(57)【要約】本発明のモータの一つの態様は、一方向に延びる中心軸に沿って配置されたシャフトを有するロータと、ロータの径方向外側に配置されたステータと、を備える。ステータは、ロータを囲む環状のコアバック部およびコアバック部から径方向内側に延びた複数のティース部を有するステータコアと、複数のティース部のそれぞれに巻き回されたコイルと、を有する。複数のティース部は、周方向に沿って並んで配置されている。コアバック部の内縁の軸方向に沿って視た形状は、多角形状である。内縁の角は、丸みを帯びており、かつ、周方向に隣り合うティース部が接続された内縁の部分同士の間に配置されている。ステータコアの内径をＤ１とし、ステータコアの最小外径をＤ２とし、ティース部の数をＮとしたとき、Ｄ２に対するＤ１の比は、０．６５よりも大きく、内縁の角のＲは、Ｄ１／Ｎ以上、Ｄ２／Ｎ以下である。【選択図】図３
2018105626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延びる中心軸に沿って配置されたシャフトを有するロータと、
前記ロータの径方向外側に配置されたステータと、
を備え、
前記ステータは、
前記ロータを囲む環状のコアバック部および前記コアバック部から径方向内側に延びた複数のティース部を有するステータコアと、
前記複数のティース部のそれぞれに巻き回されたコイルと、
を有し、
前記複数のティース部は、周方向に沿って並んで配置され、
前記コアバック部の内縁の軸方向に沿って視た形状は、多角形状であり、
前記内縁の角は、丸みを帯びており、かつ、周方向に隣り合う前記ティース部が接続された前記内縁の部分同士の間に配置され、
前記ステータコアの内径をＤ１とし、前記ステータコアの最小外径をＤ２とし、前記ティース部の数をＮとしたとき、
Ｄ２に対するＤ１の比は、０．６５よりも大きく、
前記内縁の角のＲは、Ｄ１／Ｎ以上、Ｄ２／Ｎ以下である、モータ。
【請求項２】
Ｄ２に対するＤ１の比は、０．７１よりも大きい、請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記コアバック部の外縁の軸方向に沿って視た形状は、多角形状である、請求項１に記載のモータ。
【請求項４】
前記外縁の軸方向に沿って視た形状は、四角形状である、請求項３に記載のモータ。
【請求項５】
Ｄ２は、４２ｍｍであり、
Ｄ１は、３０ｍｍ以上である、請求項４に記載のモータ。
【請求項６】
前記内縁の角のＲは、３．７５ｍｍ以上、５．２５ｍｍ以下である、請求項５に記載のモータ。
【請求項７】
前記内縁の軸方向に沿って視た形状は、八角形状であり、
前記ティース部の数は、８つである、請求項１に記載のモータ。
【請求項８】
ステッピングモータである、請求項１から７のいずれか一項に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロータの外周面と空隙を介して対向するステータを備えるモータが知られている。例えば、特許文献１には、ステッピングモータが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０１８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなモータにおいては、全体の寸法を変えずに、出力されるトルクを向上させることを目的として、ステータの外形寸法はそのままとしつつ、ロータの外径を大きくすることが考えられる。しかし、その場合、ステータの径方向の寸法が小さくなり、ステータの強度が低下する。そのため、モータを駆動させた際に生じる振動および騒音が大きくなる問題があった。