(57)【要約】【課題】小型なモーター及びロボットを提供する。【解決手段】モーターは、回転子１６と、固定子１４と、回転子１６と固定子１４とを収納する第１ケース部１１と第２ケース部１３と第３ケース部１５と、を有し、第１ケース部１１と第２ケース部１３とは、第１シール部材１７を挟んで互いに固定され、第３ケース部１５と第２ケース部１３とは、第２シール部材２１を挟んで互いに固定され、固定子１４の面の一部は、第１シール部材１７及び第２シール部材２１のうち少なくともいずれか一方と対面している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と、
固定子と、
前記回転子と前記固定子とを収納する第１ケース部と第２ケース部と第３ケース部と、
を有し、
前記第１ケース部と前記第２ケース部とは、第１シール部材を挟んで互いに固定され、
前記第３ケース部と前記第２ケース部とは、第２シール部材を挟んで互いに固定され、
前記固定子の面の一部は、前記第１シール部材及び前記第２シール部材のうち少なくともいずれか一方と対面していることを特徴とするモーター。
【請求項２】
請求項１に記載のモーターにおいて、
前記第１ケース部は、前記第１シール部材と対面する面に第１の溝が形成され、
前記第１の溝は、前記第２ケース部の面と前記固定子の面とに対面するように配置されることを特徴とするモーター。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のモーターにおいて、
前記第３ケース部は、前記第２シール部材と対面する面に第２の溝が形成され、
前記第２の溝は、前記第２ケース部の面と前記固定子の面とに対面するように配置されることを特徴とするモーター。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のモーターにおいて、
前記第２ケース部と前記第３ケース部とは、一体として形成されていることを特徴とするモーター。
【請求項５】
請求項１又は３に記載のモーターにおいて、
前記第１ケース部と前記第２ケース部とは、一体として形成されていることを特徴とするモーター。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のモーターを備えてい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、モーター及びロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、防水、防滴構造を備えた電動機において、電動機を小型化する際、封止部材の構造が課題であった。すなわちセンターケースとエンドケースとのように外装ケース間の隙間をシールするには、Ｏリング（シール部材）のようなゴム製品を外装ケース間の当接面に配置して封止する方法がある。
【０００３】
例えば、ケース及びエンドフレームを円環状シール部材でシールする構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、キャンドモーターのＯリングのシール性について開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９６６３号公報
【特許文献２】特開平７−５９２８９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に記載の電動機では、シール部材の装着が容易になる。また特許文献２に記載の電動機では、高圧化におけるＯリングのシール性能が向上するという記載はあるが、両特許文献とも小型化に関する課題の提起はない。
【０００６】
また、Ｏリングを配置するには、前記Ｏリングを歪ませてその復元力と当接面とで封止するのだが、図７に示すように、Ｏリングの外径に合わせた収納溝寸法や、配置に必要な幅が決められ、小型化を要求される電動機だが大型化するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
［適用例１］本適用例に係るモーターは、回転子と、固定子と、前記回転子と前記固定子とを収納する第１ケース部と第２ケース部と第３ケース部と、を有し、前記第１ケース部と前記第２ケース部とは、第１シール部材を挟んで互いに固定され、前記第３ケース部と前記第２ケース部とは、第２シール部材を挟んで互いに固定され、前記固定子の面の一部は、前記第１シール部材及び前記第２シール部材のうち少なくともいずれか一方と対面していることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、第１シール部材及び第２シール部材に歪を付与する平面を２部品以上で構成するため、固定子と隣接する各ケース部の各平面とを、第１シール部材及び第２シール部材のシール面として使用することができる。これによって、外径方向の小型化が可能となる。したがって、小型なモーターを提供することができる。
【００１０】
また、モーターの小型構造を提供する上において、第１シール部材及び第２シール部材のスペースを小さくしながら、シール性能を保持させることができる。
【００１１】
［適用例２］上記適用例に記載のモーターにおいて、前記第１ケース部は、前記第１シール部材と対面する面に第１の溝が形成され、前記第１の溝は、前記第２ケース部の面と前記固定子の面とに対面するように配置されることが好ましい。
【００１２】
本適用例によれば、第１シール部材が用いられる構造体は、通常の使用状態においては、第１シール部材によるシール機能が維持されることにより、シール構造体の内部空間と外部空間とが隔離される。しかし、例えば、第１シール部材が用いられる構造体が大量の水等の液体に浸された場合には、第１シール部材とシール面との接触面に存在する微細な隙間を介してシール構造体の内部空間に液体が侵入する、いわゆる毛細管現象が発生することも懸念される。
【００１３】
