JP2002272075A

JP2002272075A - 電磁式回転装置およびこれを用いた機械式電子制御時計

Info

Publication number: JP2002272075A
Application number: JP2001067649A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Koike; 信宏小池; Shigeyuki Fujimori; 茂幸藤森
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2002-09-20

Abstract

(57)【要約】【課題】渦電流損失の発生がさらに抑制される電磁式回
転装置およびこれを用いた機械式電子制御時計の提供。【解決手段】磁気回路を構成するロータ１３とステータ
２１とを有する発電機２０が機械式電子制御時計に設け
られている。ここで、磁気回路の近傍に配置されている
保持部材１９ｃを非導電性材料である熱可塑性樹脂で形
成する。これにより、磁気回路から漏れた漏れ磁束が、
その近くにある保持部材１９ｃを通っても、保持部材１
９ｃは、電気を通じないので、渦電流が発生せず、渦電
流による損失が未然に防止され、発電機２０の最低駆動
トルクが小さくなり、ゼンマイから取り出せる機械的エ
ネルギー量が増え、時計の持続時間が延長される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電機および電動
機等の磁界内部で回転するロータを有する電磁式回転装
置およびこれを用いた機械式電子制御時計に関する。

【０００２】

【背景技術】従来より、ゼンマイが蓄積している機械エ
ネルギーを輪列を介して発電機に伝達し、発電機で機械
エネルギーを電気エネルギーに変換し、その電気エネル
ギーで回転制御手段を作動させ、この回転制御手段で発
電機の回転速度を制御することにより、輪列に固定され
た指針を所定の速度で運針させる機械式電子制御時計が
利用されている（特開平８−５７５８号公報等）。

【０００３】このような機械式電子制御時計では、輪列
を介して伝達されるゼンマイのトルクで発電機のロータ
を回転駆動し、この回転駆動力を電力に変換し、この電
力でＩＣや水晶振動子を備えた回転制御手段である制御
回路を作動させている。

【０００４】また、機械式電子制御時計の発電機は、回
転自在に設けられたロータと、このロータとともに磁気
回路を構成するステータと、ステータの周囲に巻回され
たコイルとを有し、ロータの回転により生じる磁束の変
化をステータで受け、コイルで電力に変換するものとな
っている。ここで、発電機を構成する部品は、磁気回路
を構成するロータおよびステータが強磁性体材料で形成
され、ロータおよびステータ以外の部品は、非磁性体金
属材料で形成されている。これにより、磁気回路から漏
れる漏れ磁束を抑制し、漏れ磁束による損失を低減する
ようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、ロータおよびステータ以外の部品を、非磁性
体金属材料で形成しても、磁気回路から漏れ磁束が発生
し、この漏れ磁束がロータおよびステータ以外の部品を
通過すると、金属材料で形成されたこれらの部品の内部
に渦電流が発生し、渦電流損失が生じる。このため、機
械式電子制御時計では、渦電流損失の発生により、コイ
ルに流れる電流が増え、ロータを回転させるのに必要な
最低駆動トルクが増加してしまい、ゼンマイの出力トル
クが最低駆動トルク以下となると、ゼンマイから機械的
エネルギーを取り出すことができくなるため、ゼンマイ
から取り出せる機械的エネルギー量が少なくなり、時計
の持続時間が短くなるという問題が生じる。このような
渦電流損失は、発電機だけでなく、回転自在に設けられ
たロータと、このロータとともに磁気回路を構成するス
テータとを有するステップモータ等の電動機にも同様に
発生する。このため、ステップモータを備えたアナログ
クオーツ時計でも、渦電流損失の発生により、電池等の
電源から供給される電力の一部が無駄となるため、時計
の持続時間が短くなるという問題が生じる。

【０００６】本発明の目的は、渦電流損失の発生がさら
に抑制される電磁式回転装置およびこれを用いた機械式
電子制御時計を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明は、回
転自在に設けられたロータと、このロータとともに磁気
回路を構成するステータとを有する電磁式回転装置であ
って、前記磁気回路の近傍に配置されている周辺部品
が、非導電性材料から形成されていることを特徴とす
る。このような本第１発明では、磁気回路から漏れた漏
れ磁束が、その近くにある周辺部品を通過しても、当該
周辺部品は、非導電性材料からなり、電気を通じないの
で、漏れ磁束が通過しても渦電流が発生せず、渦電流に
よる損失が未然に防止される。特に、電磁式回転装置が
機械式電子制御時計の発電機である場合には、渦電流の
発生が防止されるので、発電機の最低駆動トルクが小さ
くなり、ゼンマイから取り出せる機械的エネルギー量が
増え、時計の持続時間が延長される。

【０００８】上述のような電磁式回転装置において、前
記ロータが有する支軸を回転自在に支持する軸受を保持
する保持部材が、前記周辺部品として設けられているこ
とが望ましい。このようにすれば、ロータの近くに配置
され、漏れ磁束の通り道となる保持部材が、非導電性材
料から形成されるので、保持部材に漏れ磁束が通って
も、その内部に渦電流が発生せず、渦電流による損失が
確実に防止されるようになる。

