JP2690573B2 - 電子時計のステッピングモータロータ組立体 - Google Patents

電子時計のステッピングモータロータ組立体

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JP2690573B2
JP2690573B2 JP1261901A JP26190189A JP2690573B2 JP 2690573 B2 JP2690573 B2 JP 2690573B2 JP 1261901 A JP1261901 A JP 1261901A JP 26190189 A JP26190189 A JP 26190189A JP 2690573 B2 JP2690573 B2 JP 2690573B2
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2726Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of a single magnet or two or more axially juxtaposed single magnets
    • H02K1/2733Annular magnets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は電子時計用のステッピングモータのロータ
組立体に関するものであり、より具体的には製造コスト
を低く押さえる事の出来るステッピングモータのロータ
組立体に関するものである。
〈従来の技術〉 クォーツ式アナログ腕時計は、交互に極性が変わる電
流パルスで周期的に励起される小型ステッピングモータ
ロータを備え、モータをステップ駆動させ、歯車列を介
して時計の針を駆動するものが一般的である。ステッピ
ングモータのロータはピニオンのような駆動部材と、通
常は2極形の永久磁石、及び時計ムーブメント機構に回
動自在に組み込まれた軸体とを有している。この種永久
磁石は円筒若しくはリング状でピニオン軸体が挿通する
中心孔を備えている。
サマリウム・コバルトの如き典型的異方性希土類物質
の永久磁石は極めて脆弱で加工が困難である。ロータ自
体のサイズが小さいのでステッピングモータ内の寸法許
容差が極めて小さくなければならない。磁石の損傷をな
くし、製造コストと低減する為の多くの改良が提案され
ている。マグネットをロータピニオン軸に圧入するよう
な構造の場合、或いは、マグネットの外径に圧縮応力を
付与してロータの所定の位置に保持する必要のある場合
には、上記のような破損の可能性が増大する。このよう
な破損を無くすために保護ブッシングなどを採用するこ
とも提案されている。
〈解決すべき問題点〉 ステッピングモータのロータの好ましい特性として
は、慣性モーメントが低いことが挙げられる。慣性モー
メントは回転半径の二乗の値によって変化するので、マ
グネットの内径とロータ軸との間に不必要な保護ブッシ
ングを使用したり、或いはマグネットの外径を包む金属
殻部を使用することは、本来避けるべきことである。
駆動軸とマグネットとの間にプラスチック製内部ブッ
シングを備えたロータ組立体としては米国特許第4,206,
379号、第3,953,752号、或いは、第2,488,729号、第4,3
40,560号などがある。
ロータ軸に締め嵌めにより圧入させた複数の金属ブッ
シングの間にマグネットを保持させたステッピングモー
タのロータとしては、例えば米国特許第4,035677号があ
る。この特許によれば、ブッシングに対するマグネット
内径を緩く結合させることによってマグネットの芯出し
を行っている。しかし、この構成だと寸法誤差の許容範
囲が極めて小さくなければならないし、マグネットを構
成する磁性体物質の脆弱さから内径である孔の仕上げ加
工が困難でコスト高となる。この様な内孔の仕上げ加工
についてロータ軸に直接押圧して形成する事について
は、米国特許第3,943,698号に記載されており、これに
よればステンレス鋼や他の非磁性体をマグネットに固着
させてその脆弱な物質そのもののヒビ割れなどの損傷を
防止している。
放射状の壁と外側の保護金属鞘部を用い、この金属鞘
部にマグネットを圧入する構成は米国特許第4,095,129
号に開示されている。この構成では簡単なドリリングに
より希土類マグネットの内径を形成することが可能であ
るけれども、慣性モーメントを増大させ、且つ、マグネ
