JP6349662B2 - ステッピングモータ及び時計 - Google Patents
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Description
本発明は、ステッピングモータ及び時計に関するものである。
従来、２つのコイルを備え、このコイルに適宜駆動パルスを印加することにより正逆転可能に構成されたステッピングモータが知られている。
例えば、特許文献１には、２極着磁されたロータ（回転体）と、このロータを介して対向配置された第１の磁極及び第２の磁極と、該第１、第２の磁極に対して略直角に設けられた中心磁極と、第１、第２の磁極のいずれか一方の磁極に磁気的に結合する第１のコイルと、中心磁極に磁気的に結合する第２のコイルとを備え、第１のコイルまたは第２のコイルのいずれか一方のコイルに駆動パルスを印加し、該駆動パルスの印加終了後に、他方のコイルに駆動パルスを印加することで正逆回転可能に構成されたステッピングモータが開示されている。
例えば、特許文献１には、２極着磁されたロータ（回転体）と、このロータを介して対向配置された第１の磁極及び第２の磁極と、該第１、第２の磁極に対して略直角に設けられた中心磁極と、第１、第２の磁極のいずれか一方の磁極に磁気的に結合する第１のコイルと、中心磁極に磁気的に結合する第２のコイルとを備え、第１のコイルまたは第２のコイルのいずれか一方のコイルに駆動パルスを印加し、該駆動パルスの印加終了後に、他方のコイルに駆動パルスを印加することで正逆回転可能に構成されたステッピングモータが開示されている。
しかしながら、２極に着磁されたロータを所定のステップ角で正逆高速回転させるステッピングモータにおいて、励磁用のコイルを２つ備えた場合には、ロータを回転させるために必要な電流が大きくなる。
このため、２つのコイルを備えるステッピングモータは、例えば、時計の秒針、分針、時針等のように常に回転し続けるものを動かすためのモータとしては、消費電流が高くなり過ぎ、不向きであった。
このため、２つのコイルを備えるステッピングモータは、例えば、時計の秒針、分針、時針等のように常に回転し続けるものを動かすためのモータとしては、消費電流が高くなり過ぎ、不向きであった。
コイルの巻線数を多くすれば消費電流を下げることは容易であるが、２つのコイルの巻線数をともに多くすると、ステッピングモータの実装面積が著しく大きくなる。
これにより、他の部品の実装スペースが制約されて、ステッピングモータを搭載した製品（例えば時計等）の他の機能を損なってしまったり、製品全体が大型化してしまう等の弊害が生じていた。
これにより、他の部品の実装スペースが制約されて、ステッピングモータを搭載した製品（例えば時計等）の他の機能を損なってしまったり、製品全体が大型化してしまう等の弊害が生じていた。
この点、例えば、時計の秒針、分針、時針等であれば、正転方向（すなわち時計回り）に回転する場合がほとんどである。
このため、ロータを正逆高速回転させるステッピングモータを、時計の秒針、分針、時針等を動かすために用いる場合には、ロータを正転方向（すなわち時計回り）に回転させる場合の消費電流を低く抑えることができれば、ステッピングモータ全体としての消費電流を下げることができる。
しかし、従来は、このような点に着目してロータを正転方向に回転させる場合のみ消費電流を低くするという工夫はなされていなかった。
このため、ロータを正逆高速回転させるステッピングモータを、時計の秒針、分針、時針等を動かすために用いる場合には、ロータを正転方向（すなわち時計回り）に回転させる場合の消費電流を低く抑えることができれば、ステッピングモータ全体としての消費電流を下げることができる。
しかし、従来は、このような点に着目してロータを正転方向に回転させる場合のみ消費電流を低くするという工夫はなされていなかった。
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、２つのコイルを用いてロータを正逆回転可能に構成する場合に、ロータを正転方向に回転させるために必要な消費電流を低く抑えることのできるステッピングモータ及び時計を提供することを目的とするものである。
前記課題を解決するために、本発明に係るステッピングモータは、
ステータ本体と、
回転可能に配置されたロータと、
コアとこのコアに巻線を施すことで形成されたコイルとを備える第１のコイルブロック及び第２のコイルブロックと、
を備え、
前記第１、第２のコイルブロックの前記コイルに順次又は同時に駆動パルスを印加して駆動させることにより、前記ロータを所定のステップ角で正逆自在に回転可能に構成されたステッピングモータであって、
前記第１のコイルブロックの前記コイルは、前記ロータを正転方向に回転させる際に主として駆動するコイルであって、前記第２のコイルブロックの前記コイルよりも多くの巻線を施すことで形成され、
前記ロータを時計回りに回転させる場合、前記第１のコイルブロックの前記コイルに印加する前記駆動パルスの長さの比率が他の駆動パルスに対して大きくなるように前記駆動パルスの印加が制御され、
前記ロータを反時計回りに回転させる場合、前記第１のコイルブロックの前記コイルに印加する前記駆動パルスの長さの比率が他の駆動パルスと略同じとなるように前記駆動パルスの印加が制御されることを特徴としている。
ステータ本体と、
回転可能に配置されたロータと、
コアとこのコアに巻線を施すことで形成されたコイルとを備える第１のコイルブロック及び第２のコイルブロックと、
を備え、
前記第１、第２のコイルブロックの前記コイルに順次又は同時に駆動パルスを印加して駆動させることにより、前記ロータを所定のステップ角で正逆自在に回転可能に構成されたステッピングモータであって、
前記第１のコイルブロックの前記コイルは、前記ロータを正転方向に回転させる際に主として駆動するコイルであって、前記第２のコイルブロックの前記コイルよりも多くの巻線を施すことで形成され、
前記ロータを時計回りに回転させる場合、前記第１のコイルブロックの前記コイルに印加する前記駆動パルスの長さの比率が他の駆動パルスに対して大きくなるように前記駆動パルスの印加が制御され、
前記ロータを反時計回りに回転させる場合、前記第１のコイルブロックの前記コイルに印加する前記駆動パルスの長さの比率が他の駆動パルスと略同じとなるように前記駆動パルスの印加が制御されることを特徴としている。
本発明によれば、２つのコイルを用いてロータを正逆回転可能に構成する場合に、ロータを正転方向に回転させるために必要な消費電流を低く抑えることで、ステッピングモータ全体としての消費電流を下げることができるという効果を奏する。
［第１の実施形態］
以下、図１から図１３を参照しつつ、本発明に係るステッピングモータの第１の実施形態について説明する。本実施形態に係るステッピングモータは、例えば腕時計の指針を動作させる運針機構や日付機構等を駆動させるために適用される小型のモータであるが、本発明に係るステッピングモータを適用可能な実施形態はこれに限定されるものではない。
以下、図１から図１３を参照しつつ、本発明に係るステッピングモータの第１の実施形態について説明する。本実施形態に係るステッピングモータは、例えば腕時計の指針を動作させる運針機構や日付機構等を駆動させるために適用される小型のモータであるが、本発明に係るステッピングモータを適用可能な実施形態はこれに限定されるものではない。
図１は、本実施形態におけるステッピングモータの平面図である。
図１に示すように、ステッピングモータ１００は、ステータ（Stator；固定子）１と、ロータ（Rotor；回転子）５とを備えている。
図１に示すように、ステッピングモータ１００は、ステータ（Stator；固定子）１と、ロータ（Rotor；回転子）５とを備えている。
ロータ５は、径方向に２極着磁された磁石が図示しない回転支軸に取り付けられたものである。本実施形態では、磁石は円盤状に形成されており、回転支軸は磁石の円中心に取り付けられている。
ロータ５を構成する磁石としては、例えば希土類磁石等（例えば、サマリウムコバルト磁石等）の永久磁石が好適に用いられるが、ロータ５を構成する磁石の種類はこれに限定されない。
ロータ５は、後述するステータ本体１０のロータ受容部１４に受容され、回転支軸を回転中心として回転可能に配置されている。なお、本実施形態において、ロータ５は、後述する２つのコイル（第１コイル２２ａ，第２コイル２２ｂ）に同時又は順次に駆動パルスが印加されることによって、ロータ受容部１４内で正転方向（すなわち時計回りの方向）及び逆転方向（すなわち反時計回りの方向）いずれの方向にも所定のステップ角で回転可能となっている。
ロータ５の回転支軸には例えば時計の指針を運針させるための輪列機構を構成する歯車等（図示せず）が連結されており、ロータ５が回転することにより、この歯車等を回転させるようになっている。
ロータ５を構成する磁石としては、例えば希土類磁石等（例えば、サマリウムコバルト磁石等）の永久磁石が好適に用いられるが、ロータ５を構成する磁石の種類はこれに限定されない。
ロータ５は、後述するステータ本体１０のロータ受容部１４に受容され、回転支軸を回転中心として回転可能に配置されている。なお、本実施形態において、ロータ５は、後述する２つのコイル（第１コイル２２ａ，第２コイル２２ｂ）に同時又は順次に駆動パルスが印加されることによって、ロータ受容部１４内で正転方向（すなわち時計回りの方向）及び逆転方向（すなわち反時計回りの方向）いずれの方向にも所定のステップ角で回転可能となっている。
ロータ５の回転支軸には例えば時計の指針を運針させるための輪列機構を構成する歯車等（図示せず）が連結されており、ロータ５が回転することにより、この歯車等を回転させるようになっている。
本実施形態において、ステータ１は、ステータ本体１０と、２つのコイルブロック２０とにより構成されている。
図２は、図１に示すステッピングモータ１００のステータ本体１０の平面図である。
本実施形態において、ステータ本体１０は、例えばパーマロイ等の高透磁率材料によって形成されており、第１のヨーク１１、第２のヨーク１２、第３のヨーク１３を備えている。また、これら第１のヨーク１１、第２のヨーク１２、第３のヨーク１３の交点には、ほぼ円形の孔部であるロータ受容部１４が形成されている。ロータ受容部１４には、ロータ５が回転可能に配置されている。
本実施形態において、ステータ本体１０は、例えばパーマロイ等の高透磁率材料によって形成されており、第１のヨーク１１、第２のヨーク１２、第３のヨーク１３を備えている。また、これら第１のヨーク１１、第２のヨーク１２、第３のヨーク１３の交点には、ほぼ円形の孔部であるロータ受容部１４が形成されている。ロータ受容部１４には、ロータ５が回転可能に配置されている。
ロータ受容部１４の内周面には、３つの凹部１６（凹部１６ａ,１６ｂ,１６ｃ）が設けられている。凹部１６は、ロータ５の静止状態を維持させるステータ側静止部である。
本実施形態では、図１に示すように、ロータ受容部１４の内周面であって第１のヨーク１１の幅方向のほぼ中央部に凹部１６ａが形成されている。また、ロータ受容部１４にロータ５が配置された際に、ロータ５のいずれかの極の頂点とこの凹部１６ａとが対向した際に、ロータ５の各極を結ぶ線に直交し、かつロータ５の中心を通る線上（すなわち、ロータ５の磁石の分極位置に対応する位置）に対向する位置にそれぞれ凹部１６ｂ及び凹部１６ｃが形成されている。
本実施形態において、ステッピングモータ１００は、この凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向している状態において最もインデックストルク（保持トルク）が大きくなるため、駆動パルスが印加されていない非通電状態では、ロータ５は、図１に示すような、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向している位置で磁気的に安定して停止する。
本実施形態では、図１に示すように、ロータ受容部１４の内周面であって第１のヨーク１１の幅方向のほぼ中央部に凹部１６ａが形成されている。また、ロータ受容部１４にロータ５が配置された際に、ロータ５のいずれかの極の頂点とこの凹部１６ａとが対向した際に、ロータ５の各極を結ぶ線に直交し、かつロータ５の中心を通る線上（すなわち、ロータ５の磁石の分極位置に対応する位置）に対向する位置にそれぞれ凹部１６ｂ及び凹部１６ｃが形成されている。
