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公開番号2024163611
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-22
出願番号2023079372
出願日2023-05-12
発明の名称電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人開知
主分類H02P 5/46 20060101AFI20241115BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電動垂直離着陸航空機の軽量化を図り、航続可能距離の増加を図ることが可能な電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法を提供する。
【解決手段】インバータ101～108と、インバータ101～108の電力供給先を切り替える制御装置400と、を備え、インバータ101～108は、電動垂直離着陸航空機1が有する垂直用モータ211～218の個数と同数以上あり、垂直用モータ211～218は、それぞれがインバータ101～108と接続しており、水平用モータ311,312は、垂直用モータ212,213,216,217と接続しているインバータ102,103,106,107と接続しており、制御装置400は、電動垂直離着陸航空機1の動作状態に応じて、インバータ102,103,106,107の電力供給先を垂直用モータ212,213,216,217又は水平用モータ311,312に切り替える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
１台以上の垂直用プロペラ及び１台以上の水平用プロペラを有する電動垂直離着陸航空機用の電動推進装置において、
前記垂直用プロペラと接続する垂直用モータと、
前記水平用プロペラと接続する水平用モータと、
１台以上のインバータと、
前記インバータの電力供給先を切り替える制御部と、を備え、
前記インバータは、前記電動垂直離着陸航空機が有する前記垂直用モータの個数と同数以上あり、
前記垂直用モータは、それぞれが１台以上の前記インバータと接続しており、
前記水平用モータは、前記垂直用モータと接続している１台以上の前記インバータと接続しており、
前記制御部は、前記電動垂直離着陸航空機の動作状態に応じて、前記インバータの電力供給先を前記垂直用モータ又は前記水平用モータに切り替える
電動推進装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電動推進装置において、
前記水平用モータの水平用モータ巻線は、２台以上の前記インバータにそれぞれ接続された複巻となっている
電動推進装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電動推進装置において、
前記制御部は、前記電動垂直離着陸航空機が垂直方向のみの移動から水平方向を含む移動に切り替えるタイミングにおいて、１台以上の前記インバータの電力供給先を前記垂直用モータから前記水平用モータに切り替える
電動推進装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電動推進装置において、
前記制御部は、前記電動垂直離着陸航空機の動作状態に応じて、１台以上の前記インバータの動作を停止する
電動推進装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電動推進装置において、
前記垂直用モータは、２以上の垂直用モータ巻線を備えており、
前記垂直用モータ巻線のそれぞれが前記インバータと接続している
電動推進装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電動推進装置において、
前記制御部は、前記電動垂直離着陸航空機の動作状態に応じて、前記垂直用モータに接続している２台以上の前記インバータのうち１台以上の前記インバータの出力先を前記水平用モータに切り替える
電動推進装置。
【請求項７】
請求項５に記載の電動推進装置において、
前記制御部は、前記電動垂直離着陸航空機の動作状態に応じて、前記垂直用モータに接続している２台以上の前記インバータのうち１台以上の前記インバータの動作を停止する
電動推進装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電動推進装置を備える電動垂直離着陸航空機。
【請求項９】
１台以上の垂直用プロペラと、
前記垂直用プロペラと接続する垂直用モータと、
１台以上の水平用プロペラと、
前記水平用プロペラと接続する水平用モータと、
前記垂直用モータの個数と同数以上のインバータと、を有する電動垂直離着陸航空機の飛行方法であって、
前記垂直用モータを、それぞれが１台以上の前記インバータと接続し、
前記水平用モータを、前記垂直用モータと接続している１台以上の前記インバータと接続し、
前記電動垂直離着陸航空機の動作状態に応じて、前記インバータの電力供給先を前記垂直用モータ又は前記水平用モータに切り替える
電動垂直離着陸航空機の飛行方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
電動モータ及び電動ブレーキへの電力供給を簡素な構成で実現する車両用制動システムの一例として、特許文献１には、インバータは、バッテリの電力を変換した電力を、インホイールモータ又は電動ブレーキのいずれか一方に供給可能であり、配線切替部は、インバータからインホイールモータ又は電動ブレーキへの配線を切り替え、車両ＥＣＵは、インバータを操作し、且つ、配線切替部に対し配線の切替を指令し、車両の駆動が要求されたとき、配線切替部に対しインホイールモータ側に配線を切り替えるように指令するとともに、車両の制動が要求されたとき、要求制動トルクに応じて、回生制動トルク又は電動ブレーキ制動トルクのいずれを用いるかを判断し、当該判断に基づき配線切替部に対し配線の切替を指令する、ことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１７９９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、新たな交通、輸送手段として注目を集めているｅ－ＶＴＯＬ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｒｔｉｃａｌＴａｋｅ－ＯｆｆａｎｄＬａｎｄｉｎｇａｉｒｃｒａｆｔ：電動垂直離着陸機）は、地上と高高度を短時間で移動する過酷環境で運用され、モータ、インバータ、バッテリを含む電動推進装置には非常に高い信頼性が求められる。また機体重量は、必要となる出力、航続距離に大きく影響するため、電動システムには高い信頼性を維持した上での軽量化が求められる。
【０００５】
自動車などの車輪駆動におけるモータ、インバータシステムの軽量化に関するものとして、特許文献１が挙げられる。特許文献１は、電動モータと電動ブレーキに共通のインバータを用いる構成を開示しており、部品点数を削減し、より簡素な構成でシステムを制御することを目的としている。
【０００６】
垂直用と水平用の異なるプロペラとそれらを駆動するモータおよびインバータを有するリフト＆クルーズタイプのｅ－ＶＴＯＬでは、機体の運転状態によって動作する電動コンポーネントが異なるため、動作していない側が死荷重となり、軽量化に不利となるため、異なる対策が必要となる。
【０００７】
本発明は、電動垂直離着陸航空機の軽量化を図り、航続可能距離の増加を図ることが可能な電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、１台以上の垂直用プロペラ及び１台以上の水平用プロペラを有する電動垂直離着陸航空機用の電動推進装置において、前記垂直用プロペラと接続する垂直用モータと、前記水平用プロペラと接続する水平用モータと、１台以上のインバータと、前記インバータの電力供給先を切り替える制御部と、を備え、前記インバータは、前記電動垂直離着陸航空機が有する前記垂直用モータの個数と同数以上あり、前記垂直用モータは、それぞれが１台以上の前記インバータと接続しており、前記水平用モータは、前記垂直用モータと接続している１台以上の前記インバータと接続しており、前記制御部は、前記電動垂直離着陸航空機の動作状態に応じて、前記インバータの電力供給先を前記垂直用モータ又は前記水平用モータに切り替える。
【０００９】
また、他の一例をあげるならば、１台以上の垂直用プロペラと、前記垂直用プロペラと接続する垂直用モータと、１台以上の水平用プロペラと、前記水平用プロペラと接続する水平用モータと、前記垂直用モータの個数と同数以上のインバータと、を有する電動垂直離着陸航空機の飛行方法であって、前記垂直用モータを、それぞれが１台以上の前記インバータと接続し、前記水平用モータを、前記垂直用モータと接続している１台以上の前記インバータと接続し、前記電動垂直離着陸航空機の動作状態に応じて、前記インバータの電力供給先を前記垂直用モータ又は前記水平用モータに切り替える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電動垂直離着陸航空機の軽量化を図り、航続可能距離の増加を図ることができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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