【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みて、小型かつ高出力で、振動および騒音を低減できる構造を有するモータを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のモータの一つの態様は、一方向に延びる中心軸に沿って配置されたシャフトを有するロータと、前記ロータの径方向外側に配置されたステータと、を備え、前記ステータは、前記ロータを囲む環状のコアバック部および前記コアバック部から径方向内側に延びた複数のティース部を有するステータコアと、前記複数のティース部のそれぞれに巻き回されたコイルと、を有し、前記複数のティース部は、周方向に沿って並んで配置され、前記コアバック部の内縁の軸方向に沿って視た形状は、多角形状であり、前記内縁の角は、丸みを帯びており、かつ、周方向に隣り合う前記ティース部が接続された前記内縁の部分同士の間に配置され、前記ステータコアの内径をＤ１とし、前記ステータコアの最小外径をＤ２とし、前記ティース部の数をＮとしたとき、Ｄ２に対するＤ１の比は、０．６５よりも大きく、前記内縁の角のＲは、Ｄ１／Ｎ以上、Ｄ２／Ｎ以下である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一つの態様によれば、小型かつ高出力で、振動および騒音を低減できる構造を有するモータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態のモータを示す断面図である。
【図２】図２は、本実施形態のモータを示す図であって、図１におけるII−II断面図である。
【図３】図３は、本実施形態のモータの部分を示す図であって、図２における部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１から図３に示す本実施形態のモータ１０は、例えば、ハイブリッド型ステッピングモータである。モータ１０は、全体として略直方体状である。図１に示すように、モータ１０は、上カバー部材１１と、下カバー部材１２と、一方向に延びる中心軸Ｊに沿って配置されたシャフト２１を有するロータ２０と、ステータ３０と、ベアリング４１，４２と、を備える。本実施形態において中心軸Ｊが延びる一方向は、図１における上下方向である。
【００１０】
以下の説明においては、中心軸Ｊと平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。また、軸方向において、図１の上側を単に「上側」と呼び、図１の下側を単に「下側」と呼ぶ。なお、上側および下側は、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係および方向を限定しない。
【００１１】
図示は省略するが、上カバー部材１１および下カバー部材１２は、軸方向に沿って視て、略正方形状である。上カバー部材１１と下カバー部材１２とは、ステータ３０を軸方向に挟んでいる。上カバー部材１１は、ステータ３０の上側に配置されている。上カバー部材１１は、後述するインシュレータ３４の上端部に固定されている。上カバー部材１１は、シャフト２１を支持するベアリング４１を保持している。下カバー部材１２は、ステータ３０の下側に配置されている。下カバー部材１２は、インシュレータ３４の下端部に固定されている。下カバー部材１２は、シャフト２１を支持するベアリング４２を保持している。
【００１２】
ロータ２０は、ロータコア２２を有する。ロータコア２２は、永久磁石２３と、上側ヨーク２４ａと、下側ヨーク２４ｂと、を有する。永久磁石２３は、中心軸Ｊを中心とする円環状である。永久磁石２３の径方向内側には、シャフト２１が通されている。永久磁石２３とシャフト２１との径方向の間には、隙間が設けられている。永久磁石２３は、上側ヨーク２４ａと下側ヨーク２４ｂとによって軸方向に挟まれて保持されている。永久磁石２３は、上側ヨーク２４ａと下側ヨーク２４ｂとに接着剤で固定されている。永久磁石２３は、軸方向に沿って並んで配置された２つの磁極、すなわちＮ極とＳ極とを有する。
【００１３】
上側ヨーク２４ａは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。上側ヨーク２４ａの径方向内側には、シャフト２１が通されている。上側ヨーク２４ａの内周面は、シャフト２１の外周面に固定されている。上側ヨーク２４ａは、永久磁石２３の上側に配置されている。上側ヨーク２４ａの下面は、永久磁石２３の上面と接触している。
