(57)【要約】【課題】駆動負荷に変動に対応した駆動と省電力化を可能とする電動機ユニットを提供する。【解決手段】第１のギヤ１２０を有する第１の電動機１００と、第２のギヤ２２０を有する第２の電動機２００を有し、第１のギヤ１２０と第２のギヤ２２０が連結ギヤ３０１と噛み合った構造を有する電動機ユニット３００において、第１のギヤ１２０と連結ギヤ３０１の間の第１の変速比を第２のギヤ２２０と連結ギヤ３０１の間の第２の変速比とは異なる値とする。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電動機と、
第２の電動機と、
前記第１の電動機の第１の出力部と前記第２の電動機の第２の出力部とを連結する連結部と、を備える電動機ユニットであって、
前記第１の出力部と前記連結部との間の第１の変速比と、前記第２の出力部と前記連結部との間の第２の変速比とが異なることを特徴とする電動機ユニット。
【請求項２】
前記第１の電動機は、
円柱形状を有し、外周面が周方向において等間隔に交互に異なる極に着磁された第１のマグネットを有する第１の回転子と、
前記第１のマグネットの外周面と所定の間隙を持って対向する第１の磁極部および第２の磁極部と、
前記第１の磁極部と前記第２の磁極部をそれぞれ所定の極に励磁する第１の励磁手段と、を有し、
前記第２の電動機は
円柱形状を有し、外周面が周方向において等間隔に交互に異なる極に着磁された第２のマグネットを有する第２の回転子と、
前記第２のマグネットの外周面と所定の間隙を持って対向する第３の磁極部および第４の磁極部と、
前記第３の磁極部と前記第４の磁極部をそれぞれ所定の極に励磁する第２の励磁手段と、を有し、
前記第１のマグネットの着磁幅の中心と、前記第１の回転子の中心軸と、前記着磁幅の中心と対向している前記第１の磁極部の中心とがなす第１の角度とし、
前記第１のマグネットの着磁幅の中心と、前記第１の回転子の中心軸と、前記着磁幅の中心と対向している前記第２の磁極部の中心とがなす第２の角度とし、
前記第２のマグネットの着磁幅の中心と、前記第２の回転子の中心軸と、前記着磁幅の中心と対向している前記第３の磁極部の中心とがなす第３の角度とし、
前記第２のマグネットの着磁幅の中心と、前記第２の回転子の中心軸と、前記着磁幅の中心と対向している前記第４の磁極部の中心とがなす第４の角度とし、
前記第１の角度と前記第３の角度との差を第１の角度差とし、前記第２の角度と前記第４の角度との差を第２の角度差としたときに、
前記連結部からの出力により被駆動部材を駆動する際に前記第１の角度差と前記第２の角度差が、前記被駆動部材の駆動領域内で相対的に負荷の大きい領域では前記連結部から出力されるトルクの落ち込みを抑制するトルク平準化角度差となり、前記駆動領域内で相対的に負荷の小さい領域では前記第１の励磁手段と前記第２の励磁手段に流す電流の振幅を抑制する電流平準化角度差となることを特徴とする請求項１に記載の電動機ユニット。
【請求項３】
前記第１の電動機は、
円柱形状を有し、外周面が周方向において等間隔に交互に異なる極に着磁された第１のマグネットを有する第１の回転子と、
前記第１のマグネットの外周面と所定の間隙を持って対向する第１の磁極部および第２の磁極部と、
前記第１の磁極部と前記第２の磁極部をそれぞれ所定の極に励磁する第１の励磁手段と、を有し、
前記第２の電動機は
円柱形状を有し、外周面が周方向において等間隔に交互に異なる極に着磁された第２のマグネットを有する第２の回転子と、
前記第２のマグネットの外周面と所定の間隙を持って対向する第３の磁極部および第４の磁極部と、
前記第３の磁極部と前記第４の磁極部をそれぞれ所定の極に励磁する第２の励磁手段と、を有し、
前記第１のマグネットの着磁幅の中心と、前記第１の回転子の中心軸と、前記着磁幅の中心と対向している前記第１の磁極部の中心とがなす第１の角度とし、
前記第１のマグネットの着磁幅の中心と、前記第１の回転子の中心軸と、前記着磁幅の中心と対向している前記第２の磁極部の中心とがなす第２の角度とし、
前記第２のマグネットの着磁幅の中心と、前記第２の回転子の中心軸と、前記着磁幅の中心と対向している前記第３の磁極部の中心とがなす第３の角度とし、
前記第２のマグネットの着磁幅の中心と、前記第２の回転子の中心軸と、前記着磁幅の中心と対向している前記第４の磁極部の中心とがなす第４の角度とし、
前記第１の角度と前記第３の角度との差を第１の角度差とし、前記第２の角度と前記第４の角度との差を第２の角度差としたときに、
前記連結部からの出力により被駆動部材を駆動する際に前記第１の角度差と前記第２の角度差が、前記被駆動部材の駆動領域内で相対的に負荷の小さい領域では前記連結部から出力されるトルクの落ち込みを抑制するトルク平準化角度差となり、前記駆動領域内で相対的に負荷の大きい領域では前記第１の励磁手段と前記第２の励磁手段に流す電流の振幅を抑制する電流平準化角度差となることを特徴とする請求項１に記載の電動機ユニット。
【請求項４】
前記第１の出力部は、第１の歯数の第１のギヤを有し、
前記第２の出力部は、第２の歯数の第２のギヤを有し、
前記連結部は、前記第１のギヤおよび前記第２のギヤと噛み合う第３の歯数の連結ギヤを有し、
前記駆動領域内に相対的に負荷の大きい複数の領域が存在し、
前記第１の角度差と前記第２の角度差が前記トルク平準化角度差または前記電流平準化角度差となるように前記第１の歯数、前記第２の歯数および前記第３の歯数が設定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電動機ユニット。
【請求項５】
前記第１の歯数をＺ１、前記第２の歯数をＺ２、前記第３の歯数をＺ３、前記第１のマグネットと前記第２のマグネットの極数をＭｇ、前記相対的に負荷の大きい１つの領域から隣接する別の領域に到達するまでの前記連結ギヤの回転回数をＮ３、トルク平準化の状態となる回転周期を電気角でＴｅとして、
Ｚ１＜Ｚ２、且つ、Ｎ３＝Ｔｅ／［１８０×Ｍｇ×Ｚ３×（１／Ｚ１−１／Ｚ２）］、の関係が成り立つことを特徴とする請求項４に記載の電動機ユニット。
【請求項６】
前記第１の歯数をＺ１、前記第２の歯数をＺ２、前記第３の歯数をＺ３、前記第１のマグネットと前記第２のマグネットの極数をＭｇ、前記相対的に負荷の大きい１つの領域から隣接する別の領域に到達するまでの前記連結ギヤの回転回数をＮ３、電流平準化の状態となる回転周期を電気角でＡｅとして、
Ｚ１＜Ｚ２、且つ、Ｎ３＝Ａｅ／［１８０×Ｍｇ×Ｚ３×（１／Ｚ１−１／Ｚ２）］、の関係が成り立つことを特徴とする請求項４に記載の電動機ユニット。
【請求項７】
前記第１の歯数と前記第３の歯数は同じであり、前記第１の歯数と前記第２の歯数の差が１であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の電動機ユニット。
【請求項８】
請求項２乃至７のいずれか１項に記載の電動機ユニットと、
前記電動機ユニットの前記連結部と係合し、前記連結部の回転によって駆動される被駆動部材と、を備える機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電動機を連結させて構成される電動機ユニットと、電動機ユニットを備える機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータは、小型、高トルク、高寿命等の特徴を有し、開ループ制御で容易にデジタル的な位置決め動作を実現することができるため、カメラや光ディスク装置等の情報家電、プリンタやプロジェクタ等のＯＡ機器等に広く利用されている。しかし、ステッピングモータには、高速回転時や高負荷時に高速回転を行おうとした場合に、脱調が発生してしまうという問題や、ブラシレスモータやＤＣモータに比べて効率が低いという問題がある。
【０００３】
