(57)【要約】【課題】  モータの小型化要求や摺動ロスの低減を考慮しつつ、軸受の磨耗によってクリアランスが大きくなっても、回転軸のラジアル方向の挙動を効果的に制限してタタキ音ノイズを防止することが可能なモータを提供する。【解決手段】  ロータ１０と、第１ステータ２０ａと、第１ステータ２０ａと回転軸の軸方向に重ねて配置される第２ステータ２０ｂと、を有するモータにおいて、複数の極歯２５ａ，２６ａ，２５ｂ，２６ｂが形成された第１極歯部３０及び第２極歯部４０には、それぞれ他の極歯と比べて不均一な第１不均一部５０及び第２不均一部６０が含まれるとともに、第１不均一部５０と第２不均一部６０は、回転軸１１の軸方向からみて、略同位置の位置関係にある。【選択図】          図２
2007143363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固着されたマグネットを備えたロータと、
前記マグネットの外周面に対向する第１極歯部を備えた第１ステータと、
前記第１ステータと前記回転軸の軸方向に重ねて配置されるとともに、前記マグネットの外周面に対向する第２極歯部を備えた第２ステータと、を有するモータにおいて、
複数の極歯が形成された前記第１極歯部及び前記第２極歯部には、それぞれ他の極歯と比べて不均一な第１不均一部及び第２不均一部が含まれるとともに、
前記第１不均一部と前記第２不均一部は、前記回転軸の軸方向からみて、略同位置の位置関係にあることを特徴とするモータ。
【請求項２】
回転軸に固着されたマグネットを備えたロータと、
前記マグネットの外周面に対向する第１極歯部を備えた第１ステータと、
前記第１ステータと前記回転軸の軸方向に重ねて配置されるとともに、前記マグネットの外周面に対向する第２極歯部を備えた第２ステータと、を有するモータにおいて、
複数の極歯が形成された前記第１極歯部及び前記第２極歯部には、それぞれ他の極歯と比べて不均一な第１不均一部及び第２不均一部が含まれるとともに、
前記第１不均一部と前記第２不均一部とは、前記回転軸の軸方向からみて、前記回転軸の軸中心に対して略点対称の位置関係にあることを特徴とするモータ。
【請求項３】
前記第１不均一部及び前記第２不均一部は、それぞれ前記第１ステータに形成された他の極歯及び前記第２ステータに形成された他の極歯よりも大きさが小さい極歯からなることを特徴とする請求項１又は２記載のモータ。
【請求項４】
前記第１不均一部及び前記第２不均一部は、それぞれ前記第１ステータに形成された他の極歯及び前記第２ステータに形成された他の極歯と比べて、前記マグネットとのギャップが異なる極歯からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載のモータ。
【請求項５】
前記第１不均一部及び前記第２不均一部は、極歯が除去された空隙からなることを特徴とする請求項１又は２のいずれか記載のモータ。
【請求項６】
前記マグネットには、前記第１ステータの極歯に対向する第１着磁領域と、前記第２ステータの極歯に対向する第２着磁領域と、が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のモータ。
【請求項７】
前記マグネットの円周方向における前記第１ステータと前記第２ステータとの位置のずれ角度をα、前記マグネットの円周方向における前記第１着磁領域と前記第２着磁領域との位置のずれ角度をβ、Ｎ極とＳ極の磁極が交互に多極着磁された前記マグネットの磁極の極数をＮ、としたとき、α−β＝（３６０度／Ｎ）×１／２の条件式を満足することを特徴とする請求項６記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関し、特に、静音性を向上させたモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、入力パルス数に比例して回転駆動する電動機として、ＰＭ型ステッピングモータがある。例えば、爪状の誘導子（極歯）を用いたＰＭ型ステッピングモータでは、ロータの回転軸にマグネットが固着されており、ステータに巻回されたリング状のコイルにパルス電流を供給することによって、ステータの極歯に磁界が現れ、入力パルス数に比例して回転駆動する。
【０００３】
このようなＰＭ型ステッピングモータは、一般に、ロータの回転軸を支える軸受を有している。例えば、回転軸をラジアル方向に支える円筒状の含油軸受や、回転軸をスラスト方向に支えるスラスト軸受などである。そして、これらのうちの含油軸受と、ロータの回転軸との間には、所定間隔の隙間（クリアランス）が設けられている。
【０００４】
