JP6282891B2 - モータ、モータ装置および指針式表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、マグネットの周面に沿って設けられたステータコアの複数の突極のうち、２つの突極にコイルが巻回されたモータ、モータ装置、および指針式表示装置に関するものである。

自動車用メータ装置等の表示装置においては、モータによって指針を取り付けた構造が採用されることがある。一方、モータとして、マグネットの周面に沿ってステータコアの複数の突極を配置し、複数の突極のうち、２つの突極にコイルを巻回した構成が提案されている（特許文献１参照）。

特許２００５−３３３７８６号公報

特許文献１に記載のモータでは、ロータが回転した際、ロータの回転中心軸線に対して直交するラジアル方向の２方向の各々からロータに力が作用する。また、ロータにラジアル方向から加わる力は、ロータの回転に伴って反転する。このため、ロータが振動し、例えば、異音の発生や軸受の寿命低下等の原因となる。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ロータのラジアル方向への振動を抑制することのできるモータ、該モータを備えたモータ装置、および指針式表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るモータは、Ｓ極とＮ極とが周方向で交互に設けられたマグネットを備えたロータと、前記マグネットの外周面に隙間を隔てて先端部が対向する複数の突極が周方向に配置されたステータコアと、前記複数の突極のうち、１８０°未満の角度範囲に位置する２つの主極の各々の周りに配置されたコイルと、を有し、前記複数の突極のうち、前記２つの主極が位置する側とは反対側で前記第１角度範囲を二等分する仮想の二等分線の延長線を中心とする１８０°の第２角度範囲に位置する突極は、コイルが周りに配置されていない第１補極であり、前記主極の先端部と前記マグネットの外周面との第１間隔と、前記第１補極の先端部と前記マグネットの外周面との第２間隔とが相違し、前記主極の先端部と前記マグネットとの間に作用する磁気吸引力と前記第１補極と前記マグネットとの間に作用する磁気吸引力とが相違していることを特徴とする。

本発明では、第１角度範囲に配置された主極の先端部とマグネットの外周面との第１間隔と、２つの主極が位置する側とは反対側の第２角度範囲に位置する第１補極とマグネットの外周面との第２間隔とが相違している。このため、マグネットと主極との間の磁気吸引力と、マグネットと第１補極との間の磁気吸引力とが相違している。従って、ロータは、主極が位置する第１角度範囲の側、あるいは第１補極が位置する第２角度範囲の側の一方に向かう側圧を受けた状態で回転するので、ロータが振動しにくい。それ故、振動に起因する異音の発生等を抑制することができる。

本発明において、前記第１間隔は、前記第２間隔より狭いことが好ましい。第１補極より主極をマグネットに近づけた方が、ロータに対する磁気吸引力が大となるので、ロータ
の振動を抑制するという面で効果的である。

この場合、前記２つの主極の間には、コイルが周りに配置されていない第２補極が位置し、前記第２間隔は、前記第２補極の先端部と前記マグネットの外周面との間隔より狭いことが好ましい。

本発明においては、前記第２間隔は、前記第１間隔より狭い構成を採用してもよい。

この場合、前記２つの主極の間には、コイルが周りに配置されていない第２補極が位置し、前記第２間隔は、前記第２補極の先端部と前記マグネットの外周面との間隔より狭いことが好ましい。

本発明において、前記第１補極の先端部は、前記２つの主極の先端部に内接する仮想円の径方向外側あるいは径方向内側に位置する構成を採用してもよい。かかる構成によれば、主極あるいは第１補極の寸法を変更することによって、ロータに磁気吸引力による側圧を印加することができる。

本発明において、前記第１補極の先端部は、前記２つの主極の先端部に内接する仮想円上に位置し、前記ロータの回転中心が前記仮想円の中心から前記２つの主極に接近する方向、あるいは前記２つの主極から離間する方向にずれている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、ロータの回転中心をずらすことによって、ロータに磁気吸引力による側圧を印加することができる。

本発明に係るモータは、モータ装置に用いることができ、かかるモータ装置は、前記ロータの回転を伝達する輪列と、前記輪列を介して前記ロータの回転が伝達される出力部材と、を有している。

本発明に係るモータ装置は、指針式表示装置に用いることができ、かかる指針式表示装置では、前記出力部材によって指針が駆動される。

本発明では、第１角度範囲に配置された主極の先端部とマグネットの外周面との第１間隔と、２つの主極が位置する側とは反対側の第２角度範囲に位置する第１補極とマグネットの外周面との第２間隔とが相違している。このため、マグネットと主極との間の磁気吸引力と、マグネットと第１補極との間の磁気吸引力とが相違している。従って、ロータは、主極が位置する第１角度範囲の側、あるいは第１補極が位置する第２角度範囲の側の一方に向かう側圧を受けた状態で回転するので、ロータが振動しにくい。それ故、振動に起因する異音の発生等を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係るモータ装置の説明図である。 本発明の実施の形態１に係るモータ装置に用いたモータの説明図である。 本発明の実施の形態１に係るモータ装置に用いたモータの平面図である。 本発明の実施の形態１に係るモータ装置に用いたモータにおける突極とマグネットとのエアーギャップを模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係るモータ装置に用いたモータにおいてロータが受けるラジアル方向の力（側圧）の評価結果を示すグラフである。 本発明の実施の形態１の変形例に係るモータ装置に用いたモータにおける突極とマグネットとのエアーギャップを模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係るモータ装置に用いたモータにおける突極とマグネットとのエアーギャップを模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態２の変形例に係るモータ装置に用いたモータにおける突極とマグネットとのエアーギャップを模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態３に係るモータ装置に用いたモータにおける突極とマグネットとのエアーギャップを模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態４に係るモータ装置に用いたモータにおける突極とマグネットとのエアーギャップを模式的に示す説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータ、モータ装置、および指針式表示装置を説明する。

