JP2669904B2 - モータ - Google Patents
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Description
有する永久磁石から成る、軸と一緒に回転可能に支承さ
れている回転子と、相互に例えば90゜の角度間隔で交差
するコイルを有するコイル装置とを備えた、例えば時計
機構の電気的な駆動用モータに関する。
は、回転可能に支承されている回転子は直径方向上に対
向する永久磁石極を有している(西独国特許出願公開第
3419100号公報)。多相のコイル装置は、コイル装置の
コイルに加えられる制御信号に依存して回転子を動かす
磁界を発生するために用いられる。コイル装置はそのた
めに、相互に同じ間隔をもって配設されている、回転子
を取り囲むコイルを有している。これらコイルは所定の
位相分ずらされている正弦波状電圧によって制御可能で
ある。上記故コイル装置は高透磁率の固定子体および磁
束帰路部材を有していない。例えばコイル装置は、90゜
だけずれている2つの正弦波状電圧が供給されている2
つの相互に直角に配設されているコイルから成ってい
る。回転軸ないし軸は時計機構の秒針軸または分針軸で
あることが多い。後者の場合回転軸の一端に、文字板上
を運動することができる分針が固定されている。回転軸
上に配設されている駆動用小歯車および換え歯車を介し
て、回転軸を取り囲んでいる時針管を有している時針歯
車が駆動される。時針管に、文字板上を運動可能である
時針が固定されている。正弦波状電圧を連続的に供給す
べきであるこのモータではエネルギー消費が高い点で不
都合である。モータをバッテリーを収容するための空間
が制限されている時計を駆動するために使用する場合に
特に不都合である。
る、ハイドロリック制動装置を取り囲んでいる歯車装置
とを備えた電気タコメータが公知である(西独国特許出
願公開第0048459号公報)。その際制動装置は、モータ
軸に連結されているウォーム歯車を指針軸に接続するば
ねを有しており、かつ指針軸はオイルダンパ内に突入し
ている。モータは複数の極のコイルを有しており、これ
らコイルには電子制御装置を介して、速度を指示するた
めに必要である、指針軸の回転方向に応じて種々のパル
スが供給される。モータの詳細は開示されていない。
ップモータが保持作用を発生する鉄から成る固定子を有
している限り、1回転方向にしか作動することができ
ず、従ってリセットを実現できない単相ステップモータ
ということになる。特別な極を備えた強磁性の固定子の
製造は繁雑である。場合によっては保持位置へ入る際に
回転子の過振動が発生する。雑音の原因になるこの種の
進入を回避しようとするとき、特別な制動が必要であ
る。
殊に時計機構の電気的な駆動のためのモータにおいて、
固定子を特別な極を有する強磁性材料から形成すること
なく、回転子運動を停止して保持する作用が実現される
ように、改良することである。モータは繁雑でない簡単
な構成を有するようにしかつ従ってコストの点で有利に
製造されるようにしたい。保持位置への所望しないスム
ーズでない進入が生じないように、保持作用を製造上簡
単に与えることができるようにしたい。モータは、例え
ば時計において、時計を調整するために迅速な調整用正
転および逆転を実施するために2方向に作動できるよう
にしたい。
請求項1の特徴部分に記載の構成によって解決される。
ルドリングによって固定子の特別な強磁性の極を使用せ
ずに所定の保持作用が実現される。シールドリングは特
別簡単に円筒形の中空シリンダとして形成することがで
きかつ巻枠の外面が円筒形に延在しているウェブに装着
することができる。回転子の過振動は磁束帰路リングの
高い保磁力によって著しく制動され、結果的に雑音が低
減されることになる。にも拘わらず固定子の励磁されて
いない状態における保持トルクは申し分なく大きい。そ
れ故にモータは、僅かな平均電流消費量ですむ短いパル
スによって制御することができる。モータの制御に応じ
て、構造を変えないでもモータは異なった保持位置ない
し保持ステップを実現することができるので、例えば選
択的に同じ歯車装置において分ステップ装置ないし1/2
分ステップ装置を実施することができる。
とも50Oeの大きさを選択することができる。80−100Oe