【００１４】
上側ヨーク２４ａの径方向外端には、下側に突出する突出部が設けられている。上側ヨーク２４ａの突出部の径方向内側面には、永久磁石２３の径方向外側面が接触している。なお、上側ヨーク２４ａの突出部の径方向内側面と永久磁石２３の径方向外側面とは、隙間を介して径方向に対向してもよい。
【００１５】
図３に示すように、上側ヨーク２４ａは、上側ヨーク２４ａの外周縁に配置された複数のロータ歯部２５を有する歯車状である。複数のロータ歯部２５は、径方向外側に突出している。複数のロータ歯部２５は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に並んで配置されている。
【００１６】
図１に示すように、下側ヨーク２４ｂは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。下側ヨーク２４ｂの径方向内側には、シャフト２１が通されている。下側ヨーク２４ｂの内周面は、シャフト２１の外周面に固定されている。下側ヨーク２４ｂは、永久磁石２３の下側に配置されている。下側ヨーク２４ｂの上面は、永久磁石２３の下面と接触している。
【００１７】
下側ヨーク２４ｂの径方向外端には、上側に突出する突出部が設けられている。下側ヨーク２４ｂの突出部の径方向内側面には、永久磁石２３の径方向外側面が接触している。なお、下側ヨーク２４ｂの突出部の径方向内側面と永久磁石２３の径方向外側面とは、隙間を介して径方向に対向してもよい。上述した上側ヨーク２４ａの突出部と下側ヨーク２４ｂの突出部とは、軸方向に隙間を介して対向している。
【００１８】
図示は省略するが、下側ヨーク２４ｂは、上側ヨーク２４ａと同様の歯車状である。下側ヨーク２４ｂの歯部は、軸方向に沿って視て、周方向に隣り合う上側ヨーク２４ａのロータ歯部２５同士の間に配置されている。
【００１９】
図１および図２に示すように、ステータ３０は、全体として軸方向に延びた角筒状である。ステータ３０は、ロータ２０の径方向外側に配置されている。図１に示すように、ステータ３０は、ステータコア３１と、インシュレータ３４と、コイル３５と、を有する。図１および図２に示すように、ステータコア３１は、ロータ２０を囲む環状のコアバック部３２およびコアバック部３２から径方向内側に延びた複数のティース部３３を有する。
【００２０】
図１に示すように、コアバック部３２は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びた角筒状である。図２に示すように、コアバック部３２の内縁３２ａの軸方向に沿って視た形状は、多角形状である。より詳細には、内縁３２ａの軸方向に沿って視た形状は、正八角形状である。図３に示すように、内縁３２ａの角３２ｃは、丸みを帯びている。角３２ｃの径方向内側面は、軸方向に沿って視て、径方向外側に凹となる円弧状である。
【００２１】
図２に示すように、コアバック部３２の外縁３２ｂの軸方向に沿って視た形状は、多角形状である。図２では、外縁３２ｂの軸方向に沿って視た形状は、四角形状である。より詳細には、外縁３２ｂの軸方向に沿って視た形状は、角が面取りされた正方形状である。
【００２２】
なお、本明細書において「多角形状」とは、多角形の各辺同士を繋ぐ角が丸みを帯びた形状を含む。すなわち、本明細書において「多角形状」とは、多角形の各辺を構成する直線と、隣り合う各直線同士を結ぶ円弧と、で構成される形状を含む。また、本明細書において「多角形状」とは、多角形の各辺同士を繋ぐ角が面取りされた形状も含む。面取りは、丸面取りであってもよいし、角面取りであってもよい。具体的には、例えば、四角形状は、厳密な四角形状に加えて、四角形の角が面取りされた形状も含む。
【００２３】
複数のティース部３３は、周方向に沿って並んで配置されている。より詳細には、複数のティース部３３は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に並んで配置されている。ティース部３３は、内縁３２ａを構成する多角形の辺ごとに設けられている。これにより、内縁３２ａの角３２ｃは、周方向に隣り合うティース部３３が接続された内縁３２ａの部分同士の間に配置されている。図２では、ティース部３３の数は、８つである。８つのティース部３３は、内縁３２ａを構成する八角形の辺の周方向の中央にそれぞれ配置されている。複数のティース部３３の径方向内側には、ロータ２０が収容される収容空間３７が設けられている。