この点、上記構成によれば、第１シール部材のシール面に第１の溝が設けられたことにより、第１の溝によって、毛細管現象による液体の侵入経路を途中で断つことや、液体の浸透経路の複雑化、延長化を図ることが可能となる。これにより、毛細管現象に起因するシール構造体の内部への液体の侵入を抑制することが可能となり、シール構造体としてのシール性をさらに向上させることができる。
【００１４】
［適用例３］上記適用例に記載のモーターにおいて、前記第３ケース部は、前記第２シール部材と対面する面に第２の溝が形成され、前記第２の溝は、前記第２ケース部の面と前記固定子の面とに対面するように配置されることが好ましい。
【００１５】
本適用例によれば、第２シール部材のシール面に第２の溝が設けられたことにより、第２の溝によって、上述の毛細管現象による液体の侵入経路を途中で断つことや、液体の浸透経路の複雑化、延長化を図ることが可能となる。これにより、毛細管現象に起因するシール構造体の内部への液体の侵入を抑制することが可能となり、シール構造体としてのシール性をさらに向上させることができる。
【００１６】
［適用例４］上記適用例に記載のモーターにおいて、前記第２ケース部と前記第３ケース部とは、一体として形成されていることが好ましい。
【００１７】
本適用例によれば、部品点数を低減し、第２ケース部の第３ケース部への組み付け性を向上させることができる。
【００１８】
［適用例５］上記適用例に記載のモーターにおいて、前記第１ケース部と前記第２ケース部とは、一体として形成されていることが好ましい。
【００１９】
本適用例によれば、部品点数を低減し、第２ケース部の第１ケース部への組み付け性を向上させることができる。
【００２０】
［適用例６］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ていることを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、上記に記載のモーターを備えることによって、小型なロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係るモーターを示す断面図。
【図２】本実施形態に係るモーターを示す透過斜視図。
【図３】本実施形態に係るモーターのステーター及びケース部を示す透過斜視図。
【図４】本実施形態に係るモーターのステーター及びケース部を示す一部断面図。
【図５】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】従来のモーターの一部断面概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
（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。図２は、本実施形態に係るモーターを示す透過斜視図である。図３は、本実施形態に係るモーターのステーター及びケース部を示す透過斜視図である。図４は、本実施形態に係るモーターのステーター及びケース部を示す一部断面図である。
【００２５】
本実施形態に係るモーター１は、図１に示すように、ケース部１０と、回転軸１２と、ステーター（固定子）１４と、ローター（回転子）１６と、を有している。ステーター１４とローター１６とはケース部１０に収納されている。ケース部１０は、第１ケース部１１と第２ケース部１３と第３ケース部１５とで構成されている。第１ケース部１１と第２ケース部１３とは、第１シール部材１７を挟んで互いに固定されている。第３ケース部１５と第２ケース部１３とは、第２シール部材２１を挟んで互いに固定されている。
【００２６】
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（図示せず）を有するステーターコア２８と、ティース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（図示せず）と、ボビン３０と巻線４０とピン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（図示せず）と、環状部から径方向に延びる複数のティースとを有する。
【００２７】
本実施形態に係るステーター１４の面の一部は、第１シール部材１７及び第２シール部材２１のうち少なくともいずれか一方と対面している。例えば、図４に示すように、第２ケース部１３とステーターコア２８の一部とで第１シール部材１７を適正量歪ませてシールする構造であってもよい。第１シール部材１７を歪ませる平面すなわちステーターコア２８と隣接する第２ケース部１３の段差を第１シール部材１７の径の１／２以下としてもよい。図は省略するが第２シール部材２１も同様である。第１シール部材１７及び第２シール部材２１のゴム硬度は、例えば６０度±２０度であってもよい。第１シール部材１７及び第２シール部材２１は、例えば軟質のシリコンゴムで環状に形成されていてもよい。
【００２８】
これによれば、第１ケース部１１と第２ケース部１３との間、第３ケース部１５と第２ケース部１３との間に水が浸入しても、第１シール部材１７及び第２シール部材２１により、防水することができ、ケース部１０の内部に水が浸入することがない。このため、ステーター１４等の通電部に水が浸入することによる不具合を防止することができる。
【００２９】
また、防水機能を有する第１シール部材１７及び第２シール部材２１は、他の部材と摺動しないため、騒音は発生しない。また、第１シール部材１７及び第２シール部材２１を設ける位置も第１ケース部１１と第２ケース部１３、及び第３ケース部１５と第２ケース部１３とが嵌合する位置であるため、新たに設置スペースを設ける必要がなく、モーター全高を大きくすることはない。
【００３０】
ケース部１０の第２ケース部１３及び第３ケース部１５には、図１に示すように、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。又はケース部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。
【００３１】
