、磁性異物除去装置が、ベース部材の外周壁部に沿って第２通気孔を覆うように配置されていている。このため、ブラシレスモータの駆動時において、第２通気孔を経由してブラシレスモータの内側に磁性を有する異物が進入することを抑制することができる。

また、請求項１０に記載のように、請求項９に記載のブラシレスモータにおいて、前記第２通気孔は、前記外周壁部の周方向に複数形成され、前記磁石は、前記外周壁部の周方向に複数配置されると共に、前記外周壁部における隣接する前記第２通気孔の間の部分と前記外周壁部の厚さ方向から見て重なるように配置されていてもよい。

このブラシレスモータによれば、第２通気孔が外周壁部の周方向に複数形成されている。また、複数の磁石が外周壁部の周方向に配置されると共に、それぞれの磁石が、外周壁部における隣接する第２通気孔の間の部分と、外周壁部の厚さ方向から見て重なるように配置されている。このため、第２通気孔を介したブラシレスモータへの空気の流入及びブラシレスモータからの空気の排出が磁石で阻害されることを抑制することができる。

請求項１１に記載の推進機は、ステータを支持するベース部材と、当該ベース部材に支持されたシャフトと、当該シャフトに支持されると共に当該ステータを覆うロータハウジングを備えたロータと、を備えたブラシレスモータと、前記シャフトに支持されたプロペラと、前記ブラシレスモータを収容するナセルと、を備え、前記ナセルに設けられた通気孔を覆うように請求項２～請求項５の何れか１項に記載の磁性異物除去装置が配置されている。

この推進機によれば、ブラシレスモータを備えており、このブラシレスモータは、ベース部材、シャフト及びロータを含んで構成されている。ベース部材は、ステータを支持すると共に、シャフトを支持している。また、シャフトには、ロータハウジングを備えたロータが支持されており、このロータハウジングによってステータが覆われている。

そして、ブラシレスモータが駆動することでシャフトに支持されたプロペラが回転し、このプロペラの回転によって推力が発生する。

また、ブラシレスモータは、ナセルで覆われており、このナセルには、通気孔が設けられている。そして、ブラシレスモータが駆動すると、通気孔を介してナセルの外側からブラシレスモータ側へ空気が流入する。

ここで、ナセルに設けられた通気孔には、当該通気孔を覆うように請求項２～請求項５の何れか１項に記載の磁性異物除去装置が配置されている。このため、ブラシレスモータの駆動時において、空気の流れる流れ方向において間隔をあけてかつ対向して配置された第１磁性体及び第２磁性体の少なくとも一方によって、空気と共に移動する磁性を有する異物が捕獲される。

本発明の第１実施形態に係る飛行機器の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るブラシレスモータの平面図である。 本発明の第１実施形態に係るブラシレスモータの側面図である。 本発明の第１実施形態に係るブラシレスモータの分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る第１磁性異物除去装置の構成を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る第１磁性異物除去装置の構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る第１磁性異物除去装置の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る第１磁性異物除去装置の構成を示す要部拡大図である。 本発明の第１実施形態に係る第２磁性異物除去装置の構成を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る第２磁性異物除去装置の構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る第２磁性異物除去装置の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態の第１変形例に係る第１磁性異物除去装置の構成を示す平面図である。 本発明の第１実施形態の第１変形例に係る第２磁性異物除去装置の構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る第２変形例に係る推進機の構成を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る磁性異物除去装置の構成を示す断面図である。

［第１実施形態］
はじめに、本発明の第１実施形態を説明する。

図１に示される本実施形態の飛行機器１０（電動マルチコプター）は、遠隔操作や自動制御によって飛行可能とされており、本体部１２と、複数の推進機１４とを備える。矢印ＦＲは飛行機器１０の前後方向前側を示し、矢印ＬＨは飛行機器１０の左右方向左側を示し、矢印ＵＰは飛行機器１０の上下方向上側を示している。

本体部１２は、キャビン１６と、一対の脚部１８とを有する。キャビン１６は、箱形に構成されており、キャビン１６には、各種制御装置並びに各種センサが搭載されている。一対の脚部１８は、キャビン１６の下側に設けられている。

複数の推進機１４の個数は、一例として、４個である。この複数の推進機１４は、本体部１２の前後左右に対称に配置されている。すなわち、第１の推進機１４は、本体部１２の左前側に配置されており、第２の推進機１４は、本体部１２の右前側に配置されており、第３の推進機１４は、本体部１２の左後側に配置されており、第４の推進機１４は、本体部１２の右後側に配置されている。

