(57)【要約】【課題】回転体に半導体を用いて、回転体に電流制御などの回路を組み込むことで、簡単な構造の小型モーターを提供する。【解決手段】基板に回転可能に固定された回転軸と、前記回転軸に固定される円柱状の半導体装置と、前記基板に固定され、前記半導体装置の上底面に対向配置され、回転中心に対して円周方向にＮ極とＳ極とを交互に配置される磁石と、を備えるモーターであって、前記半導体装置は、前記磁石に対向する前記半導体装置の第１の面または第２の面のどちらか一方の面、もしくは両方の面に、円周状に配置された複数の渦巻状導体配線と、前記渦巻状導体配線内に配置されたコアと、前記渦巻状導体配線に流れる電流を制御する制御回路と、を備え、前記基板に固定され、前記渦巻状導体配線と電気的に接続される整流子に接触し、電力を供給する少なくとも１対のブラシとを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2012115076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された基板に、回転可能に固定された回転軸と、
前記回転軸の回転中心に直交し、前記回転軸に固定される円柱状の半導体装置と、
前記基板に固定され、前記半導体装置の上底面のどちらか一方、もしくは両方に対向配置され、前記回転中心に対して円周方向にＮ極とＳ極とを交互に配置される磁石と、を備えるモーターであって、
前記半導体装置は、前記磁石に対向する前記半導体装置の第１の面または第２の面のどちらか一方の面、もしくは両方の面に、前記回転中心に対して円周状に配置された複数の渦巻状導体配線と、前記渦巻状導体配線内に配置されたコアと、前記渦巻状導体配線に流れる電流を制御する制御回路と、を備え、
前記基板に固定され、前記渦巻状導体配線の入力端部と電気的に接続される整流子に接触し、電力を供給する少なくとも１対のブラシと、を備える、
ことを特徴とするモーター。
【請求項２】
前記半導体装置は、前記回転軸方向に積層された複数の半導体素子により形成され、
前記半導体素子の接合部の少なくとも１以上の前記半導体素子の間に、素子間渦巻状導体配線が配置され、前記素子間渦巻状導体配線と前記渦巻状導体配線とは、電気的に接続され、
前記渦巻状導体配線および前記素子間渦巻状導体配線の配置面内に、前記コアが配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のモーター。
【請求項３】
前記コアは、前記半導体装置に設けた前記回転軸の軸方向の凹部、もしくは貫通孔に挿通、固定されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のモーター。
【請求項４】
前記渦巻状導体配線および前記素子間渦巻状導体配線と、前記コアと、は前記半導体装置の平面視において、略一致するように重なる、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のモーター。
【請求項５】
前記コアは、前記半導体装置の複数の前記半導体素子間において、一体の共通コアである、
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のモーター。
【請求項６】
前記コアは、前記半導体装置の平面視において、前記渦巻状導体配線を覆う鍔部を備える、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のモーター。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のモーターを備えるロボットハンド。
【請求項８】
請求項７に記載のロボットハンドを備えるロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーター、ロボットハンドおよびロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型モーターとしては、ブラシモーターと呼ばれるＤＣモーターが良く知られている。このＤＣモーターでは、ローターに巻かれている巻線に流れる電流の向きを、ステーターに配置された永久磁石のＮＳ極に対応して、変化させてローターを回転させている。巻線の電流の向きはモーターに配置されたブラシと整流子によって機械的に切り替える簡単な構造ではあるが、ブラシ寿命が短いという課題があった（特許文献１）。
【０００３】
