(57)【要約】【課題】小型化と絶縁性とを両立するモーター及びこのモーターを備えたロボットを提供できる。【解決手段】モーターは、ボビン３０に巻線４０を巻いたコイル４２と、巻線４０を絡めるピン３４と、コイル４２を電気接続するコイル接続基板５２と、を備え、巻線４０の一部は、コイル接続基板５２とボビン３０の端面５４との間に配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボビンに巻線を巻いたコイルと、
前記巻線を絡めるピンと、
前記コイルを電気接続するコイル接続基板と、
を備え、
前記巻線の一部は、前記コイル接続基板と前記ボビンの端面との間に配置され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、
前記巻線の一部が配置される前記ボビンの端面は、Ｃ面であることを特徴とするモーター。
【請求項３】
請求項１に記載のモーターにおいて、
前記巻線の一部が配置される前記ボビンの端面は、Ｒ面であることを特徴とするモーター。
【請求項４】
請求項１に記載のモーターにおいて、
前記巻線の一部が配置される前記ボビンの端面は、凹面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】
従来、コモン配線の絶縁性向上のため、基板とボビンとの間に収納空間を形成してそこに配線する電動機（モーター）の技術が知られていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３５１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の電動機では、単に空間を形成するのみであり小型化に関する示唆はない。
【０００５】
また、電動機のボビンに巻線を行う場合、巻始め、巻終りコイルの処理という課題が存在する。特にボビン上にピンを立て端末コイルを絡げる方式では、許容電流値を満足するパターン幅を敷設する基板面積（幅）を確保するため、コイル接続基板がボビン端面に当接した状態で組込まれるおそれがある。
【０００６】
さらに、コイル接続基板の切欠きとピンの半田領域の確保とを優先すると、コイルとピンとのコイル経路に障害となりコイルを通せなくなるおそれがある。
【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、ボビンに巻線を巻いたコイルと、前記巻線を絡めるピンと、前記コイルを電気接続するコイル接続基板と、を備え、前記巻線の一部は、前記コイル接続基板と前記ボビンの端面との間に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、基板とボビンとの間に配線される巻線と、基板の配線パターンとの絶縁を目的とした空間の確保と、モーターの小型化とを両立させる構造を提供できる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に記載のモーターは、前記巻線の一部が配置される前記ボビンの端面は、Ｃ面であることが好ましい。
【００１１】
本適用例によれば、ボビンの端部をＣ面とすることにより、巻線をより基板の外周に配置して、モーターの外形と比較してより大きな面積の基板を構成できる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に記載のモーターは、前記巻線の一部が配置される前記ボビンの端面は、Ｒ面であることが好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、ボビンの端部をＲ面とすることにより、巻線をより基板の外周に配置して、モーターの外形と比較してより大きな面積の基板を構成できる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例に記載のモーターは、前記巻線の一部が配置される前記ボビンの端面は、凹面であることが好ましい。
【００１５】
本適用例によれば、ボビンの端部を凹面とすることにより、巻線をより基板の外周に配置して、モーターの外形と比較してより大きな面積の基板を構成できる。
【００１６】
［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。
【００１７】
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】
【００１８】
【図１】本実施形態に係るモーターを示す断面図。
【図２】本実施形態に係るボビンの構造を示す図。
【図３】本実施形態に係るボビンとコイル接続基板とを示す図。
【図４】本実施形態に係るボビンとコイル接続基板とを示す一部拡大図。
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
（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。
【００２１】
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。
【００２２】
図２は、本実施形態に係るボビン３０の構造を示す図である。図３は、本実施形態に係るボビン３０とコイル接続基板５２とを示す図である。
本実施形態に係るステーター１４は、ボビン３０に巻線４０を巻いたコイル４２と、巻線４０を絡めるピン３４と、コイル４２を電気接続するコイル接続基板５２と、を備える。
本実施形態に係る巻線４０の一部は、コイル接続基板５２とボビン３０の端面５４との間に配置されている。
【００２３】
ボビン３０は、ティース（図示省略）の外周面を覆う筒状の芯部（巻線部）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。
【００２４】
図４は、本実施形態に係るボビン３０とコイル接続基板５２とを示す一部拡大図である。
寸法Ａは、コイル接続基板５２の許容電流値を満足するパターン幅を敷設する基板面積の径方向の長さである。寸法Ｂはコイル接続基板５２とボビン３０の端面５４との間の距離である。
【００２５】
モーター１は、巻線４０の一部が配置されるボビン３０の端面５４は、Ｃ面である。これによれば、ボビン３０の端面５４をＣ面とすることにより、巻線４０をよりコイル接続基板５２の外周に配置して、モーター１の外形と比較してより大きな面積のコイル接続基板５２を構成できる。例えば、ボビン３０の径方向の内端面とピン３４との幅が０．３ｍｍの場合、ボビン３０の端面５４のＣ面はＣ０．２であってもよい。寸法Ｂにコイル単線径以上を確保できると同時に、コイル接続基板５２のパターン領域の径方向に重要な寸法Ａを大きくし、所定幅を確保することができる。
【００２６】
本実施形態によれば、コイル接続基板５２とボビン３０との間に配線される巻線４０と、コイル接続基板５２の配線パターンとの絶縁を目的とした空間の確保と、モーター１の小型化とを両立させる構造を提供する。
【００２７】
また、コイル接続基板５２のパターン領域の径方向に重要な寸法Ａを大きくできるため、コイル接続基板５２の６層基板を４層基板にしたり、４層基板を２層基板（両面基板）にしたりして、コストダウンやコイル接続基板５２の小型化といった効果も非常に大きい。
【００２８】
（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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
本実施形態によれば、信頼性の高いロボットを提供できる。
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。
【００３９】
（変形例１）
図４では、ボビン３０の端面５４に４５°のＣ面が形成されているとして説明したが、Ｃ面に限定するものではなく、巻線４０の一部が配置される部分に傾斜面があればよい。例えば、４５°未満のテーパー面であってもよいし、さらに緩やかなスロープ面であってもよい。また、直線の面取りではなく、巻線４０の一部が配置されるボビン３０の端面５４はＲ面（曲面）としてもよい。これらの構成であっても、前記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００４０】
（変形例２）
また、巻線４０の一部が配置されるボビン３０の端面５４は、凹面であってもよい。これらの構成であっても、前記実施形態及び変形例と同様な作用効果を得ることができる。
【００４１】
なお、コイル接続基板５２の巻線４０の一部が配置される個所は、端面であってもよい。また、その端面はＣ面、Ｒ面、及び凹面の少なくともひとつであってもよい。
【００４２】
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】
【００４３】
１，１Ａ〜１Ｊ…モーター  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  ３０…ボビン  ３４…ピン  ３６…芯部  ３７…第１鍔部  ３８…第２鍔部  ４０…巻線  ４２…コイル  ５２…コイル接続基板  ５４…端面  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４】
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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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