本実施形態において、ステッピングモータ１００は、この凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向している状態において最もインデックストルク（保持トルク）が大きくなるため、駆動パルスが印加されていない非通電状態では、ロータ５は、図１に示すような、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向している位置で磁気的に安定して停止する。
また、ロータ受容部１４の周囲であって、第１のヨーク１１、第２のヨーク１２、第３のヨーク１３がそれぞれ結合する部分は、ステータ本体１０の幅が狭くなっており、他の部分と比較して磁気飽和が起き易く磁気抵抗が大きな飽和部１７ａ，１７ｂ，１７ｃとなっている。
すなわち、第１のヨーク１１と第３のヨーク１３との間に飽和部１７ａが位置し、第１のヨーク１１と第２のヨーク１２との間に飽和部１７ｂが位置し、第２のヨーク１２と第３のヨーク１３との間に飽和部１７ｃが位置している。
すなわち、第１のヨーク１１と第３のヨーク１３との間に飽和部１７ａが位置し、第１のヨーク１１と第２のヨーク１２との間に飽和部１７ｂが位置し、第２のヨーク１２と第３のヨーク１３との間に飽和部１７ｃが位置している。
後述するように、コイルコア２１ａ，２１ｂの一端は、第１のヨーク１１、第２のヨーク１２、第３のヨーク１３と磁気的に連結されている。これにより、コイル２２（第１コイル２２ａ、第２コイル２２ｂ）に後述する駆動パルス供給回路３１から駆動パルスが印加されることによりコイル２２から磁束が生ずると、磁束はコイルコア２１ａ，２１ｂ及びこれと磁気的に連結されているステータ本体１０に沿って流れる。このとき、飽和部１７ａ，１７ｂ，１７ｃにおいて磁束が飽和して磁束の通過が妨げられる。これにより、第１のヨーク１１、第２のヨーク１２、第３のヨーク１３は磁気的に分離され、第１のヨーク１１、第２のヨーク１２、第３のヨーク１３のそれぞれに、ロータ受容部１４に受容されるロータ５の外周に沿って、第１磁極１５ａ、第２磁極１５ｂ、第３磁極１５ｃが現れるようになっている。
３つの磁極１５（第１磁極１５ａ、第２磁極１５ｂ、第３磁極１５ｃ）の極性（Ｓ極・Ｎ極）は、コイル２２の一方又は双方に駆動パルスが印加されることにより適宜切り替えられる。
３つの磁極１５（第１磁極１５ａ、第２磁極１５ｂ、第３磁極１５ｃ）の極性（Ｓ極・Ｎ極）は、コイル２２の一方又は双方に駆動パルスが印加されることにより適宜切り替えられる。
図１に示すように、本実施形態において、第２のヨーク１２の固定端の両側に配置されている飽和部１７ｂと飽和部１７ｃとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度は、第１のヨーク１１の固定端の両側に配置されている飽和部１７ａと飽和部１７ｂとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度及び第３のヨーク１３の固定端の両側に配置されている飽和部１７ａと飽和部１７ｃとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度よりも大きくなっている。
具体的には、飽和部１７ａと飽和部１７ｂとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ｂ、及び飽和部１７ａと飽和部１７ｃとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ｃは、それぞれ９０度であるのに対して、飽和部１７ｂと飽和部１７ｃとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ａは１８０度となっている。
なお、角度Ａ，角度Ｂ，角度Ｃの大きさはここに例示したものに限定されず、角度Ａは１２０度〜１８０度の範囲で、角度Ｂ及び角度Ｃは、９０度から１２０度の範囲でそれぞれ適宜設定可能である。
具体的には、飽和部１７ａと飽和部１７ｂとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ｂ、及び飽和部１７ａと飽和部１７ｃとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ｃは、それぞれ９０度であるのに対して、飽和部１７ｂと飽和部１７ｃとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ａは１８０度となっている。
なお、角度Ａ，角度Ｂ，角度Ｃの大きさはここに例示したものに限定されず、角度Ａは１２０度〜１８０度の範囲で、角度Ｂ及び角度Ｃは、９０度から１２０度の範囲でそれぞれ適宜設定可能である。
このように、本実施形態では、飽和部１７ｂと飽和部１７ｃとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ａが、角度Ｂ及び角度Ｃよりも大きくなっていることにより、第２のヨーク１２の幅が第１のヨーク１１及び第３のヨーク１３よりも大きくなっている。
図３（ａ）は、図２におけるａ−ａ線断面図であり、図３（ｂ）は、図２におけるｂ−ｂ線断面図であり、図３（ｃ）は、図２におけるｃ−ｃ線断面図である。
図３（ａ）から図３（ｃ）に示すように、第１のヨーク１１、第２のヨーク１２、第３のヨーク１３の厚みは同じ（例えば０．４ｍｍ）であるが、第１のヨーク１１及び第３のヨーク１３の幅が１．５ｍｍであるのに対して、第２のヨーク１２の幅は３．０ｍｍであり、第１のヨーク１１及び第３のヨーク１３の幅の２倍となっている。これにより、第２のヨーク１２は、第２のヨーク１２における磁束の流れに直交する断面の断面積が、第１のヨーク１１及び第３のヨーク１３における磁束の流れに直交する断面の断面積の２倍となる。
図３（ａ）は、図２におけるａ−ａ線断面図であり、図３（ｂ）は、図２におけるｂ−ｂ線断面図であり、図３（ｃ）は、図２におけるｃ−ｃ線断面図である。
図３（ａ）から図３（ｃ）に示すように、第１のヨーク１１、第２のヨーク１２、第３のヨーク１３の厚みは同じ（例えば０．４ｍｍ）であるが、第１のヨーク１１及び第３のヨーク１３の幅が１．５ｍｍであるのに対して、第２のヨーク１２の幅は３．０ｍｍであり、第１のヨーク１１及び第３のヨーク１３の幅の２倍となっている。これにより、第２のヨーク１２は、第２のヨーク１２における磁束の流れに直交する断面の断面積が、第１のヨーク１１及び第３のヨーク１３における磁束の流れに直交する断面の断面積の２倍となる。
ここで、ステータ本体１０は、前述のようにパーマロイ等の高透磁率材料によって形成されているが、より具体的には、例えばパーマロイＣ（ＰＣ）等がステータ本体１０の材料として適用される。
パーマロイＣは、Ｎｉ＝４５、Ｆｅ＝Ｂａｌを材料成分としており、初透磁率６００００μｉ、最大透磁率１８００００μｍ、飽和磁束密度０．６５Ｂｍ（Ｔ）、保持力１．２Ｈｃ（Ａ／ｍ）、固有抵抗０．５５μΩ．ｍ以上である。
後述するコイルコア２１もパーマロイ等の高透磁率材料によって形成されているが、コイルコア２１を形成する材料としては、より具体的には、例えばパーマロイＢ（ＰＢ）等が適用される。
パーマロイＢは、Ｎｉ＝７７〜７８、Ｍｏ＝５、Ｃｕ＝４、Ｆｅ＝Ｂａｌを材料成分としており、初透磁率４５００μｉ、最大透磁率４５０００μｍ、飽和磁束密度１．５０Ｂｍ（Ｔ）、保持力１２Ｈｃ（Ａ／ｍ）、固有抵抗０．４５μΩ．ｍ以上である。
このように、コイルコア２１に用いられるパーマロイＢよりもステータ本体１０に用いられるパーマロイＣの方が、磁束が飽和しやすい材料となっているため、本実施形態のように、第１コイル２２ａについて巻線数を多くした場合に、コイルコア２１ａにおいて磁気飽和を生ずることはないが、ステータ本体１０においては、磁気飽和が生ずるおそれがある。
この点、本実施形態では、巻線数の多い第１コイル２２ａと接続され、第１コイル２２ａから生じた磁束が流れる第２のヨーク１２の幅を、第１のヨーク１１及び第３のヨーク１３の幅よりも大きくすることにより、磁束の流れに直交する断面の断面積を大きくしているため、第２のヨーク１２において十分な磁路を確保することができ、磁気飽和が生ずることを防ぐことができる。
パーマロイＣは、Ｎｉ＝４５、Ｆｅ＝Ｂａｌを材料成分としており、初透磁率６００００μｉ、最大透磁率１８００００μｍ、飽和磁束密度０．６５Ｂｍ（Ｔ）、保持力１．２Ｈｃ（Ａ／ｍ）、固有抵抗０．５５μΩ．ｍ以上である。
後述するコイルコア２１もパーマロイ等の高透磁率材料によって形成されているが、コイルコア２１を形成する材料としては、より具体的には、例えばパーマロイＢ（ＰＢ）等が適用される。
パーマロイＢは、Ｎｉ＝７７〜７８、Ｍｏ＝５、Ｃｕ＝４、Ｆｅ＝Ｂａｌを材料成分としており、初透磁率４５００μｉ、最大透磁率４５０００μｍ、飽和磁束密度１．５０Ｂｍ（Ｔ）、保持力１２Ｈｃ（Ａ／ｍ）、固有抵抗０．４５μΩ．ｍ以上である。
このように、コイルコア２１に用いられるパーマロイＢよりもステータ本体１０に用いられるパーマロイＣの方が、磁束が飽和しやすい材料となっているため、本実施形態のように、第１コイル２２ａについて巻線数を多くした場合に、コイルコア２１ａにおいて磁気飽和を生ずることはないが、ステータ本体１０においては、磁気飽和が生ずるおそれがある。
この点、本実施形態では、巻線数の多い第１コイル２２ａと接続され、第１コイル２２ａから生じた磁束が流れる第２のヨーク１２の幅を、第１のヨーク１１及び第３のヨーク１３の幅よりも大きくすることにより、磁束の流れに直交する断面の断面積を大きくしているため、第２のヨーク１２において十分な磁路を確保することができ、磁気飽和が生ずることを防ぐことができる。
第１のヨーク１１、第２のヨーク１２、第３のヨーク１３の自由端側には、それぞれコイルブロック２０のコイルコア２１（コイルコア２１ａ，２１ｂ）と連結されるためのステータ側連結部１８ａ，１８ｂ，１８ｃが設けられている。
本実施形態においてステータ本体１０と２つのコイルブロック２０とはビス止め固定されることで連結されるようになっており、ステータ側連結部１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、ステータ本体１０とコイルブロック２０とをビス止めするためのねじ孔である。
なお、ステータ本体１０とコイルブロック２０との連結手法は、ステータ本体１０とコイルブロック２０とを磁気的に連結可能なものであればよく、ビス止めに限定されない。例えば、ステータ側連結部１８ａ，１８ｂ，１８ｃと後述するコイル側連結部２５ａ，２５ｂ，２５ｃとを溶接固定する手法等であってもよい。
本実施形態においてステータ本体１０と２つのコイルブロック２０とはビス止め固定されることで連結されるようになっており、ステータ側連結部１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、ステータ本体１０とコイルブロック２０とをビス止めするためのねじ孔である。
なお、ステータ本体１０とコイルブロック２０との連結手法は、ステータ本体１０とコイルブロック２０とを磁気的に連結可能なものであればよく、ビス止めに限定されない。例えば、ステータ側連結部１８ａ，１８ｂ，１８ｃと後述するコイル側連結部２５ａ，２５ｂ，２５ｃとを溶接固定する手法等であってもよい。
図４は、図１に示すステッピングモータ１００のコイルブロック２０の平面図である。
ステッピングモータ１００は、２つのコイルブロック２０（第１コイルブロック２０ａ，第２コイルブロック２０ｂ）を備えており、各コイルブロック２０は、前述のようにパーマロイ等の高透磁率材料を用いて形成されたコイルコア２１（コイルコア２１ａ，２１ｂ）と、このコイルコア２１に導線を巻回することにより形成されたコイル２２（第１コイル２２ａ、第２コイル２２ｂ）と、を有している。
コイルコア２１ａ，２１ｂは、連結部２３において連結されて一つながりとなっている。なお、コイルコア２１ａ，２１ｂが連結されて一つながりとなっていることは必須ではなく、それぞれが独立した２つのコイルコアに分離されていてもよい。