この問題を解決する技術として、ステッピングモータに回転子の位置を検出する機能を有するエンコーダを取り付け、回転子の位置に合わせて通電を切り替える方法（所謂、ブラシレスＤＣモータの動作）により脱調を防ぐ方法が知られている。例えば、特許文献１には、複数のホールＩＣを備えた複数のブラシレスＤＣモータにおいて、ホールＩＣからの回転位置検出の信号に基づいて、複数のブラシレスＤＣモータを同期させて駆動する制御方法が開示されている。この制御方法は、回転子と固定子が電気角で所望の位相差分だけずれた状態になるように固定子に対する電力の入出力状態を制御することによって、回転機のトルクの落ち込みやコギングトルクを低減させることを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７３２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電動機により駆動部品が駆動（移動）する駆動領域内での負荷が一定ではない場合、つまり、駆動領域内に相対的に負荷の異なる領域が存在する場合がある。その場合に上記従来技術のように駆動領域内で均一的にトルクの落ち込みを抑制すると、負荷の小さい領域ではトルクの落ち込みを抑制する効果が発揮されず、負荷の大きい領域では電動機に印加される電流が増大されるために消費電力が大きくなってしまう。
【０００６】
本発明は、駆動負荷の変動に対応した駆動と省電力化を可能とする電動機ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電動機ユニットは、第１の電動機と、第２の電動機と、前記第１の電動機の第１の出力部と前記第２の電動機の第２の出力部とを連結する連結部と、を備える電動機ユニットであって、前記第１の出力部と前記連結部との間の第１の変速比と、前記第２の出力部と前記連結部との間の第２の変速比とが異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、駆動負荷の変動に対応した駆動と省電力化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電動機ユニットの基本構成を説明する図である。
【図２】電動機での磁極部とマグネットの位置関係を表す図である。
【図３】電動機（図２）でのトルクと回転子の回転角度との関係を表す図である。
【図４】電動機ユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図５】電動機ユニットの第１の正面図である。
【図６】電動機ユニット（図５）でのトルクと回転子の回転角度との関係を表す図である。
【図７】電動機ユニット（図５）での電流波形と回転子の回転角度との関係を表す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る電動機ユニットの第２の正面図である。
【図９】電動機ユニット（図８）でのトルクと回転子の回転角度との関係を表す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る電動機ユニットの第３の正面図である。
【図１１】電動機ユニット（図１０）での電流波形と回転子の回転角度との関係を表す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る電動機ユニットの第４の正面図である。
【図１３】電動機ユニット（図１２）でのトルク平準化効果率を説明する図である。
【図１４】ミラー駆動ユニットのミラーダウン状態を説明する図である。
【図１５】ミラー駆動ユニットのミラーアップ状態を説明する図である。
【図１６】電動機ユニットの出力軸の構造を示す側面図である。
【図１７】ミラーダウン状態でのミラー駆動ユニットの側面図である。
【図１８】ミラーアップ状態でのミラー駆動ユニットの側面図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る電動機ユニットの出力軸の構造とトルク平準化効果率との関係を説明する図である。
【図２０】本発明の実施形態に係る電動機ユニットでの各ギヤの回転回数の関係を説明する図である。
【図２１】本発明の実施形態に係る電動機ユニットの出力軸の構造と電流平準化効果率との関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。最初に、電動機（所謂、モータ）の駆動原理について説明する。
【００１１】
図１は、電動機ユニットの基本構成を説明する図である。電動機ユニットは、電動機１、制御回路１３及び駆動回路１４を備える。電動機１は、マグネット２を有する回転子３、第１のコイル４、第２のコイル５、第１のヨーク６、第２のヨーク７、第１の磁気センサ８、第２の磁気センサ９、第３の磁気センサ１０、第４の磁気センサ１１及び電動機カバー１２を有する。なお、図１では、説明の便宜上、電動機１の一部の部品を破断させて示している。
【００１２】
マグネット２は、略円柱形状を有し、外周面が周方向において略等間隔に交互に異なる極（Ｓ極、Ｎ極）に着磁された構造を有する。ここでは、後述するように、マグネット２として、外周面が８極に着磁されているものを取り上げるが、着磁数はこれに限られず、４極や１２極等であってもよい。回転子３は、マグネット２の中心軸に同軸に固定された円柱形状の出力軸（出力部）を有する。
【００１３】
第１のコイル４は、マグネット２の軸方向の一端に配置されている。第１のヨーク６は、軟磁性材料で形成されており、マグネット２の外周面に対して所定の間隙を持って対向するように配置されている。第１のヨーク６は、円環状の本体部から軸方向に延出し、周方向に所定の間隔で配置される複数の第１の磁極部６ａを有する。第１の磁極部６ａは、第１のコイル４への通電によって励磁される。なお、第１のコイル４と、第１のヨーク６と、マグネット２において第１の磁極部６ａと対向する部分によって、第１のステータユニットが構成される。
【００１４】
第２のコイル５は、マグネット２の軸方向の他端（第１のコイル４が取り付けられている端の反対側の端）に配置されている。第２のヨーク７は、軟磁性材料で形成されており、マグネット２の外周面に対して所定の間隙を持って対向するように配置されている。第２のヨーク７は、円環状の本体部から軸方向に延出し、周方向に所定の間隔で配置される複数の第２の磁極部７ａを有する。第２の磁極部７ａは、第２のコイル５への通電によって励磁される。なお、第２のコイル５と、第２のヨーク７と、マグネット２において第２の磁極部７ａと対向する部分によって、第２のステータユニットが構成される。第１の磁極部６ａと第２の磁極部７ａに励磁される極（Ｎ極、Ｓ極）を切り替えることにより、回転子３に与えるトルクを調節することができる。
【００１５】
第１の磁気センサ８、第２の磁気センサ９、第３の磁気センサ１０及び第４の磁気センサ１１は、具体的にはホールＩＣであり、マグネット２の磁束を検出することにより回転子３の回転位置を検出する。これらの磁気センサは、電動機１の外装部材である電動機カバー１２に固定されている。電動機カバー１２は、第１の磁極部６ａと第２の磁極部７ａとがマグネット２の着磁位相に対して電気角で略９０度ずれて配置されるように、第１のヨーク６と第２のヨーク７を保持している。
【００１６】
なお、電気角とは、マグネット２の磁力の１周期を３６０度として表したものであり、回転子の極数をＭ、機械角をθ０とすると、電気角θは“θ＝θ０×Ｍ／２”で表される。８極に着磁されたマグネット２では、電気角９０度は機械角で２２．５度となる。
【００１７】
