(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側面に複数のロータ小歯が等ピッチで配設されたロータと、
当該ロータの外周面と空隙を介して対向するように配設された複数のステータ小歯を設けた複数の突極を有するステータと、
を備えたハイブリッド型ステッピングモータであって、
前記ステータ小歯は、所定のステータ歯厚を有し、所定のステータ歯ピッチで配設され、
前記ロータ小歯は、先端部から所定部分は均一な所定のロータ歯厚を有し、前記所定部分から歯底部分まで所定角度で傾斜して、歯底部分ほど厚みが広がるように構成されており、かつ前記先端部は所定のロータ歯ピッチで配設され、
前記ステータ小歯と前記ロータ小歯の吸引極の面積と反発極の面積との差である対向面積は、前記ステータおよび／または前記ロータの構成の寸法比のパラメータ空間に於ける最大値から当該最大値の閾値までの間であり、
パラメータ空間とは、ステータ内径に対する前記ステータ歯厚の寸法比と、ロータ外径に対する前記ロータ歯厚の寸法比とをパラメータとする空間であり、
前記ステータ内径に対する前記ステータ歯厚の寸法比が０．０２７から０．０３４の範囲であり、
前記ロータ外径に対する前記ロータ歯厚の寸法比が０．０２５から０．０３１の範囲である、ことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項２】
前記対向面積は、前記ステータおよび／または前記ロータの構成の寸法比の前記パラメータ空間に於ける前記最大値から当該最大値の９２％までの間である、
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項３】
前記パラメータ空間とは、前記ステータ歯ピッチに対する前記ステータ歯厚の寸法比と、前記ロータ歯ピッチに対する前記ロータ歯厚の寸法比とをパラメータとする空間であり、
前記ステータ歯ピッチに対する前記ステータ歯厚の寸法比が０．４５１から０．５６５の範囲であり、
前記ロータ歯ピッチに対する前記ロータ歯厚の寸法比が０．３９７から０．４９３の範囲である、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項４】
前記ステータの小歯および前記ロータの小歯の歯底形状が逆台形状である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項５】
外周面に複数のロータ小歯が等ピッチで配設されたロータと、
当該ロータの外周面と空隙を介して対向するように配設された複数のステータ小歯を設けた複数の突極を有するステータと、
を備えたハイブリッド型ステッピングモータであって、
前記ステータ小歯は、所定のステータ歯厚を有し、所定のステータ歯ピッチで配設され、前記ステータ歯ピッチに対する前記ステータ歯厚の寸法比が０．４５１から０．５６５の範囲であり、前記ステータ内径に対する前記ステータ歯厚の寸法比が０．０２７から０．０３４の範囲であり、
前記ロータ小歯は、先端部から所定部分は均一な所定のロータ歯厚を有し、前記所定部分から歯底部分まで所定角度で傾斜して、歯底部分ほど厚みが広がるように構成されており、かつ前記先端部は所定のロータ歯ピッチで配設され、前記ロータ歯ピッチに対する前記ロータ歯厚の寸法比が０．３９７から０．４９３の範囲であり、前記ロータ外径に対する前記ロータ歯厚の寸法比が０．０２５から０．０３１の範囲であることを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項６】
外周面に複数のロータ小歯が等ピッチで配設されたロータと、
当該ロータの外周面と空隙を介して対向するように配設された複数のステータ小歯を設けた複数の突極を有するステータと、
を備えたハイブリッド型のステッピングモータであって、
前記ステータ小歯は、ステータ内径に対するステータ歯厚の寸法比が０．０２７から０．０３４の範囲であり、