各推進機１４は、モータ２０と、プロペラ２２とを有しており、それぞれ本体部１２から延出されたロッド２４及びロッド２４の先端部に設けられた支持部材２６を介して本体部１２に対して固定されている。

各推進機１４のモータ２０は、本体部１２の上下方向を軸方向として支持部材２６に支持されている。モータ２０は、後に詳述する通り、ステータ３２及びロータ３４を有するモータ本体２８と、ロータ３４と一体に回転するシャフト３０とを有する。複数のモータ２０は、同一の構成である。各モータ２０は、「ブラシレスモータ」の一例である。

左前側のモータ２０及び右前側のモータ２０のモータ本体２８は、支持部材２６の下側に配置されており、軸方向一方側（矢印Ａ１側）を上向きにした状態で支持部材２６に固定されている。一方、左後側のモータ２０及び右後側のモータ２０のモータ本体２８は、支持部材２６の上側に配置されており、軸方向他方側（矢印Ａ２側）を上向きにした状態で支持部材２６に固定されている。これらのモータ２０において、シャフト３０は、モータ本体２８から上側に向けて延びており、シャフト３０の上端部には、プロペラ２２が固定されている。

続いて、モータ２０の具体的な構成を説明する。

ここでは、一例として、上述の左後側のモータ２０及び右後側のモータ２０のように、軸方向他方側（矢印Ａ２側）を上向きにして配置されたモータ２０について説明する。

図２～図４に示されるように、モータ２０は、アウタロータ型のブラシレスモータであり、シャフト３０と、ステータ３２と、ロータ３４と、ベース部材３６（センターピース）とを備える。矢印Ａ１側はモータ２０の軸方向一方側を示し、矢印Ａ２側はモータ２０の軸方向他方側を示している。モータ２０の軸方向は、上述の飛行機器１０（図１参照）の上下方向に相当する。

ステータ３２、ロータ３４及びベース部材３６は、モータ本体２８を構成している。ステータ３２は、ステータコア３２Ａと、ステータコア３２Ａに巻き付けられた複数の巻線巻回部３２Ｂとを有する。

ロータ３４は、ロータハウジング３８と、図示しない複数の磁石とを有する。ロータハウジング３８は、モータ２０の軸方向すなわちシャフト３０の延在方向を板厚方向とされた概略円板状の円板部４０と、円板部４０の周縁部に沿って配置されたバックヨーク４２とを含んで、有蓋円筒状とされている。また、円板部４０における巻線巻回部３２Ｂと対向する部位には、ロータハウジング３８の軸方向に貫通する複数の冷却孔４４が形成されている。この複数の冷却孔４４は、ロータハウジング３８の周方向に並んで形成されている。冷却孔４４は、「第１通気孔」の一例である。

円板部４０の中央部には、ロータハウジング３８の軸方向に貫通する貫通孔４６が形成されており、この貫通孔４６には、シャフト３０が挿入されている。また、円板部４０の中央部には、ロータハウジング３８の矢印Ａ２側に突出する突出部４０Ａが形成されており、この突出部４０Ａには、ロータハウジング３８の径方向に延びる複数のネジ孔４８が形成されている。

複数のネジ孔４８は、貫通孔４６と連通している。複数のネジ孔４８には、図示しない止めネジがそれぞれ螺入されている。この各止めネジの先端部は、シャフト３０に形成された複数の図示しない凹部にそれぞれ嵌合されており、これにより、シャフト３０は、ロータハウジング３８に固定されている。また、ロータハウジング３８における突出部４０Ａの周辺部には、ロータハウジング３８の軸方向に貫通する図示しない水抜き孔が形成されている。

また、バックヨーク４２は、ステータ３２の周囲を囲んでおり、ロータハウジング３８は、ステータ３２を飛行機器１０の上下方向上側から覆っている。

一方、バックヨーク４２の内周面には、複数の磁石が固着されている。これらの磁石は、バックヨーク４２の周方向に並んで配置されており、これらの磁石とステータ３２との間には、隙間が確保されている。

ベース部材３６は、円盤部３６Ａと、円盤部３６Ａの外周に沿って設けられると共にベース部材３６の外周部を構成する外周壁部３６Ｂとを含んで構成されている。円盤部３６Ａは、飛行機器１０の上下方向から見て円形の板状とされており、ステータ３２の矢印Ａ１側にステータ３２と対向して配置されて、ステータ３２を支持している。また、ベース部材３６には、図示しない軸受を介してシャフト３０が支持されている。なお、円盤部３６Ａには、円盤部３６Ａの軸方向に貫通する図示しない水抜き孔が形成されている。

