JP3628442B2

JP3628442B2 - Step motor

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Publication number: JP3628442B2
Application number: JP17784896A
Authority: JP
Inventors: 則雄宮内
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1996-07-08
Filing date: 1996-07-08
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2016-07-08
Also published as: JPH1028367A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時計等の電子機器の駆動に使われるステップモータの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特に時計においては、針をステップ駆動するためにステップモータが使われているが、電池寿命を増大する、あるいは時計を小型化するために、該ステップモータにたいしてさらなる低消電化、あるいは小型化が切望されている。
【０００３】
まず、従来のステップモータの構造について説明する。図５に従来のステップモータを示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）の直線Ｅ−Ｅ断面図である。また、図７は保持トルクカーブと励磁トルクカーブを示す。図５に示す従来のステップモータ３０は、２極で直径がｄ０の永久磁石３７から成るロータ３１と、該ロータ３１が入る直径がＤ０のロータ穴３５を有し該ロータ３１に磁気結合する板状の２極のステータ３２と、該ステータ３２に２個のネジ３６によって固定されたコイル３３から成る。
【０００４】
さらに、前記ロータ穴３５は、図７に示す、１８０度毎に静的安定点７３、７４を有する保持トルクカーブ７０を発生させるために、直線Ｅ−Ｅに直角に、お互いに逆方向にずれた中心を有する２個の略半円３５ａ、３５ｂから構成されている。また、図５（ｂ）に示すように、前記ステータ３２の厚みｔは板全体において一定である。
【０００５】
図６は従来の他のステップモータを示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）の直線Ｆ−Ｆ断面図である。図６に示す従来のステップモータ４０は、２極で直径がｄ０の永久磁石３７から成るロータ３１と、該ロータ３１が入る直径がＤ０のロータ穴４５を有し該ロータ３１に磁気結合する板状の２極のステータ４２と、該ステータ４２に２個のネジ３６によって固定されたコイル３３から成る。
【０００６】
さらに、前記ロータ穴４５は、図７に示す、１８０度毎に静的安定点７３、７４を有する保持トルクカーブ７０を発生させるために、直線Ｆ−Ｆから約４５度で、ステータ４２の、お互いに対向した位置に形成された２個のノッチ４７を有している。図６（ｂ）に示すように、前記ステータ４２の厚みｔは板全体において一定である。
【０００７】
ここで、前記従来のステップモータの作用を図７を使って説明する。ステップモータ３０と４０の作用は同様なので、ステップモータ３０の作用について説明する。まず、ロータ３１は、保持トルクの静的安定点（図７に示す、０度の点７３あるいは１８０度の点７４）に静止している。ここで、図７に示す、励磁トルクカーブ７１あるいは７２で示される励磁トルクを発生する励磁電流を１秒毎に所定の時間コイル３３に印加すると、ロータ３１は、保持トルクカーブ７０の谷７５あるいは７６を乗り越えて右回りに回転し、１８０度回転したところで、もう１個の保持トルクの静的安定点（１８０度の点７４あるいは０度の点７３）に静止する。この操作を１秒毎に繰り返すことによって時計の針を運針させることができる。前記の説明により、ロータ３１は励磁トルクによって駆動されることによって保持トルクカーブ７０の谷７５あるいは７６を乗り越え回転できることから、励磁トルクカーブ７１、７２のトルクピーク値Ｔｅ１と保持トルクカーブ７０の谷７５、７６のトルクピーク値Ｔｄ１の比Ｔｅ１／Ｔｄ１を大きくすれば時計の針を容易に運針できることがわかる。
【０００８】
図８は従来のステップモータのトルクピーク値の永久磁石直径に対するカーブを示す。保持トルクピーク値カーブ８０と励磁トルクピーク値カーブ８１はロータ穴の直径がＤ０のときであり、保持トルクピーク値カーブ８０において永久磁石直径がｄ０からｄ１に大きくなると、座標点は８０ａから８０ｂに移動し、トルクピーク値はＴｄ１からＴｄ２に増加する。励磁トルクピーク値カーブ８１においては永久磁石直径がｄ０からｄ１に大きくなると、座標点は８１ａから８１ｂに移動し、トルクピーク値はＴｅ１からＴｅ２に増加する。
【０００９】
一方、保持トルクピーク値カーブ８２と励磁トルクピーク値カーブ８３はロータ穴の直径がＤ０より小さいＤ２のときであり、永久磁石直径はｄ０からｄ２に小さくなる。保持トルクピーク値カーブ８２において永久磁石直径がｄ２からｄ０に大きくなると、座標点は８２ａから８２ｂに移動し、トルクピーク値はＴｄ３からＴｄ４に増加する。励磁トルクピーク値カーブ８３においては永久磁石直径がｄ２からｄ０に大きくなると、座標点は８３ａから８３ｂに移動し、トルクピーク値はＴｅ１からＴｅ３に増加する。ここで、ロータ穴の直径Ｄ２の時の永久磁石直径ｄ２は、励磁トルクピーク値カーブ８３における永久磁石直径ｄ２でのトルクピーク値が励磁トルクピーク値カーブ８１における永久磁石直径ｄ０でのトルクピーク値Ｔｅ１になるように設定されている。
【００１０】
従来のステップモータでは、ロータの永久磁石直径はｄ０に、ロータ穴の直径はＤ０に設定されており、図７にも示すように、保持トルクピーク値はＴｄ１、励磁トルクピーク値はＴｅ１である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、励磁トルクピーク値は励磁電流と比例関係にあることから、ロータ穴の直径がＤ０の状態でロータの永久磁石径を大きくしていき、励磁トルクピーク値を増大させ励磁トルクピーク値の増大分に応じて該励磁電流をさげることによって低消費電力化を計ろうとすると以下に示す課題が生じる。つまり、図８に示す、保持トルクピーク値カーブ８０と励磁トルクピーク値カーブ８１のトルクピーク値の永久磁石直径による変化から分かるように、励磁トルクピーク値の増大に較べ、保持トルクピーク値の増大の方が大きいので、ロータの永久磁石直径がｄ０のときのＴｅ１とＴｄ１の比Ｔｅ１／Ｔｄ１に較べ、ロータの永久磁石直径がｄ１のときのＴｅ２とＴｄ２の比Ｔｅ２／Ｔｄ２は小さくなり、ロータの永久磁石直径をｄ０より大きいｄ１にしたことによって、励磁電流を下げられるどころか、上げて励磁トルクピーク値を大きくしないとロータを保持トルクの谷を越えて回転させることができなくなる。
【００１２】