クリアランスの大きさは、モータの各種精度を決める上で重要な要素であり、これが大き過ぎると、含油軸受の内部において回転軸が含油軸受内面に沿って半分程度回転したとき、回転軸が含油軸受内面から離れて反対側の面に衝突する虞がある。すなわち、クリアランスが大き過ぎると、回転軸がラジアル方向に変動して含油軸受内面に衝突する虞があり、この場合、「カタカタ」というようなタタキ音ノイズが発生する。静音性が要求される近年のモータでは、このタタキ音ノイズの発生を防ぐことが重要な技術課題となっている。
【０００５】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、従来のＰＭ型ステッピングモータの構造を示す断面図である。特に、図７（ａ）は、両軸受けタイプのステッピングモータ１００Ａの構造を示しており、図７（ｂ）は、樹脂スラスト軸受タイプのステッピングモータ１００Ｂの構造を示しており、図７（ｃ）は、軸端与圧タイプのステッピングモータ１００Ｃの構造を示している。
【０００６】
図７（ａ）に示すステッピングモータ１００Ａは、回転軸１０１に固着されたマグネット１０２を備えたロータ１１０と、ロータ１１０を囲むように配置されたステータ１２０と、を有している。このうち、ステータ１２０の回転軸１０１の軸方向外側（図中の左側）には、地板１０３が取り付けられ、この地板１０３には、回転軸１０１をラジアル方向に支えるラジアル軸受１０４が取り付けられている。ここで、ステッピングモータ１００Ａでは、回転軸１０１とラジアル軸受１０４のクリアランスを可能な限り小さくしている。これにより、回転軸１０１とラジアル軸受１０４の衝突の発生を防止することができ、ひいてはタタキ音ノイズの発生を防止することができるようになっている。
【０００７】
図７（ｂ）に示すステッピングモータ１００Ｂは、上述同様、回転軸１０１に固着されたマグネット１０２を備えたロータ１１０と、ロータ１１０を囲むように配置されたステータ１２０と、を有している。また、回転軸１０１の軸端１０１ａは、凹球面状に形成されており、この軸端１０１ａと、円錐状の穴１０５ａが形成された樹脂軸受１０５とによって、鋼球１０６を挟持している（例えば特許文献１参照）。さらに、樹脂軸受１０５のリア側（図中の右側）には、板バネ１０７が当接されている。ここで、ステッピングモータ１００Ｂでは、樹脂軸受１０５は、板バネ１０７によって加圧（付勢）されている。これにより、板バネ１０７によるスラスト方向への付勢力（図中の矢印Ｘ）によって、回転軸１０１のラジアル方向の挙動を制限することができるようになっている。
【０００８】
図７（ｃ）に示すステッピングモータ１００Ｃは、上述同様、回転軸１０１に固着されたマグネット１０２を備えたロータ１１０と、ロータ１１０を囲むように配置されたステータ１２０と、を有している。また、ステータ１２０の回転軸１０１の軸方向外側（図中の右側）には、板バネ１０７が設けられている。ここで、回転軸１０１の軸端１０１ｂは、凸球面状に形成されており、この軸端１０１ｂは、板バネ１０７によって斜めに加圧（付勢）されている。これにより、板バネ１０７による付勢力（図中の矢印Ｙ）のうちスラスト方向への分力（図中の矢印Ｚ）によって、回転軸１０１のラジアル方向の挙動を制限することができるようになっている。
【０００９】
このように、従来のＰＭ型ステッピングモータ（ステッピングモータ１００Ａ〜１００Ｃ）では、様々な方法によって、回転軸１０１のラジアル方向の挙動を制限し、ひいてはタタキ音ノイズの発生を防止している。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−３２４８９２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した従来のＰＭ型ステッピングモータでは、以下のような問題が生ずる。
【００１２】
まず、回転軸１０１とラジアル軸受１０４のクリアランスを可能な限りで小さくしたステッピングモータ１００Ａ（図７（ａ）参照）では、モータ使用初期のタタキ音ノイズを防止することは可能である。しかし、長期間の使用により、ラジアル軸受１０４の内周面が磨耗して、回転軸１０１とのクリアランスが大きくなってしまった場合には、タタキ音ノイズを防止することができなくなる。また、ステッピングモータ１００Ａでは、ラジアル軸受１０４の内径公差と、回転軸１０１の外径公差を十分に抑えなければならないことから、必然的に製造コスト高の弊害を伴う。
【００１３】
一方、ステッピングモータ１００Ｂ（図７（ｂ）参照）では、樹脂軸受１０５を取り付ける必要があることから、リア側（図中の右側へ）の大きな飛び出しを伴ってしまい、モータの小型化要求を満たすことができない。また、樹脂軸受１０５に形成された穴は円錐状の穴１０５ａであることから、摺動ロスが大きくなってしまう。
【００１４】
また、ステッピングモータ１００Ｃ（図７（ｃ）参照）では、板バネ１０７による付勢力のうちスラスト方向への分力を十分大きな値にできないことから、回転軸１０１のラジアル方向の挙動を効果的に制限して、タタキ音ノイズを防止することが困難である。
