特許 6461434 プロペラ整列装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6461434

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年1月30日

(54)【発明の名称】プロペラ整列装置

(51)【国際特許分類】

   B64C 11/02 20060101AFI20190121BHJP

   B64C 27/26 20060101ALI20190121BHJP

   B64D 27/24 20060101ALI20190121BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20190121BHJP

   B64C 27/08 20060101ALI20190121BHJP

   B64C 11/18 20060101ALI20190121BHJP

   B64C 27/04 20060101ALI20190121BHJP

   B64C 27/51 20060101ALI20190121BHJP

   B64C 27/12 20060101ALI20190121BHJP

【ＦＩ】

   B64C11/02

   B64C27/26

   B64D27/24

   B64C39/02

   B64C27/08

   B64C11/18

   B64C27/04

   B64C27/51

   B64C27/12

【請求項の数】16

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2018-529113(P2018-529113)

(86)(22)【出願日】2016年12月7日

(86)【国際出願番号】US2016065442

(87)【国際公開番号】WO2017100360

(87)【国際公開日】20170615

【審査請求日】2018年6月5日

(31)【優先権主張番号】14/967,070

(32)【優先日】2015年12月11日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】506329306

【氏名又は名称】アマゾン テクノロジーズ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100106541

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 信和

(72)【発明者】

【氏名】エルドザイン ジャック ジュニア

(72)【発明者】

【氏名】レグランド ルイス レロイ ザ サード

(72)【発明者】

【氏名】トラウベ ジョシュア ホワイト

【審査官】 長谷井 雅昭

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１３８４７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／００３４７３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／０６６４７７（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１１５４１９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｃ １１／０２

Ｂ６４Ｃ １１／１８

Ｂ６４Ｃ ２７／０４

Ｂ６４Ｃ ２７／０８

Ｂ６４Ｃ ２７／１２

Ｂ６４Ｃ ２７／２６

Ｂ６４Ｃ ２７／５１

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｂ６４Ｄ ２７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータとステータとを含むモータを備え、前記ロータは前記モータに加えられる電流に応じて回転軸の周りを前記ステータに対して回転するように構成され、
前記ステータに連結される第１リテーナを備え、前記第１リテーナは複数のステータ磁石を含み、
第１方向に配向されるＮ極を有する複数のステータ磁石の第１セットのステータ磁石と、
前記回転軸に沿って前記第１リテーナから間隔を置いて配置されかつ前記ロータに連結される第２リテーナと、を備え、前記第２リテーナは複数のロータ磁石を含み、 前記第１方向に対向する第２方向に配向されるＮ極を有する前記複数のロータ磁石の第１のロータ磁石を備え、
前記モータに加わる前記電流がないときに、前記第１セットのステータ磁石と前記第１セットのロータ磁石とは、前記ステータに対して前記回転軸の周りの所定の配向にロータを磁気的に付勢する、整列装置。

【請求項2】

前記第２方向に配向されるＮ極を有する前記複数のステータ磁石の第２セットのステータ磁石と、
前記第１方向に配向されるＮ極を有する前記複数のロータ磁石の第２セットのロータ磁石をとさらに含み、
前記モータに加わる前記電流が前記ないときに、前記第２セットのステータ磁石と前記第２セットのロータ磁石とは、前記所定の配向に前記ロータを磁気的に付勢する、請求項１に記載の整列装置。

【請求項3】

前記第１セットのステータ磁石と第２セットのステータ磁石とは、前記第１リテーナのそれぞれ第１及び第２部分に配置され、前記第１セットのロータ磁石と前記第２セットのロータ磁石とは、前記第２リテーナのそれぞれ第１及び第２部分内に配置され、前記所定の配向内で前記第１リテーナの前記第１部分は前記第２リテーナの前記第１部分と整列される、請求項２に記載の整列装置。

【請求項4】

前記第１セットのステータ磁石及び前記第２セットのステータ磁石は、前記第１リテーナの全体を通して混合され、前記第１セットのロータ磁石及び前記第２セットのロータ磁石は、前記第２リテーナの全体を通して混合される、請求項２に記載の整列装置。

【請求項5】

前記複数のステータ磁石は、前記第１リテーナ内の第１の複数の開口内に挿入され、前記複数のロータ磁石は、前記第２リテーナの第２の複数の開口内に挿入される、請求項４に記載の整列装置。

【請求項6】

前記第２リテーナの前記第１部分は、前記第２リテーナの第１半片部を含み、前記第２部分は、前記第２リテーナの第２半片部を含む、請求項２、３、４または５のいずれか１項に記載の整列装置。

【請求項7】

前記ロータに連結されるプロペラをさらに含み、前記第１セットのステータ磁石と前記第１セットのロータ磁石とは、低減した空力抵抗を有する配向に前記プロペラを磁気的に付勢する、請求項１、２、３、４、５または６のいずれか１項に記載の整列装置。

【請求項8】

前記プロペラは、揚力プロペラであり、前記第１セットのステータ磁石と前記第１セットのロータ磁石とは、前記揚力プロペラが使用されてないときに、前記プロペラを前記配向に磁気的に付勢する、請求項７に記載の整列装置。

【請求項9】

前記モータに加えられる前記電流は、前記ステータの１つまたは複数の電磁石に加えられる、請求項１、２、３、４、５、６、７または８のいずれか１項に記載の整列装置。

【請求項10】

前記モータに加えられる前記電流は、前記ロータの１つまたは複数の電磁石に加えられる、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９のいずれか１項に記載の整列装置。

【請求項11】

プロペラと、
前記プロペラに連結されかつロータとステータとを含むモータとを備え、前記ロータと前記プロペラとは前記モータに加えられる電流に応じて回転軸の周りを前記ステータに対して回転するように構成され、 前記ステータに連結される第１リテーナを備え、前記第１リテーナは複数のステータ磁石を含み、
第１方向に配向されるＮ極を有する複数のステータ磁石の第１セットのステータ磁石と、
前記回転軸に沿って第１プレートから間隔を置いて配置されかつ前記ロータに連結される第２リテーナと、を備え、前記第２リテーナは複数のロータ磁石を含み、 前記第１方向に対向する第２方向に配向されるＮ極を有する前記複数のロータ磁石の第１のロータ磁石を備え、
前記モータに加わる前記電流が前記ないときに、前記第１セットのステータ磁石と前記第１セットのロータ磁石とは、前記ステータに対して前記回転軸の周りの所定の配向に前記プロペラを磁気的に付勢する、モータシステム。

【請求項12】

前記プロペラが前記所定の配向にある場合を検出するように構成されるセンサパッケージと、
プロセッサと、をさらに含み、このプロセッサは、
前記センサパッケージからセンシング情報を受信し、 前記センシング情報の受信に応じて、第１電流を前記モータに加え、前記プロペラを前記ステータに対して回転させるように構成される、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記プロセッサは、少なくとも部分的に前記センシング情報に基づいて前記第１電流を決定するようにさらに構成される、請求項１２に記載のモータシステム。

【請求項14】

前記所定の配向で、前記プロペラは、前記プロペラが前記所定の配向から外れているときに比較して低エネルギ状態を有する、請求項１１、１２または１３のいずれか１項に記載のモータシステム。

【請求項15】

前記第２方向に配向されるＮ極を有する前記複数のステータ磁石の第２セットのステータ磁石と、
前記第１方向に配向されるＮ極を有する前記複数のロータ磁石の第２セットのロータ磁石と、をさらに備え、
前記モータに加わる前記電流が前記ないときに、前記第２セットのステータ磁石と前記第２セットのロータ磁石とは、前記所定の配向に前記ロータを磁気的に付勢する、請求項１１、１２、１３または１４のいずれか１項に記載のモータシステム。

