(57)【要約】【課題】コイルを容易に組み込むことができるとともに正確な位置に位置決めすることができる、コイルユニット、モーター、ロボットハンド、ロボット、ギヤードモーター、及び輸送機器を提供する。【解決手段】コイルユニットは、円筒形状を有し、孔が形成されたコイル保持枠と、孔に収容されたコイルと、を備える。モーターは、円筒形状を有し、孔が形成されたコイル保持枠と、孔に収容されたコイルと、コイル保持枠の中心軸回りに回動自在に支持された回動軸、及び回動軸に固定されており、コイル保持枠の内壁面に対向している磁石、を備える回転子と、を備える。ロボットハンドは、当該モーターを備える。ロボットは、当該モーターを備える。【選択図】図５
2013172601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状を有し、孔が形成されたコイル保持枠と、
前記孔に収容されたコイルと、を備える、
ことを特徴とするコイルユニット。
【請求項２】
前記孔は、前記コイル保持枠の端面に開口し、前記端面に垂直な方向に延在している、
ことを特徴とする、請求項１に記載のコイルユニット。
【請求項３】
前記孔は、前記コイル保持枠の中心軸からの距離が第１の距離である第１の孔部と、
前記中心軸からの距離が第２の距離である第２の孔部と、を含む、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のコイルユニット。
【請求項４】
前記孔を形成する壁であって、前記コイル枠の前記中心軸側の壁の厚さは均一である、
ことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコイルユニット。
【請求項５】
前記コイルは、樹脂で固定されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載のコイルユニット。
【請求項６】
円筒形状を有し、孔が形成されたコイル保持枠と、
前記孔に収容されたコイルと、
コイル保持枠の中心軸回りに回動自在に支持された回動軸、及び前記回動軸に固定されており、前記コイル保持枠の内壁面に対向している磁石、を備える回転子と、を備える、
ことを特徴とするモーター。
【請求項７】
請求項６に記載のモーターと、
複数のギヤーを含む減速機と、を備える、
ことを特徴とするギヤードモーター。
【請求項８】
請求項６に記載のモーターと、
前記モーターによって駆動される指部と、を備える、
ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項９】
請求項６に記載のモーターと、
回動可能な関節部を有するアーム部と、を備える、
ことを特徴とするロボット。
【請求項１０】
制御装置を収納する制御装置収納部をさらに備え、
前記モーターが、前記制御装置収納部に配置されている、
ことを特徴とする、請求項９に記載のロボット。
【請求項１１】
台座と、前記台座に配置されたキャスターとをさらに備え、
前記モーターが、前記キャスターを駆動するための駆動源である、
ことを特徴とする、請求項９又は１０に記載のロボット。
【請求項１２】
請求項６に記載のモーターを備えることを特徴とする輸送機器。
【請求項１３】
円筒形状を有し、孔が形成されたコイル保持枠と、
前記孔に収容されたコイルと、
コイル保持枠の中心軸回りに回動自在に支持された回動軸、及び前記回動軸に固定されており、前記コイル保持枠の内壁面に対向している磁石、を備える回転子と、
回動可能な関節部を有するアーム部と、を備える、
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、コイルユニット、モーター、ロボットハンド、ロボット、ギヤードモーター、及び輸送機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転子の周囲に固定子のコイルを配置したスロットレスモーターが知られている。回転子の良好な回転を実現するためには、回転子に対して、固定子コイルを、適正な位置に、正確に配置することが必要である。
特許文献１には、固定子コイルを、結線パターンを有し両面に接着層を備えたフレキシブル基板上に配置するとともに、フレキシブル基板を、固定子コイルとともに固定子コアの内周面に配置し、フレキシブル基板と固定子コイルを樹脂でモールドすることによって、治具を用いることなく固定子コイルの位置決めを行うことができ、結線作業を容易に行うことができるギャップワインディングモータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−５１１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたモーターの構成によれば、平面状に展開されたフレキシブル基板に固定子コイルを固定する工程を容易にすることができる。しかしながら、平面状に展開されたフレキシブル基板を、固定子コアに挿入することができるような所定の円筒状に、正確に丸めることは困難であるという課題があった。したがって、固定子コアに対して固定子コイルを正確な位置に位置決めすることが困難であるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかるコイルユニットは、円筒形状を有し、孔が形成されたコイル保持枠と、前記孔に収容されたコイルと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本適用例にかかるコイルユニットによれば、コイルを孔に配置するだけで、コイルを、容易に配置することができる。孔が円筒形状を有するコイル保持枠に形成されているため、孔に配置されたコイルを、容易に正確な位置に位置させて、コイルが円筒状に適切な位置に配置されたコイルユニットを形成することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかるコイルユニットにおいて、前記孔は、前記コイル保持枠の端面に開口し、前記端面に垂直な方向に延在していることが好ましい。
【０００９】
このコイルユニットによれば、コイル保持枠の孔にコイルを嵌入させるだけで、容易にコイルを孔に配置することができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかるコイルユニットにおいて、前記孔は、前記コイル保持枠の中心軸からの距離が第１の距離である第１の孔部と、前記中心軸からの距離が第２の距離である第２の孔部と、を含むことが好ましい。
