(57)【要約】      （修正有）【課題】構成が複雑化することを抑制しつつ、回転センサが受けるノイズの影響を低減できる構造を有するステッピングモータを提供する。【解決手段】ステッピングモータ１は、軸方向に延びる中心軸Ｊを中心とするシャフト１３、及びシャフト１３に取り付けられた永久磁石２２を有するロータ７と、ロータ７の径方向外側を囲んで配置された第１ステータ３１と、第１ステータ３１に対して軸方向に所定間隔をもって配置され、ロータ７の径方向外側を囲む第２ステータ３２と、第１ステータ３１と第２ステータ３２との軸方向の間に配置された回転センサ６０と、回転センサ６０と第１ステータ３１との軸方向の間に配置された第１磁性部材３４と、回転センサ６０と第２ステータ３２との軸方向の間に配置された第２磁性部材３５と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びる中心軸を中心とするシャフト、及び前記シャフトに取り付けられた永久磁石を有するロータと、
前記ロータの径方向外側を囲んで配置された第１ステータと、
前記第１ステータに対して軸方向に所定間隔をもって配置され、前記ロータの径方向外側を囲む第２ステータと、
前記第１ステータと前記第２ステータとの軸方向の間に配置された回転センサと、
前記回転センサと前記第１ステータとの軸方向の間に配置された第１磁性部材と、
前記回転センサと前記第２ステータとの軸方向の間に配置された第２磁性部材と、
を備えるステッピングモータ。
【請求項２】
前記第１磁性部材及び前記第２磁性部材は板状部材である、請求項１に記載のステッピングモータ。
【請求項３】
前記第１磁性部材及び前記第２磁性部材の少なくとも一方は、前記ロータの径方向外側を囲む円環状である、請求項２に記載のステッピングモータ。
【請求項４】
前記第１磁性部材及び前記第２磁性部材の少なくとも一方は、前記中心軸周りに複数の板状部材に分割される、請求項３に記載のステッピングモータ。
【請求項５】
前記第１磁性部材の軸方向の長さ及び前記第２磁性部材の軸方向の長さは、前記第１ステータと前記第２ステータの軸方向の距離に対して、それぞれ２５％以下である、請求項１から４のいずれか一項に記載のステッピングモータ。
【請求項６】
前記ロータと前記第１ステータと前記第２ステータとを収容するカバーと、
前記第１ステータと前記第２ステータとの軸方向の間に設けられ、前記ロータの径方向外側を囲む環状絶縁部材と、
を備え、
前記回転センサは前記環状絶縁部材の内周面に支持され、
前記環状絶縁部材は、前記カバーの内周面に支持される、請求項１から５のいずれか一項に記載のステッピングモータ。
【請求項７】
前記第１磁性部材及び前記第２磁性部材は、前記ロータの径方向外側を囲む円環状であり、
前記第１磁性部材と前記第２磁性部材とを軸方向に連結する第３磁性部材を備え、
前記回転センサは前記第３磁性部材に対し前記ロータ側に配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載のステッピングモータ。
【請求項８】
前記ロータと前記第１ステータと前記第２ステータとを収容するカバーを有し、
前記第３磁性部材は、前記第１磁性部材の外周端及び前記第２磁性部材の外周端にそれぞれ連結され、
前記第３磁性部材は前記カバーの内周面に支持される、請求項７に記載のステッピングモータ。
【請求項９】
前記第１ステータ及び前記第２ステータは、軸方向に対向配置された２つの櫛歯状磁極を有するヨークと、前記ヨークを励磁するコイルとをそれぞれ有し、
前記第１ステータの前記櫛歯状磁極は、前記第１磁性部材に向かって延びる第１櫛歯状磁極を含み、
前記第２ステータの前記櫛歯状磁極は、前記第２磁性部材に向かって延びる第２櫛歯状磁極を含み、
前記第１櫛歯状磁極の先端と、前記第１磁性部材との軸方向の間隔は、前記第１ステータの隣り合う前記櫛歯状磁極同士の間隔以上であり、
前記第２櫛歯状磁極の先端と、前記第２磁性部材との軸方向の間隔は、前記第２ステータの隣り合う前記櫛歯状磁極同士の間隔以上である、請求項１から８のいずれか一項に記載のステッピングモータ。
【請求項１０】
前記第１磁性部材の前記第１ステータ側の面には、前記第２ステータ側に窪む第１凹部が設けられ、
前記第２磁性部材の前記第２ステータ側の面には、前記第１ステータ側に窪む第２凹部が設けられ、
前記第１凹部は、前記第１櫛歯状磁極の先端と軸方向に対向し、
前記第２凹部は、前記第２櫛歯状磁極の先端と軸方向に対向する、請求項９に記載のステッピングモータ。
【請求項１１】
前記第１磁性部材と前記第１ステータ、及び、前記第２磁性部材と前記第２ステータのうちの少なくとも一方は、軸方向に所定間隔をもって配置されている、請求項９に記載の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、ステッピングモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、くし歯状磁極を有するクローポール型のステッパモータが記載されている。特許文献１のステッパモータは、ロータ磁極の位置を検知する磁気センサを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４２４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなステッパモータ（ステッピングモータ）においては、磁気センサ（回転センサ）がステータの端部に設けられている。そのため、磁気センサの位置に生じるロータ磁極から放出される磁束が小さい。これにより、磁気センサの位置において、ステータから放出される磁束等のノイズが、ロータ磁極から放出される磁束に対して、相対的に大きくなりやすい。したがって、上記のようなステッパモータでは、磁気センサがノイズの影響を大きく受け、ロータ磁極の位置を正確に検知できない場合があった。
【０００５】
この問題に対して、例えば、特許文献１では、磁気センサに対するノイズの影響を低減することを目的として、ステータの磁極の形状を変形させている。しかし、このような構成では、ステータの磁極の形状が複雑になりやすく、結果としてモータ全体の構成が複雑化しやすい問題があった。
【０００６】
本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて、構成が複雑化することを抑制しつつ、回転センサが受けるノイズの影響を低減できる構造を有するステッピング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】
【０００７】
本発明のステッピングモータの一つの態様は、軸方向に延びる中心軸を中心とするシャフト、及び前記シャフトに取り付けられた永久磁石を有するロータと、前記ロータの径方向外側を囲んで配置された第１ステータと、前記第１ステータに対して軸方向に所定間隔をもって配置され、前記ロータの径方向外側を囲む第２ステータと、前記第１ステータと前記第２ステータとの軸方向の間に配置された回転センサと、前記回転センサと前記第１ステータとの軸方向の間に配置された第１磁性部材と、前記回転センサと前記第２ステータとの軸方向の間に配置された第２磁性部材と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一つの態様によれば、構成が複雑化することを抑制しつつ、回転センサが受けるノイズの影響を低減できる構造を有するステッピングモータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態のステッピングモータを示す斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態のステータユニットの部分を示す斜視図である。
【図３】図３は、第１実施形態のステータユニットの部分を示す断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態のステッピングモータのトルクを示すグラフである。
【図５】図５は、通電パターンごとの磁束密度の変化を示すグラフである。
【図６】図６は、回転センサが検出する磁束密度の変化を示すグラフである。
【図７】図７は、第１実施形態のステッピングモータにおける他の一例の部分を示す斜視図である。
