説明

モーター、ロボットハンドおよびロボット

【課題】回転体に半導体を用いて、回転体に電流制御などの回路を組み込むことで、簡単な構造の小型モーターを提供する。
【解決手段】基板に回転可能に固定された回転軸と、前記回転軸に固定される円柱状の半導体装置と、前記基板に固定され、前記半導体装置の上底面に対向配置され、回転中心に対して円周方向にN極とS極とを交互に配置される磁石と、を備えるモーターであって、前記半導体装置は、前記磁石に対向する前記半導体装置の第1の面または第2の面のどちらか一方の面、もしくは両方の面に、円周状に配置された複数の渦巻状導体配線と、前記渦巻状導体配線内に配置されたコアと、前記渦巻状導体配線に流れる電流を制御する制御回路と、を備え、前記基板に固定され、前記渦巻状導体配線と電気的に接続される整流子に接触し、電力を供給する少なくとも1対のブラシとを備えることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モーター、ロボットハンドおよびロボットに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、小型モーターとしては、ブラシモーターと呼ばれるDCモーターが良く知られている。このDCモーターでは、ローターに巻かれている巻線に流れる電流の向きを、ステーターに配置された永久磁石のNS極に対応して、変化させてローターを回転させている。巻線の電流の向きはモーターに配置されたブラシと整流子によって機械的に切り替える簡単な構造ではあるが、ブラシ寿命が短いという課題があった(特許文献1)。
【0003】
この課題を解決するために、ブラシレスモーターが提案された。ブラシレスモーターでは巻線をステーター側に配置し、磁石がローター側に配置される。このように配置しステーター側に配置したローターの位置検出センサーによって、巻線に適切な方向の電流を流してローターを回転させるため、ブラシを必要としない。例えば、特許文献2に開示されているブラシレスモーターでは磁気センサーを用いてローターの位置検出を行い、位置検出結果の出力によって巻線へ流す電流の制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開昭64−26354号公報
【特許文献2】特開2010−93911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、上述の特許文献2であっても、磁気センサーの出力値からの位置情報を得るための演算回路、位置情報から電流の切り換えを行う制御回路、などを組み込んだ駆動回路装置を必要とし、小型モーターを実現することが困難であった。
【0006】
そこで、回転体に半導体を用いて、回転体に電流制御などの回路を組み込むことで、簡単な構造の小型モーターを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、少なくとも上述の課題の一つを解決するように、下記の形態または適用例として実現され得る。
【0008】
〔適用例1〕本適用例によるモーターは、対向配置された基板に、回転可能に固定された回転軸と、前記回転軸の回転中心に直交し、前記回転軸に固定される円柱状の半導体装置と、前記基板に固定され、前記半導体装置の上底面のどちらか一方、もしくは両方に対向配置され、前記回転中心に対して円周方向にN極とS極とを交互に配置される磁石と、を備えるモーターであって、前記半導体装置は、前記磁石に対向する前記半導体装置の第1の面または第2の面のどちらか一方の面、もしくは両方の面に、前記回転中心に対して円周状に配置された複数の渦巻状導体配線と、前記渦巻状導体配線内に配置されたコアと、前記渦巻状導体配線に流れる電流を制御する制御回路と、を備え、前記基板に固定され、前記渦巻状導体配線の入力端部と電気的に接続される整流子に接触し、電力を供給する少なくとも1対のブラシと、を備えることを特徴とする。
【0009】
本適用例によれば、高いトルクが得られるコア付きモーターでありながら、電磁石を構成する渦巻状導体配線と整流子を一つの円柱状の半導体装置に形成したことにより、少ない部品点数によって、小型で高トルクのモーターを得ることができる。また。磁石(ステーター)と、半導体装置(ローター)と、は平らな面を備える略平板状に形成されるので、磁石と半導体装置との間隙を狭く設定し、高トルクのモーターを得ることができる。
【0010】
