CN104917312B - 线圈骨架、转子、马达以及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供线圈骨架、转子、马达以及机器人。线圈骨架具备卷绕电线的卷线部和与卷线部连续设置的凸缘，凸缘具有限制电线的位置的凹部，电线以卷绕开始点作为卷绕的开始点卷绕于卷线部，被凹部限制了位置的电线的中心轴与卷绕开始点不重叠。

Description

线圈骨架、转子、马达以及机器人

技术领域

本发明涉及线圈骨架、转子、马达以及机器人。

背景技术

工业用机器人中随处使用小型的马达，马达的性能大幅影响机器人的动作性能。在机器人中，需求实现小型且大转矩的马达，旋转件使用以钕磁铁为代表的强力的永磁铁。

在小型的马达中，在软磁性体的旋转轴安装有永磁铁。如图25所示，在现有的转子(旋转件)的旋转轴1003安装有多个永磁铁1052，为了防止永磁铁1052被剥离，在永磁铁1052的外径安装有相当于辅助环1070的机构。在小型马达中，为了实现更大的转矩，需要极力使转子的永磁铁52和与其对置的定子(未图示)的磁极的面接近。

例如，在专利文献1中，公开了一种利用保护部件覆盖转子的外圆柱面的永磁铁表面的构造。

另外，马达的输出随着输入的能量增加而增大，但绝缘物因伴随着输入而产生的热受到破损等，从而输入存在极限。另一方面，通过使用强力的永磁铁既能够抑制输入的能量又能够获得较大的输出，但因旋转轴与永磁铁的作用而产生的阻力、即所谓的齿槽转矩(以下称为齿槽效应)容易增大，从而存在即便因铁芯的微小变形齿槽效应因也会显著增大的课题。

以往，如何使用强力的磁铁来抑制热并使热(损失)高效地从马达散逸至外侧的空气、接触物成为获得大的输出的关键。另一方面，为了使用强力的磁铁，后述的齿槽特性存在课题。

例如，在专利文献2中，公开了一种通过热压配合来安装内芯与外芯的技术。图26是表示现有的带铁芯的马达的铁芯构造的图。如图26所示，由内芯1056与外芯1058这两部分构成，在内芯1056的被称为铁心齿1062的凸部卷绕线圈1041。

另外，通常，马达的性能由称为转矩容量比之类的指标来表达。即，将所需要的部件装入有限的容积关系到性能的提高。例如，在线圈接线部外周实施模制成形的情况较多，但若缩小其模制成形厚度，则截面积变小，因此可预见特性提高。然而，接线部外周是与铝合金等金属壳体配合的部位，因此若缩小模制成形厚度则产生绝缘耐压不良的问题。

在将线圈卷线直接接线于基板的方法中，虽然小型且绝缘性也良好，但由于线圈卷线容易变形，所以组装性较差，制造成本增加。

另外，在缠绕于缠绕引脚的情况下，将线圈卷线多次卷绕在缠绕引脚并通过钎焊来固定，因此发生缠绕引脚较粗的情况，从而完成体的尺寸增大。具体而言，在缠绕引脚的直径的基础上增加缠绕了的线圈卷线的直径与钎焊的厚度的和。位于其外侧的外装壳体需要取得绝缘空间(通常设置模制成形层)，因此例如若线圈卷线的直径为0.5mm左右，则制造上直径会增加1mm以上(线圈卷线(0.5mm)+钎焊层)。

与此相对，例如在专利文献3中，公开了一种使卷线在形成于具有铜线图案的绝缘基板的贯通孔穿过并进行钎焊的技术。另外，在专利文献4中，公开了一项将卷线接合端子配置于绝缘骨架彼此的轭部侧面间、且其一端不向骨架的外侧突出的技术。

另外，在向电动机(马达)的线圈骨架进行卷线的情况下，绝缘被膜因伴随着卷绕开始端线圈的处理产生的卷线彼此的摩擦力而损伤，从而发生局部短路不良、因过度的拉伸应力而导致的断线不良，作为上述问题点的对策，提出各种方法。例如，在专利文献5中，公开了如下构造，即、为了边极力紧贴于卷绕开始端侧凸缘的内表面边进行卷绕，而在接近凸缘内表面的外圆筒面(卷线部)设置有朝向该凸缘内表面倾斜的面，卷绕开始端卷线与上述凸缘内表面接触。

专利文献1：日本特开2009-239988号公报

专利文献2：日本特开2007-336690号公报

专利文献3：日本特开平5-308742号公报

专利文献4：日本特开2000-78789号公报

专利文献5：日本特开平11-355995号公报

然而，在图25所示的、现有的使用辅助环1070的构造中，在永磁铁1052的外径安装辅助环1070，因此不得不使永磁铁1052与定子的磁极分离辅助环1070的厚度的大小，从而存在无法避免转矩降低的担忧。

另外，在专利文献1的构造中，转子与定子额外分离保护部件的厚度的大小，从而存在效率降低的担忧。

在专利文献2中，虽然热能够散逸，但产生因热压配合应力而导致的内外芯的变形、因变形而导致的与转子的芯错位等，从而存在齿槽效应增大的担忧。另外，在内芯与外芯通过热压配合等处于完全紧贴的状态下，又将外装壳体热压配合，因此产生内外芯的变形、因变形而导致的芯错位，从而存在齿槽效应增大的担忧。

在专利文献3中，存在钎焊的区域变大的担忧。另外，在专利文献4中，伴随着马达的小型化，即使端子的一端不突出，也存在因外装壳体与端子的接近而难以确保绝缘性的担忧。

并且，在专利文献5中，能够使卷绕开始端线圈边紧贴于凸缘内表面边卷绕，但排列卷的堆积层数局部(有槽的位置)变多，在该构造中，存在无法进行均等的卷数的卷线的担忧。优选地，为了提高电动机的特性而需要使卷线部侧线圈极力接近内部的铁芯从而提高卷线剖面长方形内的占空系数。

图27是表示卷线部侧线圈与铁芯的距离L、和电动机的转矩T的关系的图。若距离L增加则转矩T减小。据此，若在卷线部设置槽，则无法减薄骨架的靠内部铁芯侧的壁厚(距离L)，从而存在导致特性降低的担忧。

