馬達以及機器人的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種馬達。為了防止馬達以及機器人的絕緣不良，馬達具備：定子磁芯；安裝于定子磁芯并形成有凸緣部的多個線軸；以及卷繞于線軸的線圈，相互相鄰的多個凸緣部之間的間隔的縫隙小于線圈的直徑。
【專利說明】
馬達以及機器人
技術領域
[0001]本發明涉及馬達以及機器人。
【背景技術】
[0002]在構成電動機(馬達)的定子時，在線軸上進行卷線，之后將上述線軸安裝于規定量層疊磁芯，最后將安裝有上述線軸的層疊磁芯嵌入注射成形金屬模具，并通過規定壓與加溫來對外皮保護絕緣層進行樹脂成形。在該過程中，有時位于線軸的線圈最靠外表面部的線圈會因上述壓力、加溫而從表面剝離，且該線圈因上述壓力從鄰接線軸彼此的間隔冒出而接近層疊磁芯。因此有可能產生絕緣不良。
[0003]針對于此，公開了在安裝于層疊磁芯的突極部的樹脂制的線軸上螺旋狀地卷繞線圈，并以外皮保護絕緣層對它們進行包覆的定子組件的制造方法(例如，參見專利文獻I)。示出了在包覆該定子組件的制造工序中，以減少線軸的變形為目的，規定定子組件與該外皮保護絕緣層的注射成形用腔體的縫隙的技術。
[0004]專利文獻I:日本特開2005-143206號公報
[0005]然而，著眼的課題不僅在于因專利文獻I所述的注射壓力引發的線軸的變形，還在于線圈的移動。
【發明內容】
[0006]本發明為解決上述課題的至少一部分而完成的，能夠作為以下方式或應用例實現。
[0007]應用例I
[0008]本應用例所涉及的馬達的特征在于，具備:定子磁芯;安裝于上述定子磁芯并形成有凸緣部的多個線軸；以及卷繞于上述線軸的線圈，相互相鄰的多個上述凸緣部之間的間隔的縫隙小于上述線圈的直徑。
[0009]根據本應用例，拉長線軸的凸緣部的兩端，使鄰接的凸緣部的間隔的縫隙至少小于線圈的單線直徑。由此，能夠防止線圈從鄰接的凸緣部的間隔的縫隙冒出。因此，能夠提供防止絕緣不良的馬達。
[0010]應用例2
[0011]根據上述應用例所述的馬達，其特征在于，上述間隔的縫隙大于0.2mm且小于
0.3mm ο
[0012]根據本應用例，能夠防止線圈從鄰接的凸緣部的間隔的縫隙冒出。
[0013]應用例3
[0014]根據上述應用例所述的馬達，其特征在于，相互相鄰的多個上述凸緣部之間的間隔的形狀為，相對于上述定子磁芯的徑向彎曲。
[0015]根據本應用例，能夠防止線圈從鄰接的凸緣部的間隔的縫隙冒出。
[0016]應用例4
[0017]根據上述應用例所述的馬達，其特征在于，相互相鄰的多個上述凸緣部之間的間隔的形狀為，在上述定子磁芯的徑向上呈逐漸變寬的形狀。
[0018]根據本應用例，能夠防止線圈從鄰接的凸緣部的間隔的縫隙冒出。此外，間隔優選形成為縫隙朝向定子磁芯的徑向外側而以逐漸變寬的形狀擴展。
[0019]應用例5
[0020]本應用例所涉及的機器人的特征在于，具備上述任一項所述的馬達。
[0021]根據本應用例，能夠提供可靠性高的機器人。
【附圖說明】
[0022]圖1是示出第一實施方式所涉及的馬達的剖視圖。
[0023]圖2是示出第一實施方式所涉及的定子的構造的圖，圖2(A)示出線軸對齒的嵌入，圖2(B)示出磁軛的嵌入。
[0024]圖3是示出第一實施方式所涉及的相互相鄰的多個凸緣部之間的間隔的形狀的圖。
[0025]圖4是示出第二實施方式所涉及的相互相鄰的多個凸緣部之間的間隔的形狀的圖。
[0026]圖5是示出本變形例所涉及的相互相鄰的多個凸緣部之間的間隔的形狀的圖。圖5(A)是相對于定子磁芯的徑向傾斜交叉的形狀，圖5(B)是在定子磁芯的徑向上呈逐漸變寬的形狀。
[0027]圖6是示出應用了本實施方式所涉及的馬達的機器人的立體圖。
[0028]圖7是示出應用了本實施方式所涉及的馬達的機器人的立體圖。
【具體實施方式】
[0029]下面，根據附圖對具體化本發明的馬達的實施方式進行說明。此外，對所使用的附圖適當放大或縮小地進行表示，以便所說明的部分成為能夠識別的狀態。
[0030]第一實施方式
[0031]馬達
[0032]圖1是示出本實施方式所涉及的馬達的剖視圖。