そこで、ロータの永久磁石直径がｄ１のときの保持トルクピーク値Ｔｄ２を小さくするために、図５に示す従来のステップモータでは、保持トルクを決める、２個の略半円３５ａ、３５ｂの中心間のずれ量ｅ１、図６に示す従来のステップモータでは、保持トルクを決める、ノッチ４７の径ｅ２を小さくすることが考えられるが、それぞれ数μ、数十μの値なので、加工精度上、量産では対応できない。以上により、ロータの永久磁石直径をｄ０より大きいｄ１にすることによって、励磁トルクピーク値を大きくしても保持トルクピーク値を増大させない他の手段が必要となる。
【００１３】
永久磁石直径をｄ０からｄ２にすることによってステップモータを小型化しようとすると、図８において永久磁石直径がｄ２では、励磁トルクのピーク値Ｔｅ１と保持トルクピーク値Ｔｄ３の比Ｔｅ１／Ｔｄ３は、永久磁石直径がｄ０での励磁トルクのピーク値Ｔｅ１と保持トルクピーク値Ｔｄ１の比Ｔｅ１／Ｔｄ１に較べ小さくなるため励磁電流を大きくしない限りステップモータを正常に回転できず、ステップモータの小型化は困難である。
【００１４】
本発明は時計等の電子機器の駆動に使われるステップモータを低消電化あるいは小型化するための手段を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の要旨は、２極の永久磁石から成るロータと、
該ロータの中心と同一中心を持つ円からなる外周と中心をずらした２個の略半円からなる内周により囲まれた平面形状をなす薄肉の保持トルク部が形成され前記ロータと磁気結合する２極のステータと、該ステータに固定されたコイルとを有することを特徴とする。
また２極の永久磁石から成るロータと、該ロータの中心と同一中心を持つ円からなる外周と前記ロータの中心と同一中心を持つ円と２個の対向する位置に形成されたノッチからなる内周により囲まれた平面形状をなす薄肉の保持トルク部が形成され前記ロータと磁気結合する２極のステータと、該ステータに固定されたコイルとを有することを特徴とする。
また、前記保持トルク部は階段形状であることを特徴とする。
また、前記保持トルク部は傾斜断面形状であることを特徴とする。
また、前記保持トルク部はステータの厚み方向の中央付近に設けられることを特徴とする。
上記構成によって、例えば、ロータ穴の直径を小さくして励磁トルクピーク値を増大させても、保持トルク部の厚みを小さくして保持トルクピーク値は一定にできるので、励磁トルクピーク値の増大分に応じて励磁電流を小さくし、励磁電流の低消電化を達成できる。
また、励磁トルクピーク値が変わらないようにロータ穴の直径と永久磁石直径を小さくしていった時に、保持トルクピーク値は、保持トルク部の厚みを小さくすることによって一定にできるので、ステップモータは同じ励磁電流で駆動できることになり、消費電力を増大させることなくロータ穴の直径を小さくできることから、ステータも小型化でき、ステップモータを小型化ができる。
【００１６】
また、前記ステータは形状の異なるロータ穴を有する少なくとも２枚のステータ部材を重ね合わせることによって形成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記構成により前記ステータは形状の異なる少なくとも２枚のステータ部材を別々に加工するにより保持トルク部厚みを容易に精度よく出すことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のステップモータを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の直線Ａ−Ａ断面図である。図１により本発明の実施の形態を説明する。図１に示す本発明のステップモータ１は、２極で直径がｄ１の永久磁石８から成るロータ２と、以下で説明する保持トルクを生ぜしめる構造を含む保持トルク部５（略半円６ａ、６ｂと中心が６ｃの円６ｄに囲まれた斜線部）と該保持トルク部を除くヨーク部３ａから成り、該ロータ２が入るロータ穴６（直径Ｄ０）を有し該ロータ２に磁気結合する板状の２極のステータ３と、該ステータ３に２個のネジ７によって固定されたコイル４から成る。前記ロータ穴６は、図７に示す、１８０度毎に静的安定点７３、７４を有する保持トルクカーブ７０を発生させるために、直線Ａ−Ａに直角に、お互いに逆方向にずれた中心を有する２個の略半円６ａ、６ｂから構成され、真円（真円のときは保持トルクは生じない）からずれた保持トルクを生ぜしめる構造（図１（ａ）に示す保持トルク部５の内周に等しい）を形成している。
【００１９】
本実施形態の特徴は、図１（ｂ）に示すように内周が前記ロータ穴６の外周６ａ、６ｂで、外周が該ロータ穴６の中心（ロータ２の中心でもある）と同一である中心６ｃを持つ円６ｄ（半径は該６ｃと前記６ａあるいは６ｂとの間の最大距離となっている）となる保持トルク部５の厚みｔ０が、実験的に見たとき、永久磁石直径の比ｄ１／ｄ０が１．２のとき、ステータ３のヨーク部３ａの厚みｔに比べ、ｔ０／ｔが０．５と薄くなっていることである。なお、９ａ、９ｂはステータ３の接合部９のエッジであり、円６ｄの半径を６ｃと９ａあるいは６ｃと９ｂ間の距離の小さい方まで大きくできる。
【００２０】
図９は本発明のステップモータのトルクピーク値の永久磁石直径に対するカーブを示す。ただし、永久磁石直径がｄ０のときは、従来のステップモータのトルクピーク値であり、本発明のステップモータの座標点９１ｃの励磁トルクピーク値Ｔｅ４を除いて図８と同一になる。つまり、座標点９０ａ（９２ａ）は座標点８０ａ（図８図示）と同一で、保持トルクピーク値はＴｄ１、座標点９１ａは座標点８１ａと同一で、励磁トルクピーク値はＴｅ１、座標点９３ａは座標点８３ｂと同一で、励磁トルクピーク値はＴｅ３である。保持トルクピーク値カーブ９０と励磁トルクピーク値カーブ９１はロータ穴の直径がＤ０のときであり、保持トルクピーク値カーブ９０において永久磁石直径がｄ０からｄ１に大きくなると、座標点は９０ａから９０ｂに移動するがトルクピーク値はＴｄ１と変わらない。励磁トルクピーク値カーブ９１において永久磁石直径がｄ０からｄ１に大きくなると、座標点は９１ａから９１ｂに移動しトルクピーク値はＴｅ１からＴｅ２０に増加する。
【００２１】
一方、保持トルクピーク値カーブ９２と励磁トルクピーク値カーブ９３はロータ穴の直径がＤ０より小さいＤ２のときであり、保持トルクピーク値カーブ９２において永久磁石直径がｄ２からｄ０に大きくなると、座標点は９２ｂから９２ａに移動するが、トルクピーク値はＴｄ１と変わらないように保持トルク部の厚みｔ０は設定されている。励磁トルクピーク値カーブ９３においては、永久磁石直径がｄ２のときのトルクピーク値がロータ穴の直径がＤ０で永久磁石の直径がｄ０のときのトルクピーク値Ｔｅ１となるように、永久磁石直径はｄ２に設定され、永久磁石直径がｄ２からｄ０に大きくなると、座標点は９３ｂから９３ａに移動し、トルクピーク値はＴｅ１からＴｅ３に増加する。
【００２２】
次に、図１、図９を使って、永久磁石直径がｄ１である、本発明のステップモータの作用について説明する。永久磁石直径を大きくしていくときに前記保持トルク部５の厚みｔ０（永久磁石直径がｄ０のときは、該保持トルク部５の厚みｔ０はヨーク部の厚みｔである）を小さくしていくことによって、保持トルクピーク値カーブを一定の保持トルクピーク値カーブ９０にできる。これは、保持トルク部５の厚みｔ０を小さくし、保持トルク部５を永久磁石８の磁束で磁気飽和させ、保持トルク部５の保持トルクへの寄与を減小させたためである。よって、永久磁石直径をｄ１と大きくしても保持トルクピーク値は永久磁石直径がｄ０のときとかわらずＴｄ１となるので、保持トルクカーブもほぼ、図７に示す保持トルクカーブ７０にできる。
