ドローン用モータは、選定の考え方をほとんど共有しない三つの用途に分かれます。二十分単位で機体を空中で押し進める固定翼用モータ、翼で飛ぶ航空機を持ち上げて離陸させ、その後に停止しなければならないVTOLリフト用モータ、そして高電流・高rpmで使われ、グラムあたりの効率を重視しないFPV用モータです。機体に合わないクラスを選ぶのは、よくある高くつく失敗です。あるグループで重要な数値が、他のグループではほとんど無意味になるからです。
このガイドでは、各クラスの仕様の読み方、選択を実際に決める数値、そして現在ToBMSのドローン用モーターカテゴリに掲載されているモデルのうち十三機種の比較を扱います。以下の数値はすべてToBMSの製品データまたはメーカーの公表仕様から取得したものであり、推測値は含まれていません。
要点
ドローン用モータの選定は、まずクラス（固定翼、VTOLリフト、FPV）を決めることから始めます。それぞれ最適化される動作点が異なるからです。固定翼用モータは、所与のプロペラで巡航電流を維持する際の効率で選びます。VTOLリフト用モータは、短時間かつ高電流のデューティサイクルにおけるグラムあたりの推力で選びます。FPV用モータは、小型プロペラを高rpmで回す際のトルクと応答性で選びます。そのうえで、KV、ステータサイズ、巻線抵抗、質量をその用途に照らして読みます。三つのクラスすべてにおいて、公表されている最大出力は連続定格ではなく180秒の数値であるため、現実的な動作点での電流を基準に選定します。
三つのクラスの違い
以下の表は、個々の機種を見る前に読む価値があります。47 gの固定翼用モータと47 gのFPV用モータが、ほとんど共通点を持たない理由が分かります。
固定翼: 巡航時の効率
固定翼用モータは、飛行時間の大半を巡航という一つの動作点で過ごし、フルパワーが必要になるのは離陸と上昇のときだけです。そのため、ピーク出力より中程度の電流域での効率が重視され、プロペラとKVの整合が決定的になります。AT4130 KV230とAT2308 KV1450はどちらもこのクラスに属しますが、KVは六倍異なります。それぞれ320 gの機体と数キログラムの機体向けに作られているからです。
VTOLリフト: 短い枠のなかの推力
VTOLリフト用モータは、毎回の飛行のうち短い時間だけ激しく働きます。離陸と遷移時に最大推力を発生させ、その後は翼が機体を支える間じゅう停止していなければなりません。そのため最適化の方向が変わります。グラムあたりの推力と熱容量が支配的になり、連続定格より、垂直離着陸を繰り返した後の挙動のほうが重要になります。このカテゴリの二つのVシリーズ機種は24N28Pステータと6 mmシャフトを採用しており、巡航用ではなくリフト用の特徴です。
FPVとレース: 高rpmでの応答性
FPV用モータは、小型プロペラをどれだけ速く加速できるか、そしてレースやフリースタイルの一本の長さにわたってどれだけの電流に耐えられるかで評価されます。効率は二次的な要素、質量は主要な要素であり、関係する仕様はステータ体積、KV、巻線抵抗です。T-Hobby F30は9N12Pステータを備えた9.8 gのユニットで、このグループで大きい機種でも47 g未満です。どちらも同程度の推力の固定翼用モータよりはるかに軽量です。まったく異なる用途向けに作られているからです。
ステータ表記とそこから分かること
9N12P、12N14P、24N28Pといったスロット数と極数の表記は、巻線の配置を示します。数が少ない構成は小型で高速回転のモータに典型的であり、数が多い構成は低速域でのトルクの出方を滑らかにします。このカテゴリでVTOLリフト用モータが24N28Pを採用し、FPVおよび固定翼の全機種が12N14Pまたは9N12Pを採用しているのはそのためです。極数の多いモータでは常に、機械的回転速度の上昇とともに電気的な転流周波数も上昇するため、ESCのタイミングと最大電気的rpmをそれに照らして確認する必要があります。
内部抵抗、電流、熱
巻線抵抗は、電流を回転ではなく熱に変えてしまう要素です。このカテゴリでは18 mΩから152 mΩまで、およそ一桁の開きがあります。そして、モータが磁石の強度を損なう温度に達することなく公表されたデューティを維持できるかどうかを決めるのがこの仕様です。公表されている最大出力は180秒の値であるため、それより長くフルスロットルを保持する設計、例えば上昇中のマルチロータや長時間のVTOL垂直遷移では、ピーク値ではなく連続電流値が必要になります。