发明内容

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够通过以下方式或应用例来实现。

应用例1

本应用例所涉及的线圈骨架，其特征在于，具备卷绕电线的卷线部和与上述卷线部连续设置的凸缘的线圈骨架，上述凸缘具有限制上述电线的位置的凹部，上述电线以卷绕开始点作为卷绕的开始点而卷绕于上述卷线部，被上述凹部限制了位置的电线的中心轴与上述卷绕开始点不重叠。

根据本应用例，能够以简易的构造使线圈接近铁芯侧，并以规整地排列的方式卷绕卷线。由此，卷绕开始端卷线能够尽可能地接近凸缘内表面，卷线数均等且能够提高卷线的占空系数。另外，还能够防止因线圈的卷线彼此的摩擦而导致的绝缘被膜损伤、绝缘不良、局部短路不良的弊端。

应用例2

在上述应用例所记载的线圈骨架中，其特征在于，上述线圈骨架包括引脚，该引脚设置于上述凸缘，用于缠绕上述电线，上述引脚相比上述卷绕开始点配置在与卷绕环绕方向相反的倾斜角方向。

根据本应用例，缠绕于引脚的卷线相比卷绕开始点在与卷绕环绕方向相反的倾斜角方向上沿卷线部卷绕，因此卷线能够容易地卷绕于卷线部。

应用例3

本应用例所涉及的马达，其特征在于，具有上述应用例所记载的线圈骨架。

根据本应用例，通过上述应用例所记载的线圈骨架带来的效果，马达的转矩、转速的特性提高。

应用例4

本应用例所涉及的机器人，其特征在于，具有上述应用例所记载的马达。

根据本应用例，能够提供具有上述应用例所记载的马达带来的效果的机器人。

应用例5

本应用例所涉及的马达，其特征在于，上述马达具备以规定的旋转轴为中心旋转的旋转体和具有产生旋转磁场的电枢的固定体，上述电枢具有：多个极齿，上述多个极齿从外周朝向上述旋转轴配置；卷线骨架，该卷线骨架安装于上述极齿，并且卷绕多个导电线；以及多个缠绕引脚，上述多个缠绕引脚连接上述多个导电线的端部的各个，上述缠绕引脚的前端朝向上述旋转轴。

根据本应用例，使缠绕引脚的前端朝向旋转轴，由此马达的线圈接线部与外装壳体的绝缘性提高。由此，能够减薄模制成形体，从而能够使外装壳体接近至最近，能够提高导热性。其结果是，也可以不对马达实施绝缘对策而加以使用，即便使马达的形状小型也能够确保配线间的绝缘性。另外，还实现转矩容量比的提高。

应用例6

在上述应用例所记载的马达中，其特征在于，上述缠绕引脚以从上述卷线骨架的面朝向上述旋转轴呈大致L字形立起的方式设置。

根据本应用例，能够容易地使缠绕引脚的前端朝向旋转轴。

应用例7

在上述应用例所记载的马达中，其特征在于，上述缠绕引脚设置于上述卷线骨架的沿着上述旋转轴延伸的内壁。

根据本应用例，设置I字型的缠绕引脚，将导电线缠绕、钎焊于该缠绕引脚，并且使缠绕引脚的前端朝向旋转轴，由此与外装壳体的绝缘性提高。

应用例8

在上述应用例所记载的马达中，其特征在于，上述马达具有设置于与上述旋转轴交叉的端面的配线基板，上述多个导电线的端部通过钎焊接合于上述配线基板而被电连接。

根据本应用例，导电线能够通过钎焊接合之类的简单接合工序来与配线基板接合，因此能够降低制造成本。

应用例9

本应用例所涉及的机器人，其特征在于，具备基台、连结于上述基台的臂、以及使上述臂转动的上述任一应用例所记载的马达。

根据本应用例，能够将上述应用例所记载的马达直接装入机器人的臂部等金属框体，从而能够缩小机器人等完成体的尺寸。

应用例10

本应用例所涉及的马达，其特征在于，包括：内芯，该内芯具备向内侧突出的多个铁心齿；外芯，该外芯嵌合于上述内芯的外侧；以及卷线骨架，该卷线骨架安装于上述内芯，并且具有卷绕有电枢卷线的中空部，在上述内芯与上述外芯的间隙间隔内形成有模制成形材料或接合材料，上述内芯与上述外芯被上述模制成形材料或上述接合材料固定。

根据本应用例，设置最佳的间隙间隔，并在该间隙间隔填充模制成形材料来固定内芯与外芯。由此，能够降低因热压配合而导致的铁芯的变形、且能够降低因变形而导致的与转子的芯错位。其结果是，能够获得低齿槽效应的马达。

应用例11

在上述应用例所记载的马达中，其特征在于，上述间隙间隔为30μm以上100μm以下。

根据本应用例，通过形成于间隙间隔为30μm以上100μm以下的间隙内的模制成形材料或接合材料来传导热。由此，能够获得与热压配合的情况下的铁芯接触时相同的热传导特性。

应用例12

在上述应用例所记载的马达中，其特征在于，上述模制成形材料或上述接合材料是带磁性的导电性材料。

根据本应用例，模制成形材料或接合材料是带磁性的导电性材料，因此能够避免充放电等负面影响。

应用例13

在上述应用例所记载的马达中，其特征在于，上述马达包括嵌合于上述外芯的外侧的外装壳体，上述外装壳体热压配合于上述外芯。

根据本应用例，外装壳体热压配合于外芯，因此即便不热压配合内外芯，组装性也提高。

应用例14

本应用例所涉及的机器人，其特征在于，具备：基台；臂，该臂连结于上述基台，并能够相对于上述基台转动；以及使上述臂转动的上述应用例所记载的马达。

根据本应用例，能够提供具有上述应用例所记载的马达带来的效果的机器人。

应用例15

本应用例所涉及的转子，其特征在于，在旋转轴固定有分割的圆筒状的磁铁，在与上述旋转轴的旋转轴线交叉上述磁铁的端部，形成有模制成形材料。

根据本应用例，在转子的旋转轴线方向的永磁铁两端设置有台阶部，并通过树脂来固定台阶部，从而提供永磁铁难以剥离的转子。

应用例16

在上述应用例所记载的转子中，其特征在于，上述磁铁在与上述旋转轴的旋转轴线交叉的端部具有台阶部，形成于上述台阶部的上述模制成形材料的外径与上述磁铁的除上述台阶部以外的外径大致相同。