続いて、電動機１のフィードバック通電切換モードでの動作について、電気角を用いて説明する。図２（ａ），（ｂ）はそれぞれ、回転子３（マグネット２）の軸方向と直交する断面での第１の磁極部６ａ、第２の磁極部７ａ及びマグネット２の位置関係を表した図である。ここで、第１のコイル４に正方向の電流を流すと第１の磁極部６ａはＮ極に磁化され、第２のコイル５に正方向の電流を流すと第２の磁極部７ａはＮ極に磁化されるものとする。よって、第１のコイル４に負方向の電流を流すと第１の磁極部６ａはＳ極に磁化され、第２のコイル５に負方向の電流を流すと第２の磁極部７ａはＳ極に磁化される。
【００１８】
図２（ａ）は、マグネット２の着磁された極の中心から第１の磁極部６ａまでの距離と第２の磁極部７ａまでの距離とが同じとなる状態を示している。図２（ａ）の状態では、回転位相を保持する力は発生しているが、マグネット２のＳ極が第１の磁極部６ａと第２の磁極部７ａに引きつけられて釣り合った状態となっているため、回転駆動力は発生していない。
【００１９】
図２（ａ）の状態から第２の磁極部７ａをＳ極に切り換えて励磁すると、マグネット２が時計まわり方向へ回転して、図２（ｂ）に示す状態へ遷移する。図２（ｂ）の状態では、図２（ａ）に示す状態と同様に、回転位相を保持する力は発生しているが、回転駆動力は発生していない。つまり、マグネット２のＳ極が第１の磁極部６ａに引きつけられ、マグネット２のＮ極が第２のヨーク７の第２の磁極部７ａに引きつけられて釣り合った状態である。以降は順番に第１のコイル４と第２のコイル５の通電方向を切り換えて第１の磁極部６ａと第２の磁極部７ａの極性を切り換えることにより、回転子３を回転させていくことができる。
【００２０】
このような、回転駆動力が発生しないタイミングで第１の磁極部６ａと第２の磁極部７ａに励磁される極を切り換えることを「電気進角０度での通電切換」と規定する。また、これよりも早いタイミングで第１の磁極部６ａと第２の磁極部７ａに励磁される極を切り換えることを「電気進角γ度で磁極部の励磁切換」と規定する。
【００２１】
図３は、第１のコイル４と第２のコイル５への通電状態に応じて発生する電動機トルク（以下「トルク」と略す）と回転子３の回転角度との関係を表す図であり、縦軸にはトルクが取られ、横軸には電気角で回転子３の回転角度が取られている。波形Ｌ１は、第１のコイル４への通電方向が正方向で、第２のコイル５への通電方向が正方向の場合のトルクの変化を表している。波形Ｌ２は、第１のコイル４への通電方向が正方向で、第２のコイル５への通電方向が負方向の場合のトルクの変化を表している。波形Ｌ３は、第１のコイル４への通電方向が負方向で、第２のコイル５への通電方向が負方向の場合のトルクの変化を表している。波形Ｌ４は、第１のコイル４への通電方向が負方向で、第２のコイル５への通電方向が正方向の場合のトルクの変化を表している。
【００２２】
図３（ａ）は、電気進角０度の場合のトルクと回転角度の関係を示している。このようなタイミングで第１のコイル４と第２のコイル５の通電方向を切り換えていくと、通電方向を切り換える直前の位相は、太線と斜線部で示すようにトルクが小さくなっており、よって、電動機１の出力（回転駆動力）は大きくならない。図３（ｂ）は、電気進角４５度の場合のトルクと回転角度の関係を示している。この場合、第１のコイル４と第２のコイル５の通電方向を切り換えた際に発生するトルクは最大となる。図３（ｃ）は、電気進角９０度の場合のトルクと回転角度の関係を示している。このように、切換タイミングを早めて第１のコイル４と第２のコイル５の通電方向を切り換えた場合、太線と斜線部で示すように、結果として電気進角０度と同等の結果となり、大きなトルクを得ることができない。
【００２３】
電動機１では、第１のヨーク６及び第２のヨーク７に励磁される磁極を４つの磁気センサの出力信号に基づいて以下の通りに切り替えることにより、各コイルへの通電方向の切り替え時においても大きなトルクを得ることができる。即ち、図２に示した状態で回転子３を時計まわり方向に回転させる低進角駆動では、第１の磁気センサ８が、マグネット２のＳ極を検出した際に第１の磁極部６ａをＮ極に励磁し、マグネット２のＮ極を検出した際に第１の磁極部６ａをＳ極に励磁する。そして、第２の磁気センサ９が、マグネット２のＳ極を検出した際に第２の磁極部７ａをＳ極に励磁し、マグネット２のＮ極を検出した際に第２の磁極部７ａをＮ極に励磁する。
【００２４】
回転子３を時計まわり方向に回転させる高進角駆動では、第３の磁気センサ１０が、マグネット２のＳ極を検出した際に第１の磁極部６ａをＮ極に励磁し、マグネット２のＮ極を検出した際に第１の磁極部６ａをＳ極に励磁する。そして、第４の磁気センサ１１が、マグネット２のＳ極を検出した際に第２の磁極部７ａをＳ極に励磁し、マグネット２のＮ極を検出した際に第２の磁極部７ａをＮ極に励磁する。
【００２５】
回転子３を反時計まわり方向に回転させる低進角駆動では、第３の磁気センサ１０が、マグネット２のＳ極を検出した際に第１の磁極部６ａをＳ極に励磁し、マグネット２のＮ極を検出した際に第１の磁極部６ａをＮ極に励磁する。そして、第４の磁気センサ１１が、マグネット２のＳ極を検出した際に第２の磁極部７ａをＮ極に励磁し、マグネット２のＮ極を検出した際に第２の磁極部７ａをＳ極に励磁する。
【００２６】
回転子３を反時計まわり方向に回転させる高進角駆動では、第１の磁気センサ８が、マグネット２のＳ極を検出した際に第１の磁極部６ａをＳ極に励磁し、マグネット２のＮ極を検出した際に第１の磁極部６ａをＮ極に励磁する。そして、第２の磁気センサ９が、マグネット２のＳ極を検出した際に第２の磁極部７ａをＮ極に励磁し、マグネット２のＮ極を検出した際に第２の磁極部７ａをＳ極に励磁する。
【００２７】
回転子３を時計まわり方向に回転させる際の電気進角と磁気センサの位置との関係は以下の通りである。即ち、第１の磁気センサ８の出力に基づいて第１の磁極部６ａに励磁される極を切り換える際に、回転子３の回転位置に対する第１の磁極部６ａの励磁切換タイミングが電気進角０度から４５度の間になるように第１の磁気センサ８は配置されている。第２の磁気センサ９の出力に基づいて第２の磁極部７ａに励磁される極を切り換える際に、回転子３の回転位置に対する第２の磁極部７ａの励磁切換タイミングが電気進角０度から４５度の間になるように第２の磁気センサは配置されている。第３の磁気センサ１０の出力に基づいて第１の磁極部６ａに励磁される極を切り換える際に、回転子３の回転位置に対する第１の磁極部６ａの励磁切換タイミングが電気進角４５度から９０度の間になるように第３の磁気センサ１０は配置されている。第４の磁気センサ１１の出力に基づいて第２の磁極部７ａに励磁される極を切り換える際に、回転子３の回転位置に対する第２の磁極部７ａの励磁切換タイミングが電気進角４５度から９０度の間になるように第４の磁気センサ１１は配置されている。
【００２８】
回転子３を反時計まわり方向に回転させる際の電気進角と磁気センサの位置との関係は以下の通りである。即ち、第１の磁気センサ８の出力に基づいて第１の磁極部６ａに励磁される極を切り換える際に、回転子３の回転位置に対する第１の磁極部６ａの励磁切換タイミングが電気進角４５度から９０度の間になるように第１の磁気センサ８は配置されている。第２の磁気センサ９の出力に基づいて第２の磁極部７ａに励磁される極を切り換える際に、回転子３の回転位置に対する第２の磁極部７ａの励磁切換タイミングが電気進角４５度から９０度の間になるように第２の磁気センサ９は配置されている。第３の磁気センサ１０の出力に基づいて第１の磁極部６ａに励磁される極を切り換える際に、回転子３の回転位置に対する第１の磁極部６ａの励磁切換タイミングが電気進角０度から４５度の間になるように第３の磁気センサ１０は配置されている。第４の磁気センサ１１の出力に基づいて第２の磁極部７ａに励磁される極を切り換えるときは、回転子３の回転位置に対する第２の磁極部７ａの励磁切換タイミングが電気進角０度から４５度の間になるように第４の磁気センサ１１が配置されている。
【００２９】