【００１１】
このコイルユニットによれば、コイルを第１の孔部及び第２の孔部に配置するだけで、コイルが円筒状に二層に配置された二層コイルのコイルユニットを形成することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例にかかるコイルユニットにおいて、前記孔を形成する壁であって、前記コイル枠の前記中心軸側の壁の厚さは均一であることが好ましい。
【００１３】
このコイルユニットによれば、孔における中心軸側の壁の厚さは均一である。このため、孔に配置されたコイルの中心軸側の形状を、円筒面に沿った曲面にすることができる。すなわち、コイルユニットに対して中心軸側に配置される回転子に対して、コイルの距離を略均一にすることができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例にかかるコイルユニットにおいて、前記コイルは、樹脂で固定されていることが好ましい。
【００１５】
このコイルユニットによれば、樹脂で固定することで、コイルを孔に固定する確実性を向上させることができる。
【００１６】
［適用例６］本適用例にかかるモーターは、円筒形状を有し、孔が形成されたコイル保持枠と、前記孔に収容されたコイルと、コイル保持枠の中心軸回りに回動自在に支持された回動軸、及び前記回動軸に固定されており、前記コイル保持枠の内壁面に対向している磁石、を備える回転子と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
本適用例にかかるモーターによれば、コイルを孔に配置するだけで、コイルを、容易にコイル保持枠に配置することができる。孔が円筒形状を有するコイル保持枠に形成されているため、孔に配置されたコイルを、容易にコイル保持枠の正確な位置に位置させることができる。これにより、コイルが固定されたコイル保持枠と回転子とを組み立てるだけで、回転子の磁石とコイルとを適切な位置関係に配置することができる。磁石とコイルとを適切な位置関係に配置することで、高性能で小型のモーターを実現することができる。
【００１８】
［適用例７］本適用例にかかるギヤードモーターは、上記適用例にかかるモーターと、複数のギヤーを含む減速機と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
本適用例にかかるギヤードモーターによれば、上記適用例にかかるモーターは、回転子の磁石とコイルとが適切な位置関係に配置されることで、小型で高性能のモーターを実現することができる。当該モーターを用いることで、小型で高性能のギヤードモーターを実現することができる。
【００２０】
［適用例８］本適用例にかかるロボットハンドは、上記適用例にかかるモーターと、前記モーターによって駆動される指部と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
本適用例にかかるロボットハンドによれば、上記適用例にかかるモーターは、回転子の磁石とコイルとが適切な位置関係に配置されることで、高性能のモーターを実現することができる。当該モーターを用いることで、指部を効率よく駆動させることができる。
【００２２】
［適用例９］本適用例にかかるロボットは、上記適用例にかかるモーターと、回動可能な関節部を有するアーム部と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
本適用例にかかるロボットによれば、回転子の磁石とコイルとが適切な位置関係に配置されることで、高性能を実現することができるモーターを備えている。当該モーターを、回動可能な関節部を有するアーム部の駆動源として用いることで、効率よくロボットのアーム部を駆動させることができる。
【００２４】
［適用例１０］上記適用例にかかるロボットは、制御装置を収納する制御装置収納部をさらに備え、前記モーターが、前記制御装置収納部に配置されていることが好ましい。
【００２５】
このロボットによれば、モーターが、制御装置収納部に配置されている。当該モーターは、コイル保持枠を備えることによって、回転子の磁石とコイルとが適切な位置関係に配置されることで、モーターの小型化を実現することができる。配置されるモーターを小型化することで、制御装置収納部の小型化を実現することができる。
【００２６】
［適用例１１］上記適用例にかかるロボットは、台座と、前記台座に配置されたキャスターとをさらに備え、前記モーターが、前記キャスターを駆動するための駆動源であることが好ましい。
【００２７】
このロボットによれば、台座に配置されたキャスターを備えることで、ロボットを容易に移動させることができる。当該キャスターを駆動するためのモーターは、コイル保持枠を備えることによって、回転子の磁石とコイルとが適切な位置関係に配置されることで、モーターの小型化を実現することができる。モーターを小型化することで、キャスターが配置された台座の小型化を実現することができる。
【００２８】
［適用例１２］本適用例にかかる輸送機器は、上記適用例にかかるモーターを備えることを特徴とする。
【００２９】
この輸送機器によれば、上記適用例にかかるモーターを備えている。当該モーターは、コイル保持枠を備えることによって、回転子の磁石とコイルとが適切な位置関係に配置されることで、モーターの小型化を実現することができる。備えているモーターが小型化されていることで、輸送機器の小型化を実現することができる。
【００３０】
［適用例１３］本適用例にかかるロボットは、円筒形状を有し、孔が形成されたコイル保持枠と、前記孔に収容されたコイルと、コイル保持枠の中心軸回りに回動自在に支持された回動軸、及び前記回動軸に固定されており、前記コイル保持枠の内壁面に対向している磁石、を備える回転子と、回動可能な関節部を有するアーム部と、を備えることを特徴とする。
【００３１】
このロボットによれば、コイルを孔に配置するだけで、コイルを、容易にコイル保持枠に配置することができる。孔が円筒形状を有するコイル保持枠に形成されているため、孔に配置されたコイルを、容易にコイル保持枠の正確な位置に位置させることができる。これにより、コイルが固定されたコイル保持枠と回転子とを組み立てるだけで、回転子の磁石とコイルとを適切な位置関係に配置することができる。磁石とコイルとを適切な位置関係に配置することで、高性能で小型のモーターを実現することができる。当該モーターを、回動可能な関節部を有するアーム部の駆動源として用いることで、効率よくロボットのアーム部を駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）は、コイル保持枠の中心軸の方向から見た側面図。（ｂ）は、コイル保持枠の中心軸に平行な断面におけるコイル保持枠の部分断面図。