［実施の形態１］
（モータ装置の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係るモータ装置１００の説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、モータ装置１００を出力軸１０が突出している側からみた斜視図、および分解斜視図である。なお、以下の説明では、出力軸１０の軸線Ｌが延在している方向のうち、出力軸１０が突出している側を一方側Ｌ１とし、出力軸１０が突出している側とは反対側を他方側Ｌ２としてある。また、モータ１におけるロータ５の軸線を回転中心軸線Ｌ０としてある。また、便宜上、回転中心軸線Ｌ０の一方側についても一方側Ｌ１とし、回転中心軸線Ｌ０の他方側についても他方側Ｌ２として説明する。

図１に示すモータ装置１００は、ケース２から軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に出力軸１０（出力部材）が突出した構造を有している。本形態のモータ装置１００は指針式表示装置２００に用いられており、出力軸１０には指針１１が連結されている。

ケース２は、軸線Ｌ方向からみたときに略円形の第１ケース２１と、軸線Ｌ方向からみたときに略円形の第２ケース２２とを有している。第１ケース２１は、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に配置され、第２ケース２２は、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に配置されている。第１ケース２１の側板部２１１には、周方向の複数個所に凸部２１９が形成されており、第２ケース２２の側板部２２１には、周方向の複数個所に凸部２１９と係合するフック２２９が形成されている。従って、フック２２９と凸部２１９とを係合させて第１ケース２１と第２ケース２２とを結合させれば、ケース２を構成することができる。このように構成したケース２において、第２ケース２２の底板部２２２には、出力軸１０を支持する筒部２２３が形成されている。

（モータ１の構成）
モータ装置１００は、ケース２の内部にモータ１を有している。モータ１は、ケース２に回転可能に支持されたロータ５と、ロータ５の周りに配置されたステータ６とを有している。ロータ５は、ケース２に回転可能に支持された回転軸５１を有している。

ロータ５は、回転軸５１の回転中心軸線Ｌ０方向の一方側Ｌ１の端部に固定されたピニオン５８と、ピニオン５８と一体化された円筒状のマグネット５０とを有しており、マグネット５０の外周面では、Ｓ極とＮ極とが交互に等角度間隔に形成されている。本形態において、マグネット５０とピニオン５８とはインサート成形により一体化されており、マグネット５０とピニオン５８とは、樹脂製の円板部５９によって結合されている。また、円板部５９は、回転軸５１に固定されている。

また、モータ装置１００は、ロータ５の回転を減速して出力軸１０に伝達する輪列４を有しており、かかる輪列４も、ロータ５およびステータ６と同様、ケース２に支持されて
いる。輪列４は、ロータ５のピニオン５８に噛合する大径歯車４１１と第２歯車４２に噛合する小径歯車（図示せず）とを備えた第１歯車４１と、第１歯車４１の小径歯車に噛合する大径の第２歯車４２とを有している。第２歯車４２には出力軸１０が一体に形成されており、出力軸１０は、第１ケース２１の凹部２１５と第２ケース２２の筒部２２３とによって回転可能に支持されている。なお、第１歯車４１は支軸４８に回転可能に支持されており、支軸４８の両端は、第１ケース２１の軸穴２１６と第２ケース２２とに保持されている。

（ステータ６の詳細構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係るモータ装置１００に用いたモータ１の説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、モータ１の斜視図、モータ１の分解斜視図、およびモータ１をさらに細かく分解した様子を示す分解斜視図である。図３は、本発明の実施の形態１に係るモータ装置１００に用いたモータ１の平面図である。

図２および図３に示すように、モータ１において、ステータ６は、マグネット５０の外周面に隙間を隔てて対向する複数の突極６１（突極６１ａ〜６１ｆ）を備えたステータコア６０を有しており、複数の突極６１は連結部６５により繋がっている。また、ステータ６は、複数の突極６１のうち、突極６１ｆ（主極）に装着されたコイルボビン７（コイルボビン７ａ）と、コイルボビン７を介して突極６１ｆの周りを周回するコイル９（第１コイル９ａ）と、複数の突極６１のうち、突極６１ｂ（主極）に装着されたコイルボビン７（コイルボビン７ｂ）と、コイルボビン７を介して突極６１ｂの周りを周回するコイル９（第２コイル９ｂ）とを有している。本形態において、突極６１の数は６個であり、マグネット５０では、Ｓ極とＮ極とが４対形成されている。また、主極（突極６１ｆ、６１ｂ）は、回転中心軸線Ｌ０に対して、図１に示す第１歯車４１の側に配置されている。

