JP2023092757A

JP2023092757A - Stator, stepping motor, movement, and watch

Info

Publication number: JP2023092757A
Application number: JP2021207955A
Authority: JP
Inventors: 幹重須笠; Motoshige Sugasa; 幸子 ▲徳▼田; Sachiko Tokuda; 伸治木下; Shinji Kinoshita
Original assignee: Seiko Group Corp
Current assignee: Seiko Group Corp
Priority date: 2021-12-22
Filing date: 2021-12-22
Publication date: 2023-07-04

Abstract

To provide a stator, a stepping motor, a watch movement, and a watch.SOLUTION: The stator is formed from a base material formed by a soft magnetic alloy, is provided with a through-hole for a rotor, and is provided with a magnetic path on surroundings of the through-hole for the rotor. The stator has a diffusion area including, on a part of the magnetic path, a microcrystalline area whose permeability is lower than that of the soft magnetic alloy that constitutes the magnetic path. A non-magnetization ratio of the magnetic path on the part provided with the diffusion area is 90% or less.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、ステータ、ステッピングモータ、ムーブメントおよび時計に関する。 The present invention relates to stators, stepping motors, movements and timepieces.

従来から、モータ駆動装置により時針や分針等の表示針を回転駆動するアナログ電子時計が利用されている。モータ駆動装置は、表示針を回転駆動するステッピングモータ及び該ステッピングモータを回転駆動するための駆動手段を有している。
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、ステータに当接する磁心と、磁心に巻回されたコイルとを有している。 2. Description of the Related Art Conventionally, analog electronic timepieces in which display hands such as an hour hand and a minute hand are rotationally driven by a motor drive device have been used. The motor driving device has a stepping motor for rotationally driving the display hands and a driving means for rotationally driving the stepping motor.
A stepping motor includes a stator having a rotor through-hole and a positioning portion (inner notch) for determining a stop position of the rotor, a rotor rotatably arranged in the rotor through-hole, a magnetic core abutting on the stator, and a magnetic core. and a coil wound on the

駆動回路からコイルに極性の異なる駆動パルスを交互に供給することにより、ステータに極性の異なる漏洩磁束を交互に発生できる。そして、この交互磁束によりよりロータを１８０度ずつ所定の一方向（正方向）に回転させると共に、位置決め部に対応する位置にロータを停止することができる。 By alternately supplying drive pulses of different polarities from the drive circuit to the coils, leakage magnetic fluxes of different polarities can be alternately generated in the stator. By this alternating magnetic flux, the rotor can be rotated in one predetermined direction (positive direction) by 180 degrees, and the rotor can be stopped at a position corresponding to the positioning portion.

一般的に、ロータを駆動させる漏洩磁束を得やすくするため、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有することで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。
ロータを駆動させる漏洩磁束を得やすくするための技術として、まずステータを、磁路の断面積が最小となるロータ用貫通孔周り２か所（１８０度間隔）で切断することで２分割する。次に、当該切断箇所に、低透磁率材料または非磁性材料よりなるスリット材を挿入した上で溶接し、接合することで、幅狭部の透磁率を低減させた、いわゆる二体型のステータが知られている（特許文献１参照）。 In general, in order to easily obtain the leakage magnetic flux that drives the rotor, two narrowed portions (at 180 degree intervals) around the through hole for the rotor are provided to facilitate the saturation of the magnetic flux. A body-shaped stator is used.
As a technique for making it easier to obtain the leakage magnetic flux that drives the rotor, first, the stator is divided into two parts by cutting at two locations (180 degree intervals) around the through hole for the rotor where the cross-sectional area of the magnetic path is the smallest. Next, a slit material made of a low magnetic permeability material or a non-magnetic material is inserted into the cut portion and then welded and joined to reduce the magnetic permeability of the narrow portion, so-called two-piece stator. known (see Patent Document 1).

特公平５－５６１０９号公報Japanese Patent Publication No. 5-56109

しかしながら、従来技術では、以下のような点で課題が残されている。
上述のロータ用貫通孔周りの２か所に幅狭部を形成した一体型のステータの場合、ロータの駆動原理として、まず幅狭部を磁束飽和させてステータを磁気的に分割し、２つの磁極片とした後に、ロータへ漏洩磁束が流れロータが回転する。つまり、電流供給時のコイルから発せられる磁束が幅狭部で消費されてしまう（幅狭部の磁束飽和のために電力が消費されてしまう）ため、幅狭部への磁束損失が生じる問題があった。 However, the prior art still has the following problems.
In the case of the above-described integrated stator in which the narrow width portions are formed at two locations around the rotor through-hole, the principle of driving the rotor is that the narrow width portions are magnetically saturated and the stator is magnetically divided into two. After forming the magnetic pole pieces, leakage magnetic flux flows to the rotor and the rotor rotates. In other words, the magnetic flux emitted from the coil when current is supplied is consumed in the narrow width portion (power is consumed due to magnetic flux saturation in the narrow width portion), so there is a problem of magnetic flux loss in the narrow width portion. there were.

幅狭部を設けた場合、ロータ自体からの磁束についても幅狭部で消費されることとなる。このため、磁気ポテンシャルのピークが得られにくくなり、ロータを磁気的に停止し、保持するための保持力が低下してしまう。その結果、ロータを位置決め部に対応する位置に停止させる動作が不安定となり、さらには、ロータが１８０度を超えて回転（脱調）してしまうおそれもある。
このような幅狭部を設けたステータにおいて、幅狭部での磁束損失を低減するために、本発明者らは、特開２０２１－１４５４７４号公報に記載されている構造を提案している。この構造では、幅狭部の一部に元素拡散により微細結晶領域となる拡散領域を形成し、ステータ母材の板厚方向に沿った前記拡散領域の深さを規定している。この構造により、ステッピングモータとしての最小駆動電力の低減化を狙っている。 When the narrow width portion is provided, the magnetic flux from the rotor itself is also consumed in the narrow width portion. For this reason, it becomes difficult to obtain a magnetic potential peak, and the holding force for magnetically stopping and holding the rotor decreases. As a result, the operation of stopping the rotor at the position corresponding to the positioning portion becomes unstable, and there is a possibility that the rotor may rotate beyond 180 degrees (step out).
In order to reduce the magnetic flux loss in the narrow portion of the stator provided with such a narrow portion, the present inventors have proposed a structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-145474. In this structure, a diffusion region that becomes a fine crystal region is formed by element diffusion in a part of the narrow width portion, and the depth of the diffusion region along the plate thickness direction of the stator base material is defined. This structure aims to reduce the minimum drive power required for a stepping motor.