【図２】（ａ）は、ステーターコイルの断面図。（ｂ）は、ステーターコイルの平面図。
【図３】（ａ）は、コイル保持枠の中心軸に略直交する断面におけるコイルユニットの断面図。（ｂ）は、コイル保持枠の中心軸に平行な断面におけるコイルユニットの部分断面図。
【図４】ステーターユニットの概略構成を示す部分断面図。
【図５】モーターの概略構成を示す部分断面図。
【図６】（ａ）は、コイル保持枠の中心軸の方向から見たコイル保持枠の側面図。（ｂ）は、コイル保持枠の中心軸に平行な断面におけるコイル保持枠の部分断面図。（ｃ）は、コイル保持枠の中心軸に略直交する断面におけるコイルユニットの断面図。（ｄ）は、コイル保持枠の中心軸に平行な断面におけるコイルユニットの部分断面図。
【図７】（ａ）は、コイル保持枠の中心軸に略直交する断面におけるコイル保持枠の断面図。（ｂ）は、コイル保持枠の中心軸に平行な断面におけるコイル保持枠の部分断面図。（ｃ）は、コイル保持枠の中心軸に略直交する断面におけるコイルユニットの断面図。（ｄ）は、コイル保持枠の中心軸に平行な断面におけるコイルユニットの部分断面図。
【図８】ロボットハンドの構造を示す模式図。
【図９】ロボットの構造を示す模式図。
【図１０】ロボットの構造を示す模式図。
【図１１】ロボットの構造を示す模式図。
【図１２】ギヤードモーターの構造を示す外観図。
【図１３】電気自動車の構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係るコイルユニット、モーター、ロボットハンド、ロボット、ギヤードモーター、及び輸送機器の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において参照する図面では、それぞれの構成を認識可能な程度の大きさにするために、図示の便宜上、部材又は部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
【００３４】
＜コイルユニット＞
最初に、コイルユニット２について、図１、図２及び図３を参照して説明する。図１は、コイル保持枠の形状を示す図である。図１（ａ）は、コイル保持枠の中心軸の方向から見た側面図であり、図１（ｂ）は、コイル保持枠の中心軸に平行な断面におけるコイル保持枠の部分断面図である。図２は、ステーターコイルの外観を示す図である。図２（ａ）は、ステーターコイルの断面図であり、図２（ｂ）は、ステーターコイルの平面図である。図３は、コイルユニットの構成を示す図である。図３（ａ）は、コイル保持枠の中心軸に略直交する断面におけるコイルユニットの断面図であり、図３（ｂ）は、コイル保持枠の中心軸に平行な断面におけるコイルユニットの部分断面図である。
【００３５】
図１に示すように、コイル保持枠２１は、保持枠本体２３にコイル収容部２４が形成されている。
保持枠本体２３は、樹脂などの非磁性材料で形成されており、略円筒形状を有している。円筒形状の中空部を中空部２３３と表記し、中空部２３３の周囲の壁面を内壁面２３２と表記し、円筒形状の外面を外壁面２３１と表記する。円筒形状の端面を、枠端面２３４と表記する。枠端面２３４が、コイル保持枠の端面に相当する。保持枠本体２３の円筒形状の中心軸が、コイル保持枠の中心軸に相当する。
コイル収容部２４は、保持枠本体２３に形成された孔である。コイル収容部２４は、１方の枠端面２３４に開口し、円筒の軸方向に延在している。保持枠本体２３には６個のコイル収容部２４が形成されている。６個のコイル収容部２４は、互いに略同じ形状を有している。６個のコイル収容部２４は、円筒の周方向において、略６０度のピッチ間隔で形成されている。コイル収容部２４を構成する壁面における、保持枠本体２３の中心軸側の壁面を、中心側壁面２４１と表記する。中心側壁面２４１は、内壁面２３２と略平行に形成されている。言い換えると、コイル収容部２４は、保持枠本体２３に形成された円筒形状の空間が円筒の周方向において略６等分された形状を有している。コイル収容部２４が、コイル保持枠に形成された孔に相当する。
【００３６】
図２に示すように、ステーターコイル３１は、コイル巻線が巻かれたコイル本体３３からコイル端子３４が２本引き出されている。コイル端子３４は、コイル巻線の端部である。コイル本体３３は、平面視略長方形形状の環である。図２に示したステーターコイル３１は、コイル収容部２４に嵌入される前の形状のステーターコイル３１である。コイル巻線は、例えば銅系の金属線である。ステーターコイル３１がコイルに相当する。なお、コイル本体３３はコイル巻線を多数巻き巻くことで形成されているが、図２（ｂ）では、コイル巻線で構成されていることを明示するために、コイル本体３３を、コイル巻線が誇張され、且つコイル巻線の巻数が減じられて、渦巻状に巻かれた形状で示している。
【００３７】
図３に示すように、コイルユニット２は、コイル保持枠２１と、６個のステーターコイル３１と、を備えている。ステーターコイル３１は、コイル保持枠２１のコイル収容部２４に嵌入されている。ステーターコイル３１とコイル収容部２４との寸法は、ステーターコイル３１がコイル収容部２４に嵌入された状態で、ほとんど隙間がない寸法に設定されている。金属線が巻かれて形成されているステーターコイル３１は可撓性を有するため、ステーターコイル３１がコイル収容部２４に嵌入されることによって、ステーターコイル３１の形状が、コイル収容部２４の形状に馴染む形状になっている。これにより、６個のステーターコイル３１は、コイル保持枠２１におけるコイル収容部２４の形状によって規定される形状で、コイル収容部２４の位置によって規定される位置に位置している。
ステーターコイル３１のコイル端子３４は、コイル収容部２４の開口からコイル収容部２４の外に導出されている。
【００３８】
＜ステーターユニット＞
次に、コイルユニット２を備えるステーターユニット３について、図４を参照して説明する。図４は、ステーターユニットの概略構成を示す部分断面図である。
【００３９】
図４に示すように、ステーターユニット３は、コイル保持枠２１とステーターコイル３１とを有するコイルユニット２と、配線基板３６と、ステーターヨーク５と、を備えている。