【００２３】
一方、励磁トルクピーク値は永久磁石直径をｄ０からｄ１へ大きくしていくと励磁トルクピーク値カーブ９１を描き、励磁トルクピーク値はＴｅ１からＴｅ２０（図８で示すＴｅ２にほぼ等しい）に増大する。ここで、励磁トルクピーク値は励磁電流に比例するので励磁トルクピーク値Ｔｅ２０を発生するときの励磁電流をＴｅ１／Ｔｅ２０に小さくすると該励磁電流での励磁トルクピーク値は励磁トルクピーク値Ｔｅ１になる。よって、励磁トルクカーブもほぼ、図７に示す励磁トルクカーブ７１、７２になるので、従来のステップモータと同じようにロータを回転できる。
【００２４】
さらに、図９を使って、永久磁石直径がｄ０である本発明のステップモータの作用について説明する。保持トルク部５の厚みｔ０を、保持トルク部が永久磁石８の磁束で磁気飽和する寸前になるように設定すると、保持トルクピーク値を座標点９０ａあるいは９２ａで示すＴｄ１のままに保てる。一方、保持トルク部５の存在により、永久磁石８とコイル４間の磁気結合が等価的に増大されることによって、励磁トルクピーク値はＴｅ１より大きい座標９１ｃで示すＴｅ４となる。よって、Ｔｅ１／Ｔｅ４に励磁電流を小さくすることによって励磁トルクピーク値を座標点９１ａで示す励磁トルクピーク値Ｔｅ１に設定できる。よって、保持トルクカーブと励磁トルクカーブはそれぞれほぼ、図７に示す保持トルクカーブ７０と励磁トルクカーブ７１、７２になるので、従来のステップモータと同じようにロータを回転できる。
【００２５】
よって、前記の説明により永久磁石直径ｄ１の本発明のステップモータでは永久磁石直径ｄ０の従来のステップモータに較べＴｅ１／Ｔｅ２０、永久磁石直径ｄ０の本発明のステップモータでは永久磁石直径ｄ０の従来のステップモータに較べＴｅ１／Ｔｅ４に励磁電流の低消電化を達成できることがわかる。
【００２６】
次に、ロータ穴の直径をＤ０からＤ２にすることによる本発明のステップモータの小型化について図９を使って説明する。本発明のステップモータの保持トルクピーク値カーブ９２は永久磁石直径をｄ０からｄ２に変えても変わらなくなり、また励磁トルクピーク値カーブ９３は、図８の励磁トルクピーク値カーブ８３とほぼ同じになるので、永久磁石の直径ｄ２のときの励磁トルクピーク値と保持トルクピーク値の比は永久磁石の直径ｄ０のときのＴｅ１／Ｔｄ１と変わらなくなり、本発明のステップモータを従来のステップモータと同じ励磁電流で駆動できることが分かる。
【００２７】
上記の説明によりステップモータの消費電力を増大させることなくロータ穴の直径をＤ２に小さくできることから、ステータも小型化でき、ステップモータを小型化ができることがわかる。
【００２８】
つぎに、本発明のステップモータのステータの加工方法を説明する。図３はステップモータ１の加工手順図である。ステータブランク２０（図３（ａ））に対して図３（ｂ）のように、ステータブランク２０にダミー穴２１とスリット２２とネジ穴２１ａを入れる。次に、図３（ｃ）に示すように非磁性のロウ材２３でスリット２２の両端を接合する（接合部２３ａ）。次に、図３（ｄ）に示すように、外形が図３（ｅ）に示す保持トルク部５の外形になる薄部２４をプレス加工する。最後に、図３（ｅ）に示すように、ロータ穴６をシェービング加工によるプレス抜きをして、保持トルク部５を加工しステータ３を完成する。
【００２９】
図２は本発明の他の実施形態によるステップモータを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の直線Ｂ−Ｂ断面図である。図２により本発明の実施の形態を説明する。平面図（ａ）に示す本発明のステップモータ１０は、２極で直径がｄ１の永久磁石８から成るロータ２と、以下で説明する保持トルクを生ぜしめる構造を含む保持トルク部１４（中心が６ｃの円１５ａと円１５ｃに囲まれた斜線部）と該保持トルク部を除くヨーク部１２ａから成り、該ロータ２が入るロータ穴１５（直径Ｄ０）を有し該ロータ２に磁気結合する板状の２極のステータ１２と該ステータ１２に２個のネジ７によって固定されたコイル４から成るステップモータであり、前記ロータ穴１５は、図７に示す、１８０度毎に静的安定点７３、７４を有する保持トルクカーブ７０を発生させるために、直線Ｂ−Ｂから約４５度で、お互いに対向した位置に形成された２個のノッチ１７から構成され、真円（真円のときは保持トルクは生じない）からずれた保持トルクを生ぜしめる構造（２個のノッチからなる）を形成している。
【００３０】
図２（ａ）の斜線部で示される、内周が前記ロータ穴１５の外周１５ａで、外周が該ロータ穴１５の中心（ロータ２の中心でもある）と同一である中心６ｃを持つ円１５ｃ（ノッチ１７に接した円となっている）となる保持トルク部１４の厚みｔ０は、永久磁石直径の比ｄ１／ｄ０が１．２の時、図２（ｂ）に示すようにステータ１２のヨーク部１２ａの厚みｔに比べ、ｔ０／ｔが０．５と薄くなっている。なお、図２（ａ）に示す９１はステータ１２の狭部であり、９１ａ、９１ｂは該狭部９１のエッジであり、円１５ｃの半径は６ｃと９１ａあるいは６ｃと９１ｂ間の距離の小さい方まで大きくできる。また、円１５ｃはノッチ１７が該円１５ｃの円周近傍の内側になるようにとればよい。
【００３１】
本発明のステップモータ１０のステータの加工方法は、ステップモータ１のステータの加工方法と図３（ｂ）、（ｃ）に示すスリット加工、スリット溶接加工がないことと、図３（ｅ）に示す２個の略半円６ａ、６ｂの構成が２個のノッチ１７になること以外は同様なので説明を省略する。図９における作用はステップモータ１と同様なので説明を省略する。
【００３２】
図４はさらに本発明の他の実施形態によるステップモータを示し、（ａ）、（ｂ）はステータを形成するための形状の異なるステータ部材の平面図、（ｃ）はステップモータの平面図、（ｄ）は（ｃ）の直線Ｃ−Ｃ断面図である。図４により、ステータが形状の異なる２枚のステータ部材を重ね合わせられて形成されている、本発明のステップモータの実施の形態を説明する。図４（ｃ）に示す本発明のステップモータ１１１は、２極で直径がｄ１の永久磁石８から成るロータ２と、以下で説明する保持トルクを生ぜしめる構造を含む保持トルク部１１５と該保持トルク部を除くヨーク部１１３ａと１１３ｂから成り、該ロータ２が入る直径がＤ０のロータ穴１１６を有し該ロータ２に磁気結合する板状の２極のステータ１１３と、該ステータ１１３に２個のネジ７によって固定されたコイル４から成る。前記ロータ穴１１６は、図７に示す、１８０度毎に静的安定点７３、７４を有する保持トルクカーブ７０を発生させるために、直線Ｃ−Ｃに直角に、お互いに逆方向にずれた中心を有する２個の略半円１１６ａ、１１６ｂから構成され、真円（真円のときは保持トルクは生じない）からずれた保持トルクを生ぜしめる構造（図４（ｃ）に示す保持トルク部１１５の内周に等しい）を形成している。
【００３３】
図４（ｄ）に示すように、ステータ１１３は厚みがｔ１であるステータ部材２６と厚みがｔ０であるステータ部材２８を積層したものであり、図４（ｃ）の斜線部で示される、内周が前記ロータ穴１１６の外周１１６ａ、１１６ｂで、外周が該ロータ穴１１６の中心（ロータ２の中心でもある）である中心６ｃを持つ円１１６ｄとなる保持トルク部１１５の厚みｔ０は、図４（ｄ）に示すように、永久磁石直径の比ｄ１／ｄ０が１．２の時、ステータ１１３のヨーク部１１３ａ、１１３ｂの厚みｔに比べ、ｔ０／ｔが０．５と薄くなる。つぎに、ステータ部材２６、２８を使った本発明のステップモータの加工、組立方法を説明する。