【図８】図８は、第２実施形態のステータユニットの部分を示す断面図である。
【図９】図９は、第３実施形態のステータユニットの部分を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本実施例の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るステッピングモータについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
【００１１】
また、図面においてＺ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。また、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「リア側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（−Ｚ側）を「フロント側」と呼ぶ。なお、リア側及びフロント側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）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、すなわち、中心軸Ｊの軸周り（θＺ方向）を単に「周方向」と呼ぶ。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態のステッピングモータ１を示す斜視図である。図１においては、部分的に、ステッピングモータ１の断面を示している。図２及び図３は、本実施形態のステータユニット６の部分を示す図である。図２は、斜視図である。図３は、断面図である。図２においては、第１コイル４１、第２コイル４２、第１ボビン４３、及び第２ボビン４４の図示を省略している。
【００１３】
本実施形態のステッピングモータ１は、例えば、クローポール型のステッピングモータである。本実施形態のステッピングモータ１は、図１に示すように、カバー２と、フロントベアリング保持部材５と、ロータ７と、リアベアリング１２と、フロントベアリング１６と、ステータユニット６と、を備える。ステータユニット６は、第１ステータ３１と、第２ステータ３２と、を有する。
【００１４】
［カバー］
カバー２は、ロータ７とステータユニット６とを収容する。すなわち、カバー２は、ロータ７と第１ステータ３１と第２ステータ３２とを収容する。本実施形態においてカバー２は、例えば、フロント側（−Ｚ側）に開口する有底の円筒形状である。カバー２は、リアベアリング保持部４を有する。リアベアリング保持部４は、カバー２のリア側（＋Ｚ側）の端部に位置する。リアベアリング保持部４は、カバー２の直径が小さくなる部分である。リアベアリング保持部４の径方向内側には、リアベアリング１２が保持されている。
【００１５】
［フロントベアリング保持部材］
フロントベアリング保持部材５は、フロントベアリング１６を保持する筒状の部材である。フロントベアリング保持部材５のリア側（＋Ｚ側）の端部は、カバー２の開口部に嵌め合わされている。フロントベアリング保持部材５の径方向内側には、フロントベアリング１６が保持されている。
【００１６】
［ロータ］
ロータ７は、シャフト１３と、ロータコア２１と、永久磁石２２と、ジョイント１４と、出力軸１５と、支持軸１１と、を有する。
シャフト１３は、軸方向（Ｚ軸方向）に延びる中心軸Ｊを中心とする。
ロータコア２１は、シャフト１３を軸周り（θＺ方向）に囲んで、シャフト１３に固定されている。
【００１７】
永久磁石２２は、ロータコア２１の軸周り（θＺ方向）に沿った外周面に固定されている。これにより、永久磁石２２は、シャフト１３に取り付けられている。永久磁石２２は、円筒状である。永久磁石２２は、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に設けられている。本実施形態において永久磁石２２の極数は、例えば１２極である。
【００１８】
出力軸１５は、シャフト１３のフロント側（−Ｚ側）に位置する。本実施形態において出力軸１５は、例えば、中心軸Ｊを中心とする。出力軸１５は、ジョイント１４を介して、シャフト１３と連結されている。出力軸１５のフロント側の端部は、フロントベアリング保持部材５のフロント側に突出している。出力軸１５は、フロントベアリング１６によって支持されている。
【００１９】
ジョイント１４は、シャフト１３と出力軸１５とを連結する。ジョイント１４は、例えば、減速機である。すなわち、シャフト１３の回転は、ジョイント１４によって減速され、出力軸１５に伝達される。ジョイント１４は、フロントベアリング保持部材５の径方向内側に保持されている。
【００２０】
支持軸１１は、ロータコア２１のリア側（＋Ｚ側）の端部に設けられている。支持軸１１は、中心軸Ｊを中心とする。支持軸１１は、リアベアリング１２によって支持されている。
【００２１】
［リアベアリング及びフロントベアリング］
リアベアリング１２は、ステータユニット６のリア側（＋Ｚ側）に配置されている。リアベアリング１２は、カバー２のリアベアリング保持部４に保持されている。
フロントベアリング１６は、ステータユニット６のフロント側（−Ｚ側）に配置されている。フロントベアリング１６は、フロントベアリング保持部材５に保持されている。本実施形態においてフロントベアリング１６は、例えば、２つ設けられている。
【００２２】
リアベアリング１２とフロントベアリング１６とは、ロータ７を中心軸Ｊ周り（±θＺ方向）に回転可能に支持している。
リアベアリング１２及びフロントベアリング１６の構成は、特に限定されず、いかなる公知のベアリングを用いてよい。
【００２３】
［ステータユニット］
ステータユニット６は、第１ステータ３１と、第２ステータ３２と、第１磁性部材３４と、第２磁性部材３５と、センサ取付部３３と、回転センサ６０と、を有する。すなわち、ステッピングモータ１は、第１ステータ３１と、第２ステータ３２と、第１磁性部材３４と、第２磁性部材３５と、センサ取付部３３と、回転センサ６０と、を備える。
【００２４】
（第１ステータ及び第２ステータ）
本実施形態において、第１ステータ３１及び第２ステータ３２は、軸方向（Ｚ軸方向）に対向配置された２つの櫛歯状磁極を有するヨークと、ヨークを励磁するコイルとをそれぞれ有する。以下、各ステータについて説明する。
【００２５】
第１ステータ３１は、ロータ７の径方向外側を囲んで配置されている。第１ステータ３１は、第１ボビン４３と、第１コイル（コイル）４１と、第１ステータヨーク（ヨーク）５１と、を有する。
第１ボビン４３は、例えば、中心軸Ｊと同心の円環状である。第１ボビン４３は、例えば、樹脂製である。
【００２６】
第１コイル４１は、第１ステータヨーク５１を励磁する。第１コイル４１は、周方向に沿って第１ボビン４３に巻き回されている。本実施形態において第１コイル４１は、例えば、バイファイラ巻きで巻き回されている。第１コイル４１は、通電時に第１ステータヨーク５１の後述する第１リア側ヨーク５３をＮ極に励磁するコイルＡと、通電時に第１ステータヨーク５１の後述する第１フロント側ヨーク５４をＮ極に励磁するコイルＢとを含む。
【００２７】
第１ステータヨーク５１は、磁性体である。第１ステータヨーク５１は、例えば、ＪＩＳ  Ｇ  ３１４１：２０１１に規定されるＳＰＣＣ（Ｓｔｅｅｌ  Ｐｌａｔｅ  Ｃｏｌｄ  Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ）で構成される。第１ステータヨーク５１は、図２に示すように、第１リア側ヨーク５３と、第１フロント側ヨーク５４と、を有する。
【００２８】
第１リア側ヨーク５３は、円環部５３ａと、第１リア側櫛歯状磁極（第１櫛歯状磁極）５３ｂと、を有する。すなわち、第１ステータ３１の櫛歯状磁極は、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂを有する。
【００２９】
円環部５３ａは、中心軸Ｊと同心の円環板状である。本実施形態において円環部５３ａは、カバー２の径方向内側に嵌め合わされている。円環部５３ａは、図１に示すように、第１ボビン４３のリア側（＋Ｚ側）に位置決め固定されている。
【００３０】
