CN112636489A - 定子、机芯、钟表、机芯的制造方法及定子的制造方法 - Google Patents

定子、机芯、钟表、机芯的制造方法及定子的制造方法 Download PDF

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Abstract

【课题】本发明的目的在于提供能够不除去浮渣就组装的定子。【解决方案】定子具备:磁性板材,其具有在装配于机芯的主板的情况下与所述主板对置的表面即主板面,在磁性板材的一部分形成有转子容纳孔;和非磁性区域,其是将铬涂敷至所述转子容纳孔的周围的所述主板面上并从所述主板面侧对所述铬照射激光而被非磁性化。

Description

定子、机芯、钟表、机芯的制造方法及定子的制造方法
技术领域
本发明的实施方式涉及定子、机芯、钟表、机芯的制造方法及定子的制造方法。
背景技术
以往,在模拟电子钟表中,将步进马达作为对时针、分针等指针进行旋转驱动的动力源使用。在这样的模拟电子钟表所具备的步进马达中,使用具有配设有转子的转子容纳孔的一体型定子。在该一体型定子中,在转子容纳孔的周围两处,以180度间隔设有宽度比其它部分窄的窄宽度部。通过具备窄宽度部,该一体型定子变得易于使磁通饱和。
已知如下的技术:在设于该定子的转子容纳孔的周围的磁路的一部分形成Cr扩散区域,使该区域的导磁率降低,从而形成非磁性区域。非磁性区域能够通过在该定子配置熔融扩散用的Cr材料、将激光照射至该Cr材料而使Cr材料熔融扩散至磁路的内部来形成。(例如,参照专利文献1)。
【先前技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2019-68724号公报。
发明内容
【发明要解决的课题】
然而,依据专利文献1所记载的以往技术,在激光照射面产生突起(浮渣)。定子因浮渣而变厚,因此,会产生定子的浮渣与设置于定子的上侧的轮系接触这一问题。
为了防止定子与轮系的接触,考虑到除去浮渣,但浮渣的除去需要花费人工和成本。
本发明的实施方式鉴于这样的状况而作出,其目的在于,提供能够不除去浮渣就组装的定子、机芯、钟表、机芯的制造方法和定子的制造方法。
【用于解决课题的方案】
本发明的一个方式所涉及的定子具备:磁性板材,其具有在装配于机芯的主板的情况下与所述主板对置的表面即主板面,在一部分形成有转子容纳孔;和将铬涂敷至所述转子容纳孔的周围的所述主板面上并从所述主板面侧对所述铬照射激光而被非磁性化的非磁性区域。
本发明的一个方式所涉及的定子也可以具有通过固定模具连接于所述主板面且可动模具连接于所述主板面的背面而被剪切加工的部分。
本发明的一个方式所涉及的机芯具备:上述的定子;和所述主板,其在与所述定子的所述非磁性区域对置的位置具有凹状切口。
另外,本发明的一个方式所涉及的机芯具备:上述的定子;和定子保持部件,其在与所述定子的所述非磁性区域对置的位置具有厚度比其它部分更薄的退避部,所述定子保持部件连接于所述主板面而保持所述定子。
本发明的一个方式所涉及的钟表具备上述任一机芯。
本发明的一个方式所涉及的机芯的制造方法具备使上述任一定子的所述主板面与主板对置而设置的工序。
本发明的一个方式所涉及的定子的制造方法是如下的定子的制造方法:在转子容纳孔的周围的磁性板材的一个面上涂敷铬,对所述铬自所述一个面侧照射激光,由此在所述磁性板材形成非磁性区域。在该制造方法中,所述一个面是与机芯的主板对置的主板面。
【发明的效果】
依据本发明的实施方式,能够提供能够不除去浮渣就组装的定子、机芯、钟表、机芯的制造方法和定子的制造方法。
附图说明
图1是示出使用本实施方式所涉及的步进马达、钟表用机芯的钟表的框图。
图2是示出本实施方式所涉及的步进马达的概略构成示例的立体图。
图3是本实施方式所涉及的定子的正面示意图。
图4是本实施方式所涉及的步进马达的正面示意图。
图5是示出本实施方式所涉及的定子的制造方法的一个示例的图。
图6是示出本实施方式所涉及的定子的冲压前的环箍材料的俯视图。
图7是示出本实施方式中利用激光来对涂敷于坡莫合金的环箍材料的铬进行熔融扩散、使铬成为15重量%以上之后的环箍材料的截面的照片示例的图。
图8是示出本实施方式中利用激光来对涂敷于坡莫合金的环箍材料的铬进行熔融扩散、使铬的重量比成为15重量%以上之后的环箍材料的截面的照片示例的图。
图9是示出本实施方式中利用激光来对涂敷于坡莫合金的环箍材料的铬进行熔融扩散、使铬的重量比成为15重量%以上之后的环箍材料的截面的照片示例的图。
图10A是示出本实施方式所涉及的熔融部的图。
图10B是示出对本实施方式所涉及的熔融部进行线分析的结果的图表。
图11是Fe-Ni-Cr的三元合金状态图。
图12A是示出本实施方式所涉及的定子的立体图。
图12B是沿着图12A的A-A线的定子的截面图。
图13是从正面侧观察本实施方式所涉及的机构模块的内部构成的一个示例的俯视图。
图14是从侧面观察本实施方式所涉及的机构模块的内部构成的一个示例的截面图。
图15A是示出螺接于主板的状态的定子的、与图12B对应的截面图。
图15B是示出螺接于主板的状态的定子的、与图12B对应的截面图。
