JP3311809B2 - 振動アラーム付電子機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転軸に対し偏心した
位置に重心を有する偏心重りをモータで回転させて振動
を発生させる振動アラーム付電子機器の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の偏心重りをモータで回転させて振
動を発生させる電子機器としての振動アラーム付腕時計
は、実開平２−６２９１号公報や実開平２−１０７０８
９号公報に開示されているように、超音波モータを内蔵
し、前記超音波モータのロータの回転を重心位置の偏っ
た偏心おもり車に伝達し、偏心おもり車の回転によって
生じた振動を時計ケースを介して腕に伝え、振動アラー
ムとして知らせるものであった。

【０００３】実開平２−６２９１号公報や実開平２−１
０７０８９号公報における超音波モータは、圧電素子を
接着した振動体を支持ピンにより支持し、ロータと前記
振動体とを加圧バネで圧接する構造となっている。その
動作原理は、圧電素子の振動を振動体に設けたくし歯部
で偏位拡大し、該くし歯部に進行波を発生させ、くし歯
部とロータの相互の加圧摩擦力によってロータを回転さ
せるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、ロータは常
に加圧バネで振動体のくし歯部に圧接されながら回転す
ることになり、ロータとくし歯部の接触部の摩耗は避け
られず、耐久性に乏しいという欠点があった。

【０００５】又、前記圧電素子の振動の振幅は小さい
為、その振幅を偏位拡大するための振動体のくし歯部
は、特に加工精度が要求される為、加工が難しく、安定
的にロータを回転させるためには、振動体ばかりでな
く、圧電素子やロータ等の各部品の加工精度や組立精度
を厳しくしなければならないという欠点があった。

【０００６】又、一般に超音波モータは、加圧摩擦力に
よってロータを回転させるものであるから、低速・高ト
ルクを取りだすのは得意だが、反面高い駆動電圧が必要
で、消費電力も大きく、駆動回路も複雑となるという欠
点があった。１９９２年６月発行の日本時計学会誌に記
載された「超音波モーターを用いた振動アラーム付ＡＱ
の開発」では、ロータの最大回転数６０００ｒｐｍでの
回転時の駆動電流は、電源電圧２．８Ｖで、６０ｍＡで
あると報告されている。

【０００７】本発明は、偏心重りをモータで回転させて
振動を発生させる振動アラーム付電子機器において、ロ
ータの回転耐久性があり、組立が容易で、消費電力が小
さく、且つ腕を振る等の加速度が加わった時にも、安定
して起動、回転できる信頼性のある振動アラーム付電子
機器を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の要旨は、回転軸に対し偏心した位置に重心を
有する偏心重りをモータで回転させて振動を発生させる
振動アラーム付電子機器において、扁平ステータ型２極
ステップモータを構成するロータのロータ軸に前記偏心
重りを直接固着すると共に、該扁平ステータ型２極ステ
ップモータのロータを回転させることにより前記偏心重
りを回転させて振動を発生させることを特徴とする。

【０００９】又、ロータの静止時における偏心重りの重
心の位置は、ロータ軸を中心として偏心重りの回転方向
に沿って携帯時における振動アラーム付電子機器が振ら
れる方向と重力加速度方向が略一致する最悪の方向まで
の角度をθとしたとき、０゜＜θ＜９０゜又は１８０゜
＜θ＜２７０゜の位置になるように偏心重りを配置した
ことを特徴とする。

【００１０】又、ロータ軸を中心として偏心重りの回転
方向に沿って偏心重りの重心からロータ磁石の磁極まで
の角度をβとし、扁平ステータ型２極ステップモータの
ステータのスリットと携帯時における振動アラーム付電
子機器が振られる方向と重力加速度方向が略一致する最
悪の方向との角度をαとしたとき、αとβが略同一角度
となる様に偏心重りとロータ磁石をロータ軸に固着した
ことを特徴とする。

【００１１】又、前記振動アラーム付電子機器が腕時計
であることを特徴とする。

【００１２】又、ロータ軸を中心として偏心重りの回転
方向に沿って偏心重りの重心からロータ磁石の磁極まで
の角度をβとし、扁平ステータ型２極ステップモータの
ステータのスリットと時計の文字板中心から１２時方向
との角度をαとした時、αとβが略同一角度となる様に
偏心重りとロータ磁石をロータ軸に固着したことを特徴
とする。

【００１３】又、振動アラーム付電子機器は時計モジュ
ールを構成する地板と、時刻目盛を有する文字板とを有
し、前記地板を境として文字板側に偏心重り、文字板と
反対側にロータ磁石を配置したことを特徴とする。

【００１４】又、振動アラーム付電子機器は時計モジュ
ールを構成する地板と、時刻目盛を有する文字板とを有
し、偏心重りを前記地板に隣接するように配置し、前記
地板及び文字板に偏心重りの一部を露出させるための貫
通孔を設けたことを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明における電子機器は、従来技術で確立さ
れている扁平ステータ型２極ステップモータを利用し、
扁平ステータ型２極ステップモータ構成するロータのロ
ータ軸に偏心重りを直接固着し、ロータを回転させるこ
とにより偏心重りを回転させ、偏心重りの重心の回転移
動に伴なう振動を発生させ、使用者に振動で報知できる
ようにしている。

