JPS5820224B2 - パルスモ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパルスモータ、特に同一極性パルスにより駆動
されるパルスモータの改良に関するものである。

パルスモータは間欠送り機構及び位置制御機構の駆動装
置として広範囲に使用されているが、その静止位置での
位置決め及び回転方向の一律化を図るための良好な構成
が求められていた。

従来のパルスモータでは、交互に極性の異ナル反転パル
スを用い、また偏心ステータを用いることによりロータ
の静止位置が定められていた。

この従来装置では、ステータの偏心精度が要求され、ス
テータ対向部における漏洩磁束量によりその特性が影響
を受けるので各部に高い加工精度が必要と成り、加工が
困難であり組立時に調整を必要とするという欠点があっ
た。

また、従来の他の装置として、ロータの近傍に位置決め
用の永久磁石あるいは高透磁石の磁性材を設定する構成
も知られているが、この従来装置では、ローラとこれら
位置決め部材間の磁気力がロータの負荷と成り消費電流
等の効率が低下するという欠点があった。

以上の従来装置の欠点は、パルスモータを時計の駆動源
のように比較的駆動力が小さくまた位置決め精度の要求
される装置に用いた場合に特に問題と成る。

本発明は前述した従来の課題に鑑み為されたものであり
、その目的はローフ静止位置の位置決め及び回転方向の
一律化が確実に行なえ効率の良いパルスモータを提供す
ることにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るパルスモータ
は、ロータの主磁極を形成するロータ極板の磁極とは所
定角度偏位して設けられた磁極を有するインデックス極
板と、このインデックス極板と対応して設けられステー
ク主磁極とともに印加パルスにより励磁される磁極を有
するインデックスステータ極板とを含むことを特徴とす
る。

以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。

図示した実施例は本発明に係るパルスモータを時計の駆
動装置として用いた場合である。

第１，２図には時計用のパルスモータの概略構成が示さ
れている。

地板１０には支柱１１．１２が植立され、受板１３が支
持されている。

地板１０と受板１３との間にはロータ中心軸を形成する
ロータ軸１４が回転可能に軸支されている。

ロータ軸１４には永久磁石１５を挾んで第１０−タ極板
１００及び第２０−タ極板２００そしてインデックス極
板３００が固定され、ロータが形成されている。

ロータ軸１４には更にロータカナ１６が固定され、図示
していない時計輪列に回転が伝達される。

支柱ｌＬ１２には積層された第１ステータ極板２１、第
２ステータ極板２２が固定されている。

第１ステータ極板２１には更にインデックスステータ極
板２３が積層され、各ステータ極板はパイプ２４．２５
にて位置決め固定される。

受板１３は支柱１１，１２に対してねじ２６゜２７にて
ねじ止め固定される。

第１、第２ステータ極板２１．２２の中央部にはステー
タコイル２８が巻回され、同一極性の駆動パルスが印加
されている。

本発明に係るロータ及びステータの要部拡大図が第３，
４図に、またそれらの位相関係が第５図に示されている
。

永久磁石１５はその軸方向に着磁されたリング状の磁石
から成る。

永久磁石１５の一端には高透磁率材から成る第１０−タ
極板１００が固定されている。

第１０−タ極板１００の周縁には８個の突起から成る磁
極１０１ 、１０３．１０５，１０７゜１０９．１１１
．１１３．１１５が等間隔に設けられ、そのピッチがα
で示され、またその磁極幅はほぼα／２に設定されてい
る。

永久磁石１５の他端には高透磁率材から成る第２０−タ
極板２００が固定されている。

第２０−タ極板２００は第１０−タ極板１００とそれ自
体同一の構造から成るが、その固定位相が半ピツチα／
２だけ偏位されている。

図示したように永久磁石１５の着磁極性を定めると、第
１０−ク極板１００の電極１０１〜１１５はＮ極に、ま
た第２０−ク極板２００の磁極２０２．２０４．２０６
．２０８．２１０ 。

