CN103109242A - 摆动式步进电机 - Google Patents

Abstract

提供一种减小驱动星形轮的转子所需的转动角度，减少空转，降低驱动所需的能量损失，即使进行高频度的驱动也能够减小耗电，且动作可靠的摆动式的步进电机。两个星形轮设置在相互的齿顶之间不啮合的位置上，转子轴具备的转子小齿轮在形成规定的展开角度的方向上具有两个进给齿，在转子向一个方向运动时，两个进给齿的一个与一个星形轮的一个齿抵接并使该星形轮进给，在转子向相反方向运动时，两个进给齿的另一个与另一个星形轮的一个齿抵接并使该星形轮进给，通过使转子在规定的角度范围内进行摆动运动，使输出齿轮在规定的方向上依次地每次转动规定角度。

Description

摆动式步进电机

技术领域

本发明涉及作为指针式电子钟表等电子－机械变换器使用的步进电机的结构。更详细地说，涉及转子一边以规定的角度振幅往复运动，一边每往复一次则将输出齿轮驱动规定角度的摆动式步进电机。

背景技术

在指针式电子钟表中通常使用的二极步进电机以每秒1次地驱动转子每次转动180度，对与秒针、分针、时针相连的齿轮组进行驱动，并且在低耗电化、动作的可靠性等方面相当成功。

这种指针式电子钟表的秒针每1秒钟走动一次。但是，在钟表的使用者中，也有喜好像机械式钟表那样看上去秒针为不间断运动的连续走针（也称为扫秒走针，也可以是一秒钟走动数次～数十次的小刻度的间断走针。）的用户群，近年这种需要也在增加。

对于使用通常的步进电机来满足这种需求来说，只要缩短驱动的时间间隔，增大到秒针的减速比就基本上可以实现。但是，转子具有不可忽视的惯性矩，在每次驱动时加速并驱动齿轮组，而剩余的运动能量在转子的自由衰减振动过程中被舍弃，因此，在驱动的频度增加的同时消耗能量的浪费的比例增大，电源电池的消耗加快。

在进行这种连续走针的指针式电子钟表中，尤其是手表，为了具有充分的电池寿命而必须安装大型的电池，在实现钟表的小型化、薄型化等方面存在大的障碍。

另外，也有为了不用换电池而安装太阳能电池等发电机构的产品，但如上所述，在使用通常的步进电机的连续走针的情况下，耗电大，因此，利用能够安装在手表上的发电机构会供电不足，还不能实现不更换电池的手表。

本发明人着眼于在为了连续走针用而设定了大的减速比的情况下，在秒针轴阶段的输出能量和输出扭矩大大超过了需要这一点，认为通过减少输入能量、具体地说减少输入行程，即使是高频度的运动也可以克服能量上的难点，并采用了不让转子在相同方向上转动而让它以规定的角度往复运动、即摆动运动的方案。

通过使运动变换器往复运动或者转换运动方向来驱动钟表的齿轮组的现有技术已知有如以下的专利文献1和专利文献2中所记载的方案，因此对它们逐一进行了研究。

图16是表示如专利文献1所示的现有技术所记载的电子钟表的结构和动作的主要部分的平面图。

在图16中，将驱动凸轮的进给齿1614a与在左右方向上往复转动的转子16一体化，另外设置相互啮合的从动轮1611和1612，利用进给齿1614a的从图示位置在顺时针方向的转动，将从动轮1611在逆时针方向上驱动半个齿的量。啮合的对方的从动轮1612也转动相同的量。接着，利用进给齿1614a在逆时针方向的转动，将从动轮1612在顺时针方向上驱动半个齿的量。通过反复进行这种运动，使擒纵轮1613在固定方向上每次转动规定的量。

另外，还记载了将从动轮的齿定位的止逆转构件167、与从动轮的齿碰撞并防止振幅过大的止转齿1614b、1614c。

图17是表示在专利文献2所示的现有技术中记载的电子钟表的磁性逆擒纵机的结构和动作的主要部分的平面图。

在图17中，两个星形轮171的各齿以齿顶一侧为同极性、转动轴172一侧为相对极性的方式进行磁化，并且与各星形轮同轴地固定着的两个齿轮173相互啮合。因此，两个星形轮171通过磁性的吸引和排斥力的作用，而稳定在图示的状态或其左右反转了的状态。下面，将不始终与驱动源啮合、而是有时间选择性地与驱动源发生接触或啮合的齿轮与星形轮差别开来定义。

安装在由振动的永久磁铁组成的转动振子176上的磁铁片174进行往复运动。磁铁片174的前端与两个星形轮171的齿顶是同极性的，因此利用与星形轮171的齿的磁性的排斥力的作用而交替地驱动各星形轮。

专利文献2所示的现有技术使用了与两个齿轮173联动的两个星形轮171，因此，不会如在图16所示的专利文献1中所示的现有技术那样需要使两个从动轮与进给齿啮合，星形轮17的齿形具有能够采用原本的用于进给作用的最优设计的优点。

还已知有使转子摆动运动并分别驱动在不同的方向上的两个齿轮的技术（例如，参照专利文献3）。

图18是表示在该专利文献3中所示的现有技术中所记载的石英钟表的驱动机构的结构和作用的主要部分的平面图。

如图18所示，具备固定在可以正转和反转的机电变换器的转动轴上的驱动爪1825a，用每秒发生的正向转动信号驱动秒传动轮1833的齿，利用和与其相连的秒针一体地运动的秒针轮1817进行走秒显示。

另一方面，例如，利用10秒钟1次的在走秒脉冲的间隙中发生的反向转动信号的作用进行反转，此时驱动与分针和时针相连的第四轮（秒针轮）1834的齿。

亦即，驱动爪1825a的前端朝向秒传递轮1833和第四轮1834的两个方向，可以说是驱动爪本身有两个的结构。

秒传递轮1833的齿和第四轮1834的齿以仅在驱动爪1825a在各个正常方向上运动的情况下被驱动一个齿的量、而在反方向上运动的情况下在接触时只摆动而不进给的方式由定位磁铁1840定位。

这样，专利文献3所示的现有技术虽然是利用摆动运动来进给齿轮的机构，但如专利文献2所示的现有技术那样，不是具备与从动轮联动的星形轮的结构。

[现有技术文献]

专利文献1：日本特开昭55-20461号公报（第2页，图2）

专利文献2：特公昭39-10891号公报（第1页～第2页，图7）

专利文献3：特开昭53-86269号公报（第2～第3页，图3）

发明内容

（发明所要解决的问题）

专利文献1所示的现有技术存在以下三个问题。

第一，进给齿其出发点、例如图16所示的进给齿1614a从朝向两个从动轮的轴的中点的位置开始到与应进给的从动轮的齿抵接为止的移动距离或这种移动所需的转子163的转动角度相当长，转子163运动上的浪费多，在这种过程中空耗了能量。

另外，在以下的说明中，将上述的从进给齿的出发点开始到与应进给的从动轮的齿靠抵接为止的移动距离或这种移动所需的进给齿（转子）的转动角度称为空转距离或空转角度。

总之，它们是表示到设置在转子轴等上的进给齿那样的进给单元与诸如齿轮、星形轮的转动构件相抵接为止的距离、或与这种移动有关的转子轴或进给单元等的转动角度的术语。在以下的说明中，还将这些空转距离、空转角度等概念统一地只称为空转。

第二，为了防止进给齿在其返程中钩挂已经进给的同一从动轮的跟前一侧的齿而返回的现象，进给齿与从动轮的齿的啮合深度变浅，因此，从进给齿到从动轮的齿的进给力的传递效率低。

另外，从齿轮理论可知，在靠近齿顶的部分之间接触滑动时，接触力的作用方向从齿轮的切线方向大幅地倾斜，另外滑动摩擦也变大。

第三，从动轮齿形必须针对从动轮之间的啮合以及与进给齿的啮合这两种啮合满足圆滑度，这限制了齿形的自由度。

专利文献2所示的现有技术由于使用了与从动轮联动的星形轮，所以不需要使两个从动轮和进给齿啮合，在星形轮171的齿形的设计上有自由度，能够进行最优设计。但是，也存在以下所示的两个问题。