【請求項16】

前記第１セットのステータ磁石と前記第２セットのロータ磁石とは、前記ロータが前記ステータに対して回転するときに交互に整列する、請求項１５に記載のモータシステム。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

無人航空機等の航空機は、航空機の周りに配置された独立して制御可能な複数のプロペラを含む場合がある。プロペラのいくつかが整列して推進力を提供し、一方、他は揚力を提供するために整列してもよい。特定のプロペラが動力を受けてない場合、これらは突起を解放しまたは空力抗力を生成し得る。

【発明の概要】

【0002】

本開示にしたがう種々の実施形態を、図面を参照して説明する。

【図面の簡単な説明】

【0003】

【図1】少なくとも１つの実施例にしたがう整列構造を含むモータシステムの斜視図を示す。

【図2】少なくとも１つの実施例にしたがう図１の整列構造の平面図を示す。

【図3】少なくとも１つの実施例にしたがう図２の整列構造の輪郭図を示す。

【図4】少なくとも１つの実施例にしたがう整列構造を含むモータシステムの斜視図を示す。

【図5】少なくとも１つの実施例による図４の整列構造の断面図を示す。

【図6】少なくとも１つの実施例にしたがう図４の整列構造の平面図を示す。

【図7】少なくとも１つの実施例にしたがう図６の整列構造の輪郭図を示す。

【図8】少なくとも１つの実施例にしたがう整列構造を含むモータシステムの斜視図を示す。

【図9】少なくとも１つの実施例にしたがう図８の整列構造の平面図を示す。

【図10】少なくとも１つの実施例にしたがう図９の整列構造の輪郭図を示す。

【図11】少なくとも１つの実施例にしたがうモータシステムの輪郭図を示す。

【図12】少なくとも１つの実施例にしたがう、本明細書に記載のような１つまたは複数のモータシステムを含み得る例示的な無人航空機を示す。

【発明を実施するための形態】

【0004】

以下の説明では種々の実施形態を説明する。説明目的として、特定の構成及び詳細は、実施形態の完全な理解を提供するために記載する。しかし、本実施形態が特定の詳細なしに実施され得ることも当業者に明らかとなるであろう。さらに、周知の特徴は、説明されている実施形態を不明瞭にしないために省略または簡略化する場合がある。

【0005】

本明細書の実施例は、特に、航空機のプロペラに使用する整列装置に向けられており、これは無人航空機を含めることができる。本明細書に記載の例示的プロペラ整列装置は、プロペラが使用されていないときに、このプロペラを設定配向に自動的に整列し、保持するように構成し得る。このような整列は、プロペラ整列装置に含まれる１つまたは複数の磁石を使用することにより受動的に達成してもよい。プロペラを設定配向に整列することは、プロペラの気流抗力を低減するために望ましい場合がある。例えば、特定の航空機は、垂直揚力を与えるように構成される第１プロペラを含む第１モータ組立体と、水平推進力を与える第２プロペラを含む第２モータ組立体とを備えてもよい。これらの航空機が水平に飛行しているときに、第１モータ組立体は停止してもよい。本明細書に記載のように第１モータ組立体がプロペラ整列装置を備える場合、第１プロペラを設定配向に回転して保持することができる。この配向は、航空機が飛行するときに第１プロペラに作用する気流抗力を最小とするように予め決定することができる。例えば、第１プロペラがデュアルブレードプロペラの場合、設定配向は、デュアルブレードプロペラを気流の方向に整列してもよい。

【0006】

次に特定の実施例に移ると、この実施例には、プロペラ整列装置が設けられる。プロペラ整列装置は、無人航空機(ＵＡＶ）等の航空機に設けてもよい。このため、プロペラ整列装置は、プロペラを回転するために電流が加えられていないときに、プロペラを所定の配向に回転させる整列構造を含んでもよい。所定の配向は、プロペラの気流抗力を最小とする整列構造に関連する位置に、プロペラを位置決めするように予め定めておくことができる。このように、所定の配向は、プロペラを気流に整列させてもよい。プロペラを所定の配向に回転させ、所定の配向に保持するため、プロペラ整列装置は２つの対向するリテーナに包含される磁石のセットを含むことができる。磁石のセットは、プロペラを所定の配向に回転させる磁力を生成する磁気回路を一緒に形成してもよい。この磁力は、磁石のセットにより生成される反発力と引力との機能であってもよい。一旦、所定の配向となると、磁力はプロペラがさらに回転するのを抑制し、これにより、プロペラを所定の配向に保持する。２つの対向するリテーナは、静止リテーナ及び回転リテーナを含むことができる。静止リテーナは、モータ及び／または航空機のフレームに取付けてもよく、静止リテーナの２つの半片部のそれぞれに２つの対向して配向される磁石を含んでもよい。同様に、回転リテーナは、プロペラと共に回転するように構成してもよく、静止リテーナの２つの半片部のそれぞれに２つの対向して配向される磁石を含んでもよい。静止リテーナは、それぞれの対向して配向される磁石が、回転リテーナが静止リテーナに対して回転するときに、互いに交互に整列されるように、回転リテーナに整列することができる。所定の配向は、最低の磁気エネルギ状態を有する磁石のセットの整列を含むことができる。

【0007】

ここで図を参照すると、図１は、少なくとも１つの実施例にしたがう例示的なモータシステム１００を示す。モータシステム１００は、プロペラ整列装置１０２とモータ１０４とを含んでもよい。プロペラ整列装置１０２は、装着ハウジング１０６と整列構造１０８とを含んでもよい。装着ハウジング１０６は、プロペラ整列装置１０２とモータ１０４とを航空機のフレームに取付けるように構成してもよい。このため、モータ１０４は、任意の適切な方法で装着ハウジング１０６に接続してもよい。モータ１０４は、インランナーまたはアウトランナータイプの電気モータ等の任意の適切なモータとしてもよく、装着ハウジング１０６は、モータのタイプにしたがってモータ１０４に適正に接続するように構成することができる。本明細書で使用する用語「アウトランナー」は、外殻（すなわち、ロータ）が巻線（すなわち、ステータ）の周りを回転されるタイプのモータを称する。対照的に、「インランナー」モータは、非回転外殻（すなわち、ステータ）内に収容される回転コア（すなわち、ロータ）を有する。図１に示す実施例では、モータ１０４はアウトランナータイプのモータ実施例である。したがって、装着ハウジング１０６は、モータ１０４を通して延びるドライブシャフト１１０を介してモータ１０４に接続してもよい。回転軸はドライブシャフト１１０の中点及び整列構造１０８を通して延びてもよい。

【0008】

整列構造１０８は、プロペラ１１２を装着ハウジング１０６に対して、航空機に対して、または、プロペラ整列装置１０２の任意の他の構成要素に対して整列するように構成してもよい。整列構造１０８は、第１リテーナ１１４と第２リテーナ１１６とを含んでもよい。いくつかの実施例では、第１リテーナ１１４及び／または第２リテーナ１１６は、円形（例えば、リング形状）、非円形形状（例えば、方形形状）または他の形状を有してもよく、これは図示のように開口を含まない場合がある。いくつかの実施例では、第１リテーナ１１４は、モータ１０４のステータを介してモータ１０４に連結してもよい。このように、第１リテーナ１１４は、モータ１０４のロータが回転するときに、ステータと共に静止したままであるため、静止リテーナと考えてもよい。第２リテーナ１１６は、第１リテーナ１１４から間隔を置いて配置してもよく、モータ１０４のロータに連結してもよい。このように、第２リテーナ１１６は、ステータが回転するときに、ステータと共に回転するため、回転リテーナと考えてもよい。