【００３４】
図４（ａ）はステータ部材２６であり、保持トルク部１１５の外周の円１１６ｄとなるロータ用の穴２５を有しており、図４（ｂ）はステータ部材２８であり、保持トルク部１１５の内周となる直線Ｃ−Ｃに直角に、お互いに逆方向にずれた中心を有する２個の略半円２７ａ、２７ｂからなるロータ用の穴２７がシェービングプレス抜きされている。次に図４（ｃ）に示すようにステータ部材２６とステータ部材２８をロータ用の穴２５の中心２５ｂと２７の中心２７ｄをあわせて重ね合わせることによってロータ穴１１６と保持トルク部１１５を有するステータ１１３を組み立て、ロータ穴１１６にロータ２を設置し、ネジ７によりコイル４を該ステータ１１３に固定することによってステップモータ１１１が完成する。前記ステータの加工方法により保持トルク部１１５の厚みｔ０を容易に精度よく出すことができる。図９における作用はステップモータ１と同様なので説明を省略する。
【００３５】
図１０は本発明の他の実施形態によるステップモータの断面図である。図１（ｂ）と、図２（ｂ）および図４（ｄ）において、保持トルク部をステータの厚み方向の片側に設けているが、図１０の断面図に示す保持トルク部５０のように、厚み方向の中央付近に設けてもよい。
【００３６】
図１１は本発明の他の実施形態によるステップモータの断面図である。図１（ｂ）、図２（ｂ）および図４（ｄ）において、保持トルク部の断面形状は階段形状であるが、図１１の断面図に示す保持トルク部５１のように、厚みがｔ０からｔまで連続して増加する傾斜断面形状でもよい。
【００３７】
図１２は本発明の他の実施形態によるステップモータの断面図である。図４（ｄ）において、保持トルク部１１５は２枚のステータ部材２６、２８を重ね合わせて形成しているが、図１２の断面図に示す保持トルク部５２のように、３枚のステータ部材５３、５４、５５を重ね合わせて形成してもよい。
【００３８】
図１３はさらに本発明の他の実施形態によるステップモータを示し、（ａ）はステップモータの平面図、（ｂ）は（ａ）の直線Ｄ−Ｄ断面図である。図１３により、ステータが形状の異なる２枚のステータ部材を重ね合わせられて形成されている、本発明のステップモータの実施の形態を説明する。図１３（ａ）に示す本発明のステップモータ２１１は、２極で直径がｄ１の永久磁石８から成るロータ２と、以下で説明する保持トルクを生ぜしめる構造を含む保持トルク部２１５と該保持トルク部を除くヨーク部２１３ａと２１３ｂから成り、該ロータ２が入る直径がＤ０のロータ穴２１６を有し該ロータ２に磁気結合する板状の２極のステータ２１３と、該ステータ２１３に２個のネジ７によって固定されたコイル４から成る。前記ロータ穴２１６は、図７に示す、１８０度毎に静的安定点７３、７４を有する保持トルクカーブ７０を発生させるために、直線Ｄ−Ｄに直角に、お互いに逆方向にずれた中心を有する２個の略半円２１６ａ、２１６ｂから構成され、真円（真円のときは保持トルクは生じない）からずれた保持トルクを生ぜしめる構造（図１３（ａ）に示す保持トルク部２１５の内周に等しい）を有している。ここで、図１３に示すステップモータは図４に示すステップモータに対し、次に示す点で異なる。つまり、図１３に示すステータ２１３のロータ穴２１６は、直径がＤ０の円と半径が該円の半径より大きい２個の略半円２１６ａ、２１６ｂから構成されているのに対し、一方、図４に示すステータ１１３のロータ穴１１６は、円１１６ｄと半径が該円の半径より小さい２個の略半円１１６ａ、１１６ｂから構成されている点である。
【００３９】
図１３（ｂ）に示すように、ステータ２１３は厚みがｔ１であるステータ部材２２１と厚みがｔ０であるステータ部材２２０を積層したものであり、図１３（ａ）の斜線部で示される、内周が前記ロータ穴２１６の外周２１６ａ、２１６ｂで、外周が該ロータ穴２１６の中心（ロータ２の中心でもある）である中心６ｃを持つ円２１６ｄとなる保持トルク部２１５の厚みｔ０は、図１３（ｂ）に示すように、永久磁石直径の比ｄ１／ｄ０が１．２の時、ステータ２１３のヨーク部２１３ａ、２１３ｂの厚みｔに比べ、ｔ０／ｔが０．５と薄くなる。
【００４０】
図１４は本発明の他の実施形態によるステップモータのステータのノッチを形成された一部の斜視図を示し、ステータ３１３の斜線部で示される保持トルク部３１６は、内周がロータ穴３１５の外周３１５ａで、外周が該ロータ穴３１５の中心と同一である中心６ｃを持つ円３１５ｃ（ノッチ３１４に接した円となっている）となっており、深さｔ０のノッチ３１４がステータ３１３に形成されている。ここで、もう１個のノッチが中心６ｃに対してノッチ３１４の対称位置に形成されている。
【００４１】
【発明の効果】
上記の説明からわかるように、特許請求項１、２、３に記載の本発明によれば、時計等の電子機器の駆動に使われるステップモータを低消電化でき、電池の寿命をのばすことができる効果があることがわかる。あるいは、該ステップモータを小型化できる効果があることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステップモータの平面図、断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態によるステップモータの平面図、断面図である。
【図３】本発明のステップモータの加工手順図である。
【図４】本発明の他の実施形態によるステップモータの加工手順図、平面図と断面図である。
【図５】従来のステップモータの平面図、断面図である。
【図６】従来の他のステップモータの平面図、断面図である。
【図７】ステップモータのトルクカーブである。
【図８】従来のステップモータのトルクピーク値の永久磁石直径に対するカーブである。
【図９】本発明のステップモータのトルクピーク値の永久磁石直径に対するカーブである。
【図１０】本発明の他の実施形態によるステップモータの断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態によるステップモータの断面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態によるステップモータの断面図である。
【図１３】本発明の他の実施形態によるステップモータの平面図、断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態によるステップモータのステータのノッチを形成された一部の斜視図である。
【符号の説明】
１１０３０４０１１１ステップモータ
２３１ロータ
３１２３２４２１１３２１３３１３ステータ
４３３コイル
５１４５０５１５２１１５２１５３１６保持トルク部
３ａ１２ａ１１３ａヨーク部
２６２８５３５４５５２２０２２１ステータ部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a step motor used for driving an electronic device such as a timepiece.