第一，与专利文献1所示的现有技术的第一个问题一样，摆动运动的驱动各星形轮的磁铁片174的空转（磁铁片174的前端的空转距离，即转动振子176的空转角度）大。

第二，存在是否真的能够充分地获得星形轮的磁性定位稳定力、来自磁铁片的磁性驱动力的危险，在某些情况不能正确地进给齿轮，其结果有可能浪费能量。

这样，作为专利文献1所示的现有技术的问题的、从动轮与进给齿的啮合问题虽然可以由使用星形轮的专利文献2所示的现有技术来解决，但进给机构的进给齿的空转距离或转子的空转角度依然很大，仍然在向星形轮传递力的方面存在问题，并没有解决浪费能量的问题。

即使假设将如专利文献3所示的现有技术那样的在转子轴上设置两个驱动爪（进给齿）的机构与专利文献2所示的现有技术组合，也不能仅据此解决涉及进给齿的空转的浪费能量的问题。

本申请发明即使采用摆动驱动转子的驱动也不会浪费能量。

本发明的目的在于，提供一种摆动式步进电机，它可以通过减小转子为了将星形轮每次驱动规定角度的所需的转动角度，来减少空转距离或空转角度，降低驱动所需能量的损失，即使进行高频度的驱动也能够减少耗电，而且动作可靠。

（解决问题的措施）

为了实现上述目的，本发明的摆动式步进电机采用了以下的结构。

在通过使转子在规定的摆动角度范围内进行摆动运动来依次进给两个驱动轮、据此使输出齿轮在规定的方向上每次转动规定角度的摆动式步进电机中，其特征在于：转子具有两个进给齿，当转子向一个方向摆动时，一个进给齿使一个驱动轮进给，当转子向另一个方向摆动时，另一个进给齿使另一个驱动轮进给。

根据这种结构，因为两个进给齿驱动各自的驱动轮，所以能够减少空转。另外，因为这种进给齿能够预先接近负责进给的驱动轮的齿，所以能够进一步减少空转。

也可以是，驱动轮由进给齿所抵接并在规定方向上驱动的星形轮和与这种星形轮相互关联的方式结合的齿轮构成，两个星形轮设置在相互的齿顶之间不啮合的位置上，两个齿轮设置在相互的齿顶之间啮合的位置上。

根据这种结构，进给齿所进给的星形轮可以设计为进给齿能够可靠地进给的最忧形状，因此能够实现动作可靠的摆动式步进电机。

也可以是，两个进给齿相对于转子的转动轴设置成规定的展开角度，这种规定的展开角度是，在转子未受驱动力而只靠定子的保持力的作用而处于中立位置时，两个进给齿中的一个进给齿以第一距离接近两个星形轮中的一个星形轮的一个齿，而另一个进给齿以比第一距离大的第二距离接近另一个星形轮的一个齿的角度。

通过采用这种结构，能够使减少空转的条件更加明确。

另外，可以使转子小齿轮的两个进给齿的每个处于由两个星形轮的中心和转子的转动轴的中心所形成的三角形范围的外侧。

通过采用这种结构，能够表示减空转的几何学条件。

另外也可以是，在中立位置上，当进给齿中的一个与处于其前方的一个星形轮的一个齿最接近时，在下次驱动中，进给齿中的一个驱动一个星形轮的一个齿，在该驱动结束、转子再次返回中立位置时，切换成进给齿中的另一个与处于其前方的另一个星形轮的一个齿最接近的状态，在更下一次驱动中，进给齿中的另一个驱动另一个星形轮的一个齿。

通过采用这种结构，能够使减少空转的动作条件明确。

另外可以设定为，转子的永久磁铁在直径方向上具有极性，所施加的驱动力不足以使所述转子转动180度的方式。

通过采用这种结构，能够设定摆动式步进电机的驱动能量的上限。

另外，两个齿轮可以同轴地固定在两个星形轮的各个上。

根据这种结构，则不用设置复杂的结合机构，就能够使星形轮和齿轮联动动作。当然，也可以避免两个星形轮之间的齿的接触，使其动作可靠。

另外，也可以设置与个星形轮的各个同轴地固定的两个星形小齿轮，两个齿轮与这两个星形小齿轮的各个连结并相互啮合。

通过采用这种结构，能够减小从转子看的两个齿轮的惯性矩，减少驱动的负荷，进一步降低能量的损失。

另外也可以是，连结各星形轮的轴与其齿的方向以相对于连结各星形轮的轴与转子轴的方向相互错开半个齿距的方式，设定为各星形轮的各个与各齿轮的结合的角度关系，利用摆动运动将各星形轮交替地每次驱动半个齿距。

通过采用这种结构，能够可靠地进行摆动式步进电机的进给动作。

另外，也可以进一步地具备用于在未从定子施加机电驱动力时，将星形轮的齿保持在规定位置上的保持单元。

通过采用这种结构，即使在非驱动时也能够使星形轮的齿的位置稳定，消除外部干扰的影响，进行下一次的可靠的驱动。

另外，保持单元可以由直接或间接地作用于星形轮的齿上或齿轮的齿上的永久磁铁构成。

通过采用这种结构，能够利用磁力而不是摩擦力来保持星形轮的齿的位置。

另外，保持单元可以是作用于星形轮或齿轮的至少一个上的、带摩擦性的弹簧构件。

通过采用这种结构，能够简化保持单元的结构。

另外，也可以设置与齿轮或星形轮啮合的小齿轮，通过将保持单元作用于小齿轮，来作用于星形轮或齿轮。

通过采用这种结构，能够使包含保持单元的机构小型化。

另外，也可以进一步具备用于限制转子的摆动角度的转动限制构件。

通过采用这种结构，能够可靠地防止摆动角度过大。

另外，转子也可以反复地执行利用从定子施加的机电驱动力来驱动星形轮的齿、并在驱动期间结束后利用来自定子并作用于转子的保持力而返回中立位置这样的运动。

根据这种结构，则不用复杂的结构就能够返回中立位置。

另外，在转子返回中立位置的过程中，可以将由构成转子的永久磁铁的运动而在卷绕在定子上的线圈中产生的感生电压用作摆动式步进电机的动作判定信号。

通过采用这种结构，能够检查电机的动作是否正常，通过将这种结果反馈于驱动条件等，可以减少耗电并执行摆动式步进电机的更高程度的动作控制。

（发明的效果）

根据本发明，与转子联动的进给齿不直接进给齿轮，而是使与齿轮联动的星形轮动作，因此减小了转子为了使星形轮每次以规定角度转动所需的转动角度，减少了空转，据此，能够减少驱动所需能量的损失，即使进行高频度的驱动也能够减少耗电。

另外，因为能够最优地设计星形轮，并能够取得适合于进给齿与星形轮的位置关系，所以能够使齿轮可靠地动作。

附图说明

图1是说明本发明的第一实施方式的主要部分的立体图。

图2是说明第一实施方式的定子以及转子的立体图。

图3是说明第一实施方式的定子以及转子的平面图。

图4是说明第一实施方式的转子的立体图。

图5是说明第一实施方式的转子、星形轮以及齿轮的立体图。

图6是说明第一实施方式的星形轮与齿轮的位置关系的平面图。

图7是说明第一实施方式的动作的前半部分的主要部分平面图。

图8是说明第一实施方式的动作的后半部分的主要部分平面图。

图9是说明第一实施方式的保持单元的主要部分平面图。

图10是说明第一实施方式的转动限制构件的主要部分平面图。

图11是说明第一实施方式的转动限制构件的立体图。

图12是说明第一实施方式的的变形例的主要部分平面图。

图13是说明转子的转动动作的验证的图。

图14是说明第二实施方式的动作的前半部分的主要部分平面图。

图15是说明第二实施方式的动作的后半部分的主要部分平面图。

图16说明专利文献1所示的现有技术的平面图。

图17说明专利文献2所示的现有技术的平面图。

图18说明专利文献3所示的现有技术的平面图。

图19是说明本发明第三实施方式的转子的立体图。

图20是说明本发明第三实施方式的转子的、按图19的箭头A观察的平面图。

图21是说明凸轮面的配置的、相当于图20的平面图。

图22是表示实施例1、2的转子的偏转角度（摆动角度）与转矩传递效率的关系的图。

图23是表示实施例3的转子的偏转角度（摆动角度）与转矩传递效率的关系的图。

图24是说明凸轮面位于星形轮的齿的齿顶圆内的状态的图。

图25是表示转子的突部和该突部所碰到的转动限制构件的关系的图。

图26是表示星形轮的随后的齿碰到凸轮而防止过度转动的作用的图。

图27是表示本发明的第四实施方式的、追加形成了齿底凸部的转子的、相当于图20的平面图。

图28是表示转子使一个星形轮转动的状态的图。

图29是说明阻止另一个星形轮因逆转动负荷而返回的作用的图。

具体实施方式

摆动式步进电机采用星形轮和齿轮作为驱动轮，具备设置在相互的齿顶之间不啮合的位置上的两个星形轮、以及与它们相互关联的方式结合并以相互反转的方式设置的两个齿轮。在摆动运动的转子上，以规定的展开角度设置两个进给齿。进给齿与所述星形轮抵接，并按照转子运动的方向来按压各个星形轮。