の保磁力を有する材料をシールドリングの材料として選
択すれば有利であることが認められている。
枠の組み立てのために特別有利な構成は請求項4に記載
されている。このようにすれば構成上複雑でない仕方に
おいて、殊にモータおよび中間体における歯車装置を用
いた迅速な正転および逆転調整能力を備えたクォーツ時
計の基本系が得られる。この基本系は用途に応じてブロ
ック毎に交換して容易に変形することができる。モータ
は、それが内部を種々異ならせて構成した中間体、例え
ば秒針軸有するかまたは有しない時計歯車装置とその他
の変更なしに組み合わて組立てることができるように、
構成されている。従っていずれの変形の組立てであろう
とも僅かな時間およびコストで有利に行うことができ
る。このために殊に有利なのは、一方の部分が前側の外
面から突出した固定部を備え、これら固定部に中間体を
クランプ保持することができるようにした分割された巻
枠の構成である。いずれの場合にも巻枠におけるこれら
突出固定部によって正確なセンタリング並びに中間体の
正しい姿勢で対応しての固定が行われる。
する正確な装着は構造上簡単に保証される。
ために更に、請求項6に記載のように有利には巻枠は実
質的に、長手軸線を横断する横断面において、すなわち
巻枠の2つの部分の間に組み込まれる軸に対して垂直方
向に分割される。
の部分のそれぞれからそれぞれ、軸の軸受が形成され
る。回転子は2つの軸受の間において巻枠の円筒形の内
室に配設される。2つの巻線は、固定子としての巻枠に
相互に90゜ずらされて、導体がそれぞれ軸に対して平行
に周囲に沿って隣接する2つのウェブの間に位置するよ
うに巻回される。
装着された時計歯車装置にかみ合わせることができる。
固定することができる接続ピンは、請求項9に記載のよ
うに、外面において、殊に前側の側において巻枠および
場合に応じて巻枠に装着された中間体における歯車装置
から突出している。前方に突出した接続ピンに、文字板
を固定することができる。
説明する。
するモータ装置が組み立てられ状態において図示されて
いる。この装置は実質的にモータ1とモータに装着され
る中間体2とから成っている。中間体は歯車装置を含ん
でいる。モータおよび中間体の長さ寸法が、組み込みに
対して基準となる、モータ装置の全体の高さhを決めて
いる。第1a図には更に、中間体2から偏心的に前方に突
出している被駆動軸3が図示されている。装置を貫通す
る、この装置の外面に両側で突出している接続ピンは4
−7で示されている。装置の前側の外面は8で示されて
いる。それは、中間体を前側で閉鎖する基盤9によって
形成される。モータ自体の外面は第1a図では隠れて見え
ていない。
モータから取り外されており、そこでモータにおいて90
゜の角度間隔において相互に配設されている2つのコイ
ル10および11が見て取れる。これらコイルはともに交差
コイルまたはステップモータの2相巻線を形成してい
る。モータの前側の外面12から、軸に固定された小歯車
13が突出している。小歯車は、以下に説明するように、
その歯車が歯車装置にかみ合うように、中間体における
時計歯車装置内に導入することができる。
くわかるように詳細が図示されており、その際第1d図に
は歯車装置は中間体の基板とももはや図示されていな
い。
料から成る2つの巻枠部分15および16から成っている。
その際巻枠は第2図からわかるように実質的に横断面A
−Aにおいて分割されている。
ェブ17−20を有している。ウェブの外面は円筒形に湾曲
されている。第1d図に示すようにウェブはそれぞれ、前
側のウェブ部分17a,18a,19a,20aおよび後側のウェブ部
分17b,18b,19b,20bから成っており、これらは同一横断
面形状を有している。ウェブは、それらがそれらの間に
2つのコイル10および11を収容するための室を形成する
ように、形成されている。後側のウェブ部分17b,18b,19
b,20bは、第2図からわかるように、中間壁22から内側
が閉じられている円筒形リング21に移行している。これ
に対して前側のウェブ部分17a,18a,19a,20aは前側の壁2
3に一体成形されている。前側のウェブ部分17a,18a,19
a,20aから突出固定部、即ち舌片状の留め部材24,25,26,
27が張り出しており、これらは中間体2の対応する凹所
に形状および摩擦結合により係合するように設けられて