一方、外周壁部３６Ｂには、円盤部３６Ａの径方向に貫通する冷却孔５０が、外周壁部３６Ｂの周方向に複数形成されている。冷却孔５０は、「第２通気孔」の一例である。

本実施形態のモータ２０では、上述のように、ロータ３４に冷却孔４４が設けられており、ベース部材３６に冷却孔５０が設けられている。また、冷却孔４４及び冷却孔５０は、ステータ３２とバックヨーク４２に設けられた磁石との隙間に連通されている。

そして、この複数の冷却孔４４及び冷却孔５０を通じて吸気及び排気が行われることにより、モータ２０の内部に冷却風の流れが形成され、この冷却風の流れによってモータ２０の内部が冷却されるようになっている。このように、本実施形態のモータ２０は、空冷開放型となっている。

ここで、本実施形態では、ロータ３４に設けられた冷却孔４４に対して第１磁性異物除去装置５２が配置されており、ベース部材３６に設けられた冷却孔５０に対して第２磁性異物除去装置５４が配置されている。

第１磁性異物除去装置５２は、ロータハウジング３８の円板部４０における飛行機器１０の上下方向上側に配置されており、図５～図７にも示されるように、全体では飛行機器１０の上下方向を厚さ方向とされた円板状とされている。

第１磁性異物除去装置５２は、金属メッシュ５６と、金属メッシュ５８と、内側スペーサ６０と、外側スペーサ６２と、一対の磁石６４とを備える。金属メッシュ５６は、「第１磁性体」並びに「第１メッシュ構造体」の一例であり、金属メッシュ５８は、「第２磁性体」並びに「第２メッシュ構造体」の一例であり、磁石６４は、「磁力発生体」の一例である。

金属メッシュ５６は、一例として、鉄等の強磁性体製の金属繊維が編まれることで、飛行機器１０の上下方向から見て中央部に概略円形の貫通孔６６が形成された円板状に形成されている。

詳しくは、金属メッシュ５６は、飛行機器１０の上下方向から見て、第１方向に延びると共に第１方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の金属繊維６８と、第１方向と交差する第２方向に延びると共に第２方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の金属繊維７０とを含んで構成されている。金属繊維６８は、「第１金属繊維」の一例であり、金属繊維７０は、「第２金属繊維」の一例である。

金属メッシュ５８は、基本的に金属メッシュ５６と同様の構成とされており、その中央部に貫通孔７２が形成されている。この金属メッシュ５８は、飛行機器１０の上下方向から見て、第１方向及び第２方向と交差する第３方向に延びると共に第３方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の金属繊維７４と、第３方向と交差する第４方向に延びると共に第３方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の金属繊維７６とを含んで構成されている。金属繊維７４は、「第３金属繊維」の一例であり、金属繊維７６は、「第４金属繊維」の一例である。

また、図８に詳しく示されるように、金属メッシュ５６の一部を構成すると共に一対の金属繊維６８と一対の金属繊維７０とで構成された枠状部５６Ａと、金属メッシュ５８の一部を構成すると共に一対の金属繊維７４と一対の金属繊維７６とで構成された枠状部５８Ａとが、飛行機器１０の上下方向から見て交差している。すなわち、冷却孔４４を流れる冷却風（空気）の流れる流れ方向から見て、枠状部５６Ａと枠状部５８Ａとが交差している。枠状部５６Ａは、「第１枠状部」の一例であり、枠状部５８Ａは、「第２枠状部」の一例である。

内側スペーサ６０は、樹脂やアルミニウム等の非磁性体で構成されており、本体部６０Ａと、本体部６０Ａと一体の設けられた一対の保持片部６０Ｂとを備えている。本体部６０Ａは、飛行機器１０の上下方向から見て円環状とされると共に、板厚方向を飛行機器１０の上下方向とされた板状とされている。一方、保持片部６０Ｂは、本体部６０Ａの径方向一方側と他方側とに設けられており、飛行機器１０の上下方向から見て矩形の板状とされている。そして、本体部６０Ａの中央部には、ロータハウジング３８の突出部４０Ａが嵌合可能な貫通孔７８が形成されている。

一方、保持片部６０Ｂには、飛行機器１０の上下方向から見て矩形状の貫通孔８０が形成されている。なお、内側スペーサ６０には、図示しない係止部が形成されており、この係止部がロータハウジング３８の円板部４０に設けられた被係止部に係止されることで、第１磁性異物除去装置５２がロータハウジング３８に取り外し可能に取り付けられるようになっている。

外側スペーサ６２は、樹脂やアルミニウム等の非磁性体で構成されており、飛行機器１０の上下方向から見て、内側スペーサ６０の外周側に位置する円環状の板状とされている。そして、内側スペーサ６０及び外側スペーサ６２における飛行機器１０の上下方向上側の面には金属メッシュ５６が、内側スペーサ６０及び外側スペーサ６２における飛行機器１０の上下方向下側の面には金属メッシュ５８が、それぞれ接着剤等による図示しない接合部で接合されている。