〔適用例2〕上述の適用例において、前記半導体装置は、前記回転軸方向に積層された複数の半導体素子により形成され、前記半導体素子の接合部の少なくとも1以上の前記半導体素子の間に、素子間渦巻状導体配線が配置され、前記素子間渦巻状導体配線と前記渦巻状導体配線とは、電気的に接続され、前記渦巻状導体配線および前記素子間渦巻状導体配線の配置面内に、前記コアが配置されていることを特徴とする。
【0011】
上述の適用例によれば、渦巻状導体配線を備える複数の半導体素子を層状にコアの周囲に渦巻状導体配線が配置されるように形成することにより、コアを取り巻く渦巻状導体配線の巻線数を半導体装置内により多く確保することで、電磁石を形成するコアからの磁力線を、より強くすることができ、更に高いトルクを発生するモーターを得ることができる。
【0012】
〔適用例3〕上述の適用例において、前記コアは、前記半導体装置に設けた前記回転軸の軸方向の凹部、もしくは貫通孔に挿通、固定されていることを特徴とする。
【0013】
上述の適用例によれば、半導体装置に形成された渦巻状導体配線を含む面内にコアが重なるように配置され、渦巻状導体配線を流れる電流による磁力線の発生の効率を高め、より高いトルクを発生するモーターを得ることができる。
【0014】
〔適用例4〕上述の適用例において、前記渦巻状導体配線および前記素子間渦巻状導体配線と、前記コアと、は前記半導体装置の平面視において、略一致するように重なることを特徴とする。
【0015】
上述の適用例によれば、磁石の磁極に対する第1の面の渦巻状導体配線の位置関係と、磁極に対する第2の面の渦巻状導体配線の位置関係とを揃えることができる。従って、半導体装置を回転させる際に、第1の面の渦巻状導体パターンと第2の面の渦巻状導体パターンを同じタイミングで制御することができ、制御が容易になる。また、電磁石を形成するコアからの磁力線を、より強くすることができ、更に高いトルクを発生するモーターを得ることができる。
【0016】
〔適用例5〕上述の適用例において、前記コアは、前記半導体装置の複数の前記半導体素子間において、一体の共通コアであることを特徴とする。
【0017】
上述の適用例によれば、コアから発生する磁束密度を高めることができ、高いトルクを発生するモーターを得ることができる。
【0018】
〔適用例6〕上述の適用例において、前記コアは、前記半導体装置の平面視において、前記渦巻状導体配線を覆う鍔部を備えることを特徴とする。
【0019】
上述の適用例によれば、鍔部によって、渦巻状導体配線の磁束をコアに集中させることができ、トルク性能を高めることができる。
【0020】
〔適用例7〕上述の適用例のモーターを備えるロボットハンド。
【0021】
本適用例によれば、小型でありながら多数のモーターを備えるロボットハンドを提供することができる。
【0022】
〔適用例8〕上述の適用例のロボットハンドを備えるロボット。
【0023】
本適用例によれば、汎用性が高く、複雑な電子機器の組み立て作業や検査等が可能なロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】第1実施形態のモーターの、(a)は構成を示す分解斜視図、(b)は断面図、(c)は(b)に示す矢視図。
【図2】第1実施形態に係るモーターの動作を説明する、(a)(c)は平面図、(b)は断面図。
【図3】第1実施形態に係るモーターの配線の例を示す平面図。
【図4】第2実施形態に係るモーターを示す、(a)は部分平面図、(b)は部分断面図。
【図5】第2実施形態に係るモーターの層間の渦巻状導体配線の接続例を模式図的に示す斜視図。
【図6】実施形態に係るモーターの変形例を示す、(a)は平面図、(b)は断面図、(c)は配線を模式図的に示す部分平面図。
【図7】実施形態に係るモーターの変形例を示す部分断面図。
【図8】実施形態に係るモーターの変形例を示す、渦巻状導体配線の平面模式図。
【図9】第3実施形態に係るロボットハンドを示す外観図。
【図10】第4実施形態に係るロボットを示す外観図。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
【0026】
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係るモーター100を示し、(a)は分解斜視図、(b)は断面図、(c)は(b)A方向の矢視図を図示左側に、B方向の矢視図を図示右側に示す平面図である。
【0027】