【０００９】この際、前記支軸は、両端が前記軸受に支
持され、前記軸受の各々には、前記支軸の軸方向の力を
受ける受石が設けられ、前記支軸の長さ寸法が前記受石
の間隔よりも短く設定されていることが好ましい。この
ようにすれば、磁力により受石の中間位置に浮いた状態
でロータが支持されるので、ロータの支軸が両方の受石
に接触せず、支軸と受石との摩擦による損失が低減さ
れ、電磁式回転装置が発電機の場合には、その最低駆動
トルクがさらに軽減され、電磁式回転装置が電動機の場
合には、同じトルクを発生させるのに要する電力（電
流）が軽減される。

【００１０】あるいは、前記軸受の各々には、前記支軸
の径方向の力を受ける穴石が設けられ、前記軸受の各々
からは、前記支軸の軸方向の力を受ける受石が省略され
ていてもよい。このようにしても、磁力により軸受の中
間位置に浮いた状態でロータが支持されるので、ロータ
の支軸が穴石にのみ接触し、支軸と受石との摩擦による
損失が発生せず、電磁式回転装置が発電機の場合には、
その最低駆動トルクがさらに軽減され、電磁式回転装置
が電動機の場合には、同じトルクを発生させるのに要す
る電力（電流）がさらに軽減される。

【００１１】この場合、前記穴石が有する穴の一端側を
塞ぐ蓋体が設けられていることが望ましい。このように
すれば、ロータの支軸および穴石の摺接面が蓋体に隠蔽
されるので、これらの摺接面の間に塵等の異物が入るこ
とがなくなり、穴石に支持される支軸の円滑な回転動作
が長期に渡り維持されるようになる。

【００１２】前述のような電磁式回転装置において、前
記軸受と前記保持部材とが一体成形されてもよい。この
ようにすれば、ロータを回転自在に支持する支持構造に
要する部品点数が少なくなり、ロータの支持構造の簡素
化が容易に図れるようになるうえ、電磁式回転装置の組
立が容易に行えるようになる。

【００１３】この際、前記軸受の一部である穴石が、前
記保持部材と一体成形されていることが望ましい。ここ
で、穴石と保持部材とを別体で成形した場合には、製造
誤差により、穴石に設けられるロータの支持穴の中心が
穴石自身の中心からずれるという誤差が生じるととも
に、保持部材に取り付けられた穴石の中心が所期の位置
からずれるという誤差も生じるので、ロータとステータ
との相対的な位置誤差が相乗的に大きくなり、ロータの
コギングトルクも大きくなる。一方、前述のように穴石
を保持部材に一体成形すれば、ロータの支持穴の中心位
置がずれるという誤差のみになるので、ロータとステー
タとの相対的な位置誤差が相乗的に大きくなることがな
く、ロータのコギングトルクが抑制され、この点から
も、発電機の最低駆動トルクが小さくなり、ゼンマイか
ら取り出せる機械的エネルギー量が増え、時計の持続時
間が延長される。

【００１４】また、前述の電磁式回転装置において、前
記ロータに対する前記ステータの位置を決めるための位
置決め部材が、前記周辺部品として設けられていること
が好ましい。このようにすれば、ロータおよびステータ
の両方の近くに配置され、漏れ磁束の通り道となる位置
決め部材が、非導電性材料から形成されるので、位置決
め部材に漏れ磁束が通っても、その内部に渦電流が発生
せず、渦電流による損失が確実に防止されるようにな
る。しかも、渦電流による損失が確実に防止されるの
で、位置決め部材がステータの表裏を貫通するものであ
っても何ら問題が生じず、このようにステータの表裏を
貫通する位置決め部材を採用すれば、複数の磁性板材か
らなる積層構造のステータを採用しても、すべての磁性
板材の位置決めを行うことができ、ステータの構造によ
らず、その位置決めが確実に行える。

【００１５】この際、前記保持部材が前記位置決め部材
を兼用していることが望ましい。このようにすれば、ロ
ータの支軸を受ける軸受を保持することからロータの位
置決めを行う保持部材が、ステータの位置決めを行う位
置決め部材と一体となるので、電磁式回転装置の部品点
数が低減され、その組立が容易となるうえ、ロータとス
テータとの組立精度が一層向上し、かつ、動作上での信
頼性が向上するようになる。しかも、ロータとステータ
との位置精度が向上するので、この点からも、ロータの
コギングトルクが抑制され、発電機の最低駆動トルクが
小さくなり、ゼンマイから取り出せる機械的エネルギー
量が増え、時計の持続時間が延長される。

【００１６】さらに、前述の電磁式回転装置において、
前記非導電性材料が熱可塑性樹脂であることが好まし
い。このようにすれば、周辺部品が複雑な形状を備えて
いても、射出成形により、寸法精度の高い周辺部品が容
易に量産可能となるので、設計上の自由度が増大する。
そのうえ、周辺部品が小さい場合には、小型の射出成形
機を電磁式回転装置の組立ラインに設置して、必要な数
量の周辺部品をリアルタイムで製造でき、金属製の周辺
部品の場合における作り置きが必要なく、電磁式回転装
置の製造におけるリードタイムの短縮が可能となる。

【００１７】この際、熱可塑性樹脂からなる周辺部品に
は、静電防止処理が施されていることが望ましい。この
ようにすれば、ロータの回転に伴って発生する静電気が
該周辺部品に滞留することが防止され、静電気の滞留に
起因する電圧変動等の不具合が未然に防止され、電磁式
回転装置の所期の性能が長期間維持されるようになる。

