JP2018182914A - Stepping motor and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステッピングモータおよび自動車に関する。 The present invention relates to a stepping motor and a motor vehicle.
従来、メータにおける指針の初期位置を保証するために、モータにストッパを内蔵し、ロータが３６０度回動できない構造のステッピングモータが知られている。かかるステッピングモータでは、メータの電源停止時に、ロータを所定の方向に回転させてストッパとロータの接触部とを接触させ、指針を初期位置に合わせてからステッピングモータへ供給される電流を遮断する処理が行われる。 Conventionally, in order to guarantee the initial position of the pointer in the meter, there is known a stepping motor having a built-in stopper in the motor and a structure in which the rotor can not rotate 360 degrees. In such a stepping motor, when the power supply to the meter is stopped, the rotor is rotated in a predetermined direction to bring the stopper into contact with the contact portion of the rotor, and the pointer is adjusted to the initial position and then the current supplied to the stepping motor is interrupted. Is done.
また、指針を回動させるステッピングモータは、入力パルス数に応じて出力軸がステップ状に回転している。 In addition, in the stepping motor that rotates the pointer, the output shaft rotates stepwise in accordance with the number of input pulses.
しかしながら、特許文献１に示されるステッピングモータでは、供給される電流が遮断された状態でも、構成部材である磁石と鉄との磁気作用に起因するトルク、いわゆる「コギングトルク」がロータに働いており、かかるコギングトルクがロータの接触部をストッパから離間させる方向に働く場合がある。このとき、供給される電流が遮断された後に、ストッパとロータの接触部とが離間して指針が初期位置からずれるという不具合が生じる。
However, in the stepping motor disclosed in
さらに、このステッピングモータの回転速度は、最大回転速度と最小回転速度との間を周期的に変動している。そして、メータにおいて指針を回動させる場合、かかる最大回転速度と最小回転速度との差である回転むらが問題となる場合がある。 Furthermore, the rotational speed of the stepping motor periodically fluctuates between the maximum rotational speed and the minimum rotational speed. And when rotating a pointer | hook in a meter, the rotation nonuniformity which is a difference of this largest rotational speed and the minimum rotational speed may become a problem.
本発明は、上記課題を一例とするものであり、ステッピングモータへ供給される電流が遮断された後にもメータの指針を初期位置に保持するとともに、ステッピングモータにおいて回転むらを低減することを目的とする。 The present invention takes the above problem as an example, and aims to hold the pointer of the meter at the initial position even after the current supplied to the stepping motor is interrupted, and to reduce uneven rotation in the stepping motor. Do.
本発明の一態様に係るステッピングモータは、ストッパと、ロータと、第１ステータと、第２ステータと、を備える。ロータは、磁石と、前記ストッパに接触する接触部とを有する。第１ステータは、コイルを有し第１相における励磁ベクトルを形成する。第２ステータは、コイルを有し第２相における励磁ベクトルを形成する。そして、前記磁石と前記第１ステータと前記第２ステータとに起因する磁気エネルギーが極小となる前記ロータの回転角度のうち、前記ストッパを基点として最も小さい回転角度が電気角で１２０°以上１３０°以下である。 A stepping motor according to an aspect of the present invention includes a stopper, a rotor, a first stator, and a second stator. The rotor has a magnet and a contact portion that contacts the stopper. The first stator has a coil and forms an excitation vector in the first phase. The second stator has a coil and forms an excitation vector in the second phase. Then, among the rotation angles of the rotor where the magnetic energy attributable to the magnet, the first stator and the second stator is minimized, the smallest rotation angle based on the stopper is 120 ° or more and 130 ° in electrical angle It is below.
本発明の一態様によれば、ステッピングモータへ供給される電流が遮断された後にもメータの指針を初期位置に保持するとともに、ステッピングモータにおいて回転むらを低減することができる。 According to one aspect of the present invention, the pointer of the meter can be held at the initial position even after the current supplied to the stepping motor is interrupted, and the uneven rotation can be reduced in the stepping motor.
以下、実施形態に係るステッピングモータについて図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the stepping motor according to the embodiment will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited by the embodiments described below.
＜ステッピングモータの構成＞
最初に、実施形態に係るステッピングモータの構成について説明する。図１および図２は、実施形態に係るステッピングモータ１を示している。図１は、実施形態に係るステッピングモータ１の斜視図であり、図２は、実施形態に係るステッピングモータ１の側断面図である。
<Configuration of Stepping Motor>
First, the configuration of the stepping motor according to the embodiment will be described. 1 and 2 show a stepping
ステッピングモータ１は、例えば図示しない指針式メータ（表示装置）における指針の回動を駆動するためのメータ用のステッピングモータであり、図２に示すように、ロータ１０と、ステータ２０と、エンドプレート３０と、フロントプレート４０とを備える。