この課題を解決するために、ブラシレスモーターが提案された。ブラシレスモーターでは巻線をステーター側に配置し、磁石がローター側に配置される。このように配置しステーター側に配置したローターの位置検出センサーによって、巻線に適切な方向の電流を流してローターを回転させるため、ブラシを必要としない。例えば、特許文献２に開示されているブラシレスモーターでは磁気センサーを用いてローターの位置検出を行い、位置検出結果の出力によって巻線へ流す電流の制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６４−２６３５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−９３９１１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、上述の特許文献２であっても、磁気センサーの出力値からの位置情報を得るための演算回路、位置情報から電流の切り換えを行う制御回路、などを組み込んだ駆動回路装置を必要とし、小型モーターを実現することが困難であった。
【０００６】
そこで、回転体に半導体を用いて、回転体に電流制御などの回路を組み込むことで、簡単な構造の小型モーターを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、少なくとも上述の課題の一つを解決するように、下記の形態または適用例として実現され得る。
【０００８】
〔適用例１〕本適用例によるモーターは、対向配置された基板に、回転可能に固定された回転軸と、前記回転軸の回転中心に直交し、前記回転軸に固定される円柱状の半導体装置と、前記基板に固定され、前記半導体装置の上底面のどちらか一方、もしくは両方に対向配置され、前記回転中心に対して円周方向にＮ極とＳ極とを交互に配置される磁石と、を備えるモーターであって、前記半導体装置は、前記磁石に対向する前記半導体装置の第１の面または第２の面のどちらか一方の面、もしくは両方の面に、前記回転中心に対して円周状に配置された複数の渦巻状導体配線と、前記渦巻状導体配線内に配置されたコアと、前記渦巻状導体配線に流れる電流を制御する制御回路と、を備え、前記基板に固定され、前記渦巻状導体配線の入力端部と電気的に接続される整流子に接触し、電力を供給する少なくとも１対のブラシと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、高いトルクが得られるコア付きモーターでありながら、電磁石を構成する渦巻状導体配線と整流子を一つの円柱状の半導体装置に形成したことにより、少ない部品点数によって、小型で高トルクのモーターを得ることができる。また。磁石（ステーター）と、半導体装置（ローター）と、は平らな面を備える略平板状に形成されるので、磁石と半導体装置との間隙を狭く設定し、高トルクのモーターを得ることができる。
【００１０】
〔適用例２〕上述の適用例において、前記半導体装置は、前記回転軸方向に積層された複数の半導体素子により形成され、前記半導体素子の接合部の少なくとも１以上の前記半導体素子の間に、素子間渦巻状導体配線が配置され、前記素子間渦巻状導体配線と前記渦巻状導体配線とは、電気的に接続され、前記渦巻状導体配線および前記素子間渦巻状導体配線の配置面内に、前記コアが配置されていることを特徴とする。
【００１１】
上述の適用例によれば、渦巻状導体配線を備える複数の半導体素子を層状にコアの周囲に渦巻状導体配線が配置されるように形成することにより、コアを取り巻く渦巻状導体配線の巻線数を半導体装置内により多く確保することで、電磁石を形成するコアからの磁力線を、より強くすることができ、更に高いトルクを発生するモーターを得ることができる。
【００１２】
〔適用例３〕上述の適用例において、前記コアは、前記半導体装置に設けた前記回転軸の軸方向の凹部、もしくは貫通孔に挿通、固定されていることを特徴とする。
【００１３】
上述の適用例によれば、半導体装置に形成された渦巻状導体配線を含む面内にコアが重なるように配置され、渦巻状導体配線を流れる電流による磁力線の発生の効率を高め、より高いトルクを発生するモーターを得ることができる。
【００１４】
〔適用例４〕上述の適用例において、前記渦巻状導体配線および前記素子間渦巻状導体配線と、前記コアと、は前記半導体装置の平面視において、略一致するように重なることを特徴とする。
【００１５】
上述の適用例によれば、磁石の磁極に対する第１の面の渦巻状導体配線の位置関係と、磁極に対する第２の面の渦巻状導体配線の位置関係とを揃えることができる。従って、半導体装置を回転させる際に、第１の面の渦巻状導体パターンと第２の面の渦巻状導体パターンを同じタイミングで制御することができ、制御が容易になる。また、電磁石を形成するコアからの磁力線を、より強くすることができ、更に高いトルクを発生するモーターを得ることができる。
【００１６】