根据本应用例，能够使转子的外径均等。

应用例17

在上述应用例所记载的转子中，其特征在于，上述磁铁在与上述旋转轴对置的面具有卡合部，上述旋转轴在与上述磁铁对置的面具有与上述卡合部嵌合的非卡合部。

根据本应用例，能够使安装于转子的多个永磁铁沿周向等间隔地排列。

应用例18

在上述应用例所记载的转子中，上述卡合部是梯形状的突起部，上述非卡合部是V字形的槽部。

根据本应用例，能够容易地嵌合永磁铁与旋转轴。

应用例19

本应用例所涉及的马达，其特征在于，具有上述任一应用例所记载的转子。

根据本应用例，使用上述任一应用例所记载的转子，从而永磁铁难以剥离，因此能够实现马达的稳定性、安全性的提高。

应用例20

本应用例所涉及的机器人，其特征在于，具有上述应用例所记载的马达。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的马达的剖视图。

图2是本实施方式所涉及的线圈骨架的局部放大图。

图3是表示利用本实施方式所涉及的线圈骨架来形成线圈的状态的图。

图4是表示本实施方式所涉及的线圈的剖视图。

图5是本实施方式所涉及的线圈骨架的局部放大图。

图6是表示本实施方式所涉及的马达的剖视图。

图7是表示本实施方式所涉及的定子的局部放大图。

图8是表示本实施方式所涉及的模制成形后的定子的外观的图。

图9是表示本实施方式所涉及的定子的局部放大图，其中，图9(A)是从横向观察的剖视图，图9(B)以及图9(C)是从上方观察基板的俯视图。

图10是本实施方式所涉及的定子的局部放大图。

图11是本实施方式所涉及的定子的局部放大图，其中，图11(A)是从横向观察的剖视图，图11(B)是从上方观察基板的俯视图。

图12是本实施方式所涉及的定子的局部放大图。

图13是表示本实施方式所涉及的马达的剖视图。

图14是表示本实施方式所涉及的定子的构造的图。

图15是表示本实施方式所涉及的模制成形前的定子的外观的图。

图16是表示本实施方式所涉及的模制成形后的定子的外观的图。

图17是表示本实施方式所涉及的铁芯的间隙间隔、与磁通密度及齿槽转矩的关系的图。

图18是表示本实施方式所涉及的马达的剖视图。

图19是用于对本实施方式所涉及的永磁铁的构造进行说明的图，其中，图19(A)是从外径侧观察的永磁铁的图，图19(B)是从内径侧观察的永磁铁的图。

图20是用于对本实施方式所涉及的转子的结构进行说明的图，其中，图20(A)是旋转轴的简图，图20(B)是在旋转轴安装有永磁铁的状态的简图，图20(C)是在台阶部填充了树脂的状态的简图。

图21是用于对本实施方式所涉及的转子的组装顺序进行说明的图，其中，图21(A)是将旋转轴导入组装夹具的工序，图21(B)是将永磁铁插入组装夹具的工序，图21(C)是向间隙填充树脂的工序。

图22是用于对本实施方式所涉及的转子的组装顺序进行说明的流程图。

图23是表示应用了本实施方式所涉及的马达的机器人的立体图。

图24是表示应用了本实施方式所涉及的马达的机器人的立体图。

图25是用于对现有的具备永磁铁的转子进行说明的图。

图26是表示现有的带有铁芯的马达的铁芯构造的图。

图27是表示卷线部侧线圈与铁芯的距离、和电动机的转矩的关系的图。

具体实施方式

以下，根据附图对将本发明具体化的实施方式进行说明。此外，为了进行说明的部分处于可识别的状态，将所使用的附图适当地放大或缩小来表达。

第一实施方式

马达

图1是表示本实施方式所涉及的马达的剖视图。

如图1所示，本实施方式所涉及的马达1具有外壳2、旋转轴3、定子4以及转子(旋转件)5。此外，马达1并不特别限定，例如，可以举出伺服马达、步进马达等。

在外壳2的上壁以及底壁设置有轴承21、22。而且，旋转轴3可旋转地轴支承于该轴承21、22。另外，在外壳2内，在旋转轴3固定有转子5。

转子5呈圆柱状，由铁等软磁性材料所构成的铁芯51和设置于铁芯51的外周的永磁铁52构成。另外，在转子5的周围配置有定子4。定子4呈圆筒状，并具有在周向上以规定间隔配置的多个线圈骨架56和卷绕于该多个线圈骨架56的多个线圈41。

永磁铁52呈圆环柱状。另外，永磁铁52具有在其周向形成有多个磁极的多极构造。

图2是本实施方式所涉及的线圈骨架56的局部放大图。

本实施方式所涉及的线圈骨架56具备供卷线(电线)66(参照图3(B))卷绕的卷线部64和与卷线部64连续设置的凸缘70。

凸缘70具有限制卷线66的位置的凹部62。卷线66以卷绕开始点60作为卷绕的开始点而卷绕于卷线部64。被凹部62限制了位置的卷线66的中心轴与卷绕开始点60不重叠。

在凸缘内表面58设置有远离卷绕开始点60的凹部62。卷绕开始点60是凸缘内表面58与卷线部64的交点。在卷线部64的圆筒内安装有未图示的铁芯。卷线66被凹部62引导而导入卷绕开始点60。

线圈骨架56包括供卷线66缠绕的引脚68。引脚68设置于凸缘70。引脚68相比卷绕开始点60配置于与卷绕环绕方向相反的倾斜角方向。据此，缠绕于引脚68的卷线66相比卷绕开始点60在与卷绕环绕方向相反的倾斜角方向上沿卷线部64卷绕，从而能够容易地将卷线66卷绕于卷线部64。

凹部62从卷线部64至引脚68以卷线部64的宽度形成。在凹部62，在卷线部64侧设置有用于将卷线66引导至卷绕开始点60的台阶69。

图3是表示利用本实施方式所涉及的线圈骨架56形成线圈41的状态的图。其中，图3(A)是线圈骨架56的整体图，图3(B)表示开始卷绕卷线66，图3(C)表示完成线圈41。

如图3(A)所示，本实施方式所涉及的线圈骨架56形成有作为卷绕开始端卷线66a(参照图3(B))的退避槽的凹部62。另外，供卷绕开始端卷线66a以及卷绕结束端卷线66b缠绕的2根引脚68是通过嵌件成型而成的。