The
ロータ１０は、ステータ２０の内部に回動可能に収容されている。ロータ１０は、図２に示すように、シャフト１１と、ロータマグネット１２と、スリーブ１３とを備える。
The
シャフト１１は、アルミニウムと他の金属との合金で形成されたスリーブ１３の中央に圧入されて固定されており、シャフト１１はスリーブ１３の軸となっている。円筒状のロータマグネット１２は、ボンド磁石を射出成形して得られたものであり、スリーブ１３の外周に装着されている。シャフト１１は、ステッピングモータ１の回転軸を構成している。
The
なお、シャフト１１はスリーブ１３に圧入されて固定されることに限定されず、スリーブ１３と一体に成形されていてもよい。この場合、シャフト１１はスリーブ１３を形成する樹脂部材でロータマグネット１２と一体成形されていること、などが挙げられる。
The
また、ロータマグネット１２は必要に応じて、その磁気特性を調整する（基本は、磁気特性を向上させるが、磁気的分布を調整する事もある。）為に、射出成型時に必要な直流磁場を掛け（着磁）、周方向に異なる磁極を有する、いわゆる異方性を有する磁石となっている。
In addition, the
ステータ２０は、互いに同様の構成を有する環状の第１ステータ（以下、Ａ相ステータと呼称する）２１と第２ステータ（以下、Ｂ相ステータと呼称する）２２とを備える。かかるＡ相ステータ２１とＢ相ステータ２２とは軸方向に並べて配置されることで、軸方向に同軸上に積層され、ステータ２０は両者で２相構造となっている。以下においては、Ａ相ステータ２１の内部構造についてまず説明し、続いてＢ相ステータ２２の内部構造について説明する。
The
図２に示すように、Ａ相ステータ２１は、カップ状ヨーク（第１ヨーク）２３ａと、円板状ヨーク（第２ヨーク）２４ａと、ボビン２５ａと、コイル２６ａとを備える。
As shown in FIG. 2, the
カップ状ヨーク２３ａは、カップ状の外形を有し、軟磁性体の鋼板で形成され、軸方向（図２で上下方向）において円板状ヨーク２４ａと離間するように組まれている。カップ状ヨーク２３ａは底板２３ａｂを有する。そして、かかる底板２３ａｂの中央部に形成された開口の周縁には、軸方向に突出する複数の極歯２３ａａが櫛歯状に形成されている。
The cup-
円板状ヨーク２４ａは、軸方向から見て、円板状の外形を有する平面形状を備え、軟磁性体の鋼板で形成され、円板状ヨーク２４ａの外周縁がカップ状ヨーク２３ａの内周面に嵌着されている。また、円板状ヨーク２４ａの中央部に形成された開口の周縁には、軸方向に突出する複数の極歯２４ａａが櫛歯状に形成されている。そして、カップ状ヨーク２３ａの極歯２３ａａと円板状ヨーク２４ａの極歯２４ａａとは、周方向に交互に噛み合わされている。
The disc-
ボビン２５ａは、絶縁性を有する樹脂部材で形成され、ボビン２５ａの周縁の一部に端子台２５ａａが一体成形によって形成されている。また、コイル２６ａは、ボビン２５ａに巻回され、カップ状ヨーク２３ａと円板状ヨーク２４ａとの間であって極歯２３ａａ、２４ａａの外周側に配置されている。
The
Ｂ相ステータ２２は、Ａ相ステータ２１と同様、カップ状ヨーク（第１ヨーク）２３ｂと、円板状ヨーク（第２ヨーク）２４ｂと、ボビン２５ｂと、コイル２６ｂとを備える。
Similar to the
カップ状ヨーク２３ｂは、カップ状の外形を有し、軟磁性体の鋼板で形成され、軸方向において円板状ヨーク２４ｂと離間するように組まれている。カップ状ヨーク２３ｂは底板２３ｂｂを有する。そして、かかる底板２３ｂｂの中央部に形成された開口の周縁には、軸方向に突出する複数の極歯２３ｂａが櫛歯状に形成されている。
The cup-
円板状ヨーク２４ｂは、軸方向から見て、円板状の外形を有する平面形状を備え、軟磁性体の鋼板で形成され、円板状ヨーク２４ｂの外周縁がカップ状ヨーク２３ｂの内周面に嵌着されている。また、円板状ヨーク２４ｂの中央部に形成された開口の周縁には、軸方向に突出する複数の極歯２４ｂａが櫛歯状に形成されている。そして、カップ状ヨーク２３ｂの極歯２３ｂａと円板状ヨーク２４ｂの極歯２４ｂａとは、周方向に交互に噛み合わされている。
The disc-
ボビン２５ｂは、絶縁性を有する樹脂部材で形成され、ボビン２５ｂの外周部の一部に端子台２５ｂａが一体成形によって形成されている。また、コイル２６ｂは、ボビン２５ｂに巻回され、カップ状ヨーク２３ｂと円板状ヨーク２４ｂとの間であって極歯２３ｂａ、２４ｂａの外周側に配置されている。
The
そして、端子台２５ａａおよび端子台２５ｂａには複数の端子ピン２７ａ〜２７ｄが設けられ、端子ピン２７ａ〜２７ｄには、コイル２６ａの端末２６ａａおよびコイル２６ｂの端末２６ｂａが絡げられて接続されている。
The terminal block 25 aa and the terminal block 25 ba are provided with a plurality of
上記構成を有するＡ相ステータ２１およびＢ相ステータ２２は、樹脂により積層状態に一体に組み付けられて、モールド成形されている。以下、この樹脂を「モールド樹脂」と呼称する。このモールド樹脂５０は、Ａ相ステータ２１の極歯２３ａａと極歯２４ａａとの間、およびＢ相ステータ２２の極歯２３ｂａと極歯２４ｂａとの間に充填されている。
The
ここで、実施形態に係るステッピングモータ１は、図１に示すように、Ａ相ステータ２１とＢ相ステータ２２とが、Ａ相ステータ２１のＡ相に対してＢ相ステータ２２のＢ相の成す電気角９０°から、所定の距離Ｌだけ周方向に相対的にずらして配置されている。
Here, in the stepping
実施形態では、Ａ相ステータ２１に対して、Ｂ相ステータ２２がＣＷ（時計回り）方向に所定の距離Ｌだけ周方向にずらされて配置されている。なお、以下において、ＣＷ方向またはＣＣＷ（反時計回り）方向と呼称する場合は、図１に示すように、シャフト１１を手前に見た場合における回転方向とする。なぜなら、ステッピングモータ１は、通常はシャフト１１の先端に指針を挿入した状態でメータに搭載され、シャフト１１を手前に見た状態で用いられるからである。
In the embodiment, the B-
かかるＡ相ステータ２１とＢ相ステータ２２とのずらしは、たとえば、以下のように実施される。上述のモールド成形の際に、所定の距離Ｌを保証するように、Ａ相ステータ２１とＢ相ステータ２２との位置関係をアジャストする位置決めピンが金型の中に用意されている。そして、Ａ相ステータ２１とＢ相ステータ２２とに、それぞれ上述の位置決めピンに対応する孔部（図示せず）を形成し、かかる孔部と位置決めピンとを係合した状態でモールド成形を行う。
Such shifting between the
これにより、ステッピングモータ１において、Ａ相ステータ２１とＢ相ステータ２２とを、電気角９０°から所定の距離Ｌだけ周方向に相対的にずらして配置させることができる。この所定の距離Ｌの詳細については後述する。
Thereby, in the stepping
ステッピングモータ１の構成についての説明に戻る。ステッピングモータ１は、Ｂ相ステータ２２側の一端部（図２では上端部）がエンドプレート３０で閉塞され、Ａ相ステータ２１側の他端部（図２では下端部）がフロントプレート４０で閉塞されている。
The description returns to the configuration of the stepping
円形状のエンドプレート３０は、上述のモールド樹脂５０の一体成形により形成されている。エンドプレート３０の中央部には、貫通孔（ロータ支持部）３０ａが形成されており、かかる貫通孔３０ａにシャフト１１の一端部が貫通され、かつ回動可能に支持されている。
The
樹脂で形成されたフロントプレート４０は、Ａ相ステータ２１の円板状ヨーク２４ａに嵌着されるとともに、Ａ相ステータ２１のカップ状ヨーク２３ａにカシメ固定されている。フロントプレート４０の中央部には貫通孔（ロータ支持部）４０ａが形成されており、かかる貫通孔４０ａにシャフト１１が貫通され、かつ回動可能に支持されている。
The
また、フロントプレート４０の外周部の一部には、径方向に突出する端子部４０ｂが形成されている。かかる端子部４０ｂはカップ状ヨーク２３ａの外周から外側に突出しており、端子部４０ｂには、軸方向（図２で上下方向）に延びる複数の外部端子ピン４１ａ〜４１ｄが設けられている。
Further, on a part of the outer peripheral portion of the
そして、外部端子ピン４１ａ〜４１ｄと端子ピン２７ａ〜２７ｄとのそれぞれの先端部同士は、抵抗溶接やレーザ溶接等の手段によって互いに固着され、固着接点４２を介して電気的に接続されている。
