JP2021150972A - Stator, stepping motor, movement, timepiece and method of manufacturing stator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータ、ステッピングモータ、ムーブメント、時計およびステータの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a stator, a stepping motor, a movement, a timepiece, and a stator.
従来から、時針や分針等の指針をモータ駆動装置により回転駆動するアナログ電子時計が利用されている。また、この種のアナログ電子時計ではモータ駆動装置としてステッピングモータが広く一般に用いられている。
ステッピングモータは、ロータ用貫通孔及びロータの停止位置を決める位置決め部(内ノッチ)を有するステータと、ロータ用貫通孔内に回転可能に配設されたロータと、ステータに設けられたコイルとを有している。
Conventionally, analog electronic clocks have been used in which pointers such as hour and minute hands are rotationally driven by a motor drive device. Further, in this type of analog electronic timepiece, a stepping motor is widely and generally used as a motor driving device.
The stepping motor includes a stator having a rotor through hole and a positioning portion (inner notch) for determining a rotor stop position, a rotor rotatably arranged in the rotor through hole, and a coil provided in the stator. Have.
通常、ステッピングモータでは、ロータ用貫通孔周りの2か所(180度間隔)において、幅を狭くした幅狭部を設け、磁束を飽和させやすくした一体型のステータが用いられている。この構造によって、ロータを駆動させる漏洩磁束が得やすくなる。 Usually, in a stepping motor, an integrated stator is used in which narrow portions having a narrow width are provided at two places (180 degree intervals) around the through holes for the rotor to facilitate the saturation of magnetic flux. With this structure, it becomes easy to obtain the leakage magnetic flux that drives the rotor.
従来、この種のステータとして、ステータ体の外形形状を磁性材により形成し、ステータ体の磁路断面積を最小とする部分にスリット部を形成し、ここに低透磁率材あるいは非磁性材よりなる線材を押し込み、これらを溶接した構成が知られている(特許文献1)。
また、磁性材によりステータを構成し、ステータの磁気飽和部にその上下両面から均等深さで溝を形成して薄肉の接続部を形成したステータが知られている(特許文献2)。
Conventionally, as this type of stator, the outer shape of the stator body is formed of a magnetic material, and a slit portion is formed in a portion of the stator body that minimizes the magnetic path cross-sectional area. There is known a structure in which a wire rod is pushed in and welded together (Patent Document 1).
Further, there is known a stator in which a stator is formed of a magnetic material and grooves are formed in the magnetically saturated portion of the stator from both the upper and lower surfaces at equal depths to form a thin-walled connecting portion (Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1に記載の技術によると、磁性材からなるステータ体を完全に分断するスリット部を形成し、このスリット部を線材で埋める構成のため、スリット部を介しステータ体が磁気的に完全に分断される構造となる。この場合、スリット部の幅が広いほど磁気抵抗が高くなり、また、その箇所において磁束漏れが生じ易い問題がある。この結果、ロータ磁石、及びコイルからの磁束の損失が増え、磁気効率が低下するという問題がある。
また、スリット部の幅を狭くすることで磁気効率は維持できるが、この場合、幅狭なスリット部の形成及び埋める工程が難しくなる問題がある。
特許文献2に記載の技術では、ステータの磁気飽和部に薄肉の接続部を設けているので薄肉の接続部を介しステータの全体を磁気的に接続した構造にできるが、薄肉の接続部が機械的に弱い部分となり、外力により容易に変形する問題がある。
However, according to the technique described in Patent Document 1, since a slit portion is formed which completely divides the stator body made of a magnetic material and the slit portion is filled with a wire rod, the stator body is magnetically formed through the slit portion. The structure is completely divided. In this case, the wider the slit portion, the higher the magnetic resistance, and there is a problem that magnetic flux leakage is likely to occur at that portion. As a result, there is a problem that the loss of magnetic flux from the rotor magnet and the coil increases and the magnetic efficiency decreases.
Further, although the magnetic efficiency can be maintained by narrowing the width of the slit portion, in this case, there is a problem that the process of forming and filling the narrow slit portion becomes difficult.
In the technique described in
本発明は、上述の課題に鑑み、ステータの磁気飽和部において磁束漏れが生じやすい課題を解決でき、ロータ磁石からの磁束を得やすいとともに、充分な強度を得ることができるステータ、ステッピングモータ、および、前記ステータを備えたムーブメント、時計およびステータの製造方法の提供を目的とする。 In view of the above problems, the present invention can solve the problem that magnetic flux leakage is likely to occur in the magnetic saturation portion of the stator, and can easily obtain the magnetic flux from the rotor magnet and obtain sufficient strength. , A method of manufacturing a movement, a watch and a stator provided with the stator.
「1」前記課題を解決するため、本発明の一形態に係るステータは、ロータ用貫通孔が形成され、前記ロータ用貫通孔の周囲に磁路が形成されたステータ用の磁性板材と、前記貫通孔の周囲に設けられ、コイルによる励磁により前記貫通孔の周囲に磁極を発生させる非磁性領域を備え、前記非磁性領域が前記磁性板材の一方の表面側から厚さ方向に沿って他方の表面側に向かうにつれて断面積が小さくされた溝部と、該溝部内に固着され、前記磁性板材の透磁率よりも低い透磁率を有する異物層を有する。 "1" In order to solve the above-mentioned problems, the stator according to one embodiment of the present invention includes a magnetic plate material for a stator in which a through hole for a rotor is formed and a magnetic path is formed around the through hole for the rotor. A non-magnetic region provided around the through hole and generating a magnetic pole around the through hole by excitation by a coil is provided, and the non-magnetic region is provided from one surface side of the magnetic plate material along the thickness direction of the other. It has a groove portion whose cross-sectional area is reduced toward the surface side, and a foreign matter layer which is fixed in the groove portion and has a magnetic permeability lower than that of the magnetic plate material.
本形態では、磁路の一部に異物層を設けることにより、当該領域で消費される磁束を大幅に低減でき、ロータ駆動のための漏洩磁束を効率よく確保できる。また、磁気ポテンシャルの損失を防止することができ、ロータを磁気的に停止(静止)・保持させるための保持力を高めることができる。更に、溝部内に異物層を固着した構造であると、溝部の部分において磁性板材の厚さは減少するが、板厚の減少分を異物層が補強して補うので、ステータにおける機械強度の低下を補うことができる。 In this embodiment, by providing the foreign matter layer in a part of the magnetic path, the magnetic flux consumed in the region can be significantly reduced, and the leakage magnetic flux for driving the rotor can be efficiently secured. In addition, the loss of magnetic potential can be prevented, and the holding force for magnetically stopping (stationing) and holding the rotor can be increased. Further, if the structure has a foreign matter layer fixed in the groove, the thickness of the magnetic plate material is reduced in the grooved portion, but the foreign matter layer reinforces and compensates for the decrease in the plate thickness, so that the mechanical strength of the stator is lowered. Can be supplemented.