【００１６】

【実施例】以下図面により本発明の一実施例を詳述す
る。図１は本発明の振動アラーム付電子機器の扁平ステ
ータ型２極ステップモータを構成するロータの平面図、
図２は図１の断面図を示す。

【００１７】３はロータ磁石、４はロータ軸、５は磁石
保持部材、２はその回転軸であるロータ軸４に対し偏心
した位置に重心を有する偏心重りで、偏心重り２、ロー
タ磁石３、ロータ軸４、磁石保持部材５よりロータ１が
構成されている。なお、２ａは偏心重り２に設けられた
印刷マーク、３ａはロータ磁石３に設けられた印刷マー
ク、５ａは磁石保持部材に設けられた切り欠きマークで
ある。

【００１８】上記ロータ１の組立手順を説明すると以下
のようになる。まず、偏心重り２がロータ軸４に直接固
着される。次にマーク３ａとマーク５ａが略一致するよ
うに、ロータ磁石３が磁石保持部材５に固着される。そ
して最後にマーク５ａとマーク２ａが略一致するように
ロータ軸４に磁石保持部材５を固着し、ロータ１が完成
している。

【００１９】次に上記ロータ１を使用した振動アラーム
付電子機器の一実施例について説明する。図３は本発明
の振動アラーム付電子機器が腕時計の場合の一実施例を
示す平面図、図４は図３の腕時計のモジュールを示す平
面図、図５、図６は図４の腕時計のモジュールの断面図
を示す。なお、以降、図面の同一要素には同一番号を付
して説明を省略する。

【００２０】１１は腕時計の外装、１１ａはスイッチ巻
真３１にネジ固定されているモード指定のボタン、１１
ｂ、１１ｃは時計の外装１１に組み込まれた操作ボタン
である。スイッチ巻真３１はスイッチバネ３２、モード
切替えレバー３３、モード躍制レバー３４、スイッチ巻
真戻しバネ３５、モード車３６と連動しており、ボタン
１１ａを１回押し込と、モード車３６が１歯分だけ回る
ようになっている。

【００２１】１２は時刻目盛１２ａを有する時計の文字
板で、文字板１２には、モードマーク１２ｃやアラーム
のオン・オフマーク１２ｄが印刷されている。１３は時
針、１４は分針、１５は秒針、１６はモード針で、図３
は、モード針が時刻モードを示し、時針１３と分針１４
と秒針１５を使って時刻を表示している状態を示してい
る。なお、図５、図６では、時針１３、分針１４、秒針
１５の断面部は省略し、表示していない。

【００２２】時針１３は筒車４９に、分針１４は２番車
４７に、秒針１５は４番車５５に、モード針１６はモー
ド車３６にそれぞれ押し込まれており、ボタン１１ａを
１回押し込毎に、モード車３６が１歯分だけ回転し、モ
ード車３６に押し込まれたモード針１６が次のモードを
示すようになり、各モードに応じて時針１３と分針１４
はアラーム時刻やカレンダーの月日等を示したり、秒針
１５はアラームのオン・オフ等を示すようになってい
る。

【００２３】１２ｂは文字板１２に設けられた見切り板
で、下受２２の止めネジ３７ａ、３７ｂを隠すと共に、
偏心重り２の一部を露出させるための貫通孔１２ｅが設
けられている。２２ａは下受２２に設けられた貫通孔
で、見切り板１２ｂと同様に偏心重り２の一部を露出さ
せるために設けられている。この結果、本実施例の振動
アラーム付電子機器１０は、完成腕時計状態で文字板１
２の一部から偏心重り２の一部が見えるようになってい
る。

【００２４】６はステータ、７は完成コイルで、ロータ
１と共に扁平ステータ型２極ステップモータ８を構成し
ている。本実施例の扁平ステータ型２極ステップモータ
８では、ステータ６としてはスリット６ａ、６ｂを有す
るスリットタイプのステータを使用し、偏心重り２の駆
動トルクの確保と磁気回路の磁束の飽和の防止の為、時
計用の扁平ステータ型２極ステップモータよりサイズも
大きく、略２倍の厚いステータ６やコイル巻芯７ａを採
用している。特に、厚いステータ６やコイル巻芯７ａの
プレス加工の容易化を図るため、本実施例ではステータ
６やコイル巻芯７ａをそれぞれ２枚重ねで構成した例を
示した。もちろん厚いままプレス加工し各１枚で構成し
ても良い。

【００２５】９は時計モジュール２０を構成する地板、
９ａ、９ｂは地板９に押し込まれたチューブ、２１は上
受で、チューブ９ａ、９ｂで上受２１、下受２２をガイ
ドし、上受２１と下受２２でロータ１のロータ軸４の軸
受けを行なっている。

【００２６】なお、本実施例では上受２１と下受２２で
ロータ１のロータ軸４の軸受けを行なっているが、上受
２１と地板９とでロータ１のロータ軸４の軸受けを行な
い、偏心重り２を地板９から露出したロータ軸４に固着
しても良い。