[0002]
[Prior art]
In particular, in a timepiece, a step motor is used to step-drive the hands. However, in order to increase the battery life or reduce the size of the timepiece, further reduction in power consumption or downsizing of the step motor is desired. Has been.
[0003]
First, the structure of a conventional step motor will be described. FIG. 5 shows a conventional step motor, where (a) is a plan view thereof and (b) is a sectional view taken along line EE of (a). FIG. 7 shows a holding torque curve and an excitation torque curve. A conventional step motor 30 shown in FIG. 5 has a rotor 31 composed of a permanent magnet 37 having two poles and a diameter d0, and a rotor hole 35 having a diameter D0 into which the rotor 31 enters, and a plate that is magnetically coupled to the rotor 31. And a coil 33 fixed to the stator 32 by two screws 36.
[0004]
Further, the rotor hole 35 is displaced in a direction opposite to each other at right angles to the straight line EE in order to generate a holding torque curve 70 having static stable points 73 and 74 every 180 degrees as shown in FIG. It is composed of two substantially semicircles 35a and 35b having a center. Further, as shown in FIG. 5B, the thickness t of the stator 32 is constant throughout the plate.
[0005]
6A and 6B show another conventional step motor, in which FIG. 6A is a plan view thereof, and FIG. 6B is a sectional view taken along line FF in FIG. A conventional step motor 40 shown in FIG. 6 has a rotor 31 composed of a permanent magnet 37 having two poles and a diameter d0, and a rotor hole 45 having a diameter D0 into which the rotor 31 is inserted, and a plate that is magnetically coupled to the rotor 31. And a coil 33 fixed to the stator 42 by two screws 36.
[0006]
Further, the rotor hole 45 is approximately 45 degrees from the straight line FF to generate a holding torque curve 70 having static stable points 73 and 74 every 180 degrees shown in FIG. It has two notches 47 formed at positions facing each other. As shown in FIG. 6B, the thickness t of the stator 42 is constant throughout the plate.
[0007]
Here, the operation of the conventional step motor will be described with reference to FIG. Since the operations of the step motors 30 and 40 are the same, the operation of the step motor 30 will be described. First, the rotor 31 is stationary at a static stable point (0 point 73 or 180 degree point 74 shown in FIG. 7) of the holding torque. Here, when an excitation current for generating the excitation torque indicated by the excitation torque curve 71 or 72 shown in FIG. 7 is applied to the coil 33 for a predetermined time every second, the rotor 31 causes the trough 75 or the holding torque curve 70 to appear. After passing 76 and rotating clockwise, and rotating 180 degrees, it stops at another static stable point of holding torque (point 74 of 180 degrees or point 73 of 0 degrees). By repeating this operation every second, the clock hand can be moved. As described above, since the rotor 31 can be driven by the excitation torque to rotate over the valley 75 or 76 of the holding torque curve 70, the torque peak value Te1 of the excitation torque curves 71 and 72 and the valley 75 of the holding torque curve 70 can be obtained. , 76 can be easily moved by increasing the ratio Te1 / Td1 of the torque peak value Td1.
[0008]
FIG. 8 shows a curve of a torque peak value of a conventional step motor with respect to a permanent magnet diameter. The holding torque peak value curve 80 and the excitation torque peak value curve 81 are obtained when the diameter of the rotor hole is D0. When the permanent magnet diameter increases from d0 to d1 in the holding torque peak value curve 80, the coordinate point is changed from 80a to 80b. The torque peak value increases from Td1 to Td2. In the excitation torque peak value curve 81, when the permanent magnet diameter increases from d0 to d1, the coordinate point moves from 81a to 81b, and the torque peak value increases from Te1 to Te2.
[0009]
On the other hand, the holding torque peak value curve 82 and the excitation torque peak value curve 83 are when the diameter of the rotor hole is D2, which is smaller than D0, and the permanent magnet diameter decreases from d0 to d2. When the permanent magnet diameter increases from d2 to d0 in the holding torque peak value curve 82, the coordinate point moves from 82a to 82b, and the torque peak value increases from Td3 to Td4. In the excitation torque peak value curve 83, when the permanent magnet diameter increases from d2 to d0, the coordinate point moves from 83a to 83b, and the torque peak value increases from Te1 to Te3. Here, the permanent magnet diameter d2 at the rotor hole diameter D2 is such that the torque peak value at the permanent magnet diameter d2 in the excitation torque peak value curve 83 is the torque peak value at the permanent magnet diameter d0 in the excitation torque peak value curve 81. It is set to be Te1.
[0010]
In the conventional step motor, the rotor permanent magnet diameter is set to d0, and the rotor hole diameter is set to D0. As shown in FIG. 7, the holding torque peak value is Td1, and the excitation torque peak value is Te1. .
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Here, since the excitation torque peak value is proportional to the excitation current, the permanent magnet diameter of the rotor is increased while the rotor hole diameter is D0, and the excitation torque peak value is increased by increasing the excitation torque peak value. If an attempt is made to reduce the power consumption by reducing the excitation current according to the increase, the following problems arise. That is, as can be seen from the change of the torque peak values of the holding torque peak value curve 80 and the excitation torque peak value curve 81 shown in FIG. 8 due to the permanent magnet diameter, the increase of the holding torque peak value is larger than the increase of the excitation torque peak value. Is larger than the ratio Te1 / Td1 of Te1 and Td1 when the permanent magnet diameter of the rotor is d0, the ratio Te2 / Td2 of Te2 and Td2 when the permanent magnet diameter of the rotor is d1 is smaller. By setting the permanent magnet diameter to d1, which is larger than d0, the excitation current can be lowered, but the rotor cannot be rotated beyond the valley of the holding torque unless the excitation torque peak value is increased by increasing it.
[0012]
Therefore, in order to reduce the holding torque peak value Td2 when the permanent magnet diameter of the rotor is d1, in the conventional step motor shown in FIG. 5, the holding torque is determined between the centers of the two substantially semicircles 35a and 35b. In the conventional stepping motor shown in FIG. 6, it is conceivable to reduce the diameter e2 of the notch 47, which determines the holding torque. Can not cope. As described above, by setting the permanent magnet diameter of the rotor to d1, which is larger than d0, another means is required that does not increase the holding torque peak value even if the excitation torque peak value is increased.
[0013]
If the stepper motor is to be reduced in size by changing the permanent magnet diameter from d0 to d2, the ratio Te1 / Td3 of the excitation torque peak value Te1 and the holding torque peak value Td3 in the permanent magnet diameter d2 in FIG. Since the magnet torque is smaller than the ratio Te1 / Td1 of the excitation torque peak value Te1 and holding torque peak value Td1 at d0, the step motor cannot be rotated normally unless the excitation current is increased, and it is difficult to reduce the size of the step motor. It is.