〔適用例５〕上述の適用例において、前記コアは、前記半導体装置の複数の前記半導体素子間において、一体の共通コアであることを特徴とする。
【００１７】
上述の適用例によれば、コアから発生する磁束密度を高めることができ、高いトルクを発生するモーターを得ることができる。
【００１８】
〔適用例６〕上述の適用例において、前記コアは、前記半導体装置の平面視において、前記渦巻状導体配線を覆う鍔部を備えることを特徴とする。
【００１９】
上述の適用例によれば、鍔部によって、渦巻状導体配線の磁束をコアに集中させることができ、トルク性能を高めることができる。
【００２０】
〔適用例７〕上述の適用例のモーターを備えるロボットハンド。
【００２１】
本適用例によれば、小型でありながら多数のモーターを備えるロボットハンドを提供することができる。
【００２２】
〔適用例８〕上述の適用例のロボットハンドを備えるロボット。
【００２３】
本適用例によれば、汎用性が高く、複雑な電子機器の組み立て作業や検査等が可能なロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態のモーターの、（ａ）は構成を示す分解斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は（ｂ）に示す矢視図。
【図２】第１実施形態に係るモーターの動作を説明する、（ａ）（ｃ）は平面図、（ｂ）は断面図。
【図３】第１実施形態に係るモーターの配線の例を示す平面図。
【図４】第２実施形態に係るモーターを示す、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は部分断面図。
【図５】第２実施形態に係るモーターの層間の渦巻状導体配線の接続例を模式図的に示す斜視図。
【図６】実施形態に係るモーターの変形例を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は配線を模式図的に示す部分平面図。
【図７】実施形態に係るモーターの変形例を示す部分断面図。
【図８】実施形態に係るモーターの変形例を示す、渦巻状導体配線の平面模式図。
【図９】第３実施形態に係るロボットハンドを示す外観図。
【図１０】第４実施形態に係るロボットを示す外観図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
【００２６】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るモーター１００を示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は（ｂ）Ａ方向の矢視図を図示左側に、Ｂ方向の矢視図を図示右側に示す平面図である。
【００２７】
図１（ａ）に示すように、モーター１００は基板６１に固定された磁石１１と、基板６２に固定された磁石１２と、を対向配置されている。対向配置されている磁石１１、１２の間には、半導体装置２０が配置されている。また、半導体装置２０は、回転軸３０に固定されて回転子４０を形成している。回転子４０は、回転軸３０の一方の側を基板６１、他方の側を基板６２に回転可能に固定されている。
【００２８】
また、基板６１、６２には、回転子４０の半導体装置２０に駆動電源を送るブラシ５１、５２が備えられ、後述する半導体装置２０に設けられた整流子（電極）２０ｄと接触し、導通する。
【００２９】
図１（ｂ）に示す断面図は、図１（ｃ）のＣ−Ｃ´部の断面を示している。図１（ｃ）に示すように、磁石１１、１２は、回転軸３０の軸方向に磁極（Ｎ極、Ｓ極）を持つ磁石を、回転軸３０を中心とする円周状に交互に配置されている。本実施形態では、Ｎ、Ｓ極が１つずつ配置される磁石を例示し、モーター１００の説明をする。
【００３０】
このように配置される磁石１１、１２は、後述する半導体装置２０に備える渦巻状導体配線により励起される磁界の方向により、図１（ｂ）に示すような磁石の極性配置により、基板６１、６２に磁石１１、１２が固定される。なお、磁石材料としては、特に限定されないが、より高い磁力を保持する材料を用いることが好ましいが、例えば鉄、コバルト、ニッケル、ネオジウムなどが好適に用いられる。
【００３１】
回転子４０を構成する半導体装置２０は、磁石１１に対向する一方の面の第１の面２０ａと、磁石１２に対向する他方の面の第２の面２０ｂに、複数の渦巻状導体配線２０ｃが円周状に形成されている。また、渦巻状導体配線２０ｃの外側には円周状に、整流子２０ｄが形成されている。渦巻状導体配線２０ｃ、整流子２０ｄは公知技術によって形成されるが、例えばスパッタリングにより配線金属のＡｌ、Ａｕ、Ａｇなどを成膜し、レジスト材をパターニングし、エッチングにより所定の形状を得るのが一般的に行われる。