【００２７】ロータ１は、地板９を境として文字板１２
側に偏心重り２、文字板１２と反対側にロータ磁石３と
なるように配置され、下受２２に設けられた貫通孔２２
ａを介して偏心重り２の一部が見えるようにロータ軸４
を中心に回転できるようになっている。

【００２８】４１はステータ、４２は完成コイル、４３
はロータ、４３ａはロータ磁石であり、ステータ４１、
完成コイル４２、ロータ４３により時針１３と分針１４
の駆動用の扁平ステータ型２極ステップモータ４０を構
成している。

【００２９】４４、４５、４６は扁平ステータ型２極ス
テップモータ４０のロータ４３の回転を減速するための
輪列を構成する車で、前記２番車４７と噛み合ってお
り、分針１４を駆動している。４８は日の裏車で、前記
２番車４７と前記筒車４９と噛み合っており、時針１３
を駆動している。

【００３０】５１はステータ、５２は完成コイル、５３
はロータ、５３ａはロータ磁石であり、ステータ５１、
完成コイル５２、ロータ５３により秒針１５の駆動用の
扁平ステータ型２極ステップモータ５０を構成してい
る。

【００３１】５４は扁平ステータ型２極ステップモータ
５０のロータ５３の回転を減速するための車で、前記４
番車５６と噛み合っており、秒針１５を駆動している。
なお扁平ステータ型２極ステップモータ４０及び５０で
駆動される各輪列の各車のホゾは地板９と輪列受３０と
で保持されている。

【００３２】２３は回路基板で、ＩＣ２５、トランジス
タ２６、昇圧コイル２７、チップ抵抗２８、水晶振動子
２９等が実装され、３つの各扁平ステータ型２極ステッ
プモータ８、４０、５０を駆動している。なお、図示し
ていないが回路基板２３の上面にフレキシブルプリント
基板が熱圧着により電気的に接続されており、図示され
ていないフレキシブルプリント基板と扁平ステータ型２
極ステップモータ８の完成コイル７のコイル端子基板７
ｃと重ねてネジ３８ｂで固定することにより、回路基板
２３と完成コイル７のコイル端子基板７ｃとは電気的に
接続されている。

【００３３】２４は回路支持台、１８は扁平型電池、１
７は電池押えバネで、回路基板２３の上に回路支持台２
４が重ねられ、扁平型電池１８を回路支持台２４の完成
コイル７と断面的に重ならない電池収納部２４ａにの
せ、電池押えバネ１７と図示されていない電池受バネと
により扁平型電池１８から電源を回路基板２３に供給し
ている。１７ａ、１７ｂはボタン１１ｂ、１１ｃに連動
するスイッチバネで、電池押えバネ１７の一部を利用し
て構成され、回路基板２３のスイッチ入力手段として使
用される。こうして時計モジュール２０が構成されてい
る。

【００３４】以上のように、本実施例では、時計モジュ
ール２０を構成する地板９を境として文字板１２側に偏
心重り２、文字板１２と反対側にロータ磁石３を配置す
る構造となっている。従って、完成コイル７を除く扁平
ステータ型２極ステップモータ８の周辺のモジュール厚
は、時計用の扁平ステータ型２極ステップモータ４０、
５０よりサイズも大きく、略２倍の厚いステータ６やコ
イル巻芯７ａを採用しているにもかかわらず薄くできて
おり、完成コイル７と偏平型電池１８を断面的に重ねな
いように扁平ステータ型２極ステップモータ８の周辺に
偏平型電池１８を重ねることができ、薄型の時計モジュ
ールを構成している。

【００３５】次に時計モジュール２０の振動アラームの
動作について説明する。図３の状態で、ボタン１１ａを
１回、又は５回押し込むと、スイッチ巻真３１に連動し
てモード車３６が１歯、又は５歯分だけ回転し、モード
針１６が振動アラームモードを示す。

【００３６】振動アラームモードの切替えは、モード車
３６に連動する図示されていないモードスイッチ切り換
えバネと回路基板２３のパターンとの接触をＩＣ２５が
判定することによって行われ、ＩＣ２５は扁平ステータ
型２極ステップモータ４０に駆動信号を送り、アラーム
時刻まで時針１３、分針１４を早送りさせる。又、同時
にＩＣ２５は扁平ステータ型２極ステップモータ５０に
駆動信号を送り、秒針１５を文字板１２に印刷したアラ
ームのオン・オフマーク１２ｄまで早送りさせる。この
時、振動アラームがオフ状態であれば、オフマークの位
置で秒針１５を停止させ、オン状態であればオンマーク
の位置で秒針１５を停止させる。

【００３７】この状態で、ボタン１１ｂを押し込む毎
に、振動アラームのオン・オフの切替えが行われ、秒針
１５は早送されて現在の状態を示すアラームのオン・オ
フマーク１２ｄの位置を往復する。又、この状態でボタ
ン１１ａを引き出すと振動アラームの時刻の設定状態と
なる。ここでボタン１１ｂを押せば時針１３、分針１４
を正転送りでき、ボタン１１ｃを押せば時針１３、分針
１４を逆転送りできるようになっており、２つのボタン
１１ｂ、１１ｃを使って振動アラームの時刻の設定を行
う。振動アラームの時刻の設定が終了したらボタン１１
ａを押し込むと、振動アラームの時刻の設定が終了す
る。

