JP4283618B2 - 電磁アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、１例としてステッピングモータとして使用可能な電磁アクチュエータに関する。

携帯機器に搭載された小型のカメラのズーム駆動用などに用いられるステッピングモータは、平面サイズが小さく且つ厚さが薄いことが望まれる。また、携帯機器で用いられる場合には、駆動源が電池であることが多く、モータの効率が高く消費電流の低いものが望まれる。また、カメラのズーム駆動用の如く位置精度の高い制御が望まれる場合には、ステッピングモータは、比較的高い回転位置精度を保証すべく、例えば、２０ステップ／回転程度の回転位置が指定可能なように、ロータが多極化される。小径のロータが多極化されると、該ロータの磁極に選択的に対面されるべきステータの磁極の幅が小さくなって飽和され易くなり、磁束の漏洩が大きくなり易い。更に、ロータが小型化され多極化されると、ロータの各磁石部分の形状異方性が無視し難くなって、ロータの各磁石部分の磁化状態が永久磁石と呼ぶには不完全になってくる虞れもある。

ステッピングモータの回転性能ないし特性のうちステップ回転の際の停止安定性を改良することを目的として、軟磁性材料体をロータに近接させて配置することが提案されている（特許文献１，特許文献２）。

しかしながら、これらの特許文献１や２で従来提案されているのは、ロータのステップ回転位置での静磁的安定性を高めることによりロータがステップ回転位置でより確実に停止し得るようにすることを目的として、ロータの磁極間の角度以下（典型的にはその１／２程度）の範囲で軟磁性材料体を設けるもの（特許文献１）、又はロータのステップ回転位置での静磁的安定性を低下させることによりロータがステップ回転位置に過度に引付けられるのを抑制（ディテントトルクを低減）してロータが円滑に回転し易くすることを目的として、ロータの磁極間の角度以下（典型的にはその１／２程度）の範囲で軟磁性材料体を設けるもの(特許文献２)であって、ステッピングモータの回転トルクを向上させるものではない。
特開２００３−３２９９１ 特開２００２−１３６０９５

本発明は、前記した点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、回転トルクを高め得る電磁アクチュエータを提供することにある。

本発明の電磁アクチュエータは、周面に多数の磁極を備えたロータと、前記ロータの周面に対面する少なくとも2つの磁極を備えた電磁石の形態の複数のステータとを有し、前記複数のステータのうち少なくとも１つのステータの２つの磁極間には、前記ロータの磁極の周方向の拡がり角度中心角よりも大きい角度範囲にわたって周方向に延び該２つの磁極間の静磁路の一部を与える補助ヨークが設けられている。
明細書における以下の記載において、この段落に記載の条件を満たさない部分については、文言上は、特許請求の範囲に記載の装置発明の範囲外である。

本発明の電磁アクチュエータでは、「前記複数のステータのうち少なくとも１つのステータの２つの磁極間には、前記ロータの磁極の周方向の拡がり角度よりも大きい角度範囲にわたって周方向に延び該２つの磁極間の静磁路の一部を与える補助ヨークが設けられている」から、補助ヨークがロータの隣接する磁極を跨ぐように（つなぐように）ロータ周面に対面し、該隣接磁極間をつなぐ静磁路を与え得る。従って、前記複数のステータのうち少なくとも１つのステータの２つの磁極のうちの一方の磁極からロータを介して該ステータの２つの磁極のうちの他方の磁極へ至る静磁路の少なくとも一部が補助ヨーク（一般には軟磁性材料にて形成される。）によって与えられるので、該ステータの磁極前面の空隙（磁気間隙）における磁場の強さが高められ得るから、ロータの回転トルクつまり回転性能が高められ得る。

なお、補助ヨークがロータの隣接する磁極間の静磁路を与えることにより、ロータのうち補助ヨークに磁極が対面した磁石部分が静磁的につながることが、性能向上に寄与する。

ロータは、典型的には、半径方向に磁化されている。けれども、着磁技術の関係から、中心に近い内側の磁化の向き・分布は、半径方向とは異なっていてもよい。ロータの磁極は、典型的には、周方向にみて同一の長さすなわち同一の角度範囲にわたって拡がり、隣接磁極間の周方向の間隔ないし角度も同一である。けれども、場合によっては、いずれも、ある程度異なっていてもよい。換言すれば、ロータは、典型的には、偶数個の磁極、すなわち、同数のＮ極及びＳ極を交互に有し、各磁極の周方向の拡がり乃至角度は同一であるけれども、多少の相違は許される。ロータの周面の磁極数は、典型的には、１０極〜１４極程度が好ましいが、場合によっては、これより少なくても多くてもよい。

ロータは、周面に磁極を有する永久磁石型のものであり、永久磁石材料、特には保持力の大きな永久磁石材料にて形成され、通常は硬（質）磁性材料と呼ばれるものが好適である。但し、ロータの各表面磁極に対応する磁化領域のアスペクト比（磁化方向の長さ／幅（直交方向の長さ））は必ずしも大きくないことから、各磁化領域の形状に依存する反磁場の影響で十分には磁化され難いこともあるが、そのような場合、該磁化領域を別の磁化領域に静磁的につなぐことにより、ロータ周面での磁極の強さないし磁束密度を高め得る。

ステータは、励磁用コイルを含む電磁石の形態であって、軟磁性材料、典型的にはパーマロイの如く透磁率が高く飽和磁化の大きい磁性材料からなるヨークと、該ヨークを磁化させる励磁コイルとを有する。ヨークは、励磁された際に磁極になる少なくとも２つのの端部を有する「Ｕ」字状ないし「Ｃ」字状、またはそれに類した形状を有する。ステータの磁極部が、狭い空隙ないし磁極間隙（磁極ギャップ）を介してロータの周面と対面するように配置される。この明細書では、「Ｕ」の一対の脚部の向き自体にはこだわらないので、「Ｕ」字状と「Ｃ」字状とは、明示的に又は文脈において特に断らない限り同一形状として扱う。なお、場合によっては、例えば全体として「Ｅ」字状の形状を有するように分枝が形成されることもある。ステータの磁極は、典型的には、ロータの各磁極の拡がり角度の１／２の角度範囲にわたって拡がる。但し、場合によっては、より小さくてもよく、また、ロータの磁極の拡がり角度以下である限り、励磁回転のさせ方次第では、より大きくてもよい。

例えば、ステータの磁極間にロータの各磁極の拡がり角度の３／２程度の補助ヨークが配置されている場合であって、ステータの磁極の拡がり角度がロータの各磁極の拡がり角度の１／２程度であるときには、ステータの一対の磁極間の間隔は、典型的には、ロータの磁極間隔に一致するロータの磁極の拡がり角度の５／２倍以上である。すなわち、ステータの磁極間に補助ヨークが配置されている場合、典型的には、ステータの磁極と補助ヨークの隣接端部との角度間隔は、ロータの磁極の拡がり角度の１／２倍以上である。但し、ステータの磁極が補助ヨークの隣接端部に静磁的に直接結合されることが実質的にない限り、ステータの磁極と補助ヨークの隣接端部との角度間隔は小さくてもよい。換言すれば、ステータの磁極とロータの周面との間を流れる磁束に比較してステータの磁極と補助ヨークの隣接端部との間を流れる磁束が無視し得る程度に少ない限りステータの磁極と補助ヨークの隣接端部との角度間隔はより小さくてもよい。

