(57)【要約】【課題】高トルク、低コギングトルクを実現するモーター、モーターの製造方法、及びロボットを提供する。【解決手段】モーターは、回転シャフト３と、回転シャフト３に固定された円筒状の磁石集合体５２と、を備えたモーターであって、磁石集合体５２は、複数の磁石の個片５４が互いに接着剤で接合されて形成され、磁石集合体５２は、円筒面５８を基準面として、位置調整されて接合される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転シャフトと、前記回転シャフトに固定された円筒状の磁石集合体と、を備えたモー
ターであって、
前記磁石集合体は、複数の磁石の個片が互いに接着剤で接合されて形成され、
前記磁石集合体は、円筒面を基準面として、位置調整されて接合されることを特徴とす
るモーター。
【請求項２】
回転シャフトと、前記回転シャフトに固定された円筒状の磁石集合体と、を備えたモー
ターの製造方法であって、
複数の磁石の個片を、円筒面を基準面として位置調整して、接着剤で接合して前記磁石
集合体を有するローターを形成する工程を有することを特徴とするモーターの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のモーターの製造方法において、
前記基準面と同じ円筒の内面を有する円筒状治具を用いたことを特徴とするモーターの
製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載のモーターを備えたことを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーター、モーターの製造方法、及びロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型のモーターでは、高いトルクと、低いコギングトルクを両立させるため、多極構造
が提案されている。しかし、多極構造のモーターでは高い組立精度が要求されるため、量
産で安定した品質を実現するためには、部品ごとに高い加工精度が要求されるばかりか、
組立時においても緻密な制度の管理が不可欠となる。
【０００３】
一般的なインナーローター形のモーターは、周方向に永久磁石の個片が取り付けられた
円柱状の回転子とコイルとが巻装された固定子で構成されている。例えば、つば付きのヨ
ーク部を伴う回転軸に中間リングによって、分割された円筒状の磁石を押し当てて固定す
る構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５６０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の構造では、組み立てる部材の加工精度を精度良く確保しないとコ
ギングトルクの増大や軸受けベアリングの短命を招くおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係るモーターは、回転シャフトと、前記回転シャフトに固定さ
れた円筒状の磁石集合体と、を備えたモーターであって、前記磁石集合体は、複数の磁石
の個片が互いに接着剤で接合されて形成され、前記磁石集合体は、円筒面を基準面として
、位置調整されて接合されることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、磁石の個片をローターの周向きに配列させた磁石集合体の外径とロ
ーターの同軸度を保つことができる。これにより、高トルク、低コギングトルクを実現で
きる。
【０００９】
［適用例２］本適用例に係るモーターの製造方法は、回転シャフトと、前記回転シャフ
トに固定された円筒状の磁石集合体と、を備えたモーターの製造方法であって、複数の磁
石の個片を、円筒面を基準面として位置調整して、接着剤で接合して前記磁石集合体を有
するローターを形成する工程を有することを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、円筒面である基準面を基準に磁石の個片を組立てるため、円筒面の
精度で磁石集合体の外径が決まり、従来必要であった高精度な磁石加工や、着磁後の切削
工程が不要になる。その結果、困難な切削工程を経ないでも、外径とローターの同軸度を
保つことができ、高トルク、低コギングトルクを実現するモーターを安定して製造するこ
とができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に記載のモーターの製造方法において、前記基準面と同じ円筒