【００３８】さて、振動アラームのオン状態でアラーム
時刻になると、扁平ステータ型２極ステップモータ８の
完成コイル７に駆動信号が送られロータ１が高速で回転
を始める。すなわち、偏心重り２が回転する為、偏心重
り２の重心の回転移動に伴なう振動が発生し、腕時計の
外装１１の振動によって使用者に報知できるようにして
いる。

【００３９】この時の消費電流を測定したところ、最適
駆動条件で駆動した場合の６０００ｒｐｍでのピーク電
流は、電源電圧３Ｖの時、８ｍＡであり、超音波モータ
ーを用いた振動アラームの１５％以下の消費電流で駆動
できる事が確認された。

【００４０】次に時計モジュール２０の有音アラームの
動作について説明する。図３の状態で、ボタン１１ａを
２回、又は６回押し込むと、スイッチ巻真３１に連動し
てモード車３６が２歯、又は６歯分だけ回転し、モード
針１６が有音アラームモードを示す。

【００４１】振動アラームモードの切替えは、振動アラ
ームモードの切替えと同様に、モード車３６に連動する
図示されていないモードスイッチ切り換えバネと回路基
板２３のパターンとの接触をＩＣ２５が判定することに
よって行われ、ＩＣ２５は扁平ステータ型２極ステップ
モータ４０に駆動信号を送り、アラーム時刻まで時針１
３、分針１４を早送りさせる。又、同時に、ＩＣ２５は
扁平ステータ型２極ステップモータ５０に駆動信号を送
り、秒針１５を文字板１２に印刷したアラームのオン・
オフマーク１２ｄまで早送りさせる。この時有音アラー
ムがオフ状態であればオフマークの位置で秒針１５を停
止させ、オン状態であればオンマークの位置で秒針１５
を停止させる。

【００４２】この状態で、ボタン１１ｂを押し込む毎
に、有音アラームのオン・オフの切替えが行われ、秒針
１５は早送されて現在の状態を示すアラームのオン・オ
フマーク１２ｄの位置を往復する。又、この状態でボタ
ン１１ａを引き出すと有音アラームの時刻の設定状態と
なる。ここでボタン１１ｂを押せば時針１３、分針１４
を正転送りでき、ボタン１１ｃを押せば時針１３、分針
１４を逆転送りできるようになっており、２つのボタン
１１ｂ、１１ｃを使って有音アラームの時刻の設定を行
う。有音アラームの時刻の設定が終了したらボタン１１
ａを押し込むと、有音アラームの時刻の設定が終了す
る。

【００４３】さて、有音アラームのオン状態でアラーム
時刻になると、トランジスタ２６を介して昇圧コイル２
７に駆動信号が送られ、図示されていない腕時計の裏蓋
に接着された圧電素子が励振することで裏蓋を屈曲振動
させ、音によってアラームを報知できるようにしてい
る。

【００４４】本実施例のロータ１は、偏心重り２の重心
の回転移動に伴なう振動を利用して使用者にアラームを
報知できるようにする為、通常時計用として使用される
扁平ステータ型２極ステップモータ４０、５０のロータ
と違い、どうしても重い偏心重り２を有するロータ１を
使用しなければならず、特に、ロータ１の起動に当たっ
ては重力の影響を考慮する必要がある。

【００４５】図７は重力の影響を調べるために行った本
発明の振動アラーム付電子機器１０と腕１９の関係を示
す外観図、図８は重力の影響を示す本発明の偏心重り２
の重心の静止位置と重力の鉛直方向とのなす角度とロー
タ１の起動性との関係図、図９は本発明のロータ１の回
転方向と偏心重り２の重心の静止位置との関係図であ
る。

【００４６】本実施例においては、振動アラーム付電子
機器１０は主に腕に装着した状態で使用される腕時計で
あり、携帯時にはいろいろな姿勢を取ることになる。し
かし、通常の携帯においては扁平ステータ型２極ステッ
プモータ８の起動に対しては重力の影響はほとんどな
く、使用者が通常の生活をしている場合、モータの起動
に対する重力の影響は少ないが、図７において本発明の
振動アラーム付電子機器１０の起動に影響を及ぼす最悪
の状態は、振動アラーム付電子機器１０を腕１９につけ
て、携帯者がランニングを行っている時である。この時
の腕１９を振ることによって生じる加速度は、おおよそ
３Ｈｚ、１．３Ｇ前後である事が確認されている。そこ
で、この腕１９の振りによって生じる加速度と重力加速
度との関係を調べた結果、腕１９の振り方向Ａと重力加
速度の方向Ｂとが略一致したときが一番起動性が悪くな
ることが確認された。

【００４７】そこで、図９のように、ロータ１の静止時
における偏心重り２の重心の位置２ｂからロータ軸４を
中心として偏心重り２の回転方向Ｃ、Ｄに沿って重力加
速度の方向Ｂまでの角度をθとし、該θを変化させて、
ロータ１の起動しない確率を実験で求めた結果、図８の
ようになった。