ステッピングモータ１００は、２つのコイルブロック２０（第１コイルブロック２０ａ，第２コイルブロック２０ｂ）を備えており、各コイルブロック２０は、前述のようにパーマロイ等の高透磁率材料を用いて形成されたコイルコア２１（コイルコア２１ａ，２１ｂ）と、このコイルコア２１に導線を巻回することにより形成されたコイル２２（第１コイル２２ａ、第２コイル２２ｂ）と、を有している。
コイルコア２１ａ，２１ｂは、連結部２３において連結されて一つながりとなっている。なお、コイルコア２１ａ，２１ｂが連結されて一つながりとなっていることは必須ではなく、それぞれが独立した２つのコイルコアに分離されていてもよい。
第１コイルブロック２０ａ（第１のコイルブロック）は、第１のヨーク１１と第２のヨーク１２とを磁気的に接続するように配置され、第２コイルブロック２０ｂ（第２のコイルブロック）は、第１のヨーク１１と第３のヨーク１３とを磁気的に接続するように配置されている。
すなわち、連結部２３と、コイルコア２１ａ，２１ｂの各自由端には、ステータ本体１０のステータ側連結部１８（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ）と連結されるためのコイル側連結部２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）が設けられている。
前述のように、本実施形態においてステータ本体１０とコイルブロック２０とはビス止め固定されることで連結されるようになっており、コイル側連結部２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）は、ステータ本体１０とコイルブロック２０とをビス止めするためのねじ孔である。
第１コイルブロック２０ａは、連結部２３に設けられたコイル側連結部２５ａと第１のヨーク１１に設けられたステータ側連結部１８ａとをビス止め固定し、コイルコア２１ａの自由端に設けられたコイル側連結部２５ｂと第２のヨーク１２に設けられたステータ側連結部１８ｂとをビス止め固定することで、第１のヨーク１１と第２のヨーク１２とを磁気的に接続している。
また、第２コイルブロック２０ｂは、連結部２３に設けられたコイル側連結部２５ａと第１のヨーク１１に設けられたステータ側連結部１８ａとをビス止め固定し、コイルコア２１ｂの自由端に設けられたコイル側連結部２５ｃと第３のヨーク１３に設けられたステータ側連結部１８ｃとをビス止め固定することで、第１のヨーク１１と第３のヨーク１３とを磁気的に接続している。
コイル側連結部２５（２５ａ）とステータ側連結部１８（１８ａ）とが連結されて固定部３０ａが構成され、ステータ側連結部１８（１８ｂ）、コイル側連結部２５（２５ｂ）が連結されて固定部３０ｂが構成され、ステータ側連結部１８（１８ｃ）、コイル側連結部２５（２５ｃ）が連結されて固定部３０ｃが構成されている。
なお、ステッピングモータ１００は、このコイル側連結部２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）とステータ側連結部１８（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ）とを連結させるビス（図示せず）によって、図示しない装置内や基板上等に固定されてもよい。
すなわち、連結部２３と、コイルコア２１ａ，２１ｂの各自由端には、ステータ本体１０のステータ側連結部１８（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ）と連結されるためのコイル側連結部２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）が設けられている。
前述のように、本実施形態においてステータ本体１０とコイルブロック２０とはビス止め固定されることで連結されるようになっており、コイル側連結部２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）は、ステータ本体１０とコイルブロック２０とをビス止めするためのねじ孔である。
第１コイルブロック２０ａは、連結部２３に設けられたコイル側連結部２５ａと第１のヨーク１１に設けられたステータ側連結部１８ａとをビス止め固定し、コイルコア２１ａの自由端に設けられたコイル側連結部２５ｂと第２のヨーク１２に設けられたステータ側連結部１８ｂとをビス止め固定することで、第１のヨーク１１と第２のヨーク１２とを磁気的に接続している。
また、第２コイルブロック２０ｂは、連結部２３に設けられたコイル側連結部２５ａと第１のヨーク１１に設けられたステータ側連結部１８ａとをビス止め固定し、コイルコア２１ｂの自由端に設けられたコイル側連結部２５ｃと第３のヨーク１３に設けられたステータ側連結部１８ｃとをビス止め固定することで、第１のヨーク１１と第３のヨーク１３とを磁気的に接続している。
コイル側連結部２５（２５ａ）とステータ側連結部１８（１８ａ）とが連結されて固定部３０ａが構成され、ステータ側連結部１８（１８ｂ）、コイル側連結部２５（２５ｂ）が連結されて固定部３０ｂが構成され、ステータ側連結部１８（１８ｃ）、コイル側連結部２５（２５ｃ）が連結されて固定部３０ｃが構成されている。
なお、ステッピングモータ１００は、このコイル側連結部２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）とステータ側連結部１８（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ）とを連結させるビス（図示せず）によって、図示しない装置内や基板上等に固定されてもよい。
本実施形態において、第１コイルブロック２０ａの第１コイル２２ａは、後述するように、ロータ５を正転方向に回転させる際に主として駆動するコイルである（図８及び図９参照）。
第１コイルブロック２０ａのコイルコア２１ａは、コイルコア２１ｂよりも１．５倍から２倍程度長さが長く、コイルコア２１ｂよりも多くの巻線を施すことができるようになっている。
第１コイル２２ａは、このコイルコア２１ａに巻線を施すことにより、第２コイル２２ｂよりも１．５倍から２倍程度巻線数の多いコイルとなっている。
なお、コイルコア２１ａ及びコイルコア２１ｂの長さや、第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂの巻線数はここに例示したものに限定されない。
第１コイルブロック２０ａのコイルコア２１ａは、コイルコア２１ｂよりも１．５倍から２倍程度長さが長く、コイルコア２１ｂよりも多くの巻線を施すことができるようになっている。
第１コイル２２ａは、このコイルコア２１ａに巻線を施すことにより、第２コイル２２ｂよりも１．５倍から２倍程度巻線数の多いコイルとなっている。
なお、コイルコア２１ａ及びコイルコア２１ｂの長さや、第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂの巻線数はここに例示したものに限定されない。
固定部３０ｂが設けられている第２のヨーク１２とコイルコア２１ａとの連結部分には、基板４０が重畳されている。また、固定部３０ｃが設けられている第３のヨーク１３とコイルコア２１ｂとの連結部分には、基板５０が重畳されている。
基板４０上には、第１のコイル端子４１及び第２のコイル端子４２が実装されている。第１コイル２２ａの導線端部２４は、それぞれ基板４０上の第１のコイル端子４１、第２のコイル端子４２に接続されており、第１コイル２２ａは、この第１のコイル端子４１及び第２のコイル端子４２を介して、図５に示すように、駆動パルス供給回路３１に接続されている。
同様に、基板５０上には、第１のコイル端子５１及び第２のコイル端子５２が実装されている。第１コイル２２ｂの導線端部２４は、それぞれ基板５０上の第１のコイル端子５１、第２のコイル端子５２に接続されており、第２コイル２２ｂは、この第１のコイル端子５１及び第２のコイル端子５２を介して、図５に示すように、駆動パルス供給回路３１に接続されている。
なお、基板４０，５０には、例えば、各コイルブロック２０（第１コイルブロック２０ａ，第２コイルブロック２０ｂ）に駆動パルスを印加する駆動パルス供給回路３１等、ステッピングモータ１００の制御に関わる回路等が実装されていてもよいし、基板４０，５０とは別に駆動パルス供給回路３１等を実装した回路基板を設けてもよい。
基板４０上には、第１のコイル端子４１及び第２のコイル端子４２が実装されている。第１コイル２２ａの導線端部２４は、それぞれ基板４０上の第１のコイル端子４１、第２のコイル端子４２に接続されており、第１コイル２２ａは、この第１のコイル端子４１及び第２のコイル端子４２を介して、図５に示すように、駆動パルス供給回路３１に接続されている。
同様に、基板５０上には、第１のコイル端子５１及び第２のコイル端子５２が実装されている。第１コイル２２ｂの導線端部２４は、それぞれ基板５０上の第１のコイル端子５１、第２のコイル端子５２に接続されており、第２コイル２２ｂは、この第１のコイル端子５１及び第２のコイル端子５２を介して、図５に示すように、駆動パルス供給回路３１に接続されている。
なお、基板４０，５０には、例えば、各コイルブロック２０（第１コイルブロック２０ａ，第２コイルブロック２０ｂ）に駆動パルスを印加する駆動パルス供給回路３１等、ステッピングモータ１００の制御に関わる回路等が実装されていてもよいし、基板４０，５０とは別に駆動パルス供給回路３１等を実装した回路基板を設けてもよい。
駆動パルス供給回路３１は、第１コイル２２ａと第２コイル２２ｂとにそれぞれ個別に駆動パルスを印加して、ロータ５を、１８０度ずつ回転させるようになっている。
本実施形態において、ステッピングモータ１００は、ロータ５のいずれかの極の頂点と凹部１６ａとが対向し、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向している状態において最もインデックストルク（保持トルク）が大きくなる。
このため、駆動パルス供給回路３１は、ロータ５を回転させるとともに、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置（ロータ５が磁気的に安定して静止する位置）毎にロータ５が静止するように、第１の駆動パルスＰ１、第２の駆動パルスＰ２、第３の駆動パルスＰ３を連続的に適宜各コイル２２（第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂ）に印加する。これにより、駆動パルス供給回路３１は、ロータ５を所定のステップ角（本実施形態では１８０度）で正逆自在に回転させることができるようになっている。
本実施形態において、ステッピングモータ１００は、ロータ５のいずれかの極の頂点と凹部１６ａとが対向し、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向している状態において最もインデックストルク（保持トルク）が大きくなる。
このため、駆動パルス供給回路３１は、ロータ５を回転させるとともに、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置（ロータ５が磁気的に安定して静止する位置）毎にロータ５が静止するように、第１の駆動パルスＰ１、第２の駆動パルスＰ２、第３の駆動パルスＰ３を連続的に適宜各コイル２２（第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂ）に印加する。これにより、駆動パルス供給回路３１は、ロータ５を所定のステップ角（本実施形態では１８０度）で正逆自在に回転させることができるようになっている。
また、従来、３種類の駆動パルス（すなわち、第１の駆動パルスＰ１、第２の駆動パルスＰ２、第３の駆動パルスＰ３）を印加することでロータを１８０度回転させる場合、各駆動パルスの長さはほぼ等しい長さであることが通例である。
この点、本実施形態における駆動パルス供給回路３１は、ロータ５を１８０度時計回り（すなわち正転方向）に回転させる場合に印加する３つの駆動パルス（すなわち、第１の駆動パルスＰ１、第２の駆動パルスＰ２、第３の駆動パルスＰ３）のうち、巻線数の多い第１コイル２２ａに印加する駆動パルス（本実施形態では、第２の駆動パルスＰ２。図８及び図９参照）の長さの比率が他の駆動パルス（本実施形態では、第１の駆動パルスＰ１、第３の駆動パルスＰ３）に対して著しく大きくなるように駆動パルスの印加を制御するようになっている。