第１リア側櫛歯状磁極５３ｂは、図２に示すように、第１磁性部材３４に向かって延びている。より詳細には、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂは、円環部５３ａの径方向内側の内縁からフロント側（−Ｚ側）に延びている。径方向に視た際の第１リア側櫛歯状磁極５３ｂの形状は、略三角形状である。
【００３１】
図示は省略するが、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂは、複数設けられている。本実施形態において第１リア側櫛歯状磁極５３ｂは、例えば、６個設けられている。第１リア側櫛歯状磁極５３ｂは、周方向に沿って等間隔に配置されている。すなわち、本実施形態において第１リア側櫛歯状磁極５３ｂが配置される周方向のピッチは、６０°である。
【００３２】
なお、以下の説明において、ピッチとは、特に断りの無い限り、一つの円環部から延びる櫛歯状磁極が配置される周方向のピッチを意味する。本実施形態においてピッチは、例えば、６０°である。
【００３３】
第１フロント側ヨーク５４は、円環部５４ａと、第１フロント側櫛歯状磁極５４ｂと、を有する。
円環部５４ａは、図１に示すように、第１ボビン４３のフロント側（−Ｚ側）に位置決め固定されている。円環部５４ａのその他の構成は、第１リア側ヨーク５３の円環部５３ａの構成と同様である。
【００３４】
第１フロント側櫛歯状磁極５４ｂは、円環部５４ａの径方向内側の内縁からリア側（＋Ｚ側）に延びている。第１フロント側櫛歯状磁極５４ｂは、図２に示すように、複数設けられている。図示は省略するが、本実施形態において第１フロント側櫛歯状磁極５４ｂは、例えば、６個設けられている。すなわち、本実施形態において第１ステータ３１は、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂと第１フロント側櫛歯状磁極５４ｂとを合わせて合計１２個の櫛歯状磁極を有している。
【００３５】
第１フロント側櫛歯状磁極５４ｂは、周方向に沿って等間隔に配置されている。第１フロント側櫛歯状磁極５４ｂは、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂに対して、周方向に１／２ピッチ、本実施形態では例えば３０°ずれて設けられている。すなわち、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂと第１フロント側櫛歯状磁極５４ｂとは、周方向に沿って交互に等間隔に配置されている。
【００３６】
第１リア側櫛歯状磁極５３ｂと第１フロント側櫛歯状磁極５４ｂとは、軸方向（Ｚ軸方向）に対向配置された２つの櫛歯状磁極である。すなわち、第１ステータ３１は、軸方向に対向配置された２つの櫛歯状磁極を有する第１ステータヨーク５１を有する。第１フロント側櫛歯状磁極５４ｂのその他の構成は、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂの構成と同様である。
【００３７】
第１リア側櫛歯状磁極５３ｂの先端５３ｃと、第１磁性部材３４との軸方向（Ｚ軸方向）の間隔Ａ１は、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂと、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂに対して周方向に隣り合う第１フロント側櫛歯状磁極５４ｂとの間隔Ｂ１以上である。言い換えると、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂの先端５３ｃと、第１磁性部材３４との軸方向の間隔Ａ１は、第１ステータ３１の隣り合う櫛歯状磁極同士の間隔Ｂ１以上である。本実施形態において間隔Ａ１と間隔Ｂ１とは、例えば、同じである。
【００３８】
なお、本明細書において、櫛歯状磁極の先端と磁性部材との軸方向の間隔とは、櫛歯状磁極の先端における磁性部材と対向する面と、磁性部材の櫛歯状磁極側の面のうち櫛歯状磁極の先端と対向する部分との軸方向の間隔のうち最短の距離を含む。具体的に、例えば、図２の例では、間隔Ａ１は、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂの先端５３ｃにおける第１磁性部材３４と対向する面と、第１磁性部材３４のリア側（＋Ｚ側）の面のうち先端５３ｃと対向する部分との間の軸方向の距離である。
【００３９】
また、本明細書において、隣り合う櫛歯状磁極同士の間隔、とは、周方向に隣り合う櫛歯状磁極同士の対向する面同士の間隔のうち最短の距離を含む。具体的に、図２の例では、間隔Ｂ１は、周方向に隣り合う第１リア側櫛歯状磁極５３ｂと第１フロント側櫛歯状磁極５４ｂとにおける、互いに周方向に対向する面同士の最短の距離である。
【００４０】
第２ステータ３２は、図３に示すように、第１ステータ３１に対して軸方向（Ｚ軸方向）に所定間隔をもって配置されている。第２ステータ３２は、第１ステータ３１のフロント側（−Ｚ側）に位置している。第２ステータ３２は、図１に示すように、ロータ７の径方向外側を囲む。
【００４１】
第２ステータ３２は、第２ボビン４４と、第２コイル（コイル）４２と、第２ステータヨーク（ヨーク）５２と、を有する。第２ボビン４４の構成は、第１ボビン４３の構成と同様である。
【００４２】
第２コイル４２は、第２ステータヨーク５２を励磁する。第２コイル４２は、周方向に沿って第２ボビン４４に巻き回されている。本実施形態において第２コイル４２は、例えば、バイファイラ巻きで巻き回されている。第２コイル４２は、通電時に第２ステータヨーク５２の後述する第２リア側ヨーク５５をＮ極に励磁するコイルＣと、通電時に第２ステータヨーク５２の後述する第２フロント側ヨーク５６をＮ極に励磁するコイルＤとを含む。
【００４３】
第２ステータヨーク５２は、図２に示すように、第２リア側ヨーク５５と、第２フロント側ヨーク５６と、を有する。
第２リア側ヨーク５５は、円環部５５ａと、第２リア側櫛歯状磁極５５ｂと、を有する。
【００４４】
円環部５５ａは、中心軸Ｊと同心の円環板状である。円環部５５ａは、カバー２の径方向内側に嵌め合わされている。円環部５５ａは、図１に示すように、第２ボビン４４のリア側（＋Ｚ側）に位置決め固定されている。
【００４５】
第２リア側櫛歯状磁極５５ｂは、図２に示すように、円環部５５ａの径方向内側の内縁からフロント側（−Ｚ側）に延びている。第２リア側櫛歯状磁極５５ｂは、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂに対して、周方向に１／４ピッチ、本実施形態では例えば１５°ずれて設けられている。
【００４６】
第２フロント側ヨーク５６は、円環部５６ａと、第２フロント側櫛歯状磁極（第２櫛歯状磁極）５６ｂと、を有する。すなわち、第２ステータ３２の櫛歯状磁極は、第２フロント側櫛歯状磁極５６ｂを含む。
【００４７】
円環部５６ａは、図１に示すように、第２ボビン４４のフロント側（−Ｚ側）に位置決め固定されている。円環部５６ａのその他の構成は、第２リア側ヨーク５５の円環部５５ａの構成と同様である。
【００４８】
第２フロント側櫛歯状磁極５６ｂは、図２に示すように、第２磁性部材３５に向かって延びている。より詳細には、第２フロント側櫛歯状磁極５６ｂは、円環部５６ａの径方向内側の内縁からリア側（＋Ｚ側）に延びている。第２フロント側櫛歯状磁極５６ｂは、第２フロント側櫛歯状磁極５６ｂに対して、１／４ピッチ、本実施形態では例えば１５°ずれて設けられている。
【００４９】
第２フロント側櫛歯状磁極５６ｂの先端５６ｃと、第２磁性部材３５との軸方向（Ｚ軸方向）の間隔Ａ２は、第２フロント側櫛歯状磁極５６ｂと、第２フロント側櫛歯状磁極５６ｂに対して周方向に隣り合う第２リア側櫛歯状磁極５５ｂとの間隔Ｂ２以上である。言い換えると、第２フロント側櫛歯状磁極５６ｂの先端５６ｃと、第２磁性部材３５との軸方向の間隔Ａ２は、第２ステータ３２の隣り合う櫛歯状磁極同士の間隔Ｂ２以上である。本実施形態において間隔Ａ２と間隔Ｂ２とは、例えば、同じである。間隔Ａ２及び間隔Ｂ２は、例えば、第１ステータ３１における間隔Ａ１及び間隔Ｂ１と同じである。
【００５０】