进给齿的展开角度是这样的角度：在转子未受驱动力而处于中立位置时，两个进给齿中的一个进给齿以第一距离接近一个星形轮的一个齿，而另一个进给齿以比第一距离大的第二距离接近另一个星形轮的一个齿。

利用这种结构，在进行星形轮的驱动时，能够减小空转，使转子动作范围（转动角度）变窄，降低能量消耗的浪费。

关于本实施方式，以将构成驱动轮的星形轮和齿轮同轴地配置的例子作为第一实施方式，以不是将星形轮和齿轮同轴地配置、而是使用其他的齿轮（小齿轮）并使轴错开地配置的例子作为第二实施方式来说明。

另外，虽然采用了驱动轮由星形轮和齿轮构成的结构，但还有如第二实施方式所示的，还使用其他齿轮的结构、即所谓的驱动轮的概念。

另外，利用转子的进给齿不直接设置在转子上，而是在转子上设置具有进给齿的转子小齿轮的结构进行说明。

以下，利用附图说明各实施方式。在各图中，在相同的结构上标注相同的附图标记。另外，因为存在为了容易阅读附图而省略了附图标记的情况，所以在说明中存在提示了多个附图时，请适当地参考各个附图。

另外，本实施方式以适用于钟表的情况为主，而对于与本发明无关的结构，例如底板或支承件等、指针或驱动电路基板等钟表的结构零件，省略了说明、图示等。

实施例1

[第一实施方式的说明：图1～图11]

用图1～图11说明本发明的摆动式步进电机的第一实施方式。首先，使用图1～图4说明电机结构。

图1表示摆动式步进电机的主要部分结构。

在图1中，1是由磁性材料的板材构成的定子，由定子A11和定子B12组成，两者在转子孔13的直径的两端部分处由非磁性构件14接合起来。15是卷绕芯，两端的扩展部重叠在定子上并由止动螺钉19紧固在未图示的底板上。17是线圈，18是卷绕框。线圈17的细导线卷绕在卷绕框18之间，但其细节部在图中省略。

图1所示的5是拖曳磁铁小齿轮，6是拖曳磁铁。31是星形轮A，32是星形轮B，41是齿轮A，42是齿轮B，45是输出齿轮。49是走针齿轮组。

图2所示的2是转子，21是转子磁铁，22是转子轴，23是进给齿A，24是进给齿B，25是转子小齿轮。

图2和图4详细说明了转子2的结构。

转子2由转子磁铁21、成为其转动轴的转子轴22、以及与转子轴22为一体的两个进给齿A23和进给齿B24组成。转子磁铁21是圆筒形或环形，在其直径方向上被磁化。

进给齿A23、进给齿B24是转子小齿轮25的一部分。如已说明的那样，在本实施方式的说明中，表示了在转子轴22上设置转子小齿轮的例子，因此表示了进给齿与转子小齿轮为一体的例子。当然作为一个例子，这可以采用将转子轴22等进行切削加工来具备进给齿A23和进给齿B24的方式。在此情况下，两个进给齿和转子轴为一体。

进给齿A23和进给齿B24成为转子小齿轮25的主要部分。本发明的转子小齿轮25的齿只有两个，与作为能够使啮合的对方齿轮在双方向上转动的普通的小齿轮的功能不同地，在本发明中，将给齿A23以及进给齿B24与将它们的齿底连接起来的部分一起作为转子小齿轮25。另外，关于其他的实施方式、变形例等也相同。

另外，进给齿和齿底部分可以与转子轴22一体地成形，也可以是单独的构件，例如可以是将环形的齿底部分插入到转子轴上并固定结合的结构。

两个进给齿的进给齿的朝向是相对于作为转子2的转动轴的转子轴22的轴线而赋予规定的展开角度。这可以从认为在进给动作上合适的角度范围内选择，例如135度。

从一般的全转动步进电机所采用的、例如具有八个齿的普通的转子小齿轮上切除相邻的两个齿，并将由未切除的两个齿所包围的四个齿切除，就能够简单地形成进给齿A23和进给齿B24。

关于这种进给齿A23和进给齿B24的展开角度将在后文中结合进给动作详细说明。

下面详细说明图3中的定子1的结构。

如图3所示，在不对线圈17施加驱动电流的非驱动状态下，在定子1的转子孔13内，利用设置在转子孔13上的异形部16的作用，转子磁铁21以使其磁化方向朝向非磁性构件14的方向的方式在与定子1之间作用磁性恢复力。把这种方向称为转子磁铁21的中立方向。另外，异形部16是称为所谓的内凹槽的结构。

如果在线圈17上短时间地施加驱动电流，则转子2按照驱动电流的极性向任一方向转动，而如果驱动电流消失，则利用磁性恢复力的作用而恢复到中立方向。驱动电流的大小设定为转子2的转动不足180度的方式。

接着，如果在线圈17上施加极性相反且波形相同的驱动电流，则转子2向与之前相反的方向转动，而如果驱动电流消失，则利用磁性恢复力的作用恢复到中立方向。这种摆动运动反复地执行。

[驱动机构的说明：图1、图5、图6]

以下用图1、图5、图6说明驱动机构。

如图5所示，40a和40b是齿轮轴。43是小齿轮A，44是小齿轮B。用于驱动指针的输出齿轮45与小齿轮B44啮合。

星形轮A31、齿轮A41和小齿轮A43通过齿轮轴40a而同轴地设置。由此，星形轮A31和齿轮A41以相互关联的方式结合。

同样，星形轮B32、齿轮B42和小齿轮B44通过齿轮轴40a而同轴地设置，星形轮B31和齿轮B42以相互关联的方式结合。输出齿轮45与小齿轮B44啮合。

星形轮A31、星形轮B32的齿的数量相同，并设置在相互的齿顶之间不啮合的位置上。分别利用进给齿A24、进给齿B24的摆动运动而交替地驱动。齿轮A41和齿轮B42的齿的数量相同，两个齿轮相互啮合。

在与齿轮B42同轴地设置的小齿轮B44上啮合着输出齿轮45，利用这种结构，两个星形轮在一方受到驱动时另一方也联动并同样地向相反方向转动。亦即，通过交替驱动星形轮A31和星形轮B32，输出齿轮45在相同方向上每次转动规定角度。

如图1所示，走针齿轮组49由多个齿轮构成，并与输出齿轮45啮合。由此，传递转动力并使指示时刻的未图示的指针运动。

关于本发明的摆动式步进电机，使两个星形轮的转动联动的作用由与它们同轴的齿轮A41和齿轮B42承担，所以不需要使星形轮A31和星形轮B32的齿相互啮合。

因此，星形轮A31和星形轮B32的齿形可以只考虑进给齿A23和进给齿B24的驱动效率来设计。亦即，可以进行最优设计。

可是，图5所示的设置在齿轮A41上的小齿轮A43并非用于驱动未图示的指针的目的。如果使与小齿轮B44啮合的输出齿轮45那样的齿轮与所述小齿轮A43啮合，则能够传递小齿轮A43的转动，因此可以用于钟表的报时或其他的指针的动作等。