The tip portions of the external terminal pins 41a to 41d and the terminal pins 27a to 27d are fixed to each other by means such as resistance welding or laser welding, and are electrically connected via the fixed
ここで、実施形態のステッピングモータ１は、ロータマグネット１２の一端面（図２では上端面）に、ロータマグネット１２とは同心状に環状のストップ部１４が形成されている。図３は、実施形態に係るステッピングモータ１を構成するロータ１０の斜視図である。そして、図３に示すように、ストップ部１４の外周部の一部には、径方向に突出する接触部１４ａが形成されている。
Here, in the stepping
ストップ部１４は、ロータマグネット１２の射出成形時に一体成形で形成されている。ロータマグネット１２は周方向に複数の磁極が並ぶように多極着磁されており、ロータマグネット１２を着磁する際、同時にストップ部１４も接触部１４ａを含めて着磁されている。
The
また、図２に示すように、エンドプレート３０の所定箇所にはスタッド孔３０ｂが形成されており、このスタッド孔３０ｂに外側からストッパ（スタッド）６０が挿通され、固定されている。ストッパ６０は、非磁性金属によって形成されている。スタッド６０、ストッパ６０は例えば樹脂で形成されていても構わない。
Further, as shown in FIG. 2, a
ストッパ６０は、エンドプレート３０の内面（スリーブ１３に対向する内面）よりも内側に突出している。そして、ロータ１０が回動した場合、ストッパ６０と、ロータマグネット１２のストップ部１４に形成されている接触部１４ａとが当接し、ロータ１０の回動が制限されるようになっている。すなわち、ロータ１０は、ストッパ６０と接触する接触部１４ａを有する。
The
図４は、実施形態に係るステッピングモータ１に接続された制御部２を示すブロック図である。制御部２は、ステッピングモータ１のＡ相ステータ２１のコイル２６ａと、Ｂ相ステータ２２のコイル２６ｂとに接続されている。
FIG. 4 is a block diagram showing the
そして、制御部２は、コイル２６ａ、２６ｂによってステッピングモータ１の内部に形成される励磁ベクトルを制御し、励磁ベクトルを制御することによりロータ１０の回動を制御する。制御部２は、ステッピングモータ１に内蔵されていてもよいし、ステッピングモータ１の外部に設けられていてもよい。
The
＜実施形態＞
図５は、実施形態に係るロータ１０の回転角度と、コギングエネルギーとの関係を示す図である。図５の横軸は、Ａ相ステータ２１およびＢ相ステータ２２と、ロータ１０との相対的な回転角度であり、電気角で１サイクル分（０°〜３６０°）の範囲を示している。そして、実施形態では、たとえば、ＣＷ回転（図５では回転角度が正の方向）のメータに用いられ、メータの原点に対応する位置で、／Ｂ相励磁に対応する回転角度９０°の位置にストッパ６０が配置される。
Embodiment
FIG. 5 is a view showing the relationship between the rotation angle of the
すなわち、実施形態では、外部からの電流が遮断される際に、メータの回転方向とは逆方向のＣＣＷ方向（図５では回転角度が負の方向）にロータ１０を回転させて、接触部１４ａをストッパ６０に当接させる。
That is, in the embodiment, when the current from the outside is cut off, the
また、図５の縦軸に示す「コギングエネルギー」とは、ロータマグネット１２とＡ相ステータ２１とＢ相ステータ２２とに起因する磁気エネルギーに相当し、本発明の発明者が新たに発見したステッピングモータの各種特性を評価するための指標である。
Further, “cogging energy” shown on the vertical axis of FIG. 5 corresponds to magnetic energy caused by the
かかるコギングエネルギーは、後述するＢ−ＥＭＦ法により測定したＡ相ステータ２１からのＢ−ＥＭＦ波形Ｖａ（ｔ）（図９参照）と、Ｂ相ステータ２２からのＢ−ＥＭＦ波形Ｖｂ（ｔ）（図９参照）と、かかるＶａ（ｔ）およびＶｂ（ｔ）の二乗和Ｖａ（ｔ）２＋Ｖｂ（ｔ）２の１電気サイクルあたりの平均値Ｖａｖｅとに基づいて、以下の式（１）から算出することができる。
コギングエネルギー＝（Ｖａ（ｔ）２＋Ｖｂ（ｔ）２）−Ｖａｖｅ２ ・・・（１）
The cogging energy is determined by the B-EMF waveform Va (t) (see FIG. 9) from the
Cogging energy = (Va (t) 2 + Vb (t) 2 ) -Vave 2 (1)
かかるコギングエネルギーは、ある種２相クローポール型ステッピングモータ固有の、モータのでき具合を表したもので、人間でいえば指紋、声紋に相当するものである。コギングエネルギーは、ステッピングモータそれぞれの個体に依存して決まり、角度精度、トルクリップル、動的回転精度などのあらゆる特性に影響を与えるものである。たとえば、図５に示すようなコギングエネルギーの波形から、Ａ相ステータ２１とＢ相ステータ２２とに起因するコギングトルクが作用する方向を推測することができる。
Such cogging energy is an expression of the performance of the motor inherent to a certain two-phase claw pole type stepping motor, and corresponds to a fingerprint or voiceprint in human being. The cogging energy is determined depending on each individual stepping motor, and affects all characteristics such as angular accuracy, torque ripple, and dynamic rotation accuracy. For example, from the waveform of the cogging energy as shown in FIG. 5, it is possible to deduce the direction in which the cogging torque caused by the
そして、図５には、実施例１〜４および比較例１のステッピングモータ１における回転角度とコギングエネルギーとの関係について示している。ここで、実施例１は、Ａ相とＢ相との振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜＝１．０であり、Ａ相とＢ相との位相差θ＝９０°であるステッピングモータ１である。また、実施例２は、振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜＝０．９９５であり、位相差θ＝９３．５２°であるステッピングモータ１である。
And in FIG. 5, it has shown about the relationship of the rotation angle and cogging energy in the stepping
また、実施例３は、振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜＝０．９５であり、位相差θ＝９０°であるステッピングモータ１である。また、実施例４は、振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜＝０．９７５であり、位相差θ＝９２．１°であるステッピングモータ１である。そして、比較例１は、振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜＝１．０７５であり、位相差θ＝９２．１°であるステッピングモータ１である。
The third embodiment is the stepping
ここで、振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜とは、Ａ相ステータ２１により形成されるＡ相における励磁ベクトルの大きさに相当するＡ相の振幅値｜Ａ｜と、Ｂ相ステータ２２により形成されるＢ相における励磁ベクトルの大きさに相当するＢ相の振幅値｜Ｂ｜との比率である。また、かかるＡ相の振幅値｜Ａ｜は、たとえば、Ｂ−ＥＭＦ法により測定したＡ相ステータ２１からのＢ−ＥＭＦ波形Ｖａ（ｔ）の振幅であり、Ｂ相の振幅値｜Ｂ｜は、たとえば、Ｂ相ステータ２２からのＢ−ＥＭＦ波形Ｖｂ（ｔ）の振幅である。