【００４８】図８から、起動しない確率が一番低い角
度、すなわち起動しやすい角度θは、０゜＜θ＜９０
゜、又は１８０゜＜θ＜２７０゜であることが確認され
た。特に、θが４５゜または２２５゜（＝４５゜＋１８
０゜）付近では確実に起動することが確認された。

【００４９】この起動しやすい状態を示したものが図９
である。図９（ａ）と 図９（ｂ）の組み合わせと、図
９（ｃ）と図９（ｄ）の組み合わせとは回転方向がＣと
Ｄという逆回転の関係にあり、図９（ａ）と図９
（ｂ）、図９（ｃ）と図９（ｄ）の関係は扁平ステータ
型２極ステップモータの特性で決定される関係にある。
これは、保持トルクによるロータ１の静止安定点が１８
０゜離れた位置に２ヵ所ある為で、駆動パルスの入力さ
れる毎に、偏心重り２が図９（ａ）から図９（ｂ）、図
９（ｂ）から図９（ａ）の位置に移動することを示して
いる。

【００５０】起動しやすい状態を、図９（ａ）を使って
解説すると次のようになる。つまり、偏心重り２の回転
方向がＣ（即ち、０゜＜θ＜９０゜）の時は、偏心重り
２は起動前から重力が回転方向と同じ向きにモーメント
として作用するため、起動しやすくなる。同様に、図９
（ｂ）で、偏心重り２の回転方向がＣ（即ち、１８０゜
＜θ＜２７０゜）となった時は、偏心重り２は起動前か
ら重力が回転方向とは逆向きにモーメントとして作用し
ているが、駆動パルスによってθ≦１８０゜の位置まで
偏心重り２を移動させることにより、その後の回転は重
力が回転方向と同じ向きにモーメントとして作用するた
め、起動できている。

【００５１】逆に起動しにくい状態を、図９（ａ）を使
って解説すると次のようになる。つまり、偏心重り２の
回転方向がＤ（即ち、回転方向Ｃと逆回転で、２７０゜
≦θ≦３６０゜）となった時は、偏心重り２は起動前か
ら重力が回転方向とは逆向きにモーメントとして作用し
ている状態で、駆動パルスによって偏心重り２を半回転
させるに等しい９０〜１８０゜回転させ、θ≦１８０゜
の位置まで偏心重り２を動かさなければ重力が回転方向
と同じ向きにモーメントとして作用しないため、起動し
にくくなっている。

【００５２】同様に、図９（ｂ）で、偏心重り２の回転
方向がＤ（即ち、回転方向Ｃと逆回転で、９０゜≦θ≦
１８０゜）となった時は、偏心重り２は起動前から重力
が回転方向と同じ向きにモーメントとして作用し、１パ
ルス目は起動する。しかし、２パルス目の時には１８０
゜反転し、上記記載の図９（ａ）の偏心重り２の回転方
向がＤ方向という全く同じ状態となり、θ≦１８０゜の
位置まで偏心重り２を動かさなければ重力が回転方向と
同じ向きにモーメントとして作用しないため、起動しに
くくなっている。

【００５３】図１０は本発明の扁平ステータ型２極ステ
ップモータとしてスリットタイプを使用した時のステー
タ６のスリット角度と偏心重り２のロータ軸４への組み
込み角度との関係を示す平面図である。

【００５４】図２と同様に、２ａは偏心重り２に設けら
れた印刷マーク、３ａ、３ｂはロータ磁石３に設けられ
た印刷マークで、特に３ａ、３ｂはロータ磁石３の磁極
の方向を示している。又、αはステータ６のスリット６
ａと重力加速度の方向Ｂとの角度、βはロータ軸４を中
心として偏心重り２の回転方向Ｃに沿って偏心重り２の
重心２ｂからロータ磁石３の磁極３ａまでの角度であ
る。

【００５５】一般に、スリットタイプの扁平ステータ型
２極ステップモータの保持トルクによるロータ１の静止
安定点は図１０のようにスリット６ａに対し略４５゜と
なるため、αとβの間には数１のような関係式が成立す
る。

【数１】α＋θ≒β＋４５゜

【００５６】ここで、ロータ１が確実に起動する角度
は、前述の如くθ≒４５゜であり、これを数１に入力す
ると、数１は数２のようになる。

【数２】α≒β

【００５７】すなわち、αとβが略同一角度となる様に
偏心重り２とロータ磁石３をロータ軸４に固着すれば良
いことになる。従って、あらかじめステータ６のスリッ
ト６ａと重力加速度の方向Ｂとの角度αを測定し、偏心
重り２の重心２ｂから回転方向Ｃに沿った角度βの偏心
重り２の一部に印刷マーク２ａを設けておき、ロータ磁
石３の磁極の方向を示す印刷マーク３ａと偏心重り２の
印刷マーク２ａを合わせて固着すれば、腕１９の振りの
加速度と重力加速度を同時に受けても起動性の良い振動
アラーム付電子機器１０を構成できる。