上記説明したように、第２ステータヨーク５２は、第１ステータヨーク５１に対して、各櫛歯状磁極が１／４ピッチずれて設けられている。第２ステータヨーク５２のその他の構成は、第１ステータヨーク５１の構成と同様である。
【００５１】
図３に示すように、第１ステータ３１の径方向内側の端部の径方向位置と、第２ステータ３２の径方向内側の端部の径方向位置とは、例えば、同じである。より詳細には、図２に示すように、第１ステータ３１の各櫛歯状磁極の径方向内側の端部の径方向位置と、第２ステータ３２の各櫛歯状磁極の径方向内側の端部の径方向位置とは、例えば、同じである。
【００５２】
（第１磁性部材及び第２磁性部材）
第１磁性部材３４は、磁性体である。第１磁性部材３４は、第１ステータ３１のフロント側（−Ｚ側）に設けられている。第１磁性部材３４は、回転センサ６０と第１ステータ３１との軸方向（Ｚ軸方向）の間に配置されている。本実施形態において第１磁性部材３４は、例えば、板状部材である。第１磁性部材３４は、例えば、ロータ７の径方向外側を囲む円環状である。本実施形態において第１磁性部材３４のリア側（＋Ｚ側）の面は、第１フロント側ヨーク５４における円環部５４ａのフロント側の面と接触している。これにより、第１ステータヨーク５１によって第１磁性部材３４の軸方向の位置決めができる。
【００５３】
図３に示すように、第１磁性部材３４の径方向内側の端部は、径方向において、例えば、第１ステータ３１の径方向内側の端部と同じ位置に設けられている。より詳細には、図２に示すように、第１磁性部材３４の径方向内側の端部は、例えば、径方向において、第１ステータ３１における各櫛歯状磁極の径方向内側の面と同じ位置に設けられている。
【００５４】
図示は省略するが、本実施形態において第１磁性部材３４は、例えば、中心軸Ｊ周り（θＺ方向）に複数の板状部材に分割されている。第１磁性部材３４の分割される個数は、特に限定されない。
【００５５】
本実施形態において第１磁性部材３４の径方向の長さは、第１ステータ３１の径方向の長さ及び第２ステータ３２の径方向の長さよりも小さい。本実施形態において第１磁性部材３４の軸方向の長さｔ１は、第１ステータ３１と第２ステータ３２との軸方向（Ｚ軸方向）の間の距離ＴＳに対して、例えば、２５％以下である。これにより、回転センサ６０を配置するスペースを確保しつつ、回転センサ６０に対する第１ステータ３１からの磁束による影響を低減できる。
【００５６】
距離ＴＳは、第１ステータ３１のフロント側（−Ｚ側）の端部と、第２ステータ３２のリア側（＋Ｚ側）の端部との軸方向の距離である。より詳細には、本実施形態において、距離ＴＳは、図２に示す第１フロント側ヨーク５４の円環部５４ａのフロント側の面と、第２リア側ヨーク５５の円環部５５ａのリア側の面との間の軸方向（Ｚ軸方向）の距離である。
【００５７】
第１磁性部材３４の材質は、磁性体である範囲内において、特に限定されない。本実施形態において第１磁性部材３４は、例えば、第１ステータヨーク５１と同様に、ＳＰＣＣで構成される。
【００５８】
第２磁性部材３５は、第２ステータ３２のリア側（＋Ｚ側）に設けられている。第２磁性部材３５は、回転センサ６０と第２ステータ３２との軸方向（Ｚ軸方向）の間に配置されている。本実施形態において第２磁性部材３５は、例えば、板状部材である。すなわち、本実施形態においては、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５は板状部材である。
【００５９】
第２磁性部材３５は、例えば、ロータ７の径方向外側を囲む円環状である。本実施形態において第２磁性部材３５のフロント側（−Ｚ側）の面は、第２リア側ヨーク５５における円環部５５ａのリア側（＋Ｚ側）の面と接触している。これにより、第２ステータヨーク５２によって第２磁性部材３５の軸方向の位置決めができる。
【００６０】
図３に示すように、第２磁性部材３５の径方向内側の端部は、径方向において、第２ステータ３２の径方向内側の端部と同じ位置に設けられている。より詳細には、第２磁性部材３５の径方向内側の端部は、径方向において、第２ステータ３２における各櫛歯状磁極の径方向内側の面と同じ位置に設けられている。第２磁性部材３５の径方向内側の端部の径方向位置は、例えば、第１磁性部材３４の径方向内側の端部の径方向位置と同じである。
【００６１】
本実施形態において第２磁性部材３５の軸方向の長さｔ２は、第１ステータ３１と第２ステータ３２との軸方向（Ｚ軸方向）の間の距離ＴＳに対して、例えば、２５％以下である。すなわち、本実施形態においては、第１磁性部材３４の軸方向の長さｔ１及び第２磁性部材３５の軸方向の長さｔ２は、第１ステータ３１と第２ステータ３２の軸方向の距離ＴＳに対して、それぞれ２５％以下である。本実施形態においては、例えば、第１磁性部材３４の軸方向の長さｔ１と、第２磁性部材３５の軸方向の長さｔ２とは、同じである。
【００６２】
（センサ取付部）
センサ取付部３３は、図２に示すように、第１磁性部材３４と第２磁性部材３５との軸方向（Ｚ軸方向）の間に配置されている。センサ取付部３３は、例えば、円環状である。センサ取付部３３は、例えば、樹脂製である。センサ取付部３３のリア側（＋Ｚ側）の端部は、第１磁性部材３４のフロント側（−Ｚ側）の面と接触している。センサ取付部３３のフロント側の端部は、第２磁性部材３５のリア側の面と接触している。本実施形態においては、センサ取付部３３によって、第１磁性部材３４と第２磁性部材３５との軸方向の間の距離が規定されている。
【００６３】
（回転センサ）
回転センサ６０は、永久磁石２２の磁束密度を検出する。回転センサ６０は、例えば、ホール素子である。回転センサ６０は、第１ステータ３１と第２ステータ３２との軸方向（Ｚ軸方向）の間に配置されている。本実施形態において回転センサ６０は、センサ取付部３３の径方向内側の面に取り付けられている。回転センサ６０は、図３に示すように、永久磁石２２と径方向に対向している。
【００６４】
本実施形態において回転センサ６０の径方向内側の端部の径方向位置は、第１磁性部材３４の径方向内側の端部の径方向位置、及び第２磁性部材３５の径方向内側の端部の径方向位置と、例えば、同じである。すなわち、本実施形態において回転センサ６０の径方向内側の端部の径方向位置は、第１ステータ３１の径方向内側の端部の径方向位置、及び第２ステータ３２の径方向内側の端部の径方向位置と、例えば、同じである。
【００６５】
このように回転センサ６０を配置することで、回転センサ６０を永久磁石２２に近づけることができるため、回転センサ６０の位置における永久磁石２２の磁束を大きくでき、回転センサ６０の検出精度を向上できる。また一方で、第１ステータ３１及び第２ステータ３２から回転センサ６０に向けて放出される磁束を、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５によって遮断できる。これにより、回転センサ６０が受けるノイズの影響を低減できる。
【００６６】
本実施形態において回転センサ６０は、例えば、２つ設けられている。これにより、ロータ７の回転方向を検出できる。２つの回転センサ６０は、周方向において所定角度ずれた位置に設けられている。２つの回転センサ６０は、例えば、永久磁石２２の極数が２ｎ極の場合、周方向に（９０／ｎ）°ずれて配置されている。本実施形態においては、永久磁石２２の極数は１２極であるため、ｎは６である。すなわち、２つの回転センサ６０は、例えば、１５°ずれて配置されている。このように回転センサ６０を配置することで、回転センサ６０によって各コイルに対する通電を切り替えるタイミングを検出できる。
【００６７】
なお、回転センサ６０が検出する磁束密度及びステッピングモータ１のトルクは、（３６０／ｎ）°で１周期となることが分かっている。そのため、２つの回転センサ６０を、｛９０／ｎ＋（３６０／ｎ）×ｍ｝°ずれて配置しても、上述したのと同様に各コイルに対する通電を切り替えるタイミングを検出できる。ここで、ｍは整数である。また、｛９０／ｎ＋（３６０／ｎ）×ｍ｝＜３６０である。
【００６８】
回転センサ６０は、例えば、磁束密度に応じてＯＮ／ＯＦＦを出力する。回転センサ６０は、例えば、回転センサ６０を通過する磁束の方向が切り替わる度にＯＮ／ＯＦＦを切り替える。本実施形態においては、例えば、回転センサ６０の出力に基づいて、各コイルへの通電パターンを切り替える。
【００６９】