【0009】

第１リテーナ１１４と第２リテーナ１１６とが一緒に、プロペラ整列装置１０２に関して所定の配向にプロペラ１１２を整列するように機能してもよい。プロペラ１１２は、１つまたは複数のブレードを含む任意の適切なプロペラであってもよい。いくつかの実施例では、プロペラ１１２は、所定の配向に整列したときに、このデュアルブレードプロペラに作用する気流抗力が最小となるように、気流の方句に実質的に平行なデュアルブレードプロペラである。

【0010】

図２に示すように、プロペラ１１２は、ドライブシャフト１１０及び第２リテーナ１１６の装着面１２２を介してモータ１０４に取付けてもよい。このように、プロペラ１１２の配向は第２リテーナ１１６の配向にしたがってもよい。第２リテーナ１１６は、ドライブシャフト１１０に沿って第１リテーナ１１４と実質的に整列してもよい。第１リテーナ１１４は、第２リテーナ１１６（及びプロペラ１１２）が回転するときに、第１リテーナ１１４が固定されたままとなるように、装着ハウジング１０６に取付けてもよい。いくつかの実施例では、第１リテーナ１１４は、モータ１０４に取付けてもよい。例えば、モータ１０４がインランナータイプのモータである場合、第１リテーナ１１４は、モータ１０４のケーシング及び／またはモータ１０４のステータに取付けてもよい。したがって、いくつかの実施例では、装着ハウジング１０６は、モータシステム１００内に包含されない場合があり、及び／または、モータ１０４を航空機のフレームに取付けるように機能してもよい。

【0011】

先に説明したように、整列構造１０８は、所定の配向にプロペラ１１２を整列するように機能してもよい。そのようにするため、いくつかの実施例では、第１リテーナ１１４と第２リテーナ１１６とはそれぞれ、第１リテーナ１１４と第２リテーナ１１６との対向する半円形の半片部に配置される少なくとも２つの磁石を含んでもよい。例えば、第２リテーナ１１６は、第２リテーナ１１６の対向する半片部内に配置される第１セットの磁石１１８Ａ及び１１８Ｂを含んでもよい。第１リテーナ１１４は、第１リテーナ１１４の対向する半片部内に配置される第２セットの磁石１２０Ａ及び１２０Ｂを含んでもよい。対向する半円形半片部は、互いに向き合うｃ字状形状及び湾曲部としてもよい。本明細書で使用するように、第１セットの磁石１１８Ａ及び１１８Ｂは、これ等の磁石がモータ１０４のロータに連結することが可能な第２リテーナ１１６内に包含され得るため、ロータ磁石と考えてもよい。同様に、第２セットの磁石１２０Ａ及び１２０Ｂは、これらの磁石がモータ１０４のステータに連結可能な第１リテーナ１１４内に包含し得るため、ステータ磁石と考えてもよい。

【0012】

いくつかの実施例では、磁石１１８Ａ及び１１８Ｂのそれぞれは、対向して配向してもよい。特に、図１に示す図では、上から下に向けて、磁石１１８Ａの磁性配向は、Ｎ−Ｓとしてもよく、磁石１１８Ｂの磁性配向はＳ−Ｎとしてもよい。同様に、磁石１２０Ａ及び１２０Ｂのそれぞれは、磁石１２０Ａの磁性配向をＮ−Ｓとしてもよく、磁石１２０Ｂの磁性配向をＳ−Ｎとしてもよいように、対向して配向してもよい。例示的な磁性配向のより詳細な説明を図３で説明する。

【0013】

第１セットの磁石１１８Ａ及び１１８Ｂ、並びに、第２セットの磁石１２０Ａ及び１２０Ｂは、第２リテーナ１１６（及び、プロペラ１２０とロータ）を所定の配向に磁気的に付勢し得る。例えば、磁石１１８Ａ、１１８Ｂ及び磁石１２０Ａ、１２０Ｂの配向に基づき、磁石１２０Ａ、１２０Ｂに対する磁石１１８Ａ、１１８Ｂの位置にしたがって、第２リテーナ１１６を固定位置に回転させ、その固定位置に維持する磁力が発生する。いくつかの実施例では、２つのセットの磁石の位置は、プロペラ１１２の所要の配向に対応するように選択してもよい。例えば、プロペラ１１２は、モータシステム１００が包含される航空機の移動方向に整列するように配向してもよい。この配向は、モータ１０４が停止されたとき（例えば、航空機が滑空しまたは他のモータにより推進されるとき）に、プロペラ１１２の抗力を低減するために望ましい場合がある。例えば、揚力プロペラと推進力プロペラとを含む航空機では、モータシステム１００は、少なくとも揚力プロペラで実行してもよい。揚力プロペラが航空機を上昇させた後、それぞれのモータを停止してもよい。プロペラ装置１０２等のプロペラ整列装置を使用すると、それぞれの揚力プロペラは自動的にその所定の配向に向けられ得る。いくつかの実施例では、これらの配向は、推進力プロペラにより推進されるときに、航空機の移動方向に実質的に整列してもよい。

【0014】

いくつかの実施例では、所定の配向は、航空機の特徴に対応してもよい。例えば、所定の配向は、航空機の背部にプロペラ１１２を「隠す」ように選択してもよい。このように、プロペラ１１２に起因する気流抗力を最小とし得る。

【0015】

２つのセットの磁石（すなわち、１１８Ａ、１１８Ｂ及び１２０Ａ、１２０Ｂ）の磁界強度は、プロペラ１１２を所定の配向に回転し、プロペラ１１２を所定の配向に維持するための所要の磁力に対応するように選択してもよい。例えば、上述の実施例に続き、所要の磁力は、揚力プロペラのモータが停止され、航空機が前進しているときに、揚力プロペラに作用する回転モーメントに耐えることが可能であってもよい。いくつかの実施例では、所要の磁力は、プロペラを越える気流がプロペラ１１２の配向に平行でないときでも、プロペラ１１２に作用する力に耐えることが可能であってもよい。例えば、このような非平行の気流は、航空機が上昇中、降下中、縦揺れ、偏揺れ、左右移動行為、または、任意の他の多様な動きを実行する場合に存在する場合がある。

【0016】

いくつかの実施例では、プロペラ１１２の所定の配向は、図１に示すように、磁石１１８Ａ及び１２０Ａが実質的に整列され、磁石１１８Ｂ及び１２０Ｂも実質的に整列される配向に対応する。第２リテーナ１１６が第１リテーナ１１４に対して回転すると、第１セットの磁石１１８Ａ、１１８Ｂは、第２セットの磁石１２０Ａ、１２０Ｂに対して交互に回転し得る。この交代回転は、モータ１０４が第２リテーナ１１６を回転する際及び／または異なる回転力がプロペラ１１２及び／または第２リテーナ１１６に作用するときに生じる場合がある。モータ１０４は、第２リテーナ１１６及び第１リテーナ１１４間に磁石１１８Ａ、１１８Ｂ、１２０Ａ及び１２０Ｂにより生成される磁力を克服するために十分なトルクを有してもよい。しかし、モータ１０４への動力が停止されると、第２リテーナ１１６は第２リテーナ１１６の回転速度が自然に休止する配向で停止するまで減速する場合があり、これも所定の配向としてもよい。いくつかの実施例では、自然に休止する配向は、「自然」と考えてもよく、これは、磁石１１８Ａ、１１８Ｂ、１２０Ａ及び１２０Ｂがその磁性配向に基づいて自然に望まれる配向だからである。いくつかの実施例では、自然の配向では、磁石１１８Ａ、１１８Ｂ、１２０Ａ及び１２０Ｂは、第２リテーナ１１６と第１リテーナ１１４との間に磁気回路を生成する。いくつかの実施例では、自然の配向では、磁石１１８Ａ、１１８Ｂ、１２０Ａ及び１２０Ｂは、他の配向に比較してその最も低いエネルギ状態である。