[0033]如圖1所示，本實施方式所涉及的馬達I具有殼體10、旋轉軸12、定子14及轉子16。此外，作為馬達I并沒有特別限定，例如可以舉出伺服馬達、步進馬達等。
[0034]在殼體10的上壁以及底壁設置有軸承18、20。而且，在該軸承18、20，能夠旋轉地軸支承有旋轉軸12。并且，在殼體10內，在旋轉軸12固定有轉子16。轉子16呈圓柱狀，由磁芯22與永久磁鐵24構成，其中，磁芯22由鐵等軟磁性材料構成，永久磁鐵24設置于磁芯22的外周。另外，在轉子16的周圍配置有定子14。殼體10的材料例如是導電性的金屬。永久磁鐵24呈圓環柱狀。另外，永久磁鐵24具有在其周向上形成有多個磁極的多極構造。
[0035]圖2是示出本實施方式所涉及的定子14的構造的圖。圖2(A)示出線軸30對齒26的嵌入，圖2(B)示出磁軛46的嵌入。圖3是示出本實施方式所涉及的相互相鄰的多個第二凸緣部38之間的間隔5的形狀的圖。此外，圖3是圖2(B)中用圓示出的區域的放大圖。另外，圖3中追加了磁軛46以及模制部60的記載。
[0036]定子14具備:定子磁芯28，其具有相對于軸線在圓周方向上排列的多個齒26;筒狀的線軸30，其組裝于齒26的徑向外側;線圈40，其經由線軸30卷繞于齒26;—對銷34，供線圈40的端部分別纏繞；以及模制部60，其覆蓋線軸30、線圈40以及銷34。定子磁芯28具有形成為環狀的環狀部25以及從環狀部25沿徑向延伸的多個齒26。
[0037]線軸30具備覆蓋齒26的外周面的筒狀的芯部36、在芯部36的兩端沿徑向擴展的第一及第二凸緣部37、38。線軸30具有:設置于齒26的外側、且供線圈40卷繞在周圍的筒狀的芯部36;從芯部36向徑向內側延伸的第一凸緣部37;以及從芯部36向徑向外側延伸的第二凸緣部38。在第二凸緣部38固定有銷34。線軸30的第二凸緣部38與芯部36連續地設置。
[0038]本實施方式所涉及的相互相鄰的多個第二凸緣部38之間的間隔5的縫隙小于線圈40的直徑。
[0039]間隔5的縫隙優選大于0.2mm且小于0.3mm。例如，若線圈40的直徑為0.286mm，則間隔5為小于0.286mm的縫隙。由此，能夠防止線圈40從鄰接的第二凸緣部38、38的間隔5的縫隙冒出。另外，若線圈40的直徑為0.416mm，則間隔5為小于0.416mm的縫隙。
[0040]其中，若間隔5的縫隙不足0.2mm。則定子磁芯28與線軸30無法組合。因此，間隔5的縫隙需要在0.2mm以上。
[0041]線軸30能夠使用絕緣性合成樹脂等具有絕緣性的材料形成。線軸30使用PPS樹脂并通過注射成形等制作形狀。此外，線軸30的材料除了 PPS樹脂以外，還可以是改性聚苯醚、PA(聚酰胺)、PBTP(聚對苯二甲酸丁二醇酯)、PETP(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)。
[0042]模制部60的材料能夠使用BMC(不飽和聚酯)樹脂、PPS(聚苯硫醚)樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、LCP(液晶聚合物)樹脂等熱塑性樹脂、熱固化性樹脂雙方。優選使用耐熱溫度高且添加有導熱填料的樹脂。作為填料，除了氧化鋁、二氧化硅等陶瓷系外，還能夠使用金屬物質。
[0043]根據本實施方式，拉長線軸30的第二凸緣部38、38的兩端，使鄰接的第二凸緣部38、38的間隔5的縫隙至少小于線圈40的單線直徑。由此，能夠防止線圈40從鄰接的第二凸緣部38、38的間隔5的縫隙冒出。因此，能夠提供防止絕緣不良的馬達I。
[0044]第二實施方式
[0045]圖4是示出本實施方式所涉及的相互相鄰的多個第二凸緣部38之間的間隔5的形狀的圖。另外，圖4示出了線軸30的相鄰的第二凸緣部38，省略了卷繞于線軸30的線圈40等。
[0046]相互相鄰的多個第二凸緣部38之間的間隔5的形狀，相對于定子磁芯28的徑向彎曲。由此，能夠防止線圈40從鄰接的第二凸緣部38、38的間隔5的縫隙冒出。