ステッピングモータ等の電磁アクチュエータにおいては、二つ以上のステータが設けられる。周方向に隣接するステータがロータや補助ヨークを介することなく相互に静磁的に実質的に分離されている限り、周方向に隣接するステータの相互に隣接する磁極間の角度間隔は、実質的に０であってもよい。

ステータの励磁コイルに対する駆動の仕方としては、典型的には、２相励磁回転駆動又は１−２相励磁回転駆動が採用される。その他の異なる励磁回転動作を行わせるようにしてもよい。

典型的には、各ステータの一対の磁極間に補助ヨークが設けられる。複数のステータのうちの一つのステータの磁極間に補助ヨークが設けられてもよい。

補助ヨークは、「ロータの磁極の周方向の拡がり角度よりも大きい角度範囲にわたって周方向に延び」ることにより、ロータの周面の異なる磁極（Ｎ極及びＳ極）の両方に同時に実質的に対面し得る限り、ロータの磁極の周方向の拡がり角度と同程度あるいはロータの磁極の周方向の拡がり角度よりも大きくてもよい。但し、ロータの周方向に隣接する異なる磁極間に静磁路を確実に与えるためには、補助ヨークは、ロータの磁極の周方向の拡がり角度の３／２倍以上であることが好ましい。また、ステータの一対の磁極間の角度をある程度の範囲に抑えるためには、補助ヨークは、ロータの磁極の周方向の拡がり角度に対して、過度に大きくないほうが好ましい。

また、上記のステータの配置に関する説明でも述べた通り、ステータと補助ヨークとが直接的に静磁的に結合されることを避ける必要がり、そのためには、補助ヨークの周方向の端部は、ステータの磁極からある程度離間している必要があり、好ましくはロータの磁極の周方向の拡がり角度の１／２以上離される。但し、ステータの各磁極の前面の磁気間隙部分以外の部分においてステータの一対の磁極間の静磁路の磁気抵抗を最低限に抑えるためには、補助ヨークの端部は、補助ヨークが直接的に静磁的に結合されるのを避け得る限り、ステータの隣接する磁極に近接している方が好ましく、典型的には、ステータの隣接磁極に対してロータの磁極の周方向の拡がり角度の１／２程度になるように配置される。なお、補助ヨークとステータとの間に短絡的な静磁路が実質的に形成されるのを避け得る限り、場合によっては、補助ヨークとステータとは、機械的には一体部品であるが、磁気的には分離しているかの如く作用させるために、断面積の小さい部分（この部分は磁気的に飽和する）を介して一体的に繋がっていてもよい。

補助ヨークは、ロータ周面の対面する領域との間で静磁的に結合され得るように、ステータの磁極とロータ周面との間の空隙（磁気間隙）と実質的に同程度の大きさの間隙を介して、ロータ周面に近接配置される。但し、補助ヨークは、ロータのうち該補助ヨークが対面する一の磁極（Ｎ極又はＳ極）と該一の磁極とは異なる別の一の隣接磁極（Ｓ極又はＮ極）との間に周方向に延びる静磁路を与え得るように、一の磁極に対面する一の部分においてロータとの間に小さい空隙を有すると共に別の一の隣接磁極（Ｓ極又はＮ極）に対面する別の一の部分においてロータとの間に小さい空隙を有し、更に一の部分と別の一の部分との間に磁気抵抗の低い接続部分ないし連結部分を有するように設けられることもある。この場合、一の部分及び別の一の部分の二箇所以外の部分では、ロータの周面から実質的に離れていてもよく、例えば、補助ヨークのうち周方向の両端部分の間に軸方向と平行な方向に延びる溝ないし切欠があっても補助ヨークのうち周方向の両端部分の間に開口部があってもよい。補助ヨークは、円板状ロータの軸方向厚さと比較して、より大きい軸方向長さを有していても同程度の軸方向長さを有していてもよく、ロータ周面の磁極と静磁的に強く結合され得る限り、ロータの軸方向厚さよりも短い軸方向長さを有していてもよい。

補助ヨークは、磁気抵抗の低い静磁路を与えるように、軟磁性材料にて形成され、好ましくは透磁率の高い材料が使用される。

次に、本発明の好ましい実施の形態を添付図面に示し説明する。

図１及び図２には、本発明による第一実施例のステッピングモータ１が、示されている。ステッピングモータ１は、二組のステータ１０，２０と、ロータ３０と、軟磁性材料からなる補助ステータないし補助ヨーク４０，５０とを有する。

ロータ３０は、ほぼ円板状ないし環状板状の形状を有する。その外周面３１において、半径方向に実質的に等間隔に、１０個の磁極を着磁した永久磁石構造体からなる。図２において、領域Ｎｒ_１〜Ｎｒ_５（相互に区別しないとき又は総称するときは符号Ｎｒで表す）の周面がＮ極になるように磁化され、残りの領域Ｓｒ_１〜Ｓｒ_５（相互に区別しないとき又は総称するときは符号Ｓｒで表す）の周面がＳ極になるように磁化されている。但し、図２の模式図においては、Ｎ，Ｓの磁極が周面３１において交互に実質的に等間隔に現れていることをわかりやすく示すこと即ち周面３１及びその近傍の磁化状態のみを区別することが目的であって、半径方向内側の磁化状態をこの模式図で厳密に規定しようとしているわけではない。なお、典型的には、ロータ３０は、図１の斜視図で示したように、環状板状のロータ本体３５と、環状板状ロータ本体３５が嵌着されたロータ軸（モータ出力軸）３６とからなる。ロータ本体にロータ軸が一体的に形成されていてもよい。

ステータ１０は、軟磁性材料からなる「Ｕ」字状ないし「Ｃ」字状のヨーク１１と、ステータコイル１２とからなり、ヨーク１１の両端の磁極部１３，１４は、狭い空隙Ｇ_１１，Ｇ_１２を介してロータ３０の外周面３１に近接して位置する。磁極部１３，１４の先端面１５，１６の周方向Ａに沿った拡がり角度（ロータ中心からみた角度）は、βｓ_ｐで、ロータ３０の一つの磁極Ｎ，Ｓの拡がり角度αの実質的に１／２である。また、磁極部１３，１４の間の周方向Ａの開き角度βｓ_１は、ロータ３０の磁極拡がり角αの５／２であり、二つの磁極１３，１４は、ロータ３０の回転位置にかかわらず、ロータ３０の反対の磁極Ｎｒ，Ｓｒ又はＳｒ，Ｎｒに対面する。