【００１５】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータの小型化要求や摺動ロスの低減を考慮しつつ、軸受の磨耗によってクリアランスが大きくなっても、回転軸のラジアル方向の挙動を効果的に制限してタタキ音ノイズを防止することが可能なモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。
【００１７】
（１）  回転軸に固着されたマグネットを備えたロータと、前記マグネットの外周面に対向する第１極歯部を備えた第１ステータと、前記第１ステータと前記回転軸の軸方向に重ねて配置されるとともに、前記マグネットの外周面に対向する第２極歯部を備えた第２ステータと、を有するモータにおいて、複数の極歯が形成された前記第１極歯部及び前記第２極歯部には、それぞれ他の極歯と比べて不均一な第１不均一部及び第２不均一部が含まれるとともに、前記第１不均一部と前記第２不均一部は、前記回転軸の軸方向からみて、略同位置の位置関係にあることを特徴とするモータ。
【００１８】
本発明によれば、ロータと、回転軸の軸方向に重ねて配置され、それぞれマグネットの外周面に対向する第１極歯部及び第２極歯部を備えた第１ステータ及び第２ステータと、を有するモータにおいて、第１極歯部及び第２極歯部には、それぞれ他の極歯と比べて不均一な第１不均一部及び第２不均一部が含まれるとともに、両者は回転軸の軸方向からみて、略同位置の位置関係にあることとしたので、回転軸の軸中心から第１不均一部及び第２不均一部に向いたラジアル方向の側圧が発生させることができる。
【００１９】
すなわち、第１ステータにおける第１極歯部と、第２ステータにおける第２極歯部とに、それぞれ第１不均一部と第２不均一部とを設ける。そして、両者を近傍に配置する。そうすると、第１ステータにおいては、回転軸の軸中心から第１不均一部に向いたラジアル方向の側圧が発生するとともに、第２ステータにおいては、この側圧と同じ方向の側圧であって、回転軸の軸中心から第２不均一部に向いたラジアル方向の側圧が発生する。その結果、非対称形状となった第１不均一部及び第２不均一部を介して、ロータのマグネットをラジアル方向に引っ張る力を発生させることができる。
【００２０】
従って、回転軸のラジアル方向の挙動を制限して、タタキ音ノイズを防止することができる。特に、第１不均一部又は第２不均一部のいずれか一方のみを設けた場合には、回転軸にラジアル方向の予期しない挙動が生じて、モータ性能に悪影響を及ぼす虞があるが、本発明のように、第１不均一部と第２不均一部の双方を設け、しかも、両者の位置関係を、回転軸の軸方向からみて略同位置の位置関係にすることによって、第１ステータ及び第２ステータにおいて凡そ同じ向きの側圧を発生させることができるので、上述した悪影響を防ぎつつ、回転軸のラジアル方向の挙動を制限することができる。また、第１不均一部又は第２不均一部のいずれか一方のみが設けられたモータでは、十分な側圧を確保することができないが、本発明に係るモータでは、第１不均一部と第２不均一部の双方が設けられているので、十分な側圧を確保することができる。
【００２１】
また、モータに、第１不均一部及び第２不均一部の双方を設けた場合であっても、本発明のように、回転軸の軸方向からみて略同位置の位置関係になければ、第１ステータ及び第２ステータにおいて異なる向きの側圧が発生することになり、回転軸のラジアル方向の挙動を制限することができない場合がある。この点、本発明は、上述したとおり、第１不均一部と第２不均一部が回転軸の軸方向からみて略同位置の位置関係にあることから、第１ステータ及び第２ステータにおいて"凡そ同じ向き"の側圧を発生させることができ、ひいては回転軸のラジアル方向の挙動を制限することができる。
【００２２】
また、上述したステッピングモータ１００Ａ（図７（ａ）参照）と異なり、長期間の使用によってラジアル軸受１０４が磨耗し、クリアランスがある程度大きくなってしまっても、タタキ音ノイズの発生を防止することができる。そして、ステッピングモータ１００Ａのように、ラジアル軸受１０４の内径公差や回転軸１０１の外径公差を十分に抑える必要がなく、すなわち、クリアランスを数ミクロン程度の比較的粗い値にしてもよく、ひいては製造コストが上昇するのを防ぐことができる。
【００２３】
さらに、ステッピングモータ１００Ｂ（図７（ｂ）参照）のように、リア側の大きな飛び出しを伴ったり、円錐状の穴１０５ａが形成された樹脂軸受１０５が必要となったりしないので、モータの小型化要求を満たし、かつ、摺動ロスの低減に資することができる。さらにまた、ステッピングモータ１００Ｃ（図７（ｃ）参照）と異なり、第１ステータ及び第２ステータにおいて"凡そ同じ向き"の側圧を発生させて、十分大きな値の側圧を得ることができるので、回転軸のラジアル方向の挙動を効果的に制限して、タタキ音ノイズを防止することができる。なお、本発明は、モータを取り付ける実機側において、回転軸に側圧負荷（歯車負荷）を与えるといったような、新たに側圧を発生させるための機構を設ける必要がないので、タタキ音ノイズを防止することに関して汎用性を有するモータを提供することができる。