另外，即使在没有使用小齿轮A43进行这种利用的情况下，也可以在齿轮轴40a上同轴地设置小齿轮A43。这样，与在齿轮轴40b上同轴地设置的星形轮B32、齿轮B42和钟表小齿轮B44的结构相同，因此认为作为转动体的平衡变好。

另外，在采用齿轮A41与小齿轮A43为一体、并且同样地齿轮B42与小齿轮B44为一体的零件时，也可以实现双方的零件的共用化，也有利于降低成本。

[两个星形轮的相位关系的说明：图6]

以下，使用图6说明星形轮A31以及星形轮B32的齿的相位关系。

如图6所示，星形轮A31位于齿轮A41的背后，是从设置在星形轮A41上的六个孔中能够稍微看到一些的程度。同样，星形轮B32也位于齿轮B42的背后。

星形轮A31以及星形轮B32的齿数都设为24个。齿轮A41以及齿轮B42的齿数都设为48个。

进给齿B24在开始在逆时针方向上转动之后，紧接着恰好与星形轮B32的一个齿抵接，并按压这个齿并驱动。

星形轮A31的各齿处于与从星形轮A31的中心P1（也是图5所示的齿轮轴40a的中心）引出的假想线、即表示齿的方向的放射线L3重合的位置上，虽然它们隐藏在齿轮A41的齿的背后而在图上看不见。

星形轮B32的各齿处于与从星形轮B32的中心P2（也是图5所示的齿轮轴40b的中心）引出的假想线、即放射线L4重合的位置上。

另外，在从各星形轮的中心P1、P2观察各个转子轴22的中心P0，P0与放射线L4中的一条重合，但放射线L3中的两条位于将P0夹在中央的位置。即，关于连结各星形轮的轴与该星形轮的齿的方向设定成以相对于连结各星形轮的轴和转子轴的方向相互错开半个齿距的方式，各星形轮的每个与各齿轮的结合的角度关系。

这是用于利用转子2的摆动运动而使星形轮交替地每次驱动半个齿距的结构。利用这种结构，进给齿A23与星形轮A31的关系、进给齿B24与星形轮B32的关系保持为完全对称且在力学上相同，能够进行流畅的驱动。

另外，使各星形轮的齿的相位错开的这种关系在以后的说明中也是同样的。

转子2由于可以比星形轮A31以及星形轮B32小，可以减小转子2自身的惯性力矩，所以可以降低耗电，并且由于可以将转子2与星形轮A31或星形轮B32的减速比取得大而可以相对于转子2减小星形轮A31或星形轮B32的惯性力矩的影响，因此可以降低耗电。

[中立位置以及进给动作的说明：图7、图8]

以下，用图7以及图8说明齿轮的进给动作。

图7和图8描绘了在摆动驱动的一个循环中，成为进给动作的关键点的各个瞬间。在各图中，为了容易阅读图面，将原本立体配置的各结构尽可能地在平面上表示。亦即，将位于结构上下侧的转子轴和星形轮的结构组、以及位于结构上下侧的齿轮、小齿轮、输出齿轮等的结构组在图面左右分开地平面地表示。

另外，为了容易阅读图面，齿轮和星形轮的齿数设为与图6所示的例子不同。另外在本图中，输出齿轮45与图6所示的例子不同，表示了与小齿轮A43啮合的例子。

图7（a）表示即将驱动之前的状态，未图示的转子磁铁21朝向上述的中立方向。这种中立方向如图3所述那样，是用于在未向线圈17施加驱动电流的非驱动状态下，利用设置在转子孔13上的异形部16的作用，转子磁铁21以使其磁化方向朝向非磁性构件14的方向的方式在与定子1之间作用磁性恢复力。

如果转子磁铁21、亦即转子轴22朝向规定的中立方向，则设置在与转子磁铁21为一体的转子轴22上的进给齿A23和进给齿B24也呈规定的方向。该图7（a）的位置成为这两个进给齿的中立位置。

如图7（a）所示，在该中立位置上，进给齿A23和进给齿B24分别接近星形轮A31和星形轮B32的齿。此时，如果将进给齿A23与星形轮A31的齿接近的距离作为第一距离，将进给齿B24与星形轮B32的齿接近的距离作为第二距离，则第二距离比第一距离大。

在图7（a）所示的例子中，进给齿A23与星形轮A31的齿接近到刚好不接触的程度，进给齿B24接近到星形轮B32的齿间距的中央位置附近。

亦即，在此，如果将利用转子的驱动而运动的方向定义为前方，则星形轮A31的一个齿位于与进给齿A23的紧前方最接近的位置。星形轮B32的紧前方的齿与处于紧后方的齿之间的齿距的中央位置处于与进给齿B24的紧前方最接近的位置。

第一距离和第二距离根据进给齿的长度、星形轮的齿数或形状等而不同，因此不能笼统地用数值表示，但其特征在于，在转子处于中立位置时，这种第一距离与第二距离不同。

在此，将以P0为中心的转子轴22的方向定义为进给齿A23与进给齿B24的展开角度的二等分线的方向。将星形轮A31的中心设为P1，将星形轮B32的中心设为P2。再者，将连结中心P1与中心P2的假想线的线段设为L2，并定义表示转子轴22的中心方向的假想线即直线L1。

于是，从机构的几何学对称性出发，优选为直线L为线段L2的垂直二等分线。

另外，在进给齿A23和进给齿B24成为中立位置时，这种位置处于P0、P1、P2这三点所形成的三角形范围的外侧，具体地说处于三角形的顶角P0的外侧。

图7（b）表示利用由施加在线圈17上的驱动电流所产生的驱动力的作用，转子轴22从中立方向向顺时针方向（图中右转）转动约45度，而进给齿A23与位于其紧前方的星形轮A31的一个齿抵接，并将星形轮A31转动驱动齿距的一半的角度的状态。

进给齿A23由于从接近星形轮A31的一个齿的位置转动，所以没有空转，能够使利用由驱动电流所产生的驱动力的作用而使转子2转动的转动角度变窄，因此，可以降低耗电。

图7（b）所示的箭头表示各齿轮的转动方向。由于齿轮A41与齿轮B42的啮合的作用，未被驱动的星形轮B32也转动半个齿距。

图7（c）表示这种驱动结束，利用转子磁铁21和定子1的磁性恢复力的作用，转子轴22向逆时针方向（图中左转）返回，并恢复到中立方向的状态。由于转子22恢复到中立方向，所以进给齿A23和进给齿B24也恢复到中立位置。

但是，如果仔细观察，各星形轮、各齿轮等的角度前进了在前述步骤中进给的量。

图8（a）与图7（c）完全相同，表示的是处于中立方向的转子轴22要从此处开始向逆时针方向转动的状态。

此时，进给齿A23、进给齿B24和各星形轮的齿的距离关系与图7（a）相比发生变化，进给齿B24与处于其前方的星形轮B32的一个齿最接近。进给齿A23接近于处于星形轮A31的紧前方的齿与紧后方的齿之间的齿距中央位置附近。

亦即，如果这次将进给齿B24与星形轮B32的齿接近的距离作为第一距离，将进给齿A23与星形轮A31的齿接近的距离作为第二距离，则在此情况下，第二距离也比第一距离大。

图8（b）表示转子轴22利用驱动力的作用在逆时针方向上转动45度，进给齿B24使处于其紧前方的星形轮B32的齿在顺时针方向上转动齿距的一半的状态。

图8（c）表示结束驱动，各星形轮和各齿轮的转动前进，转子轴22利用磁性恢复力的作用恢复到中立方向（即中立位置）的状态。图8（c）除了各齿轮的转动前进了以外，与图7（a）相比没有变化。

如上所述，本发明的摆动式步进电机通过以图7（a）～图8（c）的状态作为一个循环并连续地进行这种运动，使与输出齿轮45连接的指针连续地走针。

[两个进给齿的角度的说明]