ステータ６は、ロータ５が配置される部分が開口部６４になっており、かかる開口部６４の内周縁からマグネット５０の外周面に向けて複数の突極６１が突出し、突極６１の径方向内側の先端部６１０ａ〜６１０ｆがマグネット５０の外周面に隙間を介して対向している。

ここで、ステータコア６０は、コイルボビン７が装着された突極６１ｂ、６１ｆが、他の突極６１ａ、６１ｃ〜６１ｅより長い。このため、ステータコア６０は、突極６１ｂ、６１ｆが形成されている部分が径方向外側に略矩形形状に張り出しており、突極６１ｂ、６１ｆは、ステータコア６０の矩形部６９ｂ、６９ｆの外周部分から径方向内側に突出している。

ステータコア６０は板状であり、上記の形状に打ち抜いた磁性板を複数枚、積層することにより、構成されている。ステータコア６０には、突極６１ａの根元付近に支軸４８が嵌った穴６８が形成され、突極６１ｄの径方向外側には、径方向外側に突出して、図１に示す第１ケース２１と第２ケース２２とに挟まれた凸部６７が形成されている。

（コイルボビン７の構成）
コイルボビン７ａとコイルボビン７ｂとは、突極６１ａ、６１ｄを結んだ線を中心とする線対称に構成されており、同一の構造を有している。このため、コイルボビン７ａおよびコイルボビン７ｂについては、共通する部分には同一の符号を付して説明する。

コイルボビン７ａは、コイル９（第１コイル９ａ）を形成するコイル線９０が巻回される筒状の胴部７１を備えた絶縁性のボビン本体７０と、ボビン本体７０に保持された２本の端子ピン８（端子ピン８ａ、８ｂ）とを有している。ボビン本体７０は樹脂製であり、端子ピン８は金属製である。ボビン本体７０は、胴部７１の径方向内側の端部に、胴部７
１より外形寸法が大きい第１鍔部７２を備え、胴部７１の径方向外側の端部には、胴部７１より外形寸法が大きい第２鍔部７３を備えている。第１鍔部７２と第２鍔部７３とは胴部７１を挟んで対向しており、第１鍔部７２と第２鍔部７３との間では、胴部７１の周りにコイル線９０が巻回されている。

第２鍔部７３には、端子ピン８（端子ピン８ａ、８ｂ）が保持されている。端子ピン８の一方の端部８１には、コイル線９０の端部が絡げられた後、ハンダ付けされる。端子ピン８の他方の端部８２は、図１に示す第１ケース２１から突出し、配線基板等の配線材（図示せず）が接続される。胴部７１は四角筒状であり、かかる胴部７１の内側にはステータコア６０の突極６１ｆが挿入され、その結果、突極６１ｆの周りに第１コイル９ａが配置される。突極６１ｆは、胴部７１の内面に形成された凸部（図示せず）に当接し、突極６１ｆに対してコイルボビン７が位置ずれすることが抑制されている。

コイルボビン７ｂは、コイル９（第２コイル９ｂ）を形成するコイル線９０が巻回される筒状の胴部７１を備えた絶縁性のボビン本体７０と、ボビン本体７０に保持された２本の端子ピン８（端子ピン８ａ、８ｂ）とを有している。ボビン本体７０の構成は、コイルボビン７ａと同様であるため、説明を省略するが、ボビン本体７０の胴部７１の内側にはステータコア６０の突極６１ｂが挿入される。その結果、突極６１ｂの周りに第２コイル９ｂが配置される。

矩形部６９ｂにおいて、突極６１ｂの両側で突極６１ｂに沿って延在する延在部分６５１は、突極６１ｂに対して斜めに延在しており、突極６１ｂと延在部分６５１との間隔は、径方向内側で広がっている。このため、径方向の内側から突極６１ｂにコイルボビン７ｂを挿入するのが容易である。また、矩形部６９ｆにおいても、突極６１ｆの両側で突極６１ｆに沿って延在する延在部分６５１が突極６１ｆに対して斜めに延在しており、突極６１ｆと延在部分６５１との間隔は、径方向内側で広がっている。このため、径方向の内側から突極６１ｆにコイルボビン７ａを挿入するのが容易である。

（動作）
このように構成したモータ１、モータ装置１００および指針式表示装置２００において、端子ピン８（端子ピン８ａ、８ｂ）を介してコイル９（第１コイル９ａおよび第２コイル９ｂ）に給電すると、ロータ５が回転し、かかる回転は、図１（ｂ）に示す輪列４を介して出力軸１０に伝達される。従って、出力軸１０に連結された指針１１が回転する。その際、コイル９に所定の駆動パルス数を入力することにより、指針１１の角度位置が切り換わり、指針１１を時計周りに目標位置まで回転させた後、停止させることができる。また、逆回転用の駆動パルスを供給すれば、指針を反時計周りに別の目標位置まで回転させることができる。