図1(a)に示すように、モーター100は基板61に固定された磁石11と、基板62に固定された磁石12と、を対向配置されている。対向配置されている磁石11、12の間には、半導体装置20が配置されている。また、半導体装置20は、回転軸30に固定されて回転子40を形成している。回転子40は、回転軸30の一方の側を基板61、他方の側を基板62に回転可能に固定されている。
【0028】
また、基板61、62には、回転子40の半導体装置20に駆動電源を送るブラシ51、52が備えられ、後述する半導体装置20に設けられた整流子(電極)20dと接触し、導通する。
【0029】
図1(b)に示す断面図は、図1(c)のC−C´部の断面を示している。図1(c)に示すように、磁石11、12は、回転軸30の軸方向に磁極(N極、S極)を持つ磁石を、回転軸30を中心とする円周状に交互に配置されている。本実施形態では、N、S極が1つずつ配置される磁石を例示し、モーター100の説明をする。
【0030】
このように配置される磁石11、12は、後述する半導体装置20に備える渦巻状導体配線により励起される磁界の方向により、図1(b)に示すような磁石の極性配置により、基板61、62に磁石11、12が固定される。なお、磁石材料としては、特に限定されないが、より高い磁力を保持する材料を用いることが好ましいが、例えば鉄、コバルト、ニッケル、ネオジウムなどが好適に用いられる。
【0031】
回転子40を構成する半導体装置20は、磁石11に対向する一方の面の第1の面20aと、磁石12に対向する他方の面の第2の面20bに、複数の渦巻状導体配線20cが円周状に形成されている。また、渦巻状導体配線20cの外側には円周状に、整流子20dが形成されている。渦巻状導体配線20c、整流子20dは公知技術によって形成されるが、例えばスパッタリングにより配線金属のAl、Au、Agなどを成膜し、レジスト材をパターニングし、エッチングにより所定の形状を得るのが一般的に行われる。
【0032】
また、渦巻状導体配線20cの中、渦巻状導体配線20cに囲われるようにコア70が形成されている。コア70は、半導体装置20の基板に形成した貫通孔20eに挿通し、公知の手段によって固着する。コア70を形成することにより、渦巻状導体配線20cに電流を流し発生させる磁界の磁束密度を高め、モーター100の出力を高めることができる。コア70としては、強磁性材、例えば鉄に数%のケイ素を加えた電磁鋼板、MnZn系フェライトコア、NiZn系フェライトコア、等が好適に用いられる。
【0033】
半導体装置20には、更に、図示しない電気回路を内部に形成することができる。例えば、渦巻状導体配線20cに付加する電流の制御回路、回転子40の回転位置を検出するためのセンサーおよびセンサーからの信号に基づく検出回路、などを備えることができる。これにより、モーター100の外部に回路を備えなくても良く、装置への装備を容易にすることができる。
【0034】
基板61、62に固定され、図示しない外部制御装置の電源と繋がったブラシ51a、51b、52a、52bが備えられている。ブラシ51a、51b、52a、52bは、半導体装置20に形成された整流子20dが摺動可能となる状態で固定され、且つ整流子20dと電気的に繋がっている。
【0035】
ここで、図2および図3により本実施形態に係るモーター100の動作について、説明する。図2は、本実施形態に係るモーター100の、図1に示す複数の渦巻状導体配線20c部の一つを拡大した図2(a)は第1の面20aの部分平面拡大図、(b)はD−D´部の断面図、(c)は第2の面20bの部分平面拡大図である。
【0036】
図2に示す渦巻状導体配線20cにおける、図示しない半導体装置20の内部配線との接続点c1、c2、c3、c4に対して、接続点c1、c3には+(プラス)の電位、接続点c2、c4には−(マイナス)の電位を付加する。これによって、第1の面20aに形成された渦巻状導体配線20cには、図2(a)における反時計回りの電流IAが流れ、第2の面20bに形成された渦巻状導体配線20cには時計回りの電流IAが流れる。この電流IAによって、図2(b)に示すようにコア70は第1の面20a側がN極、第2の面20b側がS極となり、図示方向の磁力線Mfが発生する。
【0037】
この磁力線Mfによって、半導体装置20の第1の面20a、第2の面20bに対向配置される磁石11、12の磁極と引き合い、もしくは反発することで、半導体装置20に回転力が発生する。
【0038】
