(57)【要約】【課題】出力部材の回転角度に高い精度を得ることができるとともに、出力部材の停止位置に高い分解能を得ることのできるモータ駆動装置を提供すること。【解決手段】モータ装置１００は、ステッピングモータ１ａと、減速機構３と、ステッピングモータ１ａの回転が減速機構３を介して伝達される出力部材７とを有している。減速機構３は、ウォームギア３６およびヘリカルギア３７を備えた第１歯車伝達機構３ａと、平歯車同士が噛み合った第２歯車伝達機構３ｂとを含んでいる。このように構成したモータ装置１００において、Ｎを２以上の偶数としたとき、ステッピングモータ１ａにおけるロータの停止指令位置がＮステップ毎に設定されている。【選択図】図２
2017163725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータと、
減速機構と、
前記ステッピングモータの回転が前記減速機構を介して伝達される出力部材と、
を有し、
Ｎを２以上の偶数としたとき、
前記ステッピングモータにおけるロータの停止指令位置がＮステップ毎に設定されていることを特徴とするモータ装置。
【請求項２】
前記減速機構は、ウォームギアおよび前記ウォームギアと噛み合うヘリカルギアを備えた第１歯車伝達機構を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
【請求項３】
Ｎが２であることを特徴とする請求項２に記載のモータ装置。
【請求項４】
前記減速機構は、平歯車同士が噛み合った第２歯車伝達機構を含んでいることを特徴とする請求項２または３に記載のモータ装置。
【請求項５】
前記ヘリカルギアは、前記出力部材と一体に形成されていることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載のモータ装置。
【請求項６】
前記ヘリカルギアは、扇形歯車であることを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項に記載のモータ装置。
【請求項７】
前記ヘリカルギアは、固定壁と隣り合う位置に配置され、
前記ヘリカルギアは、扇形の一方の端部と他方の端部とを繋ぐ端面を前記固定壁に向けて配置されていることを特徴とする請求項６に記載のモータ装置。
【請求項８】
前記出力部材の回転を伝達するセンサ用歯車伝達機構と、前記センサ用歯車伝達機構を介して前記出力部材の回転が伝達される回転検出器と、を有していることを特徴とする請求項２乃至７の何れか一項に記載のモータ装置。
【請求項９】
前記センサ用歯車伝達機構は、前記出力部材の回転を増速して前記回転検出器に伝達することを特徴とする請求項８に記載のモータ装置。
【請求項１０】
前記センサ用歯車伝達機構でのバックラッシュを軽減する付勢部材を有することを特徴とする請求項８または９に記載のモータ装置。
【請求項１１】
前記付勢部材は、捩りコイルバネであって、
前記出力部材が原点位置にあるとき、前記捩りコイルバネは、１／２周以上、捩れていることを特徴とする請求項１０に記載のモータ装置。
【請求項１２】
前記センサ用歯車伝達機構は、前記出力部材と一体に形成された歯車を含んでいることを特徴とする請求項８乃至１１の何れか一項に記載のモータ装置。
【請求項１３】
前記ステッピングモータおよび前記減速機構を内側に収容するケースを有し、
前記出力部材は、前記ケースから突出する出力軸を有していることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載のモータ装置。
【請求項１４】
前記ステッピングモータおよび前記減速機構を内側に収容するケースを有し、
前記出力部材にはウォームギアが一体に形成され、
前記出力部材は、前記ケースの内側に配置され、
前記ケースには、前記ウォームギアが外部に向けて露出した状態とする開口部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータによって出力部材が駆動されるモータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータによって出力部材が駆動されるモータ装置では、モータと出力部材との間に減速機構が設けられており、出力部材を所定位置まで駆動した後、モータの回転を停止させる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−６３８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載にモータ装置においては、ロータを目標位置まで駆動した後、図１１に示すディテントトルクカーブＣ０の安定点Ｐ１またはその近傍でロータが停止した場合には、非励磁状態にしても、ロータが動かないか、わずかに動くだけである。