（突極６１の角度位置）
本形態において、突極６１は、不等間隔に配置されているが、第１コイル９ａが配置された突極６１ｆ（主極）、および第２コイル９ｂが配置された突極６１ｂ（主極）は、一方の突極の周方向の中心がＳ極とＮ極との間、すなわち、Ｓ極とＮ極との境界部分に対向するとき、他方の突極の周方向の中心がＳ極の周方向の中心またはＮ極の周方向の中心と対向するように配置されている。より具体的には、本形態では、突極６１の数が６個で、マグネット５０では、Ｓ極とＮ極とが４対形成されていることから、周方向で角度位置が１１２．５°ずれた２つの突極６１ｆ、６１ｂが主極として利用され、他の突極６１ａ，６１ｃ，６１ｄ、６１ｅは、コイル９が配置されていない補極である。なお、突極６１ｆ、６１ｂの角度位置が１１２．５°ずれているとは、突極６１ｆの周方向の中心と突極６１ｂの周方向の中心とが、角度位置で１１２．５°ずれていることを意味する。

また、本形態では、周方向で隣り合う突極６１の各間隔は、突極６１ａを起点にすると、図３に向かって時計周りに５６．２５°、５６．２５°、６７．５°、６７．５°、５６．２５、５６．２５°である。

このように本形態のモータ装置１００において、モータ１では、マグネット５０はＳ極とＮ極とが等角度間隔に４対形成され、ステータコア６０では、突極６１が６個形成されている。かかる構成の場合、突極６１を等角度間隔に配置すると、ロータ５の回転に十分な励磁トルクを得ることができないが、ステータコア６０では、複数の突極６１のうち、コイル９が巻回された突極６１ｆ、６１ｂは、一方の突極の周方向の中心がＳ極とＮ極との間に対向するとき、他方の突極の周方向の中心がＳ極の周方向の中心またはＮ極の周方向の中心と対向するように配置されている。このため、ロータ５の回転に十分な励磁トルクを得ることができる。

また、本形態のモータ装置１００に用いたモータ１に対して電気角に対するディテントトルクの変化を検証したところ、周方向で隣り合う突極６１の各間隔を上記の条件に設定すると、ディテントトルクの変化が小さい。このため、本形態のモータ装置１００では、ロータ５の振動が少ない。従って、ロータ５の回転時に発生する音を低減することができ、低騒音化を図ることができる。また、ロータ５の回転軸５１に対する軸受部分（ケース２において回転軸５１を支持している部分）の寿命低下を抑制することができる。

（突極６１とマグネット５０とのエアーギャップの構成）
図４は、本発明の実施の形態１に係るモータ装置１００に用いたモータ１における突極６１とマグネット５０とのエアーギャップを模式的に示す説明図である。

本形態では、図４に示すように、複数の突極６１のうち、１８０°未満の第１角度範囲θ1に位置する２つの突極６１ｆ、６１ｂは各々、コイル９が周りに配置された主極とされている。これに対して、複数の突極６１のうち、２つの突極６１ｆ、６１ｂ（主極）が位置する側とは反対側で第１角度範囲θ1を二等分する仮想の二等分線Ｌａの延長線Ｌｂを中心とする１８０°の第２角度範囲θ2に位置する突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅは、コイル９が周りに配置されていない第１補極になっている。また、突極６１ｆ、６１ｂの間に位置する突極６１ａは、コイル９が配置されていない第２補極になっている。

本形態では、主極（突極６１ｆ、６１ｂ）の先端部６１０ｆ、６１０ｂがマグネット５０の周面と対向するエアーギャップの構成と、第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）の先端部６１０ｃ、６１０ｄ、６１０ｅがマグネット５０の周面と対向するエアーギャップの構成とを相違させてある。

より具体的には、６つの突極６１の先端部６１０ａ〜６１０ｆの面積は同一であり、６つの突極６１の先端部６１０ａ〜６１０ｆとマグネット５０との対向面積は同一であるが、主極（突極６１ｆ、６１ｂ）の先端部６１０ｆ、６１０ｂとマグネット５０の外周面との第１間隔ｇ1と、第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）の先端部６１０ｃ、６１０ｄ、６１０ｅとマグネット５０の外周面との第２間隔ｇ2とが相違している。本形態では、主極（突極６１ｆ、６１ｂ）の先端部６１０ｆ、６１０ｂとマグネット５０の外周面との隙間はいずれも第１間隔ｇ1であり、第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）の先端部６１０ｃ、６１０ｄ、６１０ｅとマグネット５０の外周面との隙間はいずれも第２間隔ｇ2であり、第１間隔ｇ1と第２間隔ｇ2とは相違している。本形態では、第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）の先端部６１０ｃ、６１０ｄ、６１０ｅが、２つの主極（突極６１ｆ、６１ｂ）の先端部６１０ｆ、６１０ｂに内接する仮想円Ｃの径方向外側にあり、第１間隔ｇ1は、第２間隔ｇ2より狭い。

このため、マグネット５０と主極（突極６１ｆ、６１ｂ）との間の磁気吸引力と、マグネット５０と第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）との間の磁気吸引力とが相違しており、マグネット５０と主極（突極６１ｆ、６１ｂ）との間の磁気吸引力は、マグネット５０と第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）との間の磁気吸引力より大である。