＜第１実施形態＞
次に、複数（ここでは２つ）の電動機１の出力部を連結させた電動機ユニットの構成について説明する。図４は、電動機ユニット３００の概略構成を示す斜視図である。電動機ユニット３００は、第１の電動機１００、第１のギヤ１２０（第１の出力部）、第２の電動機２００、第２のギヤ２２０（第２の出力部）、固定部材５０、連結ギヤ３０１（連結部）及び出力軸３０２を備える。
【００３０】
第１の電動機１００と第２の電動機２００の構成は、図１を参照して説明した電動機１と同じである。第１の電動機１００の各部については、電動機１の各部について付した符号に１００を加えた符号を付す。よって、第１の電動機１００は、第１のマグネット１０２を有する第１の回転子１０３、第１のコイル１０４、第２のコイル１０５、第１のヨーク１０６及び第２のヨーク１０７を備える。同様に、第２の電動機２００の各部については、電動機１の各部について付した符号に２００を加えた符号を付す。よって、第２の電動機２００は、第２のマグネット２０２を有する第２の回転子２０３、第３のコイル２０４、第４のコイル２０５、第３のヨーク２０６及び第４のヨーク２０７を備える。
【００３１】
なお、図４では、第１の電動機１００と第２の電動機２００について、これら各部の符号を省略している。また、上記の通り、第１の電動機１００と第２の電動機２００の各部を区別するために、同等機能の要素についての「第Ｎの」（Ｎは自然数）の表記を通し番号としている。第１の電動機１００と第２の電動機２００は、電動機１と同様に４つの磁気センサを備えるが、以下の説明に用いないために定義を省略する。
【００３２】
第１の電動機１００と第２の電動機２００は、不図示の電動機カバーが固定部材５０に固定されることによって、固定部材５０に保持されている。第１のギヤ１２０は第１の回転子１０３に取り付けられ、第１の回転子１０３と一体的に回転する。第２のギヤ２２０は第２の回転子２０３に取り付けられ、第２の回転子２０３と一体的に回転する。第１のギヤ１２０と第２のギヤ２２０は連結ギヤ３０１と噛み合っている。こうして、第１の電動機１００の第１の回転子１０３と第２の電動機２００の第２の回転子２０３は、連結ギヤ３０１によって相対的な回転位相が固定されている。
【００３３】
なお、また、ここでは第１のギヤ１２０と第２のギヤ２２０の連結に連結ギヤ３０１を用いているが、相対的な回転位相を固定することができるものであれば、連結ギヤ３０１に限らず、ベルト等の他の手段を用いてもよい。
【００３４】
出力軸３０２は、連結ギヤ３０１に同軸に固定されており、連結ギヤ３０１と出力軸３０２は電動機ユニット３００の出力部を構成している。第１のギヤ１２０（第１の回転子１０３）と第２のギヤ２２０（第２の回転子２０３）を同方向に回転させることにより、第１のギヤ１２０の回転方向の逆方向に連結ギヤ３０１と出力軸３０２を一体的に回転させることができる。このことは、出力軸３０２は、第１の電動機１００と第２の電動機２００の出力を足し合わせて出力可能であることを示している。
【００３５】
図５は、電動機ユニット３００の第１の正面図（出力軸方向において図４に示す矢印Ｇ方向から見た図）である。なお、図５に示した通りに固定された回転位相を有し、且つ、第１のギヤ１２０、第２のギヤ２２０及び連結ギヤ３０１の各歯数が同じ構成は、本発明の実施形態ではなく、本発明に対する比較例である。
【００３６】
第１のヨーク１０６の磁極部を第１の磁極部１０６ａ、第２のヨーク１０７の磁極部を第２の磁極部１０７ａと規定する。図５に示すように、第１のマグネット１０２の着磁幅の中心を中心１０２ａ、中心１０２ａと対向している第１の磁極部１０６ａの中心を中心１０６ａａ、中心１０２ａと対向している第２の磁極部１０７ａの中心を中心１０７ａａと定める。また、第１の回転子１０３の中心軸を中心１０３ａと定める。そして、中心１０２ａ，中心１０３ａ，中心１０６ａａにより形成される角度を第１の角度Ｃ１と定め、中心１０２ａ，中心１０３ａ，中心１０７ａａにより形成される角度を第２の角度Ｃ２と定める。
【００３７】
第３のヨーク２０６の磁極部を第３の磁極部２０６ａ、第４のヨーク２０７の磁極部を第４の磁極部２０７ａと規定する。第２のマグネット２０２の着磁幅の中心を中心２０２ａ、中心２０２ａと対向している第３の磁極部２０６ａの中心を中心２０６ａａ、中心２０２ａと対向している第４の磁極部２０７ａの中心を中心２０７ａａと定める。また、第２の回転子２０３の中心軸を中心２０３ａと定める。そして、中心２０２ａ，中心２０３ａ，中心２０６ａａにより形成される角度を第３の角度Ｃ３と定め、中心２０２ａ，中心２０３ａ，中心２０７ａａにより形成される角度を第４の角度Ｃ４と定める。
【００３８】
第１の角度Ｃ１と第３の角度Ｃ３の角度差が０度となる場合に、「第１の角度差が０度になる」と定める。また、第２の角度Ｃ２と第４の角度Ｃ４の角度差が０度となる場合に、「第２の角度差が０度になる」と定める。この状態は、連結ギヤ３０１により、第１のマグネット１０２と第２のマグネット２０２の着磁位相が等しくなるように第１の回転子１０３と第２の回転子２０３が連結された状態（回転角度が同期した状態）である。
【００３９】
図６は、電動機ユニット３００（図５に示す状態で回転位相が固定されたもの）における、トルクと第１の回転子１０３と第２の回転子２０３の回転角度との関係を表す図である。なお、横軸の回転角度は電気角で表されており、縦軸のトルクは１つの電動機のトルク最大値を１．４として正規化して示されている。
【００４０】
第１の電動機１００のトルク波形Ｔ１と第２の電動機２００のトルク波形Ｔ２が連結ギヤ３０１で足し合わされることにより電動機ユニット３００のトルク（合成トルク波形Ｔ３）が得られる。合成トルク波形Ｔ３での最大値は、１つの電動機のトルクの最大値の２倍となる。合成トルク波形Ｔ３において、合成トルクの低い回転角度を「トルク落ち込み位置Ｔｒ３」と規定する。
【００４１】
第１の電動機１００と第２の電動機２００のトルク落ち込み位置でのトルクの大きさは共に０．５５である。合成トルク波形Ｔ３でのトルク落ち込み量は、第１の電動機１００のトルク落ち込みと第２の電動機２００のトルク落ち込みの２倍、つまり、１．１となっている。電動機ユニット３００により駆動される被駆動部材（不図示）の駆動領域内（詳細は後述する）の負荷に対して合成トルクが不足してしまうと、電動機ユニット３００が回転しない等の不具合が生じる。
【００４２】
図７は、電動機ユニット３００（図５に示す状態で回転位相が固定されたもの）における電流波形と第１の回転子１０３と第２の回転子２０３の回転角度との関係を表す図である。なお、横軸の回転角度は電気角で表されており、縦軸の電流値は１つの電動機の最大電流値を２００ｍＡとして正規化して示されている。
【００４３】
第１の電動機１００の第１の回転子１０３と第２の電動機２００の第２の回転子２０３の回転角度は同期しているため、第１の電動機１００の電流波形Ａ１と第２の電動機２００の電流波形Ａ２は同じ波形となる。電動機ユニット３００の電流波形（以下「合成電流波形」という）Ａ３は、電流波形Ａ１，Ａ２を足し合わせたものとなる（図７において合成電流波形Ａ３は電流波形Ａ１，Ａ２の合成波形として示されている）。
【００４４】
電流波形Ａ１が最大値を取る位置ＡＭ１と電流波形Ａ２が最大値を取る位置ＡＭ２は一致しており、合成電流波形Ａ３において電流値が最大となる位置ＡＭ３も、これらの位置ＡＭ１，ＡＭ２と一致する。合成電流波形Ａ３での電流値の最大値は、電流波形Ａ１，Ａ２の最大値の２倍の４００ｍＡとなる。
【００４５】
次に、トルクの落ち込みを抑制するための構成について説明する。図８は、電動機ユニット３００Ａの第２の正面図（出力軸方向において図４に示す矢印Ｇ方向から見た図）である。
【００４６】