接下来，如图3(B)所示，通过卷线机(未图示)将进行卷线的卷绕开始端卷线66a(同时记载正相(使用引脚68a)以及反相(使用引脚68b)两者)缠绕至引脚68并卷成卷筒。本实施方式的线圈骨架56具备能够与正相以及反相两者对应的凹部62。

接下来，如图3(C)所示，将卷绕结束端卷线66b缠绕至引脚68而形成线圈41。该线圈骨架56是通过注塑成型等将PPS树脂制作出形状的。此外，线圈骨架56的材料除PPS树脂以外，也可以是改性聚苯醚、PA(聚酰胺)、PBTP(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PETP(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)。

图4是表示本实施方式所涉及的线圈41的剖视图。对本实施方式的线圈41而言，卷线66以紧贴排列卷绕的方式收纳在卷线区域67所示的原本的卷线区域。由此，能够缩小卷线部64的靠内部铁芯侧的壁厚(距离L)。

根据本实施方式，能够以简易的构造使线圈41接近铁芯侧，并以规整地排列的方式卷绕卷线66。由此，卷绕开始端卷线66a能够尽可能地接近凸缘内表面58，卷线数均等且能够提高卷线66的占空系数。另外，还能够防止因线圈41的卷线彼此的摩擦而导致的绝缘被膜损伤、绝缘不良、局部短路不良的弊端。

第二实施方式

线圈骨架

图5是本实施方式所涉及的线圈骨架的局部放大图。以下，参照图5对线圈骨架的构造进行说明。

本实施方式的线圈骨架57在形成有2处凹部这一点上与第一实施方式不同。以下，对与第一实施方式相同的构成部件标注相同的附图标记，并在此处省略或简化它们的说明。

如图5所示，在本实施方式的线圈骨架57形成有作为卷绕开始端卷线66a的退避槽的凹部63a、63b。在凸缘内表面58设置有远离卷绕开始点60的凹部63a、63b。凹部63a从引脚68的根部附近设置至引脚68跟前的卷绕开始点60。凹部63b从引脚68的根部附近设置至引脚68与卷线部64之间附近。凹部63b也可以从引脚68的根部附近设置至卷线部64附近。

第三实施方式

马达

图6是表示本实施方式所涉及的马达的剖视图。

如图6所示，本实施方式所涉及的马达101具有外壳(外装壳体)102、旋转轴103、定子(电枢)104以及转子(旋转体)5。此外，马达101并不特别限定，例如，可以举出伺服马达、步进马达等。

在外壳102的上壁以及底壁设置有轴承121、122。而且，旋转轴103可旋转地轴支承于该轴承121、122。另外，在外壳102内，在旋转轴103固定有转子105。转子105呈圆柱状，由铁芯151和设置于铁芯151的外周的永磁铁152构成，铁芯151由金属材料、树脂材料构成。另外，在转子105的周围配置有定子104。定子104呈圆筒状，并具有在周向上以规定间隔配置的多个线圈141。

永磁铁152呈圆环柱状。另外，永磁铁152具有在其周向上形成有多个磁极的多极构造。

图7是表示本实施方式所涉及的定子104的局部放大图。图8是表示本实施方式所涉及的模制成形后的定子104的外观的图。图9是表示本实施方式所涉及的定子104的局部放大图。其中，图9(A)是从横向观察的剖视图(为方便起见，图示出卷线骨架158的上半部分)，图9(B)以及图9(C)是从上方观察配线基板166的俯视图。

如图7所示，本实施方式的定子104具备：多个齿部(极齿)154，它们以从外周朝向旋转轴103的方式配置；卷线骨架158，其安装于齿部154，并且供多个线圈卷线(导电线)156(参照图9)卷绕；以及多个缠绕引脚160，它们分别连接多个线圈卷线156的端部。

本实施方式的缠绕引脚160的前端朝向旋转轴103。缠绕引脚160以从卷线骨架158的面朝向旋转轴103呈大致L字形立起的方式设置。

据此，能够容易地使缠绕引脚160的前端朝向旋转轴103。具体而言，如图9(A)所示，若使缠绕引脚160为L字形，并使缠绕引脚160的供线圈卷线156缠绕的缠绕部162朝向内侧，则因线圈卷线156而导致的增大消失，从而能够使外周的模制成形层164极小化(参照图8)。例如，线圈卷线156的直径为0.5mm的情况与现有例相比，能够缩小直径1mm以上。通常0.5mm的线圈卷线156用在成品直径为60mm左右的马达，根据本实施方式，能够使成品直径为59mm，因此转矩容量比能够提高3％左右。并且，由于使用缠绕引脚160，所以组装、钎焊接线变得容易。此外，作为缠绕引脚160的材质，优选使用磷青铜，但只要为铜、铝、金、银、铂等具有导电性的材料，可以是任何材质。

在本实施方式的定子104的组装中，在将配线基板166从上方放置于卷线骨架158时，如图9(B)所示，使缠绕引脚160通过并落入凹陷较大的部位168。然后，旋转配线基板166，在图9(C)的位置进行钎焊。在该情况下，钎焊部169以及缠绕引脚160的缠绕部162的位置位于卷线骨架158的内侧(图9(A)的左侧)，因此与现有方法相比，能够获得绝缘距离，从而实现模制成形层164的薄壁化、小型化。此外，缠绕引脚160的最佳朝向根据配线基板166、卷线骨架158、缠绕引脚160、线形以及配线基板166的切口等的尺寸进行各种改变。例如，缠绕引脚160的角度相比配线基板166的外周的切线朝向内侧即可。

根据本实施方式，使缠绕引脚160的前端朝向马达101的旋转轴103，由此能够提高马达101的线圈卷线156的接线部与外壳102的绝缘性。由此，能够减薄模制成形层164，从而能够使外壳102接近至跟前，进而能够提高导热性。另外，也可以不对马达101实施绝缘对策地使用，即便使马达101的形状小型也能够确保配线间的绝缘性。另外，还实现转矩容量比的提高。

第四实施方式

定子

图10是本实施方式所涉及的定子106的局部放大图。图11是表示本实施方式所涉及的定子106的局部放大图。其中，图11(A)是从横向观察的剖视图，图11(B)是从上方观察配线基板166的俯视图。以下，参照图10及图11对定子106的构造进行说明。