【００５８】マーク２ａは印刷に限らず、堀込みでも突
起でも良く、ステータ６のスリット６ａと重力の鉛直方
向Ｂとの角度αと同一角度となるように、偏心重り２の
角度βの一部の位置にマーク２ａをあらかじめ印刷や堀
込み等で印をつけて、ロータ磁石３のマーク３ａを合わ
せるようにロータ軸に組み込むだけで、腕１９の振りの
加速度と重力加速度を同時に受けても起動性の良い振動
アラーム付電子機器１０を構成できる。

【００５９】図１１は本発明の扁平ステータ型２極ステ
ップモータとして特公昭５９−１７６１３号公報に示さ
れるノッチタイプを使用した時のステータ５６のノッチ
角度と偏心重りのロータ軸への組み込み角度との関係を
示す平面図である。なお、γはステータ５６のノッチ５
６ａと重力加速度の方向Ｂとの角度である。

【００６０】一般に、ノッチタイプの扁平ステータ型２
極ステップモータの保持トルクによるロータ１の静止安
定点は、特公昭５９−１７６１３号公報に示される如
く、図１１のようにノッチ５６ａに対しおおよそ９０゜
となるため、γとβの間には数３のような関係式が成立
する。

【数３】γ＋θ≒β＋９０゜

【００６１】ここで、ロータ１が確実に起動する角度
は、前述の如くθ≒４５゜であり、これを数３に入力す
ると、数３は数４のようになる。

【数４】γ≒β＋４５゜

【００６２】すなわち、（γ−４５゜）とβが略同一角
度となる様に偏心重り２とロータ磁石３をロータ軸４に
固着すれば良いことになる。従って、あらかじめステー
タ５６のノッチ５６ａと重力加速度の方向Ｂとの角度γ
を測定し、偏心重り２の重心２ｂから回転方向Ｃに沿っ
た角度β（＝γ−４５゜）の位置に当たる偏心重り２の
一部に印刷マーク２ａを設けておき、ロータ磁石３の磁
極の方向を示す印刷マーク３ａと偏心重り２の印刷マー
ク２ａを合わせて固着すれば、腕１９の振りの加速度と
重力加速度を同時に受けても起動性の良い振動アラーム
付電子機器１０を構成できる。

【００６３】さて、図７を使って説明したように、本発
明の振動アラーム付電子機器１０の起動に影響を及ぼす
最悪の状態は、振動アラーム付電子機器１０を腕１９に
つけて、携帯者がランニングを行っている時であった。
この時は、図７のように腕１９に対し時計１０の文字板
１２の１２時方向が重力加速度の鉛直方向と略一致す
る。

【００６４】従って、扁平ステータ型２極ステップモー
タ８のステータ６のスリット６ａと時計１０の文字板１
２の中心から１２時方向との角度をαとし、αとβが略
同一角度となる様に偏心重り２とロータ磁石３をロータ
軸４に固着すれば、前述の如く腕１９の振りの加速度と
重力加速度を同時に受けても起動性の良い振動アラーム
付電子機器１０を構成できる。

【００６５】又、ノッチタイプの扁平ステータ型２極ス
テップモータのステータ５６のノッチ５６ａと時計１０
の文字板１２の中心から１２時方向との角度をγとし、
（γ−４５゜）とβが略同一角度となる様に偏心重り２
とロータ磁石３をロータ軸４に固着すれば、同様にして
ノッチタイプでも腕１９の振りの加速度と重力加速度を
同時に受けても起動性の良い振動アラーム付電子機器１
０を構成できる。

【００６６】次に上記ロータ１を使用した振動アラーム
付電子機器の他の実施例について説明する。図１２は本
発明の振動アラーム付電子機器が腕時計の場合の一実施
例を示す腕時計のモジュールの断面図、図１３はさらに
他の実施例を示す腕時計のモジュールの断面図である。

【００６７】６２、７２は図示されていない時刻目盛を
有する時計の文字板、６９、７９は時計モジュールを構
成する地板、６９ｂ、６９ｃは地板６９、７９に押し込
まれたチューブで、チューブ６９ｂ、６９ｃで上受２１
をガイドし、上受２１と地板６９、７９でロータ１のロ
ータ軸４の軸受けを行なっている。

【００６８】６２ａは文字板６２に設けられた貫通孔、
６９ａは地板６９に設けられた貫通孔で、偏心重り２の
一部を露出させるために設けられており、ロータ１の偏
心重り２を地板６９に隣接するように配置することによ
り、図１２の実施例では完成腕時計状態で文字板６２の
一部から偏心重り２の一部が見えるようになっている。
逆に、図１３は、偏心重り２の一部を露出させない実施
例となっている。

【００６９】６６、７６はステータ、６７、７７は完成
コイルで、ロータ１と共に扁平ステータ型２極ステップ
モータ６８、７８を構成している。本実施例の扁平ステ
ータ型２極ステップモータ６８、７８は、偏心重り２の
駆動トルクの確保と磁気回路の磁束の飽和の防止の為、
図４の実施例と同様にサイズの大きい、略２倍の厚いス
テータ６６、７６やコイル巻芯６７ａ、７７ａを採用し
ている。特に、厚いステータ６６、７６やコイル巻芯６
７ａ、７７ａのプレス加工の容易化を図るため、本実施
例でもステータ６６、７６やコイル巻芯６７ａ、７７ａ
をそれぞれ２枚重ねで構成した例を示した。もちろん厚
いままプレス加工し各１枚で構成しても良い。