【００２４】
ここで、第１不均一部及び第２不均一部は、それぞれ他の極歯と比べて「不均一」となっているが、この「不均一」とは、複数の極歯が形成された第１極歯部及び第２極歯部の中に、それぞれ一様な他の極歯と比べて、一様でない箇所が存在することを意味する。例えば、第１極歯部の中に他の極歯と比べて形状（幅・厚さ・長さ）の異なる極歯（複数個あってもよい）が存在すれば、それが第１不均一部となるし、第１極歯部の中にラジアル方向外側に少し傾いた極歯（複数個あってもよい）が存在すれば、それが第１不均一部となるし、第１極歯部の中に極歯が存在しない箇所があれば、それが第１不均一部となる。
【００２５】
また、本発明では、第１不均一部と第２不均一部とは、回転軸の軸方向からみて「略同位置」の位置関係にあるが、「略同位置」とは、両者が全く同じ位置にあることは勿論のこと、第１ステータ及び第２ステータにおいて"凡そ同じ向きの側圧を発生させることができる範囲"内で、両者が凡そ同じ位置にあることを含むものとする。例えば、第１不均一部と第２不均一部とが全く同じ位置にあることを基準とした場合、第１不均一部と第２不均一部との間で、回転軸の軸方向からみて、マグネットの円周方向における角度ずれが約−３０度〜＋３０度であっても、「略同位置」に含まれるものとする。
【００２６】
（２）  回転軸に固着されたマグネットを備えたロータと、前記マグネットの外周面に対向する第１極歯部を備えた第１ステータと、前記第１ステータと前記回転軸の軸方向に重ねて配置されるとともに、前記マグネットの外周面に対向する第２極歯部を備えた第２ステータと、を有するモータにおいて、複数の極歯が形成された前記第１極歯部及び前記第２極歯部には、それぞれ他の極歯と比べて不均一な第１不均一部及び第２不均一部が含まれるとともに、前記第１不均一部と前記第２不均一部とは、前記回転軸の軸方向からみて、前記回転軸の軸中心に対して略点対称の位置関係にあることを特徴とするモータ。
【００２７】
本発明によれば、ロータと、回転軸の軸方向に重ねて配置され、それぞれマグネットの外周面に対向する第１極歯部及び第２極歯部を備えた第１ステータ及び第２ステータと、を有するモータにおいて、第１極歯部及び第２極歯部には、それぞれ他の極歯と比べて不均一な第１不均一部及び第２不均一部が含まれるとともに、両者は回転軸の軸方向からみて、回転軸の軸中心に対して略点対称の位置関係にあることとしたので、回転軸の挙動を防ぐラジアル方向の側圧を発生させることができ、ひいてはタタキ音ノイズを防止することができる。
【００２８】
特に、本発明のように、第１不均一部と第２不均一部の双方を設け、しかも、両者の位置関係を、回転軸の軸方向からみて、回転軸の軸中心に対して略点対称（約１８０度）の位置関係にすることによって、第１ステータにおける側圧の方向と、第２ステータにおける側圧の方向とを、凡そ逆にすることができる。その結果、回転軸が傾くような力が発生し、しかも、その力のモーメントは最大になることから、ロータのマグネットをラジアル方向に引っ張る力を大きくすることができ、ひいては回転軸のラジアル方向の挙動を制限して、タタキ音ノイズを防止することができる。
【００２９】
ここで、本発明では、第１不均一部と第２不均一部とは、回転軸の軸中心に対して「略点対称」の位置関係にあるが、「略点対称」とは、両者が全く逆の位置にあることは勿論のこと、第１ステータ及び第２ステータにおいて"凡そ逆向きの側圧を発生させることができる範囲"内で、両者が凡そ逆の位置にあることを含むものとする。例えば、第１不均一部と第２不均一部とが全く逆の位置、すなわち１８０度対称の位置にあることを基準とした場合、第１不均一部と第２不均一部との間で、回転軸の軸方向からみて、マグネットの円周方向における角度ずれが約１５０度〜２１０度であっても、「略点対称」に含まれるものとする。
【００３０】
なお、本発明は、上述した発明と同様に、ステッピングモータ１００Ａ〜１００Ｃ（図７（ａ）〜図７（ｃ）参照）では達成し得ない様々な効果を奏するものである。また、「不均一」の解釈は、上述した発明と同様である。
【００３１】
（３）  前記第１不均一部及び前記第２不均一部は、それぞれ前記第１ステータに形成された他の極歯及び前記第２ステータに形成された他の極歯よりも大きさが小さい極歯からなることを特徴とする（１）又は（２）記載のモータ。
【００３２】
本発明によれば、上述した第１不均一部と第２不均一部を、それぞれ第１ステータに形成された他の極歯及び第２ステータに形成された他の極歯よりも大きさが小さい極歯からなることとしたので、回転軸のラジアル方向の挙動を制限して、タタキ音ノイズを防止することができる。
【００３３】