以下对于针对设置在转子轴22上的两个进给齿、即进给齿A23和进给齿B24所设定的展开角度等进行说明。

如果与本发明的目的相对应，则认为重要的是：（1）各进给齿要与下一次应驱动的星形轮的一个齿以要抵接的方式非常接近；（2）能够以尽可能小的角度将星形轮的齿驱动半个齿距；（3）在驱动结束后的返回行程中，不会钩挂驱动进给齿的星形轮的齿的跟前一侧的齿（可以有些一些接触，但星形轮不能因此返回到原来的角度）。

进给齿A23与进给齿B24的展开角度、星形轮A31和星形轮B32的齿距、以及各个星形轮的齿形必须平衡良好地满足这些条件、即星形轮的齿与进给齿的接近距离、星形轮的齿的所需角度、星形轮的齿与进给齿的实质非干涉条件。

尤其认为，星形轮的齿与进给齿的实质上非干涉条件为了进给动作的可靠性而是必须的。

已经图示说明了的星形轮、齿轮等的齿数等由搭载本发明的摆动式步进电机的指针式电子钟表的大小等确定，因此无法笼统地定义齿数值，或用数值规定星形轮的齿的所续角度等。但是，图6～图8的齿形、它们的配置等关系满足上述非干涉条件。

[星形轮位置的保持单元：图1、图9]

以下，用图1和图9说明防止星形轮、齿轮等的角度偏移的保持单元。

在星形轮A31和星形轮B32都不受进给齿A23或进给齿B24驱动的期间，如果各星形轮和齿轮A41以及齿轮B42都是自由的，则有可能因外部干扰等原因使其角度偏移，有可能对下一次驱动、动作等造成妨碍。本发明的摆动式步进电机为了防止这种情况而设置了保持单元。这种保持单元以与齿轮A41啮合的机构为例进行说明。

图9是说明保持单元的平面图。齿轮A41啮合着由磁性体构成的拖曳磁铁小齿轮5。与拖曳磁铁小齿轮5的齿中的一个接近地配置着由在直径方向上磁化了的例如圆筒形或环形的永久磁铁组成的拖曳磁铁6。拖曳磁铁小齿轮5的转轴、拖曳磁铁6等固定在未图示的底板上等。

拖曳磁铁6由于要吸引拖曳磁铁小齿轮5的最接近的齿并保持其位置，所以如果适当地设置齿数，则能够将星形轮A41的齿定位在规定位置（即将驱动之前的位置）上。这种磁性的保持单元由于没有摩擦损失所以是优良的。

另外，拖曳磁铁6在吸引拖曳磁铁小齿轮5的最接近的齿时，由于使拖曳磁铁小齿轮5转动的扭矩起作用，所以对拖曳磁铁小齿轮5的转动扭矩可以作用于齿轮A41并使其转动。因此，即使缩短流过驱动电流的时间，使根据由驱动电流所作用的扭矩而动作的进给齿A23的动作范围变窄，减小由进给齿A23产生的齿轮A41转动的角度，齿轮A41也可以利用由拖曳磁铁6所发生的扭矩而转动需要的角度，因此，能够减少流过驱动电流而使齿轮A41转动的角度，能够实现低耗电。

关于这种保持单元，在图9所示的例子中表示了设置在齿轮A41一侧的例子，当然并不限于此。也可以设置在齿轮B42一侧，还可以设置在齿轮A41一侧和齿轮B42一侧这双方上。

当因空间关系上的原因而无法设置磁性的保持单元等情况下，作为简化版，也可以在星形轮、齿轮等上采用摩擦单元并将其作为保持单元。

虽然未图示，但例如也可以在齿轮轴上设置“针座”那样的薄的碟形弹簧，还可以考虑在星形轮的齿一侧附加侧压弹簧、或者将具有山形头部的弹簧构件附加在星形轮的齿上等的机构。

[转动限制构件：图10、图11]

以下，用图10和图11说明防止转子异常转动的转动限制构件。

在将本发明的摆动式步进电机搭载在手表等上，假如手表掉落等时，转子会因猛烈的冲击所引起的外部干扰而异常地转动。例如，如果转动180度，则下一次摆动运动的相位（转动方向）会反转，发生动作上的故障。本发明的摆动式步进电机为了防止这种问题而设置了转动限制构件。

图10是说明转动限制构件的平面图，图11是立体图。如这些图所示，设置了平面形状为三角形的转动限制构件7。

转动限制构件7固定在定子1或未图示的底板等上，其前端7a嵌入于未图示的进给齿A23和进给齿B24的运行轨迹的内部。在图10所示的例子中，前端7a位于具有规定的展开角度的进给齿A23与进给齿B24之间。

另外，孔7b是为了转动限制构件7的轻量化而设置的，在图示例子中设置了两个。在组装本发明的摆动式步进电机时等，如果有这种孔7b，则也便于通过这里看到下侧的构件。

如果采用这种结构，转动限制构件可以干涉进给齿并可靠地限制其运动范围。

另外，图11是从与图1相同的方向观察的立体图，表示了将转动限制构件7设置在线圈17附近的例子，但这当然只是个例子，也可以使用其他任何单元。例如，也可以将转动限制构件7设置成棒状，将末端部分固定在定子A11或定子B12上，而将其前端7a嵌入于进给齿A23和进给齿B24的运行轨迹的内部。

从在转动限制构件7上设置多个孔7b这一点也可知，因为并不是特别需要强度的构件，所以只要能防止进给齿的异常转动，就可以自由地改变其形状。

[第一实施方式的变形例的说明：图12]

以下，用图12说明第一实施方式的变形例。

图12描绘了在摆动驱动的一个循环中，成为进给动作的关键点的各瞬间的主要部分平面图。在该图中也与图7和图8所示的例子同样地，为了容易阅读画面，尽可能将原本立体配置的各结构在平面中表示。即，将位于结构上下侧的转子轴与星形轮的结构组、以及位于结构上下侧的齿轮与输出齿轮的结构组在画面左右分开地平面地表示。

第一实施方式的变形例是极度地减少了星形轮A31以及星形轮B32的齿数的例子。在图12所示的例子中，将所述齿数设置为五个。

在图12中，星形轮A31和星形轮A41利用齿轮轴40a而设置为同轴。同样，星形轮B32和星形轮B42利用齿轮轴40b而设置为同轴。输出齿轮45不经由小齿轮而直接与齿轮A41啮合。

如已经说明的那样，将转子轴22的中心设为P0，将星形轮A31的中心设为P1，将星形轮B32的中心设为P2，将连结中心P1和中心P2的假想线的线段设为L2，并定义表示转子轴22的中立方向的假想线即直线L1，但要注意与已经说明的例子相比进给齿A23和进给齿B24的方向不同这一点。此时的展开角度为约110度。这些进给齿的位置位于P0、P1、P2这三点所形成的三角形范围的外侧这一点没有改变。

另外，在齿轮A41、齿轮B42、输出齿轮45的特定的一个齿上标注用黑圆圈表示的标识M，可以顺次地追踪其转动角度。

另外，图12进一步简化了使用图7和图8的说明，将摆动驱动的一个循环表示在图12（a）～图12（d）中。

图12（a）表示在一个循环的摆动驱动即将开始之前，转子轴22处于中立方向的状态。

最初要进给的星形轮B32的齿在图中位于用单点划线表示的进给齿的转动轨迹R上并处于进给齿B24的前方。另一个星形轮A31的齿错开半个齿距并从进给齿的转动轨迹R离开。

图12（b）表示进给齿B24在逆时针方向（图中左转）上转动θ1，将星形轮B32驱动了半个齿距的状态。角度θ1为约50度。

图12（c）表示前半程的驱动结束，转子轴22靠磁性恢复力的作用而恢复到中立方向的状态。

图12（d）表示进给齿A23在顺时针方向（图中右转）上转动θ1，将星形轮A31驱动了半个齿距的状态。此后，再利用磁性恢复力的作用，转子轴22和各星形轮的齿返回图12（a）的状态，摆动的一个循环的驱动结束。但是，各齿轮的转动前进了。当然，各进给齿在恢复过程中不会与驱动的齿以外的齿发生干涉。

如上所述，关于本发明的摆动式步进电机，可以自由地改变星形轮A31星形轮B32等的齿数、进给齿A23以及进给齿B24的方向、所述展开角度等。重要的是各要素的位置关系，星形轮的齿数、进给齿的角度等可以根据搭载本发明的摆动式步进电机的指针式电子钟表的规格等而自由地改变。