【0017】

上記説明したように、図３は整列構造１０８の輪郭図を示す。第２リテーナ１１６は、第１リテーナ１１４に整列されかつ第１リテーナ１１４から間隔を置いて配置してもよい。例えば、第２リテーナ１１６は、空隙１２４が第２リテーナ１１６の底面と第１リテーナ１１４の頂面との間に形成されるように、第１リテーナ１１４から間隔を置いて配置してもよい。スペーサ１２６は、第２リテーナ１１６を第１リテーナ１１４から間隔を置いて保持するように機能してもよい。いくつかの実施例では、第２リテーナ１１６と第１リテーナ１１４とが物理的に接触する。磁力の強さは、第２リテーナ１１６と第１リテーナ１１４との間の距離が減少するにつれて、増大し得る。

【0018】

図３の輪郭図では、第２リテーナ１１６の磁石１１８Ａ及び１１８Ｂは、第１リテーナ１１４の対応する磁石１２０Ａ及び１２０Ｂと整列している。磁石１１８Ａ、１１８Ｂ、１２０Ａ及び１２０Ｂが整列されているため、図３の整列構造１０８は、所定の配向または自然な配向と考えることができる。磁石１１８Ａの磁性配向が磁石１２０Ａのそれと反対であるため、磁石１２０ＡのＮ極が磁石１１８ＡのＳ極に引付けられ得る。同様な理由のため、磁石１１８ＢのＮ極は、磁石１２０ＢのＳ極に引付けられ得る。第２リテーナ１１６の任意の回転は、磁石１１８Ａ及び１２０Ａ、並びに、１１８Ｂ及び１２０Ｂ間の引付けにより、抵抗される。一方、第２リテーナ１１６が１８０度回転されたときに、磁石１２０Ａ及び１１８ＢのＮ極が整列され、磁石１２０Ｂ及び１１８ＡのＳ極が整列される。この整列は、第２リテーナ１１６を押圧して第１リテーナ１１４から離隔させようとする磁気反発力を生成する。第２リテーナ１１６がドライブシャフト１１０に保持され（すなわち、第１リテーナ１１４から離して平行移動できない）、第１リテーナ１１４が固定されるならば、反発力は、第２リテーナ１１６を回転させる回転力として表される。

【0019】

図４は、少なくとも１つの実施例にしたがう例示的なモータシステム４００を示す。モータシステム１００と同様に、モータシステム４００は、プロペラ整列装置１０２及びモータ１０４を含んでもよい。プロペラ整列装置１０２は、装着ハウジング１０６と整列構造４０２とを有してもよい。整列構造４０２は、整列構造１０８の実施例である。モータシステム４００では、整列構造４０２は、第１リテーナ４０４と第２リテーナ４０６とを有してもよい。第１リテーナ４０４と第２リテーナ４０６とは、第１リテーナ１１４と第２リテーナ１１６との実施例である。

【0020】

第１リテーナ４０４及び第２リテーナ４０６のそれぞれは、第１リテーナ４０４及び第２リテーナ４０６内に形成される複数の開口４０８内に配置される複数の磁石４０８を含んでもよい。いくつかの実施例では、第１リテーナ４０４内の開口４１０の数及び位置は、第２リテーナ４０６の開口４１０の数及び位置に対応する。説明目的のために図６に示すように、第１リテーナ４０４と第２リテーナ４０６とのそれぞれは、第１領域４１２Ａ及び第２領域４１２Ｂとして第２リテーナ４０６を参照して示すように、２つの半円形状半片部に分割してもよい。磁石４０８は、第２リテーナ４０６の第１領域４１２Ａ及び第２領域４１２Ｂ間、及び第１リテーナ４０４の対応する領域内で対向する磁性配向としてもよい。特に、図６に示す図内で上から下に向けて、第１領域４１２Ａ内の磁石４０８は、磁性的に配向されたＮ−Ｓとしてもよく、一方、第２領域４１２Ｂ内の磁石４０８は、磁性的に配向されたＳ−Ｎとしてもよい。同様に、第１リテーナ４０４の対応する領域内の磁石４０８は、反対に配向してもよい。このように、第１領域４１２Ａ内の磁石４０８は、Ｎ−Ｓ配向を有する第１磁石として効果的に機能し得る。同様に、第２領域４１２Ｂ内の磁石４０８は、Ｓ−Ｎ配向を有する第２磁石として効果的に機能し得る。いくつかの実施例では、第２リテーナ４０６内に包含される磁石４０８は、ロータ磁石と考えてもよく、一方、第１リテーナ４０４内に包含される磁石４０８は、ステータ磁石と考えてもよい。例示的な磁性配向のより詳細な説明を図７で提供する。磁石４０８は、整列構造４０２を整列構造１０８と同様に機能させることができるものでもよい。特に、整列構造４０２は、プロペラ１１２を所定の配向に整列するために使用してもよい。

【0021】

図５は、整列構造４０２の一部の断面図を示す。磁石４０８Ａが第２リテーナ４０６の開口４１０Ａ内に示してある。磁石４０８Ｂが第１リテーナ４０４の開口４１０Ｂ内に示してある。磁石４０８Ａ及び磁石４０８Ｂは、第２リテーナ４０６が所定の配向となっているときに、互いに整列する磁石のセットと考えてもよい。例えば、磁石４０８Ａを含むロータ磁石は、ロータ磁石４０８Ａの配向が第２リテーナ４０６の全体を通して互いに変化するように、第２リテーナ４０６内で混合してもよい。同様に、磁石４０８Ｂを含むステータ磁石は、ステータ磁石４０８Ｂの配向が第１リテーナ４０４の全体を通して互いに変化するように、第１リテーナ４０４内で混合してもよい。いくつかの実施例では、開口４１０は第１リテーナ４０４及び第２リテーナ４０６を通して延びる。磁石４０８は、開口４１０内に押圧され、またはその反対で、開口４１０内に保持されてもよい。いくつかの実施例では、磁石４０８は、円形断面及び柱状形状を有してもよい。開口４１０は、対応する円形断面を有してもよい。いくつかの実施例では、磁石４０８と開口４１０とは、任意の適切な非円形断面を有してもよい。例えば、断面は方形、台形、または、定義可能な形状無しでもよい。

【0022】

上記説明したように、図７は整列構造４０２の輪郭図を示す。本明細書で説明したように、第２リテーナ４０６は、第１リテーナ４０４に整列されかつ第１リテーナ４０４から間隔を置いて配置してもよい。例えば、第２リテーナ４０６は、空隙４１６が第２リテーナ４０６の底面と第１リテーナ４０４の頂面との間に形成されるように、第１リテーナ４０４から間隔を置いて配置してもよい。スペーサ４１４が、第２リテーナ４０６を第１リテーナ４０４から間隔を置いて保持するように機能してもよい。いくつかの実施例では、第２リテーナ４０６と第１リテーナ４０４とは物理的に接触する。磁力の強さは、第２リテーナ４０６と第１リテーナ４０４との間の距離が減少するにつれて、増大し得る。