【００１８】あるいは、前記周辺部品を形成する非導電
性材料が、熱可塑性樹脂ではなく、セラミックであって
もよい。このようにすれば、摩耗に強い周辺部品が得ら
れるようになるので、軸受が一体成形された保持部材が
周辺部品として採用されても、軸受部分の耐摩耗性に何
ら問題が生じることがない。

【００１９】本発明の第２発明は、前記第１発明に係る
電磁式回転装置を備えた機械式電子制御時計である。す
なわち、本第２発明は、機械エネルギー源と、この機械
エネルギー源によって駆動される輪列および指針と、前
記機械エネルギー源と前記輪列とによって回転駆動され
る電磁式回転装置としての発電機とを有し、前記輪列
は、バックラッシュをつめて回転可能とされている機械
式電子制御時計であって、前記発電機は、回転自在に設
けられたロータと、このロータとともに磁気回路を構成
するステータとを有し、前記磁気回路の近傍に配置され
ている部品が非導電性材料から形成されていることを特
徴とする。

【００２０】このような本第２発明では、前述の第１発
明で説明したように、電磁式回転装置としての発電機に
設けられた磁気回路から漏れ磁束が漏れても、渦電流に
よる損失が未然に防止されるので、発電機の最低駆動ト
ルクが小さくなる。このため、ゼンマイから取り出せる
機械的エネルギー量が増え、従来と同じゼンマイを採用
する場合には、時計の持続時間が延長され、あるいは、
同じ持続時間を確保する場合には、ゼンマイの小型化、
ひいては、機械式電子制御時計全体の小型化が図れるよ
うになる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。〔第１実施形態〕図１ないし図５には、本発明の第１実
施形態に係る機械式電子制御時計が示されている。この
機械式電子制御時計には、本発明に基づく電磁式回転装
置である発電機２０が備えられている。すなわち、図１
〜図３において、機械式電子制御時計には、機械的エネ
ルギーを蓄えるためのゼンマイ１ａと、このゼンマイ１
ａにより駆動される香箱車１ｂと、ゼンマイ１ａを巻き
上げるための香箱真１ｃと、その蓋となる香箱蓋１ｄと
を備えた香箱１が設けられている。ゼンマイ１ａは、外
端が香箱車１ｂに、内端が香箱真１ｃに固定されたもの
となっている。香箱真１ｃは、筒状とされて支持部材２
に挿通支持されることにより、香箱車１ｂおよび地板３
の間に配置された角穴車４と一体に回転し、支持部材２
に螺合される角穴ネジ５で図中の上方に抜けないように
押さえ込まれている。

【００２２】香箱車１ｂの回転は、二番車６へ伝達され
た後、増速されて三番車７（図１）へ、三番車７から秒
針車８を介して四十四番車（中間車）９へ、さらに順次
増速されて四番車１０、五番車１１、六番車１２、ロー
タ１３へと伝達されている。そして、二番車６には筒か
な６ａが、筒かな６ａには分針６ｂが、秒針車８には秒
針８ａがそれぞれ固定されている。これらの歯車１ｂ、
６〜１２は、バックラッシュをつめて回転可能とされて
いるとともに、ゼンマイ１ａの機械エネルギーを発電機
２０に伝達する輪列を形成するものとなっている。

【００２３】二番車６および五番車１１は、上方が二番
受１５に、下方が地板３に支持され、三番車７、四番車
１０および六番車１２ならびにロータ１３は、上方が輪
列受１４に、下方が地板３に支持され、四十四番車９
は、上方が輪列受１４に、下方が二番受１５に支持され
ている。地板３の外側（図中下側）には文字板１７が配
置され、文字板１７と地板３との間にはアモルファス材
等の磁性体からなる耐磁板１８が介装されている。

【００２４】発電機２０は、ロータ１３、ステータ２
１、第１コイルブロック２２、第２コイルブロック２３
および継手２４を備えたものとなっている。ロータ１３
は、図４および図５に示すように、ロータ１３の回転軸
である支軸１３ｉと、極数が二極以上の永久磁石からな
るロータ磁石１３ａと、このロータ磁石１３ａと同軸に
設けられたロータかな１３ｂおよびロータ慣性円板１３
ｃとを備えたものである。このうち、ロータ磁石１３ａ
は、非磁性体からなる容器状の保持部１３ｆの内周面に
接着等により固定されている。そして、ロータ慣性円板
１３ｃは、香箱車１ｂからの駆動トルク変動に対しロー
タ１３の回転数変動を少なくするために、所定の回転イ
ナーシャを有するはずみ車となっている。ここで、ロー
タ慣性円板１３ｃおよび保持部１３ｆは、合成樹脂や真
鍮等の非磁性体から形成されたものである。

【００２５】図１に戻って、ステータ２１は、ロータ１
３のロータ磁石１３ａとともに、発電機２０の磁気回路
を形成するものである。ステータ２１には、ロータ磁石
１３ａを収納する配置穴２１ａが設けられている。ま
た、ステータ２１には、第１、第２コイルブロック２
２，２３がそれぞれ巻回された磁心２２ａ，２３ａが設
けられている。これらの磁心２２ａ，２３ａは、ＰＣパ
ーマロイ等の高透磁率を有する強磁性体製のものであ
り、同じく強磁性体製の継手２４により相互に連結され
ている。これにより、ロータ磁石１３ａが発する磁束の
大部分がステータ２１の内部を通り、第１、第２コイル
ブロック２２，２３と鎖交するようになっている。そし
て、ロータ磁石１３ａが回転することにより、ロータ磁
石１３ａの回転に応じた誘導起電圧が第１、第２コイル
ブロック２２，２３の両端に発生するようになってい
る。