ステータ２０はステータ１０と同様に構成されているので、詳しい説明は省略する。

ステータ１０の磁極部１３とステータ２０の磁極部２３との間の周方向Ａの開き角度β１は、ロータ３０の拡がり角度αの２倍（磁極部１３，２３の相対角度間隔は５α／２）である。ステータ１０の磁極部１４とロータ３０の磁極部２４との間の周方向Ａの間隔β２は、ロータ３０の拡がり角度αの１倍（磁極部１４，２４の相対角度間隔は３α／２）である。従って、例えば後述の２相励磁回転動作では、二つの磁極１３，１４は、ロータ３０が１／２０回転を二回するごとに、ロータ３０の反対の磁極Ｎｒ，Ｓｒ又はＳｒ，Ｎｒに対面することを繰返し、二つの磁極２３，２４も、ロータ３０が１／２０回転を二回するごとに、ロータ３０の反対の磁極Ｎｒ，Ｓｒ又はＳｒ，Ｎｒに対面することを繰返す。

補助ヨーク４０は、部分円筒状体からなり、ステータ１０の磁極１３，１４の間において、空隙ｇ１を介して、ロータ３０の外周面３１に対面している。補助ヨーク４０の周方向Ａの拡がり角度γ１は、ロータ３０の磁極Ｎｒ，Ｓｒの拡がり角度αの３／２倍、換言すれば、補助ヨーク４０の周方向Ａの長さＬｓ１は、空隙ｇ１が無視し得る程度の大きさである場合、ロータ３０の磁極長さＬｒの３／２倍である。

従って、補助ヨーク４０は、任意の時点において、ロータ３０の周方向Ａに隣接する二つの磁極Ｎｒ，Ｓｒと半径方向に対面する。その結果、補助ヨーク４０には、ロータ３０の対面する磁極Ｎｒから補助ヨーク４０に入り該補助ヨーク４０内を通った後該補助ヨーク４０からロータ３０のうち該補助ヨーク４０に対面する磁極Ｓｒに戻る磁束の経路（静磁路）κ１が形成される。

また、補助ヨーク４０は、ステータ１０の磁極１３，１４から等間隔に配置され、この例では、ステータ１０の磁極１３，１４からγ／２の角度（Ｌｒ／２の周方向距離）だけ離れている。

補助ヨーク５０は補助ヨーク４０と同一構成を有しており、そのためこれの詳細説明は省略する。

以上の如く構成されたステッピングモータ１を２相励磁回転させる場合の動作について、図３に基づいて、説明する。

図３の（ａ）は、ステータ１０の端子Ｖ１，Ｖ２をそれぞれ正，負にしコイル１２に電流Ｉ１を流して磁極１３，１４がそれぞれＮ極，Ｓ極になるように磁化すると共に、ステータ２０の端子Ｖ３，Ｖ４をそれぞれ負，正にしコイル２２に電流Ｉ２を流して磁極２３，２４がそれぞれＳ極，Ｎ極になるように磁化した状態Ｑ１である。

この図３の（ａ）の状態Ｑ１では、ロータ３０の磁極Ｓｒ_１のＡ１方向の前半部分及び磁極Ｎｒ_２のＡ１方向の前半部分がそれぞれステータ１０のうちＮ極に磁化した磁極１３及びＳ極に磁化した磁極１４に対面し、ロータ３０の磁極Ｎｒ_４のＡ１方向の後半部分及び磁極Ｓｒ_３のＡ１方向の後半部分がそれぞれステータ２０のうちＳ極に磁化した磁極２３及びＮ極に磁化した磁極２４に対面する状態で、ステータ１０，２０の対面磁極に引付けられている。磁極Ｓｒ_１がステータ１０の磁極１３に対面していると想定して以下の説明を行っているけれども、回転対称性からして、磁極Ｓｒ_１の代わりに他の磁極Ｓｒ_２，Ｓｒ_３，Ｓｒ_４，Ｓｒ_５のいずれでも同様であることは、明らかであろう。

この状態Ｑ１では、ロータ３０のうち磁極Ｎｒ_１の全体及び磁極Ｓｒ_２の一部が補助ヨーク４０に対面し、ロータ３０の磁極Ｎｒ_１から出て補助ヨーク４０を通り磁極Ｓｒ_２に戻る磁路κ１がロータ３０と補助ヨーク４０との間に形成される。従って、ステータ１０についてみた場合、Ｎ極１３から空隙Ｇ_１１を通って対面するロータの磁極Ｓｒ_１に入り、ロータの磁極Ｎｒ_２を通った後空隙Ｇ_１２を通ってステータ１０のＳ極１４に戻る閉磁路Ｋ１の磁束の相当部分が軟磁性材料の補助ヨーク４０によって与えられる。従って、補助ヨーク４０がない場合と比較して、該閉磁路Ｋ１の磁気抵抗が大幅に低減される。その結果、電流Ｉ１に応じたステータ１０の磁極１３，１４の前面空隙Ｇ_１１，Ｇ_１２における磁場の強さが高められ、ロータ３０の磁極Ｓｒ_１，Ｎｒ_２に対する静磁的引力が高められる。

同様に、状態Ｑ１では、ロータ３０の磁極Ｎｒ_３の一部及び磁極Ｓｒ_４の全体が補助ヨーク５０に対面し、ロータ３０の磁極Ｎｒ_３から出て補助ヨーク５０を通り磁極Ｓｒ_４に戻る磁路κ２がロータと補助ヨーク５０との間に形成されている。従って、ステータ２０についてみた場合、Ｎ極２４から空隙Ｇ_２２を通って対面するロータ極Ｓｒ_３に入り、ロータの磁極Ｎｒ_４を通ってステータ２０のＳ極２３に戻る閉磁路Ｋ２の磁束の相当部分が軟磁性材料の補助ヨーク５０によって与えられる。従って、補助ヨーク５０がない場合と比較して、該閉磁路Ｋ２の磁気抵抗が大幅に低減される。その結果、電流Ｉ２に応じた磁極２４，２３の前面空隙Ｇ_２２，Ｇ_２１における磁場の強さが高められ、ロータ３０磁極Ｓｒ_３，Ｎｒ_４に対する静磁的引力が高められ得る。

なお、以上のような静磁的引力の増大が、当該状態Ｑ１において、ステッピングモータ１のロータ３０の静磁的な安定性を高め得る。換言すれば、ロータ３０が状態Ｑ１の回転位置で確実に停止状態に維持されることも意味する。

次のステップでは、図３の（ｂ）に示したように、ステータ１０の状態はそのままにしておいて、ステータ２０のコイル２２の端子Ｖ３，Ｖ４の正負を反転させてそれぞれ正，負にしコイル２２に電流−Ｉ２を流して磁極２３，２４がそれぞれＮ極，Ｓ極になるように磁化した状態Ｑ２にする。

この状態Ｑ２では、磁極２３，２４が夫々Ｎ極，Ｓ極に変わる。磁極２３に対してロータの磁極Ｓｒ_５が引付けられると共に磁極２４に対してロータの磁極Ｎｒ_３が引付けられるので、ロータ３０がＡ１方向に１／２０だけ回転して、図３の（ｂ）に示した位置を採る。