ットの外径への圧入による圧縮応力によって損傷の可能
性がそれだけ大きくなって好ましくない。
そのため、慣性モーメントが小さいロータ組立体が形
成できれば大変好ましいわけであり、且つ脆弱なマグネ
ットに加わる応力が小さく出来るようにすることが待た
れていた。また、低コストのロータ組立体が形成できれ
ば更に好ましいわけである。
この発明の目的は、改良させれた低コストのステッピ
ングモータのロータ組立体を提供することである。
この発明の別の目的は、慣性モーメントが小さいステ
ッピングモータのロータを提供する事である。
〈問題点を解決するための手段〉 この発明は、駆動軸と駆動部材とを有するロータと、
上記駆動部材に対向する側面を有し上記駆動軸に取り付
いて上記駆動軸と同心の筒状壁部を有する凹陥部を形成
し、更に上記凹陥部の底部にて第1の環状当接面を形成
する芯出しワッシャと、中心孔を有して上記駆動軸との
間にて環状の間隙部を形成すると共に、上記凹陥部に緩
く突出する外側壁部を有して上記第1の環状面に接触す
るほぼ円筒状の希土類物質の永久磁石(マグネット)
と、上記駆動軸と中間で結合する中心孔を有し、上記駆
動軸に押圧して上記永久磁石を上記第1の当接面に軸方
向に押圧してなる保持ワッシャと、更に、上記駆動軸上
にて上記芯出しワッシャの軸方向の移動を規制する規制
手段とを備えてなり、前記のワッシャ群が上記永久磁石
を上記ロータの定位置に保持し、上記凹陥部の上記円筒
状壁部が駆動軸に対して永久磁石を中心に位置させて成
るようにした電子時計のステッピングモータ組立体であ
る。ロータマグネットの形成に当たり、その中心孔は直
接孔開けされ、遊星レーザービームによって荒ドリル加
工で形成され、従ってコスト高のグラインダー加工を必
要としない。また、マグネットの圧入を要しないので、
コストの低減化と損傷防止に寄与するものである。
〈実施例〉 以下、この発明による好適な実施例について図面を参
照して説明する。
第1図において、符号2で示すロータ組立体は、時計
の歯車列(図示せず)と螺合する歯車(ピニオン)を有
する駆動部材6と、駆動軸4とを備えたロータを含んで
成る。駆動部材6としては米国特許第4,647,218号に開
示の正対する一対のピンを有する構成としてもよい。駆
動軸4と駆動部材6はこの実施例では単一のスチール加
工体で構成し、対向するジャーナル部8、10を有し、こ
れがムーブメントベアリングに回動自在に装着されてい
る。軸4は小径で長い近傍部4bよりも僅かに大径とした
加工ボス部4aを有している。
ロータ組立体は更に芯出しワッシャ12と、リング状永
久磁石(以下、マグネット)14と保持ワッシャ16とを有
している。
芯出しワッシャ12は、真鍮やその他の非磁性体(アル
ミニュムやプラスチック物質)より形成し、駆動部材6
の下側と当接する軸部18と、半径部20とを有する。駆動
部材6が位置する反対側、即ち芯出しワッシャ12の一側
(後述のマグネット側)には円形の凹陥部が形成され、
この凹陥部は平坦な環状当接面22と、短くて滑らかな仕
上げ加工を施した円筒壁24を有している。円筒壁24の端
部25は面取りされて組み立てを容易にしている。
マグネット14はサマリウム・コバルトのような希土類
物質で形成した焼結盤体である。かかる物質としてはヴ
ァキュムシュメルツ社製の商品名VAC 170、或いは、ユ
ミマッグ・レコマ社製の商品名REC 20が市販されてい
る。この発明においては、外径が上記円筒壁の外径より
僅かに小さくなるように滑らかな円筒状面に仕上げ加工
され、寸法誤差が極めて小さい状態にて上記凹陥部に遊
嵌されている。マグネット14の軸方向長さの僅かに30%
だけがこの凹陥部の中に嵌挿されている。また、この発
明においては、マグネット14の中心孔26は荒ドリル加工
によって形成でき、好ましくは、遊星レーザービームで
もって成し得る。従って、内部グラインド加工によるコ
スト高の仕上げ工程を必要としない。孔26の形成には、
符号28で示す大きな環状クリアランスを軸 部4bの周り
に有するようにする。従って、中心孔26の形成に際し
て、精確な許容範囲をもったグラインディングは必要と
しないので、ロータ組立体全体の製造においてコストの
大巾な低減となるものである。
次に、保持ワッシャ16は、多角形若しくは円形で軸部
4bとの間で締め嵌めを形成する孔を備えた平板状の真鍮
ワッシャであってよい。
芯出しワッシャ12が軸4を長手方向に移動するのを規
制する手段が設けられている。この規制手段としては、