次に、第１コイル４１及び第２コイル４２の通電パターンの切り替えについて説明する。
図４は、ロータ７の回転角［°］に対するステッピングモータ１のトルク［Ｎｍ］の変化を示すグラフである。トルクが正の値である場合は、ステッピングモータ１のロータ７がフロント側（−Ｚ側）から視て時計回りＣＷに回転している場合を示している。トルクが負の値である場合は、ステッピングモータ１のロータ７がフロント側（−Ｚ側）から視て反時計回りＣＣＷに回転している場合を示している。
【００７０】
図４においては、通電パターンＢＣ，ＡＣ，ＡＤ，ＢＤにおけるトルク曲線を示している。通電パターンＢＣは、第１コイル４１のコイルＢと第２コイル４２のコイルＣとに通電する場合である。通電パターンＡＣは、第１コイル４１のコイルＡと第２コイル４２のコイルＣとに通電する場合である。通電パターンＡＤは、第１コイル４１のコイルＡと第２コイル４２のコイルＤとに通電する場合である。通電パターンＢＤは、第１コイル４１のコイルＢと第２コイル４２のコイルＤとに通電する場合である。
【００７１】
図４に示すように、例えば、ロータ７をフロント側（−Ｚ側）から視て時計回りＣＷに回転させる場合には、各コイルの通電パターンを、通電パターンＢＣ、通電パターンＡＣ、通電パターンＡＤ、通電パターンＢＤの順に切り替える。このとき、通電パターンＢＣから通電パターンＡＣへの通電の切り替えは、切替ポイントＰ１で行う。通電パターンＡＣから通電パターンＡＤへの通電の切り替えは、切替ポイントＰ２で行う。通電パターンＡＤから通電パターンＢＤへの通電の切り替えは、切替ポイントＰ３で行う。各切替ポイントＰ１〜Ｐ３は、永久磁石２２の磁極の境に相当する。
【００７２】
すなわち、ロータ７の回転角が０°から１５°の間では通電パターンを通電パターンＢＣとする。ロータ７の回転角が１５°から３０°の間では、通電パターンを通電パターンＡＣとする。ロータ７の回転角が３０°から４５°の間では、通電パターンを通電パターンＡＤとする。ロータ７の回転角が４５°から６０°の間では、通電パターンを通電パターンＢＤとする。このように通電パターンを切り替えることで、ステッピングモータ１のトルクを高トルクに維持できる。
【００７３】
なお、ロータ７をフロント側（−Ｚ側）から視て反時計回りＣＣＷに回転させる場合には、各コイルの通電パターンを、通電パターンＢＤ、通電パターンＡＤ、通電パターンＡＣ、通電パターンＢＣの順に切り替えればよい。
【００７４】
本実施形態において、各コイルの通電パターンの切り替えは、回転センサ６０による磁束密度の検出に基づいて行われる。具体的には、例えば、回転センサ６０の出力がＯＮからＯＦＦに切り替わる際、及び回転センサ６０の出力がＯＦＦからＯＮに切り替わる際に、各コイルの通電パターンを順に切り替える。
【００７５】
本実施形態によれば、回転センサ６０は、第１ステータ３１と第２ステータ３２との軸方向の間に配置されている。そのため、回転センサ６０の位置における永久磁石２２から放出される磁束を十分に大きくできる。これにより、第１ステータ３１及び第２ステータ３２から放出される磁束等のノイズを、永久磁石２２から放出される磁束に対して、相対的に小さくできる。その結果、回転センサ６０によって、ロータ７の回転を検出できる。また、第１ステータ３１の第１ステータヨーク５１の形状、及び第２ステータ３２の第２ステータヨーク５２の形状を変形させる必要がないため、構造が複雑化することを抑制できる。したがって、本実施形態によれば、構成が複雑化することを抑制しつつ、回転センサ６０が受けるノイズの影響を低減できる。
【００７６】
また、例えば、回転センサ６０をステータユニット６のリア側あるいはフロント側等に設ける場合、ステッピングモータ全体が軸方向に大型化する虞がある。これに対して、本実施形態によれば、第１ステータ３１と第２ステータ３２との軸方向の間に回転センサ６０を配置することで、回転センサ６０の設置スペースを最小限に抑えやすい。そのため、ステッピングモータ１が軸方向に大型化することを抑制しやすい。
【００７７】
また、回転センサ６０を第１ステータ３１と第２ステータ３２との軸方向の間に配置すると、回転センサ６０が検出する磁束密度が各コイルに通電することで生じる磁束の影響を受ける場合がある。
【００７８】
図５は、各通電パターンの回転センサ６０が検出する磁束密度を示すグラフである。図５は、ステッピングモータ１から第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５を除いた場合を示している。図５において縦軸は磁束密度［ｍＴ］を示している。図５において横軸は、ロータ７の回転角［°］を示している。図５の例では、回転センサ６０がＮ極と対向して磁束を受けた場合の磁束の値を正としている。図５の例では、回転センサ６０がＳ極と対向して磁束を受けた場合の磁束の値を負としている。
【００７９】
図５のグラフにおいては、ロータ７の回転角が３０°の位置が、永久磁石２２の磁極の境である。例えば、回転角が０°〜３０°の間では、回転センサ６０は、永久磁石２２のＳ極と対向する。例えば、回転角が３０°〜６０°の間では、回転センサ６０は、永久磁石２２のＮ極と対向する。
【００８０】
図５に示すように、通電パターンによって、回転センサ６０が検出する磁束密度が異なる。図５に示す例において、回転センサ６０がロータ７の永久磁石２２からの磁束密度のみを検出している場合には、磁極が切り替わる回転角、すなわち、磁束密度の正負が逆転する回転角が、３０°となる。
【００８１】
通電パターンＢＣ及び通電パターンＡＤにおいては、磁束密度の正負が逆転する回転角がほぼ３０°となっている。一方、通電パターンＡＣでは、磁束密度の正負が逆転する回転角が、３０°よりも小さい。通電パターンＢＤでは、磁束密度の正負が逆転する回転角が、３０°よりも大きい。通電パターンＡＣは、通電パターンＢＣ及び通電パターンＡＤに対して、全体的に磁束密度が大きい。通電パターンＢＤは、通電パターンＢＣ及び通電パターンＡＤに対して、全体的に磁束密度が小さい。
【００８２】
図５に示す磁束密度の変化を回転センサ６０によって検出して各コイルの通電パターンを切り替える場合、通電パターンを切り替える位置が、本来所望する位置とずれる場合がある。本来所望する位置とは、図４において示す切替ポイントＰ１〜Ｐ３であり、すなわち、永久磁石２２の磁極の境となる位置である。
【００８３】
なお、回転センサ６０がノイズの影響を受けず、永久磁石２２から放出される磁束のみを検出する場合には、永久磁石２２の磁極が回転角３０°で切り替わるため、磁束密度は、回転角３０°で負から正に切り替わる。
【００８４】
図６は、回転センサ６０が図５に示す磁束密度を検出する場合に、回転センサ６０のＯＮ／ＯＦＦに応じて通電パターンを切り替えたときの磁束密度ＭＦＤ１の変化を示すグラフである。図６においては、ロータ７の回転が時計回りＣＷの場合を示している。すなわち、図６において通電パターンは、通電パターンＢＣ、通電パターンＡＣ、通電パターンＡＤ、通電パターンＢＤの順に切り替えられる。なお、破線で示す磁束密度ＭＦＤは、理想的なタイミングで通電パターンが切り替えられた際の磁束密度を示している。
【００８５】
図６においては、回転センサ６０のセンサ出力ＳＰ１も共に示している。回転センサ６０のセンサ出力ＳＰ１は、ＯＮ／ＯＦＦの２値を出力する。回転センサ６０は、磁束密度が正の場合に、ＯＮとなり、磁束密度が負の場合にＯＦＦとなる。なお、破線で示すセンサ出力ＳＰは、理想的な回転センサ６０の出力を示している。
【００８６】
図６に示すように、センサ出力ＳＰ１は、磁束密度ＭＦＤが負から正になる回転角、すなわち、磁束密度ＭＦＤが０となる回転角でＯＦＦからＯＮになる。このとき、通電パターンは、通電パターンＡＣとなっている。そのため、磁束密度ＭＦＤが０となる回転角は、本来所望する回転角３０°よりも小さい。
【００８７】
センサ出力ＳＰ１がＯＮになると、通電パターンが切り替えられる。図６の例の場合、通電パターンは、通電パターンＡＣから通電パターンＡＤに切り替えられる。図５において示したように、通電パターンＡＤの場合の磁束密度は、通電パターンＡＣの場合の磁束密度よりも小さい。したがって、磁束密度ＭＦＤは、通電パターンが切り替えられたことで、低下する。
【００８８】
