(57)【要約】【課題】絶縁不良を防止するモーター及びロボットを提供する。【解決手段】モーターは、ステーターコア２８と、ステーターコア２８に装着され、鍔部３８が形成された複数のボビン３０と、ボビン３０に巻かれた巻線４０と、を備え、互いに隣り合う複数の鍔部３８が形成する隙間５の間隙は、巻線４０の径よりも小さい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステーターコアと、
前記ステーターコアに装着され、鍔部が形成された複数のボビンと、
前記ボビンに巻かれた巻線と、
を備え、
互いに隣り合う複数の前記鍔部が形成する隙間の間隙は、前記巻線の径よりも小さいことを特徴とするモーター。
【請求項２】
請求項１に記載のモーターであって、
前記隙間の間隙は、０．２ｍｍよりも大きく、０．３ｍｍよりも小さいことを特徴とするモーター。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のモーターであって、
互いに隣り合う複数の前記鍔部が形成する隙間の形状は、前記ステーターコアの径方向に対して、屈曲することを特徴とするモーター。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のモーターであって、
互いに隣り合う複数の前記鍔部が形成する隙間の形状は、前記ステーターコアの径方向に対して、末広状であることを特徴とするモーター。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項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、モーター及びロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機（モーター）のステーターを構成していくにあたって、ボビンに巻線を行い、その後前記ボビンを所定数積層コアに装着して、最後に前記ボビンが装着された積層コアを射出成形金型にインサートし、所定圧と加温とにより外皮保護絶縁層を樹脂成形する。この過程において、ボビンの巻線最外表面部に位置する巻線が前記圧力、加温により表面から剥がれその巻線が前記圧力で、隣接ボビン同士の間隙より飛び出し積層コアに近接することがある。このことで絶縁不良が発生してしまうおそれがある。
【０００３】
これに対し、積層コアの突極部に装着した樹脂製のボビンに巻線がコイル巻きされ、これらを外皮保護絶縁層で被覆するステーターアセンブリーの製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このステーターアセンブリーを被覆する製造工程において、ボビンの変形を低減することを目的として、ステーターアセンブリーとこの外皮保護絶縁層の射出成型用キャビティの隙間を規定する技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４３２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の射出の圧力によるボビンの変形ばかりでなく、巻線も移動してしまうという課題に着目する。
【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、ステーターコアと、前記ステーターコアに装着され、鍔部が形成された複数のボビンと、前記ボビンに巻かれた巻線と、を備え、互いに隣り合う複数の前記鍔部が形成する隙間の間隙は、前記巻線の径よりも小さいことを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、ボビンの鍔部の両端を伸ばし、隣接する鍔部の隙間の間隙を少なくとも巻線の単線径よりも小さくする。これによって、隣接する鍔部の隙間の間隙からの巻線の飛び出しを防止できる。したがって、絶縁不良を防止するモーターを提供できる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に記載のモーターにおいて、前記隙間の間隙は、０．２ｍｍよりも大きく、０．３ｍｍよりも小さいことを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、隣接する鍔部の隙間の間隙からの巻線の飛び出しを防止できる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に記載のモーターにおいて、互いに隣り合う複数の前記鍔部が形成する隙間の形状は、前記ステーターコアの径方向に対して、屈曲することを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、隣接する鍔部の隙間の間隙からの巻線の飛び出しを防止できる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に記載のモーターにおいて、互いに隣り合う複数の前記鍔部が形成する隙間の形状は、前記ステーターコアの径方向に対して、末広状であることを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、隣接する鍔部の隙間の間隙からの巻線の飛び出しを防止できる。なお、隙間は、間隙がステーターコアの径方向外側へ向かって末広状に広がるように形成されているのが望ましい。
【００１５】
［適用例５］本適用例に係るロボットは、上記のいずれか一項に記載のモーターを備えたことを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、信頼性の高いロボットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係るモーターを示す断面図。
【図２】第１実施形態に係るステーターの構造を示す図、（Ａ）はティースへのボビンの嵌め込みを示し、（Ｂ）はヨークの嵌め込みを示す。
【図３】第１実施形態に係る互いに隣り合う複数の鍔部が形成するギャップの形状を示す図。