ところで、腕時計の時刻修正等において、反時計方向に針を動作させる場合がある。
例えば、海外に渡航した場合に時差を生じるが、海外の現地時刻に針位置を修正するには、針を逆転させて時刻表示を修正する必要がある。 By the way, there are cases in which the hands are moved counterclockwise when correcting the time of a wristwatch.
For example, when traveling abroad, a time difference occurs, and in order to correct the position of the hands to the local time overseas, it is necessary to reverse the hands to correct the time display.

図８は、針の逆転動作を行うために、時計の駆動回路から逆転パルスを与える場合、一定範囲の電圧と一定範囲の動作周波数において正常に運針したか、否かを測定した結果を示す。図８は、周波数を～３００Ｈｚまでの範囲で種々の値に変更するとともに、動作電圧を～３．２Ｖまでの範囲で変更し、各周波数と各動作電圧の場合の測定結果をマトリックス状に表示したグラフである。図８において、正常に逆転運針した場合は１を表示し、否の場合は０を表示している。なお、通常の逆転運針可能な時計は数分の一程度の逆転パルスを付与するため、図８に示す結果に用いた測定条件は過酷な条件であり、この測定は加速試験に相当する。 FIG. 8 shows the result of measuring whether or not the hands moved normally within a certain range of voltage and operating frequency when a reverse pulse was given from the drive circuit of the watch to reverse the hands. FIG. 8 changes the frequency to various values in the range up to 300 Hz and changes the operating voltage in the range up to 3.2 V, and displays the measurement results for each frequency and each operating voltage in a matrix form. is a graph. In FIG. 8, 1 is displayed when the reverse movement of the hand is normally performed, and 0 is displayed when it is not. In addition, since a normal clock capable of reverse movement gives a reverse pulse of about a fraction, the measurement conditions used for the results shown in FIG. 8 are severe conditions, and this measurement corresponds to an acceleration test.

本発明者は、上述の幅狭部に拡散領域を設ける場合、拡散領域の深さと非磁性化率の関係について研究している。非磁性化率とは、非磁性体のＢ－Ｈ曲線の面積に対する、磁性体のＢ－Ｈ曲線の面積とステータのＢ－Ｈ曲線との面積の差、の割合（％）である。
先の特開２０２１－１４５４７４号公報にも記載の通り、拡散領域の深さと非磁性化率には相関関係があり、非磁性化率が高いほど、最小駆動電力の低減率は高くなる。
そこで本発明者は、図８に示す逆転運針の条件とステータにおける上述の非磁性化率との関係について研究した。 The present inventor has studied the relationship between the depth of the diffusion region and the non-magnetization ratio when the diffusion region is provided in the narrow width portion. The non-magnetization rate is the ratio (%) of the difference between the area of the BH curve of the magnetic material and the BH curve of the stator with respect to the area of the BH curve of the non-magnetic material.
As described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2021-145474, there is a correlation between the depth of the diffusion region and the non-magnetization ratio, and the higher the non-magnetization ratio, the higher the reduction rate of the minimum drive power.
Therefore, the present inventors studied the relationship between the conditions for the reverse hand movement shown in FIG. 8 and the above-mentioned demagnetization rate of the stator.

図９は、逆転運針が正常に動作しない数を逆転ＮＧ数として、非磁性化率と逆転ＮＧ数の関係を求めた結果を示す。
本発明者らの研究によれば、非磁性化率が高いほど、最小駆動電力の低減率が高くなることを認識しているが、逆転動作において、非磁性化率がある値以上に高くなると顕著に逆転ＮＧ数が多くなることを知見した。 FIG. 9 shows the results of obtaining the relationship between the non-magnetization rate and the number of reverse rotation NG, with the number of reverse rotation NG being the number of times the reverse hand movement does not operate normally.
According to the research of the present inventors, it is recognized that the higher the demagnetization rate, the higher the reduction rate of the minimum driving power. It was found that the number of reversal NG remarkably increased.

本発明は、上述の問題に鑑み、ロータの回転駆動の安定性を向上させることが可能であるとともに、逆転動作時の安定性を向上させたステータ、ステッピングモータ、ムーブメントおよび時計の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a stator, a stepping motor, a movement, and a timepiece that are capable of improving the stability of rotational driving of a rotor and that have improved stability during reverse rotation. do.

「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、一体の軟磁性合金により形成されており、ロータ用貫通孔が設けられており、かつ前記ロータ用貫通孔の周囲に磁路が設けられたステータであって、前記磁路の一部に該磁路を構成する軟磁性合金より低透磁率の微細結晶領域からなる拡散領域を有し、前記拡散領域を設けた部分の前記磁路の非磁性化率が９０％以下であることを特徴とする。 [1] In order to solve the above problems, a stator according to one aspect of the present invention is formed of an integral soft magnetic alloy, is provided with a rotor through-hole, and is provided around the rotor through-hole A stator provided with a magnetic path, wherein a part of the magnetic path has a diffusion region made of a microcrystalline region having a lower magnetic permeability than a soft magnetic alloy forming the magnetic path, and the portion provided with the diffusion region. wherein the non-magnetization ratio of the magnetic path is 90% or less.

本形態では、磁路における非磁性化率を９０％以下とするので、逆転運針時の異常を抑制できるステータを提供できる。また、拡散領域を設け、磁路の非磁性化率を９０％以下とすることで最小駆動電力の低減化を推進することができ、品質を向上させたステータを提供できる。 In this embodiment, the non-magnetization rate in the magnetic path is set to 90% or less, so that a stator that can suppress abnormalities during reverse movement can be provided. Moreover, by providing a diffusion region and setting the non-magnetization ratio of the magnetic path to 90% or less, it is possible to promote reduction of the minimum driving power, and to provide a stator with improved quality.

「２」前記ステータにおいて、前記母材を構成する軟磁性合金の平均結晶粒径がｄであり、前記拡散領域の平均結晶粒径がｄ_１である場合、ｄ_１＜（３／７）ｄの関係を有する。 "2" In the stator, when the average crystal grain size of the soft magnetic alloy forming the base material is d and the average crystal grain size of the diffusion region is _d1 , _d1 <(3/7)d have a relationship of

本形態では、母材を構成する軟磁性合金の平均結晶粒径より小さい平均結晶粒径の拡散領域を設け、磁路の非磁性化率を９０％以下とすることで最小駆動電力の低減化を確実に推進することができ、品質を向上させたステータを提供できる。 In this embodiment, the minimum drive power is reduced by providing a diffusion region with an average crystal grain size smaller than the average crystal grain size of the soft magnetic alloy that constitutes the base material, and by setting the non-magnetic ratio of the magnetic path to 90% or less. can be reliably promoted, and a stator with improved quality can be provided.