図3は、回転子40の回転動作を説明する図である。説明の便宜上、図3では、回転子40が図示上では固定され、基板61、62に固定される磁石11、12が相対的に回転するように表現されているが、本実施形態では上述の説明通り、回転子40が回転し、磁石11、12は固定されている。
【0039】
図3は、図1におけるA方向矢視における回転子40とブラシ51、52の関係を示す平面図である。図3(a)に示すように、回転子40の半導体装置20に備える複数、本実施形態では8個、の渦巻状導体配線20cの一方の端部である接続点、例えば接続点c11、および他方の端部の接続点c21は、隣り合う渦巻状導体配線20cの端部の接続点と、半導体装置20の内部に形成した図示しない駆動回路部を介して、電気的に接続されている。いわゆる、直列に接続された渦巻状導体配線20cとなっている。また、隣り合う渦巻状導体配線20cは、一つの整流子20dと電気的に接続されている。
【0040】
図3(a)に示すように、ブラシ51に直流の電源を投入する。図3(a)の例では、ブラシ51aにプラス、他方のブラシ51bにマイナスの電位が付加され、ブラシ51に接続する2個の整流子20dを通して、接続点c12から接続点c22方向に接続点c24まで、接続点c28から接続点c18方向に接続点c16まで電流が流れる。これにより、接続点c12から図示反時計回りに接続点c24の間に形成されている渦巻状導体配線20cには反時計回りの電流が流れ、接続点c28から図示時計回りに接続点c16の間に形成されている渦巻状導体配線20cには時計回りの電流が流れる。
【0041】
なお、ブラシ51に対応する渦巻状導体配線20c、すなわち接続点c11、c12を持つ渦巻状導体配線20cと、接続点c15、c25を持つ渦巻状導体配線20cは、両接続点から同じ電位の電流が流れ、実質的に電流の流れない渦巻状導体配線20cとなる。
【0042】
上述のように、各渦巻状導体配線20cに電流が流れることによって、図示反時計回りの電流が流れる接続点c12から図示反時計回りに接続点c24の間に形成されている渦巻状導体配線20cに配置されるコア70は図示面側をN極に磁化される。また、図示時計回りの電流が流れる接続点c28から図示時計回りに接続点c16の間に形成されている渦巻状導体配線20cに備えるコア70は図示面側をS極に磁化される。
【0043】
ここで、磁石11の半導体装置20に対向する面の磁極がブラシ51a側にN極、51b側にS極となるように配置する。すなわち、図3(a)の図示磁極境界Lに対して右側にN極、左側にS極となるように配置されている。これにより、半導体装置20に対向する部位がN極に磁化されたコア70は、磁石11のS極と引き合い、N極と反発し、半導体装置20に対向する部位がS極に磁化されたコア70は、磁石11のN極と引き合い、S極と反発することで回転することができる。
【0044】
図3(b)は、図3(a)に対して回転子40が角度θ回転した図である。なお上述したように、図3(b)は便宜的に、本来回転しない磁石11、12とブラシ51、52を相対的に回転させて描いている。図3(b)ではブラシ51は整流子20dの1個に接し、図示反時計回りの電流が流れる接続点c11から図示反時計回りに接続点c24の間に形成されている渦巻状導体配線20cに配置されるコア70は図示面側をN極に磁化される。また、図示時計回りの電流が流れる接続点c28から図示時計回りに接続点c15の間に形成されている渦巻状導体配線20cに備えるコア70は図示面側をS極に磁化される。そして、上述同様に、半導体装置20に対向する部位がN極に磁化されたコア70は、磁石11のS極と引き合い、N極と反発し、半導体装置20に対向する部位がS極に磁化されたコア70は、磁石11のN極と引き合い、S極と反発することで回転する。このように、図3(a)の状態と図3(b)の状態を繰り返すことで図示θ方向の回転子40の連続した回転が得られる。もちろん、上述における直流電源の電位を逆にすることで、上述の回転とは逆方向の回転を得ることができる。
【0045】
このように構成されたモーター100は、半導体装置20の回転平面である第1の面20a、および第2の面20bに整流子20dを形成することで、基板61、62にブラシ51、52を備えるだけで、容易に渦巻状導体配線20cに流す電流の方向を変えることが可能となり、単純な構造のブラシDCモーターを得ることができる。更に、半導体装置に所定の回路を備えることにより、モーター100を装置に装備することが容易になる。
【0046】
