JPH0595665A - 水晶時計用ステツプモーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータの駆動トルクの伝達効率を高めること
により、消費電力が少なく水晶時計が長寿命化できる水
晶時計用ステップモーターを提供する。 【構成】 ステップモーターが非駆動時および駆動時の
いずれの状態においても、ロータ磁石とステータの間の
磁気的引き力のみによってロータ軸方向に支持され、ロ
ータ軸の胴付部と軸受部材とがスラスト方向に当接しな
いように配置される。 【効果】 ロータ軸と軸受部材とのスラスト方向の摩擦
損失が回避できることから、ロータの駆動トルクの伝達
効率が向上し、消費電力を少なくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水晶時計に用いられる
ステップモーターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１Ａ、図１Ｂは、従来技術の水晶時計
用ステップモーターの実施例を示す断面図である。図１
に於いて、１はステータ、２はコイルであり、地板と平
行に配置されステータ１に結合する磁芯２ａに結合され
ている、７は地板、８は受板であるロータ受であり、
９，１０は軸受部材である貴石軸受である。３はロータ
で、ロータ磁石４、ロータ磁石ブッシュ５、ロータカナ
６ｅを有するロータ軸６から構成されている。

【０００３】また、ロータ軸６は、軸受９，１０と係合
し軸支される柄部６ｃ，６ｄ、およびロータカナ６ｅと
柄部６ｃ，６ｄとの間に形成される胴付部６ａ，６ｂを
有している。

【０００４】図１Ａは、駆動電流を遮断した静的状態を
表わす。即ちロータ３は、ロータ３自身の重量と、ロー
タ磁石４とステータ１との間の静的な引き力とのバラン
スによって、断面方向の位置が決まるが、従来、この状
態では、ロータ３は貴石軸受９にロータカナ６ｅの下側
の胴付部６ａと当たり停止する。上側の胴付部６ｂと貴
石軸受１０との間には、間隙Ｌ（アガキ）を有する。

【０００５】図１Ｂは、駆動電流がコイル２に流れた状
態を示す。このステップモーターの作動原理は周知のと
おりであるが、ロータ３は、ロータ磁石４とステータ１
との間の静的引き力より数十倍大きな動的引き力によっ
て、ロータ磁石４の断面的中心位置（Ｚ−Ｚ′）をステ
ータ１の断面的中心位置（Ｘ−Ｘ′）に近づけようとし
て引き上げられ、ロータ３は上側の胴付部６ｂが貴石軸
受１０に押し付けられた状態となり、その状態のまま回
転するため、潤滑油，面の仕上げの状態によっては相互
の摩擦により、２ｇ．cm程度の負荷となることもあり、
ステップモーターの性能低下の一因となっている。

【０００６】一般にロータ３のアガキは1/100〜5/100mm
程度であり、ロータ磁石４とステータ１との厚み差は5/
100〜20/100mmに設定されることが多く、ロータ磁石４
が、ステータ１の厚みの範囲内を移動すると、ロータ３
の胴付部は、貴石軸受９，１０のどちらかに当たること
になる。これはロータの移動量Ｓ、ロータのアガキＬと
は、Ｌ＜Ｓの関係にあたるためである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に水晶時計のステ
ップモーターは、その構成部品のサイズ、或いは、物理
的特性及び、電池容量等の要因により、ゼンマイ式のも
のより出力トルクが低い。そのために輪列を始め、ステ
ップモーターにより駆動される部材は、全て、負荷を出
来るだけ小さくしようとする配慮がされなければならな
い。殊にステップモーター、取りも直さずロータは、余
分な負荷を押える必要がある。

【０００８】しかし、前述の従来技術では、ステップモ
ーターのロータの静止状態、作動状態のいずれの状態に
おいても、ロータに設けられている胴付部が地板および
ロータ受に設けられている貴石軸受のどちらに当接して
しまう構成であることから、ロータにはスラスト方向の
負荷がかかることになり、駆動トルクの伝達率が低くス
テップモーターの効率が劣るという課題を有する。