前記ロータ小歯は、先端部から所定部分は均一な所定のロータ歯厚を有し、前記所定部分から歯底部分まで所定角度で傾斜して、歯底部分ほど厚みが広がるように構成されており、かつ前記先端部は所定のロータ歯ピッチで配設され、前記ロータ外径に対するロータ歯厚の寸法比が０．０２５から０．０３１の範囲である、
ことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子に永久磁石を用いたハイブリッド型ステッピングモータの構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、モータの小型化と省エネルギ化が強く要求されるようになっている。同じ外形サイズのモータに於いて、より大きなトルクを得られるならば、モータに供給する電流をより少なくすることができ、よって省エネルギ化を実現することができる。
【０００３】
以下、ステッピングモータに関する技術の経過を、１．８度ステップ（２００ステップ）ハイブリッド型ステッピングモータを例に記載する。
初期の１．８度ステップ（２００ステップ）ハイブリッド型ステッピングモータでは、ステータ歯ピッチとロータ歯ピッチとが共に７．２°であった。しかし、近年のハイブリッド型ステッピングモータでは、振動対策と騒音対策のため、ステータ歯ピッチとロータ歯ピッチとが異なっている。具体的にいうと、近年のハイブリッド型ステッピングモータは、ロータ歯ピッチが７．２°のままであり、ステータ歯ピッチが６．６°〜７．０°であることが多い。
通常のステータは、１ポール（突極）中に６枚の小歯を有している。ステータ歯ピッチとロータ歯ピッチとが異なると、ステータの６枚の小歯とロータ小歯との位置関係は、それぞれ異なる。そのため、近年のハイブリッド型ステッピングモータは、初期のステッピングモータに比べて、吸引極（Ｎ極とＳ極）の相対面積が減り、反発極（Ｎ極とＮ極、Ｓ極とＳ極）の相対面積が増えて、トルクダウンとなってしまう場合があった。なお、吸引極（Ｎ極とＳ極）の相対面積と、反発極（Ｎ極とＮ極、Ｓ極とＳ極）の相対面積とは、励磁後静止時の面積のことをいう。
【０００４】
トルクアップの先行技術としては、以下の文献が上げられる。
特許文献１には、単位体積当りのトルク、即ち「トルク密度」を最適化したハイブリッドステッパモータの発明が記載されている。特許文献１には、トルク密度がｉｄ／ｏｄ比０．６１で最大値に達することが記載されている。特許文献１には、歯厚さ／歯ピッチは０．３８〜０．４５が良く、特に０．４２が好ましいことが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、ハイブリッド形のステッピングモータに於いて、回転子から最大トルクを発生させるため、固定子の外径に対する内径の比を、２相の場合で０．６２〜０．６４にすることと、５相の場合で０．６０５〜０．６２５にすることとが記載されている。更に、従来のステッピングモータでは、固定子の外径に対する内径の比は、０．５３前後であったことが記載されている。
【０００６】
特許文献３には、ステータコアのティース幅がロータの外径の０．１４倍以上に構成したブラシレスモータの発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００２−５０３０７８号公報
【特許文献２】特開平５−１６８２１４号公報
【特許文献３】特開２００７−３１８９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ステッピングモータのトルクについては、静特性と動特性に相反する部分があり、一律に定義できないこともあるが、特許文献１〜３に記載の発明は、いずれも充分に満足できるプルアウトトルクのトルクアップが行えなかった。
【０００９】