「３」前記ステータにおいて、前記母材は、第１面および前記第１面に対向する第２面を有し、前記拡散領域は、前記母材の板厚方向に沿って前記第１面から前記第２面側に向かうにつれて、前記板厚方向に対する垂直方向の断面積が小さくされている構成を採用できる。 "3" In the stator, the base material has a first surface and a second surface facing the first surface, and the diffusion region extends from the first surface along the plate thickness direction of the base material. It is possible to employ a configuration in which the cross-sectional area in the direction perpendicular to the plate thickness direction is reduced toward the second surface side.

本形態では、板厚方向に垂直方向の断面積を第１面から第２面に向かうにつれて小さくした拡散領域を設けることで、ステータの非磁性領域からの漏洩磁束をロータに作用させてロータを駆動できる。 In this embodiment, by providing a diffusion region in which the cross-sectional area in the direction perpendicular to the plate thickness direction decreases from the first surface to the second surface, the leakage magnetic flux from the non-magnetic region of the stator acts on the rotor to rotate the rotor. can drive.

「４」前記ステータにおいて、前記軟磁性合金がＦｅ－Ｎｉ合金であり、前記拡散領域がＣｒ拡散領域である構成を採用できる。 [4] In the stator, the soft magnetic alloy may be an Fe—Ni alloy, and the diffusion region may be a Cr diffusion region.

本形態では、磁路がＦｅ－Ｎｉ合金からなることで透磁率の高い磁路を構成することができ、Ｃｒ拡散領域を利用し、容易に漏洩磁束を利用することができる。拡散領域にＣｒを含むことで、レーザー照射によるＣｒの溶融拡散を利用し、目的の拡散領域を得ることができる。 In this embodiment, since the magnetic path is made of the Fe--Ni alloy, a magnetic path with high magnetic permeability can be constructed, and the Cr diffusion region can be used to easily utilize leakage magnetic flux. By including Cr in the diffusion region, it is possible to obtain the desired diffusion region by utilizing melting and diffusion of Cr by laser irradiation.

「５」本発明の一形態に係るステッピングモータは、「１」～「４」のいずれかに記載のステータと、前記ロータ用貫通孔内に回転可能に配設されたロータと、前記ステータに設けられたコイルと、を備えた構成を採用できる。 "5" A stepping motor according to an aspect of the present invention includes a stator according to any one of "1" to "4", a rotor rotatably disposed in the rotor through-hole, and the stator and a coil provided.

本形態では、ステータの磁路における非磁性化率を９０％以下とするので、逆転運針時の異常を抑制できるステッピングモータを提供できる。 In this embodiment, the demagnetization rate in the magnetic path of the stator is set to 90% or less, so that a stepping motor can be provided that can suppress abnormalities during reverse movement.

「６」本発明の一形態に係る時計用ムーブメントでは、「５」に記載の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。 [6] In a timepiece movement according to one aspect of the present invention, a configuration including the stepping motor described in [5] and a wheel train for transmitting the power of the stepping motor can be employed.

本形態では、ステータの磁路における非磁性化率を９０％以下とするので、逆転運針時の異常を抑制できる時計用ムーブメントを提供できる。 In this embodiment, the non-magnetization rate in the magnetic path of the stator is set to 90% or less, so it is possible to provide a timepiece movement that can suppress abnormalities during reverse movement.

「７」本発明の一形態に係る時計では、「６」に記載の時計用ムーブメントを備えた構成を採用できる。 [7] A timepiece according to one aspect of the present invention can employ a configuration including the timepiece movement described in [6].

本形態では、ステータの磁路における非磁性化率を９０％以下とするので、逆転運針時の異常を抑制できる時計を提供できる。 In this embodiment, the non-magnetization rate in the magnetic path of the stator is set to 90% or less, so that it is possible to provide a timepiece capable of suppressing anomalies during reverse movement.

本形態によれば、ステータの磁路における非磁性化率を９０％以下とするので、逆転運針時の異常を抑制できるステータを提供できる。 According to this aspect, the non-magnetization rate in the magnetic path of the stator is set to 90% or less, so it is possible to provide a stator that can suppress abnormalities during reverse movement.

実施形態に係るステータを有するステッピングモータを用いた時計を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a timepiece using a stepping motor having a stator according to an embodiment; FIG. 実施形態に係るステッピングモータの概略構成例を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration example of a stepping motor according to an embodiment; FIG. 実施形態に係るステータの正面模式図である。It is a front schematic diagram of the stator which concerns on embodiment. 実施形態に係るステッピングモータの正面模式図である。1 is a schematic front view of a stepping motor according to an embodiment; FIG. 従来構造のステータのＢ－Ｈ曲線と実施形態の構造を有するステータのＢ－Ｈ曲線を示すグラフである。5 is a graph showing a BH curve of a stator having a conventional structure and a BH curve of a stator having a structure of an embodiment; 母材の板厚に対する拡散領域の深さと非磁性化率の関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the thickness of the base material, the depth of the diffusion region, and the non-magnetization ratio. ステッピングモータの最小駆動電力と、ステータの非磁性化率の関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the minimum drive power of a stepping motor and the demagnetization ratio of a stator; 一定範囲の電圧と一定範囲の動作周波数において逆転パルスを印加した場合に逆転動作が正常に運針したか否かを表した図である。FIG. 10 is a diagram showing whether or not the hands are moved normally in the reverse rotation when a reverse rotation pulse is applied with a voltage within a certain range and an operating frequency within a certain range; 逆転運針が正常に動作しない数を逆転ＮＧ数として、非磁性化率と逆転ＮＧ数の関係を示したグラフである。4 is a graph showing the relationship between the non-magnetization ratio and the number of reverse rotation NGs, where the number of reverse rotations that do not operate normally is defined as the number of reverse rotation NGs. 非磁性化率とロータ停止角の関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between demagnetization rate and rotor stop angle;

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。 An example of a timepiece, a timepiece movement, a stepping motor, and a stator according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in the drawings used for the following description, the scale of each member may be changed as appropriate in order to make the size of each member recognizable.

「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。 "Clock, movement for clock, stepping motor, first embodiment of 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 this embodiment, an analog electronic timepiece will be exemplified and explained as an example of the timepiece.
As shown in FIG. 1, the clock 1 includes a battery 2, an oscillator circuit 3, a frequency divider circuit 4, a control circuit 5, a pulse drive circuit 6, a stepping motor 7, and an analog clock section 8.
The analog clock section 8 also includes a train wheel 11, an hour hand 12, a minute hand 13, a second hand 14, a calendar display section 15, a clock case 81, and a clock movement 82 (hereinafter referred to as movement 82). In this embodiment, when one of the hour hand 12, minute hand 13, second hand 14, and calendar display portion 15 is not specified, it is referred to as hands.