【００３２】
また、渦巻状導体配線２０ｃの中、渦巻状導体配線２０ｃに囲われるようにコア７０が形成されている。コア７０は、半導体装置２０の基板に形成した貫通孔２０ｅに挿通し、公知の手段によって固着する。コア７０を形成することにより、渦巻状導体配線２０ｃに電流を流し発生させる磁界の磁束密度を高め、モーター１００の出力を高めることができる。コア７０としては、強磁性材、例えば鉄に数％のケイ素を加えた電磁鋼板、ＭｎＺｎ系フェライトコア、ＮｉＺｎ系フェライトコア、等が好適に用いられる。
【００３３】
半導体装置２０には、更に、図示しない電気回路を内部に形成することができる。例えば、渦巻状導体配線２０ｃに付加する電流の制御回路、回転子４０の回転位置を検出するためのセンサーおよびセンサーからの信号に基づく検出回路、などを備えることができる。これにより、モーター１００の外部に回路を備えなくても良く、装置への装備を容易にすることができる。
【００３４】
基板６１、６２に固定され、図示しない外部制御装置の電源と繋がったブラシ５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂが備えられている。ブラシ５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂは、半導体装置２０に形成された整流子２０ｄが摺動可能となる状態で固定され、且つ整流子２０ｄと電気的に繋がっている。
【００３５】
ここで、図２および図３により本実施形態に係るモーター１００の動作について、説明する。図２は、本実施形態に係るモーター１００の、図１に示す複数の渦巻状導体配線２０ｃ部の一つを拡大した図２（ａ）は第１の面２０ａの部分平面拡大図、（ｂ）はＤ−Ｄ´部の断面図、（ｃ）は第２の面２０ｂの部分平面拡大図である。
【００３６】
図２に示す渦巻状導体配線２０ｃにおける、図示しない半導体装置２０の内部配線との接続点ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４に対して、接続点ｃ１、ｃ３には＋（プラス）の電位、接続点ｃ２、ｃ４には−（マイナス）の電位を付加する。これによって、第１の面２０ａに形成された渦巻状導体配線２０ｃには、図２（ａ）における反時計回りの電流ＩAが流れ、第２の面２０ｂに形成された渦巻状導体配線２０ｃには時計回りの電流ＩAが流れる。この電流ＩAによって、図２（ｂ）に示すようにコア７０は第１の面２０ａ側がＮ極、第２の面２０ｂ側がＳ極となり、図示方向の磁力線Ｍｆが発生する。
【００３７】
この磁力線Ｍｆによって、半導体装置２０の第１の面２０ａ、第２の面２０ｂに対向配置される磁石１１、１２の磁極と引き合い、もしくは反発することで、半導体装置２０に回転力が発生する。
【００３８】
図３は、回転子４０の回転動作を説明する図である。説明の便宜上、図３では、回転子４０が図示上では固定され、基板６１、６２に固定される磁石１１、１２が相対的に回転するように表現されているが、本実施形態では上述の説明通り、回転子４０が回転し、磁石１１、１２は固定されている。
【００３９】
図３は、図１におけるＡ方向矢視における回転子４０とブラシ５１、５２の関係を示す平面図である。図３（ａ）に示すように、回転子４０の半導体装置２０に備える複数、本実施形態では８個、の渦巻状導体配線２０ｃの一方の端部である接続点、例えば接続点ｃ１１、および他方の端部の接続点ｃ２１は、隣り合う渦巻状導体配線２０ｃの端部の接続点と、半導体装置２０の内部に形成した図示しない駆動回路部を介して、電気的に接続されている。いわゆる、直列に接続された渦巻状導体配線２０ｃとなっている。また、隣り合う渦巻状導体配線２０ｃは、一つの整流子２０ｄと電気的に接続されている。
【００４０】
図３（ａ）に示すように、ブラシ５１に直流の電源を投入する。図３（ａ）の例では、ブラシ５１ａにプラス、他方のブラシ５１ｂにマイナスの電位が付加され、ブラシ５１に接続する２個の整流子２０ｄを通して、接続点ｃ１２から接続点ｃ２２方向に接続点ｃ２４まで、接続点ｃ２８から接続点ｃ１８方向に接続点ｃ１６まで電流が流れる。これにより、接続点ｃ１２から図示反時計回りに接続点ｃ２４の間に形成されている渦巻状導体配線２０ｃには反時計回りの電流が流れ、接続点ｃ２８から図示時計回りに接続点ｃ１６の間に形成されている渦巻状導体配線２０ｃには時計回りの電流が流れる。
【００４１】
なお、ブラシ５１に対応する渦巻状導体配線２０ｃ、すなわち接続点ｃ１１、ｃ１２を持つ渦巻状導体配線２０ｃと、接続点ｃ１５、ｃ２５を持つ渦巻状導体配線２０ｃは、両接続点から同じ電位の電流が流れ、実質的に電流の流れない渦巻状導体配線２０ｃとなる。
