Motor Shaft: Evolution for Performance and Durability

モーターシャフト：パフォーマンスと耐久性の進化

2023年7月8日

モーターシャフト：性能と耐久性の進化

モーターシャフトはブラシレスモーターにとって重要な部品であり、プロペラをしっかりと固定するという重要な役割を担っています。モーターシャフトの構造は、長年にわたり進化を続け、性能と耐久性を向上させてきました。この記事では、モーターシャフトの進化と、その構造に使用される様々な材料について解説します。

1. ソリッドアルミシャフト：
ブラシレスモーターの開発初期段階では、ソリッドアルミニウムシャフトが一般的に使用されていました。これらのシャフトは軽量性に優れ、モーター全体の軽量化に貢献していましたが、剛性に限界があり、応力を受けると曲がりやすくなっていました。

2. 中空チタンシャフト：
ソリッドアルミシャフトの欠点を克服するため、メーカーは中空チタンシャフトの使用に移行しました。このシャフトは軽量という利点を維持しながら、剛性と曲げ耐性を大幅に向上させました。中空設計は構造的な完全性を維持しながら軽量化を実現しました。しかし、製造工程でシャフトの中心に穴を開ける必要があり、製造コストが増加しました。

3. ハイブリッドシャフト：
近年、一部のモーターメーカーは、スチールとチタンの長所を組み合わせたハイブリッドシャフト設計を導入しています。この革新的なアプローチでは、中空のチタンシャフトの内側にスチールロッドを挿入します。スチールロッドは剛性と耐久性を高め、チタンの外層は軽量性を維持します。その結果、従来の設計に比べて優れた性能と耐久性を備えたハイブリッドシャフトが誕生しました。

ハイブリッドシャフト設計の利点:
ハイブリッドシャフト設計には、従来のシャフト構造に比べて次のような利点がいくつかあります。

- 強化された剛性: スチールロッドの採用によりシャフトの剛性が大幅に向上し、たわみが最小限に抑えられ、全体的な応答性が向上します。

- 耐久性の向上: ハイブリッド設計により、スチールの強度と弾力性とチタンの軽量特性が組み合わされ、より大きなストレスに耐え、曲がりにくいシャフトが実現しました。

- 重量の最適化: ハイブリッドシャフト設計により、強度と重量のバランスが取れ、モーターの軽量化を維持しながら十分な剛性を確保します。

- パフォーマンス上の利点: シャフトの剛性が上がると振動が低減し、より正確な制御が可能になり、飛行性能と安定性が向上します。

モーターシャフトには様々な直径のものがありますが、3インチ、4インチ、5インチ、6インチのプロペラを使用するブラシレスモーターでは、M5（5mm）が一般的なサイズです。シャフトの材質や設計は、モーターメーカーによって異なります。