第１コイル２２ａは、巻線数が多いため、駆動パルスの長さを長くしても比較的消費電流は少なくてすむ。
さらに、本実施形態において第１コイル２２ａに印加される第２の駆動パルスＰ２は、ロータ５を静止位置から正回転にさせる際に最大の回転トルクを発揮する駆動パルスである。このため、他の駆動パルスを長くしたときと比較してロータ５を１８０度回転させるのに必要な駆動パルスの全長を短くすることができ、この点においても、ロータ５を正回転させるのに必要な消費電流を低下させることができる。
なお、ロータ５を反時計回り（すなわち逆転方向）に回転させる場合には、駆動パルス供給回路３１は、３種類の駆動パルス（すなわち、第１の駆動パルスＰ１、第２の駆動パルスＰ２、第３の駆動パルスＰ３）をほぼ同じ長さずつ印加するか、巻線数の多い第１コイル２２ａに印加する駆動パルスのみ、他の駆動パルスよりも多少長くなるように印加する。本実施形態では、図１２及び図１３に示すように、第１コイル２２ａに印加する第１の駆動パルスＰ１を、他の第２の駆動パルスＰ１、第３の駆動パルスＰ３よりも多少長く印加するように制御している。
なお、第１コイル２２ａに印加する場合と第２コイル２２ｂに印加する場合とで駆動パルスの長さを変えることは必須ではなく、このような制御を行わない構成としてもよい。
この点、本実施形態における駆動パルス供給回路３１は、ロータ５を１８０度時計回り（すなわち正転方向）に回転させる場合に印加する３つの駆動パルス（すなわち、第１の駆動パルスＰ１、第２の駆動パルスＰ２、第３の駆動パルスＰ３）のうち、巻線数の多い第１コイル２２ａに印加する駆動パルス（本実施形態では、第２の駆動パルスＰ２。図８及び図９参照）の長さの比率が他の駆動パルス（本実施形態では、第１の駆動パルスＰ１、第３の駆動パルスＰ３）に対して著しく大きくなるように駆動パルスの印加を制御するようになっている。
第１コイル２２ａは、巻線数が多いため、駆動パルスの長さを長くしても比較的消費電流は少なくてすむ。
さらに、本実施形態において第１コイル２２ａに印加される第２の駆動パルスＰ２は、ロータ５を静止位置から正回転にさせる際に最大の回転トルクを発揮する駆動パルスである。このため、他の駆動パルスを長くしたときと比較してロータ５を１８０度回転させるのに必要な駆動パルスの全長を短くすることができ、この点においても、ロータ５を正回転させるのに必要な消費電流を低下させることができる。
なお、ロータ５を反時計回り（すなわち逆転方向）に回転させる場合には、駆動パルス供給回路３１は、３種類の駆動パルス（すなわち、第１の駆動パルスＰ１、第２の駆動パルスＰ２、第３の駆動パルスＰ３）をほぼ同じ長さずつ印加するか、巻線数の多い第１コイル２２ａに印加する駆動パルスのみ、他の駆動パルスよりも多少長くなるように印加する。本実施形態では、図１２及び図１３に示すように、第１コイル２２ａに印加する第１の駆動パルスＰ１を、他の第２の駆動パルスＰ１、第３の駆動パルスＰ３よりも多少長く印加するように制御している。
なお、第１コイル２２ａに印加する場合と第２コイル２２ｂに印加する場合とで駆動パルスの長さを変えることは必須ではなく、このような制御を行わない構成としてもよい。
次に、本実施形態におけるステッピングモータ１００の作用について、図６から図１３を参照しつつ説明する。
なお、図６（ａ）〜図６（ｃ）、図７（ａ）〜図７（ｃ）、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）において、実線矢印はコイル２２から発生する磁束の向きを示し、破線矢印は、ステータ１に流れる磁束の流れを示している。
なお、図６（ａ）〜図６（ｃ）、図７（ａ）〜図７（ｃ）、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）において、実線矢印はコイル２２から発生する磁束の向きを示し、破線矢印は、ステータ１に流れる磁束の流れを示している。
まず、ロータ５を正転（すなわち時計回りの方向に回転）させる場合について、図６から図９を参照しつつ説明する。
図６（ａ）から図６（ｃ）では、ロータ５のＳ極が第１磁極１５ａに最も近接している状態（図１に示す状態）を初期位置（０度位置）とし、当該状態から時計回りにロータが回転する場合について示している。いずれのコイル２２にも通電していない非通電状態では、ロータ５のＳ極と対峙する第１磁極１５ａがＮ極となり、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向した状態でロータ５が静止している。
ロータ５を正転させる場合には、まず、第３磁極１５ｃがＳ極となり、第１磁極１５ａ及び第２磁極１５ｂがＮ極となるように、駆動パルス供給回路３１が、第２コイル２２ｂのみにプラス方向の駆動パルスを第１の駆動パルスＰ１（図８に示す「Ｐ１」）として印加する。
これにより、図６（ａ）に示すように第２コイル２２ｂに実線で示す向きの磁束が生じ、第１のヨーク１１及び第１コイル２２ａのコイルコア２１ａを介して第２のヨーク１２に流れて、第１磁極１５ａ及び第２磁極１５ｂがＮ極となり、第３磁極１５ｃがＳ極となる。ロータ５のＳ極は、Ｎ極となった第２磁極１５ｂに引きつけられて正転方向に回転を開始する。
図６（ａ）から図６（ｃ）では、ロータ５のＳ極が第１磁極１５ａに最も近接している状態（図１に示す状態）を初期位置（０度位置）とし、当該状態から時計回りにロータが回転する場合について示している。いずれのコイル２２にも通電していない非通電状態では、ロータ５のＳ極と対峙する第１磁極１５ａがＮ極となり、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向した状態でロータ５が静止している。
ロータ５を正転させる場合には、まず、第３磁極１５ｃがＳ極となり、第１磁極１５ａ及び第２磁極１５ｂがＮ極となるように、駆動パルス供給回路３１が、第２コイル２２ｂのみにプラス方向の駆動パルスを第１の駆動パルスＰ１（図８に示す「Ｐ１」）として印加する。
これにより、図６（ａ）に示すように第２コイル２２ｂに実線で示す向きの磁束が生じ、第１のヨーク１１及び第１コイル２２ａのコイルコア２１ａを介して第２のヨーク１２に流れて、第１磁極１５ａ及び第２磁極１５ｂがＮ極となり、第３磁極１５ｃがＳ極となる。ロータ５のＳ極は、Ｎ極となった第２磁極１５ｂに引きつけられて正転方向に回転を開始する。
次に、第１磁極１５ａ及び第３磁極１５ｃがＳ極となり、第２磁極１５ｂがＮ極となるように、駆動パルス供給回路３１が、第１コイル２２ａのみにプラス方向の駆動パルスを第２の駆動パルスＰ２（図８に示す「Ｐ２」）として印加する。なお、第２の駆動パルスＰ２は、回転を開始したロータ５をさらに大きく回転させるものであり、駆動パルスを印加する時間（長さ）は、駆動パルスＰ１〜Ｐ３を合わせた全体の駆動パルス長さの５０％以上１００％未満である。
これにより、図６（ｂ）に示すように第１コイル２２ａに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２に磁束が流れる。
このとき、図６（ｂ）に示すように、第２のヨーク１２には、第１のヨーク及び第３のヨーク１３に流れる磁束を加算した磁束が、流れるが、前述のように第２のヨーク１２の断面積は第１のヨーク１１、第３のヨーク１３の断面積のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク１２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
この結果、第１磁極１５ａがＳ極となり、ロータ５のＳ極は、Ｓ極となった第１磁極１５ａに反発してさらに大きく正転方向に回転する。
これにより、図６（ｂ）に示すように第１コイル２２ａに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２に磁束が流れる。
このとき、図６（ｂ）に示すように、第２のヨーク１２には、第１のヨーク及び第３のヨーク１３に流れる磁束を加算した磁束が、流れるが、前述のように第２のヨーク１２の断面積は第１のヨーク１１、第３のヨーク１３の断面積のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク１２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
この結果、第１磁極１５ａがＳ極となり、ロータ５のＳ極は、Ｓ極となった第１磁極１５ａに反発してさらに大きく正転方向に回転する。
さらに、第２磁極１５ｂ及び第３磁極１５ｃがＮ極となり、第１磁極１５ａがＳ極となるように、駆動パルス供給回路３１が、第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに駆動パルスを第３の駆動パルスＰ３（図８に示す「Ｐ３」）として印加する。このとき、駆動パルス供給回路３１は、第１コイル２２ａにはプラス方向の駆動パルスを印加し、第２コイル２２ｂにはマイナス方向の駆動パルスを印加する。
これにより、図６（ｃ）に示すように第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２及び第３のヨーク１３に磁束が流れて、第２磁極１５ｂ及び第３磁極１５ｃがＮ極となり、第１磁極１５ａがＳ極となる。ロータ５のＳ極は、Ｎ極である第２磁極１５ｂ及び第３磁極１５ｃに引きつけられてさらに正転方向に回転し、１８０度回転すると凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置でロータ５が静止する。
これにより、図６（ｃ）に示すように第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２及び第３のヨーク１３に磁束が流れて、第２磁極１５ｂ及び第３磁極１５ｃがＮ極となり、第１磁極１５ａがＳ極となる。ロータ５のＳ極は、Ｎ極である第２磁極１５ｂ及び第３磁極１５ｃに引きつけられてさらに正転方向に回転し、１８０度回転すると凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置でロータ５が静止する。
ロータ５が１８０度回転した位置からさらに１８０度正転させて、ロータ５を初期位置に戻すためには、まず、第１磁極１５ａ及び第２磁極１５ｂがＳ極となり、第３磁極１５ｃがＮ極となるように、駆動パルス供給回路３１が、第２コイル２２ｂのみにマイナス方向の駆動パルスを第１の駆動パルスＰ１（図９に示す「Ｐ１」）として印加する。
これにより、図７（ａ）に示すように第２コイル２２ｂに実線で示す向きの磁束が生じ、第２コイル２２ｂから第３のヨーク１３に磁束が流れて、第２磁極１５ｂがＳ極となる。ロータ５のＳ極は、Ｓ極となった第２磁極１５ｂに反発して正転方向に回転を開始する。
これにより、図７（ａ）に示すように第２コイル２２ｂに実線で示す向きの磁束が生じ、第２コイル２２ｂから第３のヨーク１３に磁束が流れて、第２磁極１５ｂがＳ極となる。ロータ５のＳ極は、Ｓ極となった第２磁極１５ｂに反発して正転方向に回転を開始する。
次に、第１磁極１５ａ及び第３磁極１５ｃがＮ極となり、第２磁極がＳ極となるように、駆動パルス供給回路３１が、第１コイル２２ａのみにマイナス方向の駆動パルスを第２の駆動パルスＰ２（図９に示す「Ｐ２」）として印加する。なお、この場合における第２の駆動パルスＰ２も、回転を開始したロータ５をさらに大きく回転させるものであり、駆動パルスを印加する時間（長さ）は、駆動パルスＰ１〜Ｐ３を合わせた全体の駆動パルス長さの５０％以上１００％未満である。
これにより、図７（ｂ）に示すように第１コイル２２ａに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２に磁束が流れる。
このとき、図７（ｂ）に示すように、第２のヨーク１２には、第１のヨーク及び第３のヨーク１３に流れる磁束を加算した磁束が、流れるが、前述のように第２のヨーク１２の断面積は第１のヨーク１１、第３のヨーク１３の断面積のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク１２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