なお、第１磁性異物除去装置５２がロータハウジング３８に取り付けられた状態において、飛行機器１０の上下方向から見て内側スペーサ６０と外側スペーサ６２との間には、ロータハウジング３８の冷却孔４４が位置している。

一方、磁石６４は、飛行機器１０の上下方向から見て矩形の板状とされており、内側スペーサ６０の貫通孔８０に嵌合されることで、内側スペーサ６０に保持されている。磁石６４は、Ｎ極６４Ａを飛行機器１０の上下方向上側とされると共に、Ｓ極６４Ｂを飛行機器１０の上下方向下側とされた状態で配置されている。そして、Ｎ極６４Ａで金属メッシュ５６が磁化され、Ｓ極６４Ｂで金属メッシュ５８が磁化されている。

一方、第２磁性異物除去装置５４は、図９～図１１に示されるように、ベース部材３６の外周壁部３６Ｂの外周側に配置されており、飛行機器１０の上下方向から見てモータ２０を囲む円筒状とされている。

第２磁性異物除去装置５４は、金属メッシュ８２と、金属メッシュ８４と、スペーサ８６と、４つの磁石８８とを備える。金属メッシュ８２は、「第１磁性体」並びに「第１メッシュ構造体」の一例であり、金属メッシュ８４は、「第２磁性体」並びに「第２メッシュ構造体」の一例であり、磁石８８は、「磁力発生体」の一例である。

金属メッシュ８２は、第２磁性異物除去装置５４の外周側を構成しており、一例として、鉄等の強磁性体製の金属繊維が編まれることで、飛行機器１０の上下方向から見て円形とされた円筒状に形成されている。

金属メッシュ８４は、第２磁性異物除去装置５４の内周側を構成しており、基本的に金属メッシュ８２と同様の構成とされている。

スペーサ８６は、樹脂やアルミニウム等の非磁性体で構成されており、飛行機器１０の上下方向から見て円形とされた円筒状に形成されている。また、スペーサ８６には、飛行機器１０の上下方向から見て９０度の間隔で４つの貫通孔９０が形成されている。また、貫通孔９０間には、貫通孔９０よりもスペーサ８６の周方向において大きい貫通孔９２が形成されている。

そして、スペーサ８６の外周側の面には金属メッシュ８２が、スペーサ８６の内周側の面には金属メッシュ８４が、それぞれ接着剤等による図示しない接合部で接合されている。なお、スペーサ８６には、図示しない係止部が形成されており、当該係止部がベース部材３６に設けられたコネクタ接続部９４（図２参照）に係止されることで、第２磁性異物除去装置５４がベース部材３６に対して間隔をあけられた状態でモータ２０に取り外し可能に取り付けられるようになっている。

また、第２磁性異物除去装置５４がモータ２０に取り付けられた状態において、スペーサ８６の径方向から見て貫通孔９２の内側には、ベース部材３６の冷却孔５０が位置している（図３参照）。

一方、磁石８８は、スペーサ８６の径方向から見て矩形の板状とされており、スペーサ８６の貫通孔９０に嵌合されることで、スペーサ８６に保持されている。磁石８８は、Ｎ極８８Ａをスペーサ８６の径方向外側とされると共に、Ｓ極８８Ｂをスペーサ８６の径方向内側とされた状態で配置されている。そして、Ｎ極８８Ａで金属メッシュ８２が磁化され、Ｓ極８８Ｂで金属メッシュ８４が磁化されている。

なお、第２磁性異物除去装置５４の飛行機器１０の上下方向上側の周縁部とベース部材３６との間と、第２磁性異物除去装置５４の飛行機器１０の上下方向下側の周縁部とベース部材３６との間とのそれぞれには、スポンジ等の弾性を有する非磁性体で構成された隙詰め部材が配置されている。

次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。

図２に示されるように、本実施形態に係る第１磁性異物除去装置５２及び第２磁性異物除去装置５４によれば、磁石６４で磁化された金属メッシュ５６及び金属メッシュ５８並びに、磁石８８で磁化された金属メッシュ８２及び金属メッシュ８４が、冷却風の流路を流れる空気と接触し、空気と共に移動する砂鉄等の磁性を有する異物が、金属メッシュ５６、金属メッシュ５８、金属メッシュ８２及び金属メッシュ８４に引き寄せられる。このため、空気が流れる冷却風の流路において、空気と共に移動する磁性を有する異物を捕獲できる。