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide means for reducing or reducing the power consumption of a step motor used for driving an electronic device such as a timepiece.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the gist of the present invention is a rotor composed of a permanent magnet having two poles,
A thin holding torque portion having a planar shape surrounded by an outer periphery composed of a circle having the same center as the center of the rotor and an inner periphery composed of two substantially semicircles shifted from the center is formed.It has a two-pole stator magnetically coupled to the rotor, and a coil fixed to the stator.
A rotor composed of two-pole permanent magnets;A thin wall having a planar shape surrounded by an outer periphery composed of a circle having the same center as the center of the rotor, a circle having the same center as the center of the rotor and an inner periphery composed of notches formed at two opposing positions. A holding torque part is formedIt has a two-pole stator magnetically coupled to the rotor, and a coil fixed to the stator.
Further, the holding torque portion has a step shape.
Further, the holding torque portion has an inclined cross-sectional shape.
Further, the holding torque portion is provided near the center in the thickness direction of the stator.
With the above configuration, for example, even if the excitation torque peak value is increased by reducing the diameter of the rotor hole, the holding torque peak value can be made constant by reducing the thickness of the holding torque portion. Accordingly, the excitation current can be reduced to reduce the excitation current.
In addition, when the rotor hole diameter and permanent magnet diameter are reduced so that the excitation torque peak value does not change, the holding torque peak value can be made constant by reducing the thickness of the holding torque portion. Can be driven with the same exciting current, and the diameter of the rotor hole can be reduced without increasing the power consumption. Therefore, the stator can be reduced in size, and the step motor can be reduced in size.
[0016]
In addition, the stator has a low-profile shape.HoleIt is formed by superposing at least two stator members having
[0017]
With the above configuration, the holding torque portion thickness can be easily and accurately obtained by separately processing at least two stator members having different shapes.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1A and 1B show a step motor of the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a sectional view taken along line AA in FIG. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The step motor 1 of the present invention shown in FIG. 1 includes a rotor 2 composed of a permanent magnet 8 having two poles and a diameter d1, and a holding torque portion 5 (substantially semicircle 6a, 6b and a hatched portion surrounded by a circle 6d whose center is 6c) and a yoke portion 3a excluding the holding torque portion, and has a rotor hole 6 (diameter D0) into which the rotor 2 enters and is magnetically coupled to the rotor 2. It consists of a plate-shaped two-pole stator 3 and a coil 4 fixed to the stator 3 with two screws 7. The rotor hole 6 is centered at a right angle to the straight line AA and opposite to each other in order to generate a holding torque curve 70 having static stable points 73 and 74 every 180 degrees as shown in FIG. A structure (a holding torque portion 5 shown in FIG. 1 (a)) that generates a holding torque that is deviated from a perfect circle (a holding torque is not generated when it is a perfect circle). Is equal to the inner circumference of
[0019]
The feature of this embodiment is that the inner periphery is the outer periphery 6a, 6b of the rotor hole 6 and the outer periphery is the same as the center of the rotor hole 6 (which is also the center of the rotor 2) as shown in FIG. When the thickness t0 of the holding torque portion 5 that is a circle 6d having a center 6c (the radius is the maximum distance between the 6c and the 6a or 6b) is experimentally seen, the ratio of the permanent magnet diameter When d1 / d0 is 1.2, t0 / t is 0.5, which is thinner than the thickness t of the yoke portion 3a of the stator 3. 9a and 9b are edges of the joint portion 9 of the stator 3, and the radius of the circle 6d can be increased to the smaller distance between 6c and 9a or the distance between 6c and 9b.
[0020]
FIG. 9 shows a curve of the torque peak value of the step motor of the present invention with respect to the permanent magnet diameter. However, when the permanent magnet diameter is d0, the torque peak value of the conventional step motor is the same as in FIG. 8 except for the excitation torque peak value Te4 at the coordinate point 91c of the step motor of the present invention. That is, the coordinate point 90a (92a) is the same as the coordinate point 80a (shown in FIG. 8), the holding torque peak value is Td1, the coordinate point 91a is the same as the coordinate point 81a, the excitation torque peak value is Te1, and the coordinate point 93a is It is the same as the coordinate point 83b, and the excitation torque peak value is Te3. The holding torque peak value curve 90 and the excitation torque peak value curve 91 are when the diameter of the rotor hole is D0. When the permanent magnet diameter increases from d0 to d1 in the holding torque peak value curve 90, the coordinate point is changed from 90a to 90b. Although it moves, the torque peak value is not different from Td1. When the permanent magnet diameter increases from d0 to d1 in the excitation torque peak value curve 91, the coordinate point moves from 91a to 91b and the torque peak value increases from Te1 to Te20.
[0021]
On the other hand, the holding torque peak value curve 92 and the excitation torque peak value curve 93 are when the diameter of the rotor hole is D2, which is smaller than D0. When the permanent magnet diameter increases from d2 to d0 in the holding torque peak value curve 92, the coordinate point Moves from 92b to 92a, but the thickness t0 of the holding torque portion is set so that the torque peak value does not change from Td1. In the excitation torque peak value curve 93, the permanent magnet diameter is such that the torque peak value when the permanent magnet diameter is d2 is the torque peak value Te1 when the rotor hole diameter is D0 and the permanent magnet diameter is d0. When d2 is set and the permanent magnet diameter increases from d2 to d0, the coordinate point moves from 93b to 93a, and the torque peak value increases from Te1 to Te3.
[0022]
Next, the operation of the step motor of the present invention having a permanent magnet diameter d1 will be described with reference to FIGS. When the permanent magnet diameter is increased, the thickness t0 of the holding torque portion 5 (when the permanent magnet diameter is d0, the thickness t0 of the holding torque portion 5 is the thickness t of the yoke portion) is reduced. As a result, the holding torque peak value curve can be made a constant holding torque peak value curve 90. This is because the thickness t0 of the holding torque portion 5 is reduced, the holding torque portion 5 is magnetically saturated with the magnetic flux of the permanent magnet 8, and the contribution of the holding torque portion 5 to the holding torque is reduced. Therefore, even if the permanent magnet diameter is increased to d1, the holding torque peak value becomes Td1 regardless of the permanent magnet diameter being d0, so that the holding torque curve can be substantially the holding torque curve 70 shown in FIG.
[0023]
On the other hand, the excitation torque peak value draws an excitation torque peak value curve 91 when the permanent magnet diameter is increased from d0 to d1, and the excitation torque peak value increases from Te1 to Te20 (approximately equal to Te2 shown in FIG. 8). . Here, since the excitation torque peak value is proportional to the excitation current, if the excitation current when generating the excitation torque peak value Te20 is reduced to Te1 / Te20, the excitation torque peak value at the excitation current becomes the excitation torque peak value Te1. . Therefore, the excitation torque curves are substantially the excitation torque curves 71 and 72 shown in FIG. 7, so that the rotor can be rotated in the same manner as a conventional step motor.
