(57)【要約】【課題】高特性の電気機械装置、ロボット、移動体、及び電気機械装置の製造方法を提供する。【解決手段】電気機械装置は、コイル材５４と、コイル材５４が巻かれたボビン３２と、を有するステーター１６と、コイル材５４に電力を供給する配線部１４と、配線部１４とコイル材５４とをモールド材でモールドするモールド部と、ステーター１６とモールド部とを収納するケースと、を有し、ボビン３２は、ボビン３２とモールド部１８を形成する金型との位置合わせを行う位置合わせ部３４を有する。【選択図】図２
2016086503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル材と、前記コイル材が巻かれたボビンと、を有するステーターと、
前記コイル材に電力を供給する配線部と、
前記配線部と前記コイル材とをモールド材でモールドするモールド部と、
を有し、
前記ボビンは、前記ボビンと前記モールド部を形成する金型との位置合わせを行う位置
合わせ部を有することを特徴とする電気機械装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気機械装置において、
前記位置合わせ部は、凹形状であることを特徴とする電気機械装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電気機械装置において、
前記凹形状は、モールド材でモールドされていることを特徴とする電気機械装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気機械装置において、
前記凹形状は、３個以上形成されていることを特徴とする電気機械装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気機械装置を備えたことを特徴とするロボット
。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気機械装置を備えたことを特徴とする移動体。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気機械装置の製造方法であって、
前記配線部と前記コイル材をモールド材でモールドするモールド工程を含み、
前記モールド工程において、前記位置合わせ部を用いて前記ボビンと前記金型との位置
合わせを行うことを特徴とする電気機械装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械装置、ロボット、移動体、及び電気機械装置の製造方法に関するも
のである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モーターのコイル材やステーターなどをモールドするということは一般的に行わ
れている。例えば、コイル材やステーターなどをモールドして、放熱効果を向上させるこ
とが開示されている（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２００５−２２３９８７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、ステーターやコイル材の回転方向の正確な位置決めはなされておらず、
モールド後のケース等他部品との組立てを考慮すると、ねじ止めによるステーターの突き
破り及びコイル材の破損のおそれがある。
【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
形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る電気機械装置は、コイル材と、前記コイル材が巻かれたボ
ビンと、を有するステーターと、前記コイル材に電力を供給する配線部と、前記配線部と
前記コイル材とをモールド材でモールドするモールド部と、を有し、前記ボビンは、前記
ボビンと前記モールド部を形成する金型との位置合わせを行う位置合わせ部を有すること
を特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、ボビンにモールド部を形成する金型との回転方向の位置合わせを行
う位置合わせ部が設けられている。これにより、例えばモールド工程において、配線等と
金型とが干渉しないように、ボビンと金型との位置合わせを行うことができる。その結果
、ケースをステーターにケース側からねじ止めする場合に、ステーターの径方向に厚い部
分（例えば、ヨークとティースとが重なる部分）を正確に選んでねじ止めできる。それに
よって、ねじ止めすることによるステーターの突き破り、及びコイル材の破損を防止し、
高特性の電気機械装置を提供できる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に記載の電気機械装置において、前記位置合わせ部は、凹形状
であることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、ボビンと金型との位置合わせを容易に行うことができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に記載の電気機械装置において、前記凹形状は、モールド材で
モールドされていることを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、放熱効果を向上させることができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に記載の電気機械装置において、前記凹形状は、３個以上形成
されていることを特徴とする。
【００１３】
本適用例によれば、位置合わせの精度を向上させることができる。
【００１４】
［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電気機械装置を
備えたことを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、高特性のロボットを提供できる。
【００１６】
［適用例６］本適用例に係る移動体は、上記のいずれか一項に記載の電気機械装置を備
えたことを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、高特性の移動体を提供できる。
【００１８】