特に、本発明は、第１不均一部及び第２不均一部において、極歯を除去するのではなく、極歯の大きさを小さくすることとしたので、モータの回転トルクが大幅に減少するのを防ぎつつ、タタキ音ノイズを防止することができる。
【００３４】
（４）  前記第１不均一部及び前記第２不均一部は、それぞれ前記第１ステータに形成された他の極歯及び前記第２ステータに形成された他の極歯と比べて、前記マグネットとのギャップが異なる極歯からなることを特徴とする（１）から（３）のいずれか記載のモータ。
【００３５】
本発明によれば、上述した第１不均一部及び第２不均一部を、それぞれ第１ステータに形成された他の極歯及び第２ステータに形成された他の極歯と比べて、マグネットとのギャップが異なる極歯からなることとしたので、回転軸のラジアル方向の挙動を制限して、タタキ音ノイズを防止することができる。
【００３６】
特に、本発明は、例えば、モータの組み立て時に一部の極歯をラジアル方向外側に傾けるなど、簡易な作業によってラジアル方向の側圧を発生させることができるものなので、低コストかつ簡易にタタキ音ノイズを防止することができる。
【００３７】
（５）  前記第１不均一部及び前記第２不均一部は、極歯が除去された空隙からなることを特徴とする（１）又は（２）のいずれか記載のモータ。
【００３８】
本発明によれば、上述した第１不均一部及び第２不均一部を、極歯が除去された空隙からなることとしたので、例えば、モータの組み立て時に一部の極歯を除去するなど、簡易な作業によってラジアル方向の側圧を発生させることができ、ひいては低コストかつ簡易にタタキ音ノイズを防止することができる。
【００３９】
（６）  前記マグネットには、前記第１ステータの極歯に対向する第１着磁領域と、前記第２ステータの極歯に対向する第２着磁領域と、が形成されていることを特徴とする（１）から（５）のいずれか記載のモータ。
【００４０】
本発明によれば、第１ステータの極歯に対向する第１着磁領域と、第２ステータの極歯に対向する第２着磁領域と、をマグネットに形成することとしたので、モータの適切な回転を確保しつつ、タタキ音ノイズを防止することができる。
【００４１】
すなわち、第１極歯部と第２極歯部に、それぞれ第１不均一部と第２不均一部を設けた場合には、極歯に発生する磁束が一様にならないことに起因して、モータが適切に回転しない虞がある。しかし、本発明のように、マグネットの着磁領域を第１着磁領域と第２着磁領域に分けることによって、これらをマグネットの円周方向に所定角度だけずらすことができ、その結果、モータの適切な回転を確保しつつ、回転軸のラジアル方向の挙動を制限して、タタキ音ノイズを防止することができる。
【００４２】
（７）  前記マグネットの円周方向における前記第１ステータと前記第２ステータとの位置のずれ角度をα、前記マグネットの円周方向における前記第１着磁領域と前記第２着磁領域との位置のずれ角度をβ、Ｎ極とＳ極の磁極が交互に多極着磁された前記マグネットの磁極の極数をＮ、としたとき、α−β＝（３６０度／Ｎ）×１／２の条件式を満足することを特徴とする（６）記載のモータ。
【００４３】
本発明によれば、回転軸の軸方向からみて、第１ステータと第２ステータとの位置のずれ角度をα、第１着磁領域と第２着磁領域との位置のずれ角度をβ、マグネットの磁極の極数をＮとしたとき、α−β＝（３６０度／Ｎ）×１／２の条件式を満足することとしたので、モータの適切な回転を確保しつつ、回転軸のラジアル方向の挙動を制限して、タタキ音ノイズを防止することができる。
【００４４】
なお、上述した「略同位置」又は「略点対称」とは、モータの適切な回転を確保する上述の条件式を満足する範囲内で、第１不均一部と第２不均一部とが、凡そ同じ位置にある又は凡そ逆の位置にある、と考えることもできる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明に係るモータによれば、第１ステータ及び第２ステータのそれぞれに、所定の位置関係にある第１不均一部及び第２不均一部を設けることによって、軸受の磨耗によってクリアランスが大きくなっても、ロータのマグネットをラジアル方向に引っ張ることができ、ひいては回転軸のラジアル方向の挙動を効果的に制限して、タタキ音ノイズを防止することができる。また、モータの小型化要求や摺動ロスの低減を考慮しつつ、タタキ音ノイズを防止することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４７】
図１は、本発明の実施の形態に係るＰＭ型ステッピングモータ１の機械構造を示す断面図である。なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＰＭ型ステッピングモータ１を回転軸１１の軸方向Ｌからみた図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示すマグネット１２が着磁されている様子を示す図である。また、ＰＭ型ステッピングモータ１は、例えば、デジタルカメラ，デジタルビデオカメラ，ＦＤＤ，ＯＤＤなどの電子機器に搭載される。