この結果、第１磁極１５ａがＮ極となり、ロータ５のＮ極は、Ｎ極となった第１磁極１５ａに反発してさらに大きく正転方向に回転する。
これにより、図７（ｂ）に示すように第１コイル２２ａに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２に磁束が流れる。
このとき、図７（ｂ）に示すように、第２のヨーク１２には、第１のヨーク及び第３のヨーク１３に流れる磁束を加算した磁束が、流れるが、前述のように第２のヨーク１２の断面積は第１のヨーク１１、第３のヨーク１３の断面積のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク１２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
この結果、第１磁極１５ａがＮ極となり、ロータ５のＮ極は、Ｎ極となった第１磁極１５ａに反発してさらに大きく正転方向に回転する。
さらに、第２磁極１５ｂ及び第３磁極１５ｃがＳ極となり、第１磁極がＮ極となるように、駆動パルス供給回路３１が、第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに駆動パルスを第３の駆動パルスＰ３（図９に示す「Ｐ３」）として印加する。このとき、駆動パルス供給回路３１は、第１コイル２２ａにはマイナス方向の駆動パルスを印加し、第２コイル２２ｂにはプラス方向の駆動パルスを印加する。
これにより、図７（ｃ）に示すように第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２及び第３のヨーク１３に磁束が流れて、第３磁極１５ｃがＳ極となる。ロータ５のＮ極は、Ｓ極である第２磁極１５ｂ及び第３磁極１５ｃに引きつけられてさらに正転方向に回転し、図７（ａ）に示す位置から１８０度回転すると凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置でロータ５が静止する。
これにより、図７（ｃ）に示すように第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２及び第３のヨーク１３に磁束が流れて、第３磁極１５ｃがＳ極となる。ロータ５のＮ極は、Ｓ極である第２磁極１５ｂ及び第３磁極１５ｃに引きつけられてさらに正転方向に回転し、図７（ａ）に示す位置から１８０度回転すると凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置でロータ５が静止する。
次に、ロータ５を逆転（すなわち反時計回りの方向に回転）させる場合について、図１０から図１３を参照しつつ説明する。
図１０（ａ）から図１０（ｃ）では、ロータ５のＮ極が第１磁極１５ａに最も近接している状態を初期位置（１８０度位置）とし、当該状態から時計回りにロータが回転する場合について示している。いずれのコイル２２にも通電していない非通電状態では、ロータ５のＮ極と対峙する第１磁極１５ａがＳ極となり、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向した状態でロータ５が静止している。
ロータ５を逆転させる場合には、まず、第１磁極１５ａ及び第３磁極１５ｃがＳ極となり、第２磁極１５ｂがＮ極となるように、駆動パルス供給回路３１が、第１コイル２２ａのみにプラス方向の駆動パルスを第１の駆動パルスＰ１（図１２に示す「Ｐ１」）として印加する。
これにより、図１０（ａ）に示すように第１コイル２２ａに実線で示す向きの磁束が生じ、第１のヨーク１１及び第１コイル２２ａのコイルコア２１ａを介して第２のヨーク１２に流れる。
このとき、図１０（ａ）に示すように、第２のヨーク１２には、第１のヨーク１１及び第３のヨーク１３に流れる磁束を加算した磁束が、流れるが、前述のように第２のヨーク１２の断面積は第１のヨーク１１、第３のヨーク１３の断面積のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク１２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
この結果、第３磁極１５ｃがＳ極となる。ロータ５のＳ極は、Ｓ極となった第３磁極１５ｃに反発して逆転方向に回転を開始する。
図１０（ａ）から図１０（ｃ）では、ロータ５のＮ極が第１磁極１５ａに最も近接している状態を初期位置（１８０度位置）とし、当該状態から時計回りにロータが回転する場合について示している。いずれのコイル２２にも通電していない非通電状態では、ロータ５のＮ極と対峙する第１磁極１５ａがＳ極となり、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向した状態でロータ５が静止している。
ロータ５を逆転させる場合には、まず、第１磁極１５ａ及び第３磁極１５ｃがＳ極となり、第２磁極１５ｂがＮ極となるように、駆動パルス供給回路３１が、第１コイル２２ａのみにプラス方向の駆動パルスを第１の駆動パルスＰ１（図１２に示す「Ｐ１」）として印加する。
これにより、図１０（ａ）に示すように第１コイル２２ａに実線で示す向きの磁束が生じ、第１のヨーク１１及び第１コイル２２ａのコイルコア２１ａを介して第２のヨーク１２に流れる。
このとき、図１０（ａ）に示すように、第２のヨーク１２には、第１のヨーク１１及び第３のヨーク１３に流れる磁束を加算した磁束が、流れるが、前述のように第２のヨーク１２の断面積は第１のヨーク１１、第３のヨーク１３の断面積のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク１２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
この結果、第３磁極１５ｃがＳ極となる。ロータ５のＳ極は、Ｓ極となった第３磁極１５ｃに反発して逆転方向に回転を開始する。
次に、第１磁極１５ａ及び第２磁極１５ｂがＮ極となり、第３磁極１５ｃがＳ極となるように、駆動パルス供給回路３１が、第２コイル２２ｂのみにプラス方向の駆動パルスを第２の駆動パルスＰ２（図１２に示す「Ｐ２」）として印加する。
これにより、図１０（ｂ）に示すように第１コイル２２ａに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２に磁束が流れて、第１磁極１５ａがＮ極となる。ロータ５のＮ極は、Ｎ極である第１磁極１５ａに反発するとともにＳ極である第３磁極１５ｃに引きつけられてさらに逆転方向に回転する。
これにより、図１０（ｂ）に示すように第１コイル２２ａに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２に磁束が流れて、第１磁極１５ａがＮ極となる。ロータ５のＮ極は、Ｎ極である第１磁極１５ａに反発するとともにＳ極である第３磁極１５ｃに引きつけられてさらに逆転方向に回転する。
さらに、第２磁極１５ｂ及び第３磁極１５ｃがＳ極となり、第１磁極１５ａがＮ極となるように、駆動パルス供給回路３１が、第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに駆動パルスを第３の駆動パルスＰ３（図１２に示す「Ｐ３」）として印加する。このとき、駆動パルス供給回路３１は、第１コイル２２ａにはマイナス方向の駆動パルスを印加し、第２コイル２２ｂにはプラス方向の駆動パルスを印加する。
これにより、図１０（ｃ）に示すように第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２及び第３のヨーク１３に磁束が流れて、第２磁極１５ｂがＳ極となる。ロータ５のＮ極は、Ｓ極である第２磁極１５ｂ及び第３磁極１５ｃに引きつけられてさらに逆転方向に回転し、１８０度回転すると凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置でロータ５が静止する。
これにより、図１０（ｃ）に示すように第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２及び第３のヨーク１３に磁束が流れて、第２磁極１５ｂがＳ極となる。ロータ５のＮ極は、Ｓ極である第２磁極１５ｂ及び第３磁極１５ｃに引きつけられてさらに逆転方向に回転し、１８０度回転すると凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置でロータ５が静止する。
ロータ５が１８０度回転した位置からさらに１８０度逆転させて、ロータ５を初期位置に戻すためには、まず、第１磁極１５ａ及び第３磁極１５ｃがＮ極となり、第２磁極１５ｂがＳ極となるように、駆動パルス供給回路３１が、第１コイル２２ａのみにプラス方向の駆動パルスを第１の駆動パルスＰ１（図１３に示す「Ｐ１」）として印加する。
これにより、図１１（ａ）に示すように第１コイル２２ａに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２から第１コイル２２ａに磁束が流れる。
このとき、図１１（ａ）に示すように、第２のヨーク１２には、第１のヨーク１１及び第３のヨーク１３に流れる磁束を加算した磁束が、流れるが、前述のように第２のヨーク１２の断面積は第１のヨーク１１、第３のヨーク１３の断面積のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク１２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
この結果、第３磁極１５ｃがＮ極となる。ロータ５のＮ極は、Ｎ極となった第３磁極１５ｃに反発して逆転方向に回転を開始する。
これにより、図１１（ａ）に示すように第１コイル２２ａに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２から第１コイル２２ａに磁束が流れる。
このとき、図１１（ａ）に示すように、第２のヨーク１２には、第１のヨーク１１及び第３のヨーク１３に流れる磁束を加算した磁束が、流れるが、前述のように第２のヨーク１２の断面積は第１のヨーク１１、第３のヨーク１３の断面積のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク１２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
この結果、第３磁極１５ｃがＮ極となる。ロータ５のＮ極は、Ｎ極となった第３磁極１５ｃに反発して逆転方向に回転を開始する。
次に、第１磁極１５ａ及び第２磁極１５ｂがＳ極となり、第３磁極１５ｃがＮ極となるように、駆動パルス供給回路３１が、第２コイル２２ｂのみにプラス方向の駆動パルスを第２の駆動パルスＰ２（図１３に示す「Ｐ２」）として印加する。
これにより、図１１（ｂ）に示すように第１コイル２２ａに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２に磁束が流れて、第１磁極１５ａがＳ極となる。ロータ５のＳ極は、Ｓ極である第１磁極１５ａに反発するとともにＮ極である第３磁極１５ｃに引きつけられてさらに逆転方向に回転する。
これにより、図１１（ｂ）に示すように第１コイル２２ａに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２に磁束が流れて、第１磁極１５ａがＳ極となる。ロータ５のＳ極は、Ｓ極である第１磁極１５ａに反発するとともにＮ極である第３磁極１５ｃに引きつけられてさらに逆転方向に回転する。
さらに、第２磁極１５ｂ及び第３磁極１５ｃがＮ極となり、第１磁極１５ａがＳ極となるように、駆動パルス供給回路３１が、第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに駆動パルスを第３の駆動パルスＰ３（図１３に示す「Ｐ３」）として印加する。このとき、駆動パルス供給回路３１は、第１コイル２２ａにはマイナス方向の駆動パルスを印加し、第２コイル２２ｂにはプラス方向の駆動パルスを印加する。