【0023】

図７の輪郭図は、第２リテーナ４０６内に配置された磁石４１０Ｃ〜４１０Ｆ及び第１リテーナ４０４内に配置された対応する磁石４１０Ｇ〜４１０Ｊを示す。図３を参照して説明した整列構造１０８と同様に、磁石４１０Ｃ及び４１０Ｄは、磁石４１０Ｇ及び４１０Ｈと同様に配向してもよい。同様に、磁石４１０Ｃ及び４１０Ｄは、磁石４１０Ｉ及び４１０Ｊと同様に配向し、４１０Ｅ、４１０Ｆ、４１０Ｉ及び４１０Ｊの配向を４１０Ｃ、４１０Ｄ、４１０Ｇ及び４１０Ｈの配向に対向させてもよい。第２リテーナ４０６及び第１リテーナ４０４のそれぞれの半片部内の他の磁石は、同様な配向を有してもよい。したがって、磁石４０８は、本明細書で説明したように、第２リテーナ４０６を回転し、第２リテーナ４０６を保持する磁力を生成するように作動し得る。

【0024】

図８は、少なくとも１つの実施例にしたがう例示的なモータシステム８００を示す。モータシステム１００及び４００と同様に、モータシステム８００は、プロペラ整列装置１０２及びモータ１０４を含んでもよい。この実施例では、プロペラ整列装置１０２は、装着ハウジング１０６と整列構造８０２とを含んでもよい。整列構造８０２は、整列構造１０８及び４０２の実施例である。モータシステム８００では、整列構造８０２は、第１リテーナ８０４と第２リテーナ８０６とを含んでもよい。第１リテーナ８０４は、第１リテーナ１１４の実施例であり、第２リテーナ８０６は、第２リテーナ１１６及び４０６の実施例である。

【0025】

第２リテーナ８０６及び第１リテーナ８０４のそれぞれは、少なくとも２つの磁気アセンブリ８０８を含んでもよい。いくつかの実施例では、２より多くの磁気アセンブリ８０８が、第２リテーナ８０６及び第１リテーナ８０４のそれぞれに設けられる。例えば、４つの磁気アセンブリ、８つの磁気アセンブリ、またはより多くの磁気アセンブリを実施形態にしたがって設けてもよい。いくつかの実施例では、磁気アセンブリ８０８は、第２リテーナ８０６及び第１リテーナ８０４内に全体を配置してもよい。例えば、第２リテーナ８０６及び第１リテーナ８０４を磁気アセンブリ８０８の周りに形成してもよい。

【0026】

それぞれの磁気アセンブリ８０８は、強磁性プレート８１２に取付けられる１つまたは複数の磁石８１０を含んでもよい。いくつかの実施例では、特定の強磁性プレート８１２上の全ての磁石８１０は、同じ磁性配向（すなわち、Ｎ−ＳまたはＳ-Ｎ）を有してもよい。これは、磁気アセンブリ８０８を、磁石８１０の磁性配向に対応する磁性配向を有する単一の磁石として磁化及び機能させ得る。磁石８１０は、任意の適切なサイズ及び断面を有してもよい。いくつかの実施例では、磁石８１０は磁性材料の薄片を含む。磁石８１０は、整列構造８０２を整列構造１０８及び４０２と同様に機能させることができるものでもよい。特に、整列構造８０２は、プロペラ１１２を所定の配向に整列するために使用してもよい。

【0027】

図９は、整列構造８０２の平面図を示す。この図では、第１磁気アセンブリ８０８Ａ及び第２磁気アセンブリ８０８Ｂを示してある。第１磁気アセンブリ８０８Ａは、強磁性プレート８１２Ａに取付けられた複数の磁石８１０を含んでもよく、これは第１磁気アセンブリ８０８Ａを磁石として機能させ得る。同様に、第２磁気アセンブリ８０８Ｂは、強磁性プレート８１２Ｂに取付けられた複数の磁石８１０を含んでもよく、これは第２磁気アセンブリを磁石として機能させ得る。

【0028】

図１０は整列構造８０２の輪郭図を示す。本明細書で説明したように、第２リテーナ８０６は、第１リテーナ８０４と整列され、第１リテーナ８０４から間隔を置いて配置してもよい。例えば、第２リテーナ８０６は、空隙８１６が第２リテーナ８０６の底面と第１リテーナ８０４の頂面との間に形成されるように、第１リテーナ８０４から間隔を置いて配置してもよい。スペーサ８１４は、第２リテーナ８０６を第１リテーナ８０４から間隔を置いて保持するように機能してもよい。いくつかの実施例では、第２リテーナ８０６と第１リテーナ８０４とが物理的に接触する。磁力の強さは、第２リテーナ８０６と第１リテーナ８０４との間の距離が減少するにつれて、増大し得る。

【0029】

図１０の輪郭図は、第２リテーナ８０６内に配置される第１及び第２磁気アセンブリ８０８Ａ及び８０８Ｂを示す。輪郭図はまた、第１リテーナ８０４内に配置される第３及び第４磁気アセンブリ８０８Ｃ及び８０８Ｄを示す。本明細書に記載したように、磁気アセンブリ８０８Ａ及び８０８Ｂのそれぞれは、第１リテーナ８０４の頂面により近い底面に隣接して第２リテーナ８０６内に配置される強磁性プレート８１２Ａ及び８１２Ｂを含んでもよい。同様に、磁気アセンブリ８０８Ｃ及び８０８Ｄのそれぞれは、第２リテーナ８０６の底面により近い頂面に隣接して第１リテーナ内に配置される強磁性プレート８１２Ｃ及び８１２Ｄを含んでもよい。いくつかの実施例では、それぞれの磁気アセンブリ８０８Ａ〜８０８Ｄはまた、図示の強磁性プレート８１２Ａ〜８１２Ｄの鏡として第２強磁性プレートを含んでもよい。したがって、これらの他の強磁性プレートは、磁石８１０の上下の位置で、第１リテーナ８０４及び第２リテーナ８０６内に配置してもよい。例えば、第１リテーナ８０４に関連して、第１の他の強磁性プレートは、第１リテーナ８０４の底面のより近くに配置してもよい。第２リテーナ８０６に関連して、第２の他の強磁性プレートは、第２リテーナ８０６の頂面のより近くに配置してもよい。このように、磁石８１０は、他の強磁性プレートと図示の強磁性プレート８１２Ａ〜８１２Ｄとの間に挟み込んでもよい。これは、磁力をより均等に分配するために機能し得る。

【0030】

磁気アセンブリ８０８Ａはまた、強磁性プレート８１２Ａから第２リテーナ８０６の頂面に向けて延び、Ｓ−Ｎに配向された１つまたは複数の磁石８１０を含んでもよい。磁気アセンブリ８０８Ｂはまた、強磁性プレート８１２Ｂから第２リテーナ８０６の頂面に向けて延び、Ｎ−Ｓに配向された１つまたは複数の磁石８１０を含んでもよい。磁気アセンブリ８０８Ｃはまた、強磁性プレート８１２Ｃから第１リテーナ８０４の底面に向けて延び、Ｓ−Ｎに配向された１つまたは複数の磁石８１０を有してもよい。磁気アセンブリ８０８Ｄはまた、強磁性プレート８１２Ｄから第１リテーナ８０４の底面に向けて延び、Ｎ−Ｓに配向された１つまたは複数の磁石８１０を含んでもよい。このように、整列構造８０２は、プロペラ整列に関連して本明細書に記載の技術を実行するように構成してもよい。