图15C是示出螺接于主板的状态的定子的、与图12B对应的截面图。
图15D是示出螺接于主板的状态的定子的、与图12B对应的截面图。
具体实施方式
以下,边参照附图,边对本发明的实施方式进行说明。此外,以下的说明所使用的附图中,为了设为能够辨认各部件的大小,适当变更各部件的比例尺。
图1是示出使用本实施方式所涉及的步进马达、钟表用机芯的钟表1的框图。在本实施方式中,作为钟表的一个示例,例示并说明模拟电子钟表。
如图1所示,钟表1具备电池2、振荡电路3、分频电路4、控制电路5、脉冲驱动电路6、步进马达7以及模拟钟表部8。
另外,模拟钟表部8具备轮系11、时针12、分针13、秒针14、日历显示部15、钟表外壳81以及钟表用机芯82(以下,称为机芯82)。此外,在本实施方式中,在未特别规定时针12、分针13、秒针14、日历显示部15中的一个的情况下,称为指针16。
此外,振荡电路3、分频电路4、控制电路5、脉冲驱动电路6以及步进马达7和轮系11是机芯82的构成要素。也将具备步进马达7及轮系11的模块记载为机构模块83。
一般而言,将由钟表1的时间基准等的装置构成的钟表的机械体称为机芯。有时将电子式机芯称为模块。在作为钟表的完成状态下,在机芯例如安装有表盘、指针,机芯容纳于钟表外壳81中。
电池2例如是锂电池、所谓的纽扣电池。此外,电池2也可以是太阳电池和对通过太阳电池而发电的电力进行蓄电的蓄电池。电池2将电力供给至控制电路5。
振荡电路3是为了利用例如石英的压电现象来根据石英的机械谐振以既定频率振荡而使用的被动元件。在此,既定频率例如是32[kHz]。
分频电路4将振荡电路3输出的既定频率的信号分频成期望频率,将分频的信号输出至控制电路5。
控制电路5使用分频电路4输出的分频后的信号来进行计时,基于计时的结果而生成驱动脉冲。此外,在使指针16沿正转方向走针的情况下,控制电路5生成正转用驱动脉冲。在使指针16沿逆转方向走针的情况下,控制电路5生成逆转用驱动脉冲。控制电路5将生成的驱动脉冲输出至脉冲驱动电路6。
脉冲驱动电路6根据控制电路5输出的驱动指示来针对各个指针而生成驱动脉冲。脉冲驱动电路6将生成的驱动脉冲输出至步进马达7。
步进马达7根据脉冲驱动电路6输出的驱动脉冲而使指针16(时针12、分针13、秒针14、日历显示部15)走针。在图1所示的示例中,例如,针对时针12、分针13、秒针14以及日历显示部15而具备一个步进马达7。也可以针对时针12、分针13、秒针14以及日历显示部15的每一个而具备一个步进马达7。
时针12、分针13、秒针14、日历显示部15的每一个通过步进马达7而走针。
脉冲驱动电路6驱动步进马达7,由此时针12以12小时旋转一周。脉冲驱动电路6驱动步进马达7,由此分针13以60分钟旋转一周。脉冲驱动电路6驱动步进马达7,由此秒针14以60秒旋转一周。日历显示部15例如是显示日期的指针,脉冲驱动电路6驱动步进马达7,由此日历显示部15的显示以24小时前进一天的方式旋转。
接着,对本实施方式所涉及的步进马达7的概略构成示例进行说明。
图2是示出本实施方式所涉及的步进马达7的概略构成示例的立体图。如图2所示,步进马达7具备定子201、转子202、磁芯208、线圈209以及螺钉220。
在定子201,形成有转子容纳孔203、螺钉孔218a、螺钉孔218b。
转子202可旋转地配置于转子容纳孔203。
线圈209卷绕于磁芯208。
另外,在将步进马达7使用于模拟电子钟表的情况下,定子201和磁芯208通过螺钉220而固接于机芯82的主板51并互相接合。
在此,使用图3来对定子201进行说明。
图3是本实施方式所涉及的定子201的正面示意图。在图3中,将定子201的长边方向作为y轴方向,将短边方向作为x轴方向。如图3所示,在转子容纳孔203形成有切口部204、205。另外,在定子201,在转子容纳孔203的周围形成有窄宽度部210、211。定子201例如由Fe-Ni(铁-镍)的磁性板材形成。另外,窄宽度部210、211是非磁性区域。即,定子201是在一部分形成有转子容纳孔203的一块磁性板材。在此,一块磁性板材不包括将分割的两块板材进行接合的情况。
在将步进马达7使用于钟表的情况下,说明定子201的各尺寸的示例。
转子容纳孔203的孔径是约1.5-2mm。窄宽度部210、211的最细的部位的宽度是约0.1mm-0.2mm。定子201的厚度是约0.5mm±0.1mm。长边方向的长度是约10mm。
接着,使用图4对本实施方式所涉及的步进马达7进行详细描述。
图4是本实施方式所涉及的步进马达7的正面示意图。
图4所示的步进马达7具备转子容纳孔203、定子201、转子202、磁芯208、线圈209以及窄宽度部210、211。
此外,在定子201的转子容纳孔203的周围,设有磁路R。转子202是能够旋转地配设于转子容纳孔203内的两极转子。磁芯208与定子201接合。线圈209卷绕于磁芯208。
此外,切口部204、205为了确保转子202的稳定停止位置而设于转子容纳孔203,窄宽度部210、211设于与这样的切口部204、205不干涉的部分。线圈209具有第一端子OUT1、第二端子OUT2。