これにより、図１１（ｃ）に示すように第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２及び第３のヨーク１３に磁束が流れて、第２磁極１５ｂがＮ極となる。ロータ５のＳ極は、Ｎ極である第２磁極１５ｂ及び第３磁極１５ｃに引きつけられてさらに逆転方向に回転し、図１２（ａ）に示す位置から１８０度回転すると凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置でロータ５が静止する。
これにより、図１１（ｃ）に示すように第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに実線で示す向きの磁束が生じ、第２のヨーク１２及び第３のヨーク１３に磁束が流れて、第２磁極１５ｂがＮ極となる。ロータ５のＳ極は、Ｎ極である第２磁極１５ｂ及び第３磁極１５ｃに引きつけられてさらに逆転方向に回転し、図１２（ａ）に示す位置から１８０度回転すると凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置でロータ５が静止する。
なお、ロータ５を正転方向に回転させる際に主として駆動する第１コイル２２ａの巻線幅を４．０ｍｍ、他方の第２コイル２２ｂの巻線幅を２．０ｍｍとしたステッピングモータ１００により、上記のようにロータ５を正転させた場合とロータ５を逆転させた場合とのシミュレーションを行い、消費電流を計測した結果、正転の場合には、消費電流が１．０５μＡであり、逆転の場合には、消費電流が２．４５μＡであるとの結果を得た。
他方、２つのコイルの巻線幅がともに同じ（例えば３．０ｍｍ）である従来のステッピングモータについて、同様に、ロータを正転させた場合とロータを逆転させた場合とのシミュレーションを行い、消費電流を計測した結果、正転の場合には、消費電流が１．７３μＡであり、逆転の場合には、消費電流が１．７３μＡであるとの結果を得た。
この結果から、本実施形態のように、ロータ５を正転方向に回転させる際に主として駆動する第１コイル２２ａを第２コイル２２ｂよりも多くの巻線を施すことで形成した場合には、ロータ５を逆転させる際には、従来よりも消費電流が多くなるが、ロータ５を正転させる場合には、従来よりも大きく消費電流を抑えることができることが分かった。
他方、２つのコイルの巻線幅がともに同じ（例えば３．０ｍｍ）である従来のステッピングモータについて、同様に、ロータを正転させた場合とロータを逆転させた場合とのシミュレーションを行い、消費電流を計測した結果、正転の場合には、消費電流が１．７３μＡであり、逆転の場合には、消費電流が１．７３μＡであるとの結果を得た。
この結果から、本実施形態のように、ロータ５を正転方向に回転させる際に主として駆動する第１コイル２２ａを第２コイル２２ｂよりも多くの巻線を施すことで形成した場合には、ロータ５を逆転させる際には、従来よりも消費電流が多くなるが、ロータ５を正転させる場合には、従来よりも大きく消費電流を抑えることができることが分かった。
以上のように、本実施形態によれば、ロータ５を正転方向に回転させる際に主として駆動するコイルである、第１コイルブロック２０ａの第１コイル２２ａが、他方の第２コイルブロック２０ｂの第２コイル２２ｂよりも多くの巻線を施すことで形成されている。
このため、ロータ５を正転方向に回転させる際の消費電流を大きく減らすことができる。
例えば、時計の指針等を回転させる手段として用いられるステッピングモータ１００の場合、ロータ５が正逆回転可能に構成されている場合でも、正転方向に回転させる用途がほとんどである。このため、ロータ５を正転方向に回転させる際の消費電流を抑えることにより、ステッピングモータ１００全体としての省電力化を実現することができる。
また、２つのコイルブロック２０のうちの一方のみを大きくすれば足りるため、ステッピングモータ１００全体を大型化させずにすみ、時計等の装置への実装面積を小さく抑えることができる。これにより、ステッピングモータ１００を組み込んだ製品を小型化することができる。
また、本実施形態では、巻線数の多い第１コイル２２ａに印加する駆動パルス（例えば、本実施形態では、第２の駆動パルスＰ２。図８及び図９参照）の長さの比率が他の駆動パルス（例えば、本実施形態では、第１の駆動パルスＰ１、第３の駆動パルスＰ３）に対して著しく大きくなるように駆動パルスの印加を制御している。第１コイル２２ａは巻線数が多いため、このように、第１コイル２２ａに印加する駆動パルスの長さを、第２コイル２２ｂに印加する駆動パルスの長さよりも長くしても、比較的消費電流は少なくてすみ、省電力化を図ることができる。
さらに、ロータ５を正転方向に回転させる場合において第１コイル２２ａに印加される第２の駆動パルスＰ２は、ロータ５を静止位置から正回転にさせる際に最大の回転トルクを発揮する駆動パルスである。このため、他の駆動パルスを長くしたときと比較してロータ５を１８０度回転させるのに必要な駆動パルスの全長を短くすることができ、この点においても、ロータ５を正回転させるのに必要な消費電流を低下させることができ、一層顕著な省電力化を実現することができる。
また、本実施形態では、第１コイル２２ａが磁気的に結合されている第２のヨーク１２における磁束の流れに直交する断面の断面積が第３のヨーク１３における磁束の流れに直交する断面の断面積よりも大きく形成されている。
これにより、第２のヨーク１２には第１のヨーク１１、第３のヨーク１３と比較してほぼ２倍の磁路が形成される。このため、巻線数の多い第１コイル２２ａから多くの磁束が生じ、第１のヨーク１１、第３のヨーク１３と比較して２倍程度の磁束が第２のヨーク１２に流れた場合でも、第２のヨーク１２において磁束が飽和しにくく、エネルギーのロスが極力起こりにくい構造となっている。
また、本実施形態では、第２のヨーク１２の幅を第３のヨーク１３の幅よりも大きくすることにより断面積を大きくしている。このため、ステータ本体１０の厚みを一定としつつ断面積を変えることができ、第２のヨーク１２の断面積が第３のヨーク１３の断面積よりも大きなステッピングモータ１００を容易に製造することができる。
このため、ロータ５を正転方向に回転させる際の消費電流を大きく減らすことができる。
例えば、時計の指針等を回転させる手段として用いられるステッピングモータ１００の場合、ロータ５が正逆回転可能に構成されている場合でも、正転方向に回転させる用途がほとんどである。このため、ロータ５を正転方向に回転させる際の消費電流を抑えることにより、ステッピングモータ１００全体としての省電力化を実現することができる。
また、２つのコイルブロック２０のうちの一方のみを大きくすれば足りるため、ステッピングモータ１００全体を大型化させずにすみ、時計等の装置への実装面積を小さく抑えることができる。これにより、ステッピングモータ１００を組み込んだ製品を小型化することができる。
また、本実施形態では、巻線数の多い第１コイル２２ａに印加する駆動パルス（例えば、本実施形態では、第２の駆動パルスＰ２。図８及び図９参照）の長さの比率が他の駆動パルス（例えば、本実施形態では、第１の駆動パルスＰ１、第３の駆動パルスＰ３）に対して著しく大きくなるように駆動パルスの印加を制御している。第１コイル２２ａは巻線数が多いため、このように、第１コイル２２ａに印加する駆動パルスの長さを、第２コイル２２ｂに印加する駆動パルスの長さよりも長くしても、比較的消費電流は少なくてすみ、省電力化を図ることができる。
さらに、ロータ５を正転方向に回転させる場合において第１コイル２２ａに印加される第２の駆動パルスＰ２は、ロータ５を静止位置から正回転にさせる際に最大の回転トルクを発揮する駆動パルスである。このため、他の駆動パルスを長くしたときと比較してロータ５を１８０度回転させるのに必要な駆動パルスの全長を短くすることができ、この点においても、ロータ５を正回転させるのに必要な消費電流を低下させることができ、一層顕著な省電力化を実現することができる。
また、本実施形態では、第１コイル２２ａが磁気的に結合されている第２のヨーク１２における磁束の流れに直交する断面の断面積が第３のヨーク１３における磁束の流れに直交する断面の断面積よりも大きく形成されている。
これにより、第２のヨーク１２には第１のヨーク１１、第３のヨーク１３と比較してほぼ２倍の磁路が形成される。このため、巻線数の多い第１コイル２２ａから多くの磁束が生じ、第１のヨーク１１、第３のヨーク１３と比較して２倍程度の磁束が第２のヨーク１２に流れた場合でも、第２のヨーク１２において磁束が飽和しにくく、エネルギーのロスが極力起こりにくい構造となっている。
また、本実施形態では、第２のヨーク１２の幅を第３のヨーク１３の幅よりも大きくすることにより断面積を大きくしている。このため、ステータ本体１０の厚みを一定としつつ断面積を変えることができ、第２のヨーク１２の断面積が第３のヨーク１３の断面積よりも大きなステッピングモータ１００を容易に製造することができる。
［第２の実施の形態］
次に、図１４及び図１５を参照しつつ、本発明に係るステッピングモータの第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、ステータ本体の構成が第１の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に第１の実施形態と異なる点について説明する。
次に、図１４及び図１５を参照しつつ、本発明に係るステッピングモータの第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、ステータ本体の構成が第１の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に第１の実施形態と異なる点について説明する。
図１４は、本実施形態のステッピングモータの平面図である。
図１４に示すように、本実施形態において、ステッピングモータ２００は、第１の実施形態と同様に、３つのヨーク（すなわち、第１のヨーク７１、第２のヨーク７２、第３のヨーク７３）を備えるステータ本体７０と２つのコイルブロック２０（第１コイルブロック２０ａ及び第２コイルブロック２０ｂ）とを備えるステータ１と、ステータ本体７０のロータ受容部１４に回転可能に受容されたロータ５等を備えて構成されている。
図１４に示すように、本実施形態において、ステッピングモータ２００は、第１の実施形態と同様に、３つのヨーク（すなわち、第１のヨーク７１、第２のヨーク７２、第３のヨーク７３）を備えるステータ本体７０と２つのコイルブロック２０（第１コイルブロック２０ａ及び第２コイルブロック２０ｂ）とを備えるステータ１と、ステータ本体７０のロータ受容部１４に回転可能に受容されたロータ５等を備えて構成されている。
本実施形態では、第２のヨーク７２の固定端の両側に配置されている飽和部７７ｂと飽和部７７ｃとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ａと、第１のヨーク７１の固定端の両側に配置されている飽和部７７ａと飽和部７７ｂとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ｂと、第３のヨーク７３の固定端の両側に配置されている飽和部７７ａと飽和部７７ｃとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ｃとは、いずれも等しく１２０度となっている。
図１５（ａ）は、図１４におけるａ−ａ線断面図であり、図１５（ｂ）は、図１４におけるｂ−ｂ線断面図であり、図１５（ｃ）は、図１４におけるｃ−ｃ線断面図である。
図１５（ａ）から図１５（ｃ）に示すように、第１のヨーク７１、第２のヨーク７２、第３のヨーク７３の幅は同じ（例えば１．６ｍｍ）であるが、第１のヨーク７１及び第３のヨーク７３の厚みが０．４ｍｍであるのに対して、第２のヨーク７２の厚みは０．８ｍｍであり、第１のヨーク７１及び第３のヨーク７３の厚みの２倍となっている。これにより、第２のヨーク７２は、第２のヨーク７２における磁束の流れに直交する断面の断面積が、第１のヨーク７１及び第３のヨーク７３における磁束の流れに直交する断面の断面積の２倍となる。
図１５（ａ）から図１５（ｃ）に示すように、第１のヨーク７１、第２のヨーク７２、第３のヨーク７３の幅は同じ（例えば１．６ｍｍ）であるが、第１のヨーク７１及び第３のヨーク７３の厚みが０．４ｍｍであるのに対して、第２のヨーク７２の厚みは０．８ｍｍであり、第１のヨーク７１及び第３のヨーク７３の厚みの２倍となっている。これにより、第２のヨーク７２は、第２のヨーク７２における磁束の流れに直交する断面の断面積が、第１のヨーク７１及び第３のヨーク７３における磁束の流れに直交する断面の断面積の２倍となる。