図８中の中心１０２ａ、中心１０３ａ、中心１０６ａａ及び第１の角度Ｃ１の規定は、図５の説明に準ずるため説明を省略する。また、中心２０２ａ、中心２０３ａ、中心２０６ａａ及び第３の角度Ｃ３の規定も、図５の説明に準ずるため説明を省略する。図８では、第１の角度Ｃ１と第３の角度Ｃ３の角度差である第１の角度差は電気角で２２．５度となっている。
【００４７】
図８中の中心１０２ａ、中心１０３ａ、中心１０７ａａ及び第２の角度Ｃ２の規定は、図５の説明に準ずるため説明を省略する。また、中心２０２ａ、中心２０３ａ、２０７ａａ及び第４の角度Ｃ４の規定も、図５の説明に準ずるため説明を省略する。図８では、第２の角度Ｃ２と第４の角度Ｃ４の角度差である第２の角度差は、第１の角度差と同じく電気角で２２．５度となっている。
【００４８】
図８の構成では、第１の角度差と第２の角度差が、図６においてトルクが落ち込む電気角の間隔Ｔｅ（４５度）の半分（Ｔｅ／２＝２２．５度）となるように、相対的な回転方向における回転角度（回転位相）が固定されている。換言すれば、図８の構成は、回転角度が同期している図５の構成から時計まわり方向に第２の回転子２０３のみを電気角で２２．５度回転させた状態で、第２のギヤ２２０が連結ギヤ３０１に連結された構成を表している。
【００４９】
図９は、電動機ユニット３００Ａにおける、トルクと第１の回転子１０３と第２の回転子２０３の回転角度との関係を表す図である。なお、横軸の回転角度は電気角で表されており、縦軸のトルクは１つの電動機のトルク最大値を１．４として正規化して示されている。
【００５０】
第１の電動機１００のトルク波形Ｔ１と第２の電動機２００のトルク波形Ｔ２の角度関係は、電気角で２２．５（＝Ｔｅ／２）度だけずれている。これらのトルク波形Ｔ１，Ｔ２が連結ギヤ３０１で合成されることにより、出力軸３０２の合成トルク波形Ｔ４が得られる。トルク波形Ｔ１のトルク落ち込み位置Ｔｒ１と第２の電動機２００のトルク波形Ｔ２のトルク落ち込み位置Ｔｒ２も、電気角で２２．５（＝Ｔｅ／２）度だけずれている。
【００５１】
ここで、トルク波形Ｔ１の落ち込み位置Ｔｒ１は電気角が０度のときであり、その場合のトルクは０．５５となる。一方、トルク波形Ｔ２の落ち込み位置Ｔｒ２は電気角が２２．５度のときであり、トルク波形Ｔ１の落ち込み位置Ｔｒ１での第２の電動機２００のトルクは１．２５となっている。このように、トルク波形Ｔ１，Ｔ２の落ち込み位置Ｔｒ１，Ｔｒ２がずれることにより、トルクの小さい回転位置（Ｔｒ１，Ｔｒ２）とトルクの大きい回転位置（Ｔｍ１，Ｔｍ２）とが重なる合成トルク波形Ｔ４ではトルクの落ち込み量が低減される。
【００５２】
第１の角度差と第２の角度差が電気角２２．５度（＝Ｔｅ／２）の状態での合成トルクの落ち込み位置Ｔｒ４のトルクは１．８となっており、回転角度が同期した図５の構成での合成トルクの落ち込み位置Ｔｒ３でのトルクの１．１より大きい。つまり、図５の構成でトルクの落ち込み位置Ｔｒ３から出力軸３０２の回転を開始した場合には、負荷が１．１よりも大きいと出力軸３０２は回転することができない。これに対して、図８の構成では、トルクの落ち込み位置Ｔｒ４から出力軸３０２の回転を開始した場合、負荷が１．８未満であれば出力軸３０２を回転させることができる。こうして、トルク不足が原因で出力軸３０２が回転しないという不具合の発生を低減させて、トルクを平準化させることができる角度差（Ｔｅ／２）を、「トルク平準化角度差」と称呼する。
【００５３】
次に、電流波形の振幅を抑制するための構成について説明する。図１０は、電動機ユニット３００Ｂの第３の正面図（出力軸方向において図４に示す矢印Ｇ方向から見た図）である。図１０中の中心１０２ａ、中心１０３ａ、中心１０６ａａ及び第１の角度Ｃ１の規定は、図５の説明に準ずるため説明を省略する。また、中心２０２ａ、中心２０３ａ、中心２０６ａａ及び第３の角度Ｃ３の規定も、図５の説明に準ずるため説明を省略する。図１０では、第１の角度Ｃ１と第３の角度Ｃ３の角度差である第１の角度差は電気角で９０度となっている。
【００５４】
図１０中の中心１０２ａ、中心１０３ａ、中心１０７ａａ及び第２の角度Ｃ２の規定は、図５の説明に準ずるため説明を省略する。また、中心２０２ａ、中心２０３ａ、２０７ａａ及び第４の角度Ｃ４の規定も、図５の説明に準ずるため説明を省略する。図８では、第２の角度Ｃ２と第４の角度Ｃ４の角度差である第２の角度差は、第１の角度差と同じく電気角で９０度となっている。
【００５５】
図１０の構成では、第１の角度差と第２の角度差が、図７において合成電流波形Ａ３が最大値となる電気角の間隔Ａｅ（１８０度）の半分（Ｔｅ／２＝９０度）となるように、相対的な回転方向における回転角度（回転位相）が固定されている。換言すれば、図１０の構成は、回転角度が同期している図５の状態から時計まわり方向に第２の回転子２０３のみを電気角で９０度回転させた状態で、第２のギヤ２２０が連結ギヤ３０１に連結された構成を表している。
【００５６】
図１１は、電動機ユニット３００Ｂにおける電流波形と第１の回転子１０３と第２の回転子２０３の回転角度との関係を表す図である。なお、横軸の回転角度は電気角で表されており、縦軸の電流値は１つの電動機の最大電流値を２００ｍＡとして正規化して示されている。
【００５７】
第１の電動機１００の電流波形Ａ１と第２の電動機２００の電流波形Ａ２は同じ波形であるが、位相が電気角で９０度（＝Ａｅ／２）ずれている。つまり、電流波形Ａ１で電流値が最大となる位置ＡＭ１と電流波形Ａ２で電流値が最大となる位置ＡＭ２とは、電気角でＡｅ／２度（９０度）ずれている。電流波形Ａ１，Ａ２それぞれでの電流の最大値は、前述の通り、２００ｍＡとなっている。
【００５８】
電動機ユニット３００Ｂの合成電流波形Ａ３は、電流波形Ａ１，Ａ２を足し合わせたものとなる。第１の電動機１００と第２の電動機２００の一方の電流が最大値（２００ｍＡ）となるときの他方の電流は７０ｍＡとなり、このとき、合成電流波形Ａ３は最大値の２７０ｍＡを取る。これらの位置は、電流波形Ａ１が最大値よりも小さい値を取る位置Ａｍ１、電流波形Ａ２が最大値よりも小さい値を取る位置Ａｍ２となっている。
【００５９】
回転角度を同期させた図５の構成で得られる図７での合成電流波形Ａ３の最大値は４００ｍＡであるから、第１の電動機１００と第２の電動機２００の電気角をＡｅ／２ずらして連結された図１０の構成とすることで、最大電流値が低減されていることがわかる。こうして、第１の電動機１００と第２の電動機２００に流す電流の最大値（電流波形の振幅）を低減させることができる角度差（Ａｅ／２）を、「電流平準化角度差」と称呼する。
【００６０】
次に、本発明の実施形態に係る、トルクの落ち込みを変速比によって抑制するための電動機ユニットの構成について説明する。図１２は、本発明の実施形態に係る電動機ユニット３００Ｃの第４の正面図（出力軸方向において図４に示す矢印Ｇ方向から見た図）である。図１２において、第１のギヤ１２０の歯数を４７、第２のギヤ２２０の歯数を４８、連結ギヤ３０１の歯数を４７とする。なお、図１２と後述の図２０については、各ギヤの歯数を簡略化して示しており、これらの図に示されたギヤの歯数は前述の歯数とは一致していない。
【００６１】
電動機ユニット３００Ｃには、第１のギヤ１２０と連結ギヤ３０１の間の第１の変速比（１：１）と、第２のギヤ２２０と連結ギヤ３０１の間の第２の変速比（４８：４７）がある。第１の変速比と第２の変速比は異なるため、電動機ユニット３００Ｃを駆動すると、第１の変速比と第２の変速比の差異により、連結ギヤ３０１によって第１の角度差と第２の角度差が変化してゆく。連結ギヤ３０１が反時計まわり方向に１回転する間に、第１のギヤ１２０は第１の変速比（１：１）により時計まわり方向に１回転し、第２のギヤ２２０は第２の変速比（４８：４７）により時計まわり方向に４７／４８回転する。そのため、連結ギヤ３０１が反時計まわり方向に１回転すると、第２のギヤ２２０は、第１のギヤ１２０に対して回転角度が同期している状態から時計まわり方向に１／４８回転遅れることになる。この第２のギヤ２２０の回転の遅れを機械角に置き換えると、３６０×（１／４８）＝７．５度となる。同様に、第２のギヤ２２０の回転の遅れを電気角に置き換えると、３６０×（１／４８）×４＝３０度となる。