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。
一般に、時計１の時間基準などの装置からな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 oscillator circuit 3 , the frequency divider circuit 4 , the control circuit 5 , the pulse drive circuit 6 , the stepping motor 7 , and the train wheel 11 are components of the movement 82 . A module provided with the stepping motor 7 and the wheel train 11 can be called a mechanism module.
In general, the mechanical body of the timepiece, which includes devices such as the time base of the timepiece 1, is called a movement. The electronic type is sometimes called a module. When the watch is completed, 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 battery 2 is, for example, a lithium battery, a so-called button battery. Note that the battery 2 may be a solar battery and a storage battery that stores electric power generated by the solar battery. Battery 2 supplies power to control circuit 5 .

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 oscillator circuit 3 is a passive element that uses, for example, the piezoelectric phenomenon of crystal and is used to oscillate a predetermined frequency from its mechanical resonance. Here, the predetermined frequency is, for example, 32 [kHz].
The frequency dividing circuit 4 divides the predetermined frequency signal output from the oscillation circuit 3 into a desired frequency, and outputs the frequency-divided signal to the control circuit 5 .

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、計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 control circuit 5 measures time using the frequency-divided signal output from the frequency dividing circuit 4, and generates a driving pulse based on the result of the time measurement. Note that the control circuit 5 generates a drive pulse for forward rotation when the hands are driven in the forward direction. The control circuit 5 generates a drive pulse for reverse rotation when the hands are moved in the reverse direction. The control circuit 5 outputs the generated drive pulse to the pulse drive circuit 6 .
A pulse drive circuit 6 generates a drive pulse for each pointer according to a drive instruction output by the control circuit 5 . The pulse drive circuit 6 outputs the generated drive pulse to the stepping motor 7 .

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 motor 7 moves the hands (the hour hand 12, the minute hand 13, the second hand 14, and the calendar display portion 15) according to the drive pulse output by the pulse drive circuit 6. FIG. In the example shown in FIG. 1, for example, one stepping motor 7 is provided for each of the hour hand 12, minute hand 13, second hand 14, and calendar display section 15. FIG.

時針１２、分針１３、秒針１４、カレンダ表示部１５のそれぞれは、ステッピングモータ７からの動力が輪列１１を介し伝達されて運針される。
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部分であり、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時間で表示を変更する。 The hour hand 12, the minute hand 13, the second hand 14, and the calendar display portion 15 are each moved by power transmitted from the stepping motor 7 via the gear train 11. As shown in FIG.
The hour hand 12 rotates once every 12 hours as the pulse driving circuit 6 drives the stepping motor 7 . The minute hand 13 rotates once in 60 minutes by driving the stepping motor 7 by the pulse driving circuit 6 . The pulse drive circuit 6 drives the stepping motor 7 to rotate the second hand 14 once every 60 seconds. The calendar display section 15 is a section that displays the date, for example, and changes the display every 24 hours by driving the stepping motor 7 with the pulse drive circuit 6 .

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（母材）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が一体形成されている。 Next, a schematic configuration of the stepping motor 7 according to this embodiment will be described.
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the stepping motor 7 according to this embodiment. As shown in FIG. 2, stepping motor 7 includes stator 201 , rotor 202 , magnetic core 208 , coil 209 and screw 220 . As shown in FIG. 3, the stator 201 is composed of an elongated magnetic plate material (base material) 201A for forming an arm-shaped yoke, and mounting pieces 201B and 201C are integrally formed on both longitudinal ends of the magnetic plate material 201A. It is

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。
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。 A rotor through-hole 203 is formed in the middle of the stator 201 in the longitudinal direction, and screw holes 218a and 218b are formed in the mounting pieces 201B and 201C.
The rotor 202 is rotatably arranged in the rotor through hole 203 .
Coil 209 is wound around magnetic core 208 .
When the stepping motor 7 is used in an analog electronic timepiece, the stator 201 and the magnetic core 208 are fixed to the main plate of the movement 82 by screws 220 and magnetically joined to each other. In the present embodiment, screws are fixed for magnetic joining, but the fixing is not limited to screws as long as magnetic joining is possible.

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れる軟磁性合金の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 stator 201 will be further explained using FIG.
FIG. 3 is a schematic front view of the stator 201 according to this embodiment. In FIG. 3, the longitudinal direction of the stator 201 is the y-axis direction, and the lateral direction is the x-axis direction.
As shown in FIG. 3 , notch portions 204 and 205 are formed in the rotor through-hole 203 . Further, the stator 201 is formed with narrow portions 210 and 211 positioned at both ends of the rotor through-hole 203 in the X-axis direction.
The magnetic plate material 201A that constitutes the stator 201 is formed of a soft magnetic alloy plate material made of a high magnetic permeability material such as an Fe—Ni (iron-nickel) alloy. Also, the narrow portions 210 and 211 are non-magnetic regions. A detailed structure of the non-magnetic region will be described later.

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。 An example of each size of the stator 201 when the stepping motor 7 is used in a clock is described below. The hole diameter of the rotor through hole 203 is approximately 1.5 to 2 mm. The width of the narrowest portion of the narrow portions 210, 211 is approximately 0.1 mm to 0.2 mm. Stator 201 has a thickness of approximately 0.5 mm±0.1 mm. The longitudinal length is approximately 10 mm.

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, the outline of the stepping motor 7 according to this embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a schematic front view of the stepping motor 7 according to this embodiment.
A stepping motor 7 shown in FIG.

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。 A magnetic path R is formed around the rotor through hole 203 in the stator 201 . The rotor 202 is a two-pole rotor rotatably arranged in the rotor through-hole 203 . Magnetic core 208 is joined to stator 201 . Coil 209 is wound around magnetic core 208 .

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 narrow portions 210 and 211 are provided at portions that do not interfere with the cutout portions 204 and 205 provided in the rotor through-hole 203 to ensure a stable position of the rotor 202 . The coil 209 has a first terminal OUT1 and a second terminal OUT2.

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とされている。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-hole 203 has a circular hole shape in which a plurality of (two in the example of FIG. 4) half-moon-shaped cutouts (inner notches) 204 and 205 are integrally formed in opposing portions of the through-hole having a circular outline. It is said that These notch portions 204 and 205 are configured as positioning portions for determining the stop position or stationary stable position of the rotor 202 . For example, the notch (inner notch) 204 has the effect of stabilizing the position of the rotor by lowering its potential energy when the rotor reaches a predetermined position.

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θ_０位置）に安定して停止（静止）している。 The rotor 202 is magnetized with two poles (S pole and N pole).
When the coil 209 is not energized, the rotor 202 is at a position corresponding to the positioning portion as shown in FIG. and is stably stopped (stationary) at a position (angle θ ₀ position) perpendicular to .