ドローン用モータ十三機種の比較
この表は、現在ドローン用モーターカテゴリに掲載されているモータのうち十三機を、クラスごとにまとめたうえで質量の小さい順に並べたものです。最大出力はメーカーの180秒の数値です。
| モデル | クラス | ステータ | 内部抵抗 | 最大出力 180 s | 質量 |
|---|---|---|---|---|---|
| T-Hobby F30 | FPV、3インチ | 9N12P | 152 mΩ | 記載なし | 9.8 g |
| T-Hobby F60PRO IV V2 KV1750 | FPV、5インチ | 12N14P | 70 mΩ | 819 W | 33.5 g |
| T-Hobby F80 PRO KV1900 | FPV、7インチ | 12N14P | 42 mΩ | 1122 W | 39.7 g |
| T-Hobby F90 KV1300 | FPV、長距離 | 12N14P | 76 mΩ | 1059 W | 46.6 g |
| T-Motor AT2308 KV1450 | 固定翼 | 12N18P | 90 mΩ | 250 W | 47 g |
| T-Hobby F50 KV2150 | FPV、5インチ | 12N14P | 47 mΩ | 1273 W | 記載なし |
| T-Hobby F60PRO V KV1750 | FPV、5インチ | 12N14P | 記載なし | 記載なし | 記載なし |
| T-Motor AT2814 KV900 | 固定翼 | 12N14P | 82 mΩ | 650 W | 108 g |
| T-Motor V505 KV260 | VTOLリフト | 24N28P | 58 mΩ | 記載なし | 215 g |
| T-Motor AT3520 KV550 | 固定翼 | 12N14P | 31 mΩ | 1100 W | 218 g |
| T-Motor AT3530 KV580 | 固定翼 | 12N14P | 18 mΩ | 1400 W | 298 g |
| T-Motor V602 KV180 | VTOLリフト | 24N28P | 88 mΩ | 記載なし | 300 g |
| T-Motor AT4130 KV230 | 固定翼 | 12N14P | 60 mΩ | 2500 W | 408 g |
ステータ構成、内部抵抗、180秒の最大出力、質量はいずれもメーカー公表値です。値がないセルは、推定するのではなく「記載なし」と示しています。F50の質量とF60PRO Vの仕様はメーカーの最新データシートにあり、製作を確定させる前にそこから取得すべき項目です。
抵抗値の列を見ていくと、クラス構成が浮かび上がります。固定翼機向けのATモーターは、250-2100 Wを出力しながら抵抗値を14-90 mΩの帯域に収めています。質量の割に抵抗が低いのは、巡航時に熱を蓄積させずに連続運転できるよう作られているためです。FPVモーターは五分の一の質量で同じ出力クラスに到達しますが、抵抗値は二倍から六倍に高くなります。これは明白なトレードオフであり、軽量で高応答である代わりに、設計マージンではなく熱が制約要因となります。
この二つのVTOLリフト用モーターは、そのどちらとも異なる位置にあります。24N28Pステータを採用し質量が215 gと300 gの両モデルは、同程度のKVのFPV機よりも重く、同等出力の固定翼機向けモーターよりも抵抗値が高くなっています。これはリフト用途として妥当な特性です。大型プロペラを用いて比較的低い回転数で推力を発生させる必要があり、かつその出力を飛行時間のごく一部を超えて持続させることは想定されていないためです。
固定翼機向け: ATシリーズ
ATモーターはこのカテゴリの中で固定翼機・グライダー向けの位置づけであり、320 g級のグライダーから大型のマッピング機体まで幅広く対応します。
AT2308 KV1450: 軽量側のモデル
固定翼機向けの軽量モデルである AT2308 KV1450 は、質量47 g、外形Ø28.8 × 40.5 mm、最大出力250 W、ピーク電流23 Aのモーターで、320-500 gのグライダーおよび練習機向けに掲載されています。巻線抵抗90 mΩは絶対値としては高めですが、これは2Sクラスの機体が想定する値です。この電圧域では電流が比較的小さく抑えられ、キロワット級の放熱能力よりも軽量で応答性の高いモーターであることが優先されるためです。このクラスのモーター全般にいえることですが、公表されている出力値は180秒基準の数値です。