の内面を有する円筒状治具を用いたことを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、円筒状治具の円筒面を基準面とすることで容易に基準面を設定でき
る。
【００１３】
［適用例４］本適用例に係るロボットは、上記に記載のモーターを備えたことを特徴と
する。
【００１４】
本適用例によれば、上記に記載のモーターによる効果を有するロボットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係るモーターを示す断面図。
【図２】本実施形態に係る磁石集合体並びにその組立治具を説明するための図、（Ａ）は蓋側から組立治具を見た上面図、（Ｂ）は（Ａ）の破線部の下層構造図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図３】本実施形態に係る円筒状治具に回転シャフトを挿入した状態の断面図。
【図４】本実施形態に係るローターを組立てる手順を示した構成図、（Ａ）は円筒状治具に内筒を挿入する図、（Ｂ）は円筒状治具に永久磁石の個片を挿入する図、（Ｃ）は円筒状治具に蓋をし、接着剤を充填する図。
【図５】本実施形態に係るローターを組立てる手順を示した構成図。（Ａ）は円筒状治具に回転シャフトを挿入する図、（Ｂ）は円筒状治具に蓋を被せる図。
【図６】本実施形態に係るモーターを適用したロボットを示す斜視図。
【図７】本実施形態に係るモーターを適用したロボットを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図
面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大又は縮小して表示している
。
【００１７】
（モーター）
図１は、本実施形態に係るモーターを示す断面図である。
本実施形態に係るモーター１は、図１に示すように、ハウジング（外装ケース）２と、
ステーター（電機子）４と、ローター５とを有している。なお、モーター１としては、特
に限定されず、例えば、サーボモーター、ステッピングモーター等が挙げられる。
【００１８】
ハウジング２の上壁及び底壁には軸受２１，２２が設けられている。そして、この軸受
２１，２２には回転シャフト３が回転可能に軸支されている。又はハウジング２内におい
て、回転シャフト３にはコア５１が固定されている。ローター５は、円柱状をなし、回転
シャフト３と、鉄等の軟磁性材料で構成されたコア５１と、コア５１の外周に設けられた
磁石集合体５２とにより構成されている。また、ローター５の周囲にはステーター４が配
置されている。ステーター４は、円筒状をなしており、周方向に所定間隔で配置された複
数のコイル４１を有している。
【００１９】
磁石集合体５２は、円環柱状をなしている。また、磁石集合体５２は、その周方向に複
数の磁極が形成された多極構造を有している。磁石集合体５２は、複数の永久磁石の個片
５４が互いに接着剤で接合されて形成されている（図２（Ｂ）参照）。磁石集合体５２は
、円筒面５８を基準面として、位置調整されて接合されている（図２（Ｃ）参照）。
【００２０】
図２は、本実施形態に係る磁石集合体５２並びにその組立治具６４を説明するための図
である。（Ａ）は蓋６６側から組立治具６４を見た上面図、（Ｂ）は（Ａ）の破線部６８
の下層構造図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２は磁石集合体５２が組立治具
６４に組み込まれた状態を示している。磁石集合体５２は、８つの永久磁石の個片５４が
周方向に配列しており、その内径には内筒７０が接着されている（図４（Ｂ）参照）。ま
た組立治具６４は、円筒状治具６２、蓋６６、リング９０で構成されており、円筒状治具
６２は永久磁石が吸引できるような磁性体でできている。
【００２１】
磁石集合体５２は、円筒面５８を基準面として、位置調整されて接合されている。基準
面として、基準面と同じ円筒の内面を有する円筒状治具６２を用いている。これによれば
、円筒状治具６２の円筒面５８を基準面とすることで容易に基準面を設定できる。
【００２２】
まず、図２（Ｃ）の断面図を用いて、磁石集合体５２と組立治具６４との嵌め合いにつ
いて説明する。円筒状治具６２は、後で説明する回転シャフト３のベアリング嵌め合い部
であるシャフト嵌合面９２と、内筒７０の外径である内筒嵌合面９４と、そして永久磁石
の個片５４外径と嵌合する面である永久磁石の個片嵌合面９６と、を有しており、シャフ