转子容纳孔203是以轮廓成为圆形的方式形成于定子201的贯通孔。切口部(内凹口)204、205分别是半月状,在转子容纳孔203的对置部分形成有多个(在图4的示例中两个)。这些切口部204、205作为用于确定转子202的稳定停止位置的定位部而构成。例如,切口部(内凹口)204起到如下的作用:在转子202配置于既定位置时,使转子202的势能下降,由此使转子202的位置稳定。
转子202被磁化成两极(S极和N极)。在线圈209未被励磁的状态下,转子202如图4所示稳定地停止(静止)于与所述定位部对应的位置。换言之,在线圈209未被励磁的状态下,转子202稳定地停止(静止)于转子202的磁极轴A与将切口部204、205连结的线段正交那样的位置(角度θ0位置)。
在设于转子容纳孔203的周围的磁路R的一部分(在图4的示例中两个部位),形成有作为非磁性区域的窄宽度部210、211。在此,关于定子201的窄宽度部210、211,将相对于磁路垂直方向的截面宽度作为截面宽度t,将沿着磁路的方向的宽度作为间隙宽度w。窄宽度部210、211形成于由截面宽度t和间隙宽度w划定的区域。
在以下的说明中,关于定子201,将窄宽度部211的外周定义为点a1,将窄宽度部211内定义为点b1,将位于窄宽度部211的附近且位于磁路R的外周与内周之间的部位定义为点c。
接着,参照图4而说明本实施方式所涉及的步进马达7的动作。
首先,如果从脉冲驱动电路6(图1)将例如第一端子OUT1侧成为正极、第二端子OUT2侧成为负极那样的驱动脉冲信号供给至线圈209的端子OUT1、OUT2,则电流i沿图4的箭头方向流动,在定子201中沿虚线箭头方向产生磁通。
在本实施方式中,形成有作为非磁性区域的窄宽度部210、211,该区域的磁阻增大。因此,在本实施方式中,没必要使相当于以往的“窄宽度部”的区域磁饱和,能够容易地确保泄漏磁通。在确保泄漏磁通之后,通过在定子201产生的磁极与转子202的磁极的相互作用,转子202沿图4的箭头方向旋转180度,在磁极轴朝向角度θ1的位置稳定地停止(静止)。
此外,通过对步进马达7进行旋转驱动,将用于进行通常动作的旋转方向(在图4中,逆时针方向)作为正方向,将其相反方向(顺时针方向)作为反方向。在此,在将步进马达7适用于模拟电子钟表的情况下,通常动作意味着走针动作。
接着,从脉冲驱动电路6(图1)例如将第一端子OUT1侧成为负极、第二端子OUT2侧成为正极那样的反极性的驱动脉冲供给至线圈209的端子OUT1、OUT2时,电流沿图4的反箭头方向流动,在定子201中沿与虚线箭头方向相反的方向产生磁通。
随后,通过在定子201产生的磁极与转子202的磁极的相互作用,转子202沿与所述相同的方向(正方向)旋转180度,在磁极轴朝向角度θ0的位置稳定地停止(静止)。
此后,如此对线圈209交替地供给极性不同的信号(交变信号),从而能够重复地进行所述动作而使转子202沿箭头方向每次180度连续旋转。
如此在转子容纳孔203的周围的磁路的一部分形成有作为非磁性区域的窄宽度部210、211,所以能够大幅度地降低在该区域消耗的磁通,能够效率良好地确保使转子202驱动的泄漏磁通。
另外,以往在成为“窄宽度部”的部位形成作为非磁性区域的窄宽度部210、211,从而能够抑制从转子202本身发出的磁通在该区域的消耗。其结果,能够抑制磁势的损失,能够提高用于使转子202磁停止(静止)/保持的保持力。
另外,在以OUT1侧(负极)的磁通使以往成为“窄宽度部”的部位饱和而使转子202旋转之后,为了以OUT2侧(正极)的磁通使转子202旋转,有必要消除在以OUT1侧(负极)的磁通饱和而使转子202旋转时产生的残余磁通。然而,依据本实施方式,大幅度地降低在该区域的残余磁通,因而不需要为了消除残余磁通所必需的时间,能够缩短直至使转子202的旋转结束的时间。因此,依据本实施方式,能够维持进行高速走针时的动作稳定性,能够提高驱动频率。此外,在后文中,对驱动步进马达7的驱动脉冲进行描述。
<制造方法的说明>
接着,使用图5来说明定子201的制造方法的一个示例。
图5是示出本实施方式所涉及的定子201的制造方法的一个示例的图。
(第一制造工序 第一次冲压(导孔制作))
第一制造工序中,制造系统300具备冲压装置302。另外,标号301示出缠绕有冲压前的环箍材料310的状态。标号303示出缠绕有冲压后的环箍材料的状态。标号310示出冲压后的环箍材料的俯视图。此外,在图5中,将环箍材料的长边方向作为x轴方向,将短边方向作为y轴方向。另外,环箍材料的短边方向的宽度例如是16.5mm。
冲压装置302相对于环箍材料的状态的磁性材料(38号坡莫合金等)而言在上下形成定位用导孔312、313。在冲压之后,制造系统300将冲压后的环箍材料如标号303那样缠绕。
(第二制造工序 非磁性区域制作)
在第二制造工序中,制造系统300具备:膏状涂敷装置322,其对铬(Cr)进行膏状涂敷;干燥装置323;激光照射装置324;以及清洗装置325。另外,标号321示出在第一制造工序中缠绕有冲压后的环箍材料的状态。标号326示出缠绕有已制作非磁性区域后的环箍材料310的状态。