Here, the amplitude ratio | A | / | B | is formed by the A phase amplitude value | A | corresponding to the magnitude of the excitation vector in the A phase formed by the
なお、実施形態では、図１に示したように、Ａ相ステータ２１とＢ相ステータ２２とを、電気角９０°から所定の距離Ｌだけ周方向に相対的にずらして配置したことにより、Ａ相とＢ相との位相差θを９０°より大きくすることができる。換言すると、Ａ相ステータ２１とＢ相ステータ２２とは、上述の位相差θに対応する距離Ｌだけ周方向に相対的にずらして配置されている。
In the embodiment, as shown in FIG. 1, the
たとえば、ステッピングモータ１が３６ステップ、外径２０（ｍｍ）であり、θ＝９４°とした場合、距離Ｌは（９４−９０）／３６０×（２π×１０）／９＝０．０７７５（ｍｍ）となる。すなわち、Ａ相ステータ２１とＢ相ステータ２２とは、かかるＡ相ステータ２１またはＢ相ステータ２２の半径と、位相差θから９０°を引いた値（この場合、単位はラジアン）との積である距離Ｌだけ、周方向に相対的にずらして配置されている。
For example, when the stepping
ここで、図５に示すように、実施例１〜４では、回転角度９０°におけるコギングエネルギーのほうが、回転角度１８０°におけるコギングエネルギーより小さい。これにより、ロータ１０の接触部１４ａは、外部からの電流が遮断される際に、コギングエネルギーがより低い（すなわち、位置エネルギーがより低い）回転角度９０°の位置に向かって動き出し、ストッパ６０に当たって停止し続ける。
Here, as shown in FIG. 5, in Examples 1 to 4, the cogging energy at a rotation angle of 90 ° is smaller than the cogging energy at a rotation angle of 180 °. As a result, the
したがって、実施例１〜４では、ステッピングモータ１へ供給される電流が遮断された後にも、ストッパ６０と接触部１４ａとの接触状態を維持し、メータの指針を初期位置に保持することができる。
Therefore, in the first to fourth embodiments, even after the current supplied to the stepping
一方で、図５に示すように、比較例１では、回転角度９０°におけるコギングエネルギーのほうが、回転角度１８０°におけるコギングエネルギーより大きい。これにより、接触部１４ａは、外部からの電流が遮断される際に、コギングエネルギーがより低い回転角度１８０°の位置に向かって動き出し、ストッパ６０からは離間する。
On the other hand, as shown in FIG. 5, in Comparative Example 1, the cogging energy at the rotation angle of 90 ° is larger than the cogging energy at the rotation angle of 180 °. As a result, when the current from the outside is interrupted, the
したがって、比較例１では、ステッピングモータ１へ供給される電流が遮断された後に、ストッパ６０と接触部１４ａとの接触状態を維持することが困難である。
Therefore, in the first comparative example, it is difficult to maintain the contact state between the
そして、実施例１〜４では、ストッパ６０の位置（回転角度９０°）を起点として、コギングエネルギーが極小値となる最も小さい角度θ１（図中の黒点で示す角度に対応。以降、「最小ボトム角度θ１」とも呼称する。）が、いずれも１３０°以下となっている。一方で、比較例１では、最小ボトム角度θ１が１３０°を超えている。
In the first to fourth embodiments, starting from the position (
ここまで説明したように、実施形態では、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１が１３０°以下の場合には、メータの指針を初期位置に保持することができる。一方で、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１が１３０°を超える場合には、メータの指針を初期位置に保持することが困難である。 As described above, in the embodiment, when the minimum bottom angle θ1 of the cogging energy is 130 ° or less, the pointer of the meter can be held at the initial position. On the other hand, when the minimum bottom angle θ1 of the cogging energy exceeds 130 °, it is difficult to hold the pointer of the meter at the initial position.
すなわち、実施形態によれば、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１を１３０°以下にすることにより、ステッピングモータ１へ供給される電流が遮断された後にも、ストッパ６０と接触部１４ａとの接触状態を維持し、メータの指針を初期位置に保持することができる。
That is, according to the embodiment, by setting the minimum bottom angle θ1 of the cogging energy to 130 ° or less, the contact state between the
図６は、実施形態に係る動的角度誤差ΔΦｍａｘと、最小ボトム角度θ１との関係を示す図である。ここで、ステッピングモータ１の動的角度誤差ΔΦｍａｘは、ステッピングモータ１の回転むらの程度を示す指標であり、値が小さいほど回転むらが小さいことを示している。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the dynamic angle error ΔΦmax and the minimum bottom angle θ1 according to the embodiment. Here, the dynamic angle error ΔΦmax of the stepping
かかる動的角度誤差ΔΦｍａｘは、ステッピングモータ１が１電気サイクル（実施形態では４０°）移動した際の最大位置誤差値Δφｍａｘと最小位置誤差値Δφｍｉｎとを求め、以下の式（２）から計算することができる。
ΔΦｍａｘ＝（Δφｍａｘ−Δφｍｉｎ）／２ （°）（機械角）・・・（２）
The dynamic angle error ΔΦmax is calculated from the following equation (2) by determining the maximum position error value Δφmax and the minimum position error value Δφmin when the stepping
ΔΦmax = (Δφmax−Δφmin) / 2 (°) (mechanical angle) (2)
図６に示すように、最小ボトム角度θ１が１３０°を超えない範囲において、最小ボトム角度θ１が大きいほど動的角度誤差ΔΦｍａｘが小さくなっていることがわかる。すなわち、最小ボトム角度θ１が１３０°を超えない範囲において、最小ボトム角度θ１を大きくするほど回転むらを小さくすることができる。 As shown in FIG. 6, it is understood that the dynamic angle error ΔΦmax decreases as the minimum bottom angle θ1 increases, in the range where the minimum bottom angle θ1 does not exceed 130 °. That is, in the range in which the minimum bottom angle θ1 does not exceed 130 °, the rotation unevenness can be reduced as the minimum bottom angle θ1 is increased.