[0047]例如，在將線軸30分別插通于多個齒26的狀態下，在鄰接的線軸30、30之間，如圖4所示，在定子磁芯28的徑向上，由鄰接的第一突出部61及第二突出部64形成相互重疊的重疊部4。
[0048]S卩，第一突出部61及第二突出部64位于彼此高度不同的位置，在定子磁芯28的徑向上相互重疊而形成重疊部4。而且，在這樣的重疊部4，在相互對合的第二凸緣部38、38彼此間形成有間隔5。即，在第一突出部61與第二突出部64之間，形成有剖視時呈彎折的縫隙亦即間隔5。
[0049]重疊部4的間隔5與重疊部4的兩側的間隔5的縫隙也可以如圖4所示地不同。由此，重疊部4的兩側的間隔5的縫隙的尺寸的取值變得容易。或者，能較大地取重疊部4的間隔5的縫隙。另外，重疊部4的間隔5與重疊部4的兩側的間隔5的縫隙也可以相同。
[0050]變形例
[0051]圖5是示出本變形例所涉及的相互相鄰的多個第二凸緣部38之間的間隔5的形狀的圖。圖5(A)是相對于定子磁芯28的徑向傾斜交叉的形狀。圖5(B)是在定子磁芯28的徑向上呈逐漸變寬的形狀。另外，圖5示出了線軸30的相鄰的第二凸緣部38，省略了卷繞于線軸30的線圈40等。
[0052]相互相鄰的多個第二凸緣部38之間的間隔5的形狀，優選如圖5(A)所示地相對于定子磁芯28的徑向傾斜交叉的形狀。由此，能夠防止線圈40從鄰接的第二凸緣部38、38的間隔5的縫隙冒出。
[0053]S卩，第一突出部62及第二突出部65位于彼此高度不同的位置，在定子磁芯28的徑向上相互重疊而形成重疊部4。而且，在這樣的重疊部4，在相互對合的第二凸緣部38、38彼此間形成有間隔5。即，在第一突出部62與第二突出部65之間，形成有在剖視時呈彎折的縫隙亦即間隔5。由此，能夠使間隔5的路徑長。
[0054]另外，相互相鄰的多個第二凸緣部38之間的間隔5的形狀，優選如圖5(B)所示地在定子磁芯28的徑向上呈逐漸變寬的形狀。由此，能夠防止線圈40從鄰接的凸緣部38、38的間隔5的縫隙冒出。另外，間隔5優選形成為縫隙朝向定子磁芯28的徑向外側而以逐漸變寬的形狀擴展。
[0055]S卩，相互相鄰的第一突出部63及第二突出部66之間的間隔5的縫隙小于線圈40的直徑。而且，間隔5形成為縫隙朝向定子磁芯28的徑向外側(圖5(B)中的箭頭方向)而以逐漸變寬的形狀擴展。據此，在形成模制部60(參見圖3)時，容易注入樹脂。
[0056]機器人
[0057]圖6是示出應用了本實施方式所涉及的馬達I的機器人7的立體圖。
[0058]接下來，對應用了上述馬達I的機器人進行說明。此外，作為機器人的一個例子，下面示出水平多關節機器人、垂直多關節機器人，但作為機器人并不局限于這些，也可以是雙臂機器人、其他多軸機器人。
[0059]如圖6所示，本實施方式所涉及的機器人7是水平多關節機器人。這樣的機器人7具有基臺71、第一臂72、第二臂73、作業頭74以及末端執行器75。
[0060]基臺71例如通過螺栓等固定于未圖示的地面。在基臺71的上端部連結有第一臂72。第一臂72能夠相對于基臺71繞沿鉛垂方向的轉動軸轉動。在基臺71內設置有使第一臂72轉動的馬達I (IA)。
[0061]在第一臂72的末端部連結有第二臂73。第二臂73能夠相對于第一臂72繞沿鉛垂方向的轉動軸轉動。在第二臂73內設置有使第二臂73轉動的馬達I (1B)。
[0062]在第二臂73的末端部配置有作業頭74。作業頭74具有同軸配置于第二臂73的末端部的花鍵螺母741以及滾珠絲杠螺母742、以及插通于花鍵螺母741及滾珠絲杠螺母742的花鍵軸743 ο花鍵軸743能夠相對于第二臂73繞其軸旋轉，并且能夠在上下方向上移動(升降)。
[0063]在第二臂73內配置有馬達I(IC)與馬達I(ID)。若馬達IC的驅動力通過未圖示的驅動力傳遞機構被傳遞到花鍵螺母741，而花鍵螺母741正反旋轉，則花鍵軸743繞沿鉛直方向的旋轉軸正反旋轉。另一方面，若馬達ID的驅動力通過未圖示的驅動力傳遞機構被傳遞到滾珠絲杠螺母742，而滾珠絲杠螺母742正反旋轉，則花鍵軸743上下移動。
[0064]在花鍵軸743的末端部(下端部)連結有末端執行器75。作為末端執行器75，沒有特別限定，例如可以舉出把持被搬運物的部件、加工被加工物的部件等。由此，能夠提供具有上述馬達I所帶來的效果的機器人7。另外，能夠提供可靠性高的機器人7。