「2」前記一形態のステータでは、前記異物層が非磁性材あるいは樹脂により形成される構成とすることができる。 "2" In the above-mentioned one form of the stator, the foreign matter layer may be formed of a non-magnetic material or a resin.
異物層は非磁性材あるいは樹脂から形成できるが、これらを設けることで溝部内は非磁性領域となり、コイルによる励磁により前記貫通孔の周囲に磁極を発生させることができる。 The foreign matter layer can be formed of a non-magnetic material or resin, but by providing these, the inside of the groove becomes a non-magnetic region, and magnetic poles can be generated around the through hole by excitation by a coil.
「3」前記一形態のステータでは、前記溝部の底部側が前記磁性板材の他方の表面に到達されておらず、前記溝部の底部側であって前記磁性板材の他方の表面側に前記異物層を有していない磁気結合部を有する構成を採用できる。 "3" In the stator of the one form, the bottom side of the groove does not reach the other surface of the magnetic plate material, and the foreign matter layer is placed on the bottom side of the groove and on the other surface side of the magnetic plate material. A configuration having a magnetic coupling portion that does not have can be adopted.
溝の底部側に磁気結合部を有するので磁気結合部の存在により磁気的に安定したステータを提供できる。また、前記磁性板材の一方の表面側から厚さ方向に沿って他方の表面側に向かうにつれて断面積が小さくなる非磁性溶融部を有する構造であれば、非磁性溶融部の底部側の窄まった部分において磁気的な近接効果が生じ、磁気的安定性を高めたステータを提供できる。 Since the magnetic coupling portion is provided on the bottom side of the groove, a magnetically stable stator can be provided due to the presence of the magnetic coupling portion. Further, if the structure has a non-magnetic molten portion in which the cross-sectional area decreases from one surface side of the magnetic plate material toward the other surface side along the thickness direction, the bottom side of the non-magnetic fused portion is narrowed. A magnetic proximity effect is generated in the portion, and a stator with improved magnetic stability can be provided.
「4」前記一形態のステータでは、前記異物層が前記磁性板材の構成元素と異なる元素を含む溶融凝固部である構成を採用できる。 "4" In the stator of the one form, it is possible to adopt a configuration in which the foreign matter layer is a melt-solidified portion containing an element different from the constituent elements of the magnetic plate material.
凹部内に磁性板材の構成元素と異なる元素を含む溶融凝固部を設けるならば、溶融凝固部が非磁性領域を構成する。例えば、レーザー照射により加熱溶融させて溶融凝固部を形成するならば、溶融部分が凹部の内部に収まり易いので、溶融凝固部が凹部内に確実に納まった構造を得やすい。 If a melt-solidified portion containing an element different from the constituent elements of the magnetic plate material is provided in the recess, the melt-solidified portion constitutes a non-magnetic region. For example, if the melt-solidified portion is formed by heating and melting by laser irradiation, the melted portion easily fits inside the recess, so that it is easy to obtain a structure in which the melt-solidified portion is securely housed in the recess.
「5」前記一形態のステータでは、前記磁性板材がNi−Fe合金を含み、前記溶融凝固部にクロムを含む構成を採用できる。 "5" In the stator of the one form, a configuration in which the magnetic plate material contains a Ni—Fe alloy and the melt-solidified portion contains chromium can be adopted.
磁性板材がNi−Fe合金を含むことで透磁率の高い磁性板材とすることができ、非磁性領域となる溶融凝固部を利用し、容易に漏れ磁界を利用することができる。溶融凝固部にクロムを含むことで、レーザー照射によるクロムの溶融拡散を利用し、目的の非磁性領域を得ることができる。 Since the magnetic plate material contains a Ni—Fe alloy, it can be made into a magnetic plate material having a high magnetic permeability, and a leakage magnetic field can be easily utilized by using a melt-solidified portion in a non-magnetic region. By containing chromium in the melt-solidified portion, the desired non-magnetic region can be obtained by utilizing the melt diffusion of chromium by laser irradiation.
「6」前記一形態のステータでは、前記磁性板材に、ムーブメントの地板に組み付けられた場合に前記地板に対向する地板面と、その厚さ方向反対側の輪列面を有する構成を採用できる。 "6" In the stator of the one form, it is possible to adopt a configuration in which the magnetic plate material has a main plate surface facing the main plate when assembled to the main plate of the movement, and a train wheel surface on the opposite side in the thickness direction.
「7」本発明の一形態に係るステッピングモータは、前記ステータと、前記貫通孔に配置されたロータとを備えた構成を採用できる。
「8」本発明の一形態に係る時計用ムーブメントは、前記ステッピングモータと、前記ステッピングモータの動力を伝達する輪列を備えた構成を採用できる。
「9」本発明の一形態に係る時計は、前記時計用ムーブメントを備えた構成を採用できる。
"7" The stepping motor according to one embodiment of the present invention can adopt a configuration including the stator and a rotor arranged in the through hole.
"8" The watch movement according to one embodiment of the present invention can adopt a configuration including the stepping motor and a train wheel for transmitting the power of the stepping motor.
"9" The watch according to one embodiment of the present invention can adopt a configuration including the movement for the watch.
「10」本発明の一形態に係るステータは、ロータ用貫通孔が形成され、前記ロータ用貫通孔の周囲に磁路が形成されたステータ用の磁性板材と、前記貫通孔の周囲に設けられ、コイルによる励磁により前記貫通孔の周囲に磁極を発生させる非磁性領域を備え、前記非磁性領域が、前記磁性板材における磁路の一部を分断したギャップ部と、該ギャップ部の両側に位置する前記磁性板材の端部どうしを接続した金属めっき部を有することを特徴とする。 "10" The stator according to one embodiment of the present invention is provided with a magnetic plate material for a stator in which a through hole for a rotor is formed and a magnetic path is formed around the through hole for the rotor, and a magnetic plate material for the stator, and around the through hole. A non-magnetic region that generates a magnetic pole around the through hole by excitation by a coil is provided, and the non-magnetic region is located at a gap portion that divides a part of a magnetic path in the magnetic plate material and on both sides of the gap portion. It is characterized by having a metal-plated portion in which the ends of the magnetic plate material to be connected are connected to each other.
磁性板材の磁路の一部を分断するようにギャップ部を設けることによりギャップ部を非磁性領域とすることができる。ギャップ部を設けることにより磁性板材の一部は分断されるが、ギャップ部を橋渡しするように金属めっき部を設けることでギャップ部の両側に位置する磁性板材の端部同士は磁気的に結合する。このため、非磁性領域となるギャップ部の該領域で消費される磁束を大幅に低減でき、ロータ駆動のための漏洩磁束を効率よく確保でき、磁気効率を高めることができる。また、磁気ポテンシャルの損失を防止でき、ロータを磁気的に停止(静止)・保持させるための保持力を高めることができる。 By providing a gap portion so as to divide a part of the magnetic path of the magnetic plate material, the gap portion can be made into a non-magnetic region. A part of the magnetic plate material is divided by providing the gap portion, but by providing the metal plating portion so as to bridge the gap portion, the ends of the magnetic plate material located on both sides of the gap portion are magnetically bonded to each other. .. Therefore, the magnetic flux consumed in the gap portion, which is the non-magnetic region, can be significantly reduced, the leakage magnetic flux for driving the rotor can be efficiently secured, and the magnetic efficiency can be improved. In addition, the loss of magnetic potential can be prevented, and the holding force for magnetically stopping (stationing) and holding the rotor can be increased.