上述の実施形態に係るモーター100では、半導体装置20の第1の面20aと第2の面20bの両面に渦巻状導体配線20cと整流子20dを形成し、ブラシ51、52を半導体装置20の両面に形成した整流子20dに対応して両面側に配置した。しかし、例示の実施形態には限定されず、半導体装置20の第1の面20aまたは第2の面20bのどちらか一方の面に渦巻状導体配線20cと整流子20dを形成しても良く、半導体装置20の一方の面に形成した整流子20dに対応した側にブラシを配置する。
【0047】
(第2実施形態)
第2実施形態として、第1実施形態における半導体装置20を複数の半導体素子を積層した形態を説明する。なお、本実施形態の説明では、第1実施形態と同じ内容の説明記載は省略する。
【0048】
図4(a)は、本実施形態に係る半導体装置21の渦巻状導体配線21c部周辺を示す部分平面図、(b)は(a)E−E´部断面図である。図4(b)に示すように半導体装置21は複数の半導体素子21A、21B、21C、21Dを積層して形成されている。この半導体装置21において、渦巻状導体配線21cは、半導体装置21の第1の面21aと第2の面21b、および半導体素子21Aと21B、21Bと21C、21Cと21Dの接合部に備えている。半導体素子21Aと21B、21Bと21C、21Cと21Dの接合部に備える渦巻状導体配線21cは、この場合、接合面のどちらの半導体素子に形成されても良い。
【0049】
ブラシ51、52に接する整流子21dは、第1の面21aおよび第2の面21bに形成され、図示されない半導体素子内部配線によって渦巻状導体配線21cと電気的に接続されている。また、コア70は半導体装置21の半導体素子21A、21B、21C、21Dそれぞれに形成された貫通孔によって形成される貫通孔21kに挿通され、固定されている。
【0050】
図5に、各半導体素子21A、21B、21C、21Dに形成されている渦巻状導体配線21cを模式図的に斜視図で示す。図5に示すように、渦巻状導体配線21cは半導体装置21の第1の面21aと第2の面21b、および半導体素子21Aと21B、21Bと21C、21Cと21Dの接合部に備えている。そして、それぞれの渦巻状導体配線21cの各端子c1、およびc2が、接続配線21f、21g、21h、21jにより接続されている。本例において、接続配線21f、21g、21h、21jは、図4(b)に示すように、接続配線21f、21gは半導体素子21A、21Bを貫通し半導体素子21Bと21C間に形成された渦巻状導体配線21cへ繋がり、接続配線21h、21jは半導体素子21Dを貫通し半導体素子21Cと21D間に形成された渦巻状導体配線21cへ繋がっている。
【0051】
このように半導体装置20に形成された渦巻状導体配線21cは、コア70に対して配線数、いわゆる巻線数を多くしたコイルが形成され、コア70に高い磁束密度の磁力線を発生させることが可能となり、従って、出力トルクの大きいモーターを得ることができる。
【0052】
本実施形態では、半導体装置20は4個の半導体素子21A、21B、21C、21Dにより構成されているが、これに限定されず、2枚以上の複数の半導体素子であれば良い。また、半導体素子間に形成される渦巻状導体配線21cは、半導体素子間の接合部の全てに配置される必要は無く、半導体素子間の接合部の少なくとも1以上、配置することが好ましい。
【0053】
更に、本実施形態では各渦巻状導体配線21cを接続する接続配線21f、21g、21h、21jの2系統を例示したが、これに限定されず1系統、例えば、接続配線21f、21gによって全ての渦巻状導体配線21cを接続しても良い。また、半導体装置20に形成される回路部は、半導体装置20を構成する半導体素子のいずれか1以上に形成されていれば良い。また、本実施形態では接続配線21f、21g、21h、21jは渦巻状導体配線21cの各端部を電気的に並列に接続する構成を例示したが、これに限定されず、直列に接続しても良い。また、直列に接続する場合でも、2系列あるいは1系列の配線にしても良い。
【0054】
(第1変形例)
上述の実施形態の変形例を図6により説明する。図6の(a)は本例のブラシと整流子の配置を示す平面図、(b)は(a)E−E´部の概略断面図、(c)は整流子と渦巻状導体配線との接続状態を示す模式図である。図6(a)に示すように、モーター200の半導体装置21には、外周側に第1整流子21dと、回転軸30側の内周側には第2整流子21eとを、複数備えている。第1整流子21dと第2整流子21eは、図6(c)に示すように半導体装置21の内部に形成された接続配線21fによって渦巻状導体配線21cと接続されている。