膏状涂敷装置322对于环箍材料在y轴方向的期望位置膏状涂敷铬(涂敷工序)。膏状涂敷装置322例如将铬与粘合剂混合而膏状化并对其进行分配。即,膏状涂敷装置322是分配器。此外,y轴方向的期望位置是制作图3所示的定子201中的非磁性区域即窄宽度部210、211的区域。此外,膏状涂敷装置322在以导孔312、313的位置为基准的期望位置膏状涂敷铬。此外,作为一个示例,铬的涂敷厚度是150-200[微米]。
接着,干燥装置323使被膏状涂敷的铬干燥。
接着,激光照射装置324将激光照射至膏状涂敷有铬的区域(标号331)(激光加工工序)。此外,激光优选放电深度较深的光纤激光。由此,所涂敷的铬熔化于母材(坡莫合金材料)中。然后,在涂敷的铬和坡莫合金材料内部的铬产生扩散熔融,形成铬重量比为15重量%以上的区域。此外,通过激光照射,膏状涂敷有铬的区域的温度成为坡莫合金材料和Cr的熔点以上(1900度以上)。另外,激光的入射侧的口径是0.3-0.5mm左右。另外,激光照射装置324沿x轴方向例如以25[微米]间隔照射激光。由此,能够降低由于激光照射而施加至母材(环箍材料)的热。
接着,清洗装置325使用溶剂来清洗而除去所涂敷的铬中的不需要的部位。标号310A是示出照射激光并清洗之后的环箍材料的俯视图。在标号310A所示的环箍材料中,标号331示出非磁性区域。非磁性区域331的y轴方向的宽度是约0.3-0.5mm。如此,通过第二制造工序,沿着x轴方向的直线状的非磁性区域331对于环箍材料形成于y轴方向的既定位置。另外,作为一个示例,清洗所花费的时间是5分钟。
在清洗之后,制造系统300将形成非磁性区域之后的环箍材料如标号326那样缠绕。
(第三制造工序 第二次冲压(精整))
在第三制造工序中,制造系统300具备作为精整加工装置的冲压装置342。另外,标号341示出缠绕有第二制造工序之后的环箍材料的状态。标号343示出缠绕有冲压后的环箍材料的状态。
如图6所示,冲压装置342以导孔312、313的位置为基准而调整环箍材料310A的位置并进行冲切,使得铬重量比成为15重量%以上的部位成为定子201的窄宽度部210、211。图6是示出本实施方式所涉及的定子201的冲压前的环箍材料310A的俯视图。此外,定子201’是第四制造工序之前的定子。在图6中,标号201’’示出进行定子201’的冲压的位置。此外,冲切是如下的工序:对环箍材料310A进行冲裁加工,以对非磁性区域331的一部分进行冲裁,并且成为包围步进马达7用的转子202的形状。即,通过第三制造工序,形成包括转子容纳孔203的定子201’。
由此,完成在窄宽度部210、211和除它们以外的部位铬重量比不同的定子201’的外形。
(第四制造工序 磁性退火)
在第四制造工序中,制造系统300具备退火炉351。
退火炉351对定子201’进行高温焖火(退火)处理。由此,对第三制造工序的冲压加工导致的残余应力进行除去/缓和。
制造系统300通过上述的第一制造工序至第四制造工序而制造图3所示的定子201。
依据利用以上的制造工序来制造的定子201,能够降低在形成非磁性区域时因激光的照射而导致的热变形。
<激光照射之后的环箍材料的截面的照片示例的说明>
接着,在图7-图9中示出在进行如下的过程之后的环箍材料的截面的照片示例:对涂敷于坡莫合金制的环箍材料的单面的铬进行激光照射,利用激光使铬熔融扩散,使铬的重量比成为15重量%以上。图7-图9各自是示出在进行如下的过程之后的环箍材料的截面的照片示例的图:在本实施方式中,利用激光对涂敷于坡莫合金制的环箍材料的铬进行熔融扩散,使铬的重量比成为15重量%以上。
在图7-图9中,上下方向(z轴方向)是环箍材料的厚度方向。另外,从涂敷有铬的表面(上表面)照射激光。此外,环箍材料的厚度例如是0.5mm±0.1mm。另外,在图7-图9中,标号401是通过激光照射而熔融的熔融部。
浮渣P10是因激光照射而产生的突起。
图7示出熔融部401从上表面贯通至下表面的示例。图8示出熔融部401到达下表面的示例。图9示出熔融部401未到达下表面的示例。
图7的标号L1、图8的标号L11、图9的标号L21分别示出从激光照射侧观察的熔融部401的宽度。另外,图7的标号L2、图8的标号L12、图9的标号L22分别示出环箍材料的厚度方向上的中央的位置的熔融部的宽度。
如图7-图9所示,在经由本实施方式的制造方法在环箍材料中制造熔融部401的情况下,激光入射侧的熔融部401的宽度L1、L11、L21比除了环箍材料的表面以外的熔融部401的宽度更宽。另外,随着从作为磁性板材的环箍材料的一个表面侧(上侧)朝向厚度方向上的另一个表面侧(下侧),熔融部401的宽度变窄,熔融部401的截面面积变小。
此外,无论是图7-图9所示的哪个示例,都形成为熔融部401的铬的重量比是15wt%以上,熔融部401成为非磁性区域。
<EDS线分析结果的说明>
接着,关于对用本实施方式的制造方法制造的熔融部进行EDS线分析的结果进行说明。