【００４２】
上述のように、各渦巻状導体配線２０ｃに電流が流れることによって、図示反時計回りの電流が流れる接続点ｃ１２から図示反時計回りに接続点ｃ２４の間に形成されている渦巻状導体配線２０ｃに配置されるコア７０は図示面側をＮ極に磁化される。また、図示時計回りの電流が流れる接続点ｃ２８から図示時計回りに接続点ｃ１６の間に形成されている渦巻状導体配線２０ｃに備えるコア７０は図示面側をＳ極に磁化される。
【００４３】
ここで、磁石１１の半導体装置２０に対向する面の磁極がブラシ５１ａ側にＮ極、５１ｂ側にＳ極となるように配置する。すなわち、図３（ａ）の図示磁極境界Ｌに対して右側にＮ極、左側にＳ極となるように配置されている。これにより、半導体装置２０に対向する部位がＮ極に磁化されたコア７０は、磁石１１のＳ極と引き合い、Ｎ極と反発し、半導体装置２０に対向する部位がＳ極に磁化されたコア７０は、磁石１１のＮ極と引き合い、Ｓ極と反発することで回転することができる。
【００４４】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に対して回転子４０が角度θ回転した図である。なお上述したように、図３（ｂ）は便宜的に、本来回転しない磁石１１、１２とブラシ５１、５２を相対的に回転させて描いている。図３（ｂ）ではブラシ５１は整流子２０ｄの１個に接し、図示反時計回りの電流が流れる接続点ｃ１１から図示反時計回りに接続点ｃ２４の間に形成されている渦巻状導体配線２０ｃに配置されるコア７０は図示面側をＮ極に磁化される。また、図示時計回りの電流が流れる接続点ｃ２８から図示時計回りに接続点ｃ１５の間に形成されている渦巻状導体配線２０ｃに備えるコア７０は図示面側をＳ極に磁化される。そして、上述同様に、半導体装置２０に対向する部位がＮ極に磁化されたコア７０は、磁石１１のＳ極と引き合い、Ｎ極と反発し、半導体装置２０に対向する部位がＳ極に磁化されたコア７０は、磁石１１のＮ極と引き合い、Ｓ極と反発することで回転する。このように、図３（ａ）の状態と図３（ｂ）の状態を繰り返すことで図示θ方向の回転子４０の連続した回転が得られる。もちろん、上述における直流電源の電位を逆にすることで、上述の回転とは逆方向の回転を得ることができる。
【００４５】
このように構成されたモーター１００は、半導体装置２０の回転平面である第１の面２０ａ、および第２の面２０ｂに整流子２０ｄを形成することで、基板６１、６２にブラシ５１、５２を備えるだけで、容易に渦巻状導体配線２０ｃに流す電流の方向を変えることが可能となり、単純な構造のブラシＤＣモーターを得ることができる。更に、半導体装置に所定の回路を備えることにより、モーター１００を装置に装備することが容易になる。
【００４６】
上述の実施形態に係るモーター１００では、半導体装置２０の第１の面２０ａと第２の面２０ｂの両面に渦巻状導体配線２０ｃと整流子２０ｄを形成し、ブラシ５１、５２を半導体装置２０の両面に形成した整流子２０ｄに対応して両面側に配置した。しかし、例示の実施形態には限定されず、半導体装置２０の第１の面２０ａまたは第２の面２０ｂのどちらか一方の面に渦巻状導体配線２０ｃと整流子２０ｄを形成しても良く、半導体装置２０の一方の面に形成した整流子２０ｄに対応した側にブラシを配置する。
【００４７】
（第２実施形態）
第２実施形態として、第１実施形態における半導体装置２０を複数の半導体素子を積層した形態を説明する。なお、本実施形態の説明では、第１実施形態と同じ内容の説明記載は省略する。
【００４８】
図４（ａ）は、本実施形態に係る半導体装置２１の渦巻状導体配線２１ｃ部周辺を示す部分平面図、（ｂ）は（ａ）Ｅ−Ｅ´部断面図である。図４（ｂ）に示すように半導体装置２１は複数の半導体素子２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄを積層して形成されている。この半導体装置２１において、渦巻状導体配線２１ｃは、半導体装置２１の第１の面２１ａと第２の面２１ｂ、および半導体素子２１Ａと２１Ｂ、２１Ｂと２１Ｃ、２１Ｃと２１Ｄの接合部に備えている。半導体素子２１Ａと２１Ｂ、２１Ｂと２１Ｃ、２１Ｃと２１Ｄの接合部に備える渦巻状導体配線２１ｃは、この場合、接合面のどちらの半導体素子に形成されても良い。
【００４９】
ブラシ５１、５２に接する整流子２１ｄは、第１の面２１ａおよび第２の面２１ｂに形成され、図示されない半導体素子内部配線によって渦巻状導体配線２１ｃと電気的に接続されている。また、コア７０は半導体装置２１の半導体素子２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄそれぞれに形成された貫通孔によって形成される貫通孔２１ｋに挿通され、固定されている。