２１２．２１４，２１６はＳ極と成ることが理解される
。

第１０−ク極板１００に隣接してやはり高透磁率材から
成るインデックス極板３００が固定されている。

インデックス極板３００の外周は皿状に屈曲され、第１
０−ク極板１００との間に適当な間隙が形成されている
。

そして、この外周部にはピッチαで等間隔に突起が設け
られ、磁極３０１゜３０３．３０５，３０７，３０９，
３１１．３１３゜３１５が形成されている。

これらの磁極幅は第１０−タ極板のそれよりも小さく、
また、その設置位相はβだけ偏位して設けられている。

インデックス極板３００の磁極３０１〜３１５は第１０
−タ極板１００と同様にＮ極を形成している。

高透磁率材から成る第１ステーク極板２１及び第２ステ
ータ極板２２には、それぞれ３個の突起より成るステー
タ磁極２１ａ、２１ｂ、２１ｃと２２ａ、２２ｂ、２２
ｃとが形成されている。

両磁極群はα／２偏位してロータの周囲に配置され、こ
の結果、第１ステータ極板２１の磁極が第１０−タ極板
１００の磁極と対応する場合には、第２ステータ極板２
２の磁極は第２０−タ極板２００の磁極と対応すること
と成る。

第１ステータ極板２１に積層配置された高透磁率材から
成るインデックスステータ極板２３も３個の突起より成
る磁極２３ａ、２３ｂ、２３ｃを有し、この配置は第１
ステータ極板２１と同様である。

インデックスステータ極板２３の磁極幅はインデックス
極板３００の磁極幅とほぼ同一に形成されている。

また図示した実施例において、インデックスステータ極
板２３の磁極形状は第１ステータ極板２１の磁極形状と
同一に形成されている。

本発明に係るパルスモータの構成は以上の説明から明ら
かであり、′次にその作用を説明する。

第３．４．５図にはロータの静止位置が示されティる。

この静止位置はインデックス極板３００及びインデック
スステータ極板２３により決定される。

即ち、インデックス極板３００の磁極３０１゜３０３．
３０５がインデックスステータ極板２３の磁極２３ａ
、２３ｂ 、２３ｃと対応して吸引される位置がロータ
の静止位置と成る。

つまり、ステータコイル２８にパルスが印加されていな
いときは、両ロータ極板Ｉ ＬＩｏ 、 ２００は単に
永久磁石１５の磁力により両ステーク極板２Ｌ２３と引
き合う。

そして、本発明においては、両ロータ極板１００，２０
０は半ピッチ異なる磁極を有し、かつ、両ステーク［４
２１，２３は両ローク極板１００，２００の磁極と対応
するステーク磁極を有している。

この結果、本発明の構造は単にロータ極板とスデータ極
板との関係のみを考えるとロータの静止位置は不定と成
る特徴を有している。

明らかに、パルスが印加されていない状態でも、ロータ
ステータ間には吸引力が生じているが、この吸引力はロ
ータの回転位置に拘らずインデックス極板がない限り同
じ大きさでさり、ロータの静止位置を定め得ない。

例えば、第３〜５図において、第１０−ク極板１００の
みを考えると、磁極１０Ｌ１０３゜１０４がそれぞれス
テータ磁極２１ａ、２１ｂ。

２１ｃと吸引し合っている。

このとき、仮に、ロータを少しＡ方向に回転すると、前
記磁極１０１゜１０３．１０４にはこの回転を戻す方向
の吸引力が生じる。

しかしながら、この時同時に、第２ステータ極板２２側
では、ロータ磁極１０７゜１０９．１１１がそれぞれス
テータ磁極２２ａ。

２２ｂ 、２２ｃに吸引される領域に侵入し、これがＡ
方向への回転吸引力として働く。

従って、これら相反する吸引力は互いに打消し合い、ロ
ータステータ間に回転力を生じさせることはなく、この
ことは、第２０−タ極板２００に対しても同様であるか
ら、ロータはいかなる回転位置でも静止安定位置をとる
ことはない。

以上の作用は、本発明において、両ステータ極板２１．
２２が両ロータ極板１００，２００の磁極と対応するス
テータ磁極を有することに起因する。

そして、本発明では、第１ステータ極板２１側にのみ配
置されたインデックスステーク極板２３と偏位配置され
たインデックス極板３００とを設けることにより、前述
したロータ静止安定位置を定めたことを特徴とする。