この状態Ｑ２では、ロータ３０の磁極Ｎｒ_１の一部及び磁極Ｓｒ_２の全体が補助ヨーク４０に対面し、ロータ３０の磁極Ｎｒ_１から出て補助ヨーク４０を通り磁極Ｓｒ_２に戻る磁路κ１がロータ３０と補助ヨーク４０との間に形成される。従って、ステータ１０についてみた場合、Ｎ極１３から空隙Ｇ_１１を通って対面するロータの磁極Ｓｒ_１に入り、ロータの磁極Ｎｒ_２を通った後空隙Ｇ_１２を通ってステータ１０のＳ極１４に戻る閉磁路Ｋ１の磁束のうち相当部分が軟磁性材料からなる補助ヨーク４０によって与えられる。従って、補助ヨーク４０がない場合と比較して、該閉磁路Ｋ１の磁気抵抗が大幅に低減され得る。その結果、ステータ電流Ｉ１に応じたステータ１０の磁極１３，１４の前面空隙Ｇ_１１，Ｇ_１２における磁場の強さが高められ、ロータ３０の磁極Ｓｒ_１，Ｎｒ_２に対する静磁的引力が高められ得る。ロータの補助ヨーク４０に対面する磁石部分における作用についても前述と同じである。

同様に、状態Ｑ２では、ロータ３０のうち磁極Ｎｒ_４の一部及び磁極Ｓｒ_４が補助ヨーク５０に対面し、ロータ３０の磁極Ｎｒ_４から出て補助ヨーク５０を通り磁極Ｓｒ_４に戻る磁路κ２がロータ３０と補助ヨーク５０との間に形成されている。従って、ステータ２０についてみた場合、Ｎ極２３から空隙Ｇ_２１を通って対面するロータの磁極Ｓｒ_５に入り、ロータの磁極Ｎｒ_３を通ってステータ２０のＳ極２４に戻る閉磁路Ｋ２の磁束のうち相当部分が軟磁性材料からなる補助ヨーク５０によって与えられる。従って、補助ヨーク５０がない場合と比較して、該閉磁路Ｋ２の磁気抵抗が大幅に低減され得る。その結果、ステータ電流−Ｉ２に応じたステータ２０の磁極２３，２４の前面空隙Ｇ_２１，Ｇ_２２における磁場の強さが高められ、ロータ３０の磁極Ｓｒ_５，Ｎｒ_３に対する静磁的引力が高められ得る。ロータの補助ヨーク５０に対面する磁石部分における作用についても前述と同じである。

このような静磁的引力の増大が、当該状態Ｑ２において、ステッピングモータ１のロータ３０の静磁的な安定性を高め得る。換言すれば、ロータ３０が状態Ｑ２の回転位置で確実に停止状態に維持されることを意味する。

一方、状態Ｑ１から状態Ｑ２へのロータ３０の回転に着目すれば、補助ヨーク４０，５０の配備による閉磁路Ｋ１，Ｋ２の磁気抵抗の低下に伴う磁気間隙Ｇ_１１，Ｇ_１２，Ｇ_２１，Ｇ_２２での磁場の強さの増大によって、回転トルクが増大する。

次のステップでは、図３の（ｃ）に示したように、ステータ２０の状態はそのままにしておいて、ステータ１０のコイル１２の端子Ｖ１，Ｖ２の正負を反転させてそれぞれ負，正にしコイル１２に電流−Ｉ１を流して磁極１３，１４がそれぞれＳ極，Ｎ極になるように磁化した状態Ｑ３にする。

この状態Ｑ３では、Ｎ極に変わった磁極１４に対してロータ３０の磁極Ｓｒ_３が引付けられると共にＳ極に変わった磁極１３に対してロータ磁極Ｎｒ_１が引付けられるので、ロータ３０がＡ１方向に１／２０回転だけ回転して、図２の（ｃ）に示した位置を採る。

この状態Ｑ３では、ロータ３０のうち磁極Ｎｒ_２の一部及び磁極Ｓｒ_２の全体が補助ヨーク４０に対面し、ロータ３０の磁極Ｎｒ_２から出て補助ヨーク４０を通り磁極Ｓｒ_２に戻る磁路κ１がロータ３０と補助ヨーク４０との間に形成されている。従って、ステータ磁石１０についてみた場合、Ｎ極１４から空隙Ｇ_１２を通って対面するロータ磁石の磁極Ｓｒ_３に入り、ロータ磁石の磁極Ｎｒ_１を通った後空隙Ｇ_１１を通ってステータ磁石１０のＳ極１３に戻る閉磁路Ｋ１のうち相当部分が補助ヨーク４０によって与えられるので、補助ヨーク４０がない場合と比較して、該閉磁路Ｋ１の磁気抵抗が大幅に低減され得る。その結果、ステータ電流−Ｉ１に応じたステータ１０の磁極１３，１４の前面空隙Ｇ_１１，Ｇ_１２における磁場の強さが高められ、ロータ３０の磁極Ｎｒ_１，Ｓｒ_３に対する静磁的引力が高められ得る。

同様に、状態Ｑ３では、ロータ３０のうち磁極Ｓｒ_４の一部及び磁極Ｎｒ_４の全体が補助ヨーク５０に対面し、ロータ３０の磁極Ｎｒ_４から出て補助ヨーク５０を通り磁極Ｓｒ_４に戻る磁路κ２がロータ３０と補助ヨーク５０との間に形成されている。従って、ステータ磁石２０についてみた場合、Ｎ極２３から空隙Ｇ_２１を通って対面するロータ磁石の磁極Ｓｒ_５に入り、ロータ磁石の磁極Ｎｒ_３を通ってステータ磁石２０のＳ極２４に戻る閉磁路Ｋ２のうち相当部分が補助ヨーク５０によって与えられるので、補助ヨーク５０がない場合と比較して、該閉磁路Ｋ２の磁気抵抗が大幅に低減され得る。その結果、ステータ電流−Ｉ２に応じたステータ２０の磁極２３，２４の前面空隙Ｇ_２１，Ｇ_２２における磁場の強さが高められ、ロータ３０の磁極Ｓｒ_５，Ｎｒ_３に対する静磁的引力が高められ得る。

このような静磁的引力の増大が、当該状態Ｑ３において、ステッピングモータ１のロータ３０の静磁的な安定性を高め得る。換言すれば、ロータ３０が状態Ｑ３の回転位置で確実に停止状態に維持され得ることを意味する。

一方、状態Ｑ２から状態Ｑ３へのロータ３０の回転に着目すれば、補助ヨーク４０，５０の配備による閉磁路Ｋ１，Ｋ２の磁気抵抗の低下に伴う磁気間隙Ｇ_１１，Ｇ_１２，Ｇ_２１，Ｇ_２２での磁場の強さの増大によって、回転トルクが増大する。

同様に、次のステップでは、図３の（ｄ）に示したように、ステータ１０の状態はそのままにしておいて、ステータ２０のコイル２２の端子Ｖ３，Ｖ４の正負を反転させてそれぞれ負，正にしコイル２２に電流Ｉ２を流してステータ２０の磁極２３，２４がそれぞれＳ極，Ｎ極になるように磁化した状態Ｑ４にする。これにより更に、１／２０回転だけロータ３０を回転させる。この場合にも、前述したのと同様な理由により、状態Ｑ３から状態Ｑ４へのＡ１方向の回転トルク及び当該状態Ｑ４の静磁的安定性の両方が高められ得る。