AT2814 KV900 と AT3520 KV550
中型機向けの AT2814 KV900 は、1.3-1.4 kgの3D機およびF3A曲技機を対象とし、3-4Sで最大出力650 W、ピーク電流45 Aを108 gのパッケージに収めています。抵抗値82 mΩは、軽量な機体ではなく持続電流に合わせて巻線を設計した直接的な結果です。AT3520 KV550 は質量218 gへと大型化し、4-6Sで1100 W、ピーク50 A、1.8-2.0 kgのマッピング機やペイロード搭載機を対象としています。そして抵抗値31 mΩは固定翼機グループの中でも最小級であり、これはスロットルを一定に保つ長時間のマッピング飛行がまさに必要とする特性です。
AT3530 KV580 と AT4130 KV230
より大型の AT3530 KV580 は4-6Sで最大出力1400 W、ピーク65 A、抵抗値18 mΩにより、2.2-2.4 kgの機体に対応します。AT4130 KV230 は質量408 gでこのカテゴリ最大の固定翼機向けモーターであり、最大出力2500 W、ピーク電流60 A、シャフト径6 mmを備えます。KV 230は固定翼機セットの中で最小の値であり、これは想定どおりの組み合わせです。より重い機体をより高いセル数で運用する場合、大型プロペラを低速で回すことになり、50 mmステータはそれに必要なトルクを出力できるようサイズ設定されています。ToBMSでは、大型マルチローターおよび固定翼UAV向けのロングシャフトモーターとして紹介されており、重量級の固定翼機向けモーターとマルチローターのリフト用モーターとの境界は、構造ではなく取り付け方法と用途の違いによるものであることを思い起こさせます。
VTOLリフト: V505 KV260 と V602 KV180
垂直離着陸のリフト用途は二つのモデルが担っており、どちらも同じ24N28Pステータ構成と6 mmシャフトを採用しています。
V505 KV260
リフト用の V505 KV260 の質量は215 gで、ピーク電流52 A、内部抵抗58 mΩと規定されています。ToBMSの概要では、効率的な固定翼巡航プロファイルと組み合わせるリフト用モーターとして紹介されており、これはVTOLリフトユニットの本質的な特徴を示しています。機体を地上から離昇させた後は役目を終える存在なのです。24N28P構成は、大型リフトプロペラが回転する低回転域でのなめらかなトルク伝達を狙ったものです。
V602 KV180
上位モデルの V602 KV180 は二つのモデルのうち大型のほうで、質量300 g、ピーク電流45 A、抵抗値88 mΩです。より重いモーターでピーク電流が低いのは一見不合理に見えますが、用途を考えれば納得できます。大型機体に搭載された180 KVのリフトプロペラは回転が遅く、電流はより長く緩やかな過渡応答として流れるためです。ToBMSでは、産業用VTOLプラットフォームに信頼性の高い上昇出力と効率的な巡航性能を提供するモーターとして紹介されており、その設計意図は数値に表れています。可能な限り高い推力値を追求するのではなく、繰り返し可能な垂直飛行サイクルを重視して仕様設定されたモーターです。
FPVとレース: T-Hobby Fシリーズ
Fシリーズはこのカテゴリの中でレースおよびフリースタイル向けの位置づけであり、KVの分布が幅広く、質量の範囲が限られているグループです。
F30: 3インチ機向けの9.8 g
エントリーモデルの T-Hobby F30 は質量9.8 gで、このカテゴリ全体の中で最軽量のモーターです。本体寸法Ø17.9 × 17.4 mm、9N12Pステータ、4Sでの抵抗値152 mΩを備えます。KVはメーカーのデータシートにあり、この値については同データシートが参照元となります。記録されている数値が示しているのは、極限までの軽量化の帰結です。抵抗値はこのカテゴリ内で最も高く、これは3インチのレーシング機が敏捷性と引き換えに受け入れているものにほかなりません。
F50 KV2150 と F60PRO IV V2 KV1750