【００２４】
ティース部３３は、延出部３３ａと、先端部３３ｂと、を有する。延出部３３ａは、内縁３２ａから径方向内側に延びている。先端部３３ｂは、延出部３３ａの径方向内端に接続されている。先端部３３ｂは、周方向に沿って延びている。先端部３３ｂは、延出部３３ａよりも周方向両側に突出している。図３に示すように、先端部３３ｂは、径方向内側に突出した複数のステータ歯部３３ｃを有する。複数のステータ歯部３３ｃは、先端部３３ｂの周方向一端から周方向他端までの間に、等間隔に並んで配置されている。なお、ステータ歯部３３ｃは、等間隔の配置に限定されず、不等配でもよい。ステータ歯部３３ｃは、ロータ歯部２５と径方向に隙間を介して対向可能である。
【００２５】
図１に示すように、インシュレータ３４は、ステータコア３１に装着されている。コイル３５は、複数のティース部３３のそれぞれに巻き回されている。より詳細には、コイル３５は、インシュレータ３４を介して、ティース部３３のそれぞれに巻き回されている。図２では、コイル３５は、８つ設けられている。
【００２６】
ステータコア３１の内径をＤ１とし、ステータコア３１の最小外径をＤ２とし、ティース部３３の数をＮとする。ステータコア３１の内径Ｄ１は、ステータコア３１の径方向内側に設けられたロータ２０の収容空間３７における径方向の寸法である。言い換えれば、内径Ｄ１は、軸方向に沿って視て、ステータコア３１の径方向内側においてステータコア３１と接する第１仮想円Ｃ１の直径である。第１仮想円Ｃ１は、軸方向に沿って視て、複数のティース部３３におけるステータ歯部３３ｃの径方向内端を結ぶ円である。
【００２７】
最小外径Ｄ２は、ステータコア３１の径方向の寸法のうち最小の値である。言い換えれば、最小外径Ｄ２は、軸方向に沿って視てコアバック部３２の外縁３２ｂに内接する第２仮想円Ｃ２の直径である。本実施形態において外縁３２ｂの軸方向に沿って視た形状は正方形状であるため、最小外径Ｄ２は、軸方向に沿って視て外縁３２ｂの辺と直交する方向におけるステータコア３１の寸法である。
【００２８】
最小外径Ｄ２に対する内径Ｄ１の比は、０．６５よりも大きい。本実施形態では、最小外径Ｄ２に対する内径Ｄ１の比は、０．７１よりも大きい。一例として、最小外径Ｄ２は、４２ｍｍであり、内径Ｄ１は、３０ｍｍ以上である。図３に示す内縁３２ａの角３２ｃのＲは、Ｄ１／Ｎ以上、Ｄ２／Ｎ以下である。角３２ｃのＲは、丸みを帯びた角３２ｃの曲率半径である。一例として、内径Ｄ１を３０ｍｍ、最小外径Ｄ２を４２ｍｍ、ティース部３３の数Ｎを８とすると、角３２ｃのＲは、３．７５ｍｍ以上、５．２５ｍｍ以下である。
【００２９】
モータの出力トルクを向上させるためには、例えば、ロータの外径を大きくする方法がある。この方法を採用した場合、ロータを収容するためにステータコアの内径Ｄ１も、ロータの外径に合わせて大きくする必要がある。このとき、モータを大型化させないためにステータコアの外形寸法を変更しない場合には、最小外径Ｄ２に対する内径Ｄ１の比が大きくなる。このようなモータでは、振動および騒音が大きくなる問題があった。
【００３０】
本発明者らは、上記のようなモータにおいて振動および騒音が大きくなる原因について実験および解析を行った結果、ステータコアの変形が大きな原因の一つであることを見出した。ステータコアの外形寸法を変更せずに最小外径Ｄ２に対する内径Ｄ１の比を大きくすると、ステータコアの径方向の寸法は小さくなる。このとき、ティース部の径方向の寸法はコイルを巻き回すために所定値以上とする必要があるため、結果としてコアバック部の径方向の寸法が小さくなる。これにより、コアバック部の強度が低下する。したがって、モータを駆動させる際に、コアバック部が径方向に波打って変形して振動し、モータの振動および騒音が大きくなる。