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と表示できる。 Narrow width portions 210 and 211 of non-magnetic regions are formed in a part (two places in the example of FIG. 4) of the magnetic path R provided around the rotor through-hole 203 . Here, the cross-sectional width of the narrow portion of the stator 201 is defined as a cross-sectional width t, and the width in the direction along the magnetic path is defined as a gap width w. The narrow portions 210 and 211 are formed in regions defined by the cross-sectional width t and the gap width w.
In the following description, in the stator 201, the outer circumference of the narrow portion 211 is point a1, the inside of the narrow portion 211 is point b1, the vicinity of the narrow portion 211 and between the outer circumference and the inner circumference of the magnetic path R is point c. can be displayed.

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（図１参照）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 motor 7 according to this embodiment will be described with reference to FIG.
First, a drive pulse signal is supplied between the terminals OUT1 and OUT2 of the coil 209 from the pulse drive circuit 6 (see FIG. 1) (for example, the first terminal OUT1 side is the positive electrode, and the second terminal OUT2 side is the negative electrode). , a magnetic flux is generated in the stator 201 in the direction of the dashed arrow.

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θ_１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 this embodiment, narrow width portions 210 and 211, which are non-magnetic regions, are formed, and the magnetic resistance of the non-magnetic regions is increased. Therefore, it is not necessary to magnetically saturate the region corresponding to the conventional “narrow width portion”, and leakage magnetic flux can be easily ensured. rotates 180 degrees in the direction of the arrow in FIG. 4, and the magnetic pole axis stably stops (stands still) at the angle θ ₁ position.
Note that the rotation direction (counterclockwise in FIG. 4) for normal operation (hand movement operation since each embodiment of the present invention is an analog electronic timepiece) by rotationally driving the stepping motor 7 is the positive direction. and the reverse direction (clockwise direction) is defined as the reverse direction.

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, from the pulse driving circuit 6, drive pulses of opposite polarity are supplied to the terminals OUT1 and OUT2 of the coil 209 (the first terminal OUT1 side is negative and the second terminal OUT2 side is the positive electrode), and when a current is passed in the direction opposite to the arrow in FIG.
After that, as in the case described above, the narrow width portions 210 and 211, which are non-magnetic regions, are formed, so that leakage magnetic flux can be easily secured, and the interaction between the magnetic poles generated in the stator 201 and the magnetic poles of the rotor 202 , the rotor 202 rotates 180 degrees in the same direction (positive direction) as above, and the magnetic pole axis stably stops (stands still) at the angle θ0 position.

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、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。 Thereafter, by supplying signals of different polarities (alternating signals) to the coil 209 in this way, the above operation is repeated, and the rotor 202 can be continuously rotated by 180 degrees in the direction of the arrow.

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、「幅狭部」とされている箇所に、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 narrow width portions 210 and 211, which are non-magnetic regions, are formed in a part of the magnetic path R formed around the rotor through-hole 203, the magnetic flux consumed in the region can be greatly reduced. , and the leakage magnetic flux for driving the rotor 202 can be efficiently secured.
In addition, by forming narrow width portions 210 and 211, which are non-magnetic regions, in the “narrow width portions” to reduce the magnetic permeability, the magnetic flux emitted from the rotor 202 itself can also Consumption is suppressed. As a result, the loss of magnetic potential can be prevented, and the holding force for magnetically stopping (stationary) and holding the rotor 202 can be increased.

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を大幅に低減できるため、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。 In addition, after saturating the portion that was conventionally referred to as the “narrow width portion” with the magnetic flux on the OUT1 side (negative electrode) and rotating it on the OUT2 side (positive electrode), it occurs at the OUT1 side (negative electrode). It was necessary to cancel the residual magnetic flux. However, according to the present embodiment, since the residual magnetic flux in the region can be greatly reduced, the time required for canceling the residual magnetic flux is eliminated, and the time required for the rotation to converge can be shortened. Therefore, according to this embodiment, it is possible to maintain operational stability during high-speed hand movement, and to increase the drive frequency.

図３の一部に非磁性領域を有する幅狭部２１０、２１１の部分拡大断面を示す。ステータ２０１を構成する磁性板材２０１Ａの一方の表面（第１面）２０１ａ側（一例として輪列面側）から磁性板材２０１Ａの厚さ方向に沿って他方の表面（第２面）２０１ｂ側（一例として地板面側）に向かうにつれて、板厚方向に垂直な方向の断面積が徐々に小さくなる拡散領域（溶融凝固部）２０６が形成されている。
拡散領域２０６の底部２０６ａは下窄まり形状を有するが、底部２０６ａは他方の表面２０１ｂには到達されていない。このため、図３において底部２０６ａの下方側には磁性板材２０１Ａを構成する高透磁率材料によって構成される磁気結合部２０１ｃが形成されている。 FIG. 3 shows partially enlarged cross sections of narrow portions 210 and 211 having non-magnetic regions. One surface (first surface) 201a of the magnetic plate member 201A constituting the stator 201 (for example, the gear train surface side) is extended along the thickness direction of the magnetic plate member 201A to the other surface (second surface) 201b side (for example, A diffusion region (melt-solidified portion) 206 is formed in which the cross-sectional area in the direction perpendicular to the plate thickness direction gradually decreases toward the ground plate surface side).
The bottom 206a of the diffusion region 206 has a tapered shape, but the bottom 206a does not reach the other surface 201b. Therefore, in FIG. 3, a magnetic coupling portion 201c made of a high magnetic permeability material that constitutes the magnetic plate member 201A is formed on the lower side of the bottom portion 206a.