これに対して、ロータが不安定点Ｐ０またはその近傍で停止した場合、非励磁状態にすると、ロータは、矢印Ｄ１または矢印Ｄ２で示すように、安定点Ｐ１に向けて大きく動いてしまう。また、ディテントトルクカーブＣ０において、安定点Ｐ１と不安定点Ｐ２とは１ステップ毎に交互に出現する。このため、ロータを同一ステップ数で駆動しても、ロータが安定点Ｐ１で停止したか、不安定点Ｐ２で停止したかによって、ロータの回転角度が異なってしまうという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、出力部材の回転角度に高い精度を得ることができるとともに、出力部材の停止位置に高い分解能を得ることのできるモータ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係るモータ装置は、ステッピングモータと、減速機構と、前記ステッピングモータの回転が前記減速機構を介して伝達される出力部材と、を有し、Ｎを２以上の偶数としたとき、前記ステッピングモータにおけるロータの停止指令位置がＮステップ毎に設定されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、出力部材に対する駆動源としてステッピングモータを用い、かかるステッピングモータでは、ロータを停止させた際、大きなディテントトルクを得ることができる。従って、ステッピングモータへの通電を停止した状態でロータが回転しにくい。また、ステッピングモータにおけるロータの停止指令位置がＮステップ（偶数ステップ）毎に設定されているため、ロータの前回の停止位置および今回の停止位置は、常に安定点またはその近傍となるか、あるいは常に不安定点またはその近傍となる。従って、出力部材の回転角度に高い精度を得ることができる。すなわち、ステッピングモータのディテントトルクカーブにおいて、安定点と不安定点とは１ステップ毎に交互に出現するため、ロータを同一ステップ数で駆動しても、ロータが安定点で停止したか、不安定点で停止したかによって、次回、ロータを駆動した際の回転角度が異なってしまうが、本発明によれば、かかる回転角度の変動が発生しにくい。また、ロータの停止指令位置をＮステップ毎に設定すると、ロータの停止位置の分解能が低下することになるが、ロータの回転は、減速機構を介して出力部材に伝達されるため、出力部材の停止位置に高い分解能を得ることができる
。
【０００８】
本発明において、前記減速機構は、ウォームギアおよび前記ウォームギアと噛み合うヘリカルギアを備えた第１歯車伝達機構を含んでいる態様を採用することができる。かかる態様によれば、減速機構にウォームギアおよびヘリカルギアを備えた第１歯車伝達機構が含まれているため、停止している出力部材に外部から負荷が加わっても、出力部材が動きにくい。それ故、出力部材の停止位置に高い分解能を得ることができる。
【０００９】
本発明において、Ｎが２であることが好ましい。かかる構成によれば、減速機構の減速比が小さい場合でも、出力部材の停止位置に高い分解能を得ることができるため、減速機構を構成する歯車の数が少なく済む。
【００１０】
本発明において、前記減速機構は、平歯車同士が噛み合った第２歯車伝達機構を含んでいる態様を採用することができる。かかる構成によれば、第１歯車伝達機構と第２歯車伝達機構とによって減速比を確保することができる。従って、第１歯車伝達機構での減速比を小さくすることができるとともに、第２歯車伝達機構を構成する平歯車の数が少なく済む。
【００１１】
本発明において、前記ヘリカルギアは、前記出力部材と一体に形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、第１歯車伝達機構と出力部材との間に平歯車同士が噛み合った第２歯車伝達機構が存在しないので、平歯車間のバックラッシュに起因する分解能の低下を抑制することができる。
【００１２】
本発明において、前記ヘリカルギアは、扇形歯車である態様を採用することができる。かかる構成によれば、出力部材を１回転未満の範囲で駆動する場合、ヘリカルギアを扇形歯車とすることによって、減速機構を配置するためのスペースが狭く済むという利点がある。
【００１３】