【図４】第２実施形態に係る互いに隣り合う複数の鍔部が形成するギャップの形状を示す図。
【図５】本変形例に係る互いに隣り合う複数の鍔部が形成するギャップの形状を示す図。（Ａ）は、ステーターコアの径方向に対して、斜めに交差する形状、（Ｂ）は、ステーターコアの径方向に対して、末広状。
【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】
【００１８】
以下、本発明を具体化したモーターの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。
【００１９】
（第１実施形態）
（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１０と、回転軸１２と、ステーター１４と、ローター１６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。
【００２０】
ハウジング１０の上壁及び底壁には軸受１８，２０が設けられている。そして、この軸受１８，２０には回転軸１２が回転可能に軸支されている。又はハウジング１０内において、回転軸１２にはローター１６が固定されている。ローター１６は、円柱状をなし、鉄等の軟磁性材料で構成されたコア２２と、コア２２の外周に設けられた永久磁石２４と、により構成されている。また、ローター１６の周囲にはステーター１４が配置されている。ハウジング１０の材料は、例えば導電性の金属である。永久磁石２４は、円環柱状をなしている。また、永久磁石２４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。
【００２１】
図２は、本実施形態に係るステーター１４の構造を示す図である。（Ａ）はティース２６へのボビン３０の嵌め込みを示し、（Ｂ）はヨーク４６の嵌め込みを示す。図３は、本実施形態に係る互いに隣り合う複数の第２鍔部３８が形成するギャップ５の形状を示す図である。なお、図３は図２中の丸で示した領域の拡大図である。また、図３にはヨーク４６及びモールド部６０を追記している。
【００２２】
ステーター１４は、軸線に対して、円周方向に配列される複数のティース２６を有するステーターコア２８と、ティース２６の径方向外側に組み込まれる筒状のボビン３０と、ボビン３０を介在させて、ティース２６に巻かれた巻線４０と、巻線４０の端部のそれぞれが絡められた一対のピン３４と、ボビン３０と巻線４０とピン３４とを覆うモールド部６０と、を備える。ステーターコア２８は、環状に形成される環状部２５と、環状部２５から径方向に延びる複数のティース２６とを有する。
【００２３】
ボビン３０は、ティース２６の外周面を覆う筒状の芯部３６と、芯部３６の両端に径方向に広がる第１及び第２鍔部３７，３８と、を備える。ボビン３０は、ティース２６の外側に設けられ、周囲に巻線４０が巻かれる筒状の芯部３６と、芯部３６から径方向内側に延びる第１鍔部３７と、芯部３６から径方向外側に延びる第２鍔部３８とを有する。第２鍔部３８にはピン３４が固定されている。ボビン３０の第２鍔部３８は、芯部３６に連続して設けられている。
本実施形態に係る互いに隣り合う複数の第２鍔部３８が形成するギャップ５の間隙は、巻線４０の径よりも小さい。
【００２４】
ギャップ５の間隙は、０．２ｍｍよりも大きく、０．３ｍｍよりも小さいことが好ましい。例えば、巻線４０の径が０．２８６ｍｍであれば、ギャップ５は０．２８６ｍｍより小さい間隙である。これによれば、隣接する第２鍔部３８，３８のギャップ５の間隙からの巻線４０の飛び出しを防止できる。また、巻線４０の径が０．４１６ｍｍであれば、ギャップ５は０．４１６ｍｍより小さい間隙である。
【００２５】
ただし、ギャップ５の間隙が０．２ｍｍ未満では、ステーターコア２８とボビン３０とが組めなくなる。そのため、ギャップ５の間隙は０．２ｍｍ以上が必要である。
【００２６】
ボビン３０は、絶縁性合成樹脂などの絶縁性を有する材料を用いて形成することができる。ボビン３０は、ＰＰＳ樹脂により射出成形等で形状が製作される。なお、ボビン３０の材料は、ＰＰＳ樹脂以外に、ノリル、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＢＴＰ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＴＰ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）であってもよい。
【００２７】
モールド部６０の材料は、ＢＭＣ（不飽和ポリエステル）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂、など熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂の両方が使用可能である。好的には、耐熱温度が高く、熱伝導フィラーの入った樹脂を用いる。フィラーとしては、アルミナやシリカなどのセラミック系の他、金属物質も使用可能である。
【００２８】
本実施形態によれば、ボビン３０の第２鍔部３８，３８の両端を伸ばし、隣接する第２鍔部３８，３８のギャップ５の間隙を少なくとも巻線４０の単線径よりも小さくする。これによって、隣接する第２鍔部３８，３８のギャップ５の間隙からの巻線４０の飛び出しを防止できる。したがって、絶縁不良を防止するモーター１を提供できる。
【００２９】
（第２実施形態）
図４は、本実施形態に係る互いに隣り合う複数の第２鍔部３８が形成するギャップ５の形状を示す図である。なお、図４はボビン３０の隣り合う第２鍔部３８を示し、ボビン３０に巻かれる巻線４０等を省略している。
互いに隣り合う複数の第２鍔部３８が形成するギャップ５の形状は、ステーターコア２８の径方向に対して、屈曲する。これによれば、隣接する第２鍔部３８，３８のギャップ５の間隙からの巻線４０の飛び出しを防止できる。
【００３０】