図３に示すように拡散領域２０６の上部側には磁性板材２０１Ａの表面２０１ａから若干上方に突出する露出部２０６ｃが形成されている。
拡散領域（溶融凝固部）２０６は、例えば、磁性板材２０１Ａの表面側に形成した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形成したものである。 As shown in FIG. 3, an exposed portion 206c is formed on the upper side of the diffusion region 206 and protrudes slightly upward from the surface 201a of the magnetic plate member 201A.
In the diffusion region (melting and solidifying portion) 206, for example, the chromium paste formed on the surface side of the magnetic plate member 201A is irradiated with a laser to melt the chromium paste to diffuse and melt the chromium to the magnetic plate member 201A side, and the melted portion is solidified. It was formed by letting

拡散領域２０６の概形はくさび状であり、第２面２０１ｂに近い拡散領域２０６の幅は、第１面２０１ａにおける拡散領域２０６の幅より小さい。また、磁性板材２０１Ａの板厚をｈ_１と表記でき、磁性板材２０１Ａの板厚方向に沿った拡散領域２０６の深さをｈ_２と表記できる。
磁性板材２０１ＡをＦｅ－Ｎｉ合金系の３８パーマロイ（軟磁性合金）から構成した場合、磁性板材２０１Ａを構成する軟磁性合金の平均結晶粒径は４２μｍ程度となる。
これに対し、クロムを拡散させて形成した拡散領域２０６の平均結晶粒径は、Ｃｒ拡散時の熱処理条件等を調整し、平均結晶粒を微細化できる。クロムを拡散させて拡散領域２０６を形成する場合、クロム重量比１５％以上となる拡散領域を形成できるようにクロム拡散を行うことが好ましい。 The general shape of the diffusion region 206 is wedge-shaped, and the width of the diffusion region 206 near the second surface 201b is smaller than the width of the diffusion region 206 on the first surface 201a. Also, the thickness of the magnetic plate member 201A can be expressed as _h1 , and the depth of the diffusion region 206 along the thickness direction of the magnetic plate member 201A can be expressed as _h2 .
When the magnetic plate material 201A is made of Fe—Ni alloy system 38 permalloy (soft magnetic alloy), the average crystal grain size of the soft magnetic alloy forming the magnetic plate material 201A is about 42 μm.
On the other hand, the average crystal grain size of the diffusion region 206 formed by diffusing chromium can be fined by adjusting the heat treatment conditions during Cr diffusion. When diffusing chromium to form the diffusion region 206, it is preferable to diffuse chromium so as to form a diffusion region having a chromium weight ratio of 15% or more.

ここで、拡散領域２０６の平均結晶粒を１６μｍ以下程度、即ち、約３／７以下にすると最小駆動電力の低減効果が大きく、１／４以下にすると、最小駆動電力の低減効果を得る上でより好ましい。このことは、本発明者らが先に出願した特開２０２１－１４５４７４号に記載の試験結果により判明している。
従って、拡散領域２０６の平均結晶粒径をｄと表記し、磁性板材（母材）２０１Ａを構成する軟磁性合金の平均結晶粒径をｄ_１と表記すると、ｄ_１＜（３／７）ｄの関係を有することが好ましい。また、ｄ_１＜（１／４）ｄの関係を有することがより好ましい。 Here, when the average crystal grain size of the diffusion region 206 is about 16 μm or less, that is, about 3/7 or less, the effect of reducing the minimum driving power is large, and when it is 1/4 or less, the effect of reducing the minimum driving power is obtained. more preferred. This has been found from the test results described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-145474 previously filed by the present inventors.
Therefore, if the average crystal grain size of the diffusion region 206 is denoted by d and the average crystal grain size of the soft magnetic alloy forming the magnetic plate material (base material) 201A is denoted by _d1 , then _d1 <(3/7)d It is preferable to have a relationship of Moreover, it is more preferable to have a relationship of d ₁ <(1/4)d.

なお、磁性板材２０１Ａに拡散領域２０６を形成する場合、クロムの拡散による拡散領域２０６に限定されるものではなく、周期律表においてクロム（Ｃｒ）近傍の元素である、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）の１つを配置し、配置した箇所にレーザーを照射して拡散領域（微細結晶領域）を形成しても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。 When the diffusion region 206 is formed in the magnetic plate member 201A, the diffusion region 206 is not limited to the diffusion region 206 due to the diffusion of chromium. Mn), vanadium (V), niobium (Nb), and molybdenum (Mo), and irradiating a laser to the place to form a diffusion region (fine crystal region). A similar effect can be obtained.

以上説明のステータ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、時計１が構成される。 The stator 201 described above is incorporated in the stepping motor 7 as described above with reference to FIG. 2, and incorporated in the movement 82 of the timepiece 1 as shown in FIG.

このように、本実施形態のステータ２０１は、ステータ２０１が特定の軟磁性合金から一体に形成されていて接合部がないため、従来の二体型ステータのようなスリット部を有していない。このため、本実施形態によれば、スリット部を形成する手順がないため、スリット部の形成時の機械的ストレスによる変形が発生しない。この結果、本実施形態のステータ２０１を有するステッピングモータ７によれば、ロータ２０２とステータ２０１との間の距離に誤差が発生しにくいため、静止位置ズレなどが発生し難い特徴を有する。 As described above, the stator 201 of the present embodiment does not have slits unlike the conventional two-piece stator because the stator 201 is integrally formed from a specific soft magnetic alloy and has no joints. Therefore, according to the present embodiment, since there is no procedure for forming the slit portion, deformation due to mechanical stress during formation of the slit portion does not occur. As a result, according to the stepping motor 7 having the stator 201 of the present embodiment, errors are less likely to occur in the distance between the rotor 202 and the stator 201, and therefore, stationary position deviations are less likely to occur.

＜ステータの残留磁束の説明＞
次に、ステータの残留磁束密度について説明する。
図５は、従来構造のステータのＢ－Ｈ曲線と本実施形態の構造を有するステータのＢ－Ｈ曲線を示す図である。図５において、横軸は磁界［Ａ／ｍ］であり、縦軸は磁束密度［Ｔ（テスラ）］である。
拡散領域２０６を有していない従来のステータのＢ－Ｈ曲線ｇ１１０において、残留磁束密度は、点ｇ１１１と点ｇ１１２の大きさである。 <Description of stator residual magnetic flux>
Next, the residual magnetic flux density of the stator will be explained.
FIG. 5 is a diagram showing a BH curve of a stator having a conventional structure and a BH curve of a stator having the structure of this embodiment. In FIG. 5, the horizontal axis is the magnetic field [A/m], and the vertical axis is the magnetic flux density [T (Tesla)].
In the BH curve g110 of a conventional stator without diffusion regions 206, the residual magnetic flux density is the magnitude of points g111 and g112.

本実施形態の拡散領域２０６を有しているステータ２０１のＢ－Ｈ曲線ｇ１２０において、残留磁束密度は、点ｇ１２１と点ｇ１２２の大きさである。このように、本実施形態のステータ２０１は、従来構造のステータと比較して残留磁束密度が低下している。
また、本実施形態のステータ２０１のＢ－Ｈ曲線ｇ１２０の面積は、従来のステータのＢ－Ｈ曲線ｇ１１０の面積より小さい。従って本実施形態のステータ２０１は、従来のステータよりヒステリシス損が少ない。 In the BH curve g120 of the stator 201 having the diffusion regions 206 of this embodiment, the residual magnetic flux density is the magnitude of points g121 and g122. As described above, the stator 201 of this embodiment has a lower residual magnetic flux density than the stator of the conventional structure.
Also, the area of the BH curve g120 of the stator 201 of this embodiment is smaller than the area of the BH curve g110 of the conventional stator. Therefore, the stator 201 of this embodiment has less hysteresis loss than the conventional stator.