【００３１】
さらに、本発明者らは、上述したコアバック部が変形して振動する際、コアバック部の内縁の角が振動の腹となることを見出した。すなわち、コアバック部の内縁の角が径方向に大きく変形して振動することで、モータの振動および騒音が大きくなる。一方、コアバック部の内縁においてティース部が接続される部分は、振動の節となる。
【００３２】
以上のことから、本発明者らは、コアバック部の内縁の角においてコアバック部の強度を大きくすることで、コアバック部の振動を抑制でき、モータの振動および騒音を低減できることを見出した。
【００３３】
コアバック部の内縁の角においてコアバック部の強度を向上させる方法としては、コアバック部の内縁の角のＲを大きくする方法が挙げられる。図３に示すように、内縁３２ａの角３２ｃが丸みを帯びている場合、角３２ｃの径方向内側面は、コアバック部の内縁の角が丸みを帯びていない場合の角の頂点Ｐよりも径方向内側に配置される。そのため、角３２ｃにおいてコアバック部３２の径方向の寸法が大きくなり、角３２ｃにおけるコアバック部３２の強度が向上する。ここで、頂点Ｐは、軸方向に沿って視て、内縁３２ａにおける一辺と重なる仮想直線Ｌ１と、内縁３２ａにおける仮想直線Ｌ１と重なる辺と隣り合う他の辺と重なる仮想直線Ｌ２との交点である。
【００３４】
本発明者らは、実験およびシミュレーションによって、角３２ｃのＲを、Ｄ１／Ｎ以上とすることで、モータの振動および騒音を効果的に低減できることを見出した。「モータの振動および騒音を効果的に低減できる」とは、最小外径Ｄ２に対する内径Ｄ１の比が０．６５よりも大きいモータにおいて、モータの振動および騒音を、最小外径Ｄ２が同じで、かつ、最小外径Ｄ２に対する内径Ｄ１の比が０．６５以下のモータにおける振動および騒音以下にできることを含む。
【００３５】
したがって、本実施形態によれば、角３２ｃのＲがＤ１／Ｎ以上であるため、小型かつ高出力で、振動および騒音を低減できる構造を有するモータ１０が得られる。
【００３６】
一方、角３２ｃのＲを大きくする程、周方向に隣り合うティース部３３同士の間の空間３６は狭くなる。そのため、角３２ｃのＲを大きくし過ぎると、ティース部３３に対してコイル３５を巻き回すことが困難になる問題がある。本発明者らは、角３２ｃのＲをＤ２／Ｎ以下とすることで、ティース部３３に対してコイル３５を容易に巻き回すために必要な空間３６の大きさを確保できることを見出した。
【００３７】
以上のことから、本実施形態のように、角３２ｃのＲをＤ１／Ｎ以上、Ｄ２／Ｎ以下とすることで、モータ１０の振動および騒音を低減できるとともに、モータ１０を製造する際にコイル３５を容易に巻き回すことができる。これにより、モータ１０の製造を容易にできる。
【００３８】
例えば、コイル３５の線径を小さくすれば、空間３６が狭くなった場合であっても、コイル３５を巻き回しやすくできる。しかし、コイル３５の仕様は、モータ１０の回転数、モータ１０に供給される電圧、および電流等に基づいて、モータ１０の出力トルクを好適に得るために好適な値が決められる。そのため、モータ１０の回転数、モータ１０に供給される電圧、および電流が同じ場合にコイル３５の線径を小さくすると、モータ１０の出力トルクが小さくなる問題がある。これに対して、角３２ｃのＲをＤ１／Ｎ以上、Ｄ２／Ｎ以下とすれば、コイル３５の線径を小さくせずに、コイル３５を巻き回しやすくできる。したがって、モータ１０の出力トルクを低減させずに、モータ１０の製造を容易にできる。
【００３９】
また、角３２ｃのＲをＤ１／Ｎ以上とすればよいことから、ティース部３３の数Ｎが少ないほど角３２ｃのＲを大きくすればよいことが分かる。例えば、ティース部３３の数Ｎが小さくなると、周方向に隣り合うティース部３３同士の間隔が大きくなる。そのため、コアバック部３２における周方向に隣り合うティース部３３同士の間の部分、すなわち振動の節同士の間の部分が周方向に長くなり、内縁３２ａの角３２ｃがより振動しやすくなる。したがって、ティース部３３の数Ｎが多い場合には、ティース部３３の数Ｎが少ない場合よりも角３２ｃのＲを大きくすることで、モータ１０の振動および騒音を好適に低減できる。