なお、その他の構成は、第１の実施形態と同様であることから、同一部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
次に、本実施形態におけるステッピングモータ２００の作用について、説明する。
第１の実施形態と同様に、ロータ５を正転（すなわち時計回りの方向に回転）させる場合には、まず、駆動パルス供給回路３１が、第２コイル２２ｂのみにプラス方向の駆動パルスを印加する（第１の駆動パルスＰ１）。
次に、第１コイル２２ａのみにプラス方向の駆動パルスを印加する（第２の駆動パルスＰ２）。なお、第２の駆動パルスＰ２を印加する時間（長さ）は、駆動パルスＰ１〜Ｐ３を合わせた全体の駆動パルス長さの５０％以上１００％未満である。
第１コイル２２ａへの駆動パルスの印加によって、第２のヨーク７２には、第３のヨーク７３に磁束が流れる場合と比べてほぼ２倍の磁束が流れるが、第２のヨーク７２の断面積は第１のヨーク７１、第３のヨーク７３の断面積のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク７２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
さらに、第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに駆動パルスを印加する（第３の駆動パルスＰ３）。このとき、駆動パルス供給回路３１は、第１コイル２２ａにはプラス方向の駆動パルスを印加し、第２コイル２２ｂにはマイナス方向の駆動パルスを印加する。
これにより、ロータ５は、初期位置から１８０度正回転し、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置で静止する。
次に、第１コイル２２ａのみにプラス方向の駆動パルスを印加する（第２の駆動パルスＰ２）。なお、第２の駆動パルスＰ２を印加する時間（長さ）は、駆動パルスＰ１〜Ｐ３を合わせた全体の駆動パルス長さの５０％以上１００％未満である。
第１コイル２２ａへの駆動パルスの印加によって、第２のヨーク７２には、第３のヨーク７３に磁束が流れる場合と比べてほぼ２倍の磁束が流れるが、第２のヨーク７２の断面積は第１のヨーク７１、第３のヨーク７３の断面積のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク７２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
さらに、第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに駆動パルスを印加する（第３の駆動パルスＰ３）。このとき、駆動パルス供給回路３１は、第１コイル２２ａにはプラス方向の駆動パルスを印加し、第２コイル２２ｂにはマイナス方向の駆動パルスを印加する。
これにより、ロータ５は、初期位置から１８０度正回転し、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置で静止する。
ロータ５が１８０度回転した位置からさらに１８０度正転させて、ロータ５を初期位置に戻すためには、まず、第２コイル２２ｂのみにマイナス方向の駆動パルスを印加する（第１の駆動パルスＰ１）。
次に、第１コイル２２ａのみにマイナス方向の駆動パルスを印加する（第２の駆動パルスＰ２）。なお、第２の駆動パルスＰ２を印加する時間（長さ）は、駆動パルスＰ１〜Ｐ３を合わせた全体の駆動パルス長さの５０％以上１００％未満である。
第１コイル２２ａへの駆動パルスの印加によって、第２のヨーク７２には、第３のヨーク７３に磁束が流れる場合と比べてほぼ２倍の磁束が流れるが、第２のヨーク７２の断面積は第１のヨーク７１、第３のヨーク７３の断面積のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク７２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
さらに、第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに駆動パルスを印加する（第３の駆動パルスＰ３）。このとき、駆動パルス供給回路３１は、第１コイル２２ａにはマイナス方向の駆動パルスを印加し、第２コイル２２ｂにはプラス方向の駆動パルスを印加する。
これにより、ロータ５は、初期位置から１８０度正回転した位置からさらに１８０度正回転して初期位置に戻り、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置で静止する。
次に、第１コイル２２ａのみにマイナス方向の駆動パルスを印加する（第２の駆動パルスＰ２）。なお、第２の駆動パルスＰ２を印加する時間（長さ）は、駆動パルスＰ１〜Ｐ３を合わせた全体の駆動パルス長さの５０％以上１００％未満である。
第１コイル２２ａへの駆動パルスの印加によって、第２のヨーク７２には、第３のヨーク７３に磁束が流れる場合と比べてほぼ２倍の磁束が流れるが、第２のヨーク７２の断面積は第１のヨーク７１、第３のヨーク７３の断面積のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク７２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
さらに、第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに駆動パルスを印加する（第３の駆動パルスＰ３）。このとき、駆動パルス供給回路３１は、第１コイル２２ａにはマイナス方向の駆動パルスを印加し、第２コイル２２ｂにはプラス方向の駆動パルスを印加する。
これにより、ロータ５は、初期位置から１８０度正回転した位置からさらに１８０度正回転して初期位置に戻り、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置で静止する。
次に、ロータ５を逆転（すなわち反時計回りの方向に回転）させる場合には、第１の実施形態と同様に、まず、駆動パルス供給回路３１が、第１コイル２２ａのみにプラス方向の駆動パルスを印加する（第１の駆動パルスＰ１）。
このとき、第２のヨーク７２には、第３のヨーク７３に磁束が流れる場合と比べてほぼ２倍の磁束が流れるが、第２のヨーク７２の断面積は第１のヨーク７１及び第３のヨーク７３のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク７２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
次に、第２コイル２２ｂのみにプラス方向の駆動パルスを印加する（第２の駆動パルスＰ２）。
さらに、第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに駆動パルスを印加する（第３の駆動パルスＰ３）。このとき、駆動パルス供給回路３１は、第１コイル２２ａにはマイナス方向の駆動パルスを印加し、第２コイル２２ｂにはプラス方向の駆動パルスを印加する。
これにより、ロータ５は、初期位置から１８０度逆回転し、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置で静止する。
このとき、第２のヨーク７２には、第３のヨーク７３に磁束が流れる場合と比べてほぼ２倍の磁束が流れるが、第２のヨーク７２の断面積は第１のヨーク７１及び第３のヨーク７３のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク７２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
次に、第２コイル２２ｂのみにプラス方向の駆動パルスを印加する（第２の駆動パルスＰ２）。
さらに、第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに駆動パルスを印加する（第３の駆動パルスＰ３）。このとき、駆動パルス供給回路３１は、第１コイル２２ａにはマイナス方向の駆動パルスを印加し、第２コイル２２ｂにはプラス方向の駆動パルスを印加する。
これにより、ロータ５は、初期位置から１８０度逆回転し、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置で静止する。
ロータ５が１８０度逆回転した位置からさらに１８０度逆回転させて、ロータ５を初期位置に戻すためには、まず、第１コイル２２ａのみにマイナス方向の駆動パルスを印加する（第１の駆動パルスＰ１）。
このとき、第２のヨーク７２には、第３のヨーク７３に磁束が流れる場合と比べてほぼ２倍の磁束が流れるが、第２のヨーク７２の断面積は第１のヨーク７１及び第３のヨーク７３のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク７２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
次に、第２コイル２２ｂのみにマイナス方向の駆動パルスを印加する（第２の駆動パルスＰ２）。
さらに、第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに駆動パルスを印加する（第３の駆動パルスＰ３）。このとき、駆動パルス供給回路３１は、第１コイル２２ａにはプラス方向の駆動パルスを印加し、第２コイル２２ｂにはマイナス方向の駆動パルスを印加する。
これにより、ロータ５は、初期位置から１８０度逆回転した位置からさらに１８０度逆回転して初期位置に戻り、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置で静止する。
このとき、第２のヨーク７２には、第３のヨーク７３に磁束が流れる場合と比べてほぼ２倍の磁束が流れるが、第２のヨーク７２の断面積は第１のヨーク７１及び第３のヨーク７３のほぼ２倍となっていることから、第２のヨーク７２において磁束の飽和を生じず、ほとんどエネルギーのロスを生じない。
次に、第２コイル２２ｂのみにマイナス方向の駆動パルスを印加する（第２の駆動パルスＰ２）。
さらに、第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂに駆動パルスを印加する（第３の駆動パルスＰ３）。このとき、駆動パルス供給回路３１は、第１コイル２２ａにはプラス方向の駆動パルスを印加し、第２コイル２２ｂにはマイナス方向の駆動パルスを印加する。
これにより、ロータ５は、初期位置から１８０度逆回転した位置からさらに１８０度逆回転して初期位置に戻り、凹部１６ｂ及び凹部１６ｃとロータ５の磁石の分極位置とが対向する磁気的安定位置で静止する。
なお、その他の点については、第１の実施形態と同様であることから、その説明を省略する。
以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得られる他、以下の効果を得ることができる。
すなわち、本実施形態の構成では、第２のヨーク７２の厚みを厚くすることで断面積を大きくしており、第２のヨーク７２の固定端の両側に配置されている飽和部７７ｂと飽和部７７ｃとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ａと、第１のヨーク７１の固定端の両側に配置されている飽和部７７ａと飽和部７７ｂとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ｂと、第３のヨーク７３の固定端の両側に配置されている飽和部７７ａと飽和部７７ｃとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ｃとは、いずれも等しくなっている。
このため、上面視において従来のステッピングモータと同様の形状とすることができ、従来のステッピングモータを想定したケース等の中に容易に実装することができる。