【０００９】そこで、本発明はこのような課題を解決し
ようとするもので、その目的とするところは、ロータを
上下の軸受部材より浮かせて、ステップモーターに懸る
余分な負荷を除去し、駆動トルクの伝達効率を向上させ
ることにより、消費電力を減じて水晶時計が長寿命化で
きる水晶時計用ステップモーターを提供するところにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の水晶時計用ステ
ップモーターは、カナを有するロータ軸とロータ磁石と
からなるロータと、地板上面に載置され前記ロータ磁石
の側面に端面を対向させてなる板状ステータと、前記板
状ステータに結合され前記地板と平行に配置される磁芯
に巻回され駆動電流が間欠的に供給されるコイルと、前
記ロータ軸を軸支する軸受部材と、前記軸受部材を備え
た地板および受板とから成り、前記コイルと前記受板と
が平面的に間隙を有して配置される水晶時計用ステップ
モーターにおいて、前記ロータ磁石の厚さを前記ステー
タの厚さより小さくするとともに、前記ロータ軸は両端
部に前記軸受部材に軸支され軸方向に自由に移動できる
柄部と前記軸受部材と対向する胴付部とを有しており、
前記ロータ、ステータ及び軸受部材とは、前記駆動電流
が遮断状態のとき前記ロータ磁石と前記ステータの磁気
的引き力によって前記柄部が軸方向に機械的に移動規制
されることなく第１の位置で前記ロータを軸方向に支持
しており、且つ前記駆動電流が励起され前記ロータが回
転しているとき前記ロータ磁石と前記ステータの磁気的
引き力によって前記柄部が軸方向に機械的に移動規制さ
れることなく第２の位置で前記ロータを軸方向に支持し
て成ることを特徴とする。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１２】図２Ａ、図２Ｂは本発明の水晶時計用ステ
ップモーターを示す断面図である。本発明における水晶
時計用ステップモーターの構成のうち図１Ａおよび図１
Ｂと同様な構成の部分の説明は省略する。

【００１３】図２Ａは、駆動電流が遮断された状態を示
す断面図であるが、ロータ３は、先述した如く、その自
重とロータ磁石４、ステータ１との静的な引き力とが釣
合った位置で停止している。この時、段部となる下側の
胴付部６ａと貴石軸受９との間には間隙Ｌ₁があり、ま
た段部となる上側の胴付部６ｂ側にも間隙Ｌ₂を有す
る。

【００１４】図２Ｂは、コイル２に駆動電流が流れた状
態を示したものであるが、前述した如くロータ軸６の両
端に設けられている上下の柄部６ｃ，６ｄが移動可能に
軸支されているので、ロータ３はロータ磁石４がステー
タ１の断面的中心位置まで引き上げられる。この時、上
側の胴付部６ｂ側にはＬ₄，下側の胴付部６ａ側にはＬ₃
の間隙がある。

【００１５】即ち、ロータ３は、静止状態、作動状態の
どちらにおいても、胴付部６ａ，６ｂは貴石軸受９，１
０とは接触せずに浮いた状態にあり、スラスト方向の負
荷を受けることがない。これは、ロータ移動量Ｓに対し
て、ロータアガキＬ（Ｌ₁＋Ｌ₂，Ｌ₃＋Ｌ₄）が充分大き
く、且つ、ロータ磁石４がステータ１の厚みＨの範囲の
如何なる位置においても、上側および下側の胴付部共に
間隙を有するように寸度設定をしてあるためである。

【００１６】これにより、図１にて示した如くに駆動電
流ＯＮ，ＯＦＦの度に、ロータ３が上下の貴石軸受９，
１０の軸受面との接触を繰り返すことによる負荷を排除
したものである。時計の状態が上下逆になっても、同様
であることは言うまでもない。