そこで、本発明は、外径寸法を変えず、振動と騒音とを抑制しつつトルクアップしたステッピングモータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明では、外周面に複数のロータ小歯が等ピッチで配設されたロータと、当該ロータの外周面と空隙を介して対向するように配設された複数のステータ小歯を設けた複数の突極を有するステータと、を備えたハイブリッド型ステッピングモータであって、ステータ小歯は、所定のステータ歯厚を有し、所定のステータ歯ピッチで配設され、ロータ小歯は、先端部から所定部分は均一な所定のロータ歯厚を有し、所定部分から歯底部分まで所定角度で傾斜して、歯底部分ほど厚みが広がるように構成されており、かつ先端部は所定のロータ歯ピッチで配設され、ステータ小歯とロータ小歯の吸引極の面積と反発極の面積との差である対向面積は、ステータおよび／またはロータの構成の寸法比のパラメータ空間に於ける最大値から当該最大値の閾値までの間であり、パラメータ空間とは、ステータ内径に対するステータ歯厚の寸法比と、ロータ外径に対するロータ歯厚の寸法比とをパラメータとする空間であり、ステータ内径に対するステータ歯厚の寸法比が０．０２７から０．０３４の範囲であり、ロータ外径に対するロータ歯厚の寸法比が０．０２５から０．０３１の範囲である、ことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータとした。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外径寸法を変えず、振動と騒音とを抑制しつつトルクアップしたステッピングモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ハイブリッド型ステッピングモータの構成図である。
【図２】一般のステッピングモータの吸引極と反発極を示す説明図である。
【図３】本実施形態に於けるステータを示す概略の構成図である。
【図４】本実施形態に於けるロータを示す概略の構成図である。
【図５】本実施形態に於けるステータ歯厚／内径と特性との関係を示すグラフである。
【図６】本実施形態に於けるステータ歯厚／歯ピッチと特性との関係を示すグラフである。
【図７】本実施形態に於けるロータ歯厚／外径と特性との関係を示すグラフである。
【図８】本実施形態に於けるロータ歯厚／歯ピッチと特性との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（本実施形態の構成）
【００１５】
図１は、ハイブリッド型ステッピングモータの構成図である。
ステッピングモータ１０は、フロントフランジ１１と、ボールベアリング１３と、ロータ３０と、ステータ４０と、リードワイヤ・コネクタ１８と、ボールベアリング１４と、スプリングシム１５と、リアフランジ１２と、ボルト２０ａ〜２０ｄとを備えている。
ロータ３０の回転軸３１の前部は、ボールベアリング１３を介してフロントフランジ１１の軸受けに挿入される。ロータ３０の回転軸３１の後部は、ボールベアリング１４を介してリアフランジ１２の軸受けに挿入され、スプリングシム１５によって前面へ押圧される。
リアフランジ１２は、４つのボルト２０ａ〜２０ｄによって、ステータ４０およびフロントフランジ１１に固定される。ステータ４０は、ロータ３０の外周に近接して固定される。ステータ４０とロータ３０との関係は、図２に記載する。
【００１６】
図１に示すように、フロントフランジ１１とリアフランジ１２とは、当該ステッピングモータ１０の外部筐体を構成している。フロントフランジ１１とリアフランジ１２とは、中心部の軸受けによってロータ３０を回転可能としている。フロントフランジ１１とリアフランジ１２とは、ボルト２０ａ〜２０ｄによって固定されていると共に、ステータ４０を挟持している。以下、個々のボルト２０ａ〜２０ｄを特に区別しないときには、単にボルト２０と記載する場合がある。
ボールベアリング１３，１４は、ロータ３０の回転摩擦を軽減するものである。