「11」本発明の一形態に係るステータの製造方法において、前記金属めっき部をNiメッキで形成することができる。
Niメッキは耐食性に優れ、時計用としてステータを適用する場合に金属めっき部の耐久性に問題は生じない。
"11" In the method for manufacturing a stator according to one embodiment of the present invention, the metal-plated portion can be formed by Ni plating.
Ni plating has excellent corrosion resistance, and there is no problem in the durability of the metal plated portion when the stator is applied for watches.
本形態によれば、磁路の一部に異物層を設けることにより、当該領域で消費される磁束を大幅に低減でき、ロータ駆動のための漏洩磁束を効率よく確保できるステータを提供できる。
また、磁気ポテンシャルの損失を防止することができ、ロータを磁気的に停止(静止)・保持させるための保持力を高めることができるステータを提供できる。
更に、溝部内に異物層を固着した構造であると、溝部の部分において磁性板材の厚さは減少するが、板厚の減少分を異物層が補強して補うので、機械強度の低下しないステータを提供できる。
According to this embodiment, by providing the foreign matter layer in a part of the magnetic path, the magnetic flux consumed in the region can be significantly reduced, and a stator capable of efficiently securing the leakage magnetic flux for driving the rotor can be provided.
Further, it is possible to provide a stator capable of preventing loss of magnetic potential and increasing the holding force for magnetically stopping (stationing) and holding the rotor.
Further, if the structure has a foreign matter layer fixed in the groove, the thickness of the magnetic plate material is reduced in the grooved portion, but the foreign matter layer reinforces and compensates for the decrease in the plate thickness, so that the mechanical strength does not decrease. Can be provided.
以下、本発明の実施形態に係る時計、時計用ムーブメント、ステッピングモータ、ステータの一例を挙げ、図面を参照しながら説明する。また、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更し表示している場合がある。 Hereinafter, an example of a timepiece, a movement for a timepiece, a stepping motor, and a stator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Further, in the drawings used in the following description, in order to make each member recognizable in size, the scale of each member may be appropriately changed and displayed.
「時計、時計用ムーブメント、ステッピングモータ、ステータの第1実施形態」
図1は、第1実施形態に係るステッピングモータ、時計用ムーブメントを用いた時計1を示すブロック図である。本実施形態では、時計の一例としてアナログ電子時計を例示し説明する。
図1に示すように、時計1は、電池2、発振回路3、分周回路4、制御回路5、パルス駆動回路6、ステッピングモータ7、およびアナログ時計部8を備える。
また、アナログ時計部8は、輪列11、時針12、分針13、秒針14、カレンダ表示部15、時計ケース81、および時計用ムーブメント82(以下、ムーブメント82という)を備える。なお、本実施形態では、時針12、分針13、秒針14、カレンダ表示部15のうち1つを特定しない場合、指針と記載する。
"First Embodiment of a watch, a movement for a watch, a stepping motor, and a stator"
FIG. 1 is a block diagram showing a timepiece 1 using a stepping motor and a timepiece movement according to the first embodiment. In the present embodiment, an analog electronic clock will be illustrated and described as an example of the clock.
As shown in FIG. 1, the clock 1 includes a
Further, the
発振回路3、分周回路4、制御回路5、パルス駆動回路6、およびステッピングモータ7、および輪列11は、ムーブメント82の構成要素である。ステッピングモータ7、および輪列11が備えられるモジュールを機構モジュールと呼称できる。輪列11は、ステッピングモータ7の動力を伝達する。
一般に、時計1の時間基準などの装置により形成される時計の機械体をムーブメントと称する。電子式のものをモジュールと呼ぶことがある。時計としての完成状態では、ムーブメントに、例えば、文字板、指針が取り付けられ、時計ケースの中に収容される。
The oscillation circuit 3, the frequency dividing circuit 4, the
Generally, the mechanical body of a timepiece formed by a device such as the time reference of the timepiece 1 is referred to as a movement. Electronic ones are sometimes called modules. In its completed state as a watch, the movement is fitted with, for example, a dial and pointers and housed in a watch case.
電池2は、例えばリチウム電池、いわゆるボタン電池である。なお、電池2は、太陽電池と、太陽電池によって発電された電力を蓄電する蓄電池であってもよい。電池2は、電力を制御回路5に供給する。
The
発振回路3は、例えば水晶の圧電現象を利用し、その機械的共振から所定の周波数を発振するために用いられる受動素子である。ここで、所定の周波数は、例えば32[kHz]である。
分周回路4は、発振回路3が出力した所定の周波数の信号を所望の周波数に分周し、分周した信号を制御回路5に出力する。
The oscillation circuit 3 is a passive element used to oscillate a predetermined frequency from its mechanical resonance, for example, by utilizing the piezoelectric phenomenon of quartz. Here, the predetermined frequency is, for example, 32 [kHz].