［適用例７］本適用例に係る電気機械装置の製造方法は、上記のいずれか一項に記載の
電気機械装置の製造方法であって、前記配線部と前記コイル材をモールド材でモールドす
るモールド工程を含み、前記モールド工程において、前記位置合わせ部を用いて前記ボビ
ンと前記金型との位置合わせを行うことを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、モールド工程において、配線等と金型とが干渉しないように、ボビ
ンと金型との位置合わせを行うことができる。その結果、ケースをステーターにケース側
からねじ止めする場合に、ステーターの径方向に厚い部分（例えば、ヨークとティースと
が重なる部分）を正確に選んでねじ止めできる。それによって、ねじ止めによるステータ
ーの突き破り、及びコイル材の破損を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係るモーターを示す図。
【図２】本実施形態に係るステーターを示す図。
【図３】本実施形態に係るステーターの断面図を示す図。
【図４】本実施形態に係るモールド後のステーターの外観を示す図。
【図５】本実施形態に係るステーターをケースに組み込んだ状態の断面図を示す図。
【図６】本実施形態に係るステーターのモールド金型へのセッティングを示す図。
【図７】本実施形態に係るモーターを製造する方法を示す図。
【図８】本実施形態に係るモーターを製造する方法を示す図。
【図９】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１０】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１１】本実施形態の実施例によるモーターを適用した移動体の一例としての電動自転車を示す説明図。
【図１２】本実施形態の実施例によるモーターを適用した鉄道車両を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した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
。
【００２２】
図１は、本実施形態に係るモーター（電気機械装置）を示す図である。
本実施形態に係るモーター１は、図１に示すように、ケース１０と、ローター１２と、
リード線（配線部）１４とを備えている。
【００２３】
ケース１０は、ステーター１６及びモールド部１８を収納する。ケース１０の上壁及び
底壁には図示しない軸受が設けられている。そして、この軸受にはローター１２が回転可
能に軸支されている。
【００２４】
ローター１２は、ステーター１６からの磁力により回転する。ローター１２の周囲には
ステーター１６（図２参照）が配置されている。
【００２５】
リード線１４は、配線基板５６（図２参照）に電気的に接続されている。リード線１４
は、ステーター１６に電力を供給する。
【００２６】
図２は、本実施形態に係るステーター１６を示す図である。
本実施形態に係るモーター１は、ステーター１６と、リード線（配線部）１４と、モー
ルド部１８とを備えている。ステーター１６は、コイル材５４と、ボビン３２とを有して
いる。ボビン３２には、コイル材５４が巻かれている。リード線（配線部）１４は、コイ
ル材５４に電力を伝送している。モールド部１８は、リード線１４とコイル材５４とをモ
ールド材でモールドしている。
【００２７】
ボビン３２は、位置合わせ部３４を有する。位置合わせ部３４は、ボビン３２とモール
ド金型３６（図６参照）との位置合わせに用いられる。位置合わせ部３４は、凹形状であ
ってもよい。これによれば、ボビン３２とモールド金型３６との位置合わせを容易に行う
ことができる。凹形状の底面は、丸形状であってもよいし、角形状であってもよい。
【００２８】
凹形状は、モールド材でモールドされている。これによれば、放熱効果を向上させるこ
とができる。
【００２９】
凹形状は、３個以上形成されている。これによれば、位置合わせの精度を向上させるこ
とができる。
【００３０】
図３は、本実施形態に係るステーター１６の断面図を示す図である。
本実施形態に係るステーター１６は、図３に示すように、ボビン３２がティース４６に
空隙なく挿入されている。このため、ステーター１６は、位置合わせ部３４を用いて、ボ
ビン３２とモールド金型３６との位置合わせを行うことで、モールド金型３６に対する回
転方向の位置が決められる。
【００３１】
図４は、本実施形態に係るモールド後のステーター１６の外観を示す図である。
本実施形態に係るステーター１６は、図４に示すように、モールド工程においてリード
線１４をモールド部１８より取り出す取り出し部２４を設けておけば、この取り出し部２
４を基準とし、ケース１０の組込などが治具レスで容易となる。取り出し部２４は、凸形
状をしていてもよい。
【００３２】
図５は、本実施形態に係るステーター１６をケース１０に組み込んだ状態の断面図を示
す図である。
ステーター１６とケース１０とをケース１０側からねじ止めする場合、図５に示すよう
に、ステーター１６の径方向に厚い部分（ヨーク５２とティース４６とが重なる部分）５
８では、ねじが厚い部分５８を突き破るおそれが少ない。それに比べて、ステーター１６
の径方向に薄い部分（ヨーク５２とボビン３２とが重なる部分）６０では、ねじが薄い部
分６０を突き破ってコイル材５４を破損するおそれがある。本実施形態では、ケース１０
をステーター１６にケース１０側からねじ止めする場合に、ステーター１６の厚い部分５
８を正確に選んでねじ止めできる。
【００３３】
図６は、本実施形態に係るステーター１６のモールド金型３６へのセッティングを示す
図である。
本実施形態に係るボビン３２を組んだステーター１６とモールド金型３６とのセッティ
ング手順を以下に説明する。
【００３４】
まず、図６（Ａ）に示すように、モールド金型３６は図面の上下左右別体で構成し（便
宜上、下金型は図示しない）、図面の左方の金型３８には独立可動部４２を設け、図面の
上方の金型４０には可動式のピン４４をボビン３２の数だけ設ける。ピン４４は１本でも
よいが、３本以上だと安定する。
【００３５】
次に、図６（Ｂ）に示すように、ステーター１６をモールド金型３６内に設置し、図面
の上下左右の金型を閉じる。このときに、図面の上方の金型４０のピン４４によって、ボ
ビン３２の回転方向の位置を決める。そして、独立可動部４２でサイドから押圧をかける