図６に示すように、磁束密度ＭＦＤが低下すると、磁束密度ＭＤＦは負となる。これにより、図示は省略するが、回転センサ６０のセンサ出力ＳＰ１は、再びＯＦＦに切り替わる。そして、センサ出力ＳＰ１が切り替わったことを検出して、再び通電パターンが切り替えられる。その結果、再び磁束密度ＭＦＤが正になり、回転センサ６０のセンサ出力ＳＰ１がＯＮに切り替わる。このように、センサ出力ＳＰ１のＯＮ／ＯＦＦが切り替わる位置が、本来所望する切り替え位置とずれることに起因して、短い間に回転センサ６０のＯＮ／ＯＦＦが繰り返される現象、所謂ハンチング現象が生じてしまう場合があった。
【００８９】
ハンチング現象は、センサ出力ＳＰ１がずれてＯＮに切り替わった位置から、本来所望する切り替え位置、すなわち、センサ出力ＳＰがＯＮに切り替わる位置までの間で生じる。本明細書においては、ハンチング現象が生じる回転角の範囲を、ハンチング幅ＬＨと呼ぶ。
【００９０】
以上の問題に対して、本実施形態によれば、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５を備えている。これにより、各コイルに通電されることで生じる磁束のうち、回転センサ６０に向かう磁束が、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５によって遮断される。そのため、回転センサ６０が受けるノイズの影響を低減できる。したがって、例えば、図５に示す各通電パターンにおける磁束密度の変化が、回転センサ６０が永久磁石２２から放出される磁束のみを検出する場合の磁束密度の変化に近づく。具体的には、通電パターンＡＣの磁束密度及び通電パターンＢＤの磁束密度において、正負が切り替わる位置が、本来所望する切り替え位置、すなわち、図５の例では回転角が３０°となる位置に近づく。その結果、図６において、磁束密度が負から正に切り替わる回転角が、３０°により近づき、ハンチング幅ＬＨを小さくできる。以上により、本実施形態によれば、ハンチング現象を抑制できる。
【００９１】
また、第１磁性部材３４と第２磁性部材３５とを設けることによって、上記効果を得られるため、第１ステータヨーク５１及び第２ステータヨーク５２における櫛歯状磁極の形状を変形させる必要がない。そのため、櫛歯状磁極の形状を変形させることに起因してステッピングモータ１のトルクが低下することがない。また、ステッピングモータ１の構造が複雑化することも抑制できる。
【００９２】
また、例えば、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５が設けられていない場合、第１ステータ３１と第２ステータ３２との軸方向の距離ＴＳを大きくすれば、第１ステータ３１及び第２ステータ３２の磁束が回転センサ６０に与える影響をある程度低減できる。しかし、この場合においては、ステッピングモータ全体が軸方向に大型化する問題がある。
【００９３】
これに対して、本実施形態によれば、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５を設けることで、ステッピングモータ１が軸方向に大型化することを抑制しつつ、第１ステータ３１及び第２ステータ３２の磁束が回転センサ６０に与える影響を低減できる。
【００９４】
また、本実施形態によれば、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５は、板状部材である。そのため、各コイルに通電されることで生じるノイズを遮断しつつ、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５の軸方向の長さを小さくできる。これにより、ステッピングモータ１が軸方向に大型化することを抑制できる。また、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５を製造しやすい。
【００９５】
また、本実施形態によれば、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５は、ロータ７の径方向外側を囲む円環状である。そのため、周方向の全体において、各コイルに通電されることで生じるノイズを遮断できる。これにより、回転センサ６０が受けるノイズの影響をより低減できる。したがって、本実施形態によれば、ハンチング現象をより抑制できる。
【００９６】
また、本実施形態によれば、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５は、中心軸Ｊ周りに複数の板状部材に分割されている。そのため、軸方向に視た際のステータユニット６の形状に応じて、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５を構成しやすい。また、分割された一部のみを交換することができるため、ステッピングモータ１の部分的な構成の変更等に合わせて、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５の形状を変更しやすい。
【００９７】
また、本実施形態によれば、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂの先端５３ｃと、第１磁性部材３４との軸方向の間隔Ａ１は、第１ステータ３１の隣り合う櫛歯状磁極同士の間隔Ｂ１以上である。そのため、第１磁性部材３４が第１ステータヨーク５１の磁気回路を阻害することを抑制できる。間隔Ａ２及び間隔Ｂ２についても同様である。
【００９８】
なお、本実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。
【００９９】
本実施形態においては、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５の形状は、特に限定されない。すなわち、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５は、板状部材でなくてもよい。
【０１００】
また、本実施形態においては、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５の少なくとも一方が、ロータ７の径方向外側を囲む円環状である構成を採用できる。すなわち、本実施形態においては、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５の一方のみが、ロータ７の径方向外側を囲む円環状であってもよい。
【０１０１】
本実施形態においては、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５は、周方向の一部にのみ設けられていてもよい。例えば、第１磁性部材３４は、周方向において、少なくとも第１フロント側櫛歯状磁極５４ｂ同士の間に設けられていてもよい。例えば、第２磁性部材３５は、周方向において、少なくとも第２リア側櫛歯状磁極５５ｂ同士の間に設けられていてもよい。また、例えば、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５は、２つの回転センサ６０の軸方向の両側及びその近傍のみを覆う円弧状部材であってもよい。
【０１０２】
また、本実施形態においては、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５の少なくとも一方が、中心軸Ｊ周りに複数の板状部材に分割される構成を採用できる。すなわち、本実施形態においては、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５の一方のみが、中心軸Ｊ周りに複数の板状部材に分割される構成であってもよい。また、本実施形態においては、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５がそれぞれ単一の部材であってもよい。
【０１０３】
また、本実施形態においては、第１磁性部材３４と第１ステータ３１、及び、第２磁性部材３５と第２ステータ３２のうちの少なくとも一方は、軸方向に所定間隔をもって配置されていてもよい。これにより、第１磁性部材３４と第１リア側櫛歯状磁極５３ｂの先端５３ｃとの間隔Ａ１、及び、第２磁性部材３５と第２フロント側櫛歯状磁極５６ｂの先端５６ｃとの間隔Ａ２の調整が簡便である。