The frequency dividing circuit 4 divides the signal of a predetermined frequency output by the oscillation circuit 3 into a desired frequency, and outputs the divided signal to the
制御回路5は、分周回路4が出力する分周された信号を用いて計時を行い、経時した結果に基づいて、駆動パルスを生成する。なお、制御回路5は、指針を正転方向に運針させる場合、正転用の駆動パルスを生成する。制御回路5は、指針を逆転方向に運針させる場合、逆転用の駆動パルスを生成する。制御回路5は、生成した駆動パルスをパルス駆動回路6に出力する。
パルス駆動回路6は、制御回路5が出力する駆動指示に応じて、指針それぞれに対して駆動パルスを生成する。パルス駆動回路6は、生成した駆動パルスをステッピングモータ7に出力する。
The
The pulse drive circuit 6 generates a drive pulse for each pointer in response to a drive instruction output by the
ステッピングモータ7は、パルス駆動回路6が出力する駆動パルスに応じて指針(時針12、分針13、秒針14、カレンダ表示部15)を運針させる。図1に示す例では、例えば、時針12、分針13、秒針14、およびカレンダ表示部15のそれぞれに1つステッピングモータ7を備えている。
The stepping
時針12、分針13、秒針14、カレンダ表示部15それぞれは、ステッピングモータ7によって運針される。
時針12は、パルス駆動回路6がステッピングモータ7を駆動することによって12時間で1回転する。分針13は、パルス駆動回路6がステッピングモータ7を駆動することによって60分間で1回転する。秒針14は、パルス駆動回路6がステッピングモータ7を駆動することによって60秒間で1回転する。カレンダ表示部15は、例えば日付を表示する指針であり、パルス駆動回路6がステッピングモータ7を駆動することによって24時間で1回転する。
The
The
次に、本実施形態に係るステッピングモータ7の概略構成について説明する。
図2は、本実施形態に係るステッピングモータ7の概略構成を示す斜視図である。図2に示すようにステッピングモータ7は、ステータ201、ロータ202、磁心208、コイル209、およびネジ220を備える。図3に示すようにステータ201は、アーム型のヨークを構成するための細長い磁性板材201Aによって構成され、磁性板材201Aの長さ方向両端側には取付片201B、201Cが形成されている。
ステータ201の長さ方向途中部分には、ロータ用貫通孔203が形成され、取付片201B、201Cにはネジ孔218a、ネジ孔218bが形成されている。
ロータ202は、ロータ用貫通孔203に回転可能に配置されている。
コイル209は、磁心208の周囲に巻回されている。
また、ステッピングモータ7をアナログ電子時計に用いる場合、ステータ201と磁心208は、ネジ220によってムーブメント82の地板51に固着され、互いに磁気的に接合される。なお、本実施形態では磁気的接合のためネジ固定としたが、磁気的接合できればネジ固定に限らない。
Next, a schematic configuration of the stepping
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the stepping
A through
The
The
When the stepping
ここで、図3を用いてステータ201について更に説明する。
図3は、本実施形態に係るステータ201の正面模式図である。図3において、ステータ201の長手方向をy軸方向、短手方向をx軸方向とする。
図3に示すステータ201は、後述するモータ用ステータの製造方法によって製造される。図3に示すように、ロータ用貫通孔203には、切り欠き部204、205が形成されている。また、ステータ201には、ロータ用貫通孔203のX軸方向両端側に位置するように幅狭部210、211が形成されている。
ステータ201を構成する磁性板材201Aは、例えばFe−Ni(鉄−ニッケル)合金などの高透磁率材料により構成さる板材によって形成されている。また、幅狭部210、211は、非磁性領域である。非磁性領域の詳細構造については後に詳述する。
Here, the
FIG. 3 is a front schematic view of the
The
The
ステッピングモータ7を時計に用いる場合、ステータ201の各サイズの一例を以下に記載する。ロータ用貫通孔203の穴径は、約1.5〜2mmである。幅狭部210、211の一番細い箇所の幅は、約0.1mm〜0.2mmである。ステータ201の厚みは、約0.5mm±0.1mmである。長手方向の長さは、約10mmである。
When the stepping
次に、図4を用いて本実施形態に係るステッピングモータ7の概要について説明する。
図4は、本実施形態に係るステッピングモータ7の正面模式図である。
図4に示すステッピングモータ7は、ロータ用貫通孔203、ステータ201、ロータ202、磁心208、コイル209、および幅狭部210、211を備えている。
Next, an outline of the stepping
FIG. 4 is a front schematic view of the stepping
The stepping
なお、ステータ201には、ロータ用貫通孔203の周囲に磁路Rが形成されている。ロータ202は、ロータ用貫通孔203内に回転可能に配設された2極のロータである。磁心208は、ステータ201と接合されている。コイル209は、磁心208に巻回されている。
In the
なお、幅狭部210、211は、ロータ202の安定位置確保のためロータ用貫通孔203に設けられる切り欠き部204、205に干渉しない部分に設けられている。コイル209は、第1端子OUT1、第2端子OUT2を有している。
The
ロータ用貫通孔203は、輪郭が円形とされた貫通孔の対向部分に複数(図4の例では2つ)の半月状の切り欠き部(内ノッチ)204、205を一体形成した円孔形状に構成されている。これら切り欠き部204、205は、ロータ202の停止位置または静止安定位置を決めるための位置決め部として構成されている。例えば、切り欠き部(内ノッチ)204は、ロータが所定位置になると、そのポテンシャルエネルギーが低くなり、ロータの位置を安定させる作用をもたらす。
The rotor through
ロータ202は、2極(S極及びN極)に着磁されている。
コイル209が励磁されていない状態では、ロータ202は、図4に示すように前記位置決め部に対応する位置、換言すれば、ロータ202の磁極軸Aが、切り欠き部204、205を結ぶ線分と直交するような位置(角度θ0位置)に安定して停止(静止)している。
The
In the state where the
ロータ用貫通孔203の周囲に設けられた磁路Rの一部(図4の例では2箇所)に、非磁性領域の幅狭部210、211が形成されている。ここで、ステータ201における幅狭部の断面の幅を断面幅tとし、磁路に沿った方向の幅をギャップ幅wとする。幅狭部210、211は、断面幅tとギャップ幅wとにより画定された領域に形成されている。
以下の説明では、ステータ201において、幅狭部211の外周を点a1、幅狭部211内を点b1、幅狭部211の近傍且つ磁路Rの外周と内周との間を点cと定義する。
In the following description, in the
次に、本実施形態に係るステッピングモータ7の動作を、図4を参照して説明する。
まずパルス駆動回路6から駆動パルス信号をコイル209の端子OUT1、OUT2間に供給して(例えば、第1端子OUT1側を正極、第2端子OUT2側を負極)、図4の矢印方向に電流iを流すと、ステータ201には破線矢印方向に磁束が発生する。
Next, the operation of the stepping
First, a drive pulse signal is supplied from the pulse drive circuit 6 between the terminals OUT1 and OUT2 of the coil 209 (for example, the first terminal OUT1 side is the positive electrode and the second terminal OUT2 side is the negative electrode), and the current i is in the direction of the arrow in FIG. A magnetic flux is generated in the