【0055】
ブラシ53、54は図6(b)に示すように、第1整流子21dと接触する第1端子53a、54aと、第2整流子21eと接触する第2端子53b、54bを備え、第1端子53a、54aと第2端子53b、54bとは接続部53c、54cによって電気的に繋がっている。また、ブラシ53、54は、基板63、64を介して図示しない外部の制御装置などに接続され電源が供給される。
【0056】
本例に示すブラシ53、54、および整流子21d、21eの構成とすることで、半導体装置21に形成された渦巻状導体配線21cへの電源の供給は、第1端子53a、54aと第2端子53b、54bの2点で接触させることで、整流子とブラシの接触不良による通電不良をより確実に回避することができ、安定した回転性能を有するモーター200を得ることができる。
【0057】
(第2変形例)
図7は、第1実施形態に係るモーター100において、コア70は半導体装置20に設けた貫通孔20eに挿通し、固定する構成に対して、半導体装置に設けた凹部にコアを配置する例を示す。なお、半導体装置におけるコア以外は、上述の実施形態と同じであるので説明は省略する。
【0058】
図7は、半導体装置22におけるコア71部の断面を示す部分断面図である。図7に示すように、半導体装置22の第1の面22aに、渦巻状導体配線22cが形成されている。この渦巻状導体配線22cの内側に凹部22dが形成され、凹部22dにコア71が挿入され、固定されている。
【0059】
本例のように、未貫通の凹部22dにコア71を配置することにより、半導体装置22に加工時間が長く、また強度低下を招く貫通孔を設けなくて、半導体装置22の第1の面22aに形成した渦巻状導体配線22cに流す電流による磁力線を発生させることができる。また、図7に示す本例では、第1の面22aに渦巻状導体配線22cと凹部22dに埋め込んだコア71の半導体装置22であるが、第2の面22b側にも、同様に凹部を形成し、コアを埋め込んでも良い。
【0060】
(第3変形例)
次に、上述の実施形態に係るモーター100および200に形成される渦巻状導体配線20c、21cの変形例について説明する。図8は、渦巻状導体配線の配線パターンを模式図的に例示する平面図である。図8(a)は渦巻きの基本パターンを四角形状とした渦巻状導体配線81、図8(b)は渦巻きの基本パターンを正多角形状とした渦巻状導体配線82を示す。図8に示すように、実施形態に係るモーター100、およびモーター200においては、渦巻状導体配線は円形状に限定されない。なお、図8に示す渦巻状導体配線81、82の内側に配置されるコア81a、82aの断面形状も、図示形状の図8(a)における四角形状、図8(b)における正多角形状に限定されず、性能による最適な形状を使用することができる。
【0061】
(第3実施形態)
図9は、本実施形態のモーター100を備えるロボットハンド1000の構成を示す図である。ロボットハンド1000は、基部1100と、基部1100に接続された指部1200とを備えている。基部1100と指部1200との接続部と、指部1200の間接部とには、モーター100が設けられている。モーター100が駆動することによって、指部1200が屈曲し、物体を把持することができる。超小型モーターであるモーター100を用いることによって、小型でありながら多数のモーターを備えるロボットハンドを実現することができる。
【0062】
(第4実施形態)
図10は、ロボットハンド1000を備えるロボット2000の構成を示す図である。ロボット2000は、本体部2100、アーム部2200およびロボットハンド1000等から構成されている。本体部2100は、例えば床、壁、天井、移動可能な台車の上などに固定される。アーム部2200は、本体部2100に対して可動に設けられており、本体部2100にはアーム部2200を回転させるための動力を発生させる図示しないアクチュエーターや、アクチュエーターを制御する制御部等が内蔵されている。
【0063】
アーム部2200は、第1フレーム2210、第2フレーム2220、第3フレーム2230、第4フレーム2240および第5フレーム2250から構成されている。第1フレーム2210は、回転屈折軸を介して、本体部2100に回転可能または屈折可能に接続されている。第2フレーム2220は、回転屈折軸を介して、第1フレーム2210および第3フレーム2230に接続されている。第3フレーム2230は、回転屈折軸を介して、第2フレーム2220および第4フレーム2240に接続されている。第4フレーム2240は、回転屈折軸を介して、第3フレーム2230および第5フレーム2250に接続されている。第5フレーム2250は、回転屈折軸を介して、第4フレーム2240に接続されている。アーム部2200は、制御部の制御によって、各フレーム2210〜2250が各回転屈折軸を中心に複合的に回転または屈折し動く。