更に、次のステップでは、図３の（ａ）に示したように、ステータ２０の状態はそのままにしておいて、ステータ１０の端子Ｖ１，Ｖ２の正負を反転させてそれぞれ正，負にしコイル１２に電流Ｉ１を流して磁極１３，１４がそれぞれＮ極，Ｓ極になるように磁化した状態Ｑ１にする。これにより更に、１／２０回転だけロータ３０を回転させる。この場合にも、前述したのと同様な理由により、状態Ｑ４から状態Ｑ１へのＡ１方向の回転トルク及び当該状態Ｑ１の静磁的安定性の両方が高められ得る。

これ以後は、上記状態Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ１がサイクリックに繰返されロータ３０がＡ１方向に回転される。以上より、補助ヨーク４０，５０を備えたモータ１では、回転トルク及びステップ回転位置での静磁的安定性の両方が高められる。

<試験例>
図１及び図２に示したステッピングモータ１について、図３に示したように２相励磁回転動作を行わせた場合を磁場解析手法を用いてシミュレーションした。シミュレーション条件及び結果は、次のとおりである。

シミュレーション条件
１．ロータ３０について
（１）形状：図１に示したような環状体
・外径：３ｍｍ，内径：０．６ｍｍ，厚さ：１．２ｍｍ
（半径方向に磁化領域が形成されていると仮定すると、アスペクト比が、１．３〜６．４程度に相当）
（２）磁気的な条件
・適用材料：ＳｍＦｅＮ系ボンド磁石
・最大エネルギ積：（ＢＨ）ｍａｘ＝１１１．４ｋＪ／ｍ^３
・磁化方向：半径方向
・磁化分布（外周面３１での磁束密度分布）：ｓｉｎ５θ（θは磁極領域の中央を原点とする角度）
２．ステータ１０，２０について
（１）ヨーク１１，２１の磁気的な条件
・適用材料： ４５パーマロイ
・比透磁率：μｍ＝４５０００
・保磁力：Ｈｃ＝１０Ａ／ｍ
・磁場１０００Ａ／ｍ下での磁束密度Ｂ＝１．４Ｔ
（２）コイル１２，２２の励磁条件
・各相のコイルの励磁：５５ＡＴ
３．補助ヨーク４０，５０について
（１）磁気的な条件
・適用材料：４５パーマロイ
・比透磁率：μｍ＝４５０００
・抗磁場：Ｈｃ＝１０Ａ／ｍ
・磁場１０００Ａ／ｍ下での磁束密度Ｂ＝１．４Ｔ
４．全体の外形形状について
・幅（Ｘ方向長さ）：約１０ｍｍ，奥行き（Ｙ方向長さ）：約６．６ｍｍ，高さ：約２．７ｍｍ

シミュレーション結果
１．図３の（ａ）の状態Ｑ１から図３の（ｃ）の状態Ｑ３までの３６度分だけロータ３０が反時計回りに回転する際のトルクを、図１及び図２に示したモータ１と、該モータ１から補助ヨーク４０，５０を除いた従来のモータとの夫々について求める。各状態において、比較例のモータの場合のトルクＴｒを基準（相対値１）として、シミュレーションモデル場合のトルクＴｓを図１３に示す。
２．図１３からわかるように、補助ヨーク４０，５０を備えた試験例のモータ1では、補助ヨークを欠く従来のモータと比べて、トルクが、１．３倍〜１．７倍程度増加している。

図３においては、２相励磁による回転を行わせる例について説明した。勿論、その代わりに、図４及び図５に示したように、１−２相励磁を行うようにしてもよい。図４の（ａ）において、ロータ３０の回転位置は、図３の（ａ）と同様である。

モータ１は、図４の（ａ）において、図３の（ａ）とまったく同様な状態Ｑ１にある。従って、図３の（ａ）に関して説明したことがそのまま図４の（ａ）の状態Ｑ１のモータ１に当てはまる。

次に、図４の（ｂ）に示すように、ステータ２０のコイル２２への通電を停止してステータ２０の励磁を解除する。この状態では、ステータ１０のＮ極１３にロータ３０の磁極Ｓｒ_１の磁化の大きい中央部分が半径方向に正対し、且つステータ１０のＳ極１４にロータ３０の磁極Ｎｒ_１の磁化の大きい中央部分が半径方向に正対する。ロータ３０が状態Ｑ１から１／４０だけＡ１方向に回転した状態Ｑ１２を採る。このとき、ステータ２０の両端２３，２４は、それぞれ、Ｎ極とＳ極との境界部分に正対する。

ロータ３０のうち磁極Ｎｒ_１の約２／３の部分及び磁極Ｓｒ_２の約２／３の部分が補助ヨーク４０に対面し、ロータ３０の磁極Ｎｒ_１から出て補助ヨーク４０を通り磁極Ｓｒ_２に戻る磁路κ１が形成さる。従って、ステータ１０についてみた場合、Ｎ極１３から空隙Ｇ_１１を通って対面するロータの磁極Ｓｒ_１に入り、ロータの磁極Ｎｒ_２を通った後空隙Ｇ_１２を通ってステータ１０のＳ極１４に戻る閉磁路Ｋ１の磁束のうち相当部分が軟磁性材料からる補助ヨーク４０によって与えられる。従って、補助ヨーク４０がない場合と比較して、該閉磁路Ｋ１の磁気抵抗が大幅に低減され得る。その結果、ステータ電流Ｉ１に応じたステータ１０の磁極１３，１４の前面空隙Ｇ_１１，Ｇ_１２における磁場の強さが高められ、ロータ３０の磁極Ｓｒ_１，Ｎｒ_２に対する静磁的引力が高められ得る。

一方、状態Ｑ１２では、ロータ３０のうちＮ極Ｎｒ_４の約１／４の部分及びＮ極Ｎｒ_３の約１／４の部分並びにＳ極Ｓｒ_４が補助ヨーク５０に対面している。

ステータ１０とロータ３０との間における静磁的引力の上述のような増大が、当該状態Ｑ１２において、ステッピングモータ１のロータ３０の静磁的な安定性を高める。換言すれば、ロータ３０が状態Ｑ１２の回転位置で確実に停止状態に維持され得ることを意味する。

一方、状態Ｑ１から状態Ｑ１２へのロータ３０の回転に着目すれば、補助ヨーク４０の配備による閉磁路Ｋ１の磁気抵抗の低下に伴う磁気間隙Ｇ_１１，Ｇ_１２での磁場の強さの増大によって、回転トルクが増大する。

次のステップでは、図４の（ｃ）に示すように、ステータ１０の状態はそのままにしておいて、ステータ２０のコイル２２の端子Ｖ３，Ｖ４をそれぞれ正，負にしコイル２２に電流−Ｉ２を流して磁極２３，２４がそれぞれＮ極，Ｓ極になるように磁化した状態Ｑ２にする。この状態は、図３の（ｂ）の状態Ｑ２と同一であり、同図の説明が、そのまま当てはまる。

なお、状態Ｑ１２から状態Ｑ２への１／４０のロータ３０の回転に着目すれば、補助ヨーク４０，５０の配備による閉磁路Ｋ１，Ｋ２の磁気抵抗の低下に伴う磁気間隙Ｇ_１１，Ｇ_１２，Ｇ_２１，Ｇ_２２での磁場の強さの増大によって、回転トルクが増大する。