本実施形態では、非磁性領域である幅狭部210、211が形成されており、非磁性領域の磁気抵抗は増大している。そのため、従来の「幅狭部」に相当する領域を磁気飽和させる必要がなく、容易に漏洩磁束を確保でき、その後、ステータ201に生じた磁極とロータ202の磁極との相互作用によって、ロータ202は図4の矢印方向に180度回転し、磁極軸が角度θ1位置で安定的に停止(静止)する。
なお、ステッピングモータ7を回転駆動することによって通常動作(本発明の各実施の形態はアナログ電子時計であるため運針動作)を行わせるための回転方向(図4では反時計回り方向)を正方向とし、その逆(時計回り方向)を逆方向としている。
In the present embodiment, the
It should be noted that the rotational direction (counterclockwise direction in FIG. 4) for rotating the stepping
次に、パルス駆動回路6から、逆極性の駆動パルスをコイル209の端子OUT1、OUT2に供給して(駆動とは逆極性となるように、第1端子OUT1側を負極、第2端子OUT2側を正極)、図4の反矢印方向に電流を流すと、ステータ201には反破線矢印方向に磁束が発生する。
その後、前述と同様に、非磁性領域である幅狭部210、211が形成されていることから、容易に漏洩磁束を確保でき、ステータ201に生じた磁極とロータ202の磁極との相互作用によって、ロータ202は前記と同一方向(正方向)に180度回転し、磁極軸が角度θ0位置で安定的に停止(静止)する。
Next, the pulse drive circuit 6 supplies drive pulses of opposite polarity to the terminals OUT1 and OUT2 of the coil 209 (the first terminal OUT1 side is the negative electrode and the second terminal OUT2 side so as to have the opposite polarity to the drive). When a current is passed in the direction of the counter-arrow in FIG. 4, magnetic flux is generated in the
After that, since the
以後、このように、コイル209に対して極性の異なる信号(交番信号)を供給することによって、前記動作が繰り返し行われて、ロータ202を180度ずつ矢印方向に連続的に回転させることができる。
After that, by supplying signals having different polarities (alternating signals) to the
このように、ロータ用貫通孔203の周囲に形成されている磁路Rの一部に非磁性領域である幅狭部210、211が形成されているため、当該領域で消費される磁束を大幅に低減でき、ロータ202を駆動させる漏洩磁束を効率よく確保できる。
また、従来では「幅狭部」とされていた箇所に、非磁性領域である幅狭部210、211を形成して低透磁率化することにより、ロータ202自体から発せられる磁束についても当該領域での消費が抑制される。その結果、磁気ポテンシャルの損失を防止することができ、ロータ202を磁気的に停止(静止)・保持させるための保持力を高めることができる。
As described above, since the
Further, by forming the
また、従来では「幅狭部」とされていた箇所にOUT1側(負極)の磁束で飽和させて回転させた後、OUT2側(正極)で回転させるにはOUT1側(負極)の際に生じた残留磁束を打ち消す必要があった。しかしながら、本実施形態によれば、当該領域での残留磁束が大幅に低減されているため、残留磁束打ち消しに要する時間が不要となり、回転を収束させるまでの時間を短縮できる。このため、本実施形態によれば、高速運針を行う際の動作安定性を維持することができ、駆動周波数を上げることができる。 Further, after the portion that was conventionally regarded as the "narrow portion" is saturated with the magnetic flux on the OUT1 side (negative electrode) and rotated, it occurs on the OUT1 side (negative electrode) to rotate on the OUT2 side (positive electrode). It was necessary to cancel the residual magnetic flux. However, according to the present embodiment, since the residual magnetic flux in the region is significantly reduced, the time required for canceling the residual magnetic flux is not required, and the time until the rotation is converged can be shortened. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to maintain operational stability when performing high-speed hand movement, and it is possible to increase the drive frequency.
図5は非磁性領域を有する幅狭部210、211の一例構造を示す部分断面図である。ステータ201を構成する磁性板材201Aの一方の表面201a側(図5では上面側;一例として輪列面)から磁性板材201Aの厚さ方向に沿って他方の表面201b側(図5では下面側:一例として地板面)に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなる溝部201Dが形成されている。図5に示す例において溝部201Dは横断面V字型に形成されている。輪列面と地板面は磁性板材201Aに厚さ方向反対側に位置するように形成されている。
また、溝部201Dには、磁性板材201を構成する材料と異なる材料であって、非磁性材料、低透磁率材料あるいは樹脂などの絶縁体により形成される異物層206が形成されている。異物層206は溝部201Dのほぼ全部を埋めるように溝部201Dの内部に充填され、溝部201Dの内部に固着されている。溝部201Dの底部201fは磁性板材201Aの他方の表面201bには到達されていない。このため、磁性板材201Aの他方の表面201bと溝部201Dの底部201f(あるいは異物層206の底部206a)との間に磁性板材201Aを構成する高透磁率材料により形成される磁気結合部201Gが形成されている。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing an example structure of
Further, the
溝部201Dの深さは磁性板材201Aの板厚の30%〜99%程度が望ましい。溝部201Dの深さが30%より浅い場合、溝部201Dを設けて非磁性領域を設ける効果が得難くなり、99%より深い場合、実質的に溝部201Dが磁性板材201Aを貫通した場合と同様になり、溝部201Dの両側に位置する高透磁率材料どうしの磁気的な結合が不十分となる。また底面部に変形部を有することになるため、組立性が悪くなってしまう。
The depth of the
図6は、第2実施形態のステータ200を示すもので、このステータ200は磁性板材201Aに設けた溝部201Eの内部に設けた溶融凝固部により形成される異物層(非磁性溶融部)207を有している。
図6に示す異物層207は、以下に説明する製造方法により、磁性板材201Aの表面201a側に形成した凹部内のクロムペーストにレーザーを照射し、クロムペーストを溶融させ、クロムを磁性板材201A側に拡散溶融させ、溶融部分を凝固させることで形成したものである。
この異物層207の底部207aは下窄まり形状を有するが、底部207aは他方の表面201bには到達されていない。このため、図6において底部207aの下方側には磁性板材201Aを構成する高透磁率材料により形成される磁気結合部201Gが形成されている。
FIG. 6 shows the
In the
The bottom 207a of the
<非磁性溶融部を有するステータの製造方法>
以下に、第2実施形態のステータ200の製造方法の一例に関し、図7を用いて説明する。図7は、第2実施形態に係るステータ200の製造方法の一例を示す工程図である。