本発明において、前記ヘリカルギアは、固定壁と隣り合う位置に配置され、前記ヘリカルギアは、扇形の一方の端部と他方の端部とを繋ぐ端面を前記固定壁に向けて配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、ヘリカルギアと固定壁とを接近させた構造を採用することができるので、モータ装置の小型化を図ることができる。
【００１４】
本発明において、前記出力部材の回転を伝達するセンサ用歯車伝達機構と、前記センサ用歯車伝達機構を介して前記出力部材の回転が伝達される回転検出器と、を有している態様を採用することができる。かかる構成によれば、回転検出器によって出力部材の位置を確認することができる。
【００１５】
本発明において、前記センサ用歯車伝達機構は、前記出力部材の回転を増速して前記回転検出器に伝達することが好ましい。かかる構成によれば、回転検出器は、高い分解能をもって出力部材の位置を検出することができる。
【００１６】
本発明において、前記センサ用歯車伝達機構でのバックラッシュを軽減する付勢部材を有することが好ましい。かかる構成によれば、回転検出器の検出結果にセンサ用歯車伝達機構でのバックラッシュに起因するヒステリシスが発生しにくい。
【００１７】
本発明において、前記付勢部材は、捩りコイルバネであって、前記出力部材が原点位置にあるとき、前記捩りコイルバネは、１／２周以上、捩れていることが好ましい。かかる構成によれば、バネ定数が小さい状態で捩りコイルバネを作用させることができる。
【００１８】
本発明において、前記センサ用歯車伝達機構は、前記出力部材と一体に形成された歯車を含んでいることが好ましい。かかる構成によれば、センサ用歯車伝達機構の構成を簡素化することができる。また、出力部材とセンサ用歯車伝達機構との間にバックラッシュが発生しない。
【００１９】
本発明において、前記ステッピングモータおよび前記減速機構を内側に収容するケースを有し、前記出力部材は、前記ケースから突出する出力軸を有している態様を採用することができる。
【００２０】
本発明において、前記ステッピングモータおよび前記減速機構を内側に収容するケースを有し、前記出力部材にはウォームギアが一体に形成され、前記出力部材は、前記ケースの内側に配置され、前記ケースには。前記ウォームギアが外部に向けて露出した状態とする開口部が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、ヘリカルギアがケースから突出していないので、モータ装置の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、出力部材に対する駆動源としてステッピングモータを用い、かかるステッピングモータでは、ロータを停止させた際、大きなディテントトルクを得ることができる。従って、ステッピングモータへの通電を停止した状態でロータが回転しにくい。また、ステッピングモータにおけるロータの停止指令位置がＮステップ（偶数ステップ）毎に設定されているため、ロータの前回の停止位置および今回の停止位置は、常に安定点またはその近傍となるか、あるいは常に不安定点またはその近傍となる。従って、出力部材の回転角度に高い精度を得ることができる。また、ロータの停止指令位置をＮステップ毎に設定すると、ロータの停止位置の分解能が低下することになるが、ロータの回転は、減速機構を介して出力部材に伝達されるため、出力部材の停止位置に高い分解能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るモータ装置の斜視図である。
【図２】図１に示すモータ装置から第２ケース部材を外した状態の分解斜視図である。
【図３】図１に示すモータ装置において、第１ケース部材からモータ等を外した状態の分解斜視図である。
【図４】図１に示すモータ装置に用いたモータの断面図である。
【図５】図１に示すモータ装置の減速機構等の分解斜視図である。
【図６】図１に示すモータ装置のケースに対する出力部材等のレイアウトを示す正面図である。
【図７】図１に示すモータ装置に用いたセンサ用歯車伝達機構等の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るモータ装置の斜視図である。
【図９】図８に示すモータ装置の減速機構等の斜視図である。
【図１０】図８に示すモータ装置に設けたセンサ用歯車伝達機構等を回転検出器の側からみた斜視図である。