たとえば、ステッピングモータ１が搭載されるメータにおける回転むらの許容範囲が、動的角度誤差ΔΦｍａｘ換算で０°≦ΔΦｍａｘ≦３．５°が許容範囲内であった場合、図６に示すように、最小ボトム角度θ１を１２０°以上にすることにより、動的角度誤差ΔΦｍａｘをかかる許容範囲内に含ませることができる。
For example, as shown in FIG. 6, when the allowable range of uneven rotation in the meter on which the stepping
すなわち、図５および図６を参照しながらここまで説明したように、実施形態によれば、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１を１２０°以上１３０°以下にすることにより、ステッピングモータ１へ供給される電流が遮断された後にもメータの指針を初期位置に保持するとともに、ステッピングモータ１において回転むらを低減することができる。
That is, as described above with reference to FIGS. 5 and 6, according to the embodiment, the minimum bottom angle θ1 of the cogging energy is supplied to the stepping
つづいて、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１を最適な範囲（１２０°以上１３０°以下）にするための具体的な条件について、図７および図８を参照しながら説明する。図７は、実施形態に係るＡ相とＢ相との振幅比と、最小ボトム角度θ１との関係を示す図である。 Subsequently, specific conditions for setting the minimum bottom angle θ1 of the cogging energy to the optimum range (120 ° or more and 130 ° or less) will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the amplitude ratio of the A phase and the B phase and the minimum bottom angle θ1 according to the embodiment.
図７において、破線で示す領域Ｃに対応する範囲に入った場合、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１が最適な範囲に含まれる。なお、横軸として示すＡ相とＢ相との振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜は、ステッピングモータ１の個体ごとに製造公差によるばらつきが生じるパラメータであり、領域Ｃとして示す０．９３以上１．００以下であれば、動的角度誤差ΔΦｍａｘが回転むらの小さい許容範囲（３．５°以下）に含まれる。
In FIG. 7, in the range corresponding to the area C indicated by the broken line, the minimum bottom angle θ1 of the cogging energy is included in the optimum range. Note that the amplitude ratio | A | / | B | between the A phase and the B phase shown as the horizontal axis is a parameter that causes variations due to manufacturing tolerances for each stepping
ここで、図７に示すように、Ａ相とＢ相との位相差θを９３°程度（図７ではθ＝９３．１６４°）に設定することにより、振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜が０．９３以上１．００以下までばらついたとしても、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１を１２０°以上１３０°以下に含ませることができる。 Here, as shown in FIG. 7, the amplitude ratio | A | / | B | is set by setting the phase difference θ between the A-phase and the B-phase to about 93 ° (θ = 93.164 ° in FIG. 7). Of the cogging energy can be included in the range of 120 ° to 130 °.
一方で、Ａ相とＢ相との位相差θを９３°よりも小さくした場合（たとえば、θを９１°程度にした場合）、図７に示すように、振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜が０．９６以下になると、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１が最適な範囲から外れる。 On the other hand, when the phase difference θ between the A phase and the B phase is smaller than 93 ° (for example, when θ is about 91 °), as shown in FIG. 7, the amplitude ratio | A | / | B | Becomes 0.99 or less, the minimum bottom angle θ1 of the cogging energy deviates from the optimum range.
同様に、Ａ相とＢ相との位相差θを９３°よりも大きくした場合（たとえば、θを９７°程度にした場合）、振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜が０．９６以上になると、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１が最適な範囲から外れる。 Similarly, when the phase difference θ between the A phase and the B phase is larger than 93 ° (for example, when θ is about 97 °), the amplitude ratio | A | / | B | , The minimum bottom angle θ1 of the cogging energy is out of the optimum range.
すなわち、Ａ相とＢ相との位相差θを９３°程度に設定することにより、Ａ相とＢ相との振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜が製造公差により多少ばらついたとしても、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１を１２０°以上１３０°以下に含ませることができる。したがって、ステッピングモータ１へ供給される電流が遮断された後にもメータの指針を初期位置に保持することができるとともに、指針の回転むらを小さくすることができる。
That is, by setting the phase difference θ between the A phase and the B phase to about 93 °, even if the amplitude ratio of the A phase to the B phase | A | / | B | The minimum bottom angle θ1 of the above can be included in the range of 120 ° to 130 °. Therefore, the pointer of the meter can be held at the initial position even after the current supplied to the stepping
図８は、実施形態に係るＡ相とＢ相との位相差θと、最小ボトム角度θ１との関係を示す図である。図８において、破線で示す領域Ｄに対応する範囲に入った場合、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１が最適な範囲に含まれる。 FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the phase difference θ between the A phase and the B phase and the minimum bottom angle θ1 according to the embodiment. In FIG. 8, the minimum bottom angle θ1 of the cogging energy is included in the optimum range when it enters the range corresponding to the region D indicated by a broken line.
ここで、図８に示すように、Ａ相とＢ相との振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜が０．９７５〜１．０１の場合、Ａ相とＢ相との位相差θが９０°〜９８°の範囲内であれば、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１を最適な範囲に含ませることができる。 Here, as shown in FIG. 8, when the amplitude ratio of the A phase to the B phase | A | / | B | is 0.975 to 1.01, the phase difference θ between the A phase and the B phase is 90 °. Within the range of -98 °, the minimum bottom angle θ1 of the cogging energy can be included in the optimum range.