【００６２】
第２のギヤ２２０は、回転角度が同期している状態から連結ギヤ３０１が１回転毎に、第１のギヤ１２０より電気角で３０度遅れる。よって、第２のギヤ２２０は、回転角度が同期している状態から連結ギヤ３０１が０．７５回転すると、第１のギヤ１２０より電気角で２２．５度遅れることとなる。つまり、第１の角度差と第２の角度差が、前述したトルク平準化角度差の電気角（２２．５度）となる。第２のギヤ２２０は、回転角度が同期している状態から連結ギヤ３０１が３回転すると、第１のギヤ１２０より電気角で９０度遅れることとなる。つまり、第１の角度差と第２の角度差が、前述の電流平準化角度差の電気角（９０度）となる。
【００６３】
図１３（ａ）は、電動機ユニット３００Ｃにおける第１の角度差と第２の角度差を電気角で０度から３６０度まで変化させた場合におけるトルク平準化効果率を示す図である。トルク平準化効果率は、回転角度が同期した時点でのトルク落ち込み量（１．１）からの増加割合を百分率（％）で表したものであり、図１３（ａ）にトルク平準化曲線としてプロットされている。
【００６４】
第１の回転子１０３と第２の回転子２０３の回転角度が同期して、トルク落ち込み量が１．１となっている状態（Ｔ１００）でのトルク平準化効果率は０％である。第１の角度差と第２の角度差が０度から２２．５度へ変化するとトルクの落ち込み量は１．８となり、この場合のトルク平準化効果率は６４％となる。第１の角度差と第２の角度差が２２．５度、６７．５度、１１２．５度、１５７．５度、２０２．５度、２４７．５度、２９２．５度、３３７．５度の状態（Ｔ２００）がトルク平準化角度差となっており、トルク平準化の効果が最大となる。
【００６５】
図１３（ｂ）は、電動機ユニット３００Ｃにおける第１の角度差と第２の角度差を電気角で０度から３６０度まで変化させた場合における電流平準化効果率を示す図である。電流平準化効果率は、回転角度が同期した時点での電流波形の最大値（４００ｍＡ）からの削減割合を百分率（％）で表したものであり、図１３（ｂ）に電流平準化曲線としてプロットされている。
【００６６】
第１の回転子１０３と第２の回転子２０３の回転角度が同期して、電流波形の最大値が４００ｍＡとなっている状態（Ａ１００）での電流平準化効果率は０％である。第１の角度差と第２の角度差が０度から９０度へ変化すると、電流波形の最大値は２７０ｍＡとなり、電流平準化効果率は３２．５％となる。第１の角度差と第２の角度差が９０度、２７０度の状態（Ａ２００）が電流平準化角度差となっており、電流平準化の効果が最大となる。
【００６７】
次に、２つの電動機を有する電動機ユニットを用いたミラー駆動ユニットについて説明する。図１４は、ミラー駆動ユニットのミラーダウン状態を説明する図である。具体的には、図１４（ａ）はミラー駆動ユニットの全体構成を示す斜視図である。図１４（ｂ）はミラー駆動ユニットの全体構成を示す側面図である。図１４（ｃ）は、図１４（ｂ）とは異なる方向から見た、ミラー駆動ユニットの部分的な側面図である。図１５は、ミラー駆動ユニットのミラーアップ状態を説明する図であり、図１５（ａ）はミラー駆動ユニットの全体構成を示す斜視図であり、図１５（ｂ）はミラー駆動ユニットの全体構成を示す側面図である。
【００６８】
ミラー駆動ユニットは、電動機ユニット３００Ｃと、電動機ユニット３００Ｃにより駆動されるミラーユニット４００を備える。ミラーユニット４００は、第１の駆動部４０１、ミラー付勢バネ４０２、係合ピン４０３、第２の駆動部４０４、ミラーダウン付勢バネ４０５、主ミラーユニット４０６及びサブミラーユニット４０７を備える。
【００６９】
主ミラーユニット４０６は、主ミラーヒンジ４０６ａを有し、不図示のミラーボックスに回動可能に取り付けられている。また、主ミラーユニット４０６はサブミラーヒンジ軸４０７ａを有し、サブミラーユニット４０７はサブミラーヒンジ軸４０７ａに回動可能に取り付けられている。更に主ミラーユニット４０６は、主ミラーヒンジ４０６ａの同軸上にミラー駆動シャフト４０６ｂを有している。
【００７０】
第１の駆動部４０１は、図１７及び図１８に示す案内棒４０１ａと固定端４０１ｂを有する。ミラー付勢バネ４０２は案内棒４０１ａに保持され、ミラー付勢バネ４０２の腕の一端は固定端４０１ｂに係止されている。第２の駆動部４０４は、案内棒４０４ａと固定端４０４ｂを有する。ミラーダウン付勢バネ４０５は案内棒４０４ａに保持され、ミラーダウン付勢バネ４０５の腕の一端は固定端４０４ｂに係止されている。また、第２の駆動部４０４は、嵌合部４０４ｄを有する。嵌合部４０４ｄは、第１の駆動部４０１に設けられた嵌合溝４０１ｃと摺動自在に嵌合している。第２の駆動部４０４は、回動中心４０４ｃまわりに第１の駆動部４０１に追従して回動する。
【００７１】
図１６は、出力軸３０２の構造を示す側面図であり、図１６（ａ），（ｂ）では出力軸３０２を見る方向が異なっている。連結ギヤ３０１は、出力軸３０２に対して、接着或いは圧入等の方法で固定されているが、これらに限定されるものではない。出力軸３０２は、金属軸に切削や転造等の方法を用いて形成されている。出力軸３０２には、ミラーユニット４００の第１の駆動部４０１に搭載された係合ピン４０３と係合し、出力軸３０２の回転に連動して第１の駆動部４０１を直進移動させる第１の係合溝３０２ａが設けられている。第１の係合溝３０２ａは、第１の駆動部４０１を直進移動させるための所定のリード角を有している。
【００７２】
また、出力軸３０２の第１の係合溝３０２ａの下部（連結ギヤ３０１側）には、第２の係合溝３０２ｂが第１の係合溝３０２ａとは異なるリード角で形成されている。第２の係合溝３０２ｂは、第１の係合溝３０２ａと連続的に、且つ、出力軸３０２の軸方向と略直交するリード角に形成されている。第２の係合溝３０２ｂは、後述するミラーダウン時に係合ピン４０３と噛合することにより、係合ピン４０３の出力軸方向への移動を規制し、第１の駆動部４０１の直進移動を規制する。
【００７３】
更に、出力軸３０２の第１の係合溝３０２ａの上部（連結ギヤ３０１が固定されている端部の反対側）には、第３の係合溝３０２ｃが第１の係合溝３０２ａとは異なるリード角で形成されている。第３の係合溝３０２ｃは、第１の係合溝３０２ａと連続的に、且つ、出力軸３０２の軸方向と略直交するリード角に形成されている。第３の係合溝３０２ｃは、ミラーアップ状態で係合ピン４０３と噛合することで、係合ピン４０３の出力軸方向への移動を規制し、第１の駆動部４０１の直進移動を規制する。第１の係合溝３０２ａ、第２の係合溝３０２ｂ及び第３の係合溝３０２ｃは、第１の駆動部４０１を移動させるための係合ピン４０３の駆動領域である。
【００７４】
図１７（ａ），（ｂ）はそれぞれ、ミラーダウン状態でのミラー駆動ユニットの側面図であり、図１７（ａ），（ｂ）では出力軸３０２を見る方向が異なっている。なお、図１７（ａ），（ｂ）では、第１の電動機１００と第２の電動機２００の図示を省略している。図１８は、ミラーアップ状態でのミラー駆動ユニットの側面図であり、第１の電動機１００と第２の電動機２００の図示を省略している。
【００７５】
図１７のミラーダウン状態では、第１の駆動部４０１に搭載された係合ピン４０３が出力軸３０２の第２の係合溝３０２ｂと噛み合っているため、第１の駆動部４０１の出力軸方向への移動は規制されている。そして、ミラーダウン付勢バネ４０５は、図１７（ｂ）に示すように、ミラー駆動シャフト４０６ｂに対して矢印Ｇ１方向に付勢力を発生させ、第１の駆動部４０１の嵌合溝４０１ｃに対して矢印Ｇ２方向に反力を発生させる。また、係合ピン４０３も、出力軸３０２の第２の係合溝３０２ｂに対して矢印Ｇ２方向へ付勢される（図１９参照）。