【００２６】図４において、地板３、六番車１２、文字
板１７は、表面にメッキがなされた真鍮等の磁性を備え
ていない金属から形成されたものである。これらのう
ち、六番車１２は、図６に示されるように、中心部分と
外周縁部分とが複数のスポーク１２ｂで連結されたもの
であり、中心部分と外周縁部分との間の大部分が開口部
１２ａとなっている。これにより、六番車１２がステー
タ２１およびロータ１３の近傍で回転していても、六番
車１２の大部分が、電気を通じない開口部１２ａとされ
ているので、ステータ２１およびロータ１３から漏れ磁
束が漏れていても、六番車１２には、渦電流損失が殆ど
発生しないようになっている。図４に戻って、地板３お
よび文字板１７の間には、外部磁界を遮断するための耐
磁板１８が介装されている。この耐磁板１８は、コバル
ト系アモルファス金属等の強磁性体からなる薄板であ
る。

【００２７】この際、ロータ磁石１３ａと、地板３、六
番車１２、文字板１７および耐磁板１８の各々との間の
距離寸法は、ロータ磁石１３ａおよびステータ２１（具
体的には配置穴２１ａの内周面）間のギャップの１．５
倍以上、より好ましくは２倍以上に設定されている。こ
れにより、地板３、六番車１２、文字板１７側へ漏れる
漏れ磁束を減少させている。また、ロータ磁石１３ａの
厚さ寸法は、ステータ２１の厚さ寸法の０．４〜０．８
倍に設定されている。この厚さ寸法設定によっても、ロ
ータ磁石１３ａおよびステータ２１からの漏れ磁束が減
少するようになっている。

【００２８】ここで、ロータ１３の支軸１３ｉの両端
は、軸受ユニット１９により回転自在に支持されてい
る。軸受ユニット１９は、支軸１３ｉの軸方向の力を受
ける軸受としての受石１９ａと、支軸１３ｉの径方向の
力を受ける軸受である穴石１９ｂと、これらの受石１９
ａおよび穴石１９ｂを保持する保持部材１９ｃとを備え
たものである。受石１９ａおよび穴石１９ｂは、天然ル
ビーまたは人造ルビー等の硬い非導電性材料からなると
ともに、ロータ１３およびステータ２１が形成する磁気
回路の近傍に配置されている周辺部品となっている。

【００２９】保持部材１９ｃは、非導電性材料である熱
可塑性樹脂製のリング状のものであであり、受石１９ａ
および穴石１９ｂと同様に、ロータ１３およびステータ
２１が形成する磁気回路の近傍に配置されている周辺部
品となっている。一対の軸受ユニット１９のうち、支軸
１３ｉの地板３側に配置された端部を支持する軸受ユニ
ット１９Ａの保持部材１９ｃには、ステータ２１に設け
られた配置穴２１ａの内周面に沿って延びる嵌合部１９
ｄが突設されている。この嵌合部１９ｄは、ステータ２
１の位置を決める位置決め部となっている。すなわち、
ステータ２１を組み付けるにあたり、嵌合部１９ｄをス
テータ２１の配置穴２１ａに嵌合させることにより、ス
テータ２１の位置決めが行われ、ロータ１３の回転軸
と、ステータ２１の配置穴２１ａの中心とが一致する位
置に、ステータ２１が配置されるように構成されてい
る。なお、ロータ１３の回転軸と、ステータ２１の配置
穴２１ａの中心との一致により、ロータ１３のコギング
トルクが減少している。ここにおいて、軸受ユニット１
９Ａの保持部材１９ｃがステータ２１の位置を決める位
置決め部材を兼用している。

【００３０】また、一対の軸受ユニット１９のそれぞれ
に設けられた受石１９ａの間隔は、支軸１３ｉの長さ寸
法よりも長く設定されている。換言すれば、支軸１３ｉ
の長さ寸法は、受石１９ａの間隔寸法よりも短くなって
いる。そして、ロータ１３は、磁力により受石１９ａの
中間位置に浮いた状態で支持されている。これにより、
ロータ１３の支軸１３ｉの先端が受石１９ａに接触せ
ず、支軸１３ｉと受石１９ａとの摩擦による損失が低減
されるようになっている。

【００３１】保持部材１９ｃには、その表面における静
電気の滞積を防止するために、静電気防止処理（帯電防
止処理）が施されている。この静電気防止処理は、非イ
オン系界面活性剤の水溶液に保持部材１９ｃを浸漬す
る、あるいは、非イオン系界面活性剤の水溶液をイオナ
イザーで霧状にして保持部材１９ｃに吹き付る等によ
り、保持部材１９ｃの表面に非イオン系界面活性剤の皮
膜を形成し自然乾燥させることにより行える。この静電
気防止処理により、保持部材１９ｃの表面固有電気抵抗
を、処理前の１×１０¹⁵〜１×１０¹⁶Ωから、１×１０
¹¹Ω以下に低下することができる。