ステーターヨーク５は、略円筒形状を有している。ステーターヨーク５の内径と、保持枠本体２３の外径とは、例えば、締り嵌めになる寸法に設定されており、ステーターヨーク５は、保持枠本体２３に外嵌して、保持枠本体２３に固定されている。
配線基板３６は、コイル保持枠２１の枠端面２３４に固定されている。コイル収容部２４から導出されたコイル端子３４が、配線基板３６に形成された穴を貫通して、配線ターミナル３７に接続されている。
【００４０】
＜モーター＞
次に、コイルユニット２を備えるモーター１について、図５を参照して説明する。図５は、モーターの概略構成を示す部分断面図である。
【００４１】
図５に示すように、モーター１は、ステーターユニット３と、ローターユニット４と、モーターケース６と、２個の軸受７と、を備えている。
モーターケース６は、ケース枠６ａ及びケース枠６ｂを有している。
ケース枠６ａは、円板形状を有し、円板形状の円形の一面には、外周に環状の突起が形成されており、中央には円柱状の突起が形成されている。円柱状の突起の中央を貫通して、段付孔が形成されている。段付孔には軸受７が固定されている。外周の環状の突起と中央の円柱状の突起とで、環状の溝が形成されている。当該環状溝に保持枠本体２３の端（配線基板３６が固定されている反対側の端）が嵌入して、ステーターユニット３とケース枠６ａとが固定されている。
ケース枠６ｂは、ケース枠６ａと同様の形状であって、外周の環状の突起の一部に切欠部が形成された形状を有している。当該切欠部に配線基板３６の配線ターミナル３７が遊嵌する相対位置で、外周の環状の突起と中央の円柱状の突起とで形成された環状の溝に、保持枠本体２３の端（配線基板３６が固定されている側の端）が嵌入して、ステーターユニット３とケース枠６ｂとが固定されている。ケース枠６ｂの段付孔にも軸受７が固定されている。
ケース枠６ａに固定されている軸受７と、ケース枠６ｂに固定されている軸受７とは、支持する軸の回動中心が実質的に同軸である。２個の軸受７の回動中心は、ステーターユニット３のコイル保持枠２１の中空部２３３の中心軸とも同軸に設定されている。
【００４２】
ローターユニット４は、ローター軸４１と、ローター磁石４２とを有している。ローターユニット４は、ローター軸４１が２個の軸受７によって軸支されて、回動自在に支持されている。ローター磁石４２は、ローター軸４１に固定されており、ステーターユニット３のコイル保持枠２１の中空部２３３に位置している。ローター磁石４２は、略円柱形状を有し、磁極が円柱の外面に位置している。ローター磁石４２の外面は、微小な隙間を隔てて内壁面２３２に対向している。したがって、ローター磁石４２の磁極は、ステーターユニット３のコイル保持枠２１に固定されたステーターコイル３１に対向している。ステーターコイル３１が接続された配線ターミナル３７は、制御装置を介して電源に接続される。ステーターコイル３１に電力が供給されることによって、ローターユニット４が、ローター軸４１の回動軸まわりに回動する。ローター軸４１が、回動軸に相当する。ローターユニット４が、回転子に相当する。ローター磁石４２が、磁石に相当する。
【００４３】
＜他のコイルユニット例１＞
次に、コイルユニット２とは一部の構成が異なるコイルユニット１０２について、図６を参照して説明する。図６は、コイルユニットの構成を示す図である。図６（ａ）は、コイル保持枠の中心軸の方向から見たコイル保持枠の側面図であり、図６（ｂ）は、コイル保持枠の中心軸に平行な断面におけるコイル保持枠の部分断面図であり、図６（ｃ）は、コイル保持枠の中心軸に略直交する断面におけるコイルユニットの断面図であり、図６（ｄ）は、コイル保持枠の中心軸に平行な断面におけるコイルユニットの部分断面図である。
【００４４】
図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示すように、コイルユニット１０２は、コイル保持枠１２１と、６個のステーターコイル１４１と、６個のステーターコイル１４６と、を備えている。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、コイル保持枠１２１は、保持枠本体１２３に第１コイル収容部１２４及び第２コイル収容部１２５が形成されている。
保持枠本体１２３は、樹脂などの非磁性材料で形成されており、略円筒形状を有している。円筒形状の中空部を中空部２５３と表記し、中空部２５３の周囲の壁面を内壁面２５２と表記し、円筒形状の外面を外壁面２５１と表記する。円筒形状の端面を、枠端面２５４又は枠端面２５５と表記する。
【００４５】
第１コイル収容部１２４及び第２コイル収容部１２５は、保持枠本体１２３に形成された孔である。第１コイル収容部１２４及び第２コイル収容部１２５は、枠端面２５４に開口し、円筒の軸方向に延在している。第１コイル収容部１２４及び第２コイル収容部１２５の枠端面２５５側の壁には、端子穴１２６が形成されている。端子穴１２６は、第１コイル収容部１２４又は第２コイル収容部１２５から、枠端面２５５に貫通する穴である。枠端面２５４が、コイル保持枠の端面に相当する。保持枠本体１２３の円筒形状の中心軸が、コイル保持枠の中心軸に相当する。
【００４６】
保持枠本体１２３には６個の第１コイル収容部１２４と、６個の第２コイル収容部１２５と、が形成されている。６個の第１コイル収容部１２４は、互いに略同じ形状を有している。６個の第２コイル収容部１２５も、互いに略同じ形状を有している。６個の第１コイル収容部１２４は、円筒の周方向において、略６０度のピッチ間隔で形成されている。６個の第２コイル収容部１２５も、円筒の周方向において、略６０度のピッチ間隔で形成されている。第１コイル収容部１２４と第２コイル収容部１２５とは、円周方向において、３０度ずれている。第１コイル収容部１２４を構成する壁面における、保持枠本体１２３の中心軸側の壁面を、中心側壁面２１４と表記する。第２コイル収容部１２５を構成する壁面における、保持枠本体１２３の中心軸側の壁面を、中心側壁面２１５と表記する。中心側壁面２１４及び中心側壁面２１５は、内壁面２５２と略平行に形成されている。言い換えると、第１コイル収容部１２４及び第２コイル収容部１２５は、保持枠本体１２３に形成された円筒形状の空間が円筒の周方向において略６等分された形状を有している。
中心側壁面２１４と中心側壁面２１５とは、保持枠本体１２３の中心軸からの距離が異なっており、当該中心軸に対して、６個の第１コイル収容部１２４の外側に、６個の第２コイル収容部１２５が配置されている。