【００７６】
図１８のミラーアップ状態では、第１の駆動部４０１に搭載された係合ピン４０３は出力軸３０２の第３の係合溝３０２ｃと噛合しているため、第１の駆動部４０１の出力軸方向への移動は規制されている。そして、ミラー付勢バネ４０２は、ミラー駆動シャフト４０６ｂに対して矢印Ｇ３方向に付勢力を発生させ、第１の駆動部４０１の固定端４０１ｂに対して矢印Ｇ４方向に反力を発生させる。また、係合ピン４０３も、出力軸３０２の第３の係合溝３０２ｃに対して矢印Ｇ４方向へ付勢される（図１９参照）。
【００７７】
ミラー付勢バネ４０２は、第１の駆動部４０１の固定端４０１ｂとミラー駆動シャフト４０６ｂの出力軸方向の変位によってチャージされ、付勢力を発生する。ミラーダウン付勢バネ４０５は、第１の駆動部４０１の嵌合溝４０１ｃとミラー駆動シャフト４０６ｂの出力軸方向の変位によってチャージされ、付勢力を発生する。一方で、ミラーダウン位置からミラーアップ位置への遷移中とミラーアップ位置からミラーダウン位置への遷移中は、ミラー付勢バネ４０２とミラーダウン付勢バネ４０５はそれぞれミラー駆動シャフト４０６ｂから離反するため、付勢力は発生しない。
【００７８】
図１９は、出力軸３０２の構造とトルク平準化効果率との関係を、出力軸３０２の展開図で説明する図である。図１４に示した矢印Ｇ方向から出力軸３０２を見て、時計まわり方向を回転方向Ｒ１とし、反時計まわり方向を回転方向Ｒ２とする。
【００７９】
係合ピン４０３が第１の係合溝３０２ａから第２の係合溝３０２ｂの近傍に至ると、ミラーダウン付勢バネ４０５がチャージされて付勢力が発生する。係合ピン４０３と第１の係合溝３０２ａの接点及びリード角の傾きにより、ミラーダウン付勢バネ４０５による矢印Ｇ２方向の付勢力は、出力軸３０２の軸方向と略直交する方向に作用する付勢力成分Ｆ１を有する。付勢力成分Ｆ１の向きは、回転方向Ｒ２の逆向きとなる。よって、出力軸３０２が回転方向Ｒ２に回転した際、ミラーダウン付勢バネ４０５による付勢力が発生する領域（第１の負荷領域）では、付勢力成分Ｆ１は回転方向Ｒ２に対して負荷となる方向に作用する。
【００８０】
係合ピン４０３が第１の係合溝３０２ａから第３の係合溝３０２ｃの近傍に至ると、ミラー付勢バネ４０２がチャージされて付勢力が発生する。係合ピン４０３と第１の係合溝３０２ａの接点及びリード角の傾きにより、ミラー付勢バネ４０２による矢印Ｇ４方向の付勢力は、出力軸３０２の軸方向と略直交する方向に作用する付勢力成分Ｆ２を有する。付勢力成分Ｆ２の向きは、回転方向Ｒ１の逆向きとなる。よって、出力軸３０２が回転方向Ｒ１に回転した際、ミラー付勢バネ４０２による付勢力が発生する領域（第２の負荷領域）では、付勢力成分Ｆ２は回転方向Ｒ１に対して負荷となる方向に作用する。
【００８１】
このようにミラー駆動ユニットでは、ミラーアップ／ミラーダウン動作の際に、ミラー付勢バネ４０２とミラーダウン付勢バネ４０５に発生する付勢力によって、出力軸３０２の回転に必要な負荷が大きくなる領域（第１の負荷領域、第２の負荷領域）が生じる。一方で、ミラーダウン動作とミラーアップ動作には、ミラー付勢バネ４０２とミラーダウン付勢バネ４０５がミラー駆動シャフト４０６ｂから離反することにより、これらのバネによる付勢力が発生しない、負荷の小さい領域がある。そこで、出力軸３０２の回転が負荷の大きい領域で停止してしまうことのないように、電動機ユニット３００Ｃを構成する第１の電動機１００と第２の電動機２００からの出力が得られるようにする必要がある。
【００８２】
図２０は、第１のギヤ１２０、第２のギヤ２２０及び連結ギヤ３０１の回転回数の関係を説明する図である。ここでは、第１のギヤ１２０のギヤ歯数を９５、第２のギヤ２２０のギヤ歯数を９６、連結ギヤ３０１のギヤ歯数を９５とする。この場合、第１のギヤ１２０と連結ギヤ３０１の間での第１の変速比は“１：１”となり、第２のギヤ２２０と連結ギヤ３０１の間での第２の変速比は“９６：９５”となる。
【００８３】
連結ギヤ３０１が矢印ＣＣＷの反時計まわり方向に１回転したとき、第１のギヤ１２０は矢印ＣＷ１で示す時計まわり方向に１回転し、第２のギヤ２２０は矢印ＣＷ２で示す時計まわり方向に９５／９６回転する。よって、連結ギヤ３０１の１回転毎に、第２のギヤ２２０は、１／９６（＝１−９５／９６）回転だけ、第１のギヤ１２０に対して矢印ＣＷ２方向の逆の回転方向にΔＫ１の角度だけ遅れる。ΔＫ１は、機械角では３．７５（＝３６０×１／９６）度となり、電気角では１５（＝３．７５×４）度となる。
【００８４】
図１３（ａ）を参照して説明したように、トルク平準化の効果は、第１の角度差と第２の角度差がトルク平準化角度差となる、２２．５度、６７．５度、１１２．５度、１５７．５度、２０２．５度、２４７．５度、２９２．５度、３３７．５度で最大となる。この場合、トルク平準化角度差は、４５度の間隔で隣接している。
【００８５】
トルク平準化角度差である第１の角度差と第２の角度差が共に２２．５度の状態から電動機ユニット３００Ｃを駆動する。すると、連結ギヤ３０１が２回転した際の第１のギヤ１２０と第２のギヤ２２０の回転回数の差（遅れ）ΔＫ２は電気角で５２．５度となる。また、連結ギヤ３０１が３回転した際の第１のギヤ１２０と第２のギヤ２２０の回転回数の差（遅れ）ΔＫ３は電気角で６７．５度となる。よって、連結ギヤ３０１が３回転した際に第１の角度差と第２の角度差は電気角で６７．５度となり、トルク平準化の効果が最大となるトルク平準化角度差となる。
【００８６】
図１９には、出力軸３０２の展開図に対応するようにトルク平準化曲線が示されている。隣接する第１の負荷領域と第２の負荷領域の間の距離Ｌを出力軸３０２の３回転分の距離とする。また、第１の負荷領域での第１の角度差と第２の角度差を、電気角で２２．５度のトルク平準化角度差とする。その場合、連結ギヤ３０１が回転方向Ｒ１へ３回転すると、第２の負荷領域では第１の角度差と第２の角度差が電気角で６７．５度のトルク平準化角度差となる。よって、連結ギヤ３０１が回転方向Ｒ１，Ｒ２で往復駆動された場合、第１の負荷領域と第２の負荷領域で第１の角度差と第２の角度差をトルク平準化角度差とすることができる。このように、第１の変速比と第２の変速比に所定の差を設けることにより、複数の高負荷領域でトルク平準化の効果を得ることが可能となる。なお、連結ギヤ３０１が３回転する間に第１の角度差と第２の角度差が電気角で２２．５度と６７．５度との間で遷移することにより、一定の電流平準化効果が得られて省電力化を図ることができる。
【００８７】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、図２０を参照して、第１のギヤ１２０のギヤ歯数が９５、第２のギヤ２２０のギヤ歯数が９６、連結ギヤ３０１のギヤ歯数が９５の場合について説明した。これに対して第２実施形態では、同じ図２０を参照して、第１のギヤ１２０のギヤ歯数を２３、第２のギヤ２２０のギヤ歯数を２４、連結ギヤ３０１のギヤ歯数を２３とした場合について説明する。つまり、図２０を参照した説明において、第１実施形態と第２実施形態とでは第２の変速比が異なるが、その他の構成は第１実施形態での説明に準ずるために説明を省略する。
【００８８】
第１のギヤ１２０のギヤ歯数が２３、第２のギヤ２２０のギヤ歯数が２４、連結ギヤ３０１のギヤ歯数が２３の場合、第１の変速比は“１：１”となり、第２の変速比は“２４：２３”となる。連結ギヤ３０１が矢印ＣＣＷの反時計まわり方向に１回転したとき、第１のギヤ１２０は矢印ＣＷ１で示す時計まわり方向に１回転し、第２のギヤ２２０は矢印ＣＷ２で示す時計まわり方向に２３／２４回転する。よって、連結ギヤ３０１の１回転毎に、第２のギヤ２２０は、１／２４（＝１−２３／２４）回転だけ、第１のギヤ１２０に対して矢印ＣＷ２方向の逆の回転方向にΔＫ１の角度だけ遅れる。ΔＫ１は、機械角では１５（＝３６０×１／２４）度となり、電気角では６０（＝１５×４）度となる。