スプリングシム１５は、ボールベアリング１４とリアフランジ１２との間に取り付けられ、このボールベアリング１４を前面に押圧することによって、ロータ３０の前後方向の位置決めを行うものである。
【００１７】
ロータ３０は、ロータコア３３と、当該ロータコア３３の中心に配設された回転軸３１とマグネット（永久磁石）３５を備えている。ロータコア３３はマグネット３５を挟んで２つ配設され、一方は外周に向けてＮ極の磁場を発生し他方はＳ極の磁場を発生している。
ステータ４０は、駆動電力によって、所定の磁場を発生するものである。
リードワイヤ・コネクタ１８は、ステータ４０の上部に固定されている。リードワイヤ・コネクタ１８は、ステッピングモータ１０を駆動する電力を巻線４４に供給するコネクタである。
【００１８】
図２（ａ），（ｂ）は、一般のステッピングモータの吸引極と反発極を示す説明図である。
【００１９】
図２（ａ）は、一般のステッピングモータに於けるロータ３０とステータ４０との関係を示す図である。
ステータ４０は、ステータヨーク４１を備えている。当該ステータヨーク４１の内周側には、８個のステータポール４３が等間隔に形成されている。８個のステータポール４３の内部側には、それぞれ６個のステータ小歯４２が形成されている。各ステータポール４３には、それぞれ巻線４４が巻回されている。ステータ４０は、複数の突極である複数のステータポール４３を有している。ステータポール４３は、ロータ３０の外周面と空隙を介して対向するように配設されている。
ロータ３０は、ほぼ円形であり、中心部には回転軸３１が設けられていると共に、ロータコア３３の外周部には、複数のロータ小歯３２が等間隔（等ピッチ）で設けられている。ロータコア３３はマグネット３５を挟んで２つ配設され、一方は外周に向けてＮ極の磁場を発生し他方はＳ極の磁場を発生しているが、この図２（ａ）では説明の便宜上、一方のＮ極の磁場を発生している側のみを図示している。
この図２（ａ）では、リードワイヤ・コネクタ１８を介して、Ａ相コイルおよびＢ相コイルに、それぞれ所定の電流が流れることにより、ステータ４０に所定の磁場が発生する。この図２（ａ）では、隣接するステータポール４３の順番に、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｎ極と、同一の極の磁場が２つずつ交互に発生していることを示している。
Ｓ極が発生しているステータポール４３に於いて、ステータ小歯４２とロータ小歯３２とは、吸引相対面(吸引極面)を形成する。Ｎ極が発生しているステータポール４３に於いて、ステータ小歯４２とロータ小歯３２とは、反発相対面（反発局面）を形成する。
【００２０】
図２（ｂ）は、一般のステッピングモータに於けるロータ３０とステータ４０との部分拡大図である。
ステータヨーク４１の左上の角には、孔部４５が形成されている。この孔部４５によって、ステータ４０は筐体に固定される。
この図２（ｂ）の上部に設けられたステータポール４３は、Ｎ極の磁場を発生しており、当該ステータポール４３に於いて、ステータ小歯４２とロータ小歯３２とは、反発相対面（反発局面）を形成する。
この図２（ｂ）の左斜め上に設けられたステータポール４３は、Ｓ極の磁場を発生しており、当該ステータポール４３に於いて、ステータ小歯４２とロータ小歯３２とは、吸引相対面(吸引極面)を形成する。吸引極面の合計面積から反発極面の合計面積を差し引いた「差」を「対向面積」と呼ぶ。
【００２１】
図３（ａ），（ｂ）は、本実施形態に於けるステータを示す概略の構成図である。
【００２２】
図３（ａ）は、本実施形態に於けるステータ４０の全体を示す図である。
本実施形態のステッピングモータ１０のステータ４０は、略四角形の角型コアであって、４つのコーナ部は、孔部４５を備えており、その孔部４５に沿うように角が形成されている。
孔部４５は、適宜選択されてボルト２０が挿通される孔である。ステータ４０は、珪素鋼板を前述した形にプレス加工したものを積層したものである。