また、本形態では、２つの主極（突極６１ｆ、６１ｂ）の間には、コイル９が配置されていない突極６１ａ（第２補極）が設けられているが、かかる第２補極（突極６１ａ）の先端部６１０ａとマグネット５０の外周面との隙間は第１間隔ｇ1であり、主極（突極６１ｆ、６１ｂ）の先端部６１０ｆ、６１０ｂとマグネット５０の外周面との隙間（第１間隔ｇ1）と等しい。このため、マグネット５０と第２補極（突極６１ａ）との磁気吸引力は、マグネット５０と第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）との間の磁気吸引力より大である。

従って、図５を参照して以下に説明するように、ロータ５は、主極（突極６１ｆ、６１ｂ）が位置する第１角度範囲θ1の側に向かう側圧（矢印Ｆで示す）を受けた状態で回転する。それ故、ロータ５の振動が少ないので、ロータ５の回転時に発生する音を低減することができ、低騒音化を図ることができる。また、ロータ５の振動が少ないので、ロータ５の回転軸５１に対する軸受部分（ケース２において回転軸５１を支持している部分）の寿命低下を抑制することができる。

（評価結果）
図５は、本発明の実施の形態１に係るモータ装置１００に用いたモータ１においてロータ５が受けるラジアル方向の力（側圧）の評価結果を示すグラフである。図５（ａ）は、全ての突極６１において、マグネット５０の外周面との間隔を等しい状態から、第１間隔ｇ1の間隔を狭めた場合の量をマイナス（−）の偏芯距離とし、第１間隔ｇ1の間隔を広げた場合の量をプラス（＋）の偏芯距離として、偏芯距離とロータ５が第１角度範囲θ1の二等分線Ｌａの方向（Ｙ方向）で受ける力（ラジアル方向力）との関係を示すグラフである。かかるグラフでは、側圧が第１角度範囲θ1の側に作用する場合には、ラジアル方向力をプラスとし、側圧が第２角度範囲θ2の側に作用する場合には、ラジアル方向力をマイナスとしてある。

図５（ｂ）は、図５（ａ）において偏芯距離を−０．０５ｍｍとした場合において、ロータ５を１回転させる間にロータ５に作用する電磁力を、第１角度範囲θ1の二等分線方向（Ｙ方向）で受ける力を縦軸とし、第１角度範囲θ1の二等分線Ｌａ方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）で受ける力を横軸として示したリサージュ図である。また、図５（ｃ）は、図５（ａ）において偏芯距離を０ｍｍとした場合において、ロータ５を１回転させる間にロータ５に作用する電磁力を、第１角度範囲θ1の二等分線Ｌａの方向（Ｙ方向）で受ける力を縦軸とし、第１角度範囲θ1の二等分線方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）で受ける力を横軸として示したリサージュ図である。

図５（ａ）において、実線ＬMAXで示す値は、図５（ｂ）、（ｃ）に示すようなリサージュ図における最大値に相当し、実線ＬMINで示す値は、図５（ｂ）、（ｃ）に示すようなリサージュ図における最小値に相当し、実線ＬAVEで示す値は、上記のリサージュ図で得られた結果の平均値に相当する。

図５（ａ）に示す偏芯距離が０ｍｍの結果、および図５（ｃ）に示す結果からわかるように、全ての突極６１において、マグネット５０の外周面と間隔が等しい場合には、ロータ５に加わる力の方向が反転する。これに対して、図５（ａ）に示す偏芯距離が−０．０５ｍｍの結果、および図５（ｂ）に示す結果からわかるように、全ての突極６１において、マグネット５０の外周面と間隔を等しい状態から、第１間隔ｇ1の間隔を０．０５ｍｍ
狭めると、ロータ５には、常に第１角度範囲θ1が位置する側の力が加わり、加わる力の方向が反転しない。それ故、ロータ５の振動を抑制することができる。

また、第１間隔ｇ1の間隔を狭めた場合には、０．０５ｍｍ狭めるという比較的小さな偏芯量で、ロータ５に加わる力の方向の反転を防止できる。これに対して、第１間隔ｇ1の間隔を広げた場合、ロータ５に加わる力の方向の反転を防止するには、第１間隔ｇ1の間隔を０．１７ｍｍ広げるという比較的大きな偏芯量を必要とする。その結果、ロータ５に対するトルクが低下するという欠点がある。逆に、第２間隔ｇ2の間隔を０．１７ｍｍ狭めた構成では、マグネット５０と第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ，６１ｄ）との間に異物が挟まってロータ５の回転に支障が発生するおそれがある。それ故、第１間隔ｇ1の間隔を狭めた構成の方が好ましいといえる。

［実施の形態１の変形例］
図６は、本発明の実施の形態１に係るモータ装置１００に用いたモータ１における突極６１とマグネット５０とのエアーギャップを模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

図５（ａ）に示す結果からわかるように、ロータ５に加わる力の方向の反転を防止するには、第２間隔ｇ2を第１間隔ｇ1より狭めてもよいことから、本形態では、図６に示すように、第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）の先端部６１０ｃ、６１０ｄ、６１０ｅが、２つの主極（突極６１ｆ、６１ｂ）の先端部６１０ｆ、６１０ｂに内接する仮想円Ｃの径方向内側にある。