次に、図４の（ｄ）に示すように、コイル１２への通電を停止してステータ１０の励磁を解除する。この状態では、ステータ２０のＮ極２３にロータ３０の磁極Ｓｒ_５の磁化の大きい中央部分が半径方向に実質的に正対し、且つステータ２０のＳ極２４にロータ３０の磁極Ｎｒ_３の磁化の大きい中央部分が半径方向に実質的に正対する。ロータ３０が状態Ｑ２から１／４０回転だけＡ１方向に回転した状態Ｑ２３を採る。このとき、励磁が解除されたステータ１０の両端１３，１４は、それぞれ、Ｎ極とＳ極との境界部分に正対する。

この状態Ｑ２３では、ロータ３０のうち磁極Ｎｒ_４の約２／３の部分及び磁極Ｓｒ_４の約２／３の部分が補助ヨーク５０に対面し、ロータ３０の磁極Ｎｒ_４から出て補助ヨーク５０を通り磁極Ｓｒ_２に戻る磁路κ２が形成されている。従って、ステータ２０についてみた場合、Ｎ極２３から空隙Ｇ_２１を通って対面するロータ磁石の磁極Ｓｒ_５に入り、ロータ磁石の磁極Ｎｒ_３を通った後空隙Ｇ_２２を通ってステータ磁石２０のＳ極２４に戻る閉磁路Ｋ２のうち相当部分が軟磁性材料からなり透磁率の高い補助ヨーク５０によって与えられるので、補助ヨーク５０がない場合と比較して、該閉磁路Ｋ２の磁気抵抗が大幅に低減され得る。その結果、ステータ電流−Ｉ２に応じたステータ２０の磁極２３，２４の前面空隙Ｇ_２１，Ｇ_２２における磁場の強さが高められ、ロータ３０の磁極Ｓｒ_５，Ｎｒ_３に対する静磁的引力が高められ得る。

一方、状態Ｑ２３では、ロータ３０のうちＮ極Ｎｒ_１の約１／４の部分及びＮ極Ｎｒ_２の約１／４の部分並びにＳ極Ｓｒ_２が補助ヨーク４０に対面している。

ステータ２０とロータ３０との間における静磁的引力の上述のような増大が、当該状態Ｑ２３において、ステッピングモータ１のロータ３０の静磁的な安定性を高め得る。換言すれば、ロータ３０が状態Ｑ２３の回転位置で確実に停止状態に維持され得ることを意味する。

状態Ｑ２から状態Ｑ２３へのロータ３０の回転に着目すれば、補助ヨーク５０の配備による閉磁路Ｋ２の磁気抵抗の低下に伴う磁気間隙Ｇ_２１，Ｇ_２２での磁場の強さの増大によって、回転トルクが増大する。

次に、図５の（ａ）に示すように、ステータ２０の励磁状態を保ったままステータ１０に対して磁極１４，１３をそれぞれＮ，Ｓ極にするようにコイル１２の端子Ｖ１，Ｖ２間に電流−Ｉ１を流すと、図３の（ｃ）と同様な状態Ｑ３になる。この状態Ｑ３は、図３の（ｃ）について説明したとおりであり、状態Ｑ２３から状態Ｑ３への移行は、前述の図４の（ｃ）について説明したのと実質的に同様である。

次に、図５の（ｂ）に示すように、コイル２２への通電を停止してステータ２０の励磁を解除して、状態Ｑ３４に入る。この状態Ｑ３４は、ステータ１０及びロータ３０の極性が異なっている点を除いて、図４の（ｂ）に示した状態Ｑ１２と同様である。従って、状態Ｑ１２について説明したのと同様に、静磁的な安定性が高められ、状態Ｑ３から状態Ｑ２４への回転トルクが高められ得る。

更に、その次に、ステータ１０の励磁状態を保ったままステータ２０のコイル２２に電流Ｉ２流すと、図３の（ｄ）と同様な状態Ｑ４になる。この状態Ｑ４では、以上において説明した状態Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３と同様に静磁的な安定性が高められ、状態Ｑ３４から状態Ｑ４への回転トルクが高められ得ることは、前述の場合と同様である。

次に、図５の（ｄ）に示したように、コイル１２への通電を停止してステータ１０の励磁を解除して、状態Ｑ４１に入る。この状態Ｑ４１は、ステータ２０とロータ３０の極性が異なっている点を除いて、図４の（ｄ）に示した状態Ｑ２３と同様である。従って、状態Ｑ２３について説明したのと同様に、静磁的な安定性が高められ、状態Ｑ４から状態Ｑ４１への回転トルクが高められ得る。

更に、ステータ２０の励磁状態を保ったままステータ１０のコイル１２の端子Ｖ１，Ｖ２間に電流Ｉ１を流すと、図４の（ａ）に示した状態Ｑ１に戻る。状態Ｑ４１から状態Ｑ１への移行は、前述の状態Ｑ１２から状態Ｑ２への移行や状態Ｑ２３から状態Ｑ３への移行に関して説明したのと実質的に同様であり、状態Ｑ４１から状態Ｑ１への回転トルクが高められ得る。

以上は、モータ１が、二つの補助ヨーク４０，５０を有する例について説明した。けれども、場合によっては、補助ヨーク４０，５０のうちの一方はなくてもよい。また、この例では、ロータ３０の回転方向に関する補助ヨーク４０，５０の拡がり角γ１，γ２が、ロータ３０の磁極Ｎｒ，Ｓｒの拡がり角αに対して、３／２倍である例について説明した。けれども、角度γ１，γ２>αである限り、３／２倍よりも小さくてもよい。逆に隣接するステータの磁極と静磁的に直接的に結合されない限り、３／２倍よりも大きくてもよい。ここで、補助ヨークについて、ステータ磁極から実質的に離れているとは、ステータ磁極の磁化状態で（ロータ磁石を介することなく）、静磁的に分離されていることをいう。

更に、この例では、補助ヨーク４０と５０の拡がり角が同一であるけれども、両者の大きさが異なっていてもよい。

加えて、図１の斜視図では、部分円筒状の補助ヨーク４０，５０が、ロータ３０と比較して長い軸線方向長さを有するとして示されているけれども、ロータ３０の周面を通る磁力線が軸線方向に漏れるのを必要十分に抑え得る限り、より短くてもよい。例えば、ロータ３０の軸線方向高さ（厚さ）と同程度でもよい。すなわち、例えば、補助ヨーク５０について、図１において想像線５０ｉで示したようにロータ３０の上面３３とほぼ面一になる位置に上端が位置していてもよい（下端についても同様）。

更に、補助ヨーク４０や５０は、ロータ３０の異なる磁極部分Ｎｒ，Ｓｒの両方に対面する部分が実質的に静磁的に結合している限り、周方向Ａに沿って肉厚が一定であるのに代えて、図６の（ａ）及び（ｂ）に示すように、それぞれの周方向Ａの両端部分４１，４２や５１，５２の中間に溝ないし切欠きを備えた薄肉部４３や５３を有していてもよい。また、図６の（ｃ）及び（ｄ）に示すように、周方向Ａの中間部分に開口４４や５４が形成され、開口４４や５４の軸線方向両側の厚肉部４５や５５で周方向Ａの両端側部分４１，４２や５１，５２が繋がっていてもよい。