【0031】

図１１は、少なくとも１つの実施例にしたがう例示的なモータシステム１１００を示す。モータシステム１００、４００及び８００と同様に、モータシステム１１００は、プロペラ整列装置１０２及びモータ１１０２を含んでもよい。この実施例では、プロペラ整列装置１０２は、装着ハウジング１０６と整列構造１１０４とを含んでもよい。整列構造１１０４は、整列構造１０８、４０２及び８０２の実施例である。したがって、整列構造１１０４は、プロペラ１１２を所定の配向に受動的に整列させるために、任意の適切な磁石の組合わせで構成される第１リテーナ１１０８及び第２リテーナ１１１０を含んでもよい。いくつかの実施例では、整列構造１１０４は、どのような磁石も含まない場合がある。

【0032】

しかし、いずれの実施例でも、モータシステム１１００は、センサパッケージ１１１２及び管理装置１１１４を含んでもよい。センサパッケージ１１１２は、プロペラ整列装置１０２に対して、または、モータシステム１１００が取付けられる航空機の任意の他の側面に対して、プロペラ１１２の位置を検出することのできる任意の適切なセンサの任意の適切な組合わせ（単一のセンサを含む）であってもよい。いくつかの実施例では、センサパッケージ１１１２は、第１リテーナ１１０８に対する第２リテーナ１１１０の位置を検出することができる。いくつかの実施例では、センサパッケージ１１１２は、プロペラ１１２が「整列されている」（例えば、所定の配向に）または「整列されていない」（例えば、所定の配向の外側）かどうかの２値検出を行う。いくつかの実施例では、センサパッケージ１１１２は、より高精度なレベルでプロペラ１１２の位置を検出するように構成してもよい。例えば、センサパッケージ１１１２は、プロペラ１１２が整列または整列してない場合だけでなく、プロペラ１１２が整列からずれている程度を検出するように構成してもよい。

【0033】

管理装置１１１４は、モータ１１０２のローカル操作を管理するように構成してもよい。このため、管理装置１１１４は、モータ１１０２に対する出力を生成するための命令を処理することができる１つまたは複数のプロセッサ（マイクロプロセッサ、集積回路等の任意の適切な組合わせを含む）を含んでもよい。例えば、管理装置１１１４は、モータ１１０２をどのように操作すべきかを示すグローバル管理装置からの命令を受信してもよい。いくつかの実施例では、管理装置１１１４は、これらの命令を受信してもよく、モータ１１０２に供給すべき電流を決定するために１つまたは複数の計算を行ってもよい（１つまたは複数のプロセッサを使用して）。

【0034】

管理装置１１１４はまた、センサパッケージ１１１２により捕捉されたセンシング情報を受信するように構成してもよい。管理装置１１１４は、センシング情報を使用し、プロペラ１１２を所定の配向に回転するためにモータ１１０２をどのように操作するか、及び、グローバル管理装置からの命令なしでプロペラ１１２を所定の配向にどのように保持するかを決定し得る。このような操作は、モータ１１０２にどのくらいの電流を加えるかを包含してもよい。いくつかの実施例では、センサパッケージ１１１２は、周期的にまたは連続的にセンシング情報を管理装置１１１４に提供してもよい。センシング情報により、管理装置１１１４は、連続的にまたは周期的にモータ１１０２に供給する電流を調節してもよい。いくつかの実施例では、管理装置１１１４は、少量回転し、停止するように（すなわち、「ステッピング」回転である）モータ１１０２を動作する。センサパッケージ１１１２が、プロペラが整列していることを検出すると、モータ１１０２はステッピングを終えることができる。

【0035】

整列構造１０８、４０２、８０２及び１１０４の構成要素は、任意の適切な剛性材料（例えば、アルミニウム、プラスチック、チタン、複合材及び任意の他の適切な材料）で形成してもよい。本明細書に記載の磁石のいずれも、電流が流れたときに磁力を生成するように、電磁石で構成してもよい。

【0036】

図１２は、本明細書に記載のようなプロペラ整列装置を含み得る例示的な無人航空機（ＵＡＶ）１２００を示す。しかし、本明細書に記載のプロペラ整列装置はまた、無人でない航空機で実行してもよいことが理解される。ＵＡＶ１２００は、商用航空規格にしたがって設計してもよく、信頼性を確保するために多重冗長性を含んでもよい。本明細書の目的のため、ＵＡＶ１２００は、管理システム１２０２の制御の下で、または、少なくとも部分的に制御の下で動作する複数のシステムもしくはサブシステム含んでもよい。管理システム１２０２は、自動的にまたは半自動的にＵＡＶ１２００を制御及び管理するＵＡＶ管理装置（例えば、オンボードコンピュータ）を含んでもよく、いくつかの実施例では、パイロットによる遠隔制御を可能とする。管理システム１２０２の部分は、ＵＡＶ管理装置１２０４を含み、頂部カバー１２０４の下に収容してもよい。本明細書で使用するように、管理システム１２０２は、動力源及び組立体（例えば、充電可能なバッテリ、液体燃料、及び、他の動力源）、１つまたは複数の通信リンク及びアンテナ（例えば、情報を受信及び／または送信するためのモデム、無線機、ネットワーク、セルラー式、衛星、及び、他のリンク）、１つまたは複数のナビゲーション装置及びアンテナ（例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）、慣性航法システム（ＩＮＳ）、距離計、レーダー（ＲＡＤＡＲ）ならびにＵＡＶ１２００のナビゲート及びオブジェクトの検出を支援する他のシステム）、無線自動識別（ＲＦＩＤ）機能、ならびに、音声解釈及び認識が可能なインタフェースを含んでもよい。

【0037】

ＵＡＶ１２００はまた、頂部カバー１２０４内に収容される通信システムを含んでもよい。通信システムは、１つまたは複数の光センサ（例えば、撮像装置、深度センサ、可視光カメラ、赤外線カメラ、ＲＧＢカメラ、深度認識カメラ、赤外線レーザプロジェクタ、紫外線感受性カメラ、走査センサ、光フィルタ及びこれらの任意の組合わせ）、１つまたは複数の聴覚センサ（例えば、マイクロフォン、ノイズフィルタ及び音を捕捉する他のセンサ）、及び、１つまたは複数の出力デバイス（例えば、マイクロフォン、スピーカ、レーザプロジェクタ、光プロジェクタ及び通信情報を出力する他のデバイス）を含んでもよい。管理システム１２０２は、通信システムの構成要素を介して、情報を受信しかつ情報を提供するように構成してもよい。例えば、ＵＡＶ１２００は、パイロットまたは他の人達等のユーザとの２方向通信をサポートしてもよい。

【0038】

管理装置１２０２は、フレーム１２０６に取付けてもよい。ＵＡＶ１２００は、１つまたは複数の揚力モータシステム１２０８Ａ〜１２０８Ｄと、フレーム１２０６に取付けてもよい１つまたは複数の推進力モータシステム１２１０Ａ〜１２１０Ｂとを含む推進力システムを含んでもよい。モータシステム１２０８及び１２１０は、本明細書に記載の他のモータシステムの実施例である。したがって、それぞれのモータシステム１２０８及び１２１０は、１つまたは複数のプロペラ、プロペラ整列装置、モータ、配線、平衡システム、制御機構、及び飛行を可能とする他の機能を含んでもよい。いくつかの実施例では、推進力システムは、少なくとも部分的にＵＡＶ管理装置１２０４の制御の下で動作してもよい。いくつかの実施例では、推進力システム及び／またはそれぞれのモータシステム１２０８及び１２１０は、ＵＡＶ管理装置１２０４から命令を受けることなく、自身で調整するように構成してもよい。したがって、推進力システムは、半自律的または自律的に動作してもよい。推進力システムは、ＵＡＶ１２００の多方向飛行を可能としてもよい（例えば、それぞれの推進力装置を独立して調整することにより）。