【００３２】なお、保持部材１９ｃを形成する熱可塑性
樹脂としては、ポリカーボネイト、ポリアセタールおよ
びポリアミド等の汎用エンジニアリングプラスチック、
ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレンおよびポ
リチオエーテルサルホン等の高剛性、高耐熱性を有する
プラスチック、ポリアセテートのような印刷可能で強度
もあるプラスチック、および、ポリスルホン、ポリエー
テルスルフォンのような高機能エンジニアリングプラス
チック等が採用できる。

【００３３】図１および図２に戻って、前述のような本
第１実施形態では、図示しない竜頭を手動操作して巻真
３０を回転させると、キチ車３１、丸穴車３２および角
穴中間車３３を介して、角穴車４が回転駆動され、ゼン
マイ１ａが巻き上げられる。あるいは、機械式電子制御
時計全体を揺らし、図示しない回転錘を揺動させても、
ゼンマイ１ａが巻き上げられる。これにより、ゼンマイ
１ａには、機械的エネルギーが蓄積される。この際、角
穴車４の回転方向がコハゼ４ａによって逆回転が規制さ
れ、巻き上げられたゼンマイ１ａの巻き戻りが防止され
る。

【００３４】そして、ゼンマイ１ａの機械的エネルギー
により、発電機２０が回転駆動され、発電機２０からの
交流出力は、昇圧整流、全波整流、半波整流、トランジ
スタ整流等からなる整流回路を通して、整流されて平滑
用コンデンサに充電され、このコンデンサからの電力で
発電機２０の回転を制御する図示しない制御回路を作動
させている。なお、制御回路としては、発振回路、分周
回路、回転検出回路、回転数比較回路、電磁ブレーキ制
御手段等を含む集積回路（ＩＣ）によって構成され、発
振回路には水晶振動子が用いられる。また、分針６ｂお
よび時針を合わせるには、図示しない竜頭を引いて巻真
３０を操作することにより、つづみ車３４、小鉄車３
５、日の裏中間車３６、日の裏車３７を介して分針６ｂ
および時針を回動させることで行われる。この際、規制
レバー３８が五番車１１に当接し、駆動系が停止するよ
うになっている。

【００３５】このような本実施形態によれば、次のよう
な効果が得られる。すなわち、回転自在に設けられたロ
ータ１３およびステータ２１が形成する磁気回路の近傍
に配置されている周辺部品である保持部材１９ｃを、非
導電性材料から形成したので、磁気回路から漏れた漏れ
磁束が、その近くにある保持部材１９ｃを通過しても、
保持部材１９ｃが電気を通じないので、漏れ磁束が通過
しても渦電流が発生せず、渦電流による損失を未然に防
止できる。

【００３６】また、ロータ１３の支軸１３ｉの長さ寸法
を、一対の受石１９ａの間隔よりも短く設定したので、
磁力により受石１９ａの中間位置に浮いた状態でロータ
１３が支持されるようになり、ロータ１３の支軸１３ｉ
が両方の受石１９ａに接触せず、支軸１３ｉと受石１９
ａとの摩擦による損失が低減され、発電機２０の最低駆
動トルクをさらに軽減できる。

【００３７】さらに、軸受ユニット１９Ａの保持部材１
９ｃに、ステータ２１の配置穴２１ａの内周面に沿って
延びる嵌合部１９ｄを突設することにより、ロータ１３
に対するステータ２１の位置を決めるための位置決め部
を保持部材１９ｃに一体成形したので、位置決め部も電
気を通じない熱可塑性樹脂となり、嵌合部１９ｄに漏れ
磁束が通っても、その内部に渦電流が発生せず、渦電流
による損失を確実に防止できる。

【００３８】また、保持部材１９ｃに嵌合部１９ｄを設
け、保持部材１９ｃが位置決め部材を兼用するようにし
たので、ロータ１３の支軸１３ｉを受ける受石１９ａお
よび穴石１９ｂを保持することから、ロータ１３の位置
決めを行う保持部材１９ｃが、ステータ２１の位置決め
を行う位置決め部材と一体となるので、発電機２０の部
品点数が低減され、その組立を容易に行うことができる
うえ、ロータ１３とステータ２１との組立精度を一層向
上でき、しかも、動作上での信頼性を向上することがで
きる。

【００３９】さらに、保持部材１９ｃを形成する非導電
性材料として熱可塑性樹脂を採用したので、保持部材１
９ｃが複雑な形状を備えていても、射出成形により、寸
法精度の高い保持部材１９ｃが容易に量産可能となるの
で、設計上の自由度を増大することができる。そのう
え、保持部材１９ｃは小さいので、小型の射出成形機を
機械式電子制御時計の組立ラインに設置して、必要な数
量の保持部材１９ｃをリアルタイムで製造でき、金属製
の保持部材１９ｃとは異なり、作り置きが必要なく、機
械式電子制御時計の製造におけるリードタイムを短縮で
きる。

【００４０】また、熱可塑性樹脂製の保持部材１９ｃに
静電防止処理を施したので、ロータ１３の回転に伴って
発生する静電気が保持部材１９ｃに滞留することが防止
され、静電気の滞留に起因する電圧変動等の不具合が未
然に防止され、発電機２０，ひいては、機械式電子制御
時計の所期の性能を長期間維持できる。