ト嵌合面９２を基準に、その他２つの嵌合面９４，９６の同軸度が保たれるよう加工され
ている。
【００２３】
円筒状治具６２の材質は、磁性体の代表例として鉄を例に挙げるが、他の磁性体でも本
実施形態の効果を損なうことはない。永久磁石の個片５４の内径と嵌合する内筒７０は、
非磁性の金属（例えば真鍮）でできており、隣接する永久磁石の個片５４同士の吸引力で
内径方向に座屈しない程度の肉厚でできている。例えば、永久磁石の個片５４としてネオ
ジウム磁石を用いた場合、隣接した永久磁石の個片５４には、０．１Ｎ／ｍｍ2の吸引力
が作用する。一方、内筒７０に内径φ２０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍの真鍮を用いた場合、内
筒７０の座屈応力は３．６Ｎ／ｍｍ２であり、３６倍の強度があるため本実施形態の磁石
集合体５２を形成することができる。ただし、内筒７０に非磁性の金属を採用しているた
め、この後接着する回転シャフト３と永久磁石の個片５４との間で、内筒７０はギャップ
として作用し、肉が厚い場合磁気回路に弊害を及ぼす。本実施形態の効果を発揮し、かつ
モーター１としての性能を劣化させないためには、内筒７０の肉厚は０．５〜１ｍｍ程度
、又は永久磁石の個片５４の周方向の外径幅の１０％未満であることが好ましい。
【００２４】
また、永久磁石の個片５４と円筒状治具６２とが当接する面にはリング９０が設けられ
ている。これは、内筒７０と永久磁石の個片５４との間に接着剤を充填する際、円筒状治
具６２と磁石集合体５２との接着を防ぐためであり、接着剤に対して離形性がよい樹脂で
リング９０は作られている。
【００２５】
図２（Ａ）に示す上面図は、蓋６６側から組立治具６４を見た図で、接着剤を注入する
貫通孔８８と、ねじ留め用の貫通孔８９が設けられている。この蓋６６は非磁性金属でで
きており、円筒状治具６２と同様にシャフト嵌合面９２と内筒嵌合面９４とが設けられて
いる。この蓋６６を非磁性金属にする理由は、吸引力で永久磁石の個片５４が円筒状治具
６２から外れるのを防ぐためであり、回転シャフト３と内筒７０との同軸度を保つためだ
けに、この蓋６６は用いられる。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す上面図中に示した破線
部６８内の下層構造を示したもので、接着剤注入孔９８は、隣接した２つの永久磁石の個
片５４と内筒７０とが見込める位置に設けられており、貫通孔８８から接着剤を注入する
ことができる。
【００２６】
図３は、本実施形態に係る円筒状治具６２に回転シャフト３を挿入した状態の断面図で
ある。回転シャフト３は、蓋６６と円筒状治具６２とのシャフト嵌合面９２で嵌合してい
る。回転シャフト３と磁石集合体５２とは、内筒７０と接するコア５１外周面に予め接着
剤を塗布しておき、磁石集合体５２が円筒状治具６２に装着された状態で回転シャフト３
を挿入して円筒状治具６２に蓋６６を被せることで接着される。
【００２７】
図４及び図５は、本実施形態に係るローター５を組立てる手順を示した構成図である。
図４（Ａ）は円筒状治具６２に内筒７０を挿入する図、図４（Ｂ）は円筒状治具６２に永
久磁石の個片５４を挿入する図、図４（Ｃ）は円筒状治具６２に蓋６６をし、接着剤を充
填する図、図５（Ａ）は円筒状治具６２に回転シャフト３を挿入する図、図５（Ｂ）は円
筒状治具６２に蓋６６を被せる図である。以下、本実施形態に係るローター５の組立ての
手順を、図を用いて説明する。
【００２８】
まず、第１の工程として、図４（Ａ）に示すように、円筒状治具６２に内筒７０を挿入
する。
【００２９】
次に、第２の工程として、図４（Ｂ）に示すように、内筒７０と円筒状治具６２との間
に永久磁石の個片５４を挿入する。ここで永久磁石の個片５４は、隣接する永久磁石の個
片５４同士が互いに逆極性になるよう１から８まで順に挿入する。
【００３０】
次に、第３の工程として、図４（Ｃ）に示すように、円筒状治具６２に蓋６６を被せ、
永久磁石の個片５４と内筒７０とが接着されるよう、貫通孔８８から接着剤注入孔９８（
図２（Ｂ）参照）に接着剤を注入する。なお、常温で硬化する接着剤の場合は、蓋６６を
した状態で接着剤が固着するまで放置し、加熱硬化タイプの接着剤の場合は、蓋６６をし
た状態で接着剤が固着するまで恒温槽に放置する。
【００３１】
次に、接着剤が完全に固着したら、第４の工程として、図５（Ａ）に示すように、円筒
状治具６２から蓋６６を外し、コア５１に接着剤を塗布してから回転シャフト３を円筒状
治具６２に挿入する。
【００３２】