首先,关于EDS(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy、能量色散X射线光谱法)线分析的概要进行说明。
如果X射线入射至元件内,则产生与该X射线的能量成比例的电荷。进行EDS线分析的分析装置使该电荷蓄积于例如场效应型晶体管的栅电极而转换成与电荷量成比例的电流。而且,分析装置将每条该X射线的电流变化进行脉冲转换,进而用多重波高分析器计量而作为每个波高的脉冲数(X射线计数(X線カウント数))。而且,分析装置在横轴上得到X射线的能量值(keV),在纵轴上得到X射线的计数,使计量结果成为光谱(例如,参照参考文献1)。
参考文献1:
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(EDS分析の基礎)”、山崎巌、ブルカー・エイエックスエス(株)、2014、https://www.bruker.com/fileadmin/user_upload/8-PDF-Docs/X-rayDiffraction_ElementalAnalysis/Microanalysis_EBSD/Webinars/Bruker_Japanese_Webinar_2014-11-25_EDS_Feature_Analysis.pdf#search=%27%EF%BC%A5%EF%BC%A4%EF%BC%B3%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%B3%E5%88%86%E6%9E%90%27(互联网检索 2017.9.10)。
说明分析装置和分析条件。
使用日本电子公司制的IB-09020CP(商品名)对窄宽度部210、211的观察部分进行横截面抛光(CP)加工。将加速电压作为7kV。
作为扫描型电子显微镜,使用电场发射型扫描型电子显微镜(FE-SEM)(商品名:JSM-7800F,日本电子公司制)。
在使用日本电子公司制IB-09020CP对样品进行树脂包埋处理和研磨处理之后,对该样品进行离子铣削加工。
测定时的样品是通过离子铣削加工后的截面{Ar(氩)离子,加速7kV}。
测定环境是真空度为10-4至10-5Pa的真空中。
EDS线分析是使用Thermo Fisher Scientific公司制的NORAN SYSTEM 7(商品名)的Ver3在加压电压15kV的条件下进行。
接着,示出对熔融部进行EDS线分析的结果的示例。
图10A和图10B是示出对本实施方式所涉及的熔融部进行EDS线分析的结果的示例的图。在图10A中,标号g1所示的图是示出进行EDS线分析的熔融部的图。此外,y轴方向如图3所示是定子201的长边方向。另外,在图10A中,标号g1所示的图是利用反射显微镜以120倍的倍率对熔解部进行摄像的结果。另外,在图10B中,标号g2所示的图是示出线分析的结果的图表。横轴是位置[微米],纵轴是重量%。另外,在图10B中,标号g21表示Cr(铬)的重量%相对于距离的变化,标号g22表示Fe(铁)的重量%相对于距离的变化,标号g23表示Ni(镍)的重量%相对于距离的变化。另外,以虚线g24包围的区域是铬的质量发生变化的区域。
在图10B中,熔融部是约140[微米]-400[微米]的区间。在该区间中,铬的重量比是约20wt%-28wt%。在该区域中铬的重量比是15wt%以上,因而该区域常温下是顺磁性的。图4的点b1是该区域。此外,顺磁性是如下的磁性:在无外部磁场时不存在磁化,而如果施加磁场则沿磁场的方向磁化。另外,在常温下顺磁性的状态是指非磁性的状态。此外,该区域的铁的重量比是约41-51wt%,镍的重量比是约30-38wt%。
在此,在包括54wt%的铁、38wt%的镍、8wt%的铬的Fe-Ni-Cr合金即38号坡莫合金的情况下,常温下是强磁性。此外,强磁性是指具有磁矩的物质的磁性。
在图10B中,铬的重量比为约8wt%的区域,是从外端侧至约140[微米]的位置和400[微米]以后的位置。这些区域的铬的重量比是与38号坡莫合金的铬成分的重量比同等的约7-8wt%,因而这些区域是强磁性区域。图4的点a1和点c是这些区域。
如以上那样,利用本实施方式的制造工序来制造的定子201具有铬的重量比为15wt%以上的顺磁性区域和铬的重量比为7-8wt%的强磁性区域,还具有铬的重量比显著变化的区域(图10B的以虚线g24包围的区域)。如此,利用本实施方式的制造工序来制造的定子201具有非磁性区域(图4的点b1)。另外,在定子201中,熔融部中的铬的重量Xwt%与其它区域中的铬的重量比Ywt%的差是6wt%以上(X-Y≥6),熔融部中的铬的重量比与母材中的铬的重量比相比变多。
另外,如图10B所示,非磁性熔融区域中的铬的重量比与除了非磁性熔融区域以外的磁性板材中的铬的重量比的8wt%相比大6wt%-18wt%。