ステータヨーク４１の内側には、等間隔で放射状に８個のステータポール４３が設けられている。ステータヨーク４１は所定枚数積層して構成され、それぞれのステータポール４３にはＡ相コイル（不図示）とＢ相コイル（不図示）とが巻回されて、２相ハイブリッド型のステッピングモータ１０を構成している。そして、ステータポール４３のステータ小歯４２と所定のギャップを介して、ロータ３０が配設されている。
ステータヨーク４１の外径（ステータの外形は円形でなく四角形であるが、一辺の長さをステータではステータ外径と呼ぶ）は、ステータ外径Ｓｏｄである。本実施形態で説明するＳｏｄは５６．４ｍｍである。ステータ４０の内周の径は、ステータ内径Ｓｉｄである。
【００２３】
図３（ｂ）は、ステータポール４３の部分を示した拡大図である。
各ステータポール４３の先端には、等ピッチで６個のステータ小歯４２が形成されている。ステータ小歯４２の厚さは、ステータ歯厚Ｗｓである。ステータ小歯４２の間隔は、ステータ歯ピッチＰｓである。本実施形態でステータ歯ピッチＰｓは６．９度の円弧である。
【００２４】
図４（ａ），（ｂ）は、本実施形態に於けるロータを示す概略の構成図である。
【００２５】
図４（ａ）は、ロータ３０の全体を示す図である。
ロータ３０は、回転軸３１と、回転軸３１に装着されたマグネット３５（図示せず）とロータコア３３とから構成されている。ロータコア３３は所定の枚数だけ積層して構成され、軸方向にＮ極とＳ極に着磁されたマグネット３５を挟持するように両側に配置されている。ロータコア３３の外周には、等ピッチで複数のロータ小歯３２が設けられている。ロータ外径Ｒｏｄは、このロータコア３３の直径であり、従来品より１．０６倍大きく変更されている。
【００２６】
図４（ｂ）は、ロータ３０の外周の拡大図である。
ロータコア３３の外周には、等ピッチでロータ小歯３２が形成されている。ロータ小歯３２の歯底形状は、逆台形状である。ロータ小歯３２の先端部から所定部分は均一な厚みであり、前記所定部分から歯底部分まで所定角度で傾斜して、歯底部分ほど厚みが広がるように構成されている。これにより、ロータ小歯３２は、吸引力や反発力が横方向に加わっても、変形して破壊されないように構造的強度をアップすることができる。
ロータ小歯３２の厚さは、ロータ歯厚Ｗｒである。ロータ小歯３２の間隔は、ロータ歯ピッチＰｒである。本実施形態でロータ歯ピッチＰｒは７．２度の円弧である。
【００２７】
（本実施形態の寸法）
本実施形態に於けるハイブリッド型のステッピングモータ１０は、高速時トルクは現行から大きく低下させずに、低速時のトルクアップを狙った構造としている。ここで、「低速」とは、２相励磁のパルスを０〜１５００Ｈｚとして、ステッピングモータ１０を駆動しているときをいう。「高速」とは、２相励磁のパルスを４０００〜２００００Ｈｚとして、ステッピングモータ１０を駆動しているときをいう。
本実施形態では、ステータ小歯４２とロータ小歯３２との対向する位置関係に注目している。すなわち、以下のようにして、最大のトルクを発生させる構造の知見を得た。
磁束φと、モータ磁気回路のインダクタンスＬとは、以下の（式１）の関係を満たす。
【数１】
0006045804.tif 000002
【００２８】
モータ磁気回路のインダクタンスＬは、以下の（式２）の関係を満たす。
【数２】
0006045804.tif 000003
【００２９】
（式１）、（式２）より、磁束φを大きくするには、インダクタンスＬを大きくする必要がある。巻数Ｎと電流Ｉとが一定である場合、インダクタンスＬを大きくするためには、磁気回路断面積Ｓを大きくする必要がある。ステータ小歯４２のステータ歯厚Ｗｓとロータ小歯３２のロータ歯厚Ｗｒとを大きくすると、磁気回路断面積Ｓを大きくすることが可能である。しかし、これらの寸法を大きくしすぎると、反発極の影響が大きくなり、ステッピングモータ１０のトルクが減少してしまうという問題があった。