【００５０】
図５に、各半導体素子２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄに形成されている渦巻状導体配線２１ｃを模式図的に斜視図で示す。図５に示すように、渦巻状導体配線２１ｃは半導体装置２１の第１の面２１ａと第２の面２１ｂ、および半導体素子２１Ａと２１Ｂ、２１Ｂと２１Ｃ、２１Ｃと２１Ｄの接合部に備えている。そして、それぞれの渦巻状導体配線２１ｃの各端子ｃ１、およびｃ２が、接続配線２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１ｊにより接続されている。本例において、接続配線２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１ｊは、図４（ｂ）に示すように、接続配線２１ｆ、２１ｇは半導体素子２１Ａ、２１Ｂを貫通し半導体素子２１Ｂと２１Ｃ間に形成された渦巻状導体配線２１ｃへ繋がり、接続配線２１ｈ、２１ｊは半導体素子２１Ｄを貫通し半導体素子２１Ｃと２１Ｄ間に形成された渦巻状導体配線２１ｃへ繋がっている。
【００５１】
このように半導体装置２０に形成された渦巻状導体配線２１ｃは、コア７０に対して配線数、いわゆる巻線数を多くしたコイルが形成され、コア７０に高い磁束密度の磁力線を発生させることが可能となり、従って、出力トルクの大きいモーターを得ることができる。
【００５２】
本実施形態では、半導体装置２０は４個の半導体素子２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄにより構成されているが、これに限定されず、２枚以上の複数の半導体素子であれば良い。また、半導体素子間に形成される渦巻状導体配線２１ｃは、半導体素子間の接合部の全てに配置される必要は無く、半導体素子間の接合部の少なくとも１以上、配置することが好ましい。
【００５３】
更に、本実施形態では各渦巻状導体配線２１ｃを接続する接続配線２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１ｊの２系統を例示したが、これに限定されず１系統、例えば、接続配線２１ｆ、２１ｇによって全ての渦巻状導体配線２１ｃを接続しても良い。また、半導体装置２０に形成される回路部は、半導体装置２０を構成する半導体素子のいずれか１以上に形成されていれば良い。また、本実施形態では接続配線２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１ｊは渦巻状導体配線２１ｃの各端部を電気的に並列に接続する構成を例示したが、これに限定されず、直列に接続しても良い。また、直列に接続する場合でも、２系列あるいは１系列の配線にしても良い。
【００５４】
（第１変形例）
上述の実施形態の変形例を図６により説明する。図６の（ａ）は本例のブラシと整流子の配置を示す平面図、（ｂ）は（ａ）Ｅ−Ｅ´部の概略断面図、（ｃ）は整流子と渦巻状導体配線との接続状態を示す模式図である。図６（ａ）に示すように、モーター２００の半導体装置２１には、外周側に第１整流子２１ｄと、回転軸３０側の内周側には第２整流子２１ｅとを、複数備えている。第１整流子２１ｄと第２整流子２１ｅは、図６（ｃ）に示すように半導体装置２１の内部に形成された接続配線２１ｆによって渦巻状導体配線２１ｃと接続されている。
【００５５】
ブラシ５３、５４は図６（ｂ）に示すように、第１整流子２１ｄと接触する第１端子５３ａ、５４ａと、第２整流子２１ｅと接触する第２端子５３ｂ、５４ｂを備え、第１端子５３ａ、５４ａと第２端子５３ｂ、５４ｂとは接続部５３ｃ、５４ｃによって電気的に繋がっている。また、ブラシ５３、５４は、基板６３、６４を介して図示しない外部の制御装置などに接続され電源が供給される。
【００５６】
本例に示すブラシ５３、５４、および整流子２１ｄ、２１ｅの構成とすることで、半導体装置２１に形成された渦巻状導体配線２１ｃへの電源の供給は、第１端子５３ａ、５４ａと第２端子５３ｂ、５４ｂの２点で接触させることで、整流子とブラシの接触不良による通電不良をより確実に回避することができ、安定した回転性能を有するモーター２００を得ることができる。
【００５７】
（第２変形例）
図７は、第１実施形態に係るモーター１００において、コア７０は半導体装置２０に設けた貫通孔２０ｅに挿通し、固定する構成に対して、半導体装置に設けた凹部にコアを配置する例を示す。なお、半導体装置におけるコア以外は、上述の実施形態と同じであるので説明は省略する。
【００５８】