【００７０】６３は回路基板で、図示されていないＩ
Ｃ、トランジスタ、昇圧コイル、チップ抵抗等が実装さ
れ、各扁平ステータ型２極ステップモータ６８、７８を
駆動している。６１は絶縁シート、６５は第２回路基板
で、第２回路基板６５と完成コイル６７のコイル端子基
板６７ｃとはネジ３８ｃで固定することにより、第２回
路基板６５と完成コイル６７のコイル端子基板６７ｃと
は電気的に接続されている。なお、図示していないが、
回路基板６３と第２回路基板６５とはフレキシブルプリ
ント基板により電気的に接続されており、扁平ステータ
型２極ステップモータ６８の完成コイル６７のコイル端
子基板６７ｃと回路基板６３とは電気的に接続されてい
る。

【００７１】一方、扁平ステータ型２極ステップモータ
７８の完成コイル７７の図示されていないコイル端子基
板と回路基板６３とは、扁平ステータ型２極ステップモ
ータ４０や５０で採用されている従来のコイル端子基板
と回路基板６３とを重ね合わせる方法により電気的に接
続されている。

【００７２】６４は回路支持台で、回路基板６３の上に
回路支持台６４が重ねられ、扁平型電池１８を回路支持
台６４の電池収納部にのせ、電池押えバネ１７と図示さ
れていない電池受バネとにより扁平型電池１８より電源
を回路基板６３に供給している。

【００７３】以上のように構成された振動アラームの動
作は、図４の時計モジュール２０と同様であり、振動ア
ラームのオン状態でアラーム時刻になると、扁平ステー
タ型２極ステップモータ６８、７８の完成コイル６７、
７７に駆動信号が送られ、ロータ１が高速で回転を始め
る。すなわち、偏心重り２が回転する為、偏心重り２の
重心２ａの回転移動に伴なう振動が発生し、腕時計の外
装１１の振動によってアラームを使用者に報知できるよ
うにしている。

【００７４】なお、本実施例では振動アラーム付電子機
器が腕時計の場合を示したが、カードタイプの振動アラ
ーム付ポケットベル等の小型の電子機器に応用できるこ
とは明らかである。

【００７５】

【発明の効果】上記の如く本発明によれば、加工技術の
習熟した従来技術を駆使できる扁平ステータ型２極ステ
ップモータを使って振動アラーム付電子機器を構成する
ことができ、且つ、ロータ軸に偏心重りを直接固着し、
扁平ステータ型２極ステップモータのロータを回転させ
ることにより偏心重りを回転させて振動を発生させてい
るため、ロータの回転耐久性があり、組立が容易で、消
費電力が小さく、安定して回転できる信頼性のある振動
アラーム付電子機器を提供することができる。

【００７６】又、本発明によれば、ロータの静止時にお
ける偏心重りの重心の位置を、ロータ軸を中心として偏
心重りの回転方向に沿って重力加速度の方向までの角度
をθとしたとき、０゜＜θ＜９０゜又は１８０゜＜θ＜
２７０゜となるように配置しているために腕を振る等の
加速度が加わった時にも、安定して起動、回転できる信
頼性のある振動アラーム付電子機器を提供することがで
きる。

【００７７】又、本発明によれば、ロータ軸を中心とし
て偏心重りの回転方向に沿って偏心重りの重心からロー
タ磁石の磁極までの角度をβとし、扁平ステータ型２極
ステップモータのステータのスリットと重力加速度の方
向との角度をαとしたとき、αとβが略同一角度となる
様に偏心重りとロータ磁石をロータ軸に固着することに
よって、腕の振りの加速度と重力加速度を同時に受けて
も起動性の良い振動アラーム付電子機器を提供すること
ができる。

【００７８】又、本発明によれば、あらかじめステータ
のスリットと重力加速度の方向との角度αを測定し、偏
心重りの重心から回転方向Ｃに沿った角度βの偏心重り
の一部にマークを設けておき、ロータ磁石の磁極の方向
を示すマークと偏心重りのマークを合わせて固着するだ
けで、腕の振りの加速度と重力加速度を同時に受けても
起動性の良い振動アラーム付電子機器を提供することが
できる。

【００７９】又、本発明によれば、振動アラーム付電子
機器の起動に影響を及ぼす最悪の状態は、振動アラーム
付電子機器を腕につけてランニングを行っている時で、
時計の文字板の１２時方向が重力加速度の方向と略一致
する為、ロータ軸を中心として偏心重りの回転方向に沿
って偏心重りの重心からロータ磁石の磁極までの角度を
βとし、扁平ステータ型２極ステップモータのステータ
のスリットと時計の文字板の中心から１２時方向との角
度をαとした時、αとβが略同一角度となる様に偏心重
りとロータ磁石をロータ軸に固着すれば、腕の振りの加
速度と重力加速度を同時に受けても起動性の良い振動ア
ラーム付電子機器を提供することができる。

