ドローンに使われるBLDC、ブラシ付きDC、コアレスモーターの特長と、KV値、推力、トルク、プロペラ適合性による選定の要点を解説します。
ドローン用モーターは、現代の無人航空機（UAV）やドローンの性能を左右する重要な部品です。滑らかな空撮から高速レースまで、複雑な飛行に必要な揚力、精密な制御、安定性を生み出します。
では、ドローンにはどのモーターが使われるのでしょうか。複数の方式がある中、高性能機、産業用、高級民生用ドローンで圧倒的な業界標準となっているのはブラシレスDC（BLDC）モーターです。一方、安価な小型機や玩具クラスでは、より単純なブラシ付きDCモーターも引き続き使われています。
ドローン用モーターの種類
1. ブラシレスDC（BLDC）ドローン用モーター
BLDCモーターは、民生用、レース用、商用、専門用途のドローンで最も一般的な方式です。物理的なブラシを使わず、電子速度コントローラー（ESC）が固定巻線への電流を精密に管理します。それによって生じる回転磁界が永久磁石ローターを回すため、ブラシ付きモーターの摩擦と摩耗をなくせます。
ブラシレス技術には大きな利点があります。
・高効率：BLDCモーターは電気エネルギーの90%超を機械出力に変換し、ブラシ付き方式に比べて飛行時間を大幅に延ばします。
・優れた耐久性：摩耗するブラシがないため寿命がはるかに長く、多くの場合、数千時間使用できます。
・高出力密度：寸法と重量に対して大きなトルクと出力を発生し、業務用カメラや測量機器などの重いペイロードを運べます。
・精密な制御：速度と位置を正確に管理でき、安定したホバリングと滑らかな飛行に不可欠です。
掲載製品：BLDCドローン用モーター
2. ブラシ付きDCドローン用モーター
ブラシ付きDCモーターは、より単純な技術です。物理的なカーボンブラシと整流子を使い、ローターの巻線に電力を供給します。コスト効率が最も高く、主に次のような機体で使われます。
・入門用や玩具クラスのドローン
・コストを最優先する小型・超小型ドローン
一方、効率が低く飛行時間が短くなる、ブラシの機械的摩耗によって寿命が制限される、電磁干渉が大きいといった重大な制約があります。
3. コアレスドローン用モーター
コアレスモーターは、従来の鉄心入り電機子の代わりに、自立するかごやカップのような形状の独自の鉄心なしローター巻線を備えます。この革新的な構造には、次の利点があります。
・急加速：軽量化によってローター慣性が大幅に小さくなり、ほぼ瞬時に速度を変えられます。
・滑らかな動作：コギングが非常に小さく、極めて均一なトルクを出力します。
・高い出力重量比：軽量設計は、最小クラスの飛行プラットフォームに適しています。
こうした特性から、屋内用の超小型ドローンやクアッドコプターなど、超軽量用途で選ばれるモーターとなっています。
ドローン用モーターの選び方：主要パラメーター
適切なドローン用モーターを選ぶには、次の点を検討する必要があります。
1. KV値とは（1V当たりのRPM）
KV値はドローン用モーターの速度定数で、具体的には無負荷で電圧を1V加えたときに得られる1分間の回転数（RPM）を表します。
・高KV（例：2200 KV）：高速で回りますがトルクは小さくなります。小型プロペラ、高速で機敏なレース用ドローン、軽量機に適しています。
・低KV（例：800 KV）：回転は遅い一方、より大きなトルクを生み出します。大型プロペラ、重量物運搬、映像撮影、長時間飛行用のドローンに適しています。
理論上の回転数は、RPM = KV × 電圧で計算します。
2. モーター推力と機体重量の関係
モーター推力は、モーターとプロペラの組合せが生み出す持上げ力です。最も重要な計算は推力重量比（TWR）です。安定して制御された飛行には、全モーターの最大推力の合計が、電池とペイロードを含む機体の離陸総重量を十分に上回る必要があります。
・最低TWR：基本的な飛行には、一般に少なくとも2:1、すなわち重量の2倍の推力が必要です。
・高性能ドローン：レース用や高い曲技性能を持つ機体では、鋭い加速と機敏性を得るため、5:1などの高い比率を目指す場合があります。
3. 用途ごとのトルク特性
トルクはモーターが発生する回転力で、空気抵抗に逆らってプロペラを回す能力を表します。
・高トルク：特に産業用ドローンなどの重量物運搬機で、大径・高ピッチのプロペラを回すために必要です。通常、低KVモーターが高トルクに対応します。
・低トルク：小さく軽いプロペラを非常に高速で回すには十分です。これはレースで使われる高KVモーターの特性です。
4. プロペラ寸法とモーターの適合性
モーター、プロペラ、電池は調和して動作する必要があります。組合せが不適切だと効率が下がり、モーターが損傷する場合もあります。
低KVモーターと大型プロペラの組合せは、ゆっくり飛行する撮影機で優れた推力と効率を生みます。一方、高KVモーターと小型プロペラの組合せは、レース用ドローンに必要な高速飛行用の推力を生み出します。
5. 効率、騒音、耐久性
商用・専門用途では、寿命と運用上の要素が重要です。
・効率：BLDCモーターははるかに高効率で、より多くの電池電力を揚力に変え、それが飛行時間の延長に直結します。
・耐久性：BLDCモーターには摩擦を生む部品がないため、長寿命で保守も最小限に抑えられます。
・騒音：ブラシレスモーターは大幅に静かで、監視や音への配慮が必要な空撮で重要です。
ドローン用モーターソリューションはPower Motorへ
2001年設立のPower Motorは、小型モーター、特にカスタムモーターの豊富な専門知識を備えています。機体重量、プロペラ寸法、飛行スタイル、電池構成をお知らせいただければ、KV値、ステーター寸法、トルク、効率をそれに合わせて設計できます。
当社は高性能モーターに注力し、高品質な部品と厳格な試験によって各製品の耐久性を確保しているため、飛行中の故障を心配する必要がありません。
掲載画像：24Vドローン用モーター
まとめ
適切なモーター選定はドローン設計における最も重要な判断の一つであり、現在はBLDCドローン用モーターが市場を支配しています。KV値、推力、トルクなどを慎重に検討することで、機体の能力を最大限に発揮できます。
独自の仕様に完全に適合するモーターが必要な厳しい用途にも、Power Motorは専門知識を最大限に生かして対応します。支援が必要な場合は、プロジェクト固有の要件についてPower Motorへお問い合わせください。