<Manufacturing method of stator having non-magnetic molten part>
Hereinafter, an example of the method for manufacturing the
(第1製造工程 1stプレス(ガイド穴作成))
第1製造工程では、プレス加工装置302を備えた製造システム300を使用する。図7において、符号301は、プレス前のフープ材310が巻き取られている加工前の巻回体を示す。符号303は、プレス後のフープ材が巻き取られている加工後の巻回体を示す。符号310は、プレス後のフープ材を示す。なお、図7において、フープ材310の長手方向をx軸方向とし、短手方向をy軸方向とする。また、フープ材310の短手方向の幅は、例えば16.5mmである。
(1st manufacturing process 1st press (creating guide holes))
In the first manufacturing process, a
プレス加工装置302は、フープ材の状態の磁性板材(38パーマロイなどの板材)に対して、幅方向両端部に位置決め用のガイド穴312、313を所定間隔で間欠的に複数連続形成する。また、プレス加工装置302には、y軸方向の所望位置に、x軸方向に沿って連続的に打ち抜きと同時あるいは打ち抜きとは別個に磁性板材に対しV字溝(溝部)305をプレス形成する機能が付加されている。なお、y軸方向の所望位置とは、図3に示したステータ201における非磁性領域である幅狭部210、211を作成する領域である。なお、ペースト塗布装置322は、ガイド穴の位置を基準とした所望位置にV字溝305をライン状あるいは間欠ライン状に形成する。製造システム300は、プレス後のフープ材を巻き取り、巻回体303を得る。
The
(第2製造工程 非磁性領域作成)
第2製造工程では、製造システム300が、クロム(Cr)をペースト塗布するペースト塗布装置322、乾燥装置323、レーザー照射装置324、および洗浄装置325を備えている。また、符号321は、第1製造工程でプレス後のフープ材が巻き取られた巻回体を示す。符号326は、非磁性領域が作成された後のフープ材310が巻き取られた巻回体を示す。
(2nd manufacturing process non-magnetic region creation)
In the second manufacturing step, the
ペースト塗布装置322は、フープ材に対して、y軸方向の所望位置に、x軸方向に沿って連続的にクロムをペースト塗布する(塗布工程)。ペースト塗布装置322は、例えば、クロムをバインダーや溶剤と混ぜてペースト化し、それをディスペンスする。すなわち、ペースト塗布装置322は、ディスペンザーである。なお、y軸方向の所望位置とは、図3に示したステータ201における非磁性領域である幅狭部210、211を作成する領域である。従って、ペースト塗布装置322は、先に形成したV字溝305に沿ってクロムペーストを塗布する。
なお、ペースト塗布装置322は、ガイド穴の位置を基準とした所望位置にクロムペーストをライン状あるいは間欠ライン状にペースト塗布する。なお、クロムペーストの塗布厚は、一例として150〜200μmである。乾燥装置323は、塗布されたクロムペーストを乾燥させる。この乾燥処理によりクロムペースト中の溶剤が揮発しクロムペースト層の定着がなされる。V字溝305にクロムペースト331を塗布した状態の一例を図9に示す。
The
The
次に、レーザー照射装置324は、クロムペースト331を塗布した領域にレーザーを照射する(レーザー加工工程)。なお、レーザーは、放電深度が深いファイバーレーザーが好ましい。これにより、塗布したクロムペースト331中のクロムが充分に母材(パーマロイ母材)側に溶け込む。そして、塗布したクロムと、パーマロイ母材との間で拡散溶融が生じ、パーマロイ母材内部にクロム重量比が15%以上となる領域が形成される。クロム重量比が15%以上となる領域は、磁性板材を構成する高透磁率材料を低透磁率化する場合の目安であり、この領域が実質的な非磁性領域となる。
レーザー照射によって、クロムペースト331の塗布領域は、パーマロイ材及びクロムの融点以上、1900℃以上に加熱される。レーザーの入射側の口径は、0.3〜0.5mm程度である。また、レーザー照射装置324が、x軸方向に例えば25μm程度の間隔でレーザーを照射することが好ましい。これにより、レーザー照射によりパーマロイ母材(フープ材)に負荷される熱を低減できる。
Next, the
By laser irradiation, the coated area of the
クロムペースト331を塗布した領域にレーザーを照射し、クロムペースト331を溶融させてクロムを磁性板材201A側に拡散溶融させ、溶融部分を凝固させることで図6に示す断面形状の異物層(非磁性溶融部)207が形成される。異物層207の断面は一例として図6に示す下窄まり形状をなす。なお、レーザー照射によってクロムはフープ材の板厚方向に溶融しながら拡散し、凝固するので、最初に形成したV字溝305の形状は保持されずV字溝305より大きな異物層207が生成する。図6にレーザー照射以前のV字溝305の輪郭を鎖線で描いておく。
この異物層207の底部207aは下窄まり形状を有するが、底部207aは磁性板材201Aの他方の表面201bには到達されていない。このため、図6において底部207aの下方側には磁性板材201Aを構成する高透磁率材料により形成される磁気結合部201Gが形成される。
A laser is irradiated to the area coated with the
The
洗浄装置325は、溶剤を用いて洗浄することで、塗布したクロムペーストのうち、不要な箇所を除去する。符号310Aは、レーザー照射、洗浄後のフープ材を示す平面図である。フープ材310Aにおいて、符号331は、非磁性領域を示している。非磁性領域のy軸方向の幅は、約0.3〜0.5mmである。このように、第2製造工程によって、フープ材に対してx軸方向に連続した直線状の非磁性領域が、y軸方向の所定位置に形成される。また、フープ材310Aの洗浄にかかる時間は、一例として5分間である。
洗浄後、製造システム300は、非磁性領域形成後のフープ材310Aを巻き取り、巻回体326とする。
The
After cleaning, the
(第3製造工程 2ndプレス(仕上げ))
第3製造工程では、製造システム300が、プレス打抜装置342を備えている。また、符号341は、先の第2製造工程後のフープ材310Aが巻き取られた巻回体を示す。符号343は、第3製造工程を経たプレス後のフープ材が巻き取られた巻回体を示す。
(Third manufacturing process 2nd press (finishing))
In the third manufacturing process, the
以上により、図6に示すように、磁性板材201Aの一方の表面201a側から他方の表面201b側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなる異物層207を形成できる。
As described above, as shown in FIG. 6, the
以上説明のステータ201は、先に説明した通り、ステッピングモータ7をアナログ電子時計に用いる場合、図2に示すようにステータ201と磁心208は、ネジ220によってムーブメント82の地板51に固着され、互いに接合される。
As described above, when the stepping
プレス打抜装置342は、フープ材310Aのガイド穴312、313の位置を基準とし、図8に示すように例えばクロム重量比15%以上となった箇所(溶融拡散領域)をステータ201の幅狭部210、211となるように、プレス打ち抜きを行う。
図8は、本実施形態に係るステータ201のプレス打ち抜き前のフープ材310Aを示す平面図である。なお、図7に示すステータ201’は、第4製造工程による磁性焼鈍前のステータである。図8において、符号201’’は、ステータ201’のプレス打ち抜きを行う位置を示している。なお、プレス打ち抜きは、非磁性領域の一部を打ち抜き、ステッピングモータ7用のロータ202を囲む形状に加工する。すなわち、第3製造工程によって、ロータ用貫通孔203も同時に形成することができる。
これにより、幅狭部と、それ以外の箇所とで、クロム重量比が異なるステータ201’の外形が完成する。
The
FIG. 8 is a plan view showing the
As a result, the outer shape of the stator 201'in which the chrome weight ratio differs between the narrow portion and the other portion is completed.