ステッピングモータ１０のトルクを最大化するためには、ステータ小歯４２とロータ小歯３２の吸引極の面積と反発極の面積との差である対向面積を最大とすることがポイントである。本実施形態では、ステータ小歯４２とロータ小歯３２の寸法比のパラメータ空間に於いて、対向面積が最大となり、よって低速時のトルク特性が最大となるように構成した。または、当該パラメータ空間に於いて、対向面積が最大値から最大値の９２％（閾値）までの間になるように構成した。具体的には、以下の図５〜図８で示す寸法関係にすることで実現した。
【００３０】
図５（ａ），（ｂ）は、本実施形態に於けるステータ歯厚／内径と特性との関係を示すグラフである。
【００３１】
図５（ａ）は、（ステータ歯厚Ｗｓ／ステータ内径Ｓｉｄ）とプルアウトトルク特性との関係を示すグラフである。
図５（ａ）の縦軸は、１．８度ステップ（２００ステップ）ハイブリッド型ステッピングモータ１０の相対トルクを示している。図５（ａ）の縦軸は、Ｗｓ／Ｓｉｄ＝０．０２５のときの値を１．０としている。図５（ａ）の横軸は、ステータ歯厚Ｗｓとステータ内径Ｓｉｄとの比を示している。
図５（ａ）の菱形マーカは、低速時の例であり、２相励磁のパルスが８００Ｈｚのときのステッピングモータ１０のトルク特性を示している。このとき、１．８°ステップのステッピングモータ１０では１回転＝２００パルスなので、その回転速度は、４回転／秒＝２４０回転／分＝２４０ｒｐｍである。
図５（ａ）の三角形マーカは、高速時の例であり、２相励磁のパルスが４０００Ｈｚのときのステッピングモータ１０のトルク特性を示している。このとき、１．８°ステップのステッピングモータ１０では１回転＝２００パルスなので、その回転速度は、２０回転／秒＝１２００回転／分＝１２００ｒｐｍである。
Ｗｓ／Ｓｉｄ＝０．０２９のとき、ステッピングモータ１０の低速時のトルクは最大となる。Ｗｓ／Ｓｉｄが０．０２７〜０．０３４の範囲内のとき、ステッピングモータ１０の低速時のトルクは好ましい値となり、ステッピングモータ１０の高速時のトルクは現行から大きく低下しない。
【００３２】
図５（ｂ）は、（ステータ歯厚Ｗｓ／ステータ内径Ｓｉｄ）と対向面積との関係を示すグラフである。ここで対向面積比は、Ｗｓ／Ｓｉｄ＝０．０２５のときの値を１．０としている。
Ｗｓ／Ｓｉｄ＝０．０２９の場合に、対向面積は最大となる。よって、本実施形態に於ける１．８度ステップ（２００ステップ）ハイブリッド型ステッピングモータ１０のステータ４０は、ステータ小歯４２のステータ歯厚Ｗｓとステータ内径Ｓｉｄとの関係を、Ｗｓ／Ｓｉｄ＝０．０２９とした。しかし、これに限られず、Ｗｓ／Ｓｉｄは、０．０２７〜０．０３４の範囲内であってもよい。
【００３３】
図６（ａ），（ｂ）は、本実施形態に於けるステータ歯厚／歯ピッチと特性との関係を示すグラフである。
【００３４】
図６（ａ）は、（ステータ歯厚Ｗｓ／ステータ歯ピッチＰｓ）とプルアウトトルク特性との関係を示すグラフである。
図６（ａ）の縦軸は、１．８度ステップ（２００ステップ）ハイブリッド型ステッピングモータ１０の相対トルクを示している。図６（ａ）の縦軸は、Ｗｓ／Ｐｓ＝０．４０８のときの値を１．０としている。図６（ａ）の横軸は、ステータ歯厚Ｗｓとステータ歯ピッチＰｓとの比を示している。
図６（ａ）の菱形マーカは、２相励磁のパルスが８００Ｈｚのときのステッピングモータ１０のトルク特性（低速時）を示している。図６（ａ）の三角形マーカは、２相励磁のパルスが４０００Ｈｚのときのステッピングモータ１０のトルク特性（高速時）を示している。
Ｗｓ／Ｐｓ＝０．４７５のとき、ステッピングモータ１０の低速時のトルクは最大となる。Ｗｓ／Ｐｓが０．４５１〜０．５６５の範囲内のとき、ステッピングモータ１０の低速時のトルクは好ましい値となり、ステッピングモータ１０の高速時のトルクは現行から大きく低下しない。
【００３５】
図６（ｂ）は、（ステータ歯厚Ｗｓ／ステータ歯ピッチＰｓ）と対向面積との関係を示すグラフである。ここで、対向面積比は、Ｗｓ／Ｐｓ＝０．４０８のときの値を１．０としている。