例えば、ボビン３０を複数のティース２６にそれぞれ挿通した状態で、隣接するボビン３０，３０の間では、図４に示すように、ステーターコア２８の径方向に対して、隣接する第１突出部６１及び第２突出部６４により、互いに重なり合うオーバーラップ部４が形成される。
【００３１】
すなわち、第１突出部６１及び第２突出部６４は、互いに段違いに位置しており、ステーターコア２８の径方向に対して、互いに重なり合ってオーバーラップ部４が形成される。そして、かかるオーバーラップ部４において互いに突き合わせられた第２鍔部３８，３８同士間にギャップ５が形成されている。すなわち、第１突出部６１と第２突出部６４との間に、断面視で屈折した間隙であるギャップ５が形成されている。
【００３２】
オーバーラップ部４のギャップ５と、オーバーラップ部４の両側のギャップ５との間隙は、図４に示すように、異なっていてもよい。これにより、オーバーラップ部４の両側のギャップ５の間隙の寸法の取り合いが容易になる。あるいは、オーバーラップ部４のギャップ５の間隙を大きく取れる。また、オーバーラップ部４のギャップ５と、オーバーラップ部４の両側のギャップ５との間隙は、同じであってもよい。
【００３３】
（変形例）
図５は、本変形例に係る互いに隣り合う複数の第２鍔部３８が形成するギャップ５の形状を示す図である。図５（Ａ）は、ステーターコア２８の径方向に対して、斜めに交差する形状である。図５（Ｂ）は、ステーターコア２８の径方向に対して、末広状である。なお、図５はボビン３０の隣り合う第２鍔部３８を示し、ボビン３０に巻かれる巻線４０等を省略している。
互いに隣り合う複数の第２鍔部３８が形成するギャップ５の形状は、図５（Ａ）に示すように、ステーターコア２８の径方向に対して、斜めに交差する形状が好ましい。これによれば、隣接する第２鍔部３８，３８のギャップ５の間隙からの巻線４０の飛び出しを防止できる。
【００３４】
すなわち、第１突出部６２及び第２突出部６５は、互いに段違いに位置しており、ステーターコア２８の径方向に対して、互いに重なり合ってオーバーラップ部４が形成される。そして、かかるオーバーラップ部４において互いに突き合わせられた第２鍔部３８，３８同士間にギャップ５が形成されている。すなわち、第１突出部６２と第２突出部６５との間に、断面視で屈折した間隙であるギャップ５が形成されている。これによれば、ギャップ５の経路を長くとることができる。
【００３５】
また、互いに隣り合う複数の第２鍔部３８が形成するギャップ５の形状は、図５（Ｂ）に示すように、ステーターコア２８の径方向に対して、末広状であることが好ましい。これによれば、隣接する鍔部３８，３８のギャップ５の間隙からの巻線４０の飛び出しを防止できる。なお、ギャップ５は、間隙がステーターコア２８の径方向外側へ向かって末広状に広がるように形成されているのが望ましい。
【００３６】
すなわち、互いに隣り合う第１突出部６３及び第２突出部６６が形成するギャップ５の間隙は、巻線４０の径よりも小さい。そして、ギャップ５は、間隙がステーターコア２８の径方向外側（図５（Ｂ）中の矢印方向）へ向かって末広状に広がるように形成されている。これによれば、モールド部６０（図３参照）を形成する際、樹脂の注入が容易である。
【００３７】
（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７４と、エンドエフェクター７５とを有している。
【００３８】
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７３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。
【００３９】
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。
【００４０】
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７４１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が鉛直方向に沿う回転軸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。
【００４１】
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。また、信頼性の高いロボット７を提供できる。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
以上述べたように、本実施形態に係るロボット８によれば、上記に記載のモーター１による効果を得ることができる。また、信頼性の高いロボット８を提供できる。
【００４８】
以上、モーター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】
【００４９】
１，１Ａ〜１Ｊ…モーター  ４…オーバーラップ部  ５…ギャップ（隙間）  ７，８…ロボット  １０…ハウジング  １２…回転軸  １４…ステーター  １６…ローター  １８，２０…軸受  ２２…コア  ２４…永久磁石  ２５…環状部  ２６…ティース  ２８…ステーターコア  ３０…ボビン  ３４…ピン  ３６…芯部  ３７…第１鍔部  ３８…第２鍔部（鍔部）  ４０…巻線  ４６…ヨーク  ６０…モールド部  ６１，６２，６３…第１突出部  ６４，６５，６６…第２突出部  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  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】
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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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