【００８９】
図１３（ｂ）を参照して説明したように、電流平準化の効果は、第１の角度差と第２の角度差が電流平準化角度差となる、９０度、２７０度で最大となる。この場合、電流平準化角度差は、１８０度の間隔で隣接している。
【００９０】
第１の角度差が９０度、且つ、第２の角度差が９０度の状態から電動機ユニット３００を駆動する。すると、連結ギヤ３０１が２回転した際の第１のギヤ１２０と第２のギヤ２２０の回転回数の差（遅れ）ΔＫ２は２１０度となる。また、連結ギヤ３０１が３回転した際の第１のギヤ１２０と第２のギヤ２２０の回転回数の差（遅れ）ΔＫ３は電気角で２７０度となる。よって、連結ギヤ３０１が３回転した際に第１の角度差と第２の角度差は電気角で２７０度となり、電流平準化の効果が最大となる電流平準化角度差となる。
【００９１】
図２１は、出力軸３０２の構造と電流平準化効果率との関係を、出力軸３０２の展開図で説明する図である。図２１の上側の出力軸３０２の展開図は、図１９の上側の出力軸３０２の展開図と同じであるため、詳細な説明は省略する。本実施形態でも、第１の負荷領域及び第２の負荷領域の発生する距離Ｌを出力軸３０２の３回転分の距離とする。また、第１の負荷領域での第１の角度差と第２の角度差を、電気角で９０度の電流平準化角度差とする。その場合、連結ギヤ３０１が回転方向Ｒ１へ３回転すると、第２の負荷領域では第１の角度差と第２の角度差が電気角で２７０度の電流平準化角度差となる。よって、連結ギヤ３０１が回転方向Ｒ１，Ｒ２で往復駆動された場合、第１の負荷領域と第２の負荷領域で、第１の角度差と第２の角度差を電流平準化角度差とすることができる。このように、第１の変速比と第２の変速比に所定の差を設けることにより、複数の高負荷領域で電流平準化の効果を得ることが可能となる。なお、連結ギヤ３０１が３回転する間に第１の角度差と第２の角度差が電気角で９０度と２７０度との間で遷移することにより、一定のトルク平準化効果が得られる。
【００９２】
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態で取り上げた第１の変速比及び第２の変速比以外の変速比でトルク平準化の効果と電流平準化の効果を得るための条件について、第１の変速比と第２の変速比を一般化して説明する。ここで、第１のギヤ１２０の歯数をＺ１、第２のギヤ２２０の歯数をＺ２、連結ギヤ３０１の歯数をＺ３、とし、ここで歯数Ｚ１は歯数Ｚ２よりも小さい（Ｚ１＜Ｚ２）であるものとする。また、被駆動体の駆動領域内に存在する相対的に負荷の大きい複数の領域のうちの１つの領域から隣接する別の領域に到達するまでの連結ギヤ３０１の回転回数（回転距離）をＮ３とする。更に、トルク平準化の状態となる回転周期を電気角でＴｅ、電流平準化の状態となる回転周期を電気角でＡｅ、とする。第１の電動機１００の第１のマグネット１０２の極数と第２の電動機２００の第２のマグネット２０２の極数はＭｇで同じであるとする。
【００９３】
最初に、トルク平準化の条件について説明する。連結ギヤ３０１の歯数Ｚ３と第１のギヤ１２０の歯数Ｚ１から、第１の変速比は“Ｚ３／Ｚ１”で表される。連結ギヤ３０１の歯数Ｚ３と第２のギヤ２２０の歯数Ｚ２から、第２の変速比は“Ｚ３／Ｚ２”で表される。第１の変速比と第２の変速比の差“Ｚ３／Ｚ１−Ｚ３／Ｚ２”は、連結ギヤ３０１が１回転した際の第１のギヤ１２０に対する第２のギヤ２２０の回転回数の遅れを示している。この遅れは、機械角では“３６０×（Ｚ３／Ｚ１−Ｚ３／Ｚ２）”と表され、電気角では“（Ｍｇ／２）×３６０×（Ｚ３／Ｚ１−Ｚ３／Ｚ２）”と表される。よって、連結ギヤ３０１がＮ３回転した際の第１のギヤ１２０に対する第２のギヤ２２０の回転回数の遅れは、電気角で“Ｎ３×（Ｍｇ／２）×３６０×（Ｚ３／Ｚ１−Ｚ３／Ｚ２）”で表される。連結ギヤ３０１がＮ３回転した場合の電気角の遅れがトルク平準化の状態となる回転周期を電気角で表したＴｅになればよい。よって、“Ｎ３＝Ｔｅ／［（Ｍｇ／２）×３６０×（Ｚ３／Ｚ１−Ｚ３／Ｚ２）］＝Ｔｅ／［１８０×Ｍｇ×Ｚ３×（１／Ｚ１−１／Ｚ２）］”の関係が得られる。
【００９４】
Ｚ１＝Ｚ３＝９５、Ｚ２＝９６の場合、Ｎ３＝１の場合の第１のギヤ１２０に対する第２のギヤ２２０の回転回数の遅れは“１／９６回転”となる。１／９６回転分の遅れは、機械角では３．７５（＝３６０×（９５／９５−９５／９６））度となり、電気角では１５（＝（８／２）×３６０×（９５／９５−９５／９６））度となる。隣接する２つのトルク平準化角度差の間隔は電気角で４５度であったから、Ｔｅ＝４５であり、Ｎ３＝４５／［１８０×８×９５（１／９５−１／９６）］＝３”となる。よって、連結ギヤ３０１が３回転した際に、第１の角度差と第２の角度差がトルク平準化角度差となる。なお、トルク平準化の効果を得るために設定すべき回転回数Ｎ３は、出力軸３０２の第１の係合溝３０２ａのリード角に応じて変わる。
【００９５】
次に、電流平準化の条件について説明する。電流平準化のためには、連結ギヤ３０１がＮ３回転した際の電気角の遅れが電流平準化の状態となる回転周期であるＡｅ度になればよい。よって、上述したトルク平準化の議論と同様に、“Ｎ３＝Ａｅ／［１８０×Ｍｇ×Ｚ３×（１／Ｚ１−１／Ｚ２）］の関係が成り立つようにすればよい。
【００９６】
Ｚ１＝Ｚ３＝２３、Ｚ２＝２４の場合、Ｎ３＝１の場合の第１のギヤ１２０に対する第２のギヤ２２０の回転回数の遅れは“１／２４回転”となる。１／２４回転分の遅れは、機械角では１５（＝３６０×（２３／２３−２３／２４））度となり、電気角では６０（＝（８／２）×３６０×（２３／２３−２３／２４））度となる。隣接する２つの電流平準化角度差の間隔は電気角で１８０度であったから、Ａｅ＝１８０であり、Ｎ３＝１８０／［１８０×８×２３（１／２３−１／２４）］＝３”となる。よって、連結ギヤ３０１が３回転した際に、第１の角度差と第２の角度差が電流平準化角度差となる。なお、電流平準化の効果を得るために設定すべき回転回数Ｎ３は、出力軸３０２の第１の係合溝３０２ａのリード角に応じて変わる。
【００９７】
なお、上記説明では、第１のギヤ１２０と第２のギヤ２２０の歯数の差を１とした電動機ユニットを取り上げた。これにより、係合ピン４０３（第１の駆動部４０１）を駆動するための出力軸３０２の駆動領域の複数の高負荷領域のそれぞれで、トルク平準化角度差及び電流平準化角度差とするための第１のギヤ１２０と第２のギヤ２２０を最も少ない歯数とすることができる。また、第１のギヤ１２０、第２のギヤ２２０及び連結ギヤ３０１の歯数を少なくすることにより、電動機ユニットの小型化を図ることが可能になる。
【００９８】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１００    第１の電動機
１０２    第１のマグネット
１０３    第１の回転子
１０６ａ    第１の磁極部
１０７ａ    第２の磁極部
１２０    第１のギヤ
２００    第２の電動機
２０２    第２のマグネット
２０３    第２の回転子
２０６ａ    第３の磁極部
２０７ａ    第４の磁極部
２２０    第２のギヤ
３００Ｃ    電動機ユニット
４００    ミラーユニット
【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】
2020099138.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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