【００４０】
また、角３２ｃのＲをＤ２／Ｎ以下とすればよいことから、ティース部３３の数Ｎが少ないほど角３２ｃのＲを大きくできることが分かる。上述したように、ティース部３３の数Ｎが小さくなると、周方向に隣り合うティース部３３同士の間隔が大きくなる。そのため、空間３６が広くなり、角３２ｃのＲを大きくしてもコイル３５を巻き回しやすい。
【００４１】
また、本実施形態によれば、最小外径Ｄ２に対する内径Ｄ１の比が０．７１よりも大きいため、モータ１０の出力トルクを好適に得られる。また、最小外径Ｄ２に対する内径Ｄ１の比を０．７１よりも大きくした場合に、モータの振動および騒音が特に大きくなりやすいため、上述した振動および騒音の低減効果を特に有用に得られる。
【００４２】
また、最小外径Ｄ２に対する内径Ｄ１の比を０．７１よりも大きくする場合において、最小外径Ｄ２を４２ｍｍとすると、内径Ｄ１は、約３０ｍｍ以上である。すなわち、内径Ｄ１を３０ｍｍ以上とすることで、４２ｍｍ角型のステッピングモータにおいて出力トルクを好適に得られる。内径Ｄ１および最小外径Ｄ２をこのような数値範囲とする場合においては、角３２ｃのＲを３．７５ｍｍ以上、５．２５ｍｍ以下とすることが好ましい。これは、モータ１０の振動および騒音を好適に低減しやすく、かつ、コイル３５を巻き回しやすい空間３６を確保しやすいためである。
【００４３】
また、例えば、コアバック部の外縁の軸方向に沿って視た形状が円形状である構成と、コアバック部の外縁の軸方向に沿って視た形状が多角形状である構成とにおいて、それぞれ最小外径Ｄ２が同じ値である場合について考える。この場合、コアバック部の外縁の軸方向に沿って視た形状が円形状である構成では、コアバック部の外縁の軸方向に沿って視た形状は、図２に示す第２仮想円Ｃ２と一致する。一方、コアバック部の外縁の軸方向に沿って視た形状が多角形状である構成では、コアバック部の外縁の軸方向に沿って視た形状は第２仮想円Ｃ２が内接する形状となる。すなわち、コアバック部の外縁の軸方向に沿って視た形状が多角形状である構成では、コアバック部は、第２仮想円Ｃ２よりも径方向外側に位置する部分を有する。そのため、最小外径Ｄ２が同じ場合には、コアバック部の外縁の軸方向に沿って視た形状を多角形状とすることで、円形状とした場合よりも、コアバック部の径方向の寸法が大きい部分を設けることができる。具体的には、コアバック部の角部においてコアバック部の径方向の寸法を大きくできる。これにより、コアバック部の剛性を向上させることができる。
【００４４】
これに対して、本実施形態においてコアバック部３２は、多角形状である。そのため、コアバック部３２の角部においてコアバック部３２の径方向の寸法を大きくでき、コアバック部３２の剛性を向上させることができる。したがって、本実施形態によれば、モータ１０の振動および騒音をより低減することができる。本実施形態では、コアバック部３２の外縁３２ｂの軸方向に沿って視た形状は四角形状である。この場合、特にコアバック部３２の剛性を大きくしやすい。また、コアバック部３２を作りやすい。
【００４５】
また、本実施形態のように、内縁３２ａの軸方向に沿って視た形状を八角形状とし、かつ、ティース部３３の数を８つとすると、周方向に隣り合うティース部３３同士の間隔を好適な大きさにできる。そのため、振動の節同士の周方向の間隔を好適に小さくしてステータコア３１を振動しにくくしつつ、空間３６を好適に広くしてコイル３５を巻き回しやすくできる。
【００４６】
また、上述したモータの振動および騒音は、モータがステッピングモータである場合に特に生じやすい。そのため、本実施形態のモータ１０のようなステッピングモータにおいて、上述した振動および騒音の低減効果を特に有用に得られる。
【００４７】
また、本実施形態のようにモータがステッピングモータである場合、モータの駆動周波数がコアバック部の固有振動数と一致あるいは近い値だと、コアバック部が共振する。そのため、コアバック部の振動が大きくなり、モータの振動および騒音がより大きくなりやすい。これに対して、角３２ｃのＲを変更すると、コアバック部３２の強度が変化して、コアバック部３２の固有振動数が変化する。そのため、角３２ｃのＲの値を、コアバック部３２の固有振動数がモータ１０の駆動周波数から離れた値にすることで、モータ１０の振動および騒音をより低減できる。