次にステークコイル２８にパルスが印加されると、第１
ステータ極板２１はＮ極に、また第２ステーク極板２２
はＳ極に励磁される。

この為に、ロータとステータ間には反発力及び吸引力が
生じてロータが回転を開始する。

このとき、本発明においては、ロータの静止位置でステ
ーク極板２１゜２２とロータ極板１００．２００とがβ
だけ偏位されている。

この結果、ロータ、ステーク間の反発力及び吸引力は必
ず一定方向に定まり、第３図における矢印入方向にロー
タが回転する。

更に、本発明では、ステータコイル２８にパルスが印加
された際、インデックスステーク極板２３も励磁され、
この為にインデックスステータ極板２３とインデックス
極板３００との間にはロータの回転を助ける方向に反発
力が作用する。

ステータコイル２８への印加パルスはロータがほぼ半ピ
ツチ（α／２）回転する時点でパルス電流が断たれる。

この後、ロータはその慣性力及びインデックスステータ
磁極２３ａ、２３ｂ、２３ｃとインデックスロータ磁極
３１５，３０１．３０３との吸引力により依然として矢
印Ａ方向へ回転し、１ピンチ（ωだけ回転した位置で停
止する。

この静止位置はインデックスステータ磁極２３ａ 、
２３ｂ 、２３ｃとインデックスロータ磁極３１５，３
０１，３０３とが対応吸引された位置で決定される。

以上のようにステークコイル２８にパルスモータする度
にロータは１ピツチづつ回転駆動される。

従ってステータコイル２８に時間基準源からのパルスを
印加すれば時計の駆動装置を形成することができる。

本発明に係るパルスモータは同一極性の印加パルスで駆
動するこきができ、その駆動回路の構成を簡単にするこ
とができる。

本発明のインデックス極板３００は第２ステーク極板２
２から離れて配置されており、ロータの回転中に両者に
大きな吸引力が働くことはない。

実施例において、インデックス極板３００は皿状から成
り、その中央部が第１０−タ極板と隣接しておりその磁
極が容易に磁化され、またその屈曲された外周部は第２
ステータ極板から十分に離れることができる。

ロータの回転方向を反転する構成を得るためには、イン
デックス極板３００を第１０−ク極板１００に固定する
際に、その偏位を逆方向にするのみでよく、他の構成を
同等変更する必要がない。

また他のインデックス極板を第４図の第２０−タ極板２
００に隣接配置し他のインデックスステー。

り極板を第２ステーク極板２２に積層配置することによ
り、静止位置決めの安定性を高めるとともに、回転力を
増加することができる。

以上説明したように、本発明によれば、ロータの静止位
置決めが確実に行なうことができ、またこの位置決め装
置はロータの回転時に回転力源と成る利点を有し、パル
スモータの効率を改善することができる。

特に時計のように消費電流の制約が大きい装置の駆動源
としては極めて良好な特性を供する利点がある。

更に、本発明におけるインデックス極板及びインデック
スステータ極板の固定配置は極めて容易であり、組立作
業性にすぐれている利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るパルスモータを時計の駆動装置と
して用いた好適な実施例を示す一部断面正面図、第２図
は第１図の■−…断面図、第３図は第２図の要部拡大図
、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ断面図、第５図は第３図
の要部展開図である。 １５・・・・・・永久磁石、２１・・・・・・第１ステ
ータ極板、２２・・・・・・第２ステータ極板、２３・
・・・・・インデックスステータ極板、１００・・・・
・・第１０−タ極板、２００・・・・・・第２０−タ極
板、３００・・・・・・インデックス極板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸方向に着磁された永久磁石と、永久磁石の一端に
   固定されその外周に等間隔の磁極を有する第１０−タ極
   板と、永久磁石の他端に固定されその外周に等間隔で且
   つ第１０−タ極板の磁極とは半ピッチ異なる位置に配置
   された磁極を有する第２０−タ極板と、第１０−タ極板
   と同一ピッチで且つ第１０−ク極板の磁極とは所定角度
   偏位して設けられた磁極を有する少くとも１個のインデ
   ックス極板とを含むロータと： 両ロータ極板の磁極と対応するステーク磁極を、有する
   第１及び第２ステータ極板と、第１ステータ極板と積層
   配置されインデックス極板の磁極と対応する磁極を有す
   る少くとも１個のインデックスステータ極板と、同一極
   性パルスが印加されるステータコイルとを含むステータ
   と： から成るパルスモータ。