【０１０４】
また、本実施形態においては、図７のような構成を採用してもよい。
図７は、本実施形態の他の一例であるステータユニット１０６の部分を示す斜視図である。
なお、上記説明と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により、説明を省略する場合がある。
【０１０５】
ステータユニット１０６は、図７に示すように、第１ステータ３１と、第２ステータ３２と、第１磁性部材１３４と、第２磁性部材１３５と、センサ取付部３３と、回転センサ６０と、を有する。
【０１０６】
第１磁性部材１３４の第１ステータ３１側（＋Ｚ側）の面には、第２ステータ３２側（−Ｚ側）に窪む第１凹部１３４ａが設けられている。第１凹部１３４ａは、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂの先端５３ｃと軸方向（Ｚ軸方向）に対向する。第１磁性部材１３４のその他の構成は、図１から図３において示した第１磁性部材３４の構成と同様である。
【０１０７】
第２磁性部材１３５の第２ステータ３２側（−Ｚ側）の面には、第１ステータ３１側（＋Ｚ側）に窪む第２凹部１３５ａが設けられている。第２凹部１３５ａは、第２フロント側櫛歯状磁極５６ｂの先端５６ｃと軸方向（Ｚ軸方向）に対向する。第２磁性部材１３５のその他の構成は、図１から図３において示した第２磁性部材３５の構成と同様である。
【０１０８】
この構成によれば、第１磁性部材１３４を第１ステータヨーク５１に接触させた状態で、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂの先端５３ｃと、第１磁性部材１３４との軸方向の間隔Ａ３を、第１ステータ３１の隣り合う前記櫛歯状磁極同士の間隔Ｂ１以上としやすい。これにより、第１ステータヨーク５１によって第１磁性部材１３４を軸方向に位置決めしつつ、第１ステータヨーク５１の磁気回路を確保できる。第２フロント側櫛歯状磁極５６ｂの先端５６ｃと、第２磁性部材１３５との軸方向の間隔Ａ４についても同様である。
【０１０９】
なお、間隔Ａ３は、第１リア側櫛歯状磁極５３ｂの先端５３ｃにおける第１凹部１３４ａと対向する面と、第１凹部１３４ａの底面との間の軸方向の距離である。間隔Ａ４は、第２フロント側櫛歯状磁極５６ｂの先端５６ｃにおける第２凹部１３５ａと対向する面と、第２凹部１３５ａの底面との間の軸方向の距離である。
【０１１０】
また、本実施形態においては、第１磁性部材３４の材質及び第２磁性部材３５の材質は、第１ステータヨーク５１の材質と異なっていてもよい。また、本実施形態においては、第１磁性部材３４の材質と第２磁性部材３５の材質とは、互いに異なっていてもよい。
【０１１１】
また、本実施形態においては、回転センサ６０は、第１磁性部材３４の径方向内側の端部及び第２磁性部材３５の径方向内側端部よりも径方向外側に位置していてもよい。
【０１１２】
また、本実施形態においては、第１コイル４１及び第２コイル４２は、ユニファイラ巻きであってもよい。
また、本実施形態においては、回転センサ６０は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【０１１３】
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態に対して、磁性部材の形状が異なる。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
【０１１４】
図８は、本実施形態のステッピングモータ２０１の部分を示す断面図である。
本実施形態のステッピングモータ２０１は、図８に示すように、カバー２０２と、ロータ７と、ステータユニット２０６と、を備える。
カバー２０２の径方向内側のカバー内周面（内周面）２０２ａには、嵌合凹部２０２ｂが設けられている。カバー２０２のその他の構成は、第１実施形態のカバー２の構成と同様である。
【０１１５】
ステータユニット２０６は、第１ステータ３１と、第２ステータ３２と、磁性体ユニット２３７と、センサ取付部３３と、回転センサ６０と、を有する。
磁性体ユニット２３７は、第１磁性部材２３４と、第２磁性部材２３５と、第３磁性部材２３６と、を有する。すなわち、ステッピングモータ２０１は、第１磁性部材２３４と、第２磁性部材２３５と、第３磁性部材２３６と、を備える。本実施形態において磁性体ユニット２３７は、例えば、単一の部材である。
【０１１６】
第１磁性部材２３４及び第２磁性部材２３５は、ロータ７の径方向外側を囲む円環状である。第１磁性部材２３４は、第１ステータ３１の径方向内側の端部から、カバー２０２まで径方向に延びている。第２磁性部材２３５は、第２ステータ３２の径方向内側の端部から、カバー２０２まで径方向に延びている。第１磁性部材２３４の外周端２３４ａと、第２磁性部材２３５の外周端２３５ａとは、第３磁性部材２３６によって連結されている。第１磁性部材２３４及び第２磁性部材２３５のその他の構成は、第１実施形態の第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５の構成と同様である。
【０１１７】
第３磁性部材２３６は、第１磁性部材２３４と第２磁性部材２３５とを軸方向（Ｚ軸方向）に連結する。本実施形態において第３磁性部材２３６は、第１磁性部材２３４の外周端２３４ａ及び第２磁性部材２３５の外周端２３５ａにそれぞれ連結されている。第３磁性部材２３６は、ロータ７の径方向外側を囲む円環状である。第３磁性部材２３６は、カバー２０２の嵌合凹部２０２ｂに嵌め合わされている。これにより、第３磁性部材２３６は、カバー２０２のカバー内周面２０２ａに支持されている。第３磁性部材２３６の材質は、例えば、第１磁性部材２３４及び第２磁性部材２３５と同様である。
【０１１８】
回転センサ６０は、第３磁性部材２３６に対しロータ７側、すなわち、径方向内側に配置されている。
ステッピングモータ２０１のその他の構成は、第１実施形態のステッピングモータ１の構成と同様である。
【０１１９】
本実施形態によれば、第１磁性部材２３４と第２磁性部材２３５とを軸方向に連結する第３磁性部材２３６が設けられている。そのため、第３磁性部材２３６によって、径方向外側から回転センサ６０に向かう磁束を遮断できる。これにより、本実施形態によれば、回転センサ６０にノイズが与える影響をより低減できる。
【０１２０】
また、第３磁性部材２３６によって第１磁性部材２３４と第２磁性部材２３５とが連結されているため、ステッピングモータ２０１の組み立て時に、第１磁性部材２３４と第２磁性部材２３５との軸方向の間隔調整が不要である。これにより、本実施形態によれば、ステッピングモータ２０１の組み立てが簡便である。
【０１２１】
また、本実施形態によれば、第３磁性部材２３６がカバー２０２のカバー内周面２０２ａに支持されているため、磁性体ユニット２３７が軸方向の位置決めが容易である。これにより、本実施形態によれば、第１磁性部材２３４及び第２磁性部材２３５を精度よく配置できる。
【０１２２】
なお、本実施形態においては、以下の構成を採用してもよい。
【０１２３】
本実施形態においては、第１磁性部材２３４と、第２磁性部材２３５と、第３磁性部材２３６とは、それぞれ別部材であってもよい。また、第１磁性部材２３４の材質と、第２磁性部材２３５の材質と、第３磁性部材２３６の材質とは、互いに異なっていてもよい。
【０１２４】
また、本実施形態においては、第３磁性部材２３６は、カバー２０２のカバー内周面２０２ａに支持されていなくてもよい。この場合、例えば、第３磁性部材２３６は、第１磁性部材２３４の外周端２３４ａよりも径方向内側の部分と、第２磁性部材２３５の外周端２３５ａよりも径方向内側の部分と、を連結する構成とできる。
【０１２５】
＜第３実施形態＞
第３実施形態は、第１実施形態に対して、環状絶縁部材３３７を備える点において異なる。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
【０１２６】
図９は、本実施形態のステッピングモータ３０１の部分を示す断面図である。
本実施形態のステッピングモータ３０１は、図９に示すように、カバー２０２と、ロータ７と、ステータユニット３０６と、を備える。
【０１２７】