【0039】

１つまたは複数の揚力モータシステム１２０８Ａ〜１２０８Ｄは、ＵＡＶ１２００に少なくとも垂直揚力を与えるように構成してもよい。１つまたは複数の推進力モータシステム１２１０Ａ〜１２１０Ｂは、少なくとも前進及び後進推進力を提供するように構成してもよい。揚力モータシステム１２０８と推進力モータシステム１２１０との組合わせは、ＵＡＶ１２００の多方向飛行を可能とし得る。本明細書に記載のプロペラ整列装置は、それぞれのモータシステム１２０８及び１２１０、または、モータシステム１２０８もしくは１２１０の少なくとも１つで実行してもよい。いくつかの実施例では、１つまたは複数の揚力モータシステム１２０８Ａ〜１２０８Ｄのそれぞれは、プロペラ整列装置を含んでもよい。動作において、揚力モータシステム１２０８Ａ〜１２０８ＤがＵＡＶ１２００を特定の高度に上昇させた後、１つまたは複数の揚力モータシステム１２０８Ａ〜１２０８Ｄのいくつかを停止してもよい。この時点で、プロペラ整列装置は、揚力モータシステム１２０８Ａ〜１２０８Ｄのプロペラを所定の配向まで回転する。所定の配向は、ＵＡＶ１２００が、前後進飛行を達成するため推進力モータシステム１２１０Ａ及び１２１０Ｂを使用するときに、気流の方向にプロペラを整列し得る。これは、これらのプロペラに起因するＵＡＶ１２００の気流抗力を最小とし得る。同様に、プロペラ整列装置は、それぞれのプロペラが所定の配向に整列し得るように、推進力モータシステム１２１０Ａ及び１２１０Ｂに装備してもよい。このような配向は、プロペラを使用してないときに、フレームの翼部の背部にプロペラを隠すために望ましい場合がある。これは、プロペラに起因するＵＡＶ１２００の気流抗力を最小とし得る。

【0040】

本明細書に記載の実施形態は、航空機を包含してもよく、この航空機は、１つまたは複数のフレーム、フレームに接続されかつシャフトを含むモータ、モータによるシャフトの回転でプロペラが回転されるようにシャフトに接続されるプロペラ、フレームに接続される装着ハウジング、及びプロペラを装着ハウジングに対して整列させる整列構造を備え、この整列構造は、装着ハウジングに固定される１つまたは複数の静止リング、及び／または、静止リングに整列しかつモータによりプロペラが回転されたときに静止リングに対して回転するように構成される回転リングを含む。任意選択的に、静止リングは、１つまたは複数の頂面と、静止リングの第１領域内に配置されかつ第１Ｎ極が頂面に向けて延びるように配向される第１磁石と、静止リングの第２領域内に配置されかつ第１Ｓ極を頂面に向けて延びるように配向される第２磁石とを含んでもよい。任意選択的に、回転リングは、プロペラとかみ合うように構成される１つまたは複数の装着位置、回転リングを通して延びる回転軸、底面、回転リングの第１領域内に配置されかつ第２Ｎ極が底面に向けて延びるように配向される第３磁石、回転リングの第２領域内に配置されかつ第２Ｓ極が底面に向けて延びるように配向される第４磁石とを含んでもよい。任意選択的に、第１磁石及び第２磁石は、静止リング上に配置してもよく、第３磁石及び第４磁石は、回転リングが静止リングに対して回転するときに、第１磁石及び第２磁石が交互に第３磁石及び第４磁石と整列するように、回転リング上に配置してもよい。第１磁石、第２磁石、第３磁石及び第４磁石は、回転リングを所定の配向に向けて、回転軸の周りに回転させる力を生じさせ得る。回転リングが所定の配向にあるときに、第１磁石は第４磁石の下側に配置されてもよく、第２磁石は第３磁石の下側に配置されてもよい。

【0041】

任意選択的に、力は、航空機が移動しているときに、プロペラに加わる対向する回転力に抵抗し得る。任意選択的に、静止リングの第１領域は、静止リングの第１ｃ字状半片部を含んでもよく、静止リングの第２領域は、静止リングの第２ｃ字状半片部を含んでもよい。任意選択的に、第１磁石、第２磁石、第３磁石及び第４磁石のそれぞれは、複数の円筒状磁石を含んでもよく、それぞれの複数の円筒状磁石は、静止リングのそれぞれの第１及び第２領域、及び、回転リングのそれぞれの第１及び第２領域内に配置してもよい。

【0042】

本明細書に開示した実施形態は整列装置を包含してもよく、この整列装置は、ロータとステータとを有する１つまたは複数のモータを備え、ロータは、モータに加えられる電流に応じて回転軸の周りをステータに対して回転するように構成され、ステータに連結される第１リテーナを備え、第１リテーナは複数のステータ磁石を含んでもよく、複数のステータ磁石の第１セットのステータ磁石は第１方向に配向されるＮ極を有してもよく、回転軸に沿って第１リテーナから間隔を置いて配置されかつロータに連結される第２リテーナを備え、第２リテーナは複数のロータ磁石を含んでもよく、及び／または、複数のロータ磁石の第１セットのロータ磁石は第１方向に対向する第２方向に配向されるＮ極を有してもよい。任意選択的に、モータに加わる電流がないときに、第１セットのステータ磁石と第１セットのロータ磁石とは、ステータに対して回転軸の周りの所定の配向にロータを磁気的に付勢し得る。

【0043】

任意選択的に、整列装置は、第２方向に配向されるＮ極を有する複数のステータ磁石の１つまたは複数の第２セットのステータ磁石と、第１方向に配向されるＮ極を有する複数のロータ磁石の第２セットのロータ磁石とをさらに備えてもよい。任意選択的に、モータに加わる電流がないときに、第２セットのステータ磁石と第２セットのロータ磁石は、所定の配向にロータを磁気的に付勢し得る。任意選択的に、第１セットのステータ磁石と第２セットのステータ磁石は、それぞれの第１リテーナの第１及び第２部分に配置してもよく、第１セットのロータ磁石及び第２セットのロータ磁石はそれぞれの第２リテーナの第１及び第２部分に配置してもよい。任意選択的に、所定の配向では、第１リテーナの第１部分は第２リテーナの第１部分と整列してもよい。

【0044】

任意選択的に、第１セットのステータ磁石及び第２セットのステータ磁石は、第１リテーナの全体を通して混合してもよく、第１セットのロータ磁石及び第２セットのロータ磁石は、第２リテーナの全体を通して混合してもよい。任意選択的に、複数のステータ磁石は、第１リテーナ内の第１の複数の開口内に挿入してもよく、複数のロータ磁石は、第２リテーナの第２の複数の開口内に挿入してもよい。任意選択的に、第２リテーナの第１部分は、第２リテーナの第１半片部を含んでもよく、第２部分は第２リテーナの第２半片部を含んでもよい。

【0045】

任意選択的に、整列装置は更に、ロータに連結される１つまたは複数のプロペラをさらに含んでもよく、第１セットのステータ磁石及び第１セットのロータ磁石は、プロペラを空力学的抵抗が減少される配向に磁気的に付勢し得る。