5インチレース向けの F50 KV2150 は、12N14Pステータ、最大出力1273 W、抵抗値47 mΩ、ステータ径22 mmを備えた5インチのレース用モーターです。ToBMSの概要では、トルクと応答性がラップタイムを左右する競技レース向けに設計されたモデルとされています。質量は最新のメーカーのデータシートに記載されています。F60PRO IV V2 KV1750 は質量33.5 gのより保守的な5インチ向けオプションで、最大出力819 W、連続電流36 A、4-6Sでの抵抗値70 mΩを備え、力強い中域のパンチとなめらかな制御を両立すると紹介されています。純粋なスプリント用途というより、フリースタイルや長距離飛行の5インチ機向けのモーターです。
F80 PRO KV1900 と F90 KV1300
7インチクラスの F80 PRO KV1900 は質量39.7 gで7インチクラスに移行し、最大出力1122 W、連続電流49.2 A、そしてここで挙げたFPVモーターの中では最小となる42 mΩの抵抗値を備えます。F90 KV1300 は質量46.6 gでX8シネリフターおよび長距離飛行機体向けに作られており、5-6Sで最大出力1059 W、連続電流45.1 A、抵抗値76 mΩです。両者を突き合わせるとトレードオフが明確になります。F80の低い抵抗値と高いKVは攻撃的な7インチフリースタイルに適しており、一方F90の低いKVと大型の33.4 mmステータは、機体を素早く振り回すことよりも、巡航時にシネマティックなペイロードを運ぶことを重視したサイズ設定です。
F60PRO V KV1750 は、F60 Proラインの新世代モデルとしてこのカテゴリに掲載されていますが、抵抗値、出力、質量の値はメーカーのデータシートにあり、ここで数値による比較は行いません。その違いが機体構成を左右する場合は、メーカーのデータシートを参照するほかありません。
機体別に見たクラスの選び方
ToBMSではこれらのモーターは三つの用途に分類されており、用途が最初の判断材料となります。
FPVレースとフリースタイル
FPVレーシングドローン は、T-Hobby Fシリーズの六つのモデルが該当します。重視されるのは質量と応答性であり、発熱の許容度はレース時間やフライトパックの長さによって決まります。連続使用の要求によって決まるわけではありません。そのうち 4 機種は FPVレーシングドローン用モーター：9.8 g から 34.3 g までの T-Hobby 4 機種 でクラスごとに比較しています。
固定翼モデルとVTOL
固定翼モデル と VTOLドローン はATシリーズとVシリーズが対応します。ここでの選択を左右するのは巡航点での効率であり、VTOLの場合はさらに短いリフト段階におけるグラムあたりの推力です。想定より長く垂直飛行の段階を取る設計では、推力ではなく巻線温度に限界が現れます。
選定チェックリスト
ドローン用モーターは交換前提で選べる部品ですが、開発の途中でクラスを変更するのは容易ではありません。そのため、機体設計を確定させる前に次の確認を行っておく価値があります。
用途と動作点
- まず用途を分類します。持続的な巡航、短時間の高推力リフト、あるいは高回転のバースト出力です。一つの用途に適したモーターは、他の用途には通常適しません。
- プロペラとセル数を確定し、そのうえで実際のミッションが消費する電流におけるメーカーの試験データを読み取ります。
- 連続電流定格が公表されている場合はそれを確認し、最大出力は180秒の枠として扱います。
- VTOLの場合、リフト用モーターは最悪条件の垂直飛行段階に合わせて選定します。風の影響や、機体が必要とする場合は一基が停止した際のマージンも考慮します。
機械的・電気的な統合
- 他の数値を比較する前に、プロペラ径とバッテリ電圧に対してKVを確認します。
- ステータ構成と最高回転数をESCの転流能力に対して確認します。
- 使用するプロペラまたはアダプタに対してシャフト径と取り付け部を検証し、ハーネスが機体質量に含まれる場合は質量値にケーブルが含まれているかを確認します。
- 機体にとって熱と質量のどちらが制約要因になるかを判断します。FPVでは通常は熱、長距離飛行の固定翼機では通常は質量が制約となります。
よくある質問
Q固定翼機向けモーターをマルチローターに使用できますか