すなわち、ステッピングモータ１の製造時に、Ａ相とＢ相との振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜が０．９７５〜１．０１に含まれるように管理調整することができれば、かかるステッピングモータ１を領域Ｄの範囲内に容易に含ませることができる。
That is, if the amplitude ratio | A | / | B | of A phase to B phase can be managed and adjusted to be included in 0.975 to 1.01 at the time of manufacturing the stepping
一方で、Ａ相とＢ相との振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜が０．９７５〜１．０１に含まれるように、無調整で押さえ込むことは困難な場合がある。この場合は、上述したように、ステッピングモータ１製造時のモールド成形の際に、所定の距離Ｌを保証するように、Ａ相ステータ２１とＢ相ステータ２２とに形成された孔部と、金型内に設けた位置決めピンとを係合した状態でモールド成形を行う。これにより、Ａ相とＢ相との位相差θを９０°〜９８°の範囲内に含ませるようにする。
On the other hand, it may be difficult to suppress without adjustment so that the amplitude ratio | A | / | B | of A phase to B phase is included in 0.975 to 1.01. In this case, as described above, the holes formed in the
そして、かかる位相差θを最適範囲に含ませたステッピングモータ１について、Ａ相の振幅値｜Ａ｜とＢ相の振幅値｜Ｂ｜とを測定することにより、振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜が０．９７５〜１．０１になるように仕上げればよい。なお、振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜が０．９７５〜１．０１になるようにマグネットを選別した上で、Ａ相ステータ２１とＢ相ステータ２２とを組み合わせるモールド成形を行ってもよい。
Then, for the stepping
ここまで説明したように、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１が最適な範囲である１２０°以上１３０°以下になるようにするためには、まず、Ａ相とＢ相との位相差θを９３°程度にピンポイントで合わせるとよい。これにより、Ａ相とＢ相との振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜が０．９１〜１．０１の広範囲でばらついたとしても、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１を最適な範囲に含ませることができる。 As described above, in order to make the minimum bottom angle θ1 of the cogging energy be 120 ° or more and 130 ° or less which is the optimum range, first, the phase difference θ between A phase and B phase is 93 ° You should pinpoint to the extent. As a result, even if the amplitude ratio | A | / | B | of A phase to B phase varies in a wide range of 0.91 to 1.01, the minimum bottom angle θ1 of the cogging energy is included in the optimum range. Can.
一方で、Ａ相とＢ相との位相差θを９３°程度でピンポイントに合わせることが困難な場合には、Ａ相とＢ相との位相差θを９０°〜９８°まで広めにばらつきを持たせることで、Ａ相とＢ相との振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜を０．９５〜１．０１の範囲で許容させることができる。 On the other hand, when it is difficult to adjust the phase difference θ between the A phase and the B phase to about 93 ° at a pinpoint, the phase difference θ between the A phase and the B phase is widely dispersed from 90 ° to 98 °. Can be allowed in the range of 0.95 to 1.01 in terms of the amplitude ratio | A | / | B | of the A phase and the B phase.
＜Ｂ−ＥＭＦ法の詳細＞
ここまで述べたように、実施形態において、Ｂ−ＥＭＦ法はコギングエネルギーやＡ相とＢ相との位相差θを算出する際に重要な手法である。そこで、以下においては、作製されたステッピングモータ１をＢ−ＥＭＦ法により評価する方法について説明する。
<Details of B-EMF method>
As described above, in the embodiment, the B-EMF method is an important method when calculating the cogging energy or the phase difference θ between the A phase and the B phase. So, below, the method to evaluate the produced stepping
まずは、ステップ数Ｓのステッピングモータ１を治具に固定して、さらにシャフト１１に、慣性モーメントが大きく回転むらが小さい外部駆動源を同芯よく結合する。次に、かかる外部駆動源を一定の回転数Ｎ（ｒｐｍ）で回転させる。
First, the stepping
次に、ステッピングモータ１のＡ相ステータ２１とＢ相ステータ２２とから出力される、いわゆるＢ−ＥＭＦ波形を取り出す。図９は、実施形態に係るＢ−ＥＭＦ波形の一例を示す図である。そして、Ａ相ステータ２１から出力されるＢ−ＥＭＦ波形Ｖａ（ｔ）と、Ｂ相ステータ２２から出力されるＢ−ＥＭＦ波形Ｖｂ（ｔ）との時間差Δｔ（ｍｓ）を測定する。
Next, a so-called B-EMF waveform output from the
ここで、以下に示す式（３）から、Ａ相とＢ相との位相差θを計算することができる。
θ＝Δｔ／（１０００／（Ｎ／６０）／（Ｓ／４））×３６０ （°）・・・（３）
Here, phase difference (theta) of A phase and B phase can be calculated from Formula (3) shown below.
θ = Δt / (1000 / (N / 60) / (S / 4)) × 360 (°) (3)
上述のいわゆるＢ−ＥＭＦ法によると、磁気的要素を全周積分した代表値として、Ａ相およびＢ相の誘導起電力が生成される特徴がある。そのため、かかる誘導起電力は各極歯２３ａａ、２３ｂａ、２４ａａ、２４ｂａの一つ一つの影響度を平均化したものと考えることができる。したがって、実施形態におけるＡ相とＢ相との位相差を議論する際には、非常に適している。 According to the above-mentioned so-called B-EMF method, there is a feature that induced electromotive force of A phase and B phase is generated as a representative value obtained by integrating magnetic elements all around. Therefore, it can be considered that such induced electromotive force is obtained by averaging the degree of influence of each of the pole teeth 23aa, 23ba, 24aa, 24ba. Therefore, when discussing the phase difference of A phase and B phase in embodiment, it is very suitable.
もちろん、外部駆動源との機械的連結をロスなく行ったうえで、外部駆動源の回転変動が無視できる程度の慣性モーメント効果を利用しながら、測定時の回転数Ｎを設定すれば、繰返し精度よく、位相差θを測定することが容易である。また、Ｂ−ＥＭＦ法には原則、直流分が重畳することがないので、直流成分による測定誤差が含まれることはない。 Of course, after the mechanical connection with the external drive source has been made without loss, repeat accuracy can be achieved by setting the number of rotations N at the time of measurement while making use of the moment of inertia effect that the rotational fluctuation of the external drive source can be ignored. Well, it is easy to measure the phase difference θ. Further, in principle, the B-EMF method does not include any DC component, so that there is no measurement error due to the DC component.
万が一、何らかの要因で、直流成分による重畳（いわゆるＤＣオフセット成分）が含まれる場合には、Ｂ−ＥＭＦ波形Ｖａ（ｔ）およびＢ−ＥＭＦ波形Ｖｂ（ｔ）から、かかるＤＣオフセット成分を差し引いた波形での位相差を算出すればよい。 If the DC component is superimposed due to a direct current component (so-called DC offset component) for some reason, the waveform obtained by subtracting the DC offset component from the B-EMF waveform Va (t) and the B-EMF waveform Vb (t) The phase difference at may be calculated.