(第4製造工程 磁性焼鈍)
第4製造工程では、製造システム300が、焼鈍炉351を備えている。
焼鈍炉351は、ステータ201’に対して高温アニール(焼鈍)処理を行う。これにより、第3製造工程のプレス加工による残留応力の除去・緩和を行う。
(4th manufacturing process magnetic annealing)
In the fourth manufacturing process, the
The
製造システム300は、上記の第1製造工程から第4製造工程によって、図6に示したステータ200を製造する。
以上の製造工程で製造したステータ200によれば、非磁性領域の形成時にレーザーの照射による熱変形を低減することができる。
The
According to the
ここまで、異物層207を有する図6に示すステータ200の製造方法について説明したが、異物層206を有する図5に示すステータ201を図7に示す装置の一部を用いて製造することができる。
第1製造工程において、V字溝305を作成するまでは、先に説明した第1製造工程と同様の固定を施す。ステータ201を製造する場合、第2製造工程においてクロムペーストの塗布は行わず、塗布装置の代わりに樹脂塗布装置を設ける。この樹脂塗布装置を用いて異物層206を樹脂で構成する場合は第2製造工程において接着剤、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂などの樹脂材をV字溝305に充填する。接着力の弱い樹脂を充填する場合は、接着層を塗布後、樹脂層を充填することが好ましい。
熱硬化性樹脂を塗布した場合は別途設けた加熱装置により所定の温度に加熱して熱硬化性樹脂を硬化させる。紫外線硬化樹脂を用いた場合は別途設けた紫外線照射装置により紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂を硬化させる。接着剤を塗布した場合は、接着剤の硬化条件にて接着剤を硬化させ、それぞれの樹脂により形成される異物層206を形成する。
異物層206として、非磁性材料を充填する場合は、必要な非磁性材料を充填し、接着、加圧、加熱圧着、拡散接合などの接合方法を実施し、V字溝305内に異物層206を形成すれば良い。
Up to this point, the method of manufacturing the
In the first manufacturing process, the same fixing as in the first manufacturing process described above is performed until the V-shaped
When the thermosetting resin is applied, it is heated to a predetermined temperature by a separately provided heating device to cure the thermosetting resin. When an ultraviolet curable resin is used, the ultraviolet curable resin is cured by irradiating the ultraviolet with an ultraviolet irradiation device provided separately. When the adhesive is applied, the adhesive is cured under the curing conditions of the adhesive to form a
When a non-magnetic material is filled as the
以上説明のように製造されたステータ200あるいはステータ201は、図2を基に先に説明したようにステッピングモータ7に組み込まれ、図1に示すように時計1のムーブメント82に組み込まれる。
本実施形態では、異物層206、207を設けた領域がそれらに隣接する磁気結合部201Gで連続一体化されているので、異物層206、207を設けた部分に機械的に弱い部分を有していない。よって、異物層206、207を設けた領域に強度的に弱い部分を有しないステータ200、201を提供できる。
また、異物層206、207の底部側に磁気結合部201Gを有するので磁気結合部201Gの存在により磁気的に安定したステータ200、201を提供できる。また、磁性板材201Aの一方の表面201a側から厚さ方向に沿って他方の表面201b側に向かうにつれて断面積が小さくなる異物層206、207を有する構造であれば、非磁性溶融部206、207の底部側の窄まった部分において磁気的な近接効果が生じ、磁気的安定性を高めたステータ200、201を提供できる。
The
In the present embodiment, since the regions provided with the foreign matter layers 206 and 207 are continuously integrated by the
Further, since the
図10は、特許文献1などに記載されているように、ステータを構成する磁性板材201Aを厚さ方向に完全に分断する分断部を形成し、その分断部を非磁性材により形成される線材401で接合して得た従来構造のステータ400を示す。
この従来構造のステータ400に対し、ロータを組み込んだ場合、線材401の幅(分断部の幅)Wとロータ磁石から得られる磁束φRは図10に示すように、線材401の幅に応じ、幅Wが大きくなるほど、磁気回路外に漏洩してしまうため、磁気効率が低下する傾向となる。
As described in Patent Document 1 and the like, FIG. 10 shows a wire rod in which a divided portion that completely divides the
When a rotor is incorporated into the
図11は、下窄まり状の溝部201Dに異物層206を備えたステータ201に対し、ロータを組み込んだ場合、溝部201Dの幅Wとロータ磁石から得られるφRの関係を示す。図11に示すように、溝部201Dの幅Wに応じ、幅Wが大きくなるほど、φRは一定値に近づく関係となる。
これは、磁気的に完全に分断された分断部を有するステータ400では、非磁性長さが広いほど、磁気抵抗が高くなり、その箇所における磁束漏れが生じ易くなり、ロータ磁石からの磁束φRが得られ難くなるためである。これに対し、図11に示す構造であれば、磁気結合部201Gを有するので溝部201Dの周辺領域で磁気的に分断されておらず、磁気抵抗は低いままである。このため、図11に示す構造は非磁性長さによらずにロータ磁石からの磁束φRが得られやすい構造となる。
FIG. 11 shows the relationship between the width W of the
This is because, in the
「ステータの第3実施形態〜第6実施形態」
なお、第1実施形態と第2実施形態に係るステータ200、201において形成した溝部201Dと溝部305はいずれも単純な断面V字型の溝部であったが、本発明で用いる溝部はこれらの形状に制約されない。
図12は磁性板材201Aに溝部201Kを形成した第3実施形態に係るステータ402を示すもので、溝部201Kは一定の傾斜率で傾斜する左右2つの内側面201m、201mとそれらの底部側に形成された底面201nにより形成される。図12に示すように溝部201Kの底面201nは磁性板材201Aの他方の表面201bに対し平行かつ平坦な面であっても良い。溝部201Kの内部に異物層406が充填されている。
図12において底面201nの下方側には磁性板材201Aを構成する高透磁率材料により形成される磁気結合部201Hが形成されている。
"Third to sixth embodiment of the stator"
The
FIG. 12 shows the
In FIG. 12, a
図13は磁性板材201Aに溝部201Lを形成した第4実施形態に係るステータ403を示すもので、溝部201Lは一定の傾斜率で傾斜する左右2つの内側面201m、201mとそれらの底部側に形成された凹曲面状の底面201pにより形成される。図13に示すように溝部201Lの底面201pは凹曲面状であっても良い。溝部201Lの内部に異物層407が充填されている。
図13において底面201pの下方側には磁性板材201Aを構成する高透磁率材料により形成される磁気結合部201Hが形成されている。
FIG. 13 shows the
In FIG. 13, a
図14は磁性板材201Aに溝部201Qを形成した第5実施形態に係るステータ404を示すもので、溝部201Qは磁性板材201Aの一方の表面201aに対し直交する向きの左右2つの内側面201r、201rとそれらの底部側に形成された凹曲面状の底面201sにより形成される。図14に示すように溝部201Qの内側面201rは傾斜していなくても良く、底面201sは凹曲面状であっても良い。溝部201Qの内部に異物層408が充填されている。
図14において底面201sの下方側には磁性板材201Aを構成する高透磁率材料により形成される磁気結合部201Hが形成されている。
FIG. 14 shows the
In FIG. 14, a
図15は磁性板材201Aに溝部201Tを形成した第6実施形態に係るステータ405を示すもので、この溝部201Tは磁性板材201Aの一方の表面201aに対し直交する向きの左右2つの内側面201r、201rとそれらの底部側に形成された断面V字状の底面201uにより形成される。図15に示すように溝部201Tの内側面201rは傾斜していなくても良く、底面201uは先の尖鋭な面であっても良い。溝部201Tの内部に異物層409が充填されている。
図15において底面201uの下方側には磁性板材201Aを構成する高透磁率材料により形成される磁気結合部201Hが形成されている。
FIG. 15 shows the
In FIG. 15, a
図12〜図15に示すいずれの溝部形状と異物層の形状であっても、磁性結合部201Hを有するので、図11を基に先に説明した構造と同等の作用効果を奏する。
図12〜図15に示すように、溝部形状は種々の形状を採用できる、いずれにしても磁性結合部201Hを有すること、溝部が下窄まり状であれば、下方に向いて徐々に異物層が小さくなることで、下方に行くにつれて磁気結合の場合の近接効果が生じ、漏洩磁束を効率良く確保できるステータを提供できる。
Regardless of the shape of the groove and the shape of the foreign matter layer shown in FIGS. 12 to 15, since the
As shown in FIGS. 12 to 15, various shapes can be adopted for the groove portion. In any case, if the groove portion has a
図16は、磁性板材201Aに溝部201Wを形成した第7実施形態に係るステータ410を示すもので、溝部201Wは磁性板材201Aの一方の表面201aから他方の表面201bに達するように一定幅のギャップ部Gをあけるように形成されている。
また、ギャップ部Gの両側に位置する磁性板材201Aの他方の表面201bどうしを接続するように磁性板材201Aの他方の表面201bにNiメッキにより形成される金属めっき部410が形成されている。この金属めっき部411においてギャップ部Gに隣接する部分が磁気結合部を構成する。金属めっき部411においてギャップ部Gに隣接する部分が磁気結合部411Hを構成するため、金属めっき部は透磁率の高い金属材料であって、めっきにより形成可能な金属材料により形成されることが好ましい。
FIG. 16 shows the
Further, a
金属めっき部411は磁性板材201Aにおける他方の表面201b全体を覆っていても良いが、ギャップ部Gに隣接する位置を主体に覆っていれば良い。
また、ギャップス層Gの内部に特に何も充填しない場合、ギャップ層Gの内部に空気が存在するので、この空気層が充填層を構成する。なお、ギャップ部Gを埋めるように図示略の異物層を設けてもよい。また、ギャップ部Gに図16に示す上部側が広く、下部側が狭いテーパーが形成されていても良い。
The
Further, when nothing is filled inside the gap layer G, air exists inside the gap layer G, and this air layer constitutes the filling layer. A foreign matter layer (not shown) may be provided so as to fill the gap portion G. Further, the gap portion G may be formed with a taper in which the upper side shown in FIG. 16 is wide and the lower side is narrow.