機械的には取り付け可能ですが、用途が異なります。このカテゴリの固定翼機向けモーターは、一定の巡航電流での効率を最優先に設計されています。例えばAT3520 KV550の巻線抵抗は31 mΩで、連続的な中負荷に適しています。一方、マルチローター用モーターはより大きな電流でのグラムあたり推力を重視して仕様が決められており、低速トルクをなめらかにするために極数が多いことも少なくありません。巡航用モーターをホバリング用途に使うと、設計された動作点を外れて運用することになり、結果として発熱を招きます。
QVTOLのリフト用モーターが24N28Pステータを採用するのに対し、FPVモーターが12N14Pなのはなぜですか
二つの用途が回転数レンジの反対側の端で使われるためです。VTOLのリフト用プロペラは大型で回転が遅いため、スロット数と極数を多くすることでトルク伝達がなめらかになり、機体に伝わるコギングの段差が小さくなります。FPVモーターは小型プロペラを非常に高回転で回すため、極数を抑えることで転流周波数を扱いやすい範囲に保ちます。V505 KV260 と V602 KV180 はいずれも24N28Pであり、このカテゴリのFPVモデルと固定翼モデルはすべて12N14Pまたは9N12Pです。
QFPVモーターのKVはいくつにすべきですか
好みではなく、プロペラ径とセル数から決まります。このカテゴリでは、5インチのモーターは4-6Sで1750-2150 KV、7インチのモデルは1900 KV、長距離飛行用シネリフターのモーターは5-6Sで1300 KVとなっています。パターンは一貫しており、プロペラ径とペイロードが大きくなるほどKVは下がります。低いKVで大きなプロペラを回すモーターは、一般に最高回転側の応答性を犠牲にしてアンペアあたりの推力を稼ぎます。そのため長距離機やシネマティック機がKVレンジの下限に位置し、5インチのレーサーが上限に位置するのです。
Q巻線抵抗は低ければ低いほど良いのですか
効率と発熱の面では有利ですが、質量が増えるという側面があり、極端な場合には高回転域できれいに駆動しにくい巻線になります。このカテゴリでは、固定翼機向けモーターが14-90 mΩ、VTOLリフト用モーターが58 mΩと88 mΩ、FPVモーターが42-152 mΩの範囲にあります。F30の152 mΩは欠陥ではなく、質量が制約要因となる場合の9.8 gモーターの姿です。抵抗値は単独ではなく、用途と併せて読み取るべき数値です。
QFPVモーターと同質量の固定翼機向けモーターはどう比較すればよいですか
仕様表ではなく動作点で比較します。AT2308 KV1450 と40 g前後のFPVモーターは質量帯は同じですが用途が異なります。固定翼機向けのモデルは320-500 gの機体向けに最大出力250 W、抵抗値90 mΩと掲載されているのに対し、39.7 gの F80 PRO KV1900 は1122 W、42 mΩと掲載されています。後者は短時間の高負荷運転を前提とした設計であり、前者は長時間の穏やかな運転を前提とした設計です。
QToBMSの仕様欄の一部が空欄なのはなぜですか
その項目に対応する値がレコードに存在しないためです。セルには推測値を埋めず「Not listed」と記載されますが、これは意図的な判断です。メーカーのデータシートに記載された数値のほうが、推測値より好ましいものです。値が欠けていて影響がある場合、例えばF50の質量、F60PRO Vの抵抗値と出力、UAVカテゴリのMN4006のシャフト径については、メーカーの最新データシートが参照元となります。
公式リソース
T-MotorとT-Hobbyは、推力表、巻線仕様、図面を掲載した自社のカタログや製品ページを公開しています。例えば T-Motor公式サイト が挙げられます。仕様とプロペラの推奨事項については、引き続きメーカーが確かな情報源です。ToBMSは、両ブランドを横断して検索・比較できる発見層を維持しています。
次のステップ
調査ではなく絞り込みが目的であれば、プラットフォーム上の三つのツールを順に使うことで作業が進みます。まず ドローン用モーター カテゴリ全体を確認して全モデルと仕様を並べて比較し、製品選定 でKV、質量、出力による絞り込みを行い、製品比較 で候補を突き合わせます。固定翼機、VTOL、FPV向けではなくマルチローター推進用モーターについては、UAV用モーター カテゴリがその範囲を別途扱っています。
要点をまとめると、用途からクラスを決め、プロペラとセル数を確定し、公表された最大値ではなく動作点での推力と電流を読み取り、質量、シャフト、取り付け部を機体に対して確認します。ケーブル、コネクタ、ESCのタイミングといった残りの要素は、これら四つの決定から導かれます。