第１コイル収容部１２４が、第１の孔部又は第２の孔部に相当する。第２コイル収容部１２５が、第１の孔部又は第２の孔部に相当する。
【００４７】
ステーターコイル１４１及びステーターコイル１４６は、上述したステーターコイル３１と同様のコイルである。ステーターコイル１４１及びステーターコイル１４６は、コイル巻線が巻かれたコイル本体１４３又はコイル本体１４８から、コイル端子１４４又はコイル端子１４９が２本引き出されている。コイル端子１４４及びコイル端子１４９は、コイル巻線の端部である。
【００４８】
図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示すように、ステーターコイル１４１は、コイル本体１４３がコイル保持枠１２１の第１コイル収容部１２４に嵌入されている。ステーターコイル１４６は、コイル本体１４８がコイル保持枠１２１の第２コイル収容部１２５に嵌入されている。
コイル本体１４３及びコイル本体１４８と第１コイル収容部１２４又は第２コイル収容部１２５との寸法は、コイル本体１４３及びコイル本体１４８が第１コイル収容部１２４又は第２コイル収容部１２５に嵌入された状態で、ほとんど隙間がない寸法に設定されている。金属線が巻かれて形成されているコイル本体１４３及びコイル本体１４８は可撓性を有する。このため、コイル本体１４３及びコイル本体１４８が第１コイル収容部１２４又は第２コイル収容部１２５に嵌入されることによって、コイル本体１４３及びコイル本体１４８の形状が、第１コイル収容部１２４又は第２コイル収容部１２５の形状に馴染む形状になっている。これにより、６個のコイル本体１４３及びコイル本体１４８は、コイル保持枠１２１における第１コイル収容部１２４又は第２コイル収容部１２５の形状によって規定される形状で、第１コイル収容部１２４又は第２コイル収容部１２５の位置によって規定される位置に位置している。
ステーターコイル１４１又はステーターコイル１４６のコイル端子１４４及びコイル端子１４９は、端子穴１２６を通って、第１コイル収容部１２４又は第２コイル収容部１２５から、保持枠本体１２３の外に導出されている。
【００４９】
＜他のコイルユニット例２＞
次に、コイルユニット２又はコイルユニット１０２とは一部の構成が異なるコイルユニット２０２について、図７を参照して説明する。図７は、コイルユニットの構成を示す図である。図７（ａ）は、コイル保持枠の中心軸に略直交する断面におけるコイル保持枠の断面図であり、図７（ｂ）は、コイル保持枠の中心軸に平行な断面におけるコイル保持枠の部分断面図であり、図７（ｃ）は、コイル保持枠の中心軸に略直交する断面におけるコイルユニットの断面図であり、図７（ｄ）は、コイル保持枠の中心軸に平行な断面におけるコイルユニットの部分断面図である。
【００５０】
図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、コイルユニット２０２は、コイル保持枠２２１と、６個のステーターコイル３１と、を備えている。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、コイル保持枠２２１は、保持枠本体２２３と、保持枠蓋２２５と、を備えている。保持枠本体２２３には、コイル収容部２２４が形成されている。
保持枠本体２２３は、樹脂などの非磁性材料で形成されており、外面に段が付いた円筒形状を有している。円筒形状の中空部を中空部２７３と表記し、中空部２７３の周囲の壁面を内壁面２７２と表記する。円筒形状の端面を、枠端面２７４又は枠端面２７５と表記する。保持枠本体２２３の枠端面２７５側の端には、鍔状に膨出した段部２２３ａが形成されている。保持枠本体２２３の段部２２３ａ以外の部分の外面を外壁面２７１ａと表記し、段部２２３ａの外面を外壁面２７１ｂと表記する。外壁面２７１ａの枠端面２７４側の端には、雄ねじが形成されている。
保持枠蓋２２５は、円板形状を有し、円板の中央には中央穴２８３が形成されている。中央穴２８３の内径は、中空部２７３の内径と略同一である。円板の周辺部は、環状部２２５ａが環状に突出している。環状部２２５ａの内側には、外壁面２７１ａに形成された雄ねじと螺合する雌ねじが形成されている。ねじを螺合させることで、保持枠本体２２３に保持枠蓋２２５が固定されている。
【００５１】
コイル収容部２２４は、保持枠本体２２３に形成された孔である。コイル収容部２２４は、枠端面２７４に開口し、円筒の軸方向に延在している。コイル収容部２２４の枠端面２７５側の壁には、端子穴２２６が形成されている。端子穴２２６は、コイル収容部２２４から枠端面２７５に貫通する穴である。枠端面２７４が、コイル保持枠の端面に相当する。コイル収容部２２４が、コイル保持枠に形成された孔に相当する。保持枠本体２２３の円筒形状の中心軸が、コイル保持枠の中心軸に相当する。
【００５２】
保持枠本体２２３には、６個のコイル収容部２２４が形成されている。６個のコイル収容部２２４は、互いに略同じ形状を有している。６個のコイル収容部２２４は、円筒の周方向において、略６０度のピッチ間隔で形成されている。コイル収容部２２４を構成する壁面における、保持枠本体２２３の中心軸側の壁面を、中心側壁面２４２と表記する。中心側壁面２４２は、内壁面２７２と略平行に形成されている。言い換えると、コイル収容部２２４は、保持枠本体２２３に形成された円筒形状の空間が円筒の周方向において略６等分された形状を有している。
【００５３】
図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、ステーターコイル３１は、コイル本体３３がコイル保持枠２２１のコイル収容部２２４に嵌入されている。
コイル本体３３とコイル収容部２２４との寸法は、コイル本体３３がコイル収容部２２４に嵌入された状態で、ほとんど隙間がない寸法に設定されている。金属線が巻かれて形成されているコイル本体３３は可撓性を有する。このため、コイル本体３３がコイル収容部２２４に嵌入されることによって、コイル本体３３の形状が、コイル収容部２２４の形状に馴染む形状になっている。これにより、６個のコイル本体３３は、コイル保持枠２２１におけるコイル収容部２２４の形状によって規定される形状で、コイル収容部２２４の位置によって規定される位置に位置している。
ステーターコイル３１のコイル端子３４は、端子穴２２６を通って、コイル収容部２２４から、保持枠本体２２３の外に導出されている。
【００５４】
＜ロボットハンド＞