【0046】

任意選択的に、プロペラは、揚力プロペラであってもよく、第１セットのステータ磁石及び第１セットのロータ磁石は、揚力プロペラが使用されていないときに、プロペラをこの配向内に磁気的に付勢し得る。任意選択的に、モータに加えられる電流は、ステータの１つまたは複数の電磁石に加えてもよい。任意選択的に、モータに加えられる電流は、ロータの１つまたは複数の電磁石に加えてもよい。

【0047】

本明細書に記載の実施形態は、１つまたは複数のプロペラ、プロペラに連結されかつロータ及びステータを含むモータ、ステータに連結される第１リテーナ、この第１リテーナは複数のステータ磁石を含み、第１方向に向けられるＮ極を有する複数のステータ磁石の第１セットのステータ磁石、回転軸に沿って第１プレートから間隔を置いて配置されかつロータに連結される第２リテーナ、この第２リテーナは複数のロータ磁石を含み、及び／または、第１方向に対向する第２方向に向けられるＮ極を有する複数のロータ磁石の第１セットのロータ磁石を備えるモータシステムを包含してもよい。任意選択的に、ロータ及びプロペラは、モータに加えられる電流に応じて回転軸の周りをステータに対して回転するように構成される。任意選択的に、モータに加わる電流がないときに、第１セットのステータ磁石と第１セットのロータ磁石は、ステータに対して回転軸の周りの所定の配向にプロペラを磁気的に付勢し得る。

【0048】

任意選択的に、モータシステムは、プロペラが所定の配向にある場合を検出するように構成されるセンサパッケージをさらに含んでもよい。任意選択的に、モータシステムは、センサパッケージからのセンシング情報を受信すること、及び／または、センシング情報の受信に応答して、第１電流をモータに加え、プロペラをステータに対して回転させることの１つまたは複数を行うように構成されるプロセッサをさらに含んでもよい。任意選択的に、プロセッサは、センシング情報に少なくとも部分的に基づいて第１電流を決定するようにさらに構成してもよい。

【0049】

任意選択的に、所定の配向では、プロペラは、プロペラが所定の配向からずれているときに比較して、より低いエネルギ状態を有し得る。任意選択的に、モータシステムは、第２方向に配向されるＮ極を有する複数のステータ磁石の１つまたは複数の第２セットのステータ磁石、及び／または、第１方向に配向されるＮ極を有する複数のロータ磁石の第２セットのロータ磁石をさらに備えてもよい。

【0050】

任意選択的に、モータに加わる電流がないときに、第２セットのステータ磁石と第２セットのロータ磁石とは、所定の配向にロータを磁気的に付勢し得る。任意選択的に、第１セットのステータ磁石及び第２セットのロータ磁石は、ロータがステータに対して回転するときに、交互に整列してもよい。

【0051】

したがって、明細書及び図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味で考えられるべきである。しかし、特許請求の範囲で説明される本開示のより広範の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の修正及び変形をなし得ることは明らかである。

【0052】

他の変形は、本開示の精神の範囲内である。したがって、開示された技術は多様な修正形態及び代替構成の影響を受けやすいが、その特定の示される実施形態は図面に示され、上記に詳細に説明されている。しかし、本開示を開示された特定の１つ以上の形態に限定することの意図は存在せず、逆に、その意図は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の精神及び範囲に入るすべての修正、代替的な構成、及び均等物を包含することを理解されるべきである。

【0053】

開示の実施形態を説明する文脈における（特に以下の特許請求の範囲の文脈における）用語「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」ならびに同様の指示語の使用は、本明細書において別段の指示がない限り、または文脈に明らかに矛盾するものでない限り、単数及び複数の双方を含むと解釈される。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」、「ｈａｖｉｎｇ（有する）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」及び「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（含む）」は、特に断りのない限り、オープンエンド用語（すなわち「を含むが、これらに限定されるものではない」を意味する）として解釈されるべきである。用語「接続され」は、介在するものがあっても部分的にまたは全体的に、中に含まれ、取付けられ、また、一緒に結合されるとして解釈されるべきである。本明細書で値の範囲を列挙することは、本明細書に別段の指示がない限り、単に、範囲内に入るそれぞれの別個の値に個別に言及することの短縮方法としての役割を果たすことを意図しており、各個別の値は、それが個別に本明細書に記載されているように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載されるすべての方法は、本明細書で別段の指示がない限り、または文脈に明らかに矛盾するものでない限り、任意の適切な順序で実行できる。本明細書で示される任意の及び全ての実施例、または、例示的な言語（例えば、「等」）の使用は、単に本開示の実施形態をより明瞭に示すことを意図しており、別段の主張がない限り、本開示の範囲を限定するものではない。本明細書のいかなる言葉も、本開示の実施に対して本質的なものとして特許請求の範囲に記載されていない任意の要素を示すものと解釈されるべきではない。

【0054】

特に断りのない限り、句「Ｘ、Ｙ、またはＺの少なくとも１つ」のような選言的な言葉は、項目、用語等がＸ、Ｙ、もしくはＺ、または、そのいずれかの組合せ（例えば、Ｘ、Ｙ、及び／またはＺ）であってよいことを示すために一般的に用いられるように文脈の中で理解されることが意図される。したがって、このような選言的言語は、特定の実施形態がＸの少なくとも１つ、Ｙの少なくとも１つ、及び、Ｚの少なくとも１つがそれぞれ存在することを必要とすることを暗示することを概して意図しておらず、暗示するものではない。

【0055】

発明を実施するために発明者に知られている最良の形態を含む本開示の好ましい実施形態が本明細書に記載されている。これらの好ましい実施形態の変形例は、前述の説明を読むことで当業者に明らかになり得る。本発明者らは、当業者がこのような変形例を必要に応じて採用することを期待し、本発明者らは本開示が本明細書の具体的な記載以外で実施されることを意図する。したがって、本開示は、適用法令によって許容されるように、本明細書に添付された特許請求の範囲に記載された主題のすべての変更例及び均等物を含む。さらに、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈に明らかに矛盾するものでない限り、上述の要素のあらゆる可能な変形例の任意の組合わせが、本開示に包含される。

【0056】

本明細書で引用した、刊行物、特許出願及び特許を含む全ての参考文献は、それぞれの参考文献が個別にかつ具体的に指示されて、参照することにより組み込まれ、この特許の内容全体を本明細書で説明したのと同じ程度まで、参照することにより、本明細書に組み込まれる。

【要約】

プロペラ整列装置（１０２）を記載する。プロペラ整列装置（１０２）は、プロペラ（１１２）に取付けられる第２リテーナとモータ（１０４）とを含むことができる。プロペラ整列装置（１０２）はまた、回転しないが第２リテーナ（１１６）と整列する第１リテーナ（１１４）を含むことができる。第１リテーナ（１１４）は互いに対向して配向される２以上の磁石（１２０Ａ、１２０Ｂ）を含むことができる。第２リテーナ（１１６）も互いに対向して配向される２以上の磁石（１１８Ａ、１１８Ｂ）を含むことができる。第２リテーナ（１１６）が第１リテーナ（１１４）に対して回転するときに、磁石は互いに交互に整列し得る。モータ（１０４）に加えられる電流がないときに、磁石は第２リテーナ（１１６）を第１リテーナ（１１４）に対して所定の配向に磁気的に付勢し得る。所定の配向は、望ましいプロペラ（１１２）の配向（例えば、プロペラの空力抗力を最小にする）に対応するように予め決定することができる。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】