[转动动作的验证说明：图1～图3、图13]

以下，主要使用图13的波形图说明使用从本发明的摆动式步进电机中提取的信号进行验证的技术。

在图13中，8是检测脉冲，10和11是流过线圈的电流的波形。

图13是表示在一次驱动时流过线圈17的电流的波形的图。这种信号因为是从线圈17得到的信号，所以可以使用已知的电流检测电路简单地取出。

图中所示的波形由从定子1施加驱动电流并在一个方向上驱动转子2的期间T1（波形10）和一次（单侧）驱动结束、靠恢复力的作用使转子2一边衰减振动一边发生反电动势、并收敛于中立方向的期间T2（波形11）组成。其后省略。

期间T1的波形10剧烈变动是因为在该期间中将作为分割成细小的多个脉冲的断续的驱动电压施加在线圈17上的缘故。这种驱动方式也常在全转动型的步进电机中进行，当然也可以使用适当宽度的单个脉冲进行驱动。

是否进行了所期望的驱动的验证在期间T2内进行。由自由振动产生的反电动势的波形在驱动具有余量而强有力地进行的情况下的振幅大，否则振幅小。在期间T2内，以恒定的宽度发生了测试脉冲。另一方面，用已知的测量电路测量波形11进入到成为规定的检测电平（例如，0.1mA）以上的测试期间T3内的检测脉冲8的个数。在图13所示的例子中，在图中用实线8a表示的测试脉冲超过了规定的检测电平，其数量是四个。

例如，将这种测试脉冲数的四个定义为正常数量，并设为在期间T1中正常地进行了驱动（进给动作）。这样，在下次也施加与刚才同样波形（且反极性）的驱动脉冲。

例如，如果在期间T3内的检测脉冲数是一至三个，则判定为转动不足，下次将增强驱动脉冲的宽度、数量、电压的任何一个。

另外，如果期间T3内的检测脉冲数是零个，则判定为非转动，再次提供相同方向的脉冲并重新驱动。

如果期间T3内的检测脉冲数是五个，则判定为过度转动，将降低下次的驱动脉冲的能量。

另外，作为使用流过线圈的电流来波形检测转动的方法，可以通过施加使进给齿A23或进给齿B24与转动限制构件7碰撞的程度的起动脉冲，并捕捉碰撞时的电流波形变化，来判断可靠地转动了需要的角度。

另外，也可以捕捉流过线圈的电流波形的峰值，并根据这种峰值与峰值的时间间隔和转动角度的相关数据来判断是否转动了需要的角度。

如上所述，本发明的摆动式步进电机也和已知的步进电机一样，可以使用在一次驱动时流过线圈的电流波形来进行动作的验证。

实施例2

[第二实施方式的说明：图14、图15]

以下，使用作为兼用作动作说明图的主要部分平面图的图14、图15来说明本发明的摆动式步进电机的第二实施方式。

第二实施方式与已经说明的第一实施方式的主要不同点在于，虽然齿轮A41和齿轮B42与星形轮A31和齿轮A41以相互关联的方式结合这一点没有改变，但齿轮A41和齿轮B42不与齿轮轴40a和齿轮轴40b同轴，而是经由其他的齿轮（小齿轮）连接。

首先说明结构。

如图14和图15所示，40c是齿轮轴。46是小齿轮C，47是小齿轮D，48是小齿轮E。小齿轮C46和星形轮A31与未图示的齿轮轴40a同轴地设置。同样，小齿轮D47和星形轮B32与未图示的齿轮轴40b同轴地设置。小齿轮E48和齿轮A41与齿轮轴40c同轴地设置。

另外，星形轮A31和星形轮B32与进给齿A23和进给齿B24的关系与已经说明的第一实施方式相同。

齿轮A41与小齿轮C46啮合，齿轮B42与小齿轮D47啮合。与第一实施方式相同，齿轮A41与齿轮B42啮合。输出齿轮45与小齿轮E48啮合，进而与未图示的齿轮组机构连接并驱动指针。图14因为是平面图的缘故，难以观察星形轮与齿轮的位置关系，但输出齿轮45与小齿轮E48啮合。

在图14所示的结构和已经说明的图1所示的结构中，为了容易阅读图面，输出齿轮45的齿数设为相同，但为了准确驱动未图示的指针，当然要适应于输出齿轮45的减速比。

这样，第二实施方式通过设置成不使齿轮A41和齿轮B42与星形轮A31和星形轮B32同轴，而是将双方利用小齿轮C和小齿轮D来连接并减速的结构，据此，从转子轴22观察的齿轮A41、齿轮B42的惯性矩以与速度比的平方成反比的方式减小，可以减少转子轴22的惯性负荷。由此，在本发明的摆动式步进电机的第二实施方式中，与第一实施方式相比，其驱动更加容易，能够进一步减少所需的能量。

以下，说明动作。

图14、图15的动作说明以使用图7和图8说明的第一实施方式的动作为基准，因此简略地说明。

图14（a）表示动作即将发生之前、转子轴22处于中立方向的状态。进给齿A23和进给齿B24也处于中立位置。在这种中立位置上，星形轮A31的一个齿处于与进给齿A23的紧前方最接近的位置，进给齿B24与位于其前方的星形轮B32的一个齿的距离虽然比较接近但稍远。

图14（b）表示了利用由施加在线圈17上的驱动电流所产生的驱动力，转子轴22从中立方向顺时针转动约45度，进给齿A23与位于其紧前方的星形轮A31的一个齿抵接，并且驱动星形轮A31转动了半个齿距的状态。图中的箭头表示转动方向。

图14（c）表示了这种驱动结束，靠转子磁铁21和定子1的磁性的恢复转动力的作用，转子轴22在逆时针方向上返回并恢复到中立方向的状态（但齿前进了）。

图15（a）和图14（c）完全相同，是下一次即将朝着相反一侧驱动前的状态。表示处于中立方向上的转子轴22要从此向逆时针方向转动的状态。

此时，进给齿A23、进给齿B24和星形轮的齿的距离关系与图14（a）相比发生了变化，进给齿B24与在其前方的星形轮B32的一个齿最接近，而进给齿A23与在其前方的星形轮A31的一个齿的距离虽然比较接近但稍远。

图15（b）表示转子轴22靠驱动力的作用在逆时针方向转动45度，进给齿B24使位于其紧前方的星形轮B32的齿在顺时针方向上转动了半个齿距的状态。

图15（c）表示驱动结束，各星形轮和各齿轮的转动前进，转子轴22靠磁性恢复力的作用而恢复到中立方向的状态。图15（c）除了各齿轮的转动前进这一点外与图14（a）相比没有变化。

在以上说明的实施方式中，说明了驱动轮由星形轮和齿轮构成的结构，但也可以将驱动轮用任何一方构成。例如，也可以采用齿的形状、大小合适的星形轮构成。

重要的是，在转子上具有两个进给齿，在该转子向一个方向摆动时，一个进给齿使一个驱动轮进给，而当转子向另一个方向摆动时，另一个进给齿使另一个驱动轮进给。

[其他的变形例]

就除以上说明的实施方式以及变形例以外，在不损害本发明的作用、效果等的范围内允许的各种变更的可能性进行说明。

（1）将两个进给齿的形状、在中立状态时的待机位置、两个星形轮的齿数或齿形设置成不相同的结构。

（2）将转子轴22的中立方向设置成非对称的结构。例如，表示中立方向的直线L1不是P1、P2的垂直二等分线的情况。

（3）转子磁铁21处于中立位置时，磁极朝向从定子A11与定子B12的接合部、即非磁性构件14的方向离开的方向的结构。在此情况下，因为驱动力根据摆动转动方向而不同，所以可以存在交替发生的驱动脉冲的波形也不同的情况。

（4）将两个星形轮的齿的齿距的偏移设置成不是半个齿距的间距。

（5）通过在驱动频度低（例如，每秒一次～数次）的情况下也抑制惯性负荷，而具有与现有的步进电机相比可以实现低耗电化的可能性。

实施例3

关于上述的各实施例1、2（第一实施方式、其变形例、第二实施方式），分别按压星形轮31、32并进给这些星形轮31、32的进给齿23、24的形状如文字所述那样呈齿轮的齿的形状，但本发明的摆动式的步进电机中的进给齿并不限于这种形式。