図16に示す構造であっても、磁路の一部に異物層を設けることにより、当該領域で消費される磁束を大幅に低減でき、ロータ駆動のための漏洩磁束を効率よく確保できるステータ410を提供できる。
また、磁気ポテンシャルの損失を防止することができ、ロータを磁気的に停止(静止)・保持させるための保持力を高めることができるステータ410を提供できる。
更に、溝部内に異物層を固着した構造を採用する場合は、板厚の減少分を異物層が補強して補うので、機械強度の低下しないステータを提供できる。
前記金属めっき部411は、透磁率の高い材料であれば何れの材料から形成されていても良い。例えば、Ni以外の材料により形成されるめっき、透磁率の高い材料のペースト、薄板、薄い磁性シートにより形成される構成の何れであっても良い。
また、図2〜図4を基に説明した例では、ステッピングモータ7が1コイルモータであり、これに合わせたステータ201を適用する例について説明したが、ステッピングモータは1コイルモータに限られない。例えば、ステッピングモータは、2コイルモータであってもよい。
Even with the structure shown in FIG. 16, by providing a foreign matter layer in a part of the magnetic path, the magnetic flux consumed in the region can be significantly reduced, and the leakage magnetic flux for driving the rotor can be efficiently secured. Can be provided.
Further, it is possible to provide the
Further, when a structure in which the foreign matter layer is fixed in the groove is adopted, the foreign matter layer reinforces and compensates for the decrease in the plate thickness, so that it is possible to provide a stator in which the mechanical strength does not decrease.
The metal-plated
Further, in the example described with reference to FIGS. 2 to 4, the stepping
1…時計、7…ステッピングモータ、11…輪列、51…地板、82…ムーブメント、201…ステータ、201A…磁性板材、201a…表面、201b…表面、201D、201E、201K、201L、201Q、201T…溝部、202…ロータ、203…ロータ用貫通孔、204…切り欠き部、205…切り欠き部、206、207、406、407、408、409…異物層、201G、201H…磁気結合部、207…溶融凝固部(異物層、非磁性溶融部)、208…磁心、209…コイル、210、211…幅狭部、305…V字溝(溝部)、311…クロムペースト塗布領域、324…レーザー照射装置、340…プレス装置(押圧機器)、R…磁路。 1 ... Clock, 7 ... Stepping motor, 11 ... Wheel train, 51 ... Main plate, 82 ... Movement, 201 ... Stator, 201A ... Magnetic plate material, 201a ... Surface, 201b ... Surface, 201D, 201E, 201K, 201L, 201Q, 201T ... Groove, 202 ... Rotor, 203 ... Rotor through hole, 204 ... Notch, 205 ... Notch, 206, 207, 406, 407, 408, 409 ... Foreign matter layer, 201G, 201H ... Magnetic coupling, 207 ... Melt solidification part (foreign matter layer, non-magnetic melt part), 208 ... Magnetic core, 209 ... Coil, 210, 211 ... Narrow part, 305 ... V-shaped groove (groove part), 311 ... Chrome paste coating area, 324 ... Laser irradiation Device, 340 ... Press device (pressing device), R ... Magnetic path.
Claims (12)
前記貫通孔の周囲に設けられ、コイルによる励磁により前記貫通孔の周囲に磁極を発生させる非磁性領域を備え、
前記非磁性領域が前記磁性板材の一方の表面側から厚さ方向に沿って他方の表面側に向かうにつれて断面積が小さくされた溝部と、該溝部内に固着され、前記磁性板材の透磁率よりも低い透磁率を有する異物層を有するステータ。 A magnetic plate material for a stator in which a through hole for a rotor is formed and a magnetic path is formed around the through hole for a rotor,
A non-magnetic region provided around the through hole and generating a magnetic pole around the through hole by excitation by a coil is provided.
The non-magnetic region is fixed in the groove portion whose cross-sectional area is reduced from one surface side of the magnetic plate material toward the other surface side along the thickness direction, and the magnetic permeability of the magnetic plate material is increased. Stator with a foreign matter layer that also has low magnetic permeability.
前記貫通孔の周囲に設けられ、コイルによる励磁により前記貫通孔の周囲に磁極を発生させる非磁性領域を備え、
前記非磁性領域が、前記磁性板材における磁路の一部を分断したギャップ部と、該ギャップ部の両側に位置する前記磁性板材の端部どうしを接続した金属めっき部を有するステータ。 A magnetic plate material for a stator in which a through hole for a rotor is formed and a magnetic path is formed around the through hole for a rotor,
A non-magnetic region provided around the through hole and generating a magnetic pole around the through hole by excitation by a coil is provided.
A stator in which the non-magnetic region has a gap portion that divides a part of a magnetic path in the magnetic plate material and a metal-plated portion that connects the ends of the magnetic plate material located on both sides of the gap portion.
前記磁性板材の磁路の一部に該磁路を分断するギャップ部を形成し、
前記ギャップ部を挟む前記磁性板材の端部どうしを磁気的に結合する磁気結合部を形成する、ステータの製造方法。 The method for manufacturing a stator according to claim 10.
A gap portion that divides the magnetic path is formed in a part of the magnetic path of the magnetic plate material.
A method for manufacturing a stator, which forms a magnetic coupling portion that magnetically couples the ends of the magnetic plate material that sandwich the gap portion.
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