このため、マグネット５０と主極（突極６１ｆ、６１ｂ）との間の磁気吸引力と、マグネット５０と第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）との間の磁気吸引力とが相違しており、マグネット５０と第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）との間の磁気吸引力は、マグネット５０と主極（突極６１ｆ、６１ｂ）との間の磁気吸引力より大である。また、本形態では、第２補極（突極６１ａ）の先端部６１０ａとマグネット５０の外周面との隙間は第１間隔ｇ1であり、主極（突極６１ｆ、６１ｂ）の先端部６１０ｆ、６１０ｂとマグネット５０の外周面との隙間（第１間隔ｇ1）と等しい。このため、マグネット５０と第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）との間の磁気吸引力は、マグネット５０と第２補極（突極６１ａ）との磁気吸引力より大である。

従って、ロータ５は、主極（突極６１ｆ、６１ｂ）が位置する第１角度範囲θ1とは反対側に向かう側圧（矢印Ｆで示す）を受けた状態で回転する。それ故、ロータ５の振動が少ないので、ロータ５の回転時に発生する音量を低減することができ、低騒音化を図ることができる等の効果を奏する。

［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２に係るモータ装置１００に用いたモータ１における突極６１とマグネット５０とのエアーギャップを模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

図７に示すように、本形態では、第１間隔ｇ1を第２間隔ｇ2より狭めるにあたって、第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）の先端部６１０ｃ、６１０ｄ、６１０ｅ、および第２補極（突極６１ａ）の先端部６１０ａは、２つの主極（突極６１ｆ、６１ｂ）の先端部６１０ｆ、６１０ｂに内接する仮想円Ｃ上に位置するが、ロータ５の回転中心軸線Ｌ０が仮想円Ｃの中心Ｃoから２つの主極（突極６１ｆ、６１ｂ）に接近する方向にずれてい
る。本形態では、ロータ５の回転中心軸線Ｌ０は、二等分線Ｌａ上で仮想円Ｃの中心Ｃoから第２補極（突極６１ａ）が位置する側に寸法Ｒ分、ずれている。

かかる構成では、第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）の先端部６１０ｃ、６１０ｄ、６１０ｅとマグネット５０の外周面との第２間隔ｇ2は、第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）によって相違する。また、主極（突極６１ｆ，６１ｂ）とマグネット５０の外周面との第１間隔ｇ1は、２つの主極（突極６１ｆ，６１ｂ）において同一であるが、第２補極（突極６１ａ）とマグネット５０の外周面との間隔ｇ3と相違する。それでも、第１間隔ｇ1および第３間隔ｇ3は、第２間隔ｇ2より狭い。このため、マグネット５０と主極（突極６１ｆ、６１ｂ）との間の磁気吸引力は、マグネット５０と第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）との間の磁気吸引力より大である。

また、本形態では、第２補極（突極６１ａ）の先端部６１０ａとマグネット５０の外周面との間隔ｇ3は、第１間隔ｇ1より狭く、第２間隔ｇ2よりも狭い。このため、マグネット５０と第２補極（突極６１ａ）との磁気吸引力は、マグネット５０と第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）との間の磁気吸引力より大である。

従って、実施の形態１と同様、ロータ５は、主極（突極６１ｆ、６１ｂ）が位置する第１角度範囲θ1の側に向かう側圧（矢印Ｆで示す）を受けた状態で回転する。それ故、ロータ５の振動が少ないので、ロータ５の回転時に発生する音を低減することができ、低騒音化を図ることができる等の効果を奏する。

［実施の形態２の変形例］
図８は、本発明の実施の形態２の変形例に係るモータ装置１００に用いたモータ１における突極６１とマグネット５０とのエアーギャップを模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

図８に示すように、本形態では、第２間隔ｇ2を第１間隔ｇ1より狭めるにあたって、第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）の先端部６１０ｃ、６１０ｄ、６１０ｅ、および第２補極（突極６１ａ）の先端部６１０ａは、２つの主極（突極６１ｆ、６１ｂ）の先端部６１０ｆ、６１０ｂに内接する仮想円Ｃ上に位置するが、ロータ５の回転中心軸線Ｌ０が仮想円Ｃの中心Ｃoから２つの主極（突極６１ｆ、６１ｂ）から離間する方向にずれている。本形態では、ロータ５の回転中心軸線Ｌ０は、二等分線Ｌａの延長線Ｌｂ上で仮想円Ｃの中心Ｃoから第１補極（突極６１ｄ）が位置する側に寸法Ｒ分、ずれている。

かかる構成では、第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）の先端部６１０ｃ、６１０ｄ、６１０ｅとマグネット５０の外周面との第２間隔ｇ2は、第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）によって相違する。また、主極（突極６１ｆ，６１ｂ）とマグネット５０の外周面との第１間隔ｇ1は、２つの主極（突極６１ｆ，６１ｂ）において同一であるが、第２補極（突極６１ａ）とマグネット５０の外周面との間隔ｇ3と相違する。それでも、第２間隔ｇ2は、第１間隔ｇ1および第３間隔ｇ3より狭い。このため、マグネット５０と第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）との間の磁気吸引は、マグネット５０と主極（突極６１ｆ、６１ｂ）との間の磁気吸引力より大である。