此外,关于本实施方式所涉及的步进马达7,定子201由Fe-Ni合金构成,但优选由导磁率大的Fe-Ni合金构成。例如,能够例示上述的38号坡莫合金。根据图11的状态图,Fe-38%Ni-8%Cr的居里温度为500K以上(点X),而Cr的重量比为15wt%以上的情况下居里温度成为300K。即,在Cr的重量比为15wt%以上的情况下,在常温下成为奥氏体相(点X’)。图11是Fe-Ni-Cr的三元合金状态图。即,在需要步进马达7的驱动的常温附近,在Cr的重量比为15wt%以上的情况下,能够确保定子201的非磁性状态。此外,图11是引用Ternary alloysBetween Fe, Co or Ni and Ti, V, Cr or Mn(Landolt-Bornstein new Series III/32A)188页的状态图。
<定子201的截面形状>
图12A和图12B是用于说明本实施方式所涉及的定子中产生的突起的图。
图12A是示出本实施方式所涉及的定子201的立体图。在图12A中,将定子201的长边方向作为y轴方向,将短边方向作为x轴方向,将厚度方向作为z轴方向。
定子201具有轮系面201a,轮系面201a成为在装入至机芯的情况下与轮系11对置的表面。另外,定子201具有主板面201b,主板面201b成为在装配于机芯的主板51的情况下与主板51对置的表面。在定子201中,轮系面201a是主板面201b的背面。
另外,为了避免在组装时轮系面201a和主板面201b被相反地装入,优选定子201左右不对称。
窄宽度部210和窄宽度部211包括在上述的第二制造工序中被涂敷铬、被照射激光的加工位置。主板面201b是在第二制造工序中被涂敷铬、被照射激光的表面。即,窄宽度部210和窄宽度部211包括从主板面201b侧照射激光而被非磁性化的非磁性区域。
在上述的第三制造工序中利用冲压装置342进行冲切,从而形成定子201所具有的转子容纳孔203。在冲压装置342中,固定模具(以后,也记载为凹模。)连接于定子201的主板面201b侧。另外,在冲压装置342中,可动模具(以后,也记载为凸模。)连接于定子201的轮系面201a侧。
即,在主板面201b侧配置凹模,在轮系面201a侧配置凸模,利用如此配置的凹模和凸模进行剪切加工,从而形成转子容纳孔203。在该一个示例中,外形、螺钉孔218a和螺钉孔218b也与转子容纳孔203同样通过剪切加工而形成。
图12B是沿着图12A的A-A线的定子201的截面图。在图12B中,将定子201的短边方向作为x轴方向,将厚度方向作为z轴。
窄宽度部210和窄宽度部211设于转子容纳孔203的周围。
在上述的第二制造工序中涂敷铬、照射激光,从而在窄宽度部210形成Cr扩散区域A1。随着形成Cr扩散区域A1,在窄宽度部210的主板面201b侧形成浮渣P1。出于同样的理由,在窄宽度部211的主板面201b侧形成浮渣P2。
Cr扩散区域A1、Cr扩散区域A2、浮渣P1和浮渣P2是图7-图9中的熔融部401。
在窄宽度部210的主板面201b侧产生毛刺P3,该毛刺P3是在上述的第三制造工序中在对转子容纳孔203进行冲裁时产生的。出于同样的理由,在窄宽度部211的主板面201b侧产生毛刺P6。
另外,在窄宽度部210的主板面201b侧产生毛刺P5,该毛刺P5是在对外形进行冲裁时产生的。出于同样的理由,在窄宽度部211的主板面201b侧产生毛刺P4。
<机构模块83>
图13是从正面侧观察本实施方式所涉及的机构模块的内部构成的一个示例的俯视图。图14是从侧面观察本实施方式所涉及的机构模块的内部构成的一个示例的截面图。
如图13所示,机构模块83具备时针驱动机构91、分针驱动机构92以及秒针驱动机构93。另外,如图14所示,机构模块83具备:主板51和轮系夹板52;时轮按压件53,其配置于主板51的背侧且固定于主板51;以及第二夹板54,其配置于主板51与轮系夹板52之间。主板51和轮系夹板52支撑时针驱动机构91、分针驱动机构92和秒针驱动机构93。
此外,在该一个示例中,为了示出定子201与主板51的关系,时针驱动机构91所具备的第一马达40A进行说明。对于分针驱动机构92所具备的第二马达40B、秒针驱动机构93所具备的第三马达40C,也与第一马达40A同样。
此外,第一马达40A是步进马达7的一个示例,转子45是转子202的一个示例,定子44是定子201的一个示例,转子孔44a是转子容纳孔203的一个示例,磁芯42是磁芯208的一个示例,线圈导线43是线圈209的一个示例,螺钉48是螺钉220的一个示例。
如图13所示,主板51构成机构模块83的基板。主板51由例如树脂材料等以板状形成,该板状将轴方向作为厚度方向。
时针驱动机构91使时针12旋转。时针驱动机构91具备:第一旋转轴85,其安装有时针12;第一马达40A,其驱动第一旋转轴85;以及时针轮系30A,其使第一马达40A的旋转驱动力减速并传递至第一旋转轴85。
第一马达40A是转子45一步旋转180°的步进马达。第一马达40A设于不与旋转轴线O重叠的位置。第一马达40A具有:线圈块41,其包括磁芯42和缠在磁芯42的线圈导线43;定子44,其配置成与线圈块41的磁芯42的两端部分接触;以及转子45,其配置于定子44的转子孔44a。
线圈块41具备:磁芯42和线圈导线43;以及线圈引线基板46,其固定于磁芯42的一端部。