[0024]
Further, the operation of the step motor of the present invention having a permanent magnet diameter of d0 will be described with reference to FIG. If the thickness t0 of the holding torque portion 5 is set so that the holding torque portion is about to be magnetically saturated with the magnetic flux of the permanent magnet 8, the holding torque peak value can be kept at Td1 indicated by the coordinate point 90a or 92a. On the other hand, the magnetic coupling between the permanent magnet 8 and the coil 4 is equivalently increased due to the presence of the holding torque portion 5, so that the excitation torque peak value becomes Te 4 indicated by a coordinate 91 c larger than Te 1. Therefore, the excitation torque peak value can be set to the excitation torque peak value Te1 indicated by the coordinate point 91a by reducing the excitation current to Te1 / Te4. Therefore, since the holding torque curve and the excitation torque curve are substantially the holding torque curve 70 and the excitation torque curves 71 and 72 shown in FIG. 7, respectively, the rotor can be rotated in the same manner as a conventional step motor.
[0025]
Therefore, according to the above description, the step motor of the present invention having the permanent magnet diameter d1 is Te1 / Te20 compared to the conventional step motor having the permanent magnet diameter d0, and the step motor of the present invention having the permanent magnet diameter d0 is the conventional step magnet having the permanent magnet diameter d0. It can be seen that a reduction in the excitation current can be achieved at Te1 / Te4 compared to the step motor.
[0026]
Next, the downsizing of the step motor of the present invention by changing the diameter of the rotor hole from D0 to D2 will be described with reference to FIG. The holding torque peak value curve 92 of the step motor of the present invention does not change even when the permanent magnet diameter is changed from d0 to d2, and the excitation torque peak value curve 93 is substantially the same as the excitation torque peak value curve 83 of FIG. Therefore, the ratio of the excitation torque peak value and the holding torque peak value when the permanent magnet diameter is d2 does not change from Te1 / Td1 when the permanent magnet diameter is d0, and the step motor of the present invention is the same as the conventional step motor. It can be seen that the current can be driven.
[0027]
From the above description, it can be seen that the diameter of the rotor hole can be reduced to D2 without increasing the power consumption of the step motor, so that the stator can also be miniaturized and the step motor can be miniaturized.
[0028]
Next, a method for processing the stator of the step motor of the present invention will be described. FIG. 3 is a processing procedure diagram of the step motor 1. As shown in FIG. 3B, the stator blank 20 (FIG. 3A) is provided with a dummy hole 21, a slit 22, and a screw hole 21a. Next, as shown in FIG. 3C, both ends of the slit 22 are joined with a non-magnetic brazing material 23 (joining portion 23a). Next, as shown in FIG. 3D, the thin portion 24 whose outer shape becomes the outer shape of the holding torque portion 5 shown in FIG. Finally, as shown in FIG. 3 (e), the rotor hole 6 is punched by shaving to process the holding torque portion 5 to complete the stator 3.
[0029]
2A and 2B show a step motor according to another embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a sectional view taken along line BB in FIG. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The step motor 10 of the present invention shown in the plan view (a) includes a rotor 2 composed of a permanent magnet 8 having two poles and a diameter d1, and a holding torque portion 14 (having a center that includes a structure for generating holding torque described below). 6c circle 15a and a hatched portion surrounded by circle 15c) and a yoke portion 12a excluding the holding torque portion, and has a rotor hole 15 (diameter D0) for receiving the rotor 2 and a plate magnetically coupled to the rotor 2 7 is a step motor comprising a stator 12 having two poles and a coil 4 fixed to the stator 12 by two screws 7. The rotor hole 15 has a static stable point 73 every 180 degrees as shown in FIG. , 74 to generate a holding torque curve 70, which is composed of two notches 17 formed at positions facing each other at about 45 degrees from the straight line BB. Holding torque is raw Forming a structure causing a holding torque deviates from the no) (consisting of two notches).
[0030]
A circle 15c having a center 6c whose inner periphery is the outer periphery 15a of the rotor hole 15 and whose outer periphery is the same as the center of the rotor hole 15 (also the center of the rotor 2), as indicated by the hatched portion in FIG. The thickness t0 of the holding torque portion 14 (which is a circle in contact with the notch 17) is such that when the ratio d1 / d0 of the permanent magnet diameter is 1.2, as shown in FIG. Compared with the thickness t of the yoke portion 12a, t0 / t is as thin as 0.5. 2A is a narrow portion of the stator 12, 91a and 91b are edges of the narrow portion 91, and the radius of the circle 15c is the smaller of the distance between 6c and 91a or 6c and 91b. Can be enlarged. Further, the circle 15c may be formed so that the notch 17 is inside the vicinity of the circumference of the circle 15c.
[0031]
The stator processing method of the step motor 10 of the present invention is the same as the stator processing method of the step motor 1, the slit processing and slit welding processing shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), and FIG. 3 (e). Since the two substantially semicircles 6a and 6b shown in the figure are the same except that the two notches 17 are configured, the description thereof is omitted. Since the operation in FIG. 9 is the same as that of the step motor 1, the description is omitted.
[0032]
FIG. 4 further shows a step motor according to another embodiment of the present invention, wherein (a) and (b) are plan views of stator members having different shapes for forming the stator, and (c) is a plan view of the step motor; (D) is a sectional view taken along line CC of (c). An embodiment of the step motor of the present invention in which the stator is formed by superposing two stator members having different shapes will be described with reference to FIG. The step motor 111 of the present invention shown in FIG. 4C includes a rotor 2 composed of a permanent magnet 8 having two poles and a diameter d1, a holding torque portion 115 including a structure for generating a holding torque described below, and the holding motor. A plate-shaped two-pole stator 113 having a rotor hole 116 having a diameter D0, which includes the yoke portions 113a and 113b excluding the torque portion, and having a diameter of D0, and two in the stator 113. The coil 4 is fixed by a screw 7. The rotor holes 116 are centered at right angles to the straight line CC and opposite to each other in order to generate a holding torque curve 70 having static stable points 73 and 74 every 180 degrees as shown in FIG. The holding torque portion 115 shown in FIG. 4 (c) is formed by two semi-circles 116a and 116b having a shape and generates a holding torque that deviates from a perfect circle (the holding torque is not generated when the circle is a perfect circle). Is equal to the inner circumference of
[0033]
As shown in FIG. 4D, the stator 113 is formed by laminating a stator member 26 having a thickness t1 and a stator member 28 having a thickness t0, and is indicated by a hatched portion in FIG. The thickness t0 of the holding torque portion 115 whose circumference is the outer periphery 116a, 116b of the rotor hole 116 and whose outer periphery is a circle 116d having a center 6c that is the center of the rotor hole 116 (also the center of the rotor 2) is shown in FIG. As shown in (d), when the permanent magnet diameter ratio d1 / d0 is 1.2, t0 / t is 0.5, which is thinner than the thickness t of the yoke portions 113a and 113b of the stator 113. Next, a method for processing and assembling the step motor of the present invention using the stator members 26 and 28 will be described.