また、本形態では、第２補極（突極６１ａ）の先端部６１０ａとマグネット５０の外周面との間隔ｇ3は、第１間隔ｇ1より広く、第２間隔ｇ2よりも広い。このため、マグネット５０と第１補極（突極６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）との間の磁気吸引力は、マグネット５０と第２補極（突極６１ａ）との磁気吸引力より大である。

従って、実施の形態１の変形例と同様、ロータ５は、主極（突極６１ｆ、６１ｂ）が位置する第１角度範囲θ1の側とは反対側に向かう側圧（矢印Ｆで示す）を受けた状態で回転する。それ故、ロータ５の振動が少ないので、ロータ５の回転時に発生する音を低減することができ、低騒音化を図ることができる等の効果を奏する。

［実施の形態３］
図９は、本発明の実施の形態３に係るモータ装置１００に用いたモータ１における突極６１とマグネット５０とのエアーギャップを模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

図９に示すように、本形態において、マグネット５０は、外周面にＳ極とＮ極とが周方向で交互に等角度間隔に設けられている。本形態において、マグネット５０では、Ｓ極とＮ極とが５対形成されている。このため、マグネット５０では、Ｓ極とＮ極とが計１０極、等角度間隔で形成されていることから、周方向で隣り合うＳ極とＮ極とは、角度位置が３６°ずれている。

ステータコア６０には、周方向に３つの突極６１が等角度間隔に形成されており、周方向で隣り合う突極６１同士は、角度位置が１２０°ずれている。

このように構成したステータコア６０には、３個の突極６１のうち、１８０°未満の第１角度範囲θ1に位置する２つの突極６１ａ、６１ｂは、コイル９が配置された主極として利用される。本形態において、２つの突極６１ａ、６１ｂは、１２０°の第１角度範囲θ1に形成されている。これに対して、複数の突極６１のうち、２つの突極６１ａ、６１ｂ（主極）が位置する側とは反対側で第１角度範囲θ1を二等分する仮想の二等分線Ｌａの延長線Ｌｂを中心とする１８０°の第２角度範囲θ2に位置する突極６１ｃは、コイル９が周りに配置されていない第１補極になっている。なお、本形態では、突極６１が３個であるため、２つの主極（突極６１ａ、６１ｂ）の間には補極（第２補極）が存在しない。このため、連結部６５では、２つの主極（突極６１ａ、６１ｂ）に挟まれた部分で切断され、途切れ部分６９が形成されている。

このように構成したモータ１においても、主極（突極６１ａ、６１ｂ）の先端部６１０ａ、６１０ｂとマグネット５０の外周面との第１間隔ｇ1と、第１補極（突極６１ｃ）の先端部６１０ｃとマグネット５０の外周面との第２間隔ｇ2とが相違している。本形態では、第１間隔ｇ1は、第２間隔ｇ2より狭い。このため、実施の形態１と同様、ロータ５は、主極（突極６１ｆ、６１ｂ）が位置する第１角度範囲θ1の側に向かう側圧（矢印Ｆで示す）を受けた状態で回転する。それ故、ロータ５の振動が少ないので、ロータ５の回転時に発生する音量を低減することができ、低騒音化を図ることができる等の効果を奏する。

［実施の形態４］
図１０は、本発明の実施の形態４に係るモータ装置１００に用いたモータ１における突極６１とマグネット５０とのエアーギャップを模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

図１０に示すように、本形態において、マグネット５０は、外周面にＳ極とＮ極とが周方向で交互に等角度間隔に設けられている。本形態において、マグネット５０では、Ｓ極とＮ極とが４対形成されている。このため、マグネット５０では、Ｓ極とＮ極とが計８極、等角度間隔で形成されていることから、周方向で隣り合うＳ極とＮ極とは、角度位置が
４５°ずれている。

ステータコア６０には、周方向に１０個の突極６１が等角度間隔に形成されており、周方向で隣り合う突極６１同士は、角度位置が３６°ずれている。

本形態では、１０個の突極６１のうち、１８０°未満の第１角度範囲θ1に位置する２つの突極６１ｅ、６１ｇは、コイル９が配置された主極として利用される。本形態において、２つの突極６１ｅ、６１ｇは、７２°の第１角度範囲θ1に形成されている。なお、本形態では、２つの主極（突極６１ｅ、６１ｇ）が成す角度が狭いので、主極（突極６１ｅ、６１ｇ）にコイルボビン７を取り付けると、図１に示す第１歯車４１を配置するスペースがなくなる。従って、本形態において、主極（突極６１ｅ、６１ｇ）は、回転中心軸線Ｌ０に対して、図１に示す第１歯車４１とは反対側に位置する。