【００４８】
図１（ａ）において、ＰＭ型ステッピングモータ１は、回転軸１１に固着されたマグネット１２を備えたロータ１０と、ロータ１０を囲むように配置されたステータ２０と、回転軸１１をラジアル方向に支える軸受１３，１４と、を有している。
【００４９】
ステータ２０では、コイル２１が巻回された環状の第１ボビン２２ａと第２ボビン２２ｂとが回転軸１１の軸方向Ｌに重ねて配置されている。第１ボビン２２ａにおいて、回転軸１１の軸方向Ｌの両側には、環状の内ステータコア２３ａ及び外ステータコア２４ａが重ねて配置され、第２ボビン２２ｂにおいて、回転軸１１の軸方向Ｌの両側には、環状の内ステータコア２３ｂ及び外ステータコア２４ｂが重ねて配置されている。第１ボビン２２ａの内周面では、内ステータコア２３ａの複数の極歯２５ａと外ステータコア２４ａの複数の極歯２６ａが周方向に噛み合うように並んだ状態で配置されている。第２ボビン２２ｂの内周面では、内ステータコア２３ｂの複数の極歯２５ｂと外ステータコア２４ｂの複数の極歯２６ｂが周方向に噛み合うように並んだ状態で配置されている。なお、第１ボビン２２ａ及び第２ボビン２２ｂは、樹脂部材で構成されており、内ステータコア２３ａ，２３ｂ及び外ステータコア２４ａ，２４ｂは、いずれも磁性金属部材で構成されている。内ステータコア２３ａ，２３ｂ及び外ステータコア２４ａ，２４ｂについては、いずれも同じ部材にすることによって、部品間のバラツキを抑えることができる。
【００５０】
このように、コイル２１，第１ボビン２２ａ，内ステータコア２３ａ，外ステータコア２４ａからなる第１ステータ２０ａと、コイル２１，第１ボビン２２ｂ，内ステータコア２３ｂ，外ステータコア２４ｂからなる第２ステータ２０ｂと、によってステータ２０が構成されている。
【００５１】
また、ステータ２０の内側には、ロータ１０の基端側が同軸上に配置されている。ロータ１０の基端側では、回転軸１１の周りにマグネット１２が固着されており、このマグネット１２は、ステータ２０の極歯２５ａ，２６ａ，２５ｂ，２６ｂと所定の間隔を隔てて対向配置されている。なお、本実施形態では、図１（ｃ）に示すように、極歯２５ａ及び極歯２６ａに対向する第１着磁領域１２ａと、極歯２５ｂ及び極歯２６ｂに対向する第１着磁領域１２ｂとの間で、マグネット１２の円周方向における角度ずれは生じていない。
【００５２】
ここで、本実施形態に係るＰＭ型ステッピングモータ１では、複数の極歯２５ａ，２６ａが形成された第１極歯部３０（後述する図２参照）には、他の極歯と比べて不均一な第１不均一部５０が含まれているとともに、複数の極歯２５ｂ，２６ｂが形成された第２極歯部４０（後述する図２参照）には、他の極歯と比べて不均一な第２不均一部６０が含まれている。そして、これらの第１不均一部５０及び第２不均一部６０は、図１（ｂ）に示すように、回転軸１１の軸方向Ｌからみて、略同位置の位置関係にある。第１不均一部５０及び第２不均一部６０の詳細については、図２を用いて説明する。
【００５３】
図２は、本発明の実施の形態に係るＰＭ型ステッピングモータ１において、複数の極歯が配列されている様子を示す図である。なお、図２に示す角度は、図１（ｂ）に示す角度と対応関係にある。
【００５４】
図２に示すように、第１極歯部３０には、外ステータコア２４ａにおける他の極歯２６ａよりも大きさが小さい極歯２６ａ'と、内ステータコア２３ａにおける他の極歯２５ａよりも大きさが小さい極歯２５ａ'と、が含まれている（図中の斜線部参照）。また、第２極歯部４０には、内ステータコア２３ｂにおける他の極歯２５ｂよりも大きさが小さい極歯２５ｂ'と、外ステータコア２４ｂにおける他の極歯２６ｂよりも大きさが小さい極歯２６ｂ'と、が含まれている（図中の斜線部参照）。
【００５５】
そして、極歯２５ａ'，２６ａ'から構成される第１不均一部５０と、極歯２５ｂ'，２６ｂ'から構成される第２不均一部６０とは、いずれも０度近傍に位置しており、結果として、上述したように回転軸１１の軸方向Ｌからみると、略同位置の位置関係になっている（図１（ｂ）参照）。
【００５６】
ここで、第１ステータ２０ａでは、マグネット１２を、回転軸１１の軸中心から第１不均一部５０（図中の右）に向けて引っ張る力Ｆ１（図２参照）が発生するとともに、第２ステータ２０ｂでは、マグネット１２を、回転軸１１の軸中心から第１不均一部６０（図中の右）に向けて引っ張る力Ｆ２（図２参照）が発生する。従って、これらＦ１及びＦ２により、凡そ同じ向きの側圧を発生させることができるので、回転軸１１のラジアル方向の挙動を制限して、タタキ音ノイズを防止することができる。
【００５７】