[0034]
4A shows the stator member 26, which has a rotor hole 25 that forms a circle 116d on the outer periphery of the holding torque portion 115, and FIG. 4B shows the stator member 28, showing the holding torque portion 115. A rotor hole 27 consisting of two substantially semicircles 27a, 27b having centers shifted in the opposite directions to each other at right angles to the straight line CC, which is the inner circumference of the shaft, is shaved. Next, as shown in FIG. 4C, the stator member 26 and the stator member 28 are overlapped with the center 25b of the rotor hole 25 and the center 27d of the rotor 27 so that the stator has the rotor hole 116 and the holding torque portion 115. Step motor 111 is completed by assembling 113, installing rotor 2 in rotor hole 116, and fixing coil 4 to stator 113 with screws 7. The thickness t0 of the holding torque portion 115 can be easily and accurately obtained by the stator processing method. Since the operation in FIG. 9 is the same as that of the step motor 1, the description is omitted.
[0035]
FIG. 10 is a cross-sectional view of a step motor according to another embodiment of the present invention. In FIG. 1 (b), FIG. 2 (b) and FIG. 4 (d), the holding torque portion is provided on one side in the thickness direction of the stator, but like the holding torque portion 50 shown in the sectional view of FIG. Alternatively, it may be provided near the center in the thickness direction.
[0036]
FIG. 11 is a cross-sectional view of a step motor according to another embodiment of the present invention. 1B, FIG. 2B, and FIG. 4D, the cross-sectional shape of the holding torque portion is a staircase shape, but the thickness is t0 like the holding torque portion 51 shown in the cross-sectional view of FIG. An inclined cross-sectional shape that continuously increases from t to t may be used.
[0037]
FIG. 12 is a sectional view of a step motor according to another embodiment of the present invention. In FIG. 4D, the holding torque portion 115 is formed by superposing two stator members 26 and 28. However, like the holding torque portion 52 shown in the sectional view of FIG. 53, 54, and 55 may be overlapped.
[0038]
13A and 13B show a step motor according to another embodiment of the present invention. FIG. 13A is a plan view of the step motor, and FIG. 13B is a sectional view taken along line DD in FIG. An embodiment of a step motor of the present invention in which the stator is formed by superposing two stator members having different shapes will be described with reference to FIG. A step motor 211 of the present invention shown in FIG. 13A includes a rotor 2 composed of a permanent magnet 8 having two poles and a diameter d1, a holding torque portion 215 including a structure for generating a holding torque described below, and the holding motor. A plate-shaped two-pole stator 213 which is composed of yoke portions 213a and 213b excluding the torque portion, has a rotor hole 216 having a diameter D0 into which the rotor 2 is inserted, and is magnetically coupled to the rotor 2; The coil 4 is fixed by a screw 7. The rotor holes 216 are centered at opposite angles to each other at right angles to the straight line DD in order to generate a holding torque curve 70 having static stable points 73 and 74 every 180 degrees as shown in FIG. The holding torque portion 215 shown in FIG. 13 (a) has a structure that generates a holding torque that deviates from a perfect circle (the holding torque does not occur when the circle is a perfect circle). Is equal to the inner circumference of). Here, the step motor shown in FIG. 13 differs from the step motor shown in FIG. 4 in the following points. That is, the rotor hole 216 of the stator 213 shown in FIG. 13 is composed of a circle having a diameter D0 and two substantially semicircles 216a and 216b whose radius is larger than the radius of the circle, whereas FIG. The rotor hole 116 of the stator 113 shown in FIG. 3 is composed of a circle 116d and two substantially semicircles 116a and 116b whose radius is smaller than the radius of the circle.
[0039]
As shown in FIG. 13B, the stator 213 is formed by stacking a stator member 221 having a thickness t1 and a stator member 220 having a thickness t0, and is indicated by a hatched portion in FIG. The thickness t0 of the holding torque portion 215 having a circle 216d having a center 6c whose outer periphery is the outer periphery 216a, 216b of the rotor hole 216 and whose outer periphery is the center of the rotor hole 216 (also the center of the rotor 2) is shown in FIG. As shown in (b), when the permanent magnet diameter ratio d1 / d0 is 1.2, t0 / t is 0.5, which is thinner than the thickness t of the yoke portions 213a and 213b of the stator 213.
[0040]
FIG. 14 is a perspective view of a part of a step motor stator formed with a notch according to another embodiment of the present invention. A holding torque portion 316 indicated by a hatched portion of the stator 313 has an inner periphery of the rotor hole 315. The outer periphery 315 a is a circle 315 c (a circle in contact with the notch 314) having a center 6 c that is the same as the center of the rotor hole 315, and a notch 314 having a depth t 0 is formed in the stator 313. Has been. Here, another notch is formed at a symmetrical position of the notch 314 with respect to the center 6c.
[0041]
【The invention's effect】
As can be seen from the above description, according to the present invention as set forth in claims 1, 2, and 3, the step motor used for driving an electronic device such as a watch can be reduced in power consumption, thereby extending the battery life. It turns out that there is an effect that can be. Or it turns out that there exists an effect which can reduce this step motor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view and a sectional view of a step motor of the present invention.
FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of a step motor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a processing procedure diagram of the step motor of the present invention.
FIG. 4 is a processing procedure diagram, a plan view, and a sectional view of a step motor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view and a sectional view of a conventional step motor.
FIG. 6 is a plan view and a sectional view of another conventional step motor.
FIG. 7 is a torque curve of a step motor.
FIG. 8 is a curve of a torque peak value of a conventional step motor with respect to a permanent magnet diameter.
FIG. 9 is a curve of the torque peak value of the step motor of the present invention with respect to the permanent magnet diameter.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a step motor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a step motor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a step motor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a plan view and a sectional view of a step motor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a partial perspective view of a step motor with a notch formed according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 10 30 40 111 Step motor
2 31 rotor
3 12 32 42 113 213 313 Stator
4 33 Coil
5 14 50 51 52 115 215 316 Holding torque part
3a 12a 113a Yoke part
26 28 53 54 55 220 221 Stator member

Claims

A rotor composed of two-pole permanent magnets;
A thin holding torque portion having a planar shape surrounded by an outer periphery composed of a circle having the same center as the center of the rotor and an inner periphery composed of two substantially semicircles shifted from the center is formed, and is magnetically coupled to the rotor. A two-pole stator;
A step motor having a coil fixed to the stator.

A rotor composed of two-pole permanent magnets;
A thin wall having a planar shape surrounded by an outer periphery composed of a circle having the same center as the center of the rotor, a circle having the same center as the center of the rotor and an inner periphery composed of notches formed at two opposing positions. A two-pole stator in which a holding torque portion is formed and magnetically coupled to the rotor;
A step motor having a coil fixed to the stator.

Step motor according to claim 1 or claim 2, wherein said holding torque portion is step-shaped.

Step motor according to claim 1 or claim 2, wherein said holding torque portion is an inclined sectional shape.

The holding torque unit step motor according to any one of claims 1 to 4, characterized in that provided in the vicinity of the center in the thickness direction of the stator.

Step motor according to claim 1 or claim 2 wherein the stator is characterized by having a joint portion or the narrow section.

Step motor according to any one of claims 1 to 6 holding torque of the thin is characterized in that it is formed by pressing.

The step motor according to any one of claims 1 to 7 , wherein the stator is formed by overlapping at least two stator members having rotor holes having different shapes.