また、図６に示されるように、第１磁性異物除去装置５２において、金属メッシュ５６が磁石６４のＮ極６４Ａで磁化され、金属メッシュ５８が磁石６４のＳ極６４Ｂで磁化される。また、金属メッシュ５６と金属メッシュ５８とは、冷却風の流れる流れ方向において間隔をあけてかつ対向して配置されている。このため、金属メッシュ５６と金属メッシュ５８との間に磁界が発生する。

そして、金属メッシュ５６及び金属メッシュ５８に空気が透過することで、金属メッシュ５６及び金属メッシュ５８の少なくとも一方によって空気と共に移動する磁性を有する異物が捕獲される。

また、図１０に示されるように、第２磁性異物除去装置５４において、金属メッシュ８２が磁石８８のＮ極８８Ａで磁化され、金属メッシュ８４が磁石８８のＳ極８８Ｂで磁化される。また、金属メッシュ８２と金属メッシュ８４とは、冷却風の流れる流れ方向において間隔をあけてかつ対向して配置されている。このため、金属メッシュ８２と金属メッシュ８４との間に磁界が発生する。

そして、金属メッシュ８２及び金属メッシュ８４に空気が透過することで、金属メッシュ８２及び金属メッシュ８４の少なくとも一方によって空気と共に移動する磁性を有する異物が捕獲される。

また、図８に示されるように、第１磁性異物除去装置５２において、金属メッシュ５６が、第１方向に延びると共に第１方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の金属繊維６８と、第１方向と交差する第２方向に延びると共に第２方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の金属繊維７０とを備えている。

一方、金属メッシュ５８は、第１方向及び第２方向と交差する第３方向に延びると共に第３方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の金属繊維７４と、第３方向と交差する第４方向に延びると共に第４方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の金属繊維７６とを備えている。

このため、冷却風の流れる流れ方向から金属メッシュ５６及び金属メッシュ５８を見たときに、これらが重なることを抑制し、これらで磁性を有する異物を捕獲する確度を高めることができる。

また、第１磁性異物除去装置５２において、金属メッシュ５６の一部が枠状部５６Ａで構成されており、枠状部５６Ａは、一対の金属繊維６８と一対の金属繊維７０とで矩形枠状に構成されている。また、金属メッシュ５８の一部が枠状部５８Ａで構成されており、枠状部５８Ａは、一対の金属繊維７４と一対の金属繊維７６とで矩形枠状に構成されている。そして、枠状部５６Ａと枠状部５８Ａとが、冷却風の流れる流れ方向から見て交差している。

このため、隣接する金属繊維６８同士の間隔、隣接する金属繊維７０同士の間隔、隣接する金属繊維７４同士の間隔及び隣接する金属繊維７６同士の間隔の少なくとも一つを拡げても、冷却風の流れる流れ方向から枠状部５６Ａ及び枠状部５８Ａの一方を見たときに、当該一方の内側に他方の一部が位置することとなる。したがって、金属メッシュ５６及び金属メッシュ５８が冷却風の抵抗となることを抑制しつつ、これらで磁性を有する異物を捕獲する確度を高めることができる。

また、図６に示されるように、第１磁性異物除去装置５２において、金属メッシュ５６と金属メッシュ５８との間に、非磁性体製の内側スペーサ６０及び外側スペーサ６２が介在しており、内側スペーサ６０によって磁石６４が保持されている。このため、内側スペーサ６０及び外側スペーサ６２によって磁石６４による金属メッシュ５６及び金属メッシュ５８の磁化が阻害されることを抑制しつつ、内側スペーサ６０及び外側スペーサ６２で、金属メッシュ５６、金属メッシュ５８及び磁石６４を支持することができる。これは、第２磁性異物除去装置５４でも同様である。

また、図４に示されるように、モータ２０において、ステータ３２がベース部材３６で支持されており、ベース部材３６には、軸受を介してシャフト３０が支持されている。このシャフト３０には、ロータハウジング３８を備えたロータ３４が支持されており、ロータハウジング３８によってステータ３２が覆われている。

そして、ロータハウジング３８に冷却孔４４が設けられると共に、ベース部材３６に冷却孔５０が設けられており、冷却孔４４及び冷却孔５０を含む冷却風の流路上に第１磁性異物除去装置５２及び第２磁性異物除去装置５４が配置されている。

このため、モータ２０の駆動時において、第１磁性異物除去装置５２では、冷却風の流れる流れ方向において間隔をあけてかつ対向して配置された金属メッシュ５６及び金属メッシュ５８の少なくとも一方によって、空気と共に移動する磁性を有する異物が捕獲される。