即，例如也可以如图19的立体图和图20的平面图所示，将进给齿23、24形成为凸轮27。

亦即，图示的凸轮27可以作为利用连结两个进给齿23、24的齿顶间的曲面将在上述各实施例中表示的两个进给齿23、24之间的空间26闭合而成的结构来获得。

将各进给齿23、24的分别与星形轮31、32相抵接的面（齿面）形成为凸轮27两端的凸轮面27A、27B，利用转子2的转动，凸轮面27A进给星形轮31，凸轮面27B进给星形轮32。

另外，凸轮27也与进给齿23、24一样，是转子小齿轮25的一部分。

另外，在所述转子小齿轮25的夹着转子2的摆动运动的中心P0而与形成了凸轮27的部分相反一侧的部分上，形成了向转子2的半径方向的外侧突出的突部28。

所述突部28被后述的转动限制构件50挡住，在物理上限制转子2的摆动角度范围。

在上述的各实施例中，关于由因转子2的摆动所引起的基于进给齿23、24的星形轮31、32的进给的方向，是向着使各进给齿23、24所抵接的星形轮31、32的齿之间靠近的方向进给。

其原因是，如图7（a）所示，这些实施例的转子2的两个进给齿23、24配置在将两个星形轮31、32的中心P1、P2和转子2的摆动运动的中心P0连结而形成的三角形的外侧区域中。

另一方面，在本实施例3中，如图21所示，转子2的凸轮27（至少是凸轮27的两端的两个凸轮面27A、27B）配置在将两个星形轮31、32的中心P1、P2和转子2的摆动运动中心P0连结而形成的三角形（用单点划线表示）的内侧区域中。

在转子2绕摆动运动的中心P0向图示逆时针方向摆动时，凸轮面27A按压星形轮31的齿，使星形轮31绕中心P1顺时针转动。在转子2绕摆动运动的中心P0在图中顺时针摆动时，凸轮面27B按压星形轮32的齿，使星形轮32绕中心P2逆时针转动。

其结果，关于因转子2的摆动所引起的基于凸面27A、27B的星形轮31、32的进给的方向，是使各凸轮面27A、27B所抵接的星形轮31、32的齿之间向远离的方向进给。

这样，根据将转子2的凸轮27配置在将两个星形轮31、32的中心P1、P2和转子2的摆动运动的中心P0连结而形成的三角形的内侧区域中的结构，能够使凸轮面27A与星形轮31的齿极其接近，还能够使凸轮面27B与星形轮32的齿极其接近，因此，与上述各实施例的情况相比，能够进一步缩短到凸轮面27A与星形轮31的齿抵接为止所需的空转距离。

同样，与上述的各实施例相比，也可以进一步缩短到凸轮面27B与星形轮32的齿抵接为止所需的空转距离。

因而，能够实现基于缩短空转距离的耗电的降低。

另外，在实施例3的凸轮面27A、27B与星形轮31、32的齿的齿面开始接触时，在齿面的齿形圆弧中半径大的圆弧部分处接触，与此不同的是，在实施例1的进给齿23、24的齿面与星形轮31、32的齿的齿面开始接触时，在齿面的齿形圆弧中半径小的圆弧部分处接触，因此，与在实施例1中如图22所示那样从开始接触（转子2的摆动角度为15度）时从转子2到星形轮31、32的扭矩传递效率为约42[%]不同地，在实施例3中如图23所示那样，从开始接触（转子2的摆动角度为-45度）时从转子2向星形轮31、32的扭矩传递效率显著地大，约为82[%]。

因而，实施例3中利用转子2使静止状态的星形轮31、32开始转动时的驱动能力与实施例1相比得到了提高，这一点也能够提高电力的利用效率。

另外，在从转子2和星形轮31、32开始接触到接触结束的整个区域（在实施例1中转子2的摆动角度为15～60度的范围，在实施例3中转子2的摆动角度为-45～0度的范围）上的扭矩传递效率的变化幅度方面，实施例3一方也比实施例1要小，因此也能够使分别作用在转子2和星形轮31、32的齿上的疲劳比实施例1降低，能够提高耐久性。

另外，即使在齿轮的停止位置从假设的位置偏离的情况下，由于能够维持高的传递效率，因此可以进行稳定的动作。

再者，因为能够减小转子2的大小，所以能够减小惯性力矩，有利于摆动。

再者，通过转子2的小型化，能够按照与星形轮31、32联动的齿轮41、42的关系将减速比设定得大，由此能够实现耗电的进一步降低。

本实施方式3中转子2的凸轮面27A、27B间的绕摆动运动的中心P0的角度θ例如为45度，但本发明中凸轮面间的角度不必限于该角度，可以根据形成在星形轮31、32上的齿的高度、从转子2的摆动运动的中心P0到凸轮27的外周面的半径方向的距离等而适当地设定。

本实施例3的凸轮27如图24所示，形成为将形成在其两端的两个凸轮面27A、27B中的至少一个始终配置在两个星形轮31、32中的任一个星形轮31或星形轮32的齿顶圆（图24中用双点划线表示）内的方式。

这在转子2处于中立位置的状态时也同样，其结果，即使由上述的凸轮面27A、27B的进给动作所驱动的星形轮31、32在其转动的势头（惯性）的作用下要过度转动，星形轮31或星形轮32的齿也会与侵入到至少一个星形轮31、32的齿的齿顶圆内的状态的凸轮27相碰而使其过度转动的势头减小，所以能够阻止星形轮31、32的过度转动，能够降低由星形轮31、32的过度转动引起的精度降低。

另外，本实施例3的摆动式步进电机如图25所示，在转子2的摆动角度范围（例如，-45～0度）的两端，具备要与转子2的突部28相碰的转动限制构件50，因此，即使转子2自身要超过摆动角度范围而过度转动，也因为突部28会在摆动角度范围的两端物理地碰到转动限制构件50，所以能够可靠地阻止转子2超过摆动角度范围而过度转动的现象。

而且，转动限制构件50因为能够配置为与突部28的长度（沿着转子2的半径方向的长度）相应的、距转子轴22的距离位置上，所以能够将突部28的长度设定得短，由此能够使转子2的整体大小小型化并减小转子2的惯性力矩，能够实现低耗电化。

另外，凸轮27在转子2的摆动角度范围的两端、即在突部28物理地碰到转动限制构件50的状态下，与星形轮的齿抵接一侧的凸轮面（在图25中是使星形轮31转动一侧的凸轮面27A）相反的一侧（与另一个星形轮抵接的一侧）的凸轮面（图25中为凸轮面27B）在与该凸轮面所抵接的齿的随后的齿（沿着转动方向的随后的齿）接近的状态下，成为侵入到该星形轮的齿的齿顶圆内的状态，因此，如图26所示，即使星形轮31过度地转动，随后的齿也会挡住侵入到齿顶圆内的凸轮面27B，能够防止这种过度的转动动作继续的现象。

而且，到随后的齿挡住凸轮面27B为止的转动了的过度的转动量（角度）是从随后的齿本该停止的角度位置开始到与凸轮面27B接触的角度位置为止的微小的角度，因此能够将过剩的转动量抑制在极小的程度。

实施例4

图27是本发明的摆动式步进电机的第四实施方式（实施例4），是在实施例3的转子2上，在凸轮27的两个凸轮面27A、27B之间的、绕转子2的摆动运动中心P0的空间中除了两个凸轮面27A、27B以外的区域（除凸轮面27A、27B与相应的星形轮31、32抵接并发挥使这些星形轮31、32转动的功能所需要的区域以外的区域）上，形成了在两个凸轮面27A、27B中的一个凸轮面27A（或凸轮面27B）与一个星形轮31（或星形轮32）抵接的状态时侵入到另一个星形轮32（或星形轮31）的齿顶圆内的齿底凸部29A、29B。