【図１１】ディテントトルクカーブ、安定点および不安定点の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図面を参照して、本発明を適用したモータ装置を説明する。なお、以下の説明では、モータ１の軸線にＬｍを付し、モータ軸線Ｌｍが延在しているモータ軸線Ｌｍ方向において、ロータ１０が減速機構３の側に突出している側を出力側Ｌｍａとし、その反対側を反出力側Ｌｍｂとして説明する。また、出力部材７の中心軸線を軸線Ｌとし、軸線Ｌが延在している軸線Ｌ方向の一方側にＬａを付し、軸線Ｌ方向の他方側にＬｂを付して説明する。
【００２４】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係るモータ装置１００の斜視図である。図２は、図１に示すモータ装置１００から第２ケース部材９２を外した状態の分解斜視図である。図３は、図１に示すモータ装置１００において、第１ケース部材９１からモータ１等を外した状態の分解斜視図である。
【００２５】
図１、図２および図３に示すモータ装置１００は、開閉部材等の部材の姿勢等を切り換えるための装置であり、ケース９の内部に、駆動源としてのモータ１と、減速機構３と、出力部材７とを有している。ケース９は、箱形の第１ケース部材９１と、第１ケース部材９１と結合された箱形の第２ケース部材９２とを有している。第１ケース部材９１は、四角形の底板部９１１と、底板部９１１の縁から第２ケース部材９２に向けて折れ曲がった側板部９１２と、底板部９１１と平行に設けられた仕切り板部９１６とを有している。第２ケース部材９２は、四角形の底板部９２１と、底板部９２１の縁から第１ケース部材９１に向けて折れ曲がった側板部９２２とを有している。出力部材７は、第２ケース部材９２の底板部９２１から軸線Ｌ方向の一方側Ｌａに突出した出力軸７０を有している。詳しくは後述するが、モータ装置１００は、出力部材７の回転を検出する回転検出器８と、出力部材７の回転を回転検出器８に伝達するセンサ用歯車伝達機構８０とを有している。
【００２６】
（モータ１の構成）
図４は、図１に示すモータ装置１００に用いたモータ１の断面図である。図４に示すように、モータ１は、ステッピングモータ１ａであり、支軸１９に回転可能に支持されたロータ１０と、ロータ１０の外周面に対向する筒状のステータ２０とを有している。ロータ１０は、外周面に円筒状の永久磁石１１を保持しており、永久磁石１１の外周面には、Ｎ極とＳ極が周方向において交互に配置されている。また、ロータ１０の出力側Ｌｍａの端部にはモータピニオン１２が形成されている。
【００２７】
ステッピングモータ１ａは、Ａ相およびＢ相からなる２相のステッピングモータである。このため、ステータ２０は、モータ軸線Ｌｍ方向に重ねて配置された一対のステータ組２１、２２を有している。ステータ組２１はＡ相用であり、ステータ組２２はＢ相用である。ステータ組２１、２２は各々、インシュレータ２１６、２２６に巻回されたコイル２１３、２２３と、インシュレータ２１６、２２６のモータ軸線Ｌｍ方向の両側に配置されたステータコア２１１、２１２、２２１、２２２とを備えている。ステータコア２１１は、インシュレータ２１６の出力側Ｌｍａの面に被さる外ステータコアであり、ステータコア２１２は、インシュレータ２１６の反出力側Ｌｍｂの面に被さる内ステータコアである。ステータコア２２１は、インシュレータ２２６の反出力側Ｌｍｂの面に被さる外ステータコアであり、ステータコア２２２は、インシュレータ２２６の出力側Ｌｍａの面に被さる内ステータコアである。
【００２８】
ステータコア２１１、２１２、２２１、２２２は各々、インシュレータ２１６、２２６の内周面に沿って起立する複数の極歯２１７、２２７を備えている。ステータ組２１を構成した状態で、ステータコア２１１に形成された極歯２１７は、ステータコア２１２に形成された極歯２１７の間に入り込み、ステータコア２１１に形成された極歯２１７とステータコア２１２に形成された極歯２１７とは、周方向に交互に配置された状態となる。また、ステータ組２２を構成した状態で、ステータコア２２１に形成された極歯２２７は、ステータコア２２２に形成された極歯２２７の間に入り込み、ステータコア２２１に形成された極歯２２７とステータコア２２２に形成された極歯２２７とは、周方向に交互に配置された状態となる。
【００２９】
インシュレータ２１６、２２６には端子台２１８、２２８が一体に形成され、かかる端