これにより、本実施形態によれば、従来のステータと比較して、非磁性化率を向上させることができる。この結果、本実施形態によれば、後述するように、本実施形態のステータ２０１を有するステッピングモータ７の消費電力を低減することができる。これにより、本実施形態によれば、消費電力を低減することができるので、ステッピングモータ７の品質を向上させることができる。 Thus, according to this embodiment, the non-magnetization rate can be improved as compared with the conventional stator. As a result, according to this embodiment, as will be described later, the power consumption of the stepping motor 7 having the stator 201 of this embodiment can be reduced. Thus, according to this embodiment, the power consumption can be reduced, so the quality of the stepping motor 7 can be improved.

＜非磁性化率＞
次に、拡散領域２０６の深さと非磁性化率の関係について説明する。
図６は、磁性板材２０１Ａの板厚に対する拡散領域２０６の深さと非磁性化率の関係を示す図である。図６において、横軸は板厚に対する拡散領域２０６の到達深さの割合（％）であり、縦軸は非磁性化率（％）である。なお、板厚に対する拡散領域２０６の到達深さの割合とは、図３に示す磁性板材２０１Ａの板厚ｈ_１に対する拡散領域２０６の深さｈ_２の割合である。また、非磁性化率とは、非磁性体のＢ－Ｈ曲線の面積に対する、磁性体のＢ－Ｈ曲線の面積とステータのＢ－Ｈ曲線の面積との差、の割合（％）である。 <Nonmagnetization ratio>
Next, the relationship between the depth of the diffusion region 206 and the non-magnetization rate will be described.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the thickness of the magnetic plate 201A, the depth of the diffusion region 206, and the non-magnetization ratio. In FIG. 6, the horizontal axis represents the ratio (%) of the reach depth of the diffusion region 206 to the plate thickness, and the vertical axis represents the non-magnetization rate (%). The ratio of the reach depth of the diffusion region 206 to the plate thickness is the ratio of the depth _h2 of the diffusion region 206 to the plate thickness _h1 of the magnetic plate member 201A shown in FIG. The non-magnetization ratio is the ratio (%) of the difference between the area of the BH curve of the magnetic material and the area of the BH curve of the stator with respect to the area of the BH curve of the non-magnetic material. .

図６に示すように、板厚に対する拡散領域２０６の深さと非磁性化率の関係は、線形近似でき、ほぼ比例関係であり、到達深さの割合が増加すると非磁性化率も増加する。図４からは、拡散領域２０６が深い程、非磁性化率を増加させることができることを確認できる。 As shown in FIG. 6, the relationship between the thickness of the diffusion region 206 and the demagnetization rate can be linearly approximated and is almost proportional, and the demagnetization rate increases as the reach depth ratio increases. It can be seen from FIG. 4 that the deeper the diffusion region 206 is, the more the non-magnetization rate can be increased.

ただし、以下に説明する理由により非磁性化率は９０％以下であることが好ましい。
図４を基に先に説明したように、コイル２０９が励磁されていない状態において、ロータ２０２は、図４に示すように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。 However, the non-magnetization rate is preferably 90% or less for the reasons explained below.
As described above with reference to FIG. 4, when the coil 209 is not energized, the rotor 202 is positioned at a position corresponding to the positioning portion as shown in FIG. , is stably stopped (stationary) at a position perpendicular to the line segment connecting the notches 204 and 205 (angle θ0 position).

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、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。
本実施形態では、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（本発明の実施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）を逆方向とする。
本実施形態では、上述のように逆方向に回転するように調整した駆動パルス信号をコイル端子に供給する。また、駆動パルス信号の供給後はロータ２０２が完全に停止するまでの揺動運動によってコイル２０９に発生する逆起電圧を観察し、ロータ２０２が逆方向に回転したか否かを判定する。 When a drive pulse signal is supplied between the terminals OUT1 and OUT2 of the coil 209 from the pulse drive circuit 6 to flow a current i in the direction of the arrow in FIG.
In this embodiment, the rotation direction (counterclockwise direction in FIG. 4) for performing normal operation (hand movement operation since the embodiment of the present invention is an analog electronic timepiece) by rotationally driving the stepping motor 7 is set to the positive direction. direction, and the opposite (clockwise direction) is the reverse direction.
In this embodiment, the drive pulse signal adjusted to rotate in the opposite direction as described above is supplied to the coil terminals. Further, after the drive pulse signal is supplied, the back electromotive force generated in the coil 209 due to the oscillating motion until the rotor 202 completely stops is observed, and it is determined whether or not the rotor 202 rotates in the reverse direction.

図８は、以上説明した基準に基づき、周波数３００Ｈｚまで一定間隔の周波数で周波数を低い値から高い値に調整しつつ、印加する動作電圧～３．２Ｖまで０．２Ｖ間隔で調整しつつ印加した場合、図３、図４に示す構成のステッピングモータ７が示した逆転動作の動作マップを示す。 In FIG. 8, based on the criteria described above, the frequency is adjusted from a low value to a high value at regular intervals up to a frequency of 300 Hz, and the applied operating voltage is adjusted to 3.2 V at intervals of 0.2 V. In the case of FIG. 3, the operation map of the reverse operation shown by the stepping motor 7 having the configuration shown in FIGS. 3 and 4 is shown.

図８において、符号１は、逆転動作時に正常運針したことを示し、符号０は正常運針しない異常ケースを示している。なお、通常の時計においては、数分の一の低い周波数で運針するが、ここではより高い周波数を使用し、高速回転させてステッピングモータ７が安定するか否かを検査しているので、図８に示す結果は条件の厳しい加速試験結果であると説明できる。 In FIG. 8, reference numeral 1 indicates normal hand movement during reverse rotation, and reference numeral 0 indicates an abnormal case in which normal hand movement is not performed. In a normal watch, the hands are moved at a frequency as low as a fraction of that, but here a higher frequency is used to test whether or not the stepping motor 7 is stabilized by rotating it at a high speed. 8 can be explained as the result of the accelerated test under severe conditions.

図９は、逆転運針が正常に動作しない数を逆転ＮＧ数として、非磁性化率と逆転ＮＧ数の関係を求めた結果を示す。
本発明者らの研究によれば、特開２０２１－１４５７４５号に記載のように、非磁性化率が高いほど、最小駆動電力の低減率が高くなることを認識しているが、図８に示すように、逆転動作時において、非磁性化率がある値以上に高くなると顕著に逆転ＮＧ数が多くなることを知見した。 FIG. 9 shows the results of obtaining the relationship between the non-magnetization rate and the number of reverse rotation NG, with the number of reverse rotation NG being the number of times the reverse hand movement does not operate normally.
According to the research of the present inventors, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-145745, it is recognized that the higher the non-magnetization rate, the higher the reduction rate of the minimum driving power. As shown, it was found that the number of reverse rotation NGs remarkably increases when the demagnetization ratio increases beyond a certain value during reverse rotation.