また、長期間の使用によって軸受１３，１４が磨耗し、回転軸１１とのクリアランスがある程度大きくなってしまっても、Ｆ１及びＦ２に基づく側圧によって、回転軸１１のラジアル方向の挙動を効果的に制限して、タタキ音ノイズの発生を防止することができる。更には、軸受１３，１４の内径公差や回転軸１１の外径公差を十分に抑える必要がなく、また、特にリア側の大きな飛び出しも伴わないことから、製造コスト上昇を抑えるとともに、モータの小型化要求も満たすことができる。
【００５８】
なお、図２では、合計４個の極歯２５ａ'，２６ａ'，２５ｂ'，２６ｂ'の大きさを変えることとしたが、本発明はこれに限られず、例えば、全極歯数の１／２程度の極歯の大きさを変えても構わない。また、極歯の大きさ以外にも、極歯の幅，長さなどを変えても構わない。
【００５９】
［変形例］
図３は、図２に示すＰＭ型ステッピングモータ１において、第１不均一部５０及び第２不均一部６０を空隙にした様子を示す図である。具体的には、図３に示すように、第１不均一部５０及び第２不均一部６０は、極歯が除去された空隙からなっている。
【００６０】
このように、例えばモータの組み立て時に極歯２５ａ'，２６ａ'，２５ｂ'，２６ｂ'（図２参照）を除去する、という簡易な作業によって、ラジアル方向の側圧を発生させることができ、ひいてはタタキ音ノイズの発生を防止することができる。
【００６１】
図４は、図２に示すＰＭ型ステッピングモータ１において、第１不均一部５０及び第２不均一部６０を、マグネット１２とのギャップが異なる極歯２５ａ''，２６ａ''，２５ｂ''，２６ｂ''にした様子を示す図である。具体的には、図４に示すように、極歯２５ａ''，２６ａ''を、第１極歯部３０に形成された他の極歯２５ａ，２６ａと比べて、ラジアル方向外側（図４でいう紙面奥側）に少し傾いた極歯とし、極歯２５ｂ''，２６ｂ''を、第２極歯部４０に形成された他の極歯２５ｂ，２６ｂと比べて、ラジアル方向外側（図４でいう紙面奥側）に少し傾いた極歯としている。
【００６２】
このように、例えばモータの組み立て時に一部の極歯２５ａ''，２６ａ''，２５ｂ''，２６ｂ''をラジアル方向外側に傾ける、といった簡易な作業によっても、タタキ音ノイズの発生を防止することができる。なお、図４ではラジアル方向外側に傾けることとしたが、勿論、その逆でラジアル方向内側に傾けることしても構わない。また、内ステータコア２３ａ，２３ｂ及び外ステータコア２４ａ，２４ｂにおいて、例えば全極歯数の１／２程度の極歯を少しだけラジアル方向外側にずらして、内ステータコア２３ａ，２３ｂ及び外ステータコア２４ａ，２４ｂの機械的な中心と、ロータ１０（回転軸１１）の中心とをずらしても構わない。これにより、ラジアル方向外側にずらした極歯と、ずらしていない極歯との間で、マグネット１２とのギャップが不均一になり、ラジアル方向の側圧を発生させることができる。
【００６３】
図５は、本発明の他の実施の形態に係るＰＭ型ステッピングモータ１Ａの機械構造を示す断面図である。なお、図１及び図２に示すＰＭ型ステッピングモータ１と同じ機械要素については、同符号で示すものとする。
【００６４】
図５（ａ）において、ＰＭ型ステッピングモータ１Ａは、複数の極歯２５ａ，２６ａが形成された第１極歯部３０に、外ステータコア２４ａにおける他の極歯２６ａよりも大きさが小さい極歯２６ａ'と、内ステータコア２３ａにおける他の極歯２５ａよりも大きさが小さい極歯２５ａ'とから構成される第１不均一部５０が含まれている点、また、複数の極歯２５ｂ，２６ｂが形成された第２極歯部４０に、内ステータコア２３ｂにおける他の極歯２５ｂよりも大きさが小さい極歯２５ｂ'と、外ステータコア２４ｂにおける他の極歯２６ｂよりも大きさが小さい極歯２６ｂ'とから構成される第２不均一部６０が含まれている点については、ＰＭ型ステッピングモータ１（図２参照）と同じである。
【００６５】
しかし、ＰＭ型ステッピングモータ１（図２参照）と比べて、第１不均一部５０と第２不均一部６０の位置関係が異なっている。すなわち、ＰＭ型ステッピングモータ１Ａでは、第１不均一部５０は９０度近傍に位置しており、第２不均一部６０は２７０度近傍に位置している。その結果、回転軸１１の軸方向Ｌからみると、回転軸１１の軸中心に対して略点対称の位置関係になっている（図５（ｂ）参照）。
【００６６】
従って、第１ステータ２０ａでは、マグネット１２を紙面の奥の方向に向けて引っ張る力Ｆ３が発生し、第２ステータ２０ｂでは、マグネット１２を紙面の手前の方向に向けて引っ張る力Ｆ４が発生する。そして、これらＦ３及びＦ４によって、回転軸１１が傾くような力を発生させることができ、ひいてはタタキ音ノイズを防止することができる。特に、Ｆ３及びＦ４は、凡そ逆向きの力であるので、力のモーメントを最大化して、回転軸１１のラジアル方向の挙動を効果的に制限することができる。
【００６７】