磁芯42以沿着与轴向方向和径向方向正交的方向的方式延伸。磁芯42在其两端部通过螺钉48相对于主板51固定。线圈引线基板46是印刷基板。线圈引线基板46配置于磁芯42的一端部的正面侧,通过螺钉48与磁芯42共同紧固在一起。从轴向方向观察,线圈引线基板46自相对于磁芯42的一端部而言的固定部朝向主板51的中央部而延伸。在线圈引线基板46的表面形成有一对布线47。在各布线47中的磁芯42侧的一端部47a,分别焊接有线圈导线43的端部。
在线圈引线基板46的正面侧配置有中继基板24。中继基板24是沿轴向方向具有厚度的部件。中继基板24具有从表面跨到背面而延伸的一对中继布线24a。一对中继布线24a在中继基板24的背面与第一马达40A的一对布线47接触,并且在中继基板24的表面与电路块23的端子接触。由此,中继基板24将线圈引线基板46的一对布线47与电路块23电连接。
定子44与磁芯42相比更靠径向方向内侧地配置。定子44通过一对螺钉48与磁芯42一起共同紧固于主板51。
转子45配置于磁芯42的径向方向内侧。转子45被主板51和轮系夹板52能够旋转地支撑(参照图4)。
如图13和图14所示,时针轮系30A具有第一时针中间轮31、第二时针中间轮32以及时轮33。第一时针中间轮31具有第一时针中间齿轮31a和第一时针中间小齿轮31b,被主板51和轮系夹板52能够旋转地支撑。第一时针中间齿轮31a与第一马达40A的转子45的小齿轮45a啮合。第二时针中间轮32具有第二时针中间齿轮32a和第二时针中间小齿轮32b,被主板51和轮系夹板52能够旋转地支撑。第二时针中间齿轮32a与第一时针中间轮31的第一时针中间小齿轮31b啮合。
时轮33在主板51的背侧能够旋转地外插至中心管55。中心管55被主板51保持。中心管55与旋转轴线O同轴地延伸,从主板51向背侧突出。即,时轮33与旋转轴线O同轴地配置。时轮33具有时轮齿轮33a,时轮齿轮33a与第二时针中间轮32的第二时针中间小齿轮32b啮合。时轮33被时轮按压件53从背侧按压。时轮33被配置于时轮按压件53与时轮齿轮33a之间的第一针座56朝向主板51侧推压。时轮33的背侧的端部从时轮按压件53向背侧突出。即,时轮33是第一旋转轴85。在时轮33的背侧的端部安装有时针12。
<主板51的退避部>
如上述,定子201(定子44)通过螺钉220(螺钉48)螺接于主板51。
即,在本实施方式中,定子201以定子201的主板面201b与主板51对置的方式设置。
在此,图15A-图15D分别是示出本实施方式所涉及的主板51所具有的退避部的一个示例的截面图。图15A-图15D的各图是示出螺接于主板51的状态的定子201的、与图12B对应的截面图。
如上述,在定子201,浮渣P10(以后,在不区分浮渣P1、浮渣P2时记载为浮渣P10。)和毛刺P20(以后,在不区分毛刺P2、毛刺P3、毛刺P4和毛刺P5时记载为毛刺。)设成从主板面201b突出。
图15A示出主板51a在与窄宽度部210和窄宽度部211各自对应的位置具有退避部E1、E2的示例。主板51a是主板51的一个示例。
窄宽度部210和窄宽度部211的主板面201b与主板51a对置。窄宽度部210和窄宽度部211具有浮渣P10和毛刺P20,因而主板51a具有用于避免主板51a与浮渣P10和毛刺P20的接触的退避部E1、E2。
在该一个示例中,退避部E1是用于避免窄宽度部210所具有的浮渣P1、毛刺P3和毛刺P5与主板51a接触的凹状切口。同样地,退避部E2是用于避免窄宽度部211所具有的浮渣P2、毛刺P4和毛刺P6与主板51a接触的凹状切口。
在图15A所示的一个示例中,将窄宽度部210的短边方向(x轴方向)上的长度作为宽度W1。另外,将相同方向上的退避部E1的长度作为宽度W2。在该一个示例中,宽度W1比宽度W2小。在窄宽度部211中,也是同样的构成。
另外,在图15A所示的一个示例中,主板51在退避部E1与退避部E2之间具有并非切口的部分即堤b1。
图15B示出主板51b在与窄宽度部210和窄宽度部211对应的位置具有共同的退避部E3的示例。主板51b是主板51的一个示例。
在该一个示例中,主板51b作为共同的退避部E3,具有用于避免窄宽度部210所具有的浮渣P1与主板51b接触的退避部和用于避免窄宽度部211所具有的浮渣P2与主板51b接触的退避部。退避部E3是用于避免窄宽度部210和窄宽度部211所具有的浮渣P10和毛刺P20与主板51b接触的凹状切口。
图15C示出未在窄宽度部210和窄宽度部211产生毛刺P20的情况或毛刺P20小至能够无视的程度的情况的、主板所具有的退避部E4的示例。主板51c是主板51的一个示例。
在该一个示例中,窄宽度部210具有浮渣P1。主板51c所具有的退避部E4是用于避免浮渣P1与主板51c接触的凹状切口。另外,窄宽度部211具有浮渣P2。主板51c所具有的退避部E5是用于避免浮渣P2与主板51c接触的凹状切口。
窄宽度部210和窄宽度部211不具有毛刺P20或毛刺P20小至能够无视的程度,因而退避部E4和退避部E5只要具有能够避免浮渣P10与主板51c接触的程度的大小即可。