【００１７】特に本実施例の如くロータ受８がコイル２
と平面的に重ならない構成としたので、ロータ３の軸長
を短かくできること、およびロータ磁石４の厚さをステ
ータ１の厚さより小さくする構成としたのでロータ磁石
４を少なくともその厚さの差分だけは薄くできることか
ら、ロータ３は小型、軽量になり、ロータ３を磁気的に
浮かせて軸支する為には有利な構成となる。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ロ
ータを地板と受板で支持するとともに、地板上に板状ス
テータを載置し、その端面とロータ磁石の側面を対向し
て配置し、且つコイルと受板を平面的に間隙を有して配
置した時計用ステップモーターにおいて、ロータ磁石の
厚さをステータ厚さより小さくし、コイルに電流が印加
されない静的な状態で、ロータ軸が軸方向に移動規制さ
れることなくステータとロータの磁気的引き力によって
支持され、また、コイルに電流が印加される駆動時に
も、ロータ軸は軸方向に機械的に移動規制されることな
くステータとロータ磁石の磁気的引き力により軸方向に
位置決めされるように、地板及び受板の寸法を決定した
ものであり次のような効果を有する。

【００１９】ａ）ステップモーターのロータが非駆動
時、駆動時のいずれの状態においてもロータ磁石とステ
ータの間の磁気的な引き力のみによって軸方向の支持が
なされることになり、駆動トルクの摩擦損失を著しく減
少させる。この結果、消費電力を減じて長寿命の水晶時
計を提供できる。

【００２０】ｂ）大きな外部衝撃に対してはロータ軸の
胴付部が軸受部材と当接するので、磁石の破損を防止す
ることができる。

【００２１】ｃ）コイルとロータとが平面的に間隙を有
して配置されており、コイルと地板とは重なることがな
いので、ロータ軸の長さを短かく調整することができる
こと、およびロータ磁石の厚さをステータの厚さより小
さくする構成としたので、ロータ磁石は少なくともその
厚さの差分だけは薄くできることから、ロータを小型、
軽量化することが可能となり、ロータを磁気的に支持す
る構成を容易にし、水晶時計の薄型化に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来技術の水晶時計用ステップモーターの実
施例を示す断面図である。Ａは駆動電流をコイルに流さ
ない状態を示す図。Ｂは駆動電流をコイルに流した状態
を示す図。

【図２】 本発明の水晶時計用ステップモーターの実施
例を示す断面図である。Ａは駆動電流をコイルに流さな
い状態を示す図。Ｂは駆動電流をコイルに流した状態を
示す図。

【符号の説明】

１ ステータ ２ コイル ３ ロータ ４ ロータ磁石 ５ ロータ磁石ブッシュ ６ ロータ軸 ６ａ，６ｂ 胴付部 ６ｃ，６ｄ 柄部 ６ｅ ロータカナ ７ 地板 ８ ロータ受 ９，１０ 貴石軸受

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カナを有するロータ軸とロータ磁石とか
   らなるロータと、地板上面に載置され前記ロータ磁石の
   側面に端面を対向させてなる板状ステータと、前記板状
   ステータに結合され前記地板と平行に配置される磁芯に
   巻回され駆動電流が間欠的に供給されるコイルと、前記
   ロータ軸を軸支する軸受部材と、前記軸受部材を備えた
   地板および受板とから成り、前記コイルと前記受板とが
   平面的に間隙を有して配置される水晶時計用ステップモ
   ーターにおいて、前記ロータ磁石の厚さを前記ステータ
   の厚さより小さくするとともに、前記ロータ軸は両端部
   に前記軸受部材に軸支され軸方向に自由に移動できる柄
   部と前記軸受部材と対向する胴付部とを有しており、前
   記ロータ、ステータ及び軸受部材とは、前記駆動電流が
   遮断状態のとき前記ロータ磁石と前記ステータの磁気的
   引き力によって前記柄部が軸方向に機械的に移動規制さ
   れることなく第１の位置で前記ロータを軸方向に支持し
   ており、且つ前記駆動電流が励起され前記ロータが回転
   しているとき前記ロータ磁石と前記ステータの磁気的引
   き力によって前記柄部が軸方向に機械的に移動規制され
   ることなく第２の位置で前記ロータを軸方向に支持して
   成ることを特徴とする水晶時計用ステップモーター。