図７は、半導体装置２２におけるコア７１部の断面を示す部分断面図である。図７に示すように、半導体装置２２の第１の面２２ａに、渦巻状導体配線２２ｃが形成されている。この渦巻状導体配線２２ｃの内側に凹部２２ｄが形成され、凹部２２ｄにコア７１が挿入され、固定されている。
【００５９】
本例のように、未貫通の凹部２２ｄにコア７１を配置することにより、半導体装置２２に加工時間が長く、また強度低下を招く貫通孔を設けなくて、半導体装置２２の第１の面２２ａに形成した渦巻状導体配線２２ｃに流す電流による磁力線を発生させることができる。また、図７に示す本例では、第１の面２２ａに渦巻状導体配線２２ｃと凹部２２ｄに埋め込んだコア７１の半導体装置２２であるが、第２の面２２ｂ側にも、同様に凹部を形成し、コアを埋め込んでも良い。
【００６０】
（第３変形例）
次に、上述の実施形態に係るモーター１００および２００に形成される渦巻状導体配線２０ｃ、２１ｃの変形例について説明する。図８は、渦巻状導体配線の配線パターンを模式図的に例示する平面図である。図８（ａ）は渦巻きの基本パターンを四角形状とした渦巻状導体配線８１、図８（ｂ）は渦巻きの基本パターンを正多角形状とした渦巻状導体配線８２を示す。図８に示すように、実施形態に係るモーター１００、およびモーター２００においては、渦巻状導体配線は円形状に限定されない。なお、図８に示す渦巻状導体配線８１、８２の内側に配置されるコア８１ａ、８２ａの断面形状も、図示形状の図８（ａ）における四角形状、図８（ｂ）における正多角形状に限定されず、性能による最適な形状を使用することができる。
【００６１】
（第３実施形態）
図９は、本実施形態のモーター１００を備えるロボットハンド１０００の構成を示す図である。ロボットハンド１０００は、基部１１００と、基部１１００に接続された指部１２００とを備えている。基部１１００と指部１２００との接続部と、指部１２００の間接部とには、モーター１００が設けられている。モーター１００が駆動することによって、指部１２００が屈曲し、物体を把持することができる。超小型モーターであるモーター１００を用いることによって、小型でありながら多数のモーターを備えるロボットハンドを実現することができる。
【００６２】
（第４実施形態）
図１０は、ロボットハンド１０００を備えるロボット２０００の構成を示す図である。ロボット２０００は、本体部２１００、アーム部２２００およびロボットハンド１０００等から構成されている。本体部２１００は、例えば床、壁、天井、移動可能な台車の上などに固定される。アーム部２２００は、本体部２１００に対して可動に設けられており、本体部２１００にはアーム部２２００を回転させるための動力を発生させる図示しないアクチュエーターや、アクチュエーターを制御する制御部等が内蔵されている。
【００６３】
アーム部２２００は、第１フレーム２２１０、第２フレーム２２２０、第３フレーム２２３０、第４フレーム２２４０および第５フレーム２２５０から構成されている。第１フレーム２２１０は、回転屈折軸を介して、本体部２１００に回転可能または屈折可能に接続されている。第２フレーム２２２０は、回転屈折軸を介して、第１フレーム２２１０および第３フレーム２２３０に接続されている。第３フレーム２２３０は、回転屈折軸を介して、第２フレーム２２２０および第４フレーム２２４０に接続されている。第４フレーム２２４０は、回転屈折軸を介して、第３フレーム２２３０および第５フレーム２２５０に接続されている。第５フレーム２２５０は、回転屈折軸を介して、第４フレーム２２４０に接続されている。アーム部２２００は、制御部の制御によって、各フレーム２２１０〜２２５０が各回転屈折軸を中心に複合的に回転または屈折し動く。
【００６４】
アーム部２２００の第５フレーム２２５０のうち第４フレーム２２４０が設けられた他方には、ロボットハンド１０００が取り付けられており、対象物を把持することができる。
ロボットハンド１０００を用いることによって、汎用性が高く、複雑な電子機器の組み立て作業や検査等が可能なロボットを提供することができる。
【００６５】
以上のように実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、モーター、ロボットハンドおよびロボットの構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１１，１２…磁石、２０…半導体装置、３０…回転軸、４０…回転子、５１，５２…ブラシ、６１，６２…基板、１００…モーター。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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