【００４１】さらに、機械式電子制御時計の発電機２０
に設けられたロータ１３およびステータ２１が形成する
磁気回路の近傍に配置されている保持部材１９ｃを非導
電性材料から形成したので、発電機２０の磁気回路から
漏れ磁束が漏れても、渦電流による損失が未然に防止さ
れるので、発電機２０の最低駆動トルクを小さくするこ
とができる。これにより、ゼンマイ１ａから取り出せる
機械的エネルギー量が増え、従来と同じゼンマイ１ａを
採用する場合には、時計の持続時間を延長することがで
き、あるいは、同じ持続時間を確保する場合には、ゼン
マイ１ａを小型化、ひいては、機械式電子制御時計全体
を小型化することができる。

【００４２】また、ロータ１３の軸受である受石１９ａ
および穴石１９ｂを保持する保持部材１９ｃを金属より
も柔軟性のある熱可塑性樹脂製としたので、ロータ１３
の回転音を保持部材１９ｃが吸収するようになり、ロー
タ１３の回転音を外部へ伝えない防音効果を得ることが
できる。しかも、熱可塑性樹脂製の保持部材１９ｃが外
部振動を吸収し、ロータ１３と、その軸受に伝達させな
いので、外部振動によりロータ１３と、その軸受との間
の摩擦抵抗が変動せず、発電機２０の機械式電子制御時
計の歩度精度が安定し、時計の精度を向上できる。さら
に、時計が回転錘を有する自動巻の場合、回転錘とムー
ブメントとが衝突する際に発生する振動を熱可塑性樹脂
製の保持部材１９ｃが吸収するので、時計内部で振動が
発生しても、その振動によりロータ１３と軸受との間の
摩擦抵抗が変動せず、機械式電子制御時計の歩度精度が
安定し、時計の精度を向上させることができる。

【００４３】さらに、保持部材１９ｃに、ステータ２１
の位置決めを行う位置決め部材である嵌合部１９ｄを一
体し、ロータ１３とステータ２１との位置精度を向上さ
せたので、ロータ１３のコギングトルクが抑制され、発
電機２０の最低駆動トルクが小さくなり、ゼンマイ１ａ
から取り出せる機械的エネルギー量が増え、時計の持続
時間を延長することができる。

【００４４】〔第２実施形態〕図７には、本発明の第２
実施形態が示されている。本第２実施形態は、前記第１
実施形態における熱可塑性樹脂からなる保持部材１９ｃ
を、セラミック製の保持部材１９ｅとしたものである。
すなわち、図７において、保持部材１９ｅは、金属より
も重く、かつ、高密度のセラミックからなるものであ
り、ロータ１３の支軸１３ｉを受ける軸受としての穴石
１９ｂが一体成形されている。そして、保持部材１９ｅ
が支持する軸受からは、支軸１３ｉの軸方向の力を受け
る受石１９ａが省略され、その代わりに、穴石１９ｂが
有する穴の一端側を塞ぐ蓋体１９ｆが設けられている。
そして、ロータ１３は、磁力により一対の蓋体１９ｆの
中間位置に浮いた状態で支持されるので、ロータ１３の
支軸１３ｉが蓋体１９ｆに接触しないようになってい
る。なお、蓋体１９ｆは、熱可塑性樹脂製のものとなっ
ている。

【００４５】このような本第２実施形態においても、前
記第１実施形態と同様の作用、効果を得ることができる
うえ、次のような効果を付加できる。すなわち、軸受と
しての穴石１９ｂを保持部材１９ｅに一体成形したの
で、ロータ１３を回転自在に支持する支持構造に要する
部品点数が少なくなり、ロータ１３の支持構造を容易に
簡素化できるうえ、発電機２０の組立を容易に行うこと
ができる。

【００４６】また、保持部材１９ｅをセラミック製とし
たので、摩耗に強い保持部材１９ｅが得られるようにな
り、保持部材１９ｅに軸受としての穴石１９ｂを一体成
形しても、軸受部分の耐摩耗性に何ら問題が生じること
がない。

【００４７】さらに、穴石１９ｂの一端側を蓋体１９ｆ
で塞いだので、ロータ１３の支軸１３ｉおよび穴石１９
ｂの摺接面が蓋体１９ｆに隠蔽され、これらの摺接面の
間に塵等の異物が入ることがなくなり、穴石１９ｂに支
持される支軸１３ｉの円滑な回転動作を長期に渡り維持
することができる。また、蓋体１９ｆを人造ルビーより
も柔らかい熱可塑性樹脂で形成したので、蓋体１９ｆを
保持部材１９ｅに容易には嵌め込むことができ、この点
からも、発電機２０の組立を容易に行うことができる。

【００４８】また、穴石１９ｂを保持部材１９ｅに一体
成形したので、ロータ１３とステータ２１との相対的な
位置に係る相乗誤差が発生せず、これにより、ロータ１
３のコギングトルクが抑制され、この点からも、発電機
２０の最低駆動トルクが小さくなり、ゼンマイ１ａから
取り出せる機械的エネルギー量が増え、時計の持続時間
を延長することができる。

【００４９】なお、金属よりも高密度のセラミック製の
保持部材１９ｅは、ロータ１３の回転音を遮断するの
で、セラミック製の保持部材１９ｅでも、ロータ１３の
回転音を外部へ伝えない防音効果を得ることができる。
また、セラミック製の保持部材１９ｅで外部振動を遮断
できるので、セラミック製の保持部材１９ｅでも、発電
機２０の機械式電子制御時計の歩度精度を安定させるこ
とができ、時計の精度を向上できる。さらに、時計が回
転錘を有する自動巻の場合、回転錘とムーブメントとが
衝突する際に発生する振動が保持部材１９ｅで遮断され
るので、時計内部で振動が発生しても、その振動により
ロータ１３と軸受との間の摩擦抵抗が変動せず、その歩
度精度が安定し、時計の精度を向上できる。