また、第２磁性異物除去装置５４では、冷却風の流れる流れ方向において間隔をあけてかつ対向して配置された金属メッシュ８２及び金属メッシュ８４の少なくとも一方によって、空気と共に移動する磁性を有する異物が捕獲される。

また、モータ２０において、ロータハウジング３８は、シャフト３０の延在方向を板厚方向とされた円板部４０を含んで構成されており、円板部４０には、図２にも示されるように、冷却孔４４が形成されている。そして、第１磁性異物除去装置５２が、円板部４０に沿って冷却孔４４を覆うように配置されている。このため、モータ２０の駆動時において、冷却孔４４を経由してモータ２０の内側に磁性を有する異物が進入することを抑制することができる。

また、図４及び図１０に示されるように、モータ２０において、ベース部材３６は、その外周部を構成する外周壁部３６Ｂを含んで構成されており、外周壁部３６Ｂには、冷却孔５０が形成されている。そして、第２磁性異物除去装置５４が、外周壁部３６Ｂに沿って冷却孔５０を覆うように配置されていている。このため、モータ２０の駆動時において、冷却孔５０を経由してモータ２０の内側に磁性を有する異物が進入することを抑制することができる。

次に、本実施形態の変形例を説明する。

（第１変形例）
図１２及び図１３に示される第１変形例では、第１磁性異物除去装置５２が、内側スペーサ６０及び外側スペーサ６２の代わりにスペーサ９６を備えている。

スペーサ９６は、その中央側を構成すると共に飛行機器１０の上下方向から見て円環状とされた内周部９６Ａと、その外周側を構成すると共に飛行機器１０の上下方向から見て円環状とされた外周部９６Ｂと、内周部９６Ａから放射状に延出されると共に内周部９６Ａと外周部９６Ｂとを繋ぐ複数の接続部９６Ｃを含んで構成されている。

また、接続部９６Ｃは、第１磁性異物除去装置５２がロータハウジング３８に取り付けられた状態において、シャフト３０の延在方向から見て円板部４０における隣接する冷却孔４４の間の部分と重なっている。そして、接続部９６Ｃには、それぞれ内側スペーサ６０と同様に磁石６４が取り付けられている。

また、この第１変形例では、第２磁性異物除去装置５４のスペーサ８６において、磁石８８が嵌合された貫通孔９０が設けられている部分が、スペーサ８６の径方向から見てベース部材３６の外周壁部３６Ｂにおける隣接する冷却孔５０の間の部分と重なっている。

この第１変形例によれば、冷却孔４４が円板部４０の周方向に複数形成されている。また、複数の磁石６４が円板部４０の周方向に配置されると共に、それぞれの磁石６４が、円板部４０における隣接する冷却孔４４の間の部分と、シャフト３０の延在方向から見て重なるように配置されている。このため、冷却孔４４を介したモータ２０への空気の流入及びモータ２０からの空気の排出が磁石６４で阻害されることを抑制することができる。

また、この第１変形例によれば、冷却孔５０がベース部材３６の外周壁部３６Ｂの周方向に複数形成されている。また、複数の磁石８８が外周壁部３６Ｂの周方向に配置されると共に、それぞれの磁石８８が、外周壁部３６Ｂにおける隣接する冷却孔５０の間の部分と、シャフト３０の延在方向と直交する方向（外周壁部３６Ｂの厚さ方向）から見て重なるように配置されている。このため、冷却孔５０を介したモータ２０への空気の流入及びモータ２０からの空気の排出が磁石８８で阻害されることを抑制することができる。

（第２変形例）
図１４に示される第２変形例では、左前側のモータ２０及び右前側のモータ２０のモータ本体２８がナセル９８に収容されている。詳しくは、ナセル９８は、飛行機器１０の上下方向下側に向かうに従って縮径するテーパ形状の円筒状とされており、その下端部には、開口部１００が形成されている。なお、ナセル９８は、支持部材２６に図示しない取付部材を介して取り付けられている。開口部１００は、「通気孔」の一例である。

そして、開口部１００には、飛行機器１０の上下方向から見て開口部１００を覆うように、第１磁性異物除去装置５２が取り付けられている。

この第１変形例によれば、モータ２０のモータ本体２８がナセル９８で覆われており、このナセル９８には、開口部１００が設けられている。そして、モータ２０が駆動すると、開口部１００を介してナセル９８の外側からモータ２０側へ空気が流入する。

ここで、開口部１００には、開口部１００を覆うように第１磁性異物除去装置５２が配置されている。このため、モータ２０の駆動時において、空気の流れる流れ方向において間隔をあけてかつ対向して配置された金属メッシュ５６及び金属メッシュ５８の少なくとも一方によって、空気と共に移動する磁性を有する異物が捕獲される。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。