【００８０】又、本発明によれば、時計モジュールを構
成する地板を境として文字板側に偏心重り、文字板と反
対側にロータ磁石を配置することにより、完成コイルを
除く扁平ステータ型２極ステップモータの周辺のモジュ
ール厚をおさえ、偏平型電池を重ねることができ、薄型
の時計モジュールを構成することができる。

【００８１】又、本発明によれば、偏心重りを時計モジ
ュールを構成する地板に隣接するように配置し、地板及
び文字板に偏心重りの一部を露出させるための貫通孔を
設けているため、偏心重りの重心の回転移動に伴なう振
動以外に偏心重りの回転を目視で知らせることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振動アラーム付電子機器の扁平ステー
タ型２極ステップモータを構成するロータの平面図であ
る。

【図２】図１の断面図である。

【図３】本発明の振動アラーム付電子機器が腕時計の場
合の平面図である。

【図４】図３の腕時計のモジュールを示す平面図であ
る。

【図５】図４の腕時計のモジュールの断面図である。

【図６】図４の腕時計のモジュールの断面図である。

【図７】本発明の振動アラーム付電子機器と腕の関係を
示す外観図である。

【図８】本発明の偏心重りの重心の静止位置と重力の鉛
直方向とのなす角度とロータの起動性との関係図であ
る。

【図９】本発明のロータの回転方向と偏心重りの重心の
静止位置との関係図である。

【図１０】本発明の扁平ステータ型２極ステップモータ
のステータのスリット角度と偏心重りのロータ軸への組
み込み角度との関係を示す平面図である。

【図１１】本発明の扁平ステータ型２極ステップモータ
のステータのノッチ角度と偏心重りのロータ軸への組み
込み角度との関係を示す平面図である。

【図１２】本発明の振動アラーム付電子機器が腕時計の
場合の他の実施例を示す腕時計のモジュールの断面図で
ある。

【図１３】本発明の振動アラーム付電子機器が腕時計の
場合の他の実施例はさらに他の実施例を示す腕時計のモ
ジュールの断面図である。

【符号の説明】

１ ロータ ２ 偏心重り ３ ロータ磁石 ４ ロータ軸 ６ ステータ ８ 扁平ステータ型２極ステップモータ ９ 地板 １０ 振動アラーム付電子機器 １２ 文字板 ２０ 時計モジュール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−120866（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−12990（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−29259（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−47693（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−107089（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−10087（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−61910（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G04G 1/00 312 G04C 23/00 H02K 7/065 H02P 8/02

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に対し偏心した位置に重心を有する
   偏心重りをモータで回転させて振動を発生させる振動ア
   ラーム付電子機器において、扁平ステータ型２極ステッ
   プモータを構成するロータのロータ軸に前記偏心重りを
   直接固着すると共に、該扁平ステータ型２極ステップモ
   ータのロータを回転させることにより前記偏心重りを回
   転させて振動を発生させることを特徴とする振動アラー
   ム付電子機器。
2. 【請求項２】 ロータの静止時における偏心重りの重心
   の位置は、ロータ軸を中心として偏心重りの回転方向に
   沿って携帯時における振動アラーム付電子機器が振られ
   る方向と重力加速度方向が略一致する最悪の方向までの
   角度をθとしたとき、０゜＜θ＜９０゜又は１８０゜＜
   θ＜２７０゜の位置になるように偏心重りを配置したこ
   とを特徴とする請求項１記載の振動アラーム付電子機
   器。
3. 【請求項３】 ロータ軸を中心として偏心重りの回転方
   向に沿って偏心重りの重心からロータ磁石の磁極までの
   角度をβとし、扁平ステータ型２極ステップモータのス
   テータのスリットと携帯時における振動アラーム付電子
   機器が振られる方向と重力加速度方向が略一致する最悪
   の方向との角度をαとしたとき、αとβが略同一角度と
   なる様に偏心重りとロータ磁石をロータ軸に固着したこ
   とを特徴とする請求項１記載の振動アラーム付電子機
   器。
4. 【請求項４】前記振動アラーム付電子機器が腕時計であ
   ることを特徴とする請求項１記載の振動アラーム付電子
   機器。
5. 【請求項５】 ロータ軸を中心として偏心重りの回転方
   向に沿って偏心重りの重心からロータ磁石の磁極までの
   角度をβとし、扁平ステータ型２極ステップモータのス
   テータのスリットと時計の文字板中心から１２時方向と
   の角度をαとした時、αとβが略同一角度となる様に偏
   心重りとロータ磁石をロータ軸に固着したことを特徴と
   する請求項４記載の振動アラーム付電子機器。
6. 【請求項６】振動アラーム付電子機器は時計モジュール
   を構成する地板と、時刻目盛を有する文字板とを有し、
   前記地板を境として文字板側に偏心重り、文字板と反対
   側にロータ磁石を配置したことを特徴とする請求項４記
   載の振動アラーム付電子機器。
7. 【請求項７】振動アラーム付電子機器は時計モジュール
   を構成する地板と、時刻目盛を有する文字板とを有し、
   偏心重りを前記地板に隣接するように配置し、前記地板
   及び文字板に偏心重りの一部を露出させるための貫通孔
   を設けたことを特徴とする請求項４記載の振動アラーム
   付電子機器。