図９に示すように、非磁性化率が９０％を超えると、逆転ＮＧ数が増加するので、幅狭部２１０、２１１に拡散領域２０６を形成する場合、非磁性化率が９０％以下となるように拡散領域２０６の深さｈ_２を決定することが好ましい。非磁性化率と拡散領域２０６の深さの関係は図６に示すようにほぼ比例関係となる。このため、非磁性化率を９０％以下とするために拡散領域２０６の深さは９０％以下の範囲とすることが好ましい。 As shown in FIG. 9, when the non-magnetization ratio exceeds 90%, the number of reverse NGs increases. It is preferable to determine the depth _h2 of diffusion region 206 such that The relation between the non-magnetization rate and the depth of the diffusion region 206 is almost proportional as shown in FIG. For this reason, it is preferable to set the depth of the diffusion region 206 to a range of 90% or less in order to make the non-magnetization ratio 90% or less.

なお、特開２０２１－１４５７４５号の図９に示した非磁性化率と最小駆動電力の関係を図７に示した。
図７に示すように、本発明者らが明らかにしている非磁性化率と最小駆動電力の低減率との関係から、拡散領域２０６の深さを磁性板材２０１Ａの板厚の３／４以上とすることが望ましいことが分かっている。
このため、図６に示す拡散領域の深さと非磁性化率の関係から、拡散領域の深さを磁性板材２０１Ａの板厚の３／４以上とするためには、非磁性化率で言えば、６０％以上とすることが好ましい。このため、逆転動作時の安定性を確保しつつ、ステッピングモータ７として最小駆動電力の優れた低減効果を得るために、非磁性化率は６０％以上９０％以下の範囲であることが好ましい。 FIG. 7 shows the relationship between the non-magnetization rate and the minimum driving power shown in FIG. 9 of JP-A-2021-145745.
As shown in FIG. 7, from the relationship between the non-magnetization rate and the reduction rate of the minimum driving power clarified by the present inventors, the depth of the diffusion region 206 is set to 3/4 or more of the plate thickness of the magnetic plate 201A. It has been found that it is desirable to
For this reason, from the relationship between the depth of the diffusion region and the demagnetization ratio shown in FIG. , 60% or more. Therefore, in order to obtain an excellent effect of reducing the minimum drive power of the stepping motor 7 while ensuring stability during reverse rotation, the non-magnetization ratio is preferably in the range of 60% or more and 90% or less.

図１０は、上述の時計１において、幅狭部２１０の非磁性化率とロータ停止角の関係を求めた結果を示すグラフである。ロータの停止角とは、コイル無通電時にロータが静止した角度を示す。この試験に用いたロータ２０２は、図４に示すように２極に着されたロータであり、ロータ２０２を構成する磁石のＮ極またはＳ極の磁極の向きをステータ２０１の長さ方向軸を０°とした場合の仰角（図４ではθ_０に相当）をロータ停止角としている。 FIG. 10 is a graph showing the relationship between the demagnetization rate of the narrow portion 210 and the rotor stop angle in the timepiece 1 described above. The stop angle of the rotor indicates the angle at which the rotor stops when the coil is not energized. The rotor 202 used in this test is a two-pole rotor as shown in FIG. The angle of elevation (corresponding to θ ₀ in FIG. 4) at 0° is taken as the rotor stop angle.

図１０に示すように、非磁性化率が９０％を超えると、ロータ停止角は５０°を下回って急激に小さくなることが分かる。ロータ停止角が５０°を下回って小さくなると、逆転動作時に逆転パルスをコイル２０９に印加してステータ２０１から発せられる磁束に対し、ロータ２０２の対向する磁石磁束との回転に要するトルクが小さくなるので、逆転ＮＧ数が増加すると考えられる。 As shown in FIG. 10, when the non-magnetization ratio exceeds 90%, the rotor stop angle drops below 50° and rapidly decreases. When the rotor stop angle becomes smaller than 50°, the torque required to rotate the rotor 202 with the opposing magnetic flux of the rotor 202 becomes smaller than the magnetic flux emitted from the stator 201 by applying the reverse rotation pulse to the coil 209 during the reverse rotation. , the number of inversion NGs increases.

Ｒ…磁路、１…時計、６…パルス駆動回路、７…ステッピングモータ、１１…輪列、８２…時計用ムーブメント、２０１…ステータ、２０１Ａ…磁性板材（母材）、２０１ａ…表面（第１面）、２０１ｂ…表面（第２面）、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…拡散領域、２０８…磁心、２０９…コイル、２１０、２１１…幅狭部。 R... Magnetic path 1... Clock 6... Pulse drive circuit 7... Stepping motor 11... Wheel train 82... Movement for watch 201... Stator 201A... Magnetic plate material (base material) 201a... Surface (first surface), 201b... Surface (second surface), 202... Rotor, 203... Rotor through hole, 204... Notch, 205... Notch, 206... Diffusion region, 208... Magnetic core, 209... Coil, 210, 211... Narrow portion.

Claims

A stator formed from a base material formed of a soft magnetic alloy, provided with a rotor through hole, and provided with a magnetic path around the rotor through hole,
A part of the magnetic path has a diffusion region made of a microcrystalline region having a lower magnetic permeability than the soft magnetic alloy constituting the magnetic path, and the magnetic path has a non-magnetization rate of 90 in the portion where the diffusion region is provided. % or less, the stator.

2. The relationship of _d1 <(3/7)d when the average crystal grain size of the soft magnetic alloy forming the base material is d and the average crystal grain size of the diffusion region is _d1 . 1. The stator according to 1.

The base material has a first surface and a second surface facing the first surface,
2. The cross-sectional area of the diffusion region in the direction perpendicular to the thickness direction of the base material decreases from the first surface toward the second surface along the thickness direction of the base material. Item 3. The stator according to item 2.

The stator according to any one of claims 1 to 3, wherein the soft magnetic alloy is an Fe-Ni alloy and the diffusion regions are Cr diffusion regions.

a stator according to any one of claims 1 to 4;
a rotor rotatably disposed in the rotor through-hole;
and a coil provided on the stator.

A timepiece movement comprising the stepping motor according to claim 5 and a train wheel for transmitting power of the stepping motor.

A timepiece comprising the timepiece movement according to claim 6 .