子台２１８、２２８に端子（図示せず）が固定されている。ステータ２０の両端面のうち、出力側Ｌｍａの端面には、図２および図３に示すフレーム４が固定され、反出力側Ｌｍｂの端面には端板２６が固定されている。端板２６には、支軸１９の反出力側Ｌｍｂの端部を保持する軸穴２６１が形成されている。
【００３０】
図２および図３に示すように、フレーム４は、ステータ２０の端面に固定された第１板部４１と、第１板部４１に出力側Ｌｍａで対向する第２板部４２と、第１板部４１と第２板部４２とを繋ぐ第３板部４３とを備えており、第２板部４２によって支軸１９の出力側Ｌｍａの端部が保持されている。
【００３１】
（減速機構３の構成）
図５は、図１に示すモータ装置１００の減速機構３等の分解斜視図である。図６は、図１に示すモータ装置１００のケース９に対する出力部材７等のレイアウトを示す正面図である。
【００３２】
図２、図３、図５および図６に示すように、減速機構３は、ウォームギア３６とヘリカルギア３７とが噛み合った第１歯車伝達機構３ａと、平歯車同士が噛み合った第２歯車伝達機構３ｂとを有している。本形態では、モータ１から出力部材７までの間のうち、前段側（モータ１の側）に第２歯車伝達機構３ｂが設けられ、後段側（出力部材７の側）に第１歯車伝達機構３ａが設けられている。
【００３３】
第２歯車伝達機構３ｂは、第１歯車３１、第２歯車３２および第３歯車３３を有している。第１歯車３１は支軸３１０に回転可能に支持され、第２歯車３２は支軸３２０に回転可能に支持されている（図６参照）。支軸３１０、３２０は、両端が各々、フレーム４の第１板部４１および第２板部４２に保持されている。第３歯車３３は、反出力側Ｌｍｂおよび出力側Ｌｍａに突出した軸部３３６、３３７を有しており、軸部３３６、３３７は各々、フレーム４の第１板部４１および第２板部４２に保持された軸受４６、４７に回転可能に支持されている。
【００３４】
第１歯車３１は、モータピニオン１２と噛み合う平歯車３１１と、平歯車３１１と一体の平歯車３１２とを有している。平歯車３１１は、モータピニオン１２より大径であり、平歯車３１２は、平歯車３１１より小径である。第２歯車３２は、平歯車３１２と噛み合う平歯車３２１と、平歯車３２１と一体の平歯車３２２とを有している。平歯車３２１は、平歯車３１２より大径であり、平歯車３２２は、平歯車３２１より小径である。第３歯車３３は、平歯車３２２と噛み合う平歯車３３１を有している。
【００３５】
第１歯車伝達機構３ａは、第３歯車３３の軸部３３７に同軸状に連結されたウォームギア３６と、ウォームギア３６と噛み合うヘリカルギア３７とを有している。ウォームギア３６の出力側Ｌｍａの先端に形成された小径部３６１は、ワッシャ３６２が嵌められた状態で、第１ケース部材９１の支持板部９１５に回転可能に支持されている。
【００３６】
（出力部材７の構成）
本形態において、ヘリカルギア３７は、出力部材７に一体に形成されている。より具体的には、出力部材７は、軸線Ｌ方向に延在した胴部７５と、胴部７５から軸線Ｌ方向の一方側Ｌａに延在した出力軸７０とを備えており、胴部７５の外周側にヘリカルギア３７が一体に構成されている。胴部７５の軸線Ｌ方向の両側にはワッシャ７５１、７５２が設けられている。
【００３７】
図５に示すように、ヘリカルギア３７は、軸線Ｌ方向からみたとき、円弧角が１８０°の扇形歯車であり、約９０°の角度範囲に歯が形成されている。本形態において、ヘリカ
ルギア３７は、ケース９の固定壁９５（第２ケース部材９２の側板部９２２）と隣り合う位置に配置されており、ヘリカルギア３７は、扇形の一方の端部と他方の端部とを繋ぐ端面３７０を固定壁９５に向けて配置されている。なお、出力部材７では、ヘリカルギア３７の軸線Ｌ方向の他方側Ｌｂには、扇形の端板部７７がヘリカルギア３７に重ねるように設けられている。
【００３８】
（センサ用歯車伝達機構８０等の構成）
図７は、図１に示すモータ装置１００に用いたセンサ用歯車伝達機構８０等の説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）は、センサ用歯車伝達機構８０等の斜視図、およびセンサ用歯車伝達機構８０等の分解斜視図である。
【００３９】
図３、図６および図７に示すように、モータ装置１００には、出力部材７に対して軸線Ｌ方向の他方側Ｌｂに、出力部材７の回転を伝達するセンサ用歯車伝達機構８０と、センサ用歯車伝達機構８０を介して出力部材７の回転が伝達される回転検出器８とが設けられている。本形態において、回転検出器８は、ポテンショメータであり、基板８４に実装された状態で、第１ケース部材９１の仕切り板部９１６に対して、軸線Ｌ方向の他方側Ｌｂに配置されている。センサ用歯車伝達機構８０は、第１ケース部材９１の仕切り板部９１６に対して軸線Ｌ方向の一方側Ｌａに配置されており、仕切り板部９１６には、回転検出器８への入力軸８５が貫通する開口部９１７が形成されている。