芯出しワッシャ12の内径が軸のボス部4aにて軽い締り嵌
めを形成して軸に保持するように形成されている。軸方
向の移動を規制する他の手段としては、緩く取り付けて
駆動部材6に対して芯出しワッシャ12を当接させ(符号
30参照)てもよい。
次に組み立てについて簡単に説明する。駆動部材6と
軸4を備えたロータの加工が終了したら、芯出しワッシ
ャ12を軸ボス部4aに挿入し、駆動部材6と当接させる。
かかる当接と共に、あるいはその代わりに、ワッシャ12
の緩い締り嵌めを利用でき、マグネット14はその外径が
仕上げ加工され且つレーザーでドリル加工されて中心孔
が形成され、そして凹陥部に遊嵌されるように軸部4bに
挿通されて他端部の面22に当接するようにする。マグネ
ットに圧縮応力を付与すること無く、軸に対するマグネ
ット14の半径方向の芯出しが短い円筒状壁部24によって
達成される。最後に、保持ワッシャ16がマグネット14の
他端部に対して軸部4bに圧入され、それを芯出しワッシ
ャ12の当接面に押圧する。この軸方向の応力がマグネッ
トの端部に拡がり、ロータの所定の位置に保持すること
になる。
第2図はこの発明の別の実施例を示すものである。こ
の実施例では、図示の通りロータの軸方向の寸法が短く
形成されている。従って、この寸法減少に伴って、軸方
向の保持力をもたらすワッシャの構造を第1図の構造と
は変形させている。ロータ32は駆動部材36を有する駆動
部34、及びジャーナル部38,40を有している。芯出しワ
ッシャ42は、孔を有する円盤状で軸34の短いボス34aと
軽い締り嵌めを形成している。環状当接面48と滑らかな
円筒状壁部50を備えた凹陥部はマグネット44の端部を遊
嵌状に受容しており、内部面取り部52によって装着、組
み立てが容易になっている。保持ワッシャ46は断面L字
状を有し、そのL字の片方の脚がマグネット44の底部と
の当接部46aを形成し、他方の脚46bがシャフト部34bと
の締り嵌めを形成している。この実施例の組み立てと動
作は第1図の実施例同様であるので説明を省略する。た
だし、軸方向の長さが短くなっていること、及び芯出し
ワッシャ48と特殊な保持ワッシャ46によって弾性に富む
こと、更に慣性モーメントが小さくなっている。更に、
要すれば、芯出しワッシャ42の軸方向移動規制を駆動部
材36との当接によって達成することも可能であり、その
場合は短いボス部34aは単に半径方向の位置決めをさせ
ているだけとなる。
この発明では、軸に対してマグネットを芯出しする
こと、およびマグネットを所定位置に保持すること、
の二つの機能を分離させている。即ち、芯出しは芯出し
ワッシャの凹陥部の短い円筒状壁部によって成し、ま
た、所定位置に保持することは2個の大きな平板状ワッ
シャ面の間の軸方向のクランプによって達成している。
また、芯出しワッシャ凹陥部の突起が短く、マグネット
と軸との間のボス部を小さくしたために、ロータ組立体
の慣性モーメントを低減できる。マグネットの中心孔を
レーザードリリングにより形成し、外径のみを仕上げ加
工することによって、組立体全体のコストを低減でき
る。また、マグネットには半径方向の圧入応力が加わら
ないから、折損などの危険性はない。更に、アルミニュ
ム又はプラスチックなどの低密度物質で芯出しワッシャ
を形成すれば圧入組み立てでも壊れやすくなく、慣性モ
ーメントを更に低減できる。
この発明では、2個のワッシャの平板面の間でマグネ
ットを挟みこむだけであるから損傷の危険のない組み立
て作業が可能である。(この点、従来の場合は、希土類
物質のマグネット組立体を圧入により形成し、このため
に損傷の危険性が高かった。) 第1図と第2図のロータの寸法を例示すれば次の通り
である。
以上この発明の好適な実施例について説明したが、こ
の発明はこれらの実施例に限定されるものではなく特許
請求の範囲の欄に記載の範囲内で種々変更が可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の好ましい1実施例によるステッピン
グモータのロータ組立体の一部断面図、第2図はこの発
明の別の実施例を示す図である。 4,34…駆動軸、6,36…駆動部材、8,10,38,40…ジャーナ
ル部、12,42…芯出しワッシャ、34a…ボス部、14,44…
マグネット、16,46…保持ワッシャ、18…軸部、20…半
径部、22…当接面、24…壁部、25,52…面取り部、26…
中心孔、28…クリアランス