【００５０】〔第３実施形態〕図８には、本発明の第３
実施形態が示されている。本第３実施形態は、前記第１
実施形態における、ステータ２１に設けられた配置穴２
１ａと嵌合する嵌合部１９ｄを、ステータ２１に設けら
れた嵌合穴２１ｂと嵌合する位置決めボス１９ｇとした
ものである。すなわち、ステータ２１は、図８に示され
るように、薄い磁性板材２１ｃを複数積層した積層構造
を有するものである。このステータ２１の配置穴２１ａ
の近傍には、表裏を貫通する嵌合穴２１ｂが設けられて
いる。保持部材１９ｃは、熱可塑性樹脂製のものであ
る。この保持部材１９ｃには、嵌合穴２１ｂに向かって
突出する位置決めボス１９ｇが一体成形されている。こ
の位置決めボス１９ｇは、ステータ２１の位置決め部材
であり、ステータ２１の厚さ寸法よりも大きい突出量を
備えている。位置決めボス１９ｇを嵌合穴２１ｂに完全
に嵌合させると、位置決めボス１９ｇは、ステータ２１
の表裏を貫通し、先端がステータ２１の表面から突出す
るようになっている。

【００５１】このような本第３実施形態においても、前
記第１および第２実施形態と同様の作用、効果を得るこ
とができるうえ、次のような効果を付加できる。すなわ
ち、位置決めボス１９ｇが一体成形された保持部材１９
ｃを熱可塑性樹脂製のものとしたので、渦電流による損
失が確実に防止され、位置決めボス１９ｇがステータ２
１の表裏を貫通しても、渦電流損失等の問題が何ら生じ
ない。しかも、位置決めボス１９ｇは、ステータ２１の
表裏を貫通するので、ステータ２１が複数の磁性板材２
１ｃからなる積層構造のものであっても、すべての磁性
板材２１ｃの位置決めを行うことができ、ステータ２１
の構造の如何によらず、その位置決めを確実に行うこと
ができる。

【００５２】また、発電機２０を組み立てる際に、位置
決めボス１９ｇがロータ１３のロータ慣性円板１３ｃの
表面に当接して、ロータ１３の転倒を防止するので、組
立作業中に、ロータ１３の支軸１３ｉが傾斜しなくな
り、発電機２０の組立作業を容易に行うことができる。
ここで、ロータ１３の支軸１３ｉが傾斜した状態で、そ
のまま、発電機２０の組立作業を続行すると、支軸１３
ｉの先端が変形したり、破損したりする。先端が変形あ
るいは破損した支軸１３ｉは、穴石を徐々に摩耗させる
ので、発電機２０の故障の原因となる。しかし、前述の
ように、位置決めボス１９ｇを設け、支軸１３ｉの傾斜
を防止するようにしたので、支軸１３ｉ先端の変形や破
損が防止され、発電機２０が故障しにくくなり、発電機
２０の信頼性を向上できる。

【００５３】なお、本発明は、前述の各実施形態に限定
されず、本発明の目的を達成できる範囲における変形お
よび改良をも含むものである。例えば、軸受としての穴
石が一体成形された保持部材としては、セラミック製の
ものに限らず、熱可塑性樹脂製のものでもよい。熱可塑
性樹脂として、自己潤滑性を有するポリアミド、あるい
は、潤滑油を含有する含油ポリアセタール等の熱可塑性
樹脂が採用できるので、長期間、注油を行わなくとも、
正常に動作するようになり、信頼性を向上できるうえ、
組立時の注油が不要となるので、組立作業を容易にする
ことができる。また、穴石が一体成形された熱可塑性樹
脂製の保持部材に耐久性を確保する必要がある場合に
は、イオンプレーティング等の乾式メッキで、穴石の穴
の内周面に硬質膜を形成すればよい。

【００５４】また、非導電性材料としては、セラミック
や単なる熱可塑性樹脂に限らず、補強用のガラス繊維や
カーボン繊維等を含む繊維補強樹脂でもよい。さらに、
電磁式回転装置としては、発電機に限らず、ステッピン
グモータ等の電動機もよく、要するに、磁気回路を形成
するロータとステータとを備えた回転装置であればよ
い。

【００５５】また、ロータとしては、ロータ磁石１３ａ
を内部に保持する容器状の保持部を有するものに限ら
ず、図９に示されるように、ロータ磁石１３ａを挟持す
る構造を有するロータ１３ｇでもよい。すなわち、ロー
タ１３ｇは、ロータ慣性円板１３ｃを挟んで、カナ１３
ｂとは反対側となる支軸１３ｉの側面に段付部１３ｈが
設けられたものである。段付部１３ｈには、ロータ磁石
１３ａの一方の面が当接されている。そして、支軸１３
ｉには、ロータ磁石１３ａの他方の面に当接するリング
状の挟持部材１３ｊが接着または圧入により固定されて
いる。このようなロータ１３ｇでも、前述のロータ１３
と同様の機能を発揮できる。さらに、前記各実施形態で
は、ロータの両側に配置された保持部材は、両方ともセ
ラミックや熱可塑性樹脂等の非導電性材料から形成され
ていたが、ロータ支軸のカナ側に配置された保持部材
は、導電性材料から形成してもよく、要するに、ロータ
支軸のロータ磁石側に配置された保持部材が非導電性材
料から形成されていればよい。