なお、位相差θを測定する手法は上述のＢ−ＥＭＦ法に限られない。たとえば、Ａ相のゼロクロス点でトリガをかけ、Ｂ相のゼロクロス点までの時間差をカウンタなどで測定し、かかる時間差を回転角に換算してもよい。 In addition, the method of measuring phase difference (theta) is not restricted to the above-mentioned B-EMF method. For example, the trigger may be performed at the zero crossing point of the A phase, the time difference to the zero crossing point of the B phase may be measured by a counter or the like, and the time difference may be converted to the rotation angle.
＜変形例＞
上述の実施形態では、Ａ相ステータ２１とＢ相ステータ２２との位置を距離Ｌだけ周方向に相対的にずらすことにより、Ａ相とＢ相との位相差θを９０°より大きくしている。一方で、Ａ相ステータ２１とＢ相ステータ２２との位置を相対的にずらすのではなく、Ａ相とＢ相とに対応するロータマグネット１２の着磁状態を周方向に相対的にずらすことによっても、位相差θを９０°より大きくすることができる。ここでは、変形例として、かかるロータマグネット１２における着磁状態の具体例について示す。
<Modification>
In the above embodiment, the phase difference θ between the A phase and the B phase is made larger than 90 ° by relatively shifting the positions of the
図１０は、実施形態の変形例１に係るステッピングモータ１におけるロータマグネット１２の着磁状態を模式的に示す図である。図１０では、ロータマグネット１２のうち、シャフト１１が突出する側（図では上側）の半分がＡ相ステータ２１に向かい合う第１着磁部１２ａであり、シャフト１１が突出する側とは反対側（図では下側）の半分がＢ相ステータ２２に向かい合う第２着磁部１２ｂである。
FIG. 10 is a view schematically showing a magnetized state of the
なお、図１０では、一例として、ロータマグネット１２が中心角を１８等分した１８極着磁である場合について示している。また、第１着磁部１２ａと第２着磁部１２ｂとの間には、Ａ相とＢ相の中立箇所１２ｃが設けられる。
Note that FIG. 10 shows, as an example, a case where the
ここで、図１０に示すように、変形例１では、ロータ１０をＣＷ回転させる場合、第１着磁部１２ａが第２着磁部１２ｂより機械角で角度Δθ（°）相対的に進ませるように、ロータマグネット１２を着磁している。これにより、Ｂ−ＥＭＦ波形で見た場合、着磁のずらしがないロータマグネット１２と比較して、Ａ相がＢ相よりさらに角度Δθだけ進み、位相差θは（９０＋Δθ×（Ｓ／４））（°）（Ｓ：ステップ数）となることから、位相差θが９０°以上となる。
Here, as shown in FIG. 10, in the first modification, when the
すなわち、変形例１に示すように、Ａ相とＢ相とに対応するロータマグネット１２の着磁状態を周方向に相対的にずらすことにより、Ａ相とＢ相との位相差θを９０°以上にすることができる。
That is, as shown in the first modification, the phase difference θ between the A phase and the B phase is 90 ° by relatively shifting the magnetized state of the
図１１は、実施形態の変形例２に係るステッピングモータ１におけるロータマグネット１２の着磁状態を模式的に示す図である。図１１に示すように、変形例２は、ロータマグネット１２の着磁に傾斜をつける、いわゆるスキュー着磁を行った例である。
FIG. 11 is a view schematically showing a magnetized state of the
変形例２においては、ロータ１０をＣＷ回転させる場合、第２着磁部１２ｂが第１着磁部１２ａより機械角で角度Δθ（°）相対的に遅らせるようにスキュー角を持たせて、ロータマグネット１２を着磁している。これにより、変形例１と同様に、変形例２でもＡ相とＢ相との位相差θを９０°以上にすることができる。
In the second modification, when the
なお、変形例１または変形例２における周方向のずらし量は、たとえば、外形；φ２０ｍｍ、ステップ数Ｓが３６、ロータマグネット１２の外径がφ９ｍｍのモータで、Δθ＝１０（°）の場合、１０／３６０×（π×（３６／４））／９＝０．０８７２（ｍｍ）となる。
The displacement amount in the circumferential direction in the first modification or the second modification is, for example, the case where the outer diameter is φ 20 mm, the number of steps S is 36, the outer diameter of the
上述したような、ステッピングモータ１製造時のモールド成形の際に、所定の距離Ｌを保証するように、Ａ相ステータ２１とＢ相ステータ２２とに形成された孔部と、金型内に設けた位置決めピンとを係合した状態でモールド成形を行うことに限定されず、公知の方法により、モールド成形を行うことができる。
As described above, in molding at the time of manufacturing the stepping
図１２は、実施形態の変形例３に係るＡ相ステータ２１とＢ相ステータ２２との嵌合方法について示す図である。例えば、図１２に示すように、Ａ相ステータ２１とＢ相ステータ２２には、回転軸方向において、互いに対向する面２１ａ、２２ａに２組のボス部２１ｂ、２２ｂが設けられ、孔部２１ｃ、２２ｃが形成されている。
FIG. 12 is a view showing a method of fitting the
そして、Ａ相ステータ２１のボス部２１ｂをＢ相ステータ２２の孔部２２ｃに嵌合し、Ｂ相ステータ２２のボス部２２ｂをＡ相ステータ２１の孔部２１ｃに嵌合する。このような嵌合したＡ相ステータ２１とＢ相ステータ２２とが嵌合した状態でモールド成形を行うことができる。
Then, the
上述したように、実施形態によれば、ロータマグネット１２と、Ａ相ステータ２１と、Ｂ相ステータ２２とに起因する磁気エネルギーであるコギングエネルギーが、ストッパ６０の位置を基点として極小値となる最も小さい角度である最小ボトム角度θ１の範囲を、１２０°以上１３０°以下にすることにより、ステッピングモータ１へ供給される電流が遮断された後にもメータの指針を初期位置に保持することができるとともに、指針の回転むらを小さくすることができる。
As described above, according to the embodiment, the cogging energy which is the magnetic energy attributable to the
なお、上記の実施形態では、ダイレクト駆動型のステッピングモータ１について説明したが、減速器一体内蔵型モータ（ギアードモータ）に適用してもよい。
Although the direct drive
また、上記の実施形態では、ストッパ６０を／Ｂ相に対応する位置に配置したが、ストッパ６０の配置はこれに限られない。例えば、ストッパ６０をＡ相や／Ａ相、Ｂ相に対応する位置に配置してもよい。
Further, although the
また、実施形態に係るステッピングモータ１において、ロータ１０は、シャフト１１と、ロータマグネット１２と、スリーブ１３とを備える。これに限定されず、ロータ１０はシャフト１１と、ロータマグネット１２とを備えていてもよい。また、ロータ１０はシャフト１１と、樹脂製のスリーブ１３と、焼結させたロータマグネット１２とを備えていてもよく、シャフト１１と、樹脂製のスリーブ１３と、焼結されたロータマグネット１２と、アルミニウム等の金属材料で形成されたストップ部１４とを備えていても構わない。
Further, in the stepping