ステータユニット３０６は、第１ステータ３１と、第２ステータ３２と、第１磁性部材３４と、第２磁性部材３５と、環状絶縁部材３３７と、センサ取付部３３と、回転センサ６０と、を有する。
【０１２８】
環状絶縁部材３３７は、第１ステータ３１と第２ステータ３２との軸方向の間に設けられている。環状絶縁部材３３７は、ロータ７の径方向外側を囲んでいる。環状絶縁部材３３７は、例えば、円環状である。環状絶縁部材３３７の径方向外側の端部は、カバー２０２の嵌合凹部２０２ｂに嵌め合わされている。これにより、環状絶縁部材３３７は、カバー２０２のカバー内周面２０２ａに支持されている。
【０１２９】
環状絶縁部材３３７のリア側（＋Ｚ側）の面には、第１磁性部材保持凹部３３７ａが設けられている。第１磁性部材保持凹部３３７ａには、第１磁性部材３４が嵌め込まれている。第１磁性部材保持凹部３３７ａの軸方向（Ｚ軸方向）の長さは、第１磁性部材３４の軸方向の長さと同じである。そのため、第１磁性部材３４のリア側の端面の軸方向位置と、環状絶縁部材３３７のリア側の端面の軸方向位置とは、例えば、同じである。
【０１３０】
環状絶縁部材３３７のフロント側（−Ｚ側）の面には、第２磁性部材保持凹部３３７ｂが設けられている。第２磁性部材保持凹部３３７ｂには、第２磁性部材３５が嵌め込まれている。第２磁性部材保持凹部３３７ｂの軸方向（Ｚ軸方向）の長さは、第２磁性部材３５の軸方向の長さと同じである。そのため、第２磁性部材３５のフロント側の端面の軸方向位置と、環状絶縁部材３３７のフロント側の端面の軸方向位置とは、例えば、同じである。環状絶縁部材３３７の径方向内側の対向面３３７ｃは、永久磁石２２と径方向に対向している。
【０１３１】
本実施形態において、センサ取付部３３と回転センサ６０とは、環状絶縁部材３３７に埋め込まれている。回転センサ６０の径方向内側の端面は、環状絶縁部材３３７から露出している。回転センサ６０の径方向内側の端面の径方向位置は、環状絶縁部材３３７の対向面３３７ｃの径方向位置と、例えば、同じである。
【０１３２】
回転センサ６０は、環状絶縁部材３３７の内周面に支持されている。
ここで、本明細書において環状絶縁部材の内周面とは、回転センサ６０及びセンサ取付部３３が設けられていない状態で、環状絶縁部材を径方向内側から視た際に視える環状絶縁部材の面を含む。すなわち、環状絶縁部材の内周面とは、例えば、環状絶縁部材３３７の対向面３３７ｃに凹部が設けられている場合には、その凹部の底面も含む。
【０１３３】
図９の例では、環状絶縁部材３３７の内周面には、センサ取付部３３を径方向外側から支持する支持面３３７ｄも含まれる。すなわち、図９の例では、回転センサ６０は、センサ取付部３３を介して、環状絶縁部材３３７の内周面の一部である支持面３３７ｄに支持されている。
ステッピングモータ３０１のその他の構成は、第１実施形態のステッピングモータ１の構成と同様である。
【０１３４】
本実施形態によれば、第１磁性部材３４と第２磁性部材３５と環状絶縁部材３３７とセンサ取付部３３と回転センサ６０とを一つのユニットとすることができる。そのため、ステッピングモータ３０１を組み立てる際、各部材間の間隔調整をする必要がなく、ステッピングモータ３０１の組み立てが簡便である。
【０１３５】
なお、本実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。
【０１３６】
本実施形態においては、第１磁性部材３４及び第２磁性部材３５の代わりに、例えば、環状絶縁部材３３７のリア側の面とフロント側の面とに、磁性体の膜が設けられる構成であってもよい。磁性体の膜は、例えば、蒸着法、スパッタ法等を用いて製造できる。この場合、磁性体の膜が、第１磁性部材及び第２磁性部材に相当する。
【０１３７】
また、本実施形態においては、環状絶縁部材３３７の対向面３３７ｃに直接、回転センサ６０が取り付けられていてもよい。この場合、例えば、環状絶縁部材３３７の対向面３３７ｃの径方向位置は、第１ステータ３１及び第２ステータ３２の径方向内側の端部の径方向位置よりも径方向外側とできる。
【０１３８】
なお、上記説明した第１実施形態から第３実施形態においては、ステッピングモータがクローポール型のステッピングモータである場合について説明したが、これに限られない。本発明のステッピングモータは、クローポール型以外のステッピングモータにも適用できる。クローポール型以外のステッピングモータとは、例えば、ハイブリッド型ステッピングモータ、可変リラクタンス型ステッピングモータ等である。
【０１３９】
また、第１実施形態から第３実施形態において説明した各構成は、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】
【０１４０】
シミュレーションによって本実施形態のハンチング現象の抑制効果について検証した。シミュレーションに用いた実施例の構成は、第１実施形態のステッピングモータ１の構成と同様とした。シミュレーションにおいては、図３に示す第１ステータと第２ステータとの距離ＴＳに対する、第１磁性部材３４の軸方向の長さｔ１及び第２磁性部材３５の軸方向の長さｔ２の割合を変化させた。
【０１４１】
図１０は、本実施例のシミュレーションの結果を示すグラフである。図１０において縦軸は、ハンチング幅ＬＨ［％］を示している。図１０においてハンチング幅ＬＨは、第１磁性部材及び第２磁性部材が設けられていない場合のハンチング幅に対する、ハンチング幅ＬＨの比として示している。図１０において横軸は、磁性部材の割合［％］を示している。磁性部材の割合は、長さｔ１と長さｔ２とを足し合わせた長さの距離ＴＳに対する割合である。
【０１４２】
本実施例において、第１磁性部材の長さｔ１と第２磁性部材の長さｔ２とは、同じとした。本実施例において、第１磁性部材、第２磁性部材、第１ステータヨーク、第２ステータヨークは、それぞれＳＰＣＣ製とした。
【０１４３】
図１０に示すように、第１磁性部材及び第２磁性部材を設けることで、第１磁性部材及び第２磁性部材が設けられていない場合に比べて、ハンチング幅ＬＨを６０％以下に低減できることが確かめられた。これにより、本実施例によるハンチング現象の抑制効果が確かめられた。
【０１４４】
また、磁性部材の割合が４５％程度までは、磁性部材の割合が増えるのにしたがって、ハンチング幅ＬＨが低下することが確かめられた。磁性部材の割合が４５％以上においては、ハンチング幅ＬＨは、上昇及び低下を繰り返しつつ、一定の範囲に保たれることが確かめられた。これにより、磁性部材の割合を４５％以上にしても、ハンチング現象の抑制効果はほとんど変わらないことが分かる。これは、磁性部材の割合が大きくなる程、磁性部材によって永久磁石から放出される磁束も遮断されやすく、回転センサを通過する磁束密度が小さくなるためである。
また一方で、磁性部材の割合が大きくなり過ぎると、回転センサを設置するスペースが小さくなるため、回転センサを設置しにくくなる。
【０１４５】
したがって、例えば、磁性部材の割合を５０％以下、すなわち、第１磁性部材の軸方向の長さｔ１及び第２磁性部材の軸方向の長さｔ２を、第１ステータと第２ステータの軸方向の距離ＴＳに対して、それぞれ２５％以下とする。これにより、回転センサの設置スペースを確保しつつ、ハンチング現象を適切に抑制できる。
【符号の説明】
【０１４６】
１，２０１，３０１…ステッピングモータ、２，２０２…カバー、７…ロータ、１３…シャフト、２２…永久磁石、３１…第１ステータ、３２…第２ステータ、３４，１３４，２３４…第１磁性部材、３５，１３５，２３５…第２磁性部材、４１…第１コイル（コイル）、４２…第２コイル（コイル）、５１…第１ステータヨーク（ヨーク）、５２…第２ステータヨーク（ヨーク）、５３ｂ…第１リア側櫛歯状磁極（第１櫛歯状磁極）、５３ｃ，５６ｃ…先端、５６ｂ…第２フロント側櫛歯状磁極（第２櫛歯状磁極）、６０…回転センサ、１３４ａ…第１凹部、１３５ａ…第２凹部、２０２ａ…カバー内周面（内周面）、２３４ａ，２３５ａ…外周端、２３６…第３磁性部材、３３７…環状絶縁部材、Ｊ…中心軸
【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】
2016111889.tif 000011
【図１０】
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