図１５に示されるように、本実施形態では、水や油等の液体が流れる配管１１０に、磁性異物除去装置１１２が配置されている。

この磁性異物除去装置１１２は、鋼製の配管１１０の管壁１１０Ａに沿って配置された一対の第１除去部１１４と、第１除去部１１４間に配置された複数の第２除去部１１６とこれらを連結する図示しない連結部とを含んで構成されている。

第１除去部１１４は、スペーサ１１８と、プレート１２０と、磁石１２２とを含んで構成されている。スペーサ１１８は、樹脂やアルミニウム等の非磁性体で構成されており、管壁１１０Ａに当接された状態で配管１１０の延在方向、すなわち液体の流れる方向に延在する板状とされている。プレート１２０は、鉄等の強磁性体で構成されており、スペーサ１１８における管壁１１０Ａの反対側の面に貼り付けられている。磁石１２２は、管壁１１０Ａ側にＮ極及びＳ極の一方が配置され、配管１１０の中央側にＮ極及びＳ極の他方が配置された状態でスペーサ１１８に埋め込まれている。プレート１２０は、「第１磁性体」及び「第２磁性体」の一例であり、磁石１２２は、「磁力発生体」の一例である。

そして、第１除去部１１４は、磁石１２２の管壁１１０Ａ側の極で管壁１１０Ａに取り付けられている。また、磁石１２２の管壁１１０Ａと反対側の極でプレート１２０が磁化されている。

第２除去部１１６は、スペーサ１１８と、一対のプレート１２０と、磁石１２２とを含んで構成されている。第２除去部１１６において、プレート１２０は、スペーサ１１８の管壁１１０Ａ側の面と配管１１０の中央側の面との両方に貼り付けられると共に、磁石１２２は、第１除去部１１４と同様にスペーサ１１８に埋め込まれている。そして、第２除去部１１６では、磁石１２２の一方の極で一方のプレート１２０が磁化され、磁石１２２の他方の極で他方のプレート１２０が磁化されている。

また、第１除去部１１４と第２除去部１１６とは、磁石１２２のＮ極で磁化されたプレート１２０と、磁石１２２のＳ極で磁化されたプレート１２０とが対向するように配置されている。

このような構成によれば、磁石１２２で磁化されたプレート１２０が、配管１１０を流れる液体と接触し、当該流体と共に移動する磁性を有する異物が、プレート１２０に引き寄せられる。このため、液体が流れる配管１１０において、液体と共に移動する磁性を有する異物を捕獲できる。

（その他の変形例）
上述した第１実施形態において、磁性異物除去装置は、冷却孔に対して一つ配置されていたが、冷却孔に対して磁性異物除去装置を複数重ねて配置してもよい。

また、上述した第１実施形態では、磁性異物除去装置が単体で金属メッシュ等の磁性体を磁化させる磁石を備えていたが、これに限らない。例えば、ロータ３４が備える磁石の磁力によって金属メッシュ等の磁性体を磁化させてもよい。また、磁石としては、フェライト磁石や電磁石等種々の磁石を採用することが可能である。

また、上述した第１実施形態において、磁石で磁化される磁性体として、金属メッシュを採用したが、これに限らない。例えば、鋼製のパンチングプレートやスチールウール等を磁性体として採用することが可能である。

また、上述した第１実施形態において、第１磁性異物除去装置５２及び第２磁性異物除去装置５４は、モータ２０に取り付けられていたが、これに限らない。例えば、第１磁性異物除去装置５２及び第２磁性異物除去装置５４を油等の液体が流れる配管の流入口に配置してもよい。

以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１４…推進機、２０…モータ（ブラシレスモータの一例）、２２…プロペラ、３０…シャフト、３２…ステータ、３４…ロータ、３６…ベース部材、３６Ｂ…外周壁部、３８…ロータハウジング、４０…円板部、４４…冷却孔（第１通気孔の一例）、５０…冷却孔（第２通気孔の一例）、５２…第１磁性異物除去装置、５４…第２磁性異物除去装置、５６…金属メッシュ（第１メッシュ構造体の一例）、５６Ａ…枠状部（第１枠状部の一例）、５８…金属メッシュ（第２メッシュ構造体の一例）、５８Ａ…枠状部（第２枠状部の一例）、６０…内側スペーサ、６２…外側スペーサ、６４…磁石（磁力発生体の一例）、６４Ａ…Ｎ極、６４Ｂ…Ｓ極、６８…金属繊維（第１金属繊維の一例）、７０…金属繊維（第２金属繊維の一例）、７４…金属繊維（第３金属繊維の一例）、７６…金属繊維（第４金属繊維の一例）、８２…金属メッシュ（第１メッシュ構造体の一例）、８４…金属メッシュ（第２メッシュ構造体の一例）、８６…スペーサ、８８…磁石（磁力発生体の一例）、８８Ａ…Ｎ極、８８Ｂ…Ｓ極、９６…スペーサ、９８…ナセル、１００…開口部（通気孔の一例）、１１２…磁性異物除去装置、１２０…プレート（磁性体の一例）、１２２…磁石（磁力発生体の一例）