以上のように、実施形態に係るステッピングモータ１は、ストッパ６０と、ロータ１０と、第１ステータ（Ａ相ステータ２１）と、第２ステータ（Ｂ相ステータ２２）とを備える。ロータ１０は、磁石（ロータマグネット１２）と、ストッパ６０に接触する接触部１４ａとを有する。第１ステータ（Ａ相ステータ２１）は、コイル２６ａを有し、第１相における励磁ベクトルを形成する。第２ステータ（Ｂ相ステータ２２）は、コイル２６ｂを有し、第２相における励磁ベクトルを形成する。そして、磁石（ロータマグネット１２）と第１ステータ（Ａ相ステータ２１）と第２ステータ（Ｂ相ステータ２２）とに起因する磁気エネルギー（コギングエネルギー）が極小となるロータ１０の回転角度のうち、ストッパ６０を基点として最も小さい回転角度（最小ボトム角度θ１）が電気角で１２０°以上１３０°以下である。これにより、ステッピングモータ１へ供給される電流が遮断された後にもメータの指針を初期位置に保持するとともに、ステッピングモータ１において回転むらを低減することができる。
As described above, the stepping
また、実施形態に係るステッピングモータ１において、第１相（Ａ相）と第２相（Ｂ相）との位相差θが電気角で９０°以上である。これにより、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１を最適な範囲に容易に含ませることができる。
Further, in the stepping
また、実施形態に係るステッピングモータ１において、第１ステータ（Ａ相ステータ２１）により形成される第１相（Ａ相）における励磁ベクトルの大きさ（振幅値｜Ａ｜）と、第２ステータ（Ｂ相ステータ２２）により形成される第２相（Ｂ相）における励磁ベクトルの大きさ（振幅値｜Ｂ｜）との比率（振幅比｜Ａ｜／｜Ｂ｜）が０．９５以上１．０１以下である。これにより、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１を最適な範囲に容易に含ませることができる。
In the stepping
また、実施形態に係るステッピングモータ１において、第１相（Ａ相）と第２相（Ｂ相）との位相差θが電気角で９０°以上９８°以下である。これにより、コギングエネルギーの最小ボトム角度θ１を最適な範囲に容易に含ませることができる。
Moreover, in the stepping
また、実施形態に係るステッピングモータ１は、メータの指針を回動させる。これにより、指針表示の信頼性が高いメータを実現することができる。
Further, the stepping
また、実施形態に係る自動車は、ステッピングモータ１と、指針を有するメータと、ステッピングモータ１に電流を供給する外部電源と、を備えても構わない。これにより、指針表示の信頼性が高いメータが搭載された自動車を実現することができる。
Further, the automobile according to the embodiment may include the stepping
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 Further, the present invention is not limited by the above embodiment. What is configured by appropriately combining the above-described constituents is also included in the present invention. Further, further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the present invention are not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
１ ステッピングモータ
２ 制御部
１０ ロータ
１１ シャフト
１２ ロータマグネット
１２ａ 第１着磁部
１２ｂ 第２着磁部
１３ スリーブ
１４ ストップ部
１４ａ 接触部
２０ ステータ
２１ Ａ相ステータ
２２ Ｂ相ステータ
２３ａ、２３ｂ カップ状ヨーク
２３ａａ、２３ｂａ、２４ａａ、２４ｂａ 極歯
２４ａ、２４ｂ 円板状ヨーク
２５ａ、２５ｂ ボビン
２６ａ、２６ｂ コイル
２７ａ〜２７ｄ 端子ピン
３０ エンドプレート
４０ フロントプレート
４１ａ〜４１ｄ 外部端子ピン
４２ 固着接点
５０ モールド樹脂
６０ ストッパ
θ 位相差
θ１ 最小ボトム角度
DESCRIPTION OF
Claims (6)
磁石と、前記ストッパに接触する接触部とを有するロータと、
コイルを有し、第１相における励磁ベクトルを形成する第１ステータと、
コイルを有し、第２相における励磁ベクトルを形成する第２ステータと、
を備え、
前記磁石と前記第１ステータと前記第２ステータとに起因する磁気エネルギーが極小となる前記ロータの回転角度のうち、前記ストッパを基点として最も小さい回転角度が電気角で１２０°以上１３０°以下である
ステッピングモータ。 A stopper,
A rotor having a magnet and a contact portion contacting the stopper;
A first stator having a coil and forming an excitation vector in a first phase;
A second stator having a coil and forming an excitation vector in a second phase;
Equipped with
Of the rotation angles of the rotor where the magnetic energy attributable to the magnet, the first stator and the second stator is minimized, the smallest rotation angle based on the stopper is 120 ° or more and 130 ° or less in electrical angle There is a stepping motor.
請求項１に記載のステッピングモータ。 The stepping motor according to claim 1, wherein a phase difference between the first phase and the second phase is 90 ° or more in electrical angle.
請求項１または２に記載のステッピングモータ。 The ratio of the magnitude of the excitation vector in the first phase formed by the first stator to the magnitude of the excitation vector in the second phase formed by the second stator is 0.95 or more and 1.01 or less The stepping motor according to claim 1.
請求項１〜３のいずれか一つに記載のステッピングモータ。 The stepping motor according to any one of claims 1 to 3, wherein a phase difference between the first phase and the second phase is 90 ° or more and 98 ° or less in electrical angle.
請求項１〜４のいずれか一つに記載のステッピングモータ。 The stepping motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the pointer of the meter is rotated.
前記指針を有するメータと、
前記ステッピングモータに電流を供給する外部電源と、
を備える自動車。 A stepping motor according to claim 5;
A meter having the above guideline,
An external power supply for supplying current to the stepping motor;
Equipped with a car.
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