Ｗｓ／Ｐｓ＝０．４７５のときに、対向面積は最大となる。よって、本実施形態に於ける１．８度ステップ（２００ステップ）ハイブリッド型ステッピングモータ１０のステータ４０は、ステータ小歯４２のステータ歯厚Ｗｓとステータ歯ピッチＰｓとの関係を、Ｗｓ／Ｐｓ＝０．４７５とした。しかし、これに限られず、Ｗｓ／Ｐｓは、０．４５１〜０．５６５の範囲内であってもよい。
【００３６】
図７（ａ），（ｂ）は、本実施形態に於けるロータ歯厚／外径と特性との関係を示すグラフである。
【００３７】
図７（ａ）は、（ロータ歯厚Ｗｒ／ロータ外径Ｒｏｄ）とプルアウトトルク特性との関係を示すグラフである。
図７（ａ）の縦軸は、１．８度ステップ（２００ステップ）ハイブリッド型ステッピングモータ１０の相対トルクを示している。図７（ａ）の縦軸は、Ｗｒ／Ｒｏｄ＝０．０２３のときの値を１．０としている。図７（ａ）の横軸は、ロータ歯厚Ｗｒとロータ外径Ｒｏｄとの比を示している。
【００３８】
図７（ａ）の菱形マーカは、２相励磁のパルスが８００Ｈｚのときのステッピングモータ１０のトルク特性（低速時）を示している。図７（ａ）の三角形マーカは、２相励磁のパルスが４０００Ｈｚのときのステッピングモータ１０のトルク特性（高速時）を示している。
Ｗｒ／Ｒｏｄ＝０．０２６のとき、ステッピングモータ１０の低速時のトルクは最大となる。Ｗｒ／Ｒｏｄが０．０２５〜０．０３１の範囲内のとき、ステッピングモータ１０の低速時のトルクは好ましい値となり、ステッピングモータ１０の高速時のトルクは現行から大きく低下しない。
【００３９】
図７（ｂ）は、（ロータ歯厚Ｗｒ／ロータ外径Ｒｏｄ）と対向面積との関係を示すグラフである。対向面積比は、Ｗｒ／Ｒｏｄ＝０．０２３のときの値を１．０としている。
Ｗｒ／Ｒｏｄ＝０．０２６の場合に、対向面積は最大となる。よって、本実施形態に於ける１．８度ステップ（２００ステップ）ハイブリッド型ステッピングモータ１０のロータ３０は、ロータ小歯３２のロータ歯厚Ｗｒとロータ外径Ｒｏｄとの関係を、Ｗｒ／Ｒｏｄ＝０．０２６とした。しかし、これに限られず、Ｗｒ／Ｒｏｄは、０．０２５〜０．０３１の範囲内であってもよい。
【００４０】
図８（ａ），（ｂ）は、本実施形態に於けるロータ歯厚／歯ピッチと特性との関係を示すグラフである。
【００４１】
図８（ａ）は、（ロータ歯厚Ｗｒ／ロータ歯ピッチＰｒ）とプルアウトトルク特性との関係を示すグラフである。
図８（ａ）の縦軸は、１．８度ステップ（２００ステップ）ハイブリッド型ステッピングモータ１０の相対トルクを示している。図８（ａ）の縦軸は、Ｗｒ／Ｐｒ＝０．３６５のときの値を１．０としている。図８（ａ）の横軸は、ロータ歯厚Ｗｒとロータ歯ピッチＰｒとの比を示している。
【００４２】
図８（ａ）の菱形マーカは、２相励磁のパルスが８００Ｈｚのときのステッピングモータ１０のトルク特性（低速時）を示している。図８（ａ）の三角形マーカは、２相励磁のパルスが４０００Ｈｚのときのステッピングモータ１０のトルク特性（高速時）を示している。
Ｗｒ／Ｐｒ＝０．４２０のとき、ステッピングモータ１０の低速時のトルクは最大となる。Ｗｒ／Ｐｒが０．３９７〜０．４９３の範囲内のとき、ステッピングモータ１０の低速時のトルクは好ましい値となり、ステッピングモータ１０の高速時のトルクは、現行から大きく低下しない。
【００４３】
図８（ｂ）は、（ロータ歯厚Ｗｒ／ロータ歯ピッチＰｒ）と対向面積との関係を示すグラフである。対向面積比は、Ｗｒ／Ｐｒ＝０．４０８のときの値を１．０としている。
Ｗｒ／Ｐｒ＝０．４２０のときに対向面積は最大となる。よって、本実施形態に於ける１．８度ステップ（２００ステップ）ハイブリッド型ステッピングモータ１０のロータ３０は、ロータ小歯３２のロータ歯厚Ｗｒとロータ歯ピッチＰｒとの関係を、Ｗｒ／Ｐｒ＝０．４２０とした。しかし、これに限られず、Ｗｒ／Ｐｒは、０．３９７〜０．４９３の範囲内であってもよい。
【００４４】