以上においては、ロータ３０が１０極を有する例について説明したけれども、ロータ３０の極数は、より多くてもより少なくてもよい。

次に、ロータが、１２個の磁極を等角度間隔で有するモータ１ａについて、図７及び図８に基づいて説明する。図７及び図８のモータ１ａにおいて、図１から図６に示したモータ１の部材ないし要素と同様な部材ないし要素には、同一の符号を用いており、差異のある部材ないし要素には、その符号の後に添字「ａ」を付してある。

このロータ３０ａは、磁極の数が１２個である点を除いて、ロータ３０と同様に構成されている。すなわち、ロータ３０ａは、６個のＮ極Ｎｒ_１〜Ｎｒ_６（相互に区別しないとき又は総称するときには符号Ｎｒで示す）と、６個のＳ極Ｓｒ_１〜Ｓｒ_６（相互に区別しないとき又は総称するときには符号Ｎｒで示す）とを有し、各磁極の拡がり角度αは、３０度（３６０度／１２）である。

モータ１ａでは、ステータ１０ａ，２０ａは、磁極１４，２４の間のなす角がβ２＝０、磁極１３，２３の間のなす角がβ１＝５αになるように配置されている点を除いて、ステータ１０，２０と同様に構成されている。即ち、モータ１ａにおいて、各ステータの磁極間隔βｓ_１＝βｓ_２＝５／２α，磁極幅βｓ_１１＝βｓ_１２＝βｓ_２１＝βｓ_２２＝βｓ＝α／２である点は、モータ１の場合と同様である（図の簡明化のためにこれらの符号は図７及び図８では図示しない）。但し、この例では、上記のように、α＝３０度である。

補助ヨーク４０ａ，５０ａがステータ１０ａ，２０ａの磁極からα／２だけ離れ、角度範囲３α／２にわたって拡がることはモータ１の場合と同様である。

モータ１ａにおいても、補助ヨーク４０ａがαより大きい角度範囲にわたって拡がっているので、補助ヨーク４０ａが常にロータ３０ａの隣接する磁極Ｎｒ，Ｓｒに同時に対面する。これにより、ステータ１０ａの磁極１３，１４間の磁路の相当部分において磁気抵抗の小さい磁路を与えるから、磁極１３と対面する磁極Ｎｒ又はＳｒ及び磁極１４と対面する磁極Ｓｒ又はＮｒとの間の間隙Ｇ_１１，Ｇ_１２における磁場の強さを高め得る。また、補助ヨーク５０ａも同様に作用する。すなわち補助ヨーク５０ａがαより大きい角度範囲にわたって広がっているので、補助ヨーク５０ａが常にロータ３０ａの隣接する磁極Ｎｒ，Ｓｒに同時に対面することにより、ステータ２０ａの磁極２３，２４間の磁路の相当部分において磁気抵抗の小さい磁路を与えるから、磁極２３と対面する磁極Ｎｒ又はＳｒ及び磁極２４と対面する磁極Ｓｒ又はＮｒとの間の間隙Ｇ_２１，Ｇ_２２における磁場の強さを高め得る。なお、この場合にも、補助ヨーク４０，５０が、ロータの磁化を高める働きをする。従って、モータ１ａでは、モータ１について図３又は図４及び図５において説明したのと同様に補助ヨーク４０ａ，５０ａがない場合と比較して、ロータ３０ａに対する回転トルクを高め得る。

補助ヨークは、ステータ１０ａの磁極間あるいはステータ２０ａの磁極間のいずれか一方に設けてもよい。

図９及び図１０には、ステータ磁極間に補助ヨークを設けるだけでなく、更に相間すなわちステータ１０ａとステータ２０ａとの間に部分円筒状の軟磁性材料からなる補助ヨーク５を設けた例をモータ１ｂとして示す。

説明の便宜上、図１０において、モータ１ｂのステータ１０ａ，２０ａに対して固定されたＸ−Ｙ直交座標系を採り、図面の平面内で鏡映対称中心線Ｍｃに沿って上向きをＹ軸の正方向とし、右向きをＸ軸の正方向とする。

補助ヨーク５は、ステータ１０ａとステータ２０ａとの間に配置され、角度範囲γｍ＝４αの範囲に拡がっている。補助ヨーク５は、狭い間隙ｇ３を介してロータ３０ａの周面３１に対面し、両端において、隣接磁極１３，２３に対して角度α／２の間隙を介して位置する。補助ヨーク５は、典型的には、鏡映対称中心線Ｍｃを中心として両側に拡がり、その周方向Ａの拡がり角度（長さ）γｍは、通常動作の際に隣接する磁極１３，２３との間で静磁的な結合が実際上生じない限り、通常は、大きい方が好ましい。

モータ１ａでは、ステータ１０ａ，２０ａ及び補助ヨーク４０ａ，５０ａが、実際上、ロータ３０ａよりも−Ｙ方向に位置することから、ロータ３０ａには、−Ｙ方向の力がかかり易く、これによってロータ３０ａの回転が抑制される。これに対して、モータ１ｂでは、ロータ３０ａの中心軸線Ｃよりも＋Ｙ方向の相当の領域において補助ヨーク５がロータ３０ａの周面３１に対面して位置する。ロータ３０ａの磁極により磁化された補助ヨーク５がロータ３０ａに＋Ｙ方向の力を及ぼし、この＋Ｙ方向の偏倚力が、ステータ１０ａ，２０ａ及び補助ヨーク４０ａ，５０ａによりロータ３０ａに加えられる−Ｙ方向の偏倚力とバランスをとるため、ロータ３０ａが回転中心軸線Ｃに安定に位置決めされ、ロータ３０ａがスムーズに回転する。その結果、ステータの磁極間に配置された補助ヨークにより増大したトルクで、ロータ３０ａを効果的に円滑に回転させるのにに役立つ。

また、本発明のモータにおいて、ステータの数は二個よりも多くてもよく、その場合、補助ヨークの数も、一個でも、二個でも、それより多くてもよく、典型的には、各ステータの磁極間に補助ヨークを備える。但し、各補助ヨークがロータの磁極拡がり角度α（又はこれに対応する周方向長さ）よりも大きい限り、ステータの磁極間の間隔（ステータの磁極間の角度間隔ないしステータの磁極間に含まれるロータ磁極数）を大きくして、ステータの磁極間に複数個の静磁的に独立した補助ヨークを備えていてもよい。なお、ロータの磁極拡がり角度α以下の拡がり角度であって本発明でいう補助ヨークとしては働かない軟磁性材料体が、補助ヨークに加えて、ロータの周面に対向して周方向Ａの一部に配置されていてもよい。

図１１及び図１２には、１４個の磁極を備えたロータ３０ｂと、四個のステータ１０ｂ，２０ｂ，６０，７０と、四個の補助ヨーク４０ｂ，５０ｂ，８０，９０とを有するモータ１ｃを示す。