即，例如如图28所示，在转子2在图示顺时针方向上摆动，一个凸轮面27B与一个星形轮32的齿抵接，并使该星形轮32在图示逆时针方向上转动的状态时，形成在与不与星形轮32抵接的凸轮面27B相反的凸轮面27A一侧的齿底凸部29A成为侵入到另一个星形轮31的齿底圆（双点划线所示）内的状态。

在此，在星形轮32上，从与星形轮32在机构上相连接的齿轮组作用了例如日历负荷等的逆转动负荷（要在图示顺时针方向上驱动的负荷），因此在凸轮面27B从星形轮32的齿离开的同时，星形轮32、31要反向转动（星形轮32要顺时针转动，星形轮31要逆时针转动）。

但是，本实施例4的摆动式步进电机即使在正方向（星形轮32逆时针转动的方向，星形轮31顺时针转动的方向）转动了的星形轮31因逆转动负荷的作用而要向反方向（图示逆时针转动的方向）返回，也如图29所示那样，齿底凸部29A侵入到所述齿的齿顶圆内，因此，星形轮31的齿碰到齿底凸部29A而停止，能够阻止星形轮31、32向反方向的转动。

另外，齿底凸部29A、29B的高度（从转子2的摆动运动中心P0沿着半径方向的长度R）或形成齿底凸部29A、29B的、绕摆动运动中心P0的角度范围α等可以根据星形轮31、32的齿的数量、高度等、星形轮31、32与转子2的位置关系等适当地设定。

另外，齿底凸部29A、29B的高度可以在绕摆动运动中心P0的转动角度α的整个区域上是相同的，也可以不同，即只在特定的角度范围中高度不同，而关于对哪种角度范围设定怎样的高度，只要同样地根据星形轮31、32的齿数或高度等、星形轮31、32与转子2的位置关系等适当地确定即可。

（工业实用性）

本发明可以用作包括手表在内的各种具有指针的电子钟表的驱动源。因为驱动所需能量的损失小，所以特别适合于连续走针式的指针式的电子手表。

（关联申请的相互引用）

本申请根据2010年9月9日在日本专利厅提交的日本特愿2010-201783号并主张优先权，其全部的公开内容通过引用而完全包括在本说明书中。

Claims (21)

1.一种通过使转子在规定的摆动角度范围内进行摆动运动来依次进给两个驱动轮，来使输出齿轮在规定的方向上每次转动规定角度的摆动式步进电机，其特征在于：

所述转子具有两个进给齿，

当所述转子向一个方向摆动时，一个所述进给齿使一个所述驱动轮进给，

当所述转子向另一个方向摆动时，另一个所述进给齿使另一个所述驱动轮进给。

2.根据权利要求1所述的摆动式步进电机，其特征在于：

所述驱动轮由所述进给齿所抵接并在规定的方向上驱动的星形轮和与所述星形轮以相互关联的方式结合的齿轮构成；

两个所述星形轮设置在相互的齿顶之间不啮合的位置上，

两个所述齿轮设置在相互的齿顶之间啮合的位置上。

3.根据权利要求1或2所述的摆动式步进电机，其特征在于：

两个所述进给齿相对于所述转子的转动轴设置成规定的展开角度，

所述规定的展开角度是，在所述转子未受所述驱动力而只靠定子的保持力的作用而处于中立位置时，两个所述进给齿中的一个进给齿以第一距离接近两个所述星形轮中的一个星形轮的一个齿，而另一个进给齿以比所述第一距离大的第二距离接近另一个星形轮的一个齿的角度。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的摆动式步进电机，其特征在于：

两个所述进给齿的每个处于由两个所述星形轮的中心和所述转子的转动轴的中心所形成的三角形范围的外侧。

5.根据权利要求1至3的任意一项所述的摆动式步进电机，其特征在于：

所述转子具有由连接两个进给齿的齿顶间的曲面将所述两个进给齿间的空间闭合所形成的凸轮，所述两个进给齿的齿面形成为所述凸轮两端的凸轮面。

6.根据权利要求5所述的摆动式步进电机，其特征在于：

所述凸轮形成为配置在连结所述两个驱动轮的各转动中心和所述转子的摆动运动的中心所形成的三角形的内侧区域中的方式。

7.根据权利要求6所述的摆动式步进电机，其特征在于：

所述凸轮形成为使形成在其两端的两个凸轮面中的至少一个始终配置在所述两个驱动轮中的任一个驱动轮的齿顶圆内的方式。

8.根据权利要求6或7所述的摆动式步进电机，其特征在于：

在所述凸轮的两个凸轮面之间的、绕所述转子的摆动运动的中心的空间中除了所述凸轮面以外的区域上，形成有在所述两个凸轮面中的一个凸轮面与所述一个驱动轮接触的状态时侵入到所述另一个驱动轮的齿顶圆内的齿底凸部。

9.根据权利要求5至8的任意一项所述的摆动式步进电机，其特征在于：

在所述转子的、夹着所述转子的摆动运动的中心而与形成了所述凸轮的部分相反一侧的部分上，形成有向着转子的半径方向外侧突出的突部，

在所述转子的摆动角度范围的两端，具有与所述突部相碰的转动限制构件。

10.根据权利要求1至9的任意一项所述的摆动式步进电机，其特征在于：

在所述中立位置上，在所述进给齿的一个与在其前方的一个星形轮的一个齿最接近时，

在下次驱动时，所述进给齿的一个驱动所述一个星形轮的一个齿，在该驱动结束而所述转子再次返回中立位置时，切换为所述进给齿的另一个与在其前方的另一个星形轮的一个齿最接近的状态，

在更下次驱动中，所述进给齿的另一个驱动所述另一个星形轮的一个齿。

11.根据权利要求1至10的任意一项所述的摆动式步进电机，其特征在于：

所述转子的所述永久磁铁在直径方向上具有极性，

所述驱动力设定成不足以使所述转子转动180度的方式。

12.根据权利要求1至11的任意一项所述的摆动式步进电机，其特征在于：

两个所述齿轮分别同轴地固定在所述星形轮的各个上。

13.根据权利要求1至12的任意一项所述的摆动式步进电机，其特征在于：

设置有与两个所述星形轮的各个同轴地固定的两个星形轮小齿轮，

两个所述齿轮与两个所述星形轮小齿轮的各个相连结并相互啮合。

14.根据权利要求12或13所述的摆动式步进电机，其特征在于：

连结所述各星形轮的轴与所述星形轮的齿的方向设定为：以相对于连结所述各星形轮的轴与所述转子轴的方向相互错开半个齿距的方式，所述各星形轮的各自与所述各齿轮的结合的角度关系，

利用所述摆动运动，将所述各星形轮交替地每次驱动半个齿距。

15.根据权利要求1至14的任意一项所述的摆动式步进电机，其特征在于：

还具备用于在未从所述定子施加所述机电驱动力时，将所述星形轮的齿保持在规定位置的保持单元。

16.根据权利要求15所述的摆动式步进电机，其特征在于：

所述保持单元由直接或间接地作用于所述星形轮的齿或所述齿轮的齿的永久磁铁构成。

17.根据权利要求15所述的摆动式步进电机，其特征在于：

所述保持单元是作用于所述星形轮或所述齿轮中的至少一个的、带摩擦的弹簧构件。

18.根据权利要求16或17所述的摆动式步进电机，其特征在于：

设置有与所述齿轮或所述星形轮啮合的小齿轮，

使所述保持单元通过作用于所述小齿轮而作用于所述星形轮或所述齿轮。

19.根据权利要求1至18的任意一项所述的摆动式步进电机，其特征在于：

还具备用于限制所述转子的所述摆动角度的转动限制构件。

20.根据权利要求1至19的任意一项所述的摆动式步进电机，其特征在于：

所述转子反复进行以下运动：利用从所述定子施加的机电驱动力驱动所述星形轮的齿，并在驱动期间结束后利用从所述定子作用于所述转子的保持力而恢复到中立位置。

21.根据权利要求1至20的任意一项所述的摆动式步进电机，其特征在于：

在所述转子恢复到中立位置的过程中，将利用构成所述转子的永久磁铁的运动而在卷绕在所述定子上的线圈中发生的感生电压用作所述摆动式步进电机的动作判定信号。

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