对本实施方式的定子106而言，缠绕引脚170的设置位置与第三实施方式不同。以下，对与第三实施方式相同的构成部件标注相同的附图标记，并在此省略或简化它们的说明。

如图10所示，本实施方式所涉及的定子106在卷线骨架158的内壁设置有缠绕引脚170。若在卷线骨架158的内壁插入缠绕引脚170，并缠绕线圈卷线156，则与外壳102的距离进一步扩大，因此绝缘性提高。

在本实施方式的定子106的组装中，在将配线基板166从上方放置于卷线骨架158时，如图11(B)所示，使缠绕引脚170通过并落入凹陷较大的部位168。然后，进行钎焊。在该情况下，接受卷线骨架158而决定配线基板166的位置，能够进行钎焊。钎焊部169位于卷线骨架158的内侧，与外侧(图11(A)的右侧)隔着卷线骨架158的凸缘树脂，因此能够确保足够的耐压性能。因此，能够以紧贴于卷线骨架158的形式设置外壳102，从而能够实现显著的小型化。

根据本实施方式，设置I字型的缠绕引脚170，在该缠绕引脚170缠绕并钎焊线圈卷线156，并且使缠绕引脚170的前端朝向马达101的旋转轴103，由此与外壳102的绝缘性提高。

第五实施方式

定子

图12是本实施方式所涉及的定子109的局部放大图。以下，参照图12对定子109的构造进行说明。

对本实施方式的定子109而言，缠绕引脚180的形状与第四实施方式不同。以下，对与第四实施方式相同的构成部件标注相同的附图标记，并在此省略或简化它们的说明。

本实施方式所涉及的定子109在卷线骨架158的内壁设置有L字形的缠绕引脚180。在该情况下，若不是将缠绕引脚180形成为上述实施方式所示的U字形，而是在配线基板166开设孔167，则如图12所示，能够利用缠绕引脚180支承配线基板166，从而能够实现稳定的钎焊作业。钎焊部169位于卷线骨架158的上侧，从而与外侧(图12的右侧)能够确保足够的耐压性能。因此，能够以紧贴于卷线骨架158的形式设置外壳102，从而能够实现显著的小型化。

根据本实施方式，线圈卷线156能够通过钎焊接合之类的简单接合工序来与配线基板166接合，因此能够降低制造成本。

第六实施方式

马达

图13是表示本实施方式所涉及的马达的剖视图。

如图13所示，本实施方式所涉及的马达201具有外壳(外装壳体)202、旋转轴203、定子204以及转子(旋转件)205。此外，马达201并不特别限定，例如，可以举出伺服马达、步进马达等。

在外壳202的上壁以及底壁设置有轴承221、222。而且，旋转轴203可旋转地轴支承于该轴承221、222。另外，在外壳202内，在旋转轴203固定有转子205。转子205呈圆柱状，由铁芯251和设置于铁芯251的外周的永磁铁252构成，铁芯251由金属材料、树脂材料构成。另外，在转子205的周围配置有定子204。定子204呈圆筒状，并具有在周向上以规定间隔配置的多个线圈(电枢卷线)241。

永磁铁252呈圆环柱状。另外，永磁铁252具有在其周向上形成有多个磁极的多极构造。

图14是表示本实施方式所涉及的定子204的构造的图。图15是表示本实施方式所涉及的模制成形前的定子204的外观的图。图16是表示本实施方式所涉及的模制成形后的定子204的外观的图。

如图14所示，本实施方式所涉及的定子204具备内芯256、外芯258以及卷线骨架260。

内芯256具备向内侧突出的多个铁心齿262。外芯258嵌合于内芯256的外侧。卷线骨架260具有安装于内芯256并且供线圈241卷绕的中空部264。在内芯256与外芯258的间隙间隔266内形成有模制成形树脂材料(模制成形材料)268或接合材料。内芯256与外芯258被模制成形树脂材料268或接合材料固定。

在外芯258的外侧热压配合有外壳202。据此，外壳202热压配合于外芯258，因此即便不热压配合内外芯256、258也能够良好地提高组装性。此外，在间隙间隔266为30μm以下的条件下，当热压配合时，内外芯256、258的微小凹凸会产生干涉，从而内外芯256、258因热压配合而变形，齿槽效应增大。

另一方面，因内外芯256、258分离而导致热传导率下降的课题可以通过如下方式来解决，即，从图15所示那样未对线圈241进行模制成形的状态成为图16所示那样利用模制成形树脂材料268对线圈241进行了模制成形的状态。

内芯(铁心齿262)256与外芯258的间隙间隔266可以是30～100μm。据此，热由形成于间隙间隔为30μm以上100μm以下的间隙内的模制成形树脂材料268传导。由此，能够获得与热压配合的情况下的内外芯256、258接触时同等的放热特性。

模制成形树脂材料268或接合材料可以包括带磁性的导电性填料。据此，模制成形树脂材料268或接合材料是带磁性的导电性材料，因此能够避免充放电等负面影响。模制成形树脂材料268优选热传导率较高的材料。

作为模制成形树脂材料268，可以使用不饱和聚酯树脂、PPS树脂、酚醛树脂、密胺树脂、尿素树脂、LCP树脂等热塑性树脂、热固性树脂的双方。优选使用耐热温度较高且放入有热传导填料的树脂。作为填料，除氧化铝、二氧化硅等陶瓷系材料之外，还可以使用金属物质。

在不设置模制成形树脂材料268的情况下，当转子旋转时，定子204稍微移动，从而产生振动、噪声。因此，优选通过粘合剂或焊接来固定图14所示的间隙间隔266。

作为粘合剂，可以举出丙烯酸乙酯系厌气性粘合剂、丙烯酸系粘合剂、环氧类粘合剂等，为了提高耐热温度、缓和热压配合应力，优选使用杨氏模量较小的粘合剂。

作为焊接，可以举出电弧焊接、激光焊接，优选使用热影响较小的激光焊接。

若内芯256与外芯258的间隙间隔266为100μm以上，则因间隙间隔266产生的磁阻增大，在铁心齿262流动的磁通减少，因此优选间隙间隔266为100μm以下。

另外，若成为完整的空间，则内芯256变为电悬浮的状态，由于若进行逆变器驱动则存在进行充放电等负面影响，因此将导电膏等既能够缓和应力又能够导电的材料填充在间隙间隔266。此时，如后述的图17所示，若将带磁性的物质用作导电膏，则即便间隙间隔266为100μm以上也能够维持良好的特性。