【００４０】
センサ用歯車伝達機構８０は、出力部材７の端板部７７の軸線Ｌ方向の他方側Ｌｂに一体に形成された歯車８１と、回転検出器８への入力軸８５に一体に形成された歯車８２とからなる。歯車８１は、軸線Ｌ方向からみたとき、端板部７７およびヘリカルギア３７と重なるように形成された扇形歯車からなり、端板部７７およびヘリカルギア３７から外側に張り出していない。
【００４１】
ここで、歯車８１の曲率半径は、歯車８２の半径より大である。このため、センサ用歯車伝達機構８０は、出力部材７の回転を増速して、軸線Ｌに平行な軸線周りの回転として回転検出器８に伝達する。
【００４２】
モータ装置１００には、センサ用歯車伝達機構８０でのバックラッシュを軽減する付勢部材８６が設けられている。本形態において、付勢部材８６は、捩りコイルバネ８６ａであり、一方側の端部８６１は第１ケース部材９１に保持され、他方側の端部８６２は入力軸８５に保持されている。本形態において、入力軸８５は、長さ方向の略中央に円板部８５１が形成されており、円板部８５１の歯車８２とは反対側には、捩りコイルバネ８６ａの端部８６２が係合する係合部８５２が形成されている。ここで、出力部材７が原点位置にあるとき、コイルバネ８６ａは、１／２周以上、捩れた状態にある。すなわち、モータ装置１００を組み立てる際、コイルバネ８６ａは、１／２周以上、捩れた状態で組み込まれる。
【００４３】
（モータ装置１００での動作等）
このように構成したモータ装置１００において、モータ１が回転すると、モータ１の回転は、減速機構３を介して出力部材７に伝達され、出力部材７は、軸線Ｌ周りに回転する。そして、出力部材７が所定位置に到達した際、モータ１が停止する。
【００４４】
このような動作を行うにあたって、本形態では、Ｎを２以上の偶数としたとき、ステッピングモータ１ａにおけるロータ１０の停止指令位置がＮステップ毎に設定されている。また、本形態において、減速機構３は、ステッピングモータ１ａから出力部材７までの減速比が、分解能に必要な減速比のＮ倍である。すなわち、ステッピングモータ１ａにおけるロータ１０の停止指令位置を１ステップ毎に設定した場合に、出力部材７の分解能に必
要な減速機構３の減速比をＭ倍としたとき、本形態では、減速機構３の減速比をＮ×Ｍ倍に設定してある。本形態において、Ｎは２である。従って、ステッピングモータ１ａにおけるロータ１０の停止指令位置が２ステップ毎に設定され、減速機構３は、ステッピングモータ１ａから出力部材７までの減速比が、分解能に必要な減速比の２倍（２×Ｍ倍）である。
【００４５】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のモータ装置１００では、出力部材７に対する駆動源としてステッピングモータ１ａを用い、かかるステッピングモータ１ａでは、非励磁状態において、大きなディテントトルクを得ることができる。従って、ステッピングモータ１ａへの通電を停止した状態でロータ１０が回転しにくい。それ故、出力部材７を停止した状態に保持することができる。
【００４６】
また、ステッピングモータ１ａにおけるロータ１０の停止指令位置がＮステップ（偶数ステップ）毎に設定されているため、ロータ１０の前回の停止位置および今回の停止位置は、常に安定点となるか、あるいは常に不安定点となる。従って、出力部材７の回転角度に高い精度を得ることができる。
【００４７】
その理由を、図１１を参照して説明する。図１１は、ディテントトルクカーブ、安定点および不安定点の説明図である。図１１に示すステッピングモータ１ａのディテントトルクカーブＣ０において、安定点Ｐ１と不安定点Ｐ０とは１ステップ毎に交互に出現する。ディテントトルクカーブＣ０は、ロータ１０とＡ相のステータ組２１（図４参照）との間に作用するディテントトルクＣ１と、ロータ１０とＢ相のステータ組２２（図４参照）との間に作用するディテントトルクＣ２とを合成したものであり、図１１には、ディテントトルクＣ１とディテントトルクＣ２とは位相がわずかにずれている例を示してある。このようなディテントトルクカーブＣ０において、安定点Ｐ１またはその近傍でロータ１０が停止した場合には、非励磁状態にしても、ロータ１０が動かないか、動いてもわずかである。