いて、突出固定部材は中間体をクランプ保持する。凹所
については第1c図に凹所28および29が見えている。これ
ら凹所は溝の形状をしておりかつ、中間体の周囲にわた
って等間隔に配設されているので、センタリングのため
にも用いられる。
を形成している。この内室は前方においてないし第2図
では上方において円筒形突起31を備えた、巻枠部分16の
前側の壁23によって閉鎖されている。円筒状の内室30に
は32によって示されている回転子が支承されている。回
転子は実質的に、直径方向上に相対向する極を形成する
よう磁化されている永久磁石33から成っている。回転子
はボス34を介して軸35に固定されている。軸はそれぞれ
の軸受36ないし37において2つの巻枠部分15及び16のそ
れぞれに回転可能に支承されている。巻枠部分16から突
出している、軸の前側の端部に小歯車13が固定されてい
る。
おける孔38,39並びに巻枠部分15における孔40−43を通
って、対毎に相互に心合わせされて接続ピン4−7が挿
入される。これら接続ピンは例えば文字板のような別の
構成要素を取り付けるかまたはモータを歯車装置ととも
にケーシングに固定するために用いられる。
料から成る円筒形シールドリング48がどうように装着さ
れるかがわかる。このシールドリングは励磁なしに停止
または保持モーメントを発生するために80−100Oeの高
い保磁力を有する強磁性材料から成っている。
装着ないしかみ合わせることができる歯車装置の詳細が
示されている。軸35上の小歯車13は開孔58を経て、それ
が歯車装置の第1の歯車にかみ合うように、中間体に挿
入することができる。何れにせよ、図は歯車装置を必ず
しも典型的な時計歯車装置として示していない。つまり
典型的な時計歯車装置とは、例えば分針が固定されてい
る被駆動軸に対して同心的に時針管を有している。時針
管は通例歯車装置の歯を介して被駆動軸によって駆動さ
れる。
駆動される秒針を有している。この秒針には、相互に歯
車装置を介して連結されている分針管および時針管が同
心的に支承されている。
ことができる、すなわちモータが図示の垂直位置におい
て作動することができるように、どのように形成されて
いるかがわかる。
イル回転磁石ユニットの前面における平面が明らかであ
る。すなわち実質的に円筒形の巻枠の周囲に沿って等間
隔にウェブまたはウェブ部分17a,18a,19a,20aと突出し
ている固定部材24−27が見えている。固定部材の後側の
端面に、巻枠に装着されるシールドリング48が当接す
る。ウェブ部分は個所67−70において前側の壁23に移行
する。更に、小歯車13が固定されている中心軸35が図示
されている。前側の壁23によってかくれている回転子32
はここでは破線で示されている。
うに振動系の周波数決定素子としての水晶によって行わ
れる。振動系は制御論理回路45に含まれておりかつ調節
可能な分周器を介して第5a図,第5b図,第6a図および第
6b図に図示の2つのコイル,に対してパルスを発生す
る。コイルおよびは第1図のコイル10および11に相応す
る。制御論理回路の構成は第5a図,第5b図,第6a図およ
び第6b図に図示の調整パルス列の波形から明らかであ
る。これら調整パルスは線46を介してモータの2つのコ
イルに供給され、モータは分針47および時針50を移動調
整する。
よって発生される調整パルスは通例少なくとも1つのコ
イルに対して30Sの間隔をおいて連続している。その際
調整パルスはそれぞれ、2つの可能な極性のうちの1つ
をとることができる。それぞれの調整パルスにおいてモ
ータは45゜のステップだけ移動調整される。時計歯車装
置は、モータのこの45゜のステップに分針の1/2分のス
テップが相応するように、設計されている。すなわちそ
れぞれ1分の移動調整の間に1/2分の中間ステップが実
現される。
は、それぞれの分に少なくとも1つのパルスが2つのコ
イルの1つに対して発生されることによって特徴付けら
れている。モータはその都度新たなパルスにおいて90゜
のステップを実施し、このステップは分針の、1分のス
テップに変換される。
理回路に作用する2つの調整接点51および52が図示され
ている。2つの調整接点の1つが閉成されると、分周器
の分周比は例えば、分周器の通例作動において送出され