图17是表示本实施方式所涉及的内外芯256、258的间隙间隔266与磁通密度以及齿槽转矩的关系的图。图17示出内外芯256、258的间隙间隔266、铁心齿262中央的磁通密度、以及作为齿槽转矩而相对于间隙间隔＝0mm的比率。在间隙间隔266为30～100μm的情况下，是磁通密度高、齿槽转矩低、稳定的良好区域。但是，若将带磁性的物质用作导电膏，则即便间隙间隔266为100μm以上也能够维持良好的特性，如图17所示，铁系非晶体、硅钢板、纯铁按照磁导率升高的顺序，特性变良好。据此，能够获得高输出低齿槽效应的马达201。

第七实施方式

马达

图18是表示本实施方式所涉及的马达的剖视图。

如图18所示，本实施方式所涉及的马达301具有外壳(外装壳体)302、旋转轴303、定子(固定件)304以及转子(旋转件)305。此外，马达301并不特别限定，例如，可以举出伺服马达、步进马达等。

在外壳302的上壁以及底壁设置有轴承321、322。而且，旋转轴303可旋转地轴支承于该轴承321、322。另外，在外壳302内，在旋转轴303固定有铁芯351。转子305呈圆柱状，由旋转轴303、铁等软磁性材料所构成的铁芯351以及设置于铁芯351的外周的永磁铁352构成。另外，在转子305的周围配置有定子304。定子304呈圆筒状，并具有在周向上以规定间隔配置的多个线圈341。

永磁铁352呈圆环柱状。另外，永磁铁352具有在其周向形成有多个磁极的多极构造。

图19是用于对本实施方式所涉及永磁铁352的构造进行说明的图。图19(A)是从永磁铁352的外径侧观察的图，图19(B)是从永磁铁352的内径侧观察的图。永磁铁352通过粉末烧结而形成。

作为本实施方式的圆筒状的磁铁的永磁铁352，如图19所示，在与定子304的铁芯(未图示)对置的面353、且在旋转轴方向上的两端设置有台阶部354，在相反的旋转轴303所对置的面355沿旋转轴方向直线状地设置有梯形状的突起部(卡合部)356。在本实施方式中，以梯形状的突起部356为例进行说明，但只要能够实现定位功能，即便是半圆状的突起，效果也不会改变。永磁铁352是由呈扇形的多个永磁铁352排列为圆盘形状而构成的。在本实施方式中，以永磁铁352的中心角(度)α＝60度将6片永磁铁352排列为圆盘形状的方式构成。各永磁铁352的磁通的方向是圆盘形状的厚度方向，换言之是侧面的法线方向。

图20是用于对本实施方式所涉及的转子305的结构进行说明的图。其中，图20(A)是旋转轴303的简图，图20(B)是在旋转轴303安装有永磁铁352的状态的简图，图20(C)是在台阶部354填充了树脂(模制成形材料)357的状态的简图。

如图20(A)所示，在本实施方式的旋转轴303设置有成为嵌合永磁铁352时的引导件的V字形的槽部(非卡合部)358。该V字形的槽部358可以通过滚压成形法成形，也可以通过切削加工成形。永磁铁352以该V字形的槽部358与永磁铁352的梯形状的突起部356嵌合的方式组装，并均匀地排列在圆周方向上。据此，能够使安装于转子305的多个永磁铁352在周向上等间隔地排列。另外，能够容易地嵌合永磁铁352与旋转轴303。

在永磁铁352的与旋转轴303的旋转轴线交叉的端部亦即永磁铁352的旋转轴方向两端，形成有台阶部354。而且，向台阶部354填充树脂357，并利用稍后说明的组装夹具359，以所填充的树脂357的外径与永磁铁352的外径大致相同的方式成形树脂357。换言之，形成于台阶部354的树脂357的外径与永磁铁352的除台阶部354以外的外径大致相同。据此，能够使转子305的外径均等。

在此，树脂357沿圆周方向覆盖永磁铁352的台阶部354，从而能够防止永磁铁352脱离旋转轴303。然而，若覆盖台阶部354的树脂357较薄则发生填充不足、强度不足之类的问题，因此被填料(纤维或粒子)360强化的树脂357最低也需要0.5mm左右的壁厚。另外，未被树脂357覆盖的永磁铁352在旋转轴方向上的长度为不影响马达301的转矩的有效的永磁铁352的长度，因此需要其大致与永磁铁352所对置的定子304的铁芯的旋转轴方向长度一致。

也可以在永磁铁352的台阶部354的与树脂357接触的面设置凸部或凹部。据此，能够防止树脂357从永磁铁352的台阶部354向端部侧错位。

模制成形材料357可以由被纤维(填料360)强化了的树脂构成。作为构成模制成形材料357的树脂，例如可以有利地使用被玻璃纤维强化了的树脂，特别是考虑强度、薄壁成形性等来从此类树脂之中适当地选择。作为一个例子，优选LCP(液晶聚合物)、PA(聚酰胺)系聚合物合金等。被纤维强化了的树脂例如是玻璃纤维强化树脂、碳纤维强化树脂等。

模制成形材料357也可以由被粒子(填料)强化了的树脂构成。作为构成模制成形材料357的一种成分的粒子，并不特别限定，但作为优选例，例如可以举出硅灰石、绢云母、高岭土、粘土、云母、滑石、蒙脱石等硅酸盐、二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化钛等金属氧化物、碳酸钙、碳酸镁，白云石等碳酸盐、硫酸钙、硫酸镁、硫酸钡等硫酸盐、玻璃珠、玻璃片、氮化硼、碳化硅、氮化硅、钛酸钾等，它们也可以是中空的结构(例如玻璃微空心球、白砂空心球、碳空心球等)。据此，被粒子强化了的树脂组成物提供不仅在耐热性、刚性与耐冲击性的平衡方面优异而且各向异性较小的成形品。

在本实施方式中，利用树脂357固定永磁铁352的旋转轴方向两端，从而不会破坏容易破损的永磁铁352，能够实现防止永磁铁352剥离的构造。

第八实施方式

转子

图21是用于对本实施方式所涉及的转子305的组装顺序进行说明的图。其中，图21(A)是表示将旋转轴303导入组装夹具359的工序，图21(B)是表示将永磁铁352插入组装夹具359的工序，图21(C)是表示向间隙361填充树脂357的工序。本实施方式的转子305使用组装夹具359来对旋转轴303与永磁铁352进行定位，并在组装夹具359与转子305的间隙361填充树脂357，从而能够进行组装。