すなわち、本実施形態の構成では、第２のヨーク７２の厚みを厚くすることで断面積を大きくしており、第２のヨーク７２の固定端の両側に配置されている飽和部７７ｂと飽和部７７ｃとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ａと、第１のヨーク７１の固定端の両側に配置されている飽和部７７ａと飽和部７７ｂとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ｂと、第３のヨーク７３の固定端の両側に配置されている飽和部７７ａと飽和部７７ｃとがロータ受容部１４の円中心に対してなす角度Ｃとは、いずれも等しくなっている。
このため、上面視において従来のステッピングモータと同様の形状とすることができ、従来のステッピングモータを想定したケース等の中に容易に実装することができる。
なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。
例えば、上記各実施形態では、ステータ本体と第１コイルブロック及び第２コイルブロック２０とが別体である場合を例示したが、ステータは、ステータ本体、第１コイルブロック及び第２コイルブロックが全て一体的に構成されているものでもよい。この場合には例えばステータ本体と第１コイルブロック及び第２コイルブロックのコイルコアとを一体の部材として形成する。
また、ステータ及びこれを構成するステータ本体、第１コイルブロック、第２コイルブロックの形状・構成等は、上記各実施形態で示したものに限定されず、適宜変形が可能である。
また、上記各実施形態におけるステータ側静止部は、ロータ５の静止状態を維持するための十分なインデックストルク（保持トルク）を得られるものであればよく、その形状等は、各実施形態に例示したものに限定されない。
また、上記各実施形態では、ステッピングモータ１００,２００が時計の指針の運針機構を駆動させるものである場合を例として説明している。
すなわち、本実施形態のステッピングモータ１００,２００は、例えば、図１６に示すように、アナログ表示部５０１を備える時計５００において、指針５０２（図１６では、時針と分針のみを示している。なお、指針は図示例に限定されない。）を運針させるための運針機構（輪列機構）５０３を構成する歯車にロータ５の回転支軸５１が連結される。これにより、ステッピングモータ１００，２００のロータ５が回転すると、運針機構５０３を介して指針５０２が指針軸５０４を中心にアナログ表示部５０１において回転する。
このように、本実施形態のステッピングモータ１００，２００を時計の運針機構を駆動させるモータとして適用した場合には、２つのコイル２２を備える場合でも、ロータ５の回転検出を、簡易かつ正確に行うことができ、ステッピングモータ１００，２００の高精度の回転制御を行うことができるため、高精度での運針を実現することができる。
なお、ステッピングモータ１００，２００は、時計の運針機構を駆動させるものに限定されず、各種機器の駆動源として適用することが可能である。
すなわち、本実施形態のステッピングモータ１００,２００は、例えば、図１６に示すように、アナログ表示部５０１を備える時計５００において、指針５０２（図１６では、時針と分針のみを示している。なお、指針は図示例に限定されない。）を運針させるための運針機構（輪列機構）５０３を構成する歯車にロータ５の回転支軸５１が連結される。これにより、ステッピングモータ１００，２００のロータ５が回転すると、運針機構５０３を介して指針５０２が指針軸５０４を中心にアナログ表示部５０１において回転する。
このように、本実施形態のステッピングモータ１００，２００を時計の運針機構を駆動させるモータとして適用した場合には、２つのコイル２２を備える場合でも、ロータ５の回転検出を、簡易かつ正確に行うことができ、ステッピングモータ１００，２００の高精度の回転制御を行うことができるため、高精度での運針を実現することができる。
なお、ステッピングモータ１００，２００は、時計の運針機構を駆動させるものに限定されず、各種機器の駆動源として適用することが可能である。
その他、本発明が上記各実施形態に限定されず、適宜変更可能であることはいうまでもない。
以上本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
第１のヨーク、第２のヨーク、第３のヨークを備え、前記第１のヨーク、前記第２のヨーク、前記第３のヨークの交点を持つように構成されたステータ本体と、
前記交点に回転可能に配置されたロータと、
コアとこのコアに巻線を施すことで形成されたコイルとを備える第１のコイルブロック及び第２のコイルブロックと、
を備え、
前記第１、第２のコイルブロックの前記コイルに順次又は同時に駆動パルスを印加して駆動させることにより、前記ロータを所定のステップ角で正逆自在に回転可能に構成されたステッピングモータであって、
前記第１のコイルブロックは、前記第１のヨークと前記第２のヨークとを磁気的に接続するように配置され、
前記第２のコイルブロックは、前記第１のヨークと前記第３のヨークとを磁気的に接続するように配置されており、
前記第１のコイルブロックの前記コイルは、前記ロータを正転方向に回転させる際に主として駆動するコイルであって、前記第２のコイルブロックの前記コイルよりも多くの巻線を施すことで形成されているとともに、
前記第２のヨークは、前記第２のヨーク１２における磁束の流れに直交する断面の断面積が前記第３のヨークにおける磁束の流れに直交する断面の断面積よりも大きく形成されていることを特徴とするステッピングモータ。
＜請求項２＞
前記第２のヨークの幅を前記第３のヨークの幅よりも大きくすることにより前記断面積を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ。
＜請求項３＞
前記第１のコイルブロックの前記コイルに印加する駆動パルスの長さを、前記第２のコイルブロックの前記コイルに印加する駆動パルスの長さよりも長くしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のステッピングモータ。
＜請求項４＞
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のステッピングモータを備えた時計。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
第１のヨーク、第２のヨーク、第３のヨークを備え、前記第１のヨーク、前記第２のヨーク、前記第３のヨークの交点を持つように構成されたステータ本体と、
前記交点に回転可能に配置されたロータと、
コアとこのコアに巻線を施すことで形成されたコイルとを備える第１のコイルブロック及び第２のコイルブロックと、
を備え、
前記第１、第２のコイルブロックの前記コイルに順次又は同時に駆動パルスを印加して駆動させることにより、前記ロータを所定のステップ角で正逆自在に回転可能に構成されたステッピングモータであって、
前記第１のコイルブロックは、前記第１のヨークと前記第２のヨークとを磁気的に接続するように配置され、
前記第２のコイルブロックは、前記第１のヨークと前記第３のヨークとを磁気的に接続するように配置されており、
前記第１のコイルブロックの前記コイルは、前記ロータを正転方向に回転させる際に主として駆動するコイルであって、前記第２のコイルブロックの前記コイルよりも多くの巻線を施すことで形成されているとともに、
前記第２のヨークは、前記第２のヨーク１２における磁束の流れに直交する断面の断面積が前記第３のヨークにおける磁束の流れに直交する断面の断面積よりも大きく形成されていることを特徴とするステッピングモータ。
＜請求項２＞
前記第２のヨークの幅を前記第３のヨークの幅よりも大きくすることにより前記断面積を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ。
＜請求項３＞
前記第１のコイルブロックの前記コイルに印加する駆動パルスの長さを、前記第２のコイルブロックの前記コイルに印加する駆動パルスの長さよりも長くしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のステッピングモータ。
＜請求項４＞
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のステッピングモータを備えた時計。
１ ステータ
５ ロータ
１０ ステータ本体
１１ 第１のヨーク
１２ 第２のヨーク
１３ 第３のヨーク
１４ ロータ受容部
１５ａ 第１磁極
１５ｂ 第２磁極
１５ｃ 第３磁極
１６ 凹部
２０ａ 第１コイルブロック
２０ｂ 第２コイルブロック
２１ａ コイルコア
２１ｂ コイルコア
２２ａ 第１コイル
２２ｂ 第２コイル
２４ 導線端部
３１ 駆動パルス供給回路
１００ ステッピングモータ
５００ 時計
５ ロータ
１０ ステータ本体
１１ 第１のヨーク
１２ 第２のヨーク
１３ 第３のヨーク
１４ ロータ受容部
１５ａ 第１磁極
１５ｂ 第２磁極
１５ｃ 第３磁極
１６ 凹部
２０ａ 第１コイルブロック
２０ｂ 第２コイルブロック
２１ａ コイルコア
２１ｂ コイルコア
２２ａ 第１コイル
２２ｂ 第２コイル
２４ 導線端部
３１ 駆動パルス供給回路
１００ ステッピングモータ
５００ 時計
Claims (7)
- ステータ本体と、
回転可能に配置されたロータと、
コアとこのコアに巻線を施すことで形成されたコイルとを備える第１のコイルブロック及び第２のコイルブロックと、
を備え、
前記第１、第２のコイルブロックの前記コイルに順次又は同時に駆動パルスを印加して駆動させることにより、前記ロータを所定のステップ角で正逆自在に回転可能に構成されたステッピングモータであって、
前記第１のコイルブロックの前記コイルは、前記ロータを正転方向に回転させる際に主として駆動するコイルであって、前記第２のコイルブロックの前記コイルよりも多くの巻線を施すことで形成され、
前記ロータを時計回りに回転させる場合、前記第１のコイルブロックの前記コイルに印加する前記駆動パルスの長さの比率が他の駆動パルスに対して大きくなるように前記駆動パルスの印加が制御され、
前記ロータを反時計回りに回転させる場合、前記第１のコイルブロックの前記コイルに印加する前記駆動パルスの長さの比率が他の駆動パルスと略同じとなるように前記駆動パルスの印加が制御されることを特徴とするステッピングモータ。 - 前記ステータ本体は、第１のヨーク、第２のヨーク、第３のヨーク及びそれらの交点を持つように構成され、
前記第１のコイルブロックは、前記第１のヨークと前記第２のヨークとを磁気的に接続するように配置され、
前記第２のコイルブロックは、前記第１のヨークと前記第３のヨークとを磁気的に接続するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ。 - 前記第２のヨークは、前記第２のヨークにおける磁束の流れに直交する断面の断面積が前記第３のヨークにおける磁束の流れに直交する断面の断面積よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項２に記載のステッピングモータ。
- 前記第１のコイルブロックの前記コイルにのみ印加する前記駆動バルスの長さの比率が他の駆動パルスに対して大きくなるように前記駆動パルスの印加が制御されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のステッピングモータ。
- 前記第２のヨークの幅を前記第３のヨークの幅よりも大きくすることにより前記断面積を大きくしたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のステッピングモータ。
- 前記第１のコイルブロックの前記コイルに印加する駆動パルスの長さを、前記第２のコイルブロックの前記コイルに印加する駆動パルスの長さよりも長くしたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のステッピングモータ。
- 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のステッピングモータを備えた時計。
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