一方、複数の突極６１のうち、２つの突極６１ｅ、６１ｇ（主極）が位置する側とは反対側で第１角度範囲θ1を二等分する仮想の二等分線Ｌａの延長線Ｌｂを中心とする１８０°の第２角度範囲θ2に位置する突極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｉ、６１ｉは、コイル９が周りに配置されていない第１補極になっている。また、ステータコア６０には、２つの突極６１ｅ、６１ｇ（主極）の間に、コイル９が周りに配置されていない突極６１ｆ（第２補極）が形成されている。また、ステータコア６０には、第１角度範囲θ1と第２角度範囲θ2との間に、コイル９が周りに配置されていない突極６１ｄ、６１ｈ（第３補極）が形成されている。

このように構成したモータ１においても、主極（突極６１ｅ、６１ｇ）の先端部６１０ｅ、６１０ｇとマグネット５０の外周面との第１間隔ｇ1と、第１補極（突極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｉ、６１ｉ）の先端部６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｉ、６１０ｉ）の先端部とマグネット５０の外周面との第２間隔ｇ2とが相違している。本形態では、第１間隔ｇ1は、第２間隔ｇ2より狭い。

また、第２補極（突極６１ｆ）の先端部６１０ｆとマグネット５０の外周面との間隔は、第２間隔ｇ2より狭い。なお、第３補極（突極６１ｄ、６１ｈ）の先端部６１０ｄ、６１０ｈとマグネット５０の外周面との間隔は、第２間隔ｇ2と等しい。

このような形態でも、実施の形態１と同様、ロータ５は、主極（突極６１ｅ、６１ｇ）が位置する第１角度範囲θ1の側に向かう側圧（矢印Ｆで示す）を受けた状態で回転する。それ故、ロータ５の振動が少ないので、ロータ５の回転時に発生する音量を低減することができ、低騒音化を図ることができる等の効果を奏する。

［他の実施の形態］
上記実施の形態１〜４では、２つの主極において、主極の先端部とマグネット５０の外周面との間隔が同一であったが、２つの主極において、主極の先端部とマグネット５０の外周面との間隔が相違している構成を採用してもよい。

上記実施の形態１、２等では、複数の第１補極において、第１補極の先端部とマグネット５０の外周面との間隔が同一であったが、複数の第１補極において、第１補極の先端部とマグネット５０の外周面との間隔が相違している構成を採用してもよい。

上記実施の形態では、モータ装置１００を指針式表示装置２００に適用した例を挙げたが、指針式表示装置用のモータ装置１００以外に本発明を適用してもよい。

１・・モータ
５・・ロータ
６・・ステータ
７・・コイルボビン
９・・コイル
１０・・出力軸（出力部材）
５０・・マグネット
６０・・ステータコア
６１、６１ａ〜６１ｊ・・突極
１００・・モータ装置
２００・・指針式表示装置
θ1・・第１角度範囲
θ2・・第２角度範囲
Ｌ０・・ロータの回転中心軸線
Ｌａ・・二等分線
Ｌｂ・・二等分線の延長線

Claims (9)

1. Ｓ極とＮ極とが周方向で交互に設けられたマグネットを備えたロータと、
   前記マグネットの外周面に隙間を隔てて先端部が対向する複数の突極が周方向に配置されたステータコアと、
   前記複数の突極のうち、１８０°未満の第１角度範囲に位置する２つの主極の各々の周りに配置されたコイルと、
   を有し、
   前記複数の突極のうち、前記２つの主極が位置する側とは反対側で前記第１角度範囲を二等分する仮想の二等分線の延長線を中心とする１８０°の第２角度範囲に位置する突極は、コイルが周りに配置されていない第１補極であり、
   前記主極の先端部と前記マグネットの外周面との第１間隔と、前記第１補極の先端部と前記マグネットの外周面との第２間隔とが相違し、前記主極の先端部と前記マグネットとの間に作用する磁気吸引力と前記第１補極と前記マグネットとの間に作用する磁気吸引力とが相違していることを特徴とするモータ。
2. 前記第１間隔は、前記第２間隔より狭いことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記２つの主極の間には、コイルが周りに配置されていない第２補極が位置し、
   当該第２補極の先端部と前記マグネットの外周面との間隔は、前記第２間隔より狭いことを特徴とする請求項２に記載のモータ。
4. 前記第２間隔は、前記第１間隔より狭いことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
5. 前記２つの主極の間には、コイルが周りに配置されていない第２補極が位置し、
   前記第２間隔は、前記第２補極の先端部と前記マグネットの外周面との間隔より狭いことを特徴とする請求項４に記載のモータ。
6. 前記第１補極の先端部は、前記２つの主極の先端部に内接する仮想円の径方向外側あるいは径方向内側に位置することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のモータ。
7. 前記第１補極の先端部は、前記２つの主極の先端部に内接する仮想円上に位置し、
   前記ロータの回転中心が前記仮想円の中心から前記２つの主極に接近する方向、あるいは前記２つの主極から離間する方向にずれていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のモータ。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載のモータを備えたモータ装置であって、
   前記ロータの回転を伝達する輪列と、
   前記輪列を介して前記ロータの回転が伝達される出力部材と、
   を有していることを特徴とするモータ装置。
9. 請求項８に記載のモータ装置を用いた指針式表示装置であって、
   前記出力部材によって指針が駆動されることを特徴とする指針式表示装置。

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