次に、第５の工程として、図５（Ｂ）に示すように、回転シャフト３を磁石集合体５２
の同軸度が保たれるよう円筒状治具６２に蓋６６を被せ、接着剤が固着するまで放置する
。
【００３３】
以上の手順でローター５を組立てることで、偏心のないローター５を組立てることがで
きる。
【００３４】
本実施形態では、永久磁石の個片５４の外径に勘合する磁性体の組立治具６４の円筒状
治具６２と、永久磁石の個片５４の内径に嵌め合い、接着により磁石集合体５２と一体化
する内筒７０を用いて、予めリング状の磁石集合体５２を成形する。ここで、磁性体の円
筒状治具６２を用いる効果は、永久磁石の個片５４と円筒状治具６２との吸引力で、磁石
集合体５２の外径は自ずと円筒状治具６２の精度で保証されるためである。また、永久磁
石の個片５４の内径に内筒７０を嵌め合わせることで、永久磁石の個片５４間に作用する
吸引力で円筒状治具６２から永久磁石の個片５４が外れるのを防ぐことができる。そして
、本実施形態では前述の組立治具６４で磁石集合体５２の外径と、回転シャフト３のベア
リング嵌め合い部の同軸度が保たれた状態で、磁石集合体５２と回転シャフト３とを接着
するため、偏心のないローター５を作ることができる。
【００３５】
（ロボット）
図６は、本実施形態に係るモーター１を適用したロボット７を示す斜視図である。
次に、上述したモーター１を適用したロボットについて説明する。なお、ロボットの一
例として、以下に、水平多関節ロボット、垂直多関節ロボットを示すが、ロボットとして
はこれらに限定されず、双腕ロボット、その他の他軸ロボットであってもよい。
本実施形態に係るロボット７は、図６に示すように、水平多関節ロボットである。この
ようなロボット７は、基台７１と、第１アーム７２と、第２アーム７３と、作業ヘッド７
４と、エンドエフェクター７５とを有している。
【００３６】
基台７１は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。基台７１の
上端部には第１アーム７２が連結している。第１アーム７２は、基台７１に対して鉛直方
向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。基台７１内には、第１アーム７２を回動
させるモーター１（１Ａ）が設置されている。
第１アーム７２の先端部には第２アーム７３が連結している。第２アーム７３は、第１
アーム７２に対して鉛直方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。第２アーム７
３内には、第２アーム７３を回動させるモーター１（１Ｂ）が設置されている。
【００３７】
第２アーム７３の先端部には作業ヘッド７４が配置されている。作業ヘッド７４は、第
２アーム７３の先端部に同軸的に配置されたスプラインナット７４１及びボールネジナッ
ト７４２と、スプラインナット７４１及びボールネジナット７４２に挿通されたスプライ
ンシャフト７４３とを有している。スプラインシャフト７４３は、第２アーム７３に対し
て、その軸まわりに回転可能であり、かつ、上下方向に移動（昇降）可能となっている。
【００３８】
第２アーム７３内には、モーター１（１Ｃ）と、モーター１（１Ｄ）とが配置されてい
る。モーター１Ｃの駆動力は、図示しない駆動力伝達機構によってスプラインナット７４
１に伝達され、スプラインナット７４１が正逆回転するとスプラインシャフト７４３が鉛
直方向に沿うシャフトまわりに正逆回転する。一方、モーター１Ｄの駆動力は、図示しな
い駆動力伝達機構によってボールネジナット７４２に伝達され、ボールネジナット７４２
が正逆回転するとスプラインシャフト７４３が上下に移動する。
【００３９】
スプラインシャフト７４３の先端部（下端部）には、エンドエフェクター７５が連結さ
れている。エンドエフェクター７５としては、特に限定されず、例えば、被搬送物を把持
するもの、被加工物を加工するものなどが挙げられる。これによれば、上記に記載のモー
ター１による効果を有するロボット７を提供できる。
【００４０】
図７は、本実施形態に係るモーター１を適用したロボット８を示す斜視図である。
本実施形態に係るロボット８は、図７に示すように、垂直多関節（６軸）ロボットであ
る。このようなロボット８は、基台８１と、４本のアーム８２，８３，８４，８５と、リ
スト８６とを備え、これらが順に連結されている。
【００４１】
基台８１は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。このような