【００４８】
本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。ティース部３３の数は、特に限定されず、３つ以上、７つ以下であってもよいし、９つ以上であってもよい。また、コアバック部３２の内縁３２ａの軸方向に視た形状は、多角形状であれば特に限定されず、７つ以下の角を有する形状であってもよいし、９つ以上の角を有する形状であってもよい。また、コアバック部３２の外縁３２ｂの軸方向に視た形状は、特に限定されず、四角形状以外の多角形状であってもよいし、円形状であってもよい。
【００４９】
また、本発明が適用されるモータは、ハイブリッド型以外のステッピングモータであってもよいし、ステッピングモータ以外のモータであってもよい。本発明が適用されるモータは、いかなるモータに適用することもできる。また、上記の各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。
【実施例】
【００５０】
図１から図３において示す実施形態と同様の形状を有する実施例および比較例１，２を用いて、本発明の効果について検証した。実施例においては、内径Ｄ１を３０ｍｍとし、最小外径Ｄ２を４２ｍｍとし、コアバック部における内縁の角のＲを５ｍｍとした。比較例１においては、コアバック部における内縁の角のＲを０．６ｍｍとし、その他の値は実施例と同様とした。実施例および比較例１における最小外径Ｄ２に対する内径Ｄ１の比は、約０．７１４である。【００５１】
比較例２においては、内径Ｄ１を２６ｍｍとし、最小外径Ｄ２を４２ｍｍとし、コアバック部における内縁の角のＲを０．６ｍｍとした。比較例２における最小外径Ｄ２に対する内径Ｄ１の比は、約０．６２である。すなわち、比較例２は、最小外径Ｄ２に対する内径Ｄ１の比が０．６５以下のモータである。比較例２のその他の値は、実施例と同様とした。【００５２】
実施例および比較例１，２を駆動周波数２０００ｐｐｓで駆動させて、モータの振動および騒音を評価した。その結果、比較例１においては、モータの振動および騒音が比較例２よりも大きくなったのに対して、実施例においては、モータの振動および騒音が比較例２と同等以下程度とできることが確かめられた。これにより、コアバック部における内縁の角のＲをＤ１／Ｎ以上、Ｄ２／Ｎ以下とすることで、ロータを大きくして出力トルクを向上させつつ、モータの振動および騒音を低減できることが確かめられた。【００５３】
また、実施例におけるコアバック部の剛性と比較例１におけるコアバック部の剛性とを比較した結果、実施例におけるコアバック部の剛性は、比較例１におけるコアバック部の剛性に対して７．４％大きいことが確かめられた。これにより、コアバック部における内縁の角のＲを大きくすることで、コアバック部の強度を向上できることが確かめられた。【００５４】
また、実施例におけるコアバック部の固有振動数は２２５５Ｈｚであり、比較例１におけるコアバック部の固有振動数は２１６９Ｈｚであった。すなわち、実施例におけるコアバック部の固有振動数は、比較例１におけるコアバック部の固有振動数よりも、モータの駆動周波数２０００ｐｐｓから離れた値であることが分かった。これにより、モータの振動および騒音をより低減できたと考えられる。
【符号の説明】
【００５５】
１０…モータ、２０…ロータ、２１…シャフト、３０…ステータ、３１…ステータコア、３２…コアバック部、３２ａ…内縁、３２ｂ…外縁、３２ｃ…角、３３…ティース部、３５…コイル、Ｄ１…内径、Ｄ２…最小外径、Ｊ…中心軸、Ｎ…ティース部の数
【図１】
2018105626.tif 000003
【図２】
2018105626.tif 000004
【図３】
2018105626.tif 000005
【国際調査報告】
2018105626.tif 000006
2018105626.tif 000007
2018105626.tif 000008