これに対して、ロータ１０が不安定点Ｐ０またはその近傍で停止した場合に非励磁状態にすると、ロータは、矢印Ｄ１または矢印Ｄ２で示すように、安定点Ｐ１に向けて大きく動いてしまう。このため、ロータ１０の停止指令位置を１ステップ毎に設定すると、ロータ１０を同一ステップ数で駆動しても、ロータ１０が安定点Ｐ１またはその近傍で停止したか、不安定点Ｐ０またはその近傍で停止したかによって、次回、ロータ１０を駆動した際の回転角度が異なってしまう。しかるに本形態では、ステッピングモータ１ａにおけるロータ１０の停止指令位置がＮステップ（偶数ステップ）毎に設定されている。このため、ロータ１０の前回の停止位置および今回の停止位置は、常に安定点Ｐ１またはその近傍となるか、あるいは常に不安定点Ｐ０またはその近傍となる。ここで、ロータ１０の今回の停止位置および次回の停止位置が常に安定点Ｐ１またはその近傍であれば、非励磁状態になったときのロータ１０の動きについては、無視することができるか、今回の停止の際のロータ１０の動きと次回の停止の際のロータ１０の動きとが相殺される。また、ロータ１０の今回の停止位置および次回の停止位置が常に不安定点Ｐ０またはその近傍であれば、非励磁状態になったときのロータ１０の動きについては、今回の停止時のロータ１０の動きと、次回の停止時のロータ１０の動きとを相殺することができる。それ故、ロータ１０の回転角度に高い精度を得ることができるので、出力部材７の回転角度に高い精度を得ることができる。
【００４８】
また、上記のように、ロータ１０の停止指令位置をＮステップ毎に設定すると、ロータ１０の停止位置の分解能が低下することになるが、本形態において、ロータ１０の回転は、減速機構３を介して出力部材７に伝達される。このため、出力部材７の停止位置に高い分解能を得ることができる。
【００４９】
本形態では、Ｎが２であり、２以上の偶数として最小の値である。このため、減速機構３の減速比が小さい場合でも、出力部材７の停止位置に高い分解能を得ることができるため、減速機構３を構成する歯車の数が少なく済む。また、減速機構３は、ウォームギア３６およびヘリカルギア３７を備えた第１歯車伝達機構３ａを含んでいる。このため、停止している出力部材７に外部から負荷が加わっても、出力部材７が動きにくい。それ故、出力部材７の停止位置に高い分解能を得ることができる。また、減速機構３は、平歯車同士が噛み合った第２歯車伝達機構３ｂを含んでいるため、第１歯車伝達機構３ａと第２歯車伝達機構３ｂとによって減速比を確保することができる。従って、第１歯車伝達機構３ａでの減速比を小さくすることができるとともに、第２歯車伝達機構３ｂを構成する平歯車の数が少なく済む。特に第１歯車伝達機構３ａでは大きな減速比を得ることができるので、全体の減速比を２倍とする場合でも、第２歯車伝達機構３ｂを構成する平歯車の数が少なく済む。
【００５０】
また、ヘリカルギア３７が出力部材７と一体に形成されているため、第１歯車伝達機構３ａと出力部材７との間には、平歯車同士が噛み合った第２歯車伝達機構３ｂが存在しない。それ故、ヘリカルギア３７と出力部材７との間では、平歯車間のバックラッシュが発生しない。それ故、出力部材７の停止位置において、平歯車間のバックラッシュに起因する分解能の低下が発生しにくい。また、ヘリカルギア３７は、扇形歯車であり、出力部材７を１回転未満の範囲で駆動するのに適している、すなわち、出力部材７を１回転未満の範囲で駆動する際にヘリカルギア３７を扇形歯車とすることによって、減速機構３を配置するためのスペースが狭く済む。しかも、ヘリカルギア３７は、固定壁９５と隣り合う位置に配置されているが、ヘリカルギア３７は、扇形の一方の端部と他方の端部とを繋ぐ端面３７０を固定壁９５に向けて配置されている。従って、ヘリカルギア３７の可動範囲では、ヘリカルギア３７が固定壁９５と干渉することがない、それ故、ヘリカルギア３７と固定壁９５とを接近させた構造を採用することができるので、モータ装置１００の小型化を図ることができる。
【００５１】