次に、上述したモーター１のようなモーターを配置したロボットハンドの一実施形態について図８を参照して説明する。図８は、ロボットハンドの構造を示す模式図である。
【００５５】
図８に示すように、ロボットハンド３３３は、ハンド基部３３４と、指部３３５とを備えている。指部３３５は、３個の可動部３３７と２個の関節部３３６とを有している。指部３３５では、３個の可動部３３７と２個の関節部３３６とが交互に接続して配置されている。ハンド基部３３４には、指部３３５が、関節部３３６を介して、回動可能に配置されている。ハンド基部３３４には、２個の向かい合う指部３３５が設置されている。
【００５６】
関節部３３６にはモーター１と同様のモーターが配置されている。モーターを駆動させることによって、関節部３３６に接続された可動部３３７を回動させる。ハンド基部３３４と指部３３５との間に配置された関節部３３６、及び指部３３５が有する２個の関節部３３６を協働させることによって、指部３３５を自在に動かすことができる。２個の指部３３５を協働させることによって、物体を把持することができる。
【００５７】
＜ロボット＞
次に、上述したモーター１のようなモーターを配置したロボットの一実施形態について図９を参照して説明する。図９は、ロボットの構造を示す模式図である。
【００５８】
図８に示すように、ロボット３４０は、ロボットハンド３３３と、腕部３４１と、撮像部３５１と、腕基部３５３と、ロボット基部３５６と、を備えている。
ロボットハンド３３３、腕部３４１、撮像部３５１、及び腕基部３５３は、ロボット基部３５６の上に配置されている。ロボット基部３５６は、車輪３５８を有するキャスター装置３５７を備えており、複数のキャスター装置３５７によって支持されている。キャスター装置３５７には、車輪３５８を駆動するモーターが配置されている。モーターによって車輪３５８を駆動することで、ロボット３４０を移動させることができる。キャスター装置３５７が、キャスターに相当する。
ロボット基部３５６の上には、基部支持体３５４が立設されており、基部支持体３５４の上に腕基部３５３が配置されている。基部支持体３５４には回動用のモーターが配置されており、腕基部３５３は、当該回動用のモーターによって鉛直方向の軸まわりに回動可能に、ロボット基部３５６に支持されている。
【００５９】
腕基部３５３には、２本の腕部３４１、及び撮像部３５１が支持されている。腕部３４１の先端には、ロボットハンド３３３が配置されている。
撮像部３５１はカメラ（図示省略）を備えており、当該カメラによって、ロボットハンド３３３や、把持対象物の画像情報を取得することができる。撮像部３５１は、腕基部３５３に立設された撮像部支持体３５２を介して、腕基部３５３に支持されている。撮像部支持体３５２には回動用のモーターが配置されており、撮像部３５１は、当該回動用のモーターによって鉛直方向の軸まわりに回動可能に、腕基部３５３に支持されている。撮像部３５１にカメラをチルトさせるチルト用モーターが配置されている。撮像部支持体３５２に配置された回動用のモーターと、撮像部３５１に配置されたるチルト用モーターとで、カメラを任意の方向に向けることができる。
【００６０】
腕部３４１は、２個の関節部３４３と２個の可動部３４２とを有している。腕部３４１では、関節部３４３と可動部３４２とが交互に配置されて接続されている。腕部３４１の一方の端は可動部３４２であり、当該可動部３４２が腕基部３５３の側面に配置された関節部３４３に接続されている。腕部３４１は、関節部３４３を介して腕基部３５３に、回動可能に支持されている。２個の腕部３４１は、腕基部３５３を間に挟む位置関係で、配置されている。腕部３４１のもう一方の端は関節部３４３であり、当該関節部３４３にロボットハンド３３３のハンド基部３３４が固定されている。ロボットハンド３３３は、関節部３４３によって回動可能に、腕部３４１に支持されている。
関節部３４３にはモーター１と同様のモーターが配置されている。モーターを駆動させることによって、関節部３４３に接続された可動部３４２を回動させる。腕基部３５３と腕部３４１との間に配置された関節部３４３、及び腕部３４１が有する２個の関節部３４３を協働させることによって、腕部３４１の先端に配置されたロボットハンド３３３の位置及び姿勢を自在に動かすことができる。
【００６１】
＜他のロボット例１＞
次に、上述したモーター１のようなモーターを配置した、上述したロボット３４０とは異なるロボットの一実施形態について図１０を参照して説明する。図１０は、ロボットの構造を示す模式図である。
【００６２】
図１０に示すように、ロボット４４０は、ロボット基部４５６と、腕部４４１と、ロボットハンド３３３と、を備えている。
ロボット基部４５６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。ロボット基部４５６には、腕部４４１が、ロボット基部４５６に対して回動軸まわりに回動可能に支持されている。ロボット基部４５６には腕部４４１を回動させるための動力を発生させる図示しないモーターや、モーターなどを制御する制御部などが内蔵されている。ロボット基部４５６が、制御装置収納部に相当する。
【００６３】
腕部４４１は、腕基部４４２と、第１腕４４３と、第２腕４４４と、第３腕４４５と、第４腕４４６と、第５腕４４７と、を有している。腕基部４４２が回動軸まわりに回動可能にロボット基部４５６に支持されることによって、腕部４４１は、回動軸まわりに回動可能に、ロボット基部４５６に支持されている。
第１腕４４３の一端は、関節部を介して腕基部４４２に接続されている。第１腕４４３は、関節部によって腕基部４４２に対して揺動可能である。第１腕４４３のもう一端には、関節部を介して、第２腕４４４の一端が、第１腕４４３に対して揺動可能に接続されている。第２腕４４４のもう一端には、関節部を介して、第３腕４４５の一端が、第２腕４４４に対して揺動可能に接続されている。第３腕４４５のもう一端には、関節部を介して、第４腕４４６の一端が、第３腕４４５に対して揺動可能に接続されている。第４腕４４６のもう一端には、関節部を介して、第５腕４４７の一端が、第４腕４４６に対して揺動可能に接続されている。第５腕４４７のもう一端には、回動腕４４８が、第５腕４４７の長さ方向に平行な軸まわりに回動可能に支持されている。回動腕４４８には、ロボットハンド３３３のハンド基部３３４が固定されている。腕基部４４２と、第１腕４４３から第５腕４４７の各腕と、回動腕４４８との動きを統括して制御することによって、ロボットハンド３３３の位置及び姿勢を制御することができる。腕部４４１が、アーム部に相当する。