图21(A)是表示插入旋转轴303以及永磁铁352的组装夹具359的结构。组装夹具359由筒362和下盖363构成。筒362、下盖363均由金属形成，但为了稍后填充的树脂357不粘着于组装夹具359，在填充树脂357的面涂覆分型剂。在此，为了使树脂357不流入除台阶部354之外的永磁铁352的外周面，以与永磁铁352的外径嵌合的内径制作筒362。另一方面，下盖363能够与永磁铁352的台阶部354的旋转轴方向的底面抵接，在与筒362接触的面制作用于供填充的树脂357溢出的槽364。上述筒362与下盖363以保证同轴度的方式组装，并被螺钉365紧固。

图21(B)是对在图21(A)中组装好的组装夹具359插入有旋转轴303和被磁化了的永磁铁352的状态进行说明的图。旋转轴303的稍后供轴承嵌合的面与下盖363的孔366嵌合，永磁铁352与筒362的内径嵌合，并将永磁铁352压入至下盖363的面与永磁铁352的台阶部354抵接。在此，永磁铁352以邻接的永磁铁352彼此相互为反极性的方式从1～6依次插入。

图21(C)是用于对盖上上盖367并填充有树脂357的状态进行说明用的图，上盖367以旋转轴303的供轴承嵌合的面以及筒362的外径嵌合的状态被筒362与螺钉368紧固。这样，使下盖363、筒362、上盖367与旋转轴303、永磁铁352嵌合，从而能够保证制造的转子305同轴度。

树脂357从上盖367的浇口369注入，并在V字形的槽部358与永磁铁352之间通过，并填充至下盖363侧。在此，旋转轴303的旋转轴方向的两端面、永磁铁352的旋转轴方向的两端面、永磁铁352的台阶部354的外周面这三部分面被树脂357覆盖，从而能够实现永磁铁352不从旋转轴303脱落的转子305的构造。

为了发挥本实施方式的效果，优选配合马达301的使用温度来选择所填充的树脂357。这是由于永磁铁352会因热而退磁，在马达301的发热不足100℃的情况下，使用常温下能够固化的无耐热性的树脂357即可，在马达301的发热达到150℃的情况下，需要选择具有耐热性的加热而成形的树脂357。而且，在使用加热而成形的树脂357的情况下，为防止退磁需要考虑筒的材质。在马达301的发热不足100℃的情况下，优选常温下固化的一般的双组分环氧类树脂，由于在常温下成形，所以不会发生永磁铁352的退磁，筒362可以使用非磁性金属。另一方面，在马达301的发热达到150℃的情况下，优选耐热性优异的不饱和聚酯系树脂357，需要加热至130℃～150℃而成形。在该情况下，为了不因成形时的热而发生退磁，在转子305的周围形成有与马达301相同的磁路，筒362使用铁等磁性体。在不形成磁路的情况下，从100℃左右开始发生不可逆退磁，但通过形成磁路来提高永磁铁352的导磁系数，从而在130℃以上也能够防止退磁。

图22是用于对本实施方式所涉及的转子305的组装顺序进行说明的流程图。此外，图21中说明过的组装夹具359在图21(A)的阶段中将筒362、下盖363以及上盖367组装于未图示的成形机。

首先，在步骤S10中，组装在加热使树脂357成形的情况下与不加热使树脂357成形的情况下顺序不同，在不加热的情况下，移至步骤S16，但在需要加热的情况下，移至步骤S12。

接下来，在步骤S12中，将组装夹具359以及树脂357加热至适当的温度。此外，未图示的成形机配置有加热器以及温度传感器。

接下来，在步骤S14中，对加热温度是否达到目标温度进行判断，在组装夹具359以及树脂357加热至规定的温度的情况下，移至步骤S16。在组装夹具359以及树脂357无法加热至规定的温度的情况下，返回步骤S12。

接下来，在步骤S16以及步骤S18中，将旋转轴303以及永磁铁352插入组装夹具359。根据对上述的图21的说明，机械式地将旋转轴303以及永磁铁352插入直至它们与组装夹具359抵接为止。

接下来，在步骤S20中，盖上上盖367，在组装夹具359的温度以适于成形的温度稳定之前，加热组装夹具359。若加热至适当的温度，则移至步骤S22。

接下来，在步骤S22中，向组装夹具359填充树脂357。

接下来，在步骤S24中，以使填充的树脂357完全固化的方式保持在规定的温度(固化处理)。若树脂357固化，则移至步骤S26。

接下来，在步骤S26中，从组装夹具359取出转子305。

接下来，在步骤S28中，去除树脂357的毛刺。以上，本实施方式的转子305的组装完成。

通过使用上述本实施方式的组装顺序来利用树脂357固定永磁铁352的旋转轴方向两端，从而不会破坏容易破损的永磁铁352，并能够实现防止永磁铁352剥离的转子305。

根据本实施方式，在转子305的旋转轴方向的永磁铁352两端设置台阶部354，并利用树脂357固定台阶部354，从而提供永磁铁352难以剥离的转子305。

另外，通过使用转子305，永磁铁352难以剥离，从而能够实现马达301的稳定性、安全性的提高。

第九实施方式

机器人

接下来，对应用了上述第一实施方式所涉及的马达1的机器人进行说明。此外，作为机器人的一个例子，以下，示出水平多关节机器人、垂直多关节机器人，但机器人并不限定于此，也可以是双臂机器人、其他多轴机器人。

图23是表示应用了上述实施方式所涉及的马达1的机器人7的立体图。

如图23所示，本实施方式所涉及的机器人7是水平多关节机器人。这样的机器人7具有基台71、第一臂72、第二臂73、作业头74以及末端执行器75。

基台71例如通过螺栓等固定于未图示的地面。第一臂72连结于基台71的上端部。第一臂72能够相对于基台71绕沿着铅垂方向的转动轴转动。在基台71内设置有使第一臂72转动的马达1(1A)。