【0064】
アーム部2200の第5フレーム2250のうち第4フレーム2240が設けられた他方には、ロボットハンド1000が取り付けられており、対象物を把持することができる。
ロボットハンド1000を用いることによって、汎用性が高く、複雑な電子機器の組み立て作業や検査等が可能なロボットを提供することができる。
【0065】
以上のように実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、モーター、ロボットハンドおよびロボットの構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【0066】
11,12…磁石、20…半導体装置、30…回転軸、40…回転子、51,52…ブラシ、61,62…基板、100…モーター。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
対向配置された基板に、回転可能に固定された回転軸と、
前記回転軸の回転中心に直交し、前記回転軸に固定される円柱状の半導体装置と、
前記基板に固定され、前記半導体装置の上底面のどちらか一方、もしくは両方に対向配置され、前記回転中心に対して円周方向にN極とS極とを交互に配置される磁石と、を備えるモーターであって、
前記半導体装置は、前記磁石に対向する前記半導体装置の第1の面または第2の面のどちらか一方の面、もしくは両方の面に、前記回転中心に対して円周状に配置された複数の渦巻状導体配線と、前記渦巻状導体配線内に配置されたコアと、前記渦巻状導体配線に流れる電流を制御する制御回路と、を備え、
前記基板に固定され、前記渦巻状導体配線の入力端部と電気的に接続される整流子に接触し、電力を供給する少なくとも1対のブラシと、を備える、
ことを特徴とするモーター。
【請求項2】
前記半導体装置は、前記回転軸方向に積層された複数の半導体素子により形成され、
前記半導体素子の接合部の少なくとも1以上の前記半導体素子の間に、素子間渦巻状導体配線が配置され、前記素子間渦巻状導体配線と前記渦巻状導体配線とは、電気的に接続され、
前記渦巻状導体配線および前記素子間渦巻状導体配線の配置面内に、前記コアが配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のモーター。
【請求項3】
前記コアは、前記半導体装置に設けた前記回転軸の軸方向の凹部、もしくは貫通孔に挿通、固定されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のモーター。
【請求項4】
前記渦巻状導体配線および前記素子間渦巻状導体配線と、前記コアと、は前記半導体装置の平面視において、略一致するように重なる、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のモーター。
【請求項5】
前記コアは、前記半導体装置の複数の前記半導体素子間において、一体の共通コアである、
ことを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載のモーター。
【請求項6】
前記コアは、前記半導体装置の平面視において、前記渦巻状導体配線を覆う鍔部を備える、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のモーター。
【請求項7】
請求項1から6のいずれか一項に記載のモーターを備えるロボットハンド。
【請求項8】
請求項7に記載のロボットハンドを備えるロボット。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2012−115076(P2012−115076A)
【公開日】平成24年6月14日(2012.6.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−263251(P2010−263251)
【出願日】平成22年11月26日(2010.11.26)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】