【００５６】

【発明の効果】前述のように、本発明によれば、電磁式
回転装置もおける渦電流損失の発生をさらに抑制するこ
とができ、この電磁式回転装置を用いた機械式電子制御
時計は、その持続時間を延長することできる、あるい
は、なお一層の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る機械式電子制御時
計を示す平断面図である。

【図２】前記第１実施形態の要部を示す断面図である。

【図３】前記第１実施形態の異なる要部を示す断面図で
ある。

【図４】前記第１実施形態のさらに異なる要部を示す拡
大断面図である。

【図５】前記第１実施形態のロータを示す断面図および
底面図である。

【図６】前記第１実施形態の六番車を示す斜視図であ
る。

【図７】本発明の第２実施形態を示す図４に相当する図
である。

【図８】本発明の第３実施形態を示す図４に相当する図
である。

【図９】本発明の変形例を示す図５に相当する図であ
る。

【符号の説明】

１ｂ、６〜１２輪列を形成する歯車１ａ機械エネルギー源としてのゼンマイ８ａ指針としての秒針１３，１３ｇロータ１３ｉ支軸１９ａ軸受としての受石１９ｂ軸受としての穴石１９ｃ周辺部品としての保持部材１９ｄ位置決め部材としての嵌合部１９ｅ軸受である穴石が一体成形された保持部材１９ｆ蓋体１９ｇ位置決め部材としての位置決めボス２０電磁式回転装置としての発電機２１ステータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F084 AA00 BB01 JJ05 5H002 AA03 AA09 AE04 AE08 5H605 AA11 BB01 CC03 CC04 EA02 EA06 EB02 EB06 EB17 FF06 5H621 BB07 GA02 GA10 JK15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転自在に設けられたロータと、このロ
ータとともに磁気回路を構成するステータとを有する電
磁式回転装置であって、前記磁気回路の近傍に配置されている周辺部品が、非導
電性材料から形成されていることを特徴とする電磁式回
転装置。
【請求項２】請求項１に記載の電磁式回転装置におい
て、前記ロータが有する支軸を回転自在に支持する軸受
を保持する保持部材が、前記周辺部品として設けられて
いることを特徴とする電磁式回転装置。
【請求項３】請求項２に記載の電磁式回転装置におい
て、前記支軸は、両端が前記軸受に支持され、前記軸受の各々には、前記支軸の軸方向の力を受ける受
石が設けられ、前記支軸の長さ寸法が前記受石の間隔よりも短く設定さ
れていることを特徴とする電磁式回転装置。
【請求項４】請求項２に記載の電磁式回転装置におい
て、前記支軸は、両端が前記軸受に支持され、前記軸受の各々には、前記支軸の径方向の力を受ける穴
石が設けられ、前記軸受の各々からは、前記支軸の軸方向の力を受ける
受石が省略されていることを特徴とする電磁式回転装
置。
【請求項５】請求項４に記載の電磁式回転装置におい
て、前記穴石が有する穴の一端側を塞ぐ蓋体が設けられ
ていることを特徴とする電磁式回転装置。
【請求項６】請求項２ないし請求項５のいずれかに記
載の電磁式回転装置において、前記軸受の少なくとも一
部と、前記保持部材とが一体成形されていることを特徴
とする電磁式回転装置。
【請求項７】請求項６に記載の電磁式回転装置におい
て、前記軸受の一部である穴石が、前記保持部材と一体
成形されていることを特徴とする電磁式回転装置。
【請求項８】請求項２ないし請求項７のいずれかに記
載の電磁式回転装置において、前記ロータに対する前記
ステータの位置を決めるための位置決め部材が、前記周
辺部品として設けられていることを特徴とする電磁式回
転装置。
【請求項９】請求項８記載の電磁式回転装置におい
て、前記保持部材が前記位置決め部材を兼用していることを
特徴とする電磁式回転装置。
【請求項１０】請求項１ないし請求項９のいずれかに記
載の電磁回転装置において、前記非導電性材料が熱可塑
性樹脂であることを特徴とする電磁式回転装置。
【請求項１１】請求項１０記載の電磁式回転装置におい
て、熱可塑性樹脂からなる周辺部品には、静電防止処理が施
されていることを特徴とする電磁式回転装置。
【請求項１２】請求項１ないし請求項９のいずれかに記
載の電磁式回転装置において、前記非導電性材料がセラ
ミックであることを特徴とする電磁式回転装置。
【請求項１３】機械エネルギー源と、この機械エネルギ
ー源によって駆動される輪列および指針と、前記機械エ
ネルギー源および前記輪列によって回転駆動される電磁
式回転装置としての発電機とを有し、前記輪列はバック
ラッシュをつめて回転可能とされている機械式電子制御
時計であって、前記発電機は、回転自在に設けられたロータと、このロ
ータとともに磁気回路を構成するステータとを有し、前記磁気回路の近傍に配置されている周辺部品が非導電
性材料から形成されていることを特徴とする機械式電子
制御時計。