る、例えば0.1666Hzの周波数から例えば25Hzの周波数に
高められるように変更される。同時に調整接点52の操作
によって制御論理回路は、逆転に対するパルス列が発生
されるように、切換えられる。その場合のパルス列の波
形は第5a図,第5b図,第6a図および第6b図における波形
図とは異なり、適切に変更される。
を使用せずに簡単な構造で回転子の所定の保持トルクが
確実に得られると言う利点がある。
ータの実施例の概略を示す斜視図であり、第1b図−第1d
図はそれぞれ、その分解図で、モータの分解度を大きく
して示しており、第2図は、シールドリングおよび小歯
車が装着されているが実質的にモータの縦断面図であ
り、第3図は、第2図のモータの軸側の平面図であり、
第4図は、モータおよび制御論理回路を有するクォーツ
時計の著しく簡単化されたブロック図であり、第5a図お
よび第5b図は、第4図のクォーツ時計のコイルに1/2分
ステップのために供給される電圧の波形図であり、第6a
図および第6b図は、分ステップ装置としての第2の変形
例における、クォーツ時計の制御の際の電圧の相応する
波形図である。 1……モータ、2……中間体、4−7……接続ピン、14
……巻枠、15,16……巻枠部分、17−20……ウェブ、24
−27……留め部材、32……回転子、35……回転軸、36,3
7……軸受、48……シールドリング、44……水晶、45…
…制御論理回路、47……分針、50……時針
Claims (9)
- 【請求項1】軸と一緒に回転可能に支承されている回転
子と交差コイルを有するコイル装置とを備えたモータに
おいて、コイル(10,11)を収容するために、非強磁性
材料から成る巻枠(14)が設けられており、該巻枠に、
円筒状に閉鎖されている内室(30)が形成されており、
その際該円筒状の内室(30)に回転子(32)が配置され
ておりかつ該回転子(32)の軸(35)の端部は前記内室
(30)の開口の通って外側に突出しており、かつ前記巻
枠(14)は外周に沿って等間隔に配設されていて、前記
軸(35)に対して軸方向に延在しているウェブ(17−2
0)を備えており、該ウェブは外側が円筒形の輪郭を形
成しておりかつ前記巻枠(14)に同心的に、高い保磁力
の材料から成るシールドリング(48)が装着されている
ことを特徴とするモータ。 - 【請求項2】シールドリング(48)は、少なくとも50Oe
の保磁力を有する材料から成ることを特徴とする請求項
1記載のモータ。 - 【請求項3】シールドリング(48)は、80−100Oeの保
磁力の材料から成ることを特徴とする請求項2記載のモ
ータ。 - 【請求項4】巻枠(14)は2つの部分(15,16)に分割
されており、かつ回転子(32)の軸(35)の軸受(36,3
7)は、前記軸が少なくとも前側の外面において前記巻
枠(14)から突出するように形成されており、かつ前記
外面において前記巻枠(14)の前記2つの部分(15,1
6)の1つが時計歯車装置を取り囲む中間体(2)をク
ランプ保持して取り付けるための突出固定部(24−27)
を有しており、かつ前記巻枠(14)に前記軸(35)に対
して平行に接続ピン(4−7)に対する孔(38−43)が
設けられていることを特徴とする請求項1記載のモー
タ。 - 【請求項5】同心的なシールドリング(48)は巻枠(1
4)に固定部(24−27)の突設した内面で軸線方向にお
いて当接することを特徴とする請求項4記載のモータ。 - 【請求項6】巻枠(14)は実質的に、長手軸線を横断し
て(A−A)にて分割された2部分から成ることを特徴
とする請求項4または5記載のモータ。 - 【請求項7】巻枠(14)の2つの部分(15,16)のそれ
ぞれから、軸(35)のそれぞれの軸受(35,36)が形成
されていることを特徴とする請求項6記載のモータ。 - 【請求項8】中間体(2)において内蔵されている時計
歯車装置に、巻枠(14)の前側の外面(12)から突出し
ている軸(35)が小歯車を介して係合することを特徴と
する請求項4から7までのいずれか1項記載のモータ。 - 【請求項9】接続ピン(4−7)は少なくとも巻枠(1
4)の一方の外面から突出していることを特徴とする請
求項4から8までのいずれか1項記載のモータ。
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