ことで、この後の射出成形圧力によって回転方向の位置ズレを防止する。
【００３６】
次に、図６（Ｃ）に示すように、射出時も独立可動部４２の押圧は印加し続ける。サイ
ドから独立可動部４２で押圧をかければ位置が固定されるため、ピン４４は不要となる。
ピン４４は図面の上方の金型４０内に収納し、製品に凹みが形成されないようにする。こ
れによれば、成形品に凹みが生じることはなく、良好な絶縁特性が得られる。
【００３７】
図７及び図８は、本実施形態に係るモーター１を製造する方法を示す図である。
本実施形態に係るモーター１の製造方法は、上記に記載のモーター１の製造方法であっ
て、ステーター１６とモールド金型３６との隙間にモールド材６２をモールドするモール
ド工程を含んでいる。モールド工程において、位置合わせ部３４を用いてステーター１６
とモールド金型３６との位置合わせを行う。
【００３８】
これによれば、モールド工程において、リード線１４等とモールド金型３６とが干渉し
ないように、ステーター１６とモールド金型３６との位置合わせを行うことができる。そ
の結果、ケース１０をステーター１６にケース１０側からねじ止めする場合に、ステータ
ー１６の径方向に厚い部分を正確に選んでねじ止めできるようになる。それによって、ね
じ止めによるステーター１６の突き破り、及びコイル材５４の破損を防止することができ
る。
【００３９】
本実施形態によれば、ボビン３２にモールド部１８を形成するモールド金型３６との回
転方向の位置合わせを行う位置合わせ部３４が設けられている。これにより、例えばモー
ルド工程において、配線等とモールド金型３６とが干渉しないように、ボビン３２とモー
ルド金型３６との位置合わせを行うことができる。その結果、ケース１０をステーター１
６にケース１０側からねじ止めする場合に、ステーター１６の径方向に厚い部分５８を正
確に選んでねじ止めできる。それによって、ねじ止めすることによるステーター１６の突
き破り、及びコイル材５４の破損を防止し、高特性のモーター１を提供できる。
【００４０】
（ロボット）
図９は、本実施形態に係るモーター１を適用したロボット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９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７
４と、エンドエフェクター７５とを有している。
【００４１】
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７
３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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
図１０は、本実施形態に係るモーター１を適用したロボットを示す斜視図である。
本実施形態に係るロボット８は、図１０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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。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８を提供できる。
【００５０】
（移動体）
図１１は、本実施形態の実施例によるモーター１を適用した移動体の一例としての電動
自転車（電動アシスト自転車）３３００を示す説明図である。
この自転車３３００は、前輪にモーター３３１０が設けられており、サドルの下方のフ
レームに制御回路３３２０と充電池３３３０とが設けられている。モーター３３１０は、
充電池３３３０からの電力を利用して前輪を駆動することによって、走行をアシストする
。また、ブレーキ時にはモーター３３１０で回生された電力が充電池３３３０に充電され
る。制御回路３３２０は、モーターの駆動と回生とを制御する回路である。このモーター
３３１０としては、上述した各種のモーター１を利用することが可能である。
【００５１】
図１２は、本実施形態の実施例によるモーター１を適用した鉄道車両を示す説明図であ
る。
この鉄道車両３５００は、モーター３５１０と車輪３５２０とを有している。このモー
ター３５１０は、車輪３５２０を駆動する。さらに、モーター３５１０は、鉄道車両３５
００の制動時には発電機として利用され、電力が回生される。このモーター３５１０とし
ては、上述した各種のモーター１を利用することができる。
【００５２】
以上、モーター、ロボット、移動体、及びモーターの製造方法について、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…モーター（電気機械装置）  ７，８…ロボット  １０…ケース  １２…ローター  
１４…リード線（配線部）  １６…ステーター  １８…モールド部  ２４…取り出し部  
３２…ボビン  ３４…位置合わせ部  ３６…モールド金型  ３８，４０…金型  ４２…独
立可動部  ４４…ピン  ４６…ティース  ５２…ヨーク  ５４…コイル材  ５６…配線基
板  ５８…厚い部分  ６０…薄い部分  ６２…モールド材  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  ８
２，８３，８４，８５…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  ３３００…自転車  ３３１０…モーター  ３３２０…制御回路  ３３３０…充電池  
３５００…鉄道車両  ３５１０…モーター  ３５２０…車輪。
【図１】
2016086503.tif 000003
【図２】
2016086503.tif 000004
【図３】
2016086503.tif 000005
【図４】
2016086503.tif 000006
【図５】
2016086503.tif 000007
【図６】
2016086503.tif 000008
【図７】
2016086503.tif 000009
【図８】
2016086503.tif 000010
【図９】
2016086503.tif 000011
【図１０】
2016086503.tif 000012
【図１１】
2016086503.tif 000013
【図１２】
2016086503.tif 000014