本実施形態に於ける１．８度ステップ（２００ステップ）ハイブリッド型ステッピングモータ１０は、ステータポール厚さＷｐとステータ外径Ｓｏｄとの関係をＷｐ／Ｓｏｄ＝０．０８５とし、ステータポール厚さＷｐとステータ内径Ｓｉｄとの関係をＷｐ／Ｓｉｄ＝０．１３７とした。
【００４５】
（本実施形態の効果）
以上説明した本実施形態では、次の（Ａ）〜（Ｃ）のような効果がある。
（Ａ）  ４０００〜２００００Ｈｚで駆動する高速時トルクは現行から大きく低下させずに、０〜１５００Ｈｚで駆動する低速時トルクは、従来品と比べ、約１．２倍に改善されるという効果を奏する。
【００４６】
（Ｂ）  ロータ外径Ｒｏｄを従来の１．０６倍に変更することで、トルクは１．０６倍に改善された。更に、ロータ小歯３２とステータ小歯４２の寸法の変更により、トルクは１．０９倍に改善された。このロータ外径Ｒｏｄと、ロータ小歯３２とステータ小歯４２の寸法の変更の相乗効果により、従来品と比べ、トルクが約１．２倍に改善されるという効果を奏する。
【００４７】
（Ｃ）  高速時トルクは、グラフ上で９５％〜８４％と低下している。しかし、ロータ径の変更に伴い、トルクが６％改善されているので、従来品とトルクを絶対値で比較すると、１０１％〜９０％の範囲である。よって、高速時トルクを現行から大きく低下させないという効果を奏する。
【００４８】
（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）〜（ｃ）のようなものがある。
【００４９】
（ａ）  本実施形態は、１．８度ステップ（２００ステップ）ハイブリッド型ステッピングモータ１０に係るものである。しかし、これに限られず、別のステップ角を有しているハイブリッド型ステッピングモータであってもよい。この場合、ステータ歯ピッチＰｓおよびロータ歯ピッチＰｒを規準とする例えばステータ歯厚Ｗｓ／ステータ歯ピッチＰｓの比（Ｗｓ／Ｐｓ）などはそのままの比（０．４５１〜０．５６５）を適用できるが、ステータ内径Ｓｉｄおよびロータ外径Ｒｏｄを規準とする例えばステータ歯厚Ｗｓ／ステータ内径Ｓｉｄの比（Ｗｓ／Ｓｉｄ）などは、ステップ角に応じて比を変更することで適用できる。
具体的にステップ角に応じた変更を例示すれば、３．６度ステップ（２倍の粗さ）に適用する場合は、１．８度ステップで適用した好ましいステータ歯厚Ｗｓ／ステータ内径Ｓｉｄ比が０．０２７〜０．０３４であるから、同比を２倍の０．０５４〜０．０６８とすることで適用するとよい。また、０．９度ステップ（１／２の細かさ）に適用する場合は、１／２の０．０１３５〜０．０１７とすることで適用できる。
【００５０】
（ｂ）  本発明は、２相のステッピングモータ１０に限られず、例えば３相または５相のステッピングモータに適用してもよい。
【００５１】
（ｃ）  本発明は、ステータ外径５６．４ｍｍに限らず、例えばステータ外径４２ｍｍのステッピングモータに適用してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０  ステッピングモータ
１１  フロントフランジ
１２  リアフランジ
１３  ボールベアリング
１４  ボールベアリング
１５  スプリングシム
１８  リードワイヤ・コネクタ
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ  ボルト
３０  ロータ
３１  回転軸
３２  ロータ小歯
３３  ロータコア
３５  マグネット
４０  ステータ
４１  ステータヨーク
４２  ステータ小歯
４３  ステータポール（突極）
４４  巻線
４５  孔部
Ｐｒ  ロータ歯ピッチ
Ｗｒ  ロータ歯厚
Ｐｓ  ステータ歯ピッチ
Ｗｓ  ステータ歯厚
Ｓｏｄ  ステータ外径
Ｓｉｄ  ステータ内径
Ｒｏｄ  ロータ外径
Ｗｐ  ステータポール厚さ
【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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