【００６４】
＜他のロボット例２＞
次に、上述したモーター１のようなモーターを配置した、上述したロボット３４０やロボット４４０とは異なるロボットの一実施形態について図１１を参照して説明する。図１１は、ロボットの構造を示す模式図である。
図１１に示すように、ロボット５４０は、ロボットハンド３３３と、ロボット腕部５３１と機台５３８とを備えるロボット機構５３０とを備えている。ロボット５４０は、いわゆるスカラーロボットである。
ロボット腕部５３１は、腕５３２ａと、腕５３２ｂと、腕関節部５３３と、ハンド保持機構５３４と、腕軸部５３６とを備えている。腕５３２ａの一端と腕５３２ｂの一端とは、腕関節部５３３で接続されている。腕５３２ｂの腕関節部５３３に接続された一端の反対側の一端は、腕軸部５３６に接続されている。腕軸部５３６は、腕５３２ｂを腕軸部５３６の回動軸を中心に回動可能に支持している。腕５３２ｂは、腕５３２ａを、腕関節部５３３を介して、腕関節部５３３の回動軸を中心に回動可能に支持している。腕５３２ａと腕５３２ｂとは、腕関節部５３３において互いのなす角度を調整可能である。即ち、ロボット腕部５３１は、腕関節部５３３において屈伸可能である。腕軸部５３６の回動軸の軸方向と、腕関節部５３３の回動軸の軸方向とは、互いに略平行である。機台５３８は、内蔵する摺動支持機構（図示省略）を介して、腕軸部５３６を腕軸部５３６の回動軸の軸方向に摺動自在に、且つ精密に位置決め固定可能に支持している。
【００６５】
腕５３２ａの腕関節部５３３に接続された一端の反対側の一端には、ハンド保持機構５３４が固定されている。ハンド保持機構５３４には、ロボットハンド３３３が固定されている。ハンド保持機構５３４は、腕軸部５３６の回動軸の軸方向及び腕関節部５３３の回動軸の軸方向と同じ軸方向の回動軸を有し、腕５３２ａに対して、当該回動軸を中心にロボットハンド３３３を回動可能に支持している。
ロボット５４０は、上述したモーター１と同様の構成を備えるモーターを内蔵しており、ロボット腕部５３１の各部は、当該モーターを駆動源として駆動される。ロボット腕部５３１が、アーム部に相当する。
【００６６】
＜ギヤードモーター＞
次に、上述したモーター１のようなモーターを備えるギヤードモーターについて、図１２を参照して説明する。図１２は、ギヤードモーターの構造を示す外観図である。
図１２に示すように、ギヤードモーター６０１は、モーター１と減速機構６０６とを備えている。減速機構６０６は、出力軸６０７を備えている。
減速機構６０６は、モーター１のローター軸４１の回転速度を減速して、出力軸６０７の回転として出力する。
【００６７】
＜電気自動車＞
次に、輸送機器の一例としての電気自動車について、図１３を参照して説明する。図１３は、電気自動車の構成を示す模式図である。
図１３に示すように、電気自動車６４０は、車体６４２と、モーター６４１と、動力伝達機構６４６と、車輪６４７とを備えている。モーター６４１は、上述したモーター１と同様に、コイル保持枠を備え、当該に固定子コイルが固定されている。モーター６４１の出力が動力伝達機構６４６を介して後ろ側の車輪６４７に伝達され、電気自動車６４０が駆動される。
【００６８】
以下、実施形態による効果を記載する。本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）コイルユニット２は、コイル保持枠２１と、６個のステーターコイル３１と、を備え、ステーターコイル３１は、コイル保持枠２１のコイル収容部２４に嵌入されている。ステーターコイル３１をコイル収容部２４に嵌入させるだけで、ステーターコイル３１をコイル保持枠２１に組み込むことができる。
【００６９】
（２）コイルユニット２では、ステーターコイル３１は、コイル保持枠２１のコイル収容部２４に嵌入されている。コイル保持枠２１においては、コイル収容部２４の位置を正確に作りこむことができる。このため、ステーターコイル３１をコイル収容部２４に嵌入させるだけで、ステーターコイル３１を正確に位置決めすることができる。
【００７０】
（３）コイル収容部２４は、保持枠本体２３に形成された孔であって、保持枠本体２３の枠端面２３４に開口し、円筒の軸方向に延在している。コイル収容部２４の開口から引き出されるコイル端子３４は、円筒の端面から引き出される。このため、コイル保持枠２１に外嵌するステーターヨーク５や、中空部２３３に配置されるローターユニット４に関わりなく、コイル端子３４を引き出すことができる。コイル端子３４を引き出すことに起因して、コイル保持枠２１（ステーターコイル３１）とステーターヨーク５やローターユニット４との距離が増加することを抑制することができる。
【００７１】
（４）保持枠本体２３において、コイル収容部２４の中心側壁面２４１は、内壁面２３２と略平行に形成されている。これにより、コイル収容部２４に嵌入されるステーターコイル３１を、保持枠本体２３の中心軸から略均等な位置に配置することができる。また、ステーターコイル３１の形状を円柱の外面に倣った形状にすることができる。すなわち、コイルユニット２に対して中心軸側に配置されるローターユニット４に対して、ステーターコイル３１の距離を略均一にすることができる。
【００７２】
（５）コイルユニット２では、ステーターコイル３１は、コイル保持枠２１のコイル収容部２４に嵌入されている。コイル保持枠２１においては、コイル収容部２４の位置を正確に作りこむことができる。このため、ステーターコイル３１の位置がばらつくことを考慮してコイルユニット２に含ませる寸法の余裕を少なくすることができる。これにより、コイルユニット２が大きくなることを抑制することができる。すなわち、モーター１が大きくなることを抑制することができる。
【００７３】
（６）ロボット３４０は、２個の腕部３４１と、２個の腕部３４１のそれぞれに配設されたロボットハンド３３３と、を備えている。２個の腕部３４１及びロボットハンド３３３を協働させることで、１個の腕部３４１及びロボットハンド３３３を備えるロボットにくらべて、より複雑な作業を実施させることができる。
【００７４】
（７）ロボット３４０は、撮像部３５１を備えている。撮像部３５１を用いてロボットハンド３３３や把持対象物の画像情報を取得することができる。取得した画像情報に基づいてロボット３４０を制御することで、複雑な作業を正確に実施させることができる。
【００７５】