第二臂73连结于第一臂72的前端部。第二臂73能够相对于第一臂72绕沿着铅垂方向的转动轴转动。在第二臂73内设置有使第二臂73转动的马达1(1B)。

在第二臂73的前端部配置有作业头74。作业头74具有同轴地配置于第二臂73的前端部的花键螺母741及滚珠丝杠螺母742、插通于花键螺母741及滚珠丝杠螺母742的花键轴743。花键轴743能够相对于第二臂73而绕其轴旋转，并且能够在上下方向上移动(升降)。

在第二臂73内配置有马达1(1C)和马达1(1D)。马达1C的驱动力通过未图示的驱动力传递机构而传递至花键螺母741，从而若花键螺母741正反转则花键轴743绕沿着铅垂方向的旋转轴(旋转轴的轴线方向)正反转。另一方面，马达1D的驱动力通过未图示的驱动力传递机构而传递至滚珠丝杠螺母742，若滚珠丝杠螺母742正反转则花键轴743上下移动。

在花键轴743的前端部(下端部)连结有末端执行器75。作为末端执行器75，并不特别限定，例如可以举出对被输送物进行把持的机构、对被加工物进行加工的机构等。据此，能够提供具有上述马达1所带来的效果的机器人7。

图24是表示应用了上述实施方式所涉及的马达1的机器人8的立体图。如图24所示，本实施方式所涉及的机器人8是垂直多关节(6轴)机器人。这样的机器人8具备基台81、4条臂82、83、84、85以及肘杆86(wrist)，它们依次连结。

基台81例如通过螺栓等固定于未图示的地面。臂82以相对于水平方向倾斜的姿势连结于这样的基台81的上端部，臂82能够相对于基台81绕沿着铅垂方向的转动轴转动。另外，在基台81内设置有使臂82转动的马达1(1E)。

臂83连结于臂82的前端部，臂83能够相对于臂82绕沿着水平方向的转动轴转动。另外，在臂83内设置有使臂83相对于臂82转动的马达1(1F)。

臂84连结于臂83的前端部，臂84能够相对于臂83绕沿着水平方向的转动轴转动。另外，在臂84内设置有使臂84相对于臂83转动的马达1(1G)。

臂85连结于臂84的前端部，臂85能够相对于臂84绕沿着臂84的中心轴的转动轴转动。另外，在臂85内设置有使臂85相对于臂84转动的马达1(1H)。

肘杆86连结于臂85的前端部。肘杆86具有连结于臂85的环状的支承环861和支承于支承环861的前端部的圆筒状的肘杆主体862。肘杆主体862的前端面为平坦的面，例如，是供把持手表等精密设备的机械手安装的安装面。

支承环861能够相对于臂85绕沿着水平方向的转动轴转动。另外，肘杆主体862能够相对于支承环861绕沿着肘杆主体862的中心轴的转动轴转动。另外，在臂85内配置有使支承环861相对于臂85转动的马达1(1I)和使肘杆主体862相对于支承环861转动的马达1(1J)。马达1I、1J的驱动力分别通过未图示的驱动力传递机构而传递至支承环861、肘杆主体862。据此，能够提供具有上述马达1所带来的效果的机器人8。

此外，在本实施方式中，对作为马达的一个例子而应用了第一实施方式所涉及的马达1的机器人7、8进行了说明，但并不局限于此，可以应用第三实施方式所涉及的马达101、第六实施方式所涉及的马达201以及第七实施方式所涉及的马达301中的任一个。在上述情况下，提供具有各马达101、201、301所带来的效果的机器人7、8。

而且，也可以是应用了第二实施方式所涉及的线圈骨架57、第四实施方式或第五实施方式所涉及的定子106、109以及第八实施方式所涉及的转子305中的任一个的机器人7、8。在应用了上述部件的情况下，能够提供具有各自的效果的机器人7、8。

例如，根据第六实施方式的马达201，在内芯256与外芯258之间设置有30μm以上100μm以下的最佳间隙间隔266，并通过向其填充模制成形树脂材料来固定内芯256与外芯258。由此，能够降低因热压配合而导致的铁芯的变形、且能够降低因变形而导致的与转子的芯错位(低齿槽效应)。通过使用这样的低齿槽效应的马达201能够获得具有与马达201同样的效果的机器人。

变形例

本发明并不限定于上述实施方式，也可以通过以下方式来实施。

在上述第七实施方式中使用的模制成形材料357并不限定于树脂，例如也可以由粘合剂构成。作为粘合剂，可以使用丙烯酸系粘合剂、环氧类粘合剂等。

以上，根据上述实施方式以及变形例对线圈骨架、转子、马达以及机器人进行了说明，但本发明并不限定于此，各部分的结构可以置换为具有相同功能的任意结构。另外，也可以对本发明附加其他任意的构成物。

附图标记说明：

1：马达；7、8：机器人；2：外壳；3：旋转轴；4：定子；5：转子(旋转件)；21、22：轴承；41：线圈；51：铁芯；52：永磁铁；56、57：线圈骨架；58：凸缘内表面；60：卷绕开始点；62、63a、63b：凹部；64：卷线部；66：卷线(电线)；66a：卷绕开始端卷线；66b：卷绕结束端卷线；67：卷线区域；68：引脚；69：台阶；70：凸缘；71：基台；72：第一臂；73：第二臂；74：作业头；75：末端执行器；81：基台；82、83、84、85：臂；86：肘杆；741：花键螺母；742：滚珠丝杠螺母；743：花键轴；861：支承环；862：肘杆主体。

Claims (4)

1.一种马达，其特征在于，

所述马达包括：

内芯，该内芯具备向内侧突出的多个铁心齿；

外芯，该外芯嵌合于所述内芯的外侧；以及

卷线骨架，该卷线骨架安装于所述内芯，并且具有卷绕有电枢卷线的中空部，

在所述内芯与所述外芯的间隙间隔内形成有模制成形材料或接合材料，

所述间隙间隔为30μm以上100μm以下，

所述内芯与所述外芯被所述模制成形材料或所述接合材料固定。

2.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，

所述模制成形材料或所述接合材料是带磁性的导电性材料。

3.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，

所述马达包括嵌合于所述外芯的外侧的外装壳体，

所述外装壳体热压配合于所述外芯。

4.一种机器人，其特征在于，

所述机器人具备：

基台；

臂，该臂连结于所述基台，并能够相对于所述基台转动；以及

使所述臂转动的权利要求1～3中任一项所述的马达。