図６は、モータの適切な回転を確保するための条件式を説明するための説明図である。なお、図６では、説明の便宜上、第１不均一部５０及び第１不均一部６０を省略している。また、図６中の斜線部は、第１着磁領域１２ａにおけるＮ極磁化部と、第２着磁領域１２ｂにおけるＮ極磁化部とを示している。さらに、第１極歯部３０において、極歯２６ａはＮ極に磁化し、極歯２５ａはＳ極に磁化する一方で、第２極歯部４０において、極歯２５ｂはＮ極に磁化し、極歯２６ｂはＳ極に磁化する。
【００６８】
図６（ａ）において、ＰＭ型ステッピングモータ１，１Ａ（図２，図５参照）では、第１ステータ２０ａにおける第１極歯部３０と、第２ステータ２０ｂにおける第２極歯部４０との位置のずれ角度αは、１８度である。具体的には、例えば第１ステータ２０ａにおける９度の位置にある極歯２５ａは、第２ステータ２０ｂにおける−９度の位置にある極歯２５ｂと対応関係にあり、その角度差αは１８度である。一方で、第１着磁領域１２ａと第２着磁領域１２ｂとの位置のずれ角度βは０度である（図１（ｃ）参照）。
【００６９】
ここで、マグネット１２の磁極の極数をＮとしたとき、α−β＝絶対値｛（３６０度／Ｎ）×１／２｝±５０％の条件式を満足していれば、モータの適切な回転を確保することができる。「±５０％」は、ステータの磁気飽和現象等の改善のために、故意に調整する場合の調整代、意図しないバラツキ等を示している。例えば、２相励磁で基本ステップ数２０（Ｎ＝１０）のモータでは、α−βは、１８度又は−１８度（マイナスは、プラスとは逆に回転することを意味する）を満足しなければならない。
【００７０】
従って、図６（ａ）に示すＰＭ型ステッピングモータ１，１Ａでは、α−β＝１８−０＝１８度となっているため、モータの適切な回転を確保することが可能である。なお、図６（ａ）以外にも、例えば図６（ｂ）や図６（ｃ）に示すように、α−β＝（３６０度／Ｎ）×１／２の条件式を満たす範囲で、αやβの値を種々変更することができる。
【００７１】
図６（ｂ）では、第１極歯部３０と第２極歯部４０との位置のずれ角度αは９度になっており、第１着磁領域１２ａと第２着磁領域１２ｂとの位置のずれ角度βは−９度になっている。すなわち、α−β＝９−（−９）＝１８度となっているため、モータの適切な回転を確保することが可能である。
【００７２】
また、図６（ｃ）では、第１極歯部３０と第２極歯部４０との位置のずれ角度αは０度になっており、第１着磁領域１２ａと第２着磁領域１２ｂとの位置のずれ角度βは−１８度になっている。すなわち、α−β＝０−（−１８）＝１８度となっているため、モータの適切な回転を確保することが可能である。
【００７３】
なお、図６（ａ）〜（ｃ）では、基本ステップ数を２０（Ｎ＝１０）として考えたが、例えば、基本ステップ数を２４（Ｎ＝１２）としてもよいし、基本ステップ数を３０（Ｎ＝１５）としてもよいし、どのステップ数のモータでも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係るモータは、回転軸のラジアル方向の挙動を効果的に制限して、タタキ音ノイズを防止することが可能であり、静音性の向上に資するものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】、本発明の実施の形態に係るＰＭ型ステッピングモータの機械構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＰＭ型ステッピングモータにおいて、複数の極歯が配列されている様子を示す図である。
【図３】図２に示すＰＭ型ステッピングモータにおいて、第１不均一部及び第２不均一部を空隙にした様子を示す図である。
【図４】図２に示すＰＭ型ステッピングモータにおいて、第１不均一部及び第２不均一部を、マグネットとのギャップが異なる極歯にした様子を示す図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係るＰＭ型ステッピングモータの機械構造を示す断面図である。
【図６】モータの適切な回転を確保するための条件式を説明するための説明図である。
【図７】従来のＰＭ型ステッピングモータの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  ＰＭ型ステッピングモータ
１０  ロータ
１１  回転軸
１２  マグネット
１２ａ  第１着磁領域
１２ｂ  第２着磁領域
１３，１４  軸受
２０  ステータ
２０ａ  第１ステータ
２０ｂ  第２ステータ
２１  コイル
２２ａ  第１ボビン
２２ｂ  第２ボビン
２３ａ，２３ｂ  内ステータコア
２４ａ，２４ｂ  外ステータコア
２５ａ，２６ａ，２５ｂ，２６ｂ  極歯
３０  第１極歯部
４０  第２極歯部
５０  第１不均一部
６０  第２不均一部
【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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