（８）ロボット３４０は、撮像部支持体３５２に配置された回動用のモーターと、撮像部３５１に配置されたるチルト用モーターとで、撮像部３５１に配設されたカメラを任意の方向に向けることができる。これにより、より広い範囲を撮影可能にすることができる。
【００７６】
以上、添付図面を参照しながら好適な実施形態について説明したが、好適な実施形態は、前記実施形態に限らない。実施形態は、要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であり、以下のように実施することもできる。
【００７７】
（変形例１）前記実施形態においては、コイル保持枠２１やコイル保持枠１２１のコイル収容部２４や第１コイル収容部１２４や第２コイル収容部１２５に、ステーターコイル３１やステーターコイル１４１やステーターコイル１４６を嵌入させて固定していた。コイル収容部２４などにステーターコイル３１やステーターコイル１４１やステーターコイル１４６を嵌入した後、隙間に樹脂を注入して、ステーターコイル３１などを樹脂で固めてもよい。ステーターコイル３１などを樹脂で固めることで、ステーターコイル３１などをより確実に固定することができる。また、熱伝導度が高い樹脂を用いることによって、ステーターコイル３１などの熱が放出され易くすることができる。
【００７８】
（変形例２）前記実施形態においては、ロボット３４０やロボット４４０やロボット５４０は、ロボットハンド３３３を備えていた。ロボットがロボットハンドを備えることは必須ではない。ロボットに作業を実施させるためにロボットに備えさせる装置は、例えば吸着装置や、液体吐出装置や溶接装置など他の装置であってもよい。
【００７９】
（変形例３）前記実施形態においては、モーター１のようなモーターを使用する装置としてロボット３４０や、ロボット４４０や、ロボット５４０や、ギヤードモーター６０１や、電気自動車６４０を例に挙げて説明した。しかし、上記実施形態で説明したようなモーターを好適に活用できる装置はロボットなどの装置に限らない。上記実施形態で説明したようなモーターは、家庭用電気製品や、プリンターの駆動機構や、プロジェクターのファンや、工場の生産装置などの動力源としても採用され得る。
【００８０】
（変形例４）前記実施形態においては、ロボット３４０やロボット４４０は、いわゆる垂直多関節ロボットであった。ロボット５４０は、スカラーロボットであった。本発明のコイルユニットやコイルユニットを用いたモーターを好適に用いることができるロボットは、垂直多関節ロボットやスカラーロボットに限らない。直交ロボットなどにおいても、本発明のコイルユニットやコイルユニットを用いたモーターを好適に用いることができる。
【００８１】
（変形例５）前記実施形態においては、モーター１の外殻は、ステーターユニット３のコイル保持枠２１と、モーターケース６と、で形成されていた。しかし、コイル保持枠がモーターの外殻を構成する部材であることは必須ではない。コイル保持枠は、モーターの外殻を構成する部材の中に収容される構成であってもよい。
【００８２】
（変形例６）前記実施形態においては、コイル保持枠２１、コイル保持枠１２１、及びコイル保持枠２２１は、ステーターコイル３１などを収容して、固定子のコイルユニットを構成していた。しかし、コイル保持枠を用いるコイルユニットは、回転子用のコイルユニットとして用いることもできる。コイル保持枠を用いることで、コイルを孔に挿入して固定するだけで、コイルの位置を正確に位置決めすることができる。さらに、回転時の遠心力に耐えられる充分な強度で固定することができる。
【００８３】
（変形例７）前記実施形態においては、輸送機器の一例としての電気自動車６４０について説明したが、輸送機器は電気自動車に限らない。輸送機器は、電車や、電動アシスト自転車や、電動の２輪車や、エンジンとモーターとを備えるいわゆるハイブリット型の車両などであってもよい。
【００８４】
（変形例８）前記実施形態においては、電気自動車６４０は、モーター６４１を１個備えていたが、電気自動車などの輸送機器が備えるモーターは、何個であってもよい。車輪ごとにモーターを備える構成であってもよいし、複数の車輪ごとにモーターを備える構成であってもよい。例えば、４輪車であれば、４輪のそれぞれを個別のモーターで駆動する構成であってもよいし、２輪ごとに１個のモーターを設ける構成などであってもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１…モーター、２…コイルユニット、３…ステーターユニット、４…ローターユニット、５…ステーターヨーク、６…モーターケース、６ａ…ケース枠、６ｂ…ケース枠、７…軸受、２１…コイル保持枠、２４…コイル収容部、３１…ステーターコイル、４１…ローター軸、４２…ローター磁石、１０２…コイルユニット、１２１…コイル保持枠、１２４…第１コイル収容部、１２５…第２コイル収容部、１４１，１４６…ステーターコイル、２０２…コイルユニット、２１４，２１５…中心側壁面、２２１…コイル保持枠、２２４…コイル収容部、２２５…保持枠蓋、２３２…内壁面、２３３…中空部、２３４…枠端面、２４１…中心側壁面、２４２…中心側壁面、２５２…内壁面、２５３…中空部、２５４，２５５…枠端面、２７２…内壁面、２７３…中空部、２７４，２７５…枠端面、３３３…ロボットハンド、３３５…指部、３４０…ロボット、３４１…腕部、３５１…撮像部、３５７…キャスター装置、３５８…車輪、４４０…ロボット、４４１…腕部、４５６…ロボット基部、５３０…ロボット機構、５３１…ロボット腕部、５３２ａ…腕、５３２ｂ…腕、５３３…腕関節部、５３８…機台、５４０…ロボット、６０１…ギヤードモーター、６０６…減速機構、６４０…電気自動車、６４１…モーター、６４２…車体、６４６…動力伝達機構、６４７…車輪。
【図１】
2013172601.tif 000003
【図２】
2013172601.tif 000004
【図３】
2013172601.tif 000005
【図４】
2013172601.tif 000006
【図５】
2013172601.tif 000007
【図６】
2013172601.tif 000008
【図７】
2013172601.tif 000009
【図８】
2013172601.tif 000010
【図９】
2013172601.tif 000011
【図１０】
2013172601.tif 000012
【図１１】
2013172601.tif 000013
【図１２】
2013172601.tif 000014
【図１３】
2013172601.tif 000015