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駆動軸と駆動部材とを有するロータと、 上記駆動部材に対向する側面を有し上記駆動軸に取り付
    いて上記駆動軸と同心の筒状壁部を有する凹陥部を形成
    し、更に上記凹陥部の底部にて第1の環状当接面を形成
    する芯出しワッシャと、 中心孔を有して上記駆動軸との間にて環状の間隙部を形
    成すると共に、上記凹陥部に緩く突出する外側壁部を有
    して上記第1の環状面に接触するほぼ円筒状の希土類物
    質の永久磁石と、 上記駆動軸との中間で結合する中心孔を有し、上記駆動
    軸に押圧して上記永久磁石を上記第1の当接面に軸方向
    に押圧してなる保持ワッシャと、更に 上記駆動軸上にて上記芯出しワッシャの軸方向の移動を
    規制する規制手段とを備えてなり、前記のワッシャ群が
    上記永久磁石を上記ロータの定位置に保持し、上記凹陥
    部の上記筒状壁部によって駆動軸に対して永久磁石を中
    心に位置させて成るようにした電子時計のステッピング
    モータロータ組立体であって、 上記芯出しワッシャは、上記駆動部材の下側と当接する
    突出部を有し、上記保持ワッシャは平板状であることを
    特徴とする電子時計のステッピングモータロータ組立
    体。
  2. 【請求項2】駆動軸と駆動部材とを有するロータと、 上記駆動部材に対向する側面を有し上記駆動軸に取り付
    いて上記駆動軸と同心の筒状壁部を有する凹陥部を形成
    し、更に上記凹陥部の底部にて第1の環状当接面を形成
    する芯出しワッシャと、 中心孔を有して上記駆動軸との間にて環状の間隙部を形
    成すると共に、上記凹陥部に緩く突出する外側壁部を有
    して上記第1の環状面に接触するほぼ円筒状の希土類物
    質の永久磁石と、 上記駆動軸と中間で結合する中心孔を有し、上記駆動軸
    に押圧して上記永久磁石を上記第1の当接面に軸方向に
    押圧してなる保持ワッシャと、更に 上記駆動軸上にて上記芯出しワッシャの軸方向の移動を
    規制する規制手段とを備えてなり、前記のワッシャ群が
    上記永久磁石を上記ロータの定位置に保持し、上記凹陥
    部の上記筒状壁部によって駆動軸に対して永久磁石を中
    心に位置させて成るようにした電子時計のステッピング
    モータロータ組立体であって、 上記芯出しワッシャは、その内径近傍にて上記駆動軸に
    当接する円盤状部材であり、上記保持ワッシャは断面が
    L字状であることを特徴とする電子時計のステッピング
    モータロータ組立体。
  3. 【請求項3】上記軸方向の移動を規制する規制手段は、
    上記駆動軸にボス部を有し、上記芯出しワッシャは上記
    ボス部に対して締め嵌め状に押圧されてなる請求項1叉
    は2の電子時計のステッピングモータロータ組立体。
  4. 【請求項4】上記軸方向の移動を規制する規制手段は、
    上記駆動部材を有し、上記芯出しワッシャは上記駆動部
    材と当接して上記駆動軸に上記芯出しワッシャを軸方向
    に移動しないように保持する請求項1叉は2の電子時計
    のステッピングモータロータ組立体。
  5. 【請求項5】上記芯出しワッシャは、アルミニウムとプ
    ラスチック物質より成る物質群から選択された低密度の
    物質より形成して遠心力を減少させてなる請求項2の電
    子時計のステッピングモータロータ組立体。
  6. 【請求項6】上記凹陥部の深さは上記永久磁石の軸方向
    長さの約30%程度である請求項1叉は2の電子時計のス
    テッピングモータロータ組立体。
JP1261901A 1988-10-27 1989-10-06 電子時計のステッピングモータロータ組立体 Expired - Lifetime JP2690573B2 (ja)

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US263319 1988-10-27

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JPH02261045A JPH02261045A (ja) 1990-10-23
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