ステータ１０ｂ，２０ｂは、１４極のロータ３０ｂに対して５α／２の角度範囲にわたって配置されている。この点を除いて、モータ１ａやモータ１ｂのステータ１０ａ，２０ａと同様に構成され、ステータ１０ｂ，２０ｂの全体は、ほぼ１８０度の角度範囲にわたって拡がっている。また、補助ヨーク４０ｂ，５０ｂは、１４極のロータ３０ｂに対して３α／２の角度範囲にわたって配置されている。

ステータ６０は、設置する周方向での位置が異なる点を除いて、ステータ１０ｂあるいは２０ｂと同様に構成され、Ｕ字状（又はＣ字状）ないしそれに類した形状の軟磁性材料からなるヨーク６１と、励磁コイル６２とを有している。ステータ７０もステータ６０と同様に構成される。その結果、ステータ１０ｂ，２０ｂ，６０，７０は、中心軸線Ｃのまわりで相互に９０度だけズレた位置において、回転対称である。

補助ヨーク８０がステータ６０に対して採る相対位置は、補助ヨーク４０ｂがステータ１０ｂに対して採る相対位置や補助ヨーク５０ｂがステータ２０ｂに対して採る相対位置と実質的に同一であり、補助ヨーク８０の形状も補助ヨーク４０ｂや補助ヨーク５０ｂの形状と実質的に同一である。同様に、補助ヨーク９０がステータ６０に対して採る相対位置は、補助ヨーク４０ｂがステータ１０ｂに対して採る相対位置や補助ヨーク５０ｂがステータ２０ｂに対して採る相対位置と実質的に同一であり、補助ヨーク９０の形状も補助ヨーク４０ｂや補助ヨーク５０ｂの形状と実質的に同一である。その結果、補助ヨーク４０ｂ，５０ｂ，８０，９０は、中心軸線Ｃのまわりで相互に９０度だけズレた位置において、回転対称である。

以上の如く構成されたモータ１ｃにおいても、補助ヨーク４０ｂ，５０ｂ，８０，９０が、夫々に対応するステータ１０ｂ，２０ｂ，６０，７０の磁極間の静磁路の磁気抵抗を低下させ、ロータ３０ｂに対する回転トルクを増大させる。

なお、本発明は、その技術的思想を逸脱しない範囲であれば、ステッピングモータに限らずステータと多極ロータとを備える電磁アクチュエータに適用することができる。

本発明による好ましい一実施例のステッピングモータの斜視説明図。 図１のステッピングモータの模式的な平面説明図。 図１のモータにおける２相励磁回転動作を示したもので、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は順次移行する状態Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を示した模式的な平面説明図。 図１のモータにおける１−２相励磁回転動作の一部を示したもので、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は順次移行する状態Ｑ１，Ｑ１２，Ｑ２，Ｑ２３を示した模式的な平面説明図。 図１のモータにおける１−２相励磁回転動作の残りの一部を示したもので、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は順次移行する状態Ｑ３，Ｑ３４，Ｑ４，Ｑ４１を示した模式的な平面説明図。 図１のステッピングモータの変形例（実施例２）を示したもので、（ａ）は一変形例の平面説明図、（ｂ）は（ａ）のステッピングモータの斜視説明図、（ｃ）は別の変形例の平面説明図、（ｄ）は（ｃ）のステッピングモータの斜視説明図 本発明による好ましい別の一実施例（実施例３）のステッピングモータの斜視説明図。 図７のステッピングモータの模式的な平面説明図。 本発明による好ましい更に別の一実施例（実施例４）のステッピングモータの斜視説明図。 図９のステッピングモータの模式的な平面説明図。 本発明による好ましい更に別の一実施例（実施例５）のステッピングモータの斜視説明図。 図１１のステッピングモータの模式的な平面説明図。 図１のステッピングモータにおいて図３のような２相励磁回転動作を行った場合におけるトルクの変化を示したグラフ。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ ステッピングモータ
５ 軟磁性材料体（相間）
１０，１０ａ，１０ｂ ステータ
１１ ヨーク
１２ コイル
１３，１４ 磁極
１５，１６ 端面
２０，２０ａ，２０ｂ ステータ
２１ ヨーク
２２ コイル
２３，２４ 磁極
２５，２６ 端面
３０，３０ａ，３０ｂ ロータ
３１ 周面
３６ ロータ軸（モータの出力軸）
４０，５０，８０，９０補助ヨーク（軟磁性材料体）
４１，４２，５１，５２ 周方向端部部分
４３，５３ 薄肉部
４４，５４ 開口
４５，５５ 軸線方向両端厚肉部
６０ ステータ
６１ ヨーク
６２ コイル
６３，６４ 磁極
７０ ステータ
７１ ヨーク
７２ コイル
７３，７４ 磁極
Ａ 周方向
Ａ１ 回転方向
Ｇ_１１，Ｇ_１２，Ｇ_２１，Ｇ_２２ 空隙（ステータ磁極とロータ周面との間隔）
ｇ１，ｇ２ 空隙（補助ヨークとロータ周面との間隔）
Ｌｓ，Ｌｓ１，Ｌｓ２ 補助ヨークの周方向の長さ
Ｋ１，Ｋ２ 閉磁路
Ｎｒ，Ｎｒ_１，Ｎｒ_２，Ｎｒ_３，Ｎｒ_４，Ｎｒ_５，Ｎｒ_６，Ｎｒ_７ Ｎ極（ロータ磁極）
Ｑ１，Ｑ１２，Ｑ２，Ｑ２３，Ｑ３，Ｑ３４，Ｑ４，Ｑ４１ モータの状態
Ｓｒ，Ｓｒ_１，Ｓｒ_２，Ｓｒ_３，Ｓｒ_４，Ｓｒ_５，Ｓｒ_６，Ｓｒ_７ Ｓ極（ロータ磁極）
Ｔｒ，Ｔｓ トルク
α ロータ磁極の拡がり角度（ロータ磁極の角度間隔）
β１，β２ 隣接ステータの隣接磁極間（相間）の角度間隔
βｓ_１１，βｓ_１２，βｓ_２１，βｓ_２２，βｓ_ｐ ステータの磁極の拡がり角度
βｓ_１，βｓ_２，βｓ ステータの磁極間の角度間隔
γ，γ１，γ２，γｍ 補助ヨークの拡がり角度
κ_１，κ_２ 補助ヨークとロータとの間の静磁路

Claims (3)

1. 周面に多数の磁極を備えたロータと、前記ロータの周面に対面する少なくとも2つの磁極を備えた電磁石の形態の複数のステータとを有する電磁アクチュエータであって、前記複数のステータのうち少なくとも１つのステータの２つの磁極間には、前記ロータの磁極の周方向の拡がり角度よりも大きい角度範囲にわたって周方向に延び該２つの磁極間の静磁路の一部を与える補助ヨークが設けられていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
2. 各ステータの前記磁極間に、前記ロータの磁極の周方向の拡がり角度よりも大きい角度範囲にわたって周方向に延びた補助ヨークが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
3. 前記複数のステータのうち１のステータとそれに隣接する他のステータとの間に、前記ロータの磁極の周方向の拡がり角度よりも大きい角度範囲にわたって周方向に延びた補助ヨークが更に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁アクチュエータ。

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