在图15C所示的一个示例中,将窄宽度部210的短边方向(x轴方向)上的长度作为宽度W1。另外,将相同方向上的退避部E4的长度作为宽度W3。在该一个示例中,宽度W1比宽度W3大。在窄宽度部211中,也是同样的构成。
通过如此构成,从而主板51c能够减小切口的大小。因此,主板51c能够抑制具备切口而导致的强度下降。
图15D示出主板51d所具有的退避部E6、E7成为贯通主板51d的贯通孔的情况的示例。主板51d是主板51的一个示例。
在该一个示例中,用于避免窄宽度部210所具有的浮渣P1与主板51d接触的退避部E6成为贯通孔。同样,用于避免窄宽度部211所具有的浮渣P2与主板51d接触的退避部E7成为贯通孔。
通过如此构成,主板51d在浮渣P10的大小较大的情况下,也能够防止浮渣P10与主板51d接触。
在图15A-图15D所示的每个示例中,主板51在定子201与主板51卡合的部分的厚度是0.6mm-0.8mm。与此相对,图15A所示的退避部E1、E2的深度、图15B所示的退避部E3的深度以及图15C所示的退避部E4、E5的深度分别是0.1mm左右。
然而,在图15A-图15D所示的每个示例中,退避部E1-E7的大小未被限定。退避部E1-E7只要分别具有避免浮渣P10与主板51a-51d接触的大小即可。
此外,定子201说明为螺接于主板51,但不限于该一个示例。定子201与主板51的固定方法也能够是除了螺接以外的方法。
另外,保持定子201的对象不限于主板51。也可以是在定子201与主板51之间配置有定子保持部件等另外的部件的构成。
例如,定子保持部件在与非磁性区域对置的位置具有凹状退避部,与主板面201b的一部分连接而保持定子201。退避部的厚度比其它部分更薄。
主板51或保持部件等只要是能够以与窄宽度部210和窄宽度部211对置的方式配置定子201的部件即可。
<实施方式的效果的总结>
如以上说明那样,在本实施方式中,在定子201的主板面201b产生浮渣P10。主板面201b是轮系面201a的背面。因此,在本实施方式中,浮渣P10不与轮系11接触。
另外,在上述的实施方式所涉及的定子201中,产生浮渣P10的表面与产生毛刺P20的表面是同一面。因此,由于浮渣P10和毛刺P20的任一个都不存在于轮系面201a,因而浮渣P10和毛刺P20不与轮系11接触。
另外,依据上述的实施方式,机芯82所具备的主板51具备退避部E1-E7。因此,主板51不与浮渣P10和毛刺P20接触。
因此,依据本申请的实施方式,即使未对主板51实施浮渣除去和毛刺除去等处理,也不会在制造机芯82时阻碍制造性和组装性。
另外,依据上述的实施方式,钟表1具备机芯82。即,钟表1所具备的主板51具备退避部E1-E7。因此,主板51不与浮渣P10和毛刺P20接触。
因此,依据本申请的实施方式,即使未对主板51实施浮渣除去和毛刺除去等处理,也不会在制造钟表1时阻碍制造性和组装性。
另外,依据上述的实施方式的制造方法,具备使定子201的主板面201b与主板51对置而设置的设置工序。在本实施方式中,产生浮渣P10和毛刺P20的表面是主板面201b,因而浮渣P10和毛刺P20不与轮系11接触。
以上,边参照附图边对本发明的实施方式进行了说明,但具体构成不限于上述的实施方式。本发明还包括实施不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等的构造。
【标号说明】
1……钟表,7……步进马达,201……定子,201a……轮系面,201b……主板面,202……转子,203……转子容纳孔,204……切口部,205……切口部,208……磁芯,209……线圈,210……窄宽度部,211……窄宽度部,218a……螺钉孔,218b……螺钉孔,220……螺钉,401……熔融部,51……主板。

Claims (7)

1.一种定子,具备:
磁性板材,其具有在装配于机芯的主板的情况下与所述主板对置的表面即主板面,在所述磁性板材的一部分形成有转子容纳孔;和
将铬涂敷至所述转子容纳孔的周围的所述主板面上并从所述主板面侧对所述铬照射激光而被非磁性化的非磁性区域。
2.如权利要求1所述的定子,其中,具有通过固定模具连接于所述主板面且可动模具连接于所述主板面的背面而被剪切加工的部分。
3.一种机芯,具备:
权利要求1或权利要求2所述的定子;和
所述主板,其在与所述定子的所述非磁性区域对置的位置具有凹状切口。
4.一种机芯,具备:
权利要求1或权利要求2所述的定子;
定子保持部件,其在与所述定子的所述非磁性区域对置的位置具有厚度比其它部分更薄的退避部,所述定子保持部件与所述主板面连接而保持所述定子。
5.一种钟表,具备权利要求3或权利要求4所述的机芯。
6.一种机芯的制造方法,使权利要求1或权利要求2所述的定子的所述主板面与主板对置而设置。
7.一种定子的制造方法,是具备如下步骤的定子的制造方法:
在转子容纳孔的周围的磁性板材的一个面上涂敷铬,
对所述铬从所述一个面侧照射激光,由此在所述磁性板材形成非磁性区域,
其中,所述一个面是与机芯的主板对置的主板面。
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