Claims (11)

1. 磁力発生体と、
   前記磁力発生体で磁化され、流体が流れる流路に対して当該流体と接触可能に配置された磁性体と、
   を有する磁性異物除去装置。
2. 前記磁性体は、第１磁性体と、第２磁性体とを備えると共に、
   前記第１磁性体は、前記磁力発生体としての磁石のＮ極で磁化されると共に、前記流体が透過可能とされ、
   前記第２磁性体は、前記磁石のＳ極で磁化されると共に、前記流体が透過可能とされ、
   前記第１磁性体と前記第２磁性体とは、前記流体の流れる流れ方向において間隔をあけてかつ対向して配置されている、
   請求項１に記載の磁性異物除去装置。
3. 前記第１磁性体は、第１方向に延びると共に当該第１方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の第１金属繊維と、当該第１方向と交差する第２方向に延びると共に当該第２方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の第２金属繊維と、を備えた第１メッシュ構造体とされ、
   前記第２磁性体は、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に延びると共に当該第３方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の第３金属繊維と、当該第３方向と交差する第４方向に延びると共に当該第４方向と直交する方向に間隔をあけて配置された複数の第４金属繊維と、を備えた第２メッシュ構造体とされている、
   請求項２に記載の磁性異物除去装置。
4. 前記第１メッシュ構造体の一部を構成すると共に、一対の前記第１金属繊維と一対の前記第２金属繊維とで構成された第１枠状部と、
   前記第２メッシュ構造体の一部を構成すると共に、一対の前記第３金属繊維と一対の前記第４金属繊維とで構成された第２枠状部と、が、
   前記流れ方向から見て交差している、
   請求項３に記載の磁性異物除去装置。
5. 前記第１磁性体と、前記第２磁性体との間には、前記磁石を保持する非磁性体製のスペーサが介在している、
   請求項２～請求項４の何れか１項に記載の磁性異物除去装置。
6. ステータを支持するベース部材と、
   前記ベース部材に支持されたシャフトと、
   前記シャフトに支持されると共に前記ステータを覆うロータハウジングを備えたロータと、
   を備え、
   前記ロータハウジングに設けられた第１通気孔と、前記ベース部材に設けられた第２通気孔と、を含む空気の流路上に請求項２～請求項５の何れか１項に記載の磁性異物除去装置が配置された、
   ブラシレスモータ。
7. 前記ロータハウジングは、前記シャフトの延在方向を板厚方向とされた円板部を含んで構成され、当該円板部には、前記第１通気孔が形成されると共に、
   前記磁性異物除去装置が前記円板部に沿って前記第１通気孔を覆うように配置されている、
   請求項６に記載のブラシレスモータ。
8. 前記第１通気孔は、前記円板部の周方向に複数形成され、
   前記磁石は、前記円板部の周方向に複数配置されると共に、前記円板部における隣接する前記第１通気孔の間の部分と前記延在方向から見て重なるように配置されている、
   請求項７に記載のブラシレスモータ。
9. 前記ベース部材は、外周部を構成する外周壁部を含んで構成され、当該外周壁部には、前記第２通気孔が形成されると共に、
   前記磁性異物除去装置が前記外周壁部に沿って前記第２通気孔を覆うように配置されている、
   請求項６～請求項８の何れか１項に記載のブラシレスモータ。
10. 前記第２通気孔は、前記外周壁部の周方向に複数形成され、
    前記磁石は、前記外周壁部の周方向に複数配置されると共に、前記外周壁部における隣接する前記第２通気孔の間の部分と前記外周壁部の厚さ方向から見て重なるように配置されている、
    請求項９に記載のブラシレスモータ。
11. ステータを支持するベース部材と、当該ベース部材に支持されたシャフトと、当該シャフトに支持されると共に当該ステータを覆うロータハウジングを備えたロータと、を備えたブラシレスモータと、
    前記シャフトに支持されたプロペラと、
    前記ブラシレスモータを収容するナセルと、
    を備え、
    前記ナセルに設けられた通気孔を覆うように請求項２～請求項５の何れか１項に記載の磁性異物除去装置が配置されている、
    推進機。