ケース部１０の材料は、例えば導電性の金属であってもよい。また、ケース部１０の材料は、熱伝導性に優れたアルミ材で構成されていることが好ましいが、これに限定される訳ではない。
【００３２】
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。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。
【００３３】
ボビン３０は、ティースの外周面を覆う筒状の芯部（図示せず）と、芯部の両端に径方向に広がる第１及び第２鍔部（図示せず）と、を備える。ボビン３０は、ティースの外側に設けられ、周囲に巻線４０が巻かれる筒状の芯部と、芯部から径方向内側に延びる第１鍔部と、芯部から径方向外側に延びる第２鍔部とを有する。第２鍔部にはピンが固定されている。ボビン３０の第２鍔部は、芯部に連続して設けられている。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
第１ケース部１１には、第１シール部材１７と対面する面に溝（第１の溝）２３が形成されている。溝２３は、第２ケース部１３の面とステーター１４の面とに対面するように配置されることが好ましい。溝２３の内部には第１シール部材１７が装着されている。これによれば、第１シール部材１７が用いられる構造体は、通常の使用状態においては、第１シール部材１７によるシール機能が維持されることにより、シール構造体の内部空間と外部空間とが隔離される。しかし、例えば、第１シール部材１７が用いられる構造体が大量の水等の液体に浸された場合には、第１シール部材１７とシール面との接触面に存在する微細な隙間を介してシール構造体の内部空間に液体が侵入する、いわゆる毛細管現象が発生することも懸念される。この点、上記構成によれば、第１シール部材１７のシール面に溝２３が設けられたことにより、溝２３によって、毛細管現象による液体の侵入経路を途中で断つことや、液体の浸透経路の複雑化、延長化を図ることが可能となる。これにより、毛細管現象に起因するシール構造体の内部への液体の侵入を抑制することが可能となり、シール構造体としてのシール性をさらに向上させることができる。
【００３７】
第３ケース部１５には、第２シール部材２１と対面する面に溝（第２の溝）２７が形成されている。溝２７は、第２ケース部１３の面とステーター１４の面とに対面するように配置されることが好ましい。溝２７の内部には第２シール部材２１が装着されている。これによれば、第２シール部材２１のシール面に溝２７が設けられたことにより、溝２７によって、上述の毛細管現象による液体の侵入経路を途中で断つことや、液体の浸透経路の複雑化、延長化を図ることが可能となる。これにより、毛細管現象に起因するシール構造体の内部への液体の侵入を抑制することが可能となり、シール構造体としてのシール性をさらに向上させることができる。
【００３８】
第２ケース部１３と第３ケース部１５とは、一体として形成されていることが好ましい。これによれば、部品点数を低減し、第２ケース部１３の第３ケース部１５への組み付け性を向上させることができる。
【００３９】
第１ケース部１１と第２ケース部１３とは、一体として形成されていることが好ましい。これによれば、部品点数を低減し、第２ケース部１３の第１ケース部１１への組み付け性を向上させることができる。
【００４０】
本実施形態によれば、第１シール部材１７及び第２シール部材２１に歪を付与する平面を２部品以上で構成するため、ステーターコア２８と隣接する第２ケース部１３の各平面とを、第１シール部材１７及び第２シール部材２１のシール面として使用することができる。これによって、外径方向の小型化が可能となる。したがって、小型なモーター１を提供することができる。また、モーター１の小型構造を提供する上において、第１シール部材１７及び第２シール部材２１のスペースを小さくしながら、シール性能を保持させることができる。
【００４１】
（ロボット）
図５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５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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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を提供することができる。
【００４６】
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６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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
以上述べたように、上記に記載のモーター１を備えることによって、小型なロボット７，８を提供することができる。
【００５２】
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】
【００５３】
１，１Ａ〜１Ｊ…モーター  ７，８…ロボット  １０…ケース部  １１…第１ケース部  １２…回転軸  １３…第２ケース部  １４…ステーター（固定子）  １５…第３ケース部  １６…ローター（回転子）  １７…第１シール部材  １８，２０…軸受  ２１…第２シール部材  ２２…コア  ２３…溝（第１の溝）  ２４…永久磁石  ２７…溝（第２の溝）  ２８…ステーターコア  ３０…ボビン  ４０…巻線  ６０…モールド部  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５】
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【図６】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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