また、出力部材７の回転を伝達するセンサ用歯車伝達機構８０と、センサ用歯車伝達機構８０を介して出力部材７の回転が伝達される回転検出器８とを有しているため、回転検出器８によって出力部材７の位置を確認することができる。また、センサ用歯車伝達機構８０は、出力部材７の回転を増速して回転検出器８に伝達するため、回転検出器８は、高い分解能をもって出力部材７の位置を検出することができる。しかも、センサ用歯車伝達機構８０では、付勢部材８６によってバックラッシュが軽減されているので、回転検出器８の検出結果では、センサ用歯車伝達機構８０でのバックラッシュに起因するヒステリシスが発生しにくい。また、付勢部材８６は、捩りコイルバネ８６ａであって、出力部材７が原点位置にあるとき、捩りコイルバネ８６ａは、１／２周以上、捩れている。このため、バネ定数が小さい状態で捩りコイルバネ８６ａを作用させることができるので、バックラッシュを効果的に低減することができる。また、センサ用歯車伝達機構８０は、出力部材７と一体に形成された歯車８１を含んでいるため、センサ用歯車伝達機構８０の構成を簡素化することができるとともに、出力部材７とセンサ用歯車伝達機構８０との間にバックラッシュが発生しない。
【００５２】
［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の形態２に係るモータ装置１００の斜視図である。図９は、図８に示すモータ装置１００の減速機構３等の斜視図である。図１０は、図８に示すモータ装置１００に設けたセンサ用歯車伝達機構８０等を回転検出器８の側からみた斜視図である。図８および図９に示すモータ装置１００では、図２等を示すウォームギア３６が出力部材７に一体に形成されている。このため、減速機構３は、第２歯車伝達機構３ｂのみからなる。このように構成したモータ装置１００でも、ステッピングモータ１ａにおけるロータの停止指令位置が、例えば２ステップ毎に設定される。また、減速機構３（第２歯車伝
達機構３ｂ）は、ステッピングモータ１ａから出力部材７までの減速比が、分解能に必要な減速比の２倍である。
【００５３】
ここで、出力部材７はケース９の内部に収容されているが、第２ケース部材９２には、出力部材７のウォームギア３６を外部から露出させる開口部９２５が形成されている。このため、モータ装置１００を機器に搭載する際、被駆動部材（図示せず）に形成されたヘリカルギア（図示せず）を出力部材７のウォームギア３６と噛み合わせることができる。
【００５４】
このように構成したモータ装置１００でも、出力部材７の回転を伝達するセンサ用歯車伝達機構８０と、センサ用歯車伝達機構８０を介して出力部材７の回転が伝達される回転検出器８とが設けられている。本形態において、回転検出器８は、ポテンショメータである。センサ用歯車伝達機構８０は、出力部材７からの回転が伝達される歯車８３と、回転検出器８への入力軸８５に一体に形成された歯車８２とからなる。歯車８３は、出力部材７のウォームギア３６と噛み合うヘリカルギア８３１と、入力軸８５の歯車８２と噛み合う歯車８３２とが同軸状に一体に形成されている。ここで、歯車８３２は、歯車８２より大径である。このため、センサ用歯車伝達機構８０は、歯車８３の回転を増速して回転検出器８に伝達する。
【００５５】
また、モータ装置１００には、実施の形態１と同様、センサ用歯車伝達機構８０でのバックラッシュを軽減する付勢部材８６が設けられている。本形態においても、実施の形態１と同様、付勢部材８６は、捩りコイルバネ８６ａであり、一方側の端部８６１は第１ケース部材９１に保持され、他方側の端部は入力軸８５に保持されている。また、本形態においても、実施の形態１と同様、出力部材７が原点位置にあるとき、コイルバネ８６ａは、１／２周以上、捩れた状態にある。
［他の実施の形態］
【００５６】
上記実施の形態では、Ｎを２とした場合を中心に説明したが、Ｎが４以上の偶数であってもよい。上記実施の形態では、ロータ１０の停止指令位置がＮステップ（偶数ステップ）毎に設定され、減速機構３の減速比が、分解能に必要な減速比のＮ倍であったが、減速機構３の減速比についてはＮ倍に限らず、装置の構成等に対応した適正な値を採用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…モータ、１ａ…ステッピングモータ、３…減速機構、３ａ…第１歯車伝達機構、３ｂ…第２歯車伝達機構、４…フレーム、７…出力部材、８…回転検出器、１０…ロータ、１１…永久磁石、１２…モータピニオン、２０…ステータ、３６…ウォームギア、３７…ヘリカルギア、７０…出力軸、８０…センサ用歯車伝達機構、８５…入力軸、８６…付勢部材、８６ａ…コイルバネ、９５…固定壁、１００…モータ装置、３１１、３１２、３２１、３２２、３３１…平歯車、９１７…開口部、Ｌ…軸線、Ｌｍ…モータ軸線、Ｐ０…不安定点、Ｐ１…安定点
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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