[0065]圖7是示出應用了本實施方式所涉及的馬達I的機器人8的立體圖。
[0066]如圖7所示，本實施方式所涉及的機器人8是垂直多關節(6軸)機器人。這樣的機器人8具備基臺81、4根臂82、83、84、85及肘節86，它們按以上的順序連結。
[0067 ]基臺81例如通過螺栓等固定于未圖示的地面。在這樣的基臺81的上端部，以相對于水平方向傾斜的姿勢連結有臂82，臂82能夠相對于基臺81繞沿鉛垂方向的轉動軸轉動。另外，在基臺81內設置有使臂82轉動的馬達1(1E)。
[0068]在臂82的末端部連結有臂83，臂83能夠相對于臂82繞沿水平方向的轉動軸轉動。另外，在臂83內設置有使臂83相對于臂82轉動的馬達1(1F)。
[0069]在臂83的末端部連結有臂84，臂84能夠相對于臂83繞沿水平方向的轉動軸轉動。另外，在臂84內設置有使臂84相對于臂83轉動的馬達1(1G)。
[0070]在臂84的末端部連結有臂85，臂85能夠相對于臂84繞沿臂84的中心軸的轉動軸轉動。另外，在臂85內設置有使臂85相對于臂84轉動的馬達1(1H)。
[0071]在臂85的末端部連結有肘節86。肘節86具有連結于臂85的環狀的支承環861、以及支承于支承環861的末端部的圓筒狀的肘節主體862。肘節主體862的末端面為平坦的面，例如成為供把持手表等那樣的精密設備的機械手安裝的安裝面。
[0072]支承環861能夠相對于臂85繞沿水平方向的轉動軸轉動。另外，肘節主體862能夠相對于支承環861繞沿肘節主體862的中心軸的轉動軸轉動。另外，在臂85內配置有使支承環861相對于臂85轉動的馬達I (II)、以及使肘節主體862相對于支承環861轉動的馬達I(IJ)。馬達11、1J的驅動力分別通過未圖示的驅動力傳遞機構被傳遞到支承環861、肘節主體862。
[0073]如上所述，根據本實施方式所涉及的機器人8，能夠獲得上述馬達I的效果。另外，能夠提供可靠性尚的機器人8。
[0074]以上，根據圖示的實施方式對馬達以及機器人進行了說明，但本發明并不局限于此，各部的結構能夠置換為具有相同功能的任意結構。另外，還可以在本發明中附加其他任意的構成部件。
[0075]附圖標記說明:
[0076]1、IA?IJ…馬達;4…重疊部;5…間隔(縫隙)；7、8…機器人；1…殼體；12…旋轉軸;14…定子；16…轉子;18、20...軸承;22...磁芯；24…永久磁鐵;25...環狀部;26…齒;28...定子磁芯；30...線軸;34...銷；36...芯部;37…第一凸緣部;38…第二凸緣部(凸緣部)；40...線圈；46...磁軛;60...模制部;61、62、63‘"第一突出部;64、65、66‘"第二突出部;71‘"基臺;72...第一臂;73...第二臂;74...作業頭;75...末端執行器;81...基臺；82、83、84、85...臂;86…肘節;741…花鍵螺母;742…滾珠絲杠螺母;743…花鍵軸;861…支承環;862…肘節主體。
【主權項】
1.一種馬達，其特征在于， 具備: 定子磁芯; 安裝于上述定子磁芯并形成有凸緣部的多個線軸；以及 卷繞于上述線軸的線圈， 相互相鄰的多個上述凸緣部之間的間隔的縫隙，小于上述線圈的直徑。2.根據權利要求1所述的馬達，其特征在于， 上述間隔的縫隙大于0.2mm且小于0.3_。3.根據權利要求1或2所述的馬達，其特征在于， 相互相鄰的多個上述凸緣部之間的間隔的形狀為，相對于上述定子磁芯的徑向彎曲。4.根據權利要求1或2所述的馬達，其特征在于， 相互相鄰的多個上述凸緣部之間的間隔的形狀為，在上述定子磁芯的徑向上呈逐漸變寬的形狀。5.—種機器人，其特征在于， 具備權利要求1所述的馬達。
【文檔編號】H02K3/46GK105896786SQ201610085984
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月15日
【發明人】安川信二
【申請人】精工愛普生株式會社