基台８１の上端部にはアーム８２が水平方向に対して傾斜した姿勢で連結しており、アー
ム８２は、基台８１に対して鉛直方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また
、基台８１内には、アーム８２を回動させるモーター１（１Ｅ）が設置されている。
アーム８２の先端部には、アーム８３が連結しており、アーム８３は、アーム８２に対
して水平方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８３内には、ア
ーム８３をアーム８２に対して回動させるモーター１（１Ｆ）が設置されている。
【００４２】
アーム８３の先端部には、アーム８４が連結しており、アーム８４は、アーム８３に対
して水平方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８４内には、ア
ーム８４をアーム８３に対して回動させるモーター１（１Ｇ）が設置されている。
アーム８４の先端部には、アーム８５が連結しており、アーム８５は、アーム８４に対
してアーム８４の中心軸に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８５
内には、アーム８５をアーム８４に対して回動させるモーター１（１Ｈ）が設置されてい
る。
【００４３】
アーム８５の先端部には、リスト８６が連結している。リスト８６は、アーム８５に連
結されたリング状の支持リング８６１と、支持リング８６１の先端部に支持された円筒状
のリスト本体８６２とを有している。リスト本体８６２の先端面は、平坦な面となってお
り、例えば、腕時計等のような精密機器を把持するマニピュレーターが装着される装着面
となる。
【００４４】
支持リング８６１は、アーム８５に対して水平方向に沿う回動軸まわりに回動可能とな
っている。また、リスト本体８６２は、支持リング８６１に対してリスト本体８６２の中
心軸に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８５内には、支持リング
８６１をアーム８５に対して回動させるモーター１（１Ｉ）と、リスト本体８６２を支持
リング８６１に対して回動させるモーター１（１Ｊ）とが配置されている。モーター１Ｉ
，１Ｊの駆動力は、それぞれ、図示しない駆動力伝達機構によって支持リング８６１、リ
スト本体８６２に伝達される。これによれば、上記に記載のモーター１による効果を有す
るロボット８を提供できる。
【００４５】
本実施形態によれば、永久磁石の個片５４をローター５の周向きに配列させた磁石集合
体５２の外径とローター５の同軸度を保つことができる。これにより、高トルク、低コギ
ングトルクを実現できる。
【００４６】
以上、モーター、モーターの製造方法、及びロボットについて、図示の実施形態に基づ
いて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能
を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に他の任意の構成物が
付加されていてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１…モーター  ７，８…ロボット  ２…ハウジング  ３…回転シャフト  ４…ステータ
ー  ５…ローター  ２１，２２…軸受  ４１…コイル  ５１…コア  ５２…磁石集合体  
５４…永久磁石の個片（磁石の個片）  ５８…円筒面  ６２…円筒状治具  ６４…組立治
具  ６６…蓋  ６８…破線部  ７０…内筒  ７１…基台  ７２…第１アーム  ７３…第２
アーム  ７４…作業ヘッド  ７５…エンドエフェクター  ８１…基台  ８２，８３，８４
，８５…アーム  ８６…リスト  ８８，８９…貫通孔  ９０…リング  ９２…シャフト嵌
合面  ９４…内筒嵌合面  ９６…永久磁石の個片嵌合面  ９８…接着剤注入孔  ７４１…
スプラインナット  ７４２…ボールネジナット  ７４３…スプラインシャフト  ８６１…
支持リング  ８６２…リスト本体。
【図１】
2015186327.tif 000003
【図２】
2015186327.tif 000004
【図３】
2015186327.tif 000005
【図４】
2015186327.tif 000006
【図５】
2015186327.tif 000007
【図６】
2015186327.tif 000008
【図７】
2015186327.tif 000009