JPS58218674A - 水晶時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水晶時計用のステップモーター駆動方法に関す
る。

本発明の目的はステップモーターの低電力化である。特
に近年通常時は低電力で駆動し、何らかの原因で正常に
ローターが回転しなかった時には通常時よりも大電力で
速かに再駆動する、いわゆる補正駆動方式が、考案され
ているが本発明はこの様な通常時の低電力なより一層徹
底する事を目的とする。さらには、ローターが１ステツ
プ回転する以前に逆誘起電流によってローターにブレー
キがかかる事を防止し駆動パルスにより供給されるエネ
ルギーをより効率的にローターの１ステツプの駆動に変
換するモーター駆動方式を提供する事を目的としている
。

本発明を図によって説明する。

第１図、第２図は従来の一般的なステップモーターと駆
動回路の一例である。

駆動回路は４つのトランジスター４．５，６．７で構成
され通常時４．５がＯＮ、６．７がＯＦＦとなっている
。コイル３に駆動パルス電圧を印加する時には例えば、
トランジスターを前記の状態から４をＣ）ＦＦ、６をＯ
Ｎに切換えると矢印８の方向の電流がコイルに電源より
供給される。

この電流によりステーター１に磁極が形成され、ロータ
ー２が１ステツプ（この例では２極ローターであるので
１８０°　）回転する。この電源よりの電流をコイルに
流す時間を一般にパルス巾と呼んでいる。次にローター
をもう１ステツプ回転させるにはトランジスタ４．７を
ＯＮ、５．８をＯＦＦとし、二点鎖線で示した方向の電
流９をコイルに流す事により成される。

パルス電圧をコイルに印加した後は元の状態、すなわち
トランジスタ４．５がＯＮ、６．７がＯＦＦとなる。こ
れによりローターの動きによる誘起電圧がコイル３の両
端に発生すれば第２図で破線１８で示した電流が流れ、
これがローターにブレーキとして作用し、ローターの動
きを安定したものとしていた。

第３図、第４図、第５図はローターの動きとコイルに流
れている電流との対応を示した図である。

破線で示したのがローターの回転によって生ずる誘起電
圧Ｃによって生じる電流である。

二点鎖線で示したのが前記したパルス電流である。実線
で示したのが実際にコイルに流れる電流であり、パルス
電流と誘起電流とを加えたものである。誘起電圧ｅは一
般に次式で表わされる。

’　”　”　”　”　”　”＃’弁 ｔ Ｎ＝コイルの巻数 φ：磁心を通る磁束 θ：ローターの回転角 ｔ　：時　　間　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１誘起電流はこの式と図の上に示したロ
ーターの動きから導き出して概念的に示しである。

パルス電流は矩形波のパルス電圧が加えられた時にコイ
ルのＬ成分による位相の遅れをこれも概念的に示したも
のである。

第６図は従来からの一般的なステップモーターのもので
あり、第４図は前記した近年普及してきた補正駆動方式
の低電力を目的とした通常運針時のものである。第３図
と第４図を比較してみると従来からのモーターを示した
第３図では駆動パルスによってローターはほぼ十分に１
ステツプ回転させられており、十分なトルク的な余裕が
ある事が知られる。第４図に示した補正駆動方式の通常
時の駆動はパルス電流での駆動はわずかでありその後は
主にローターの持っている慣性で回転を完了する様にな
っている。したがってトルク的な余裕はほとんどない。

逆に言えばそのトルクとしての余裕をなくして低電力化
を達成しているのである。第５図は本発明による駆動方
式のものである。

すなわち第４図における実際にコイルに流れている電流
の斜線部１０を流さなくしだものである。

第９図において明らかな様に斜線部１０の電流はロータ
ーが１ステツプ回転する以前にブレーキとして作用して
いる。低電力化を目的として限界の電力を供給し、ロー
ターの慣性を利用して１ステツプ回転させようとする時
この誘起電流によるブレーキの影響は大きなものがあり
本発明の主旨もここにある。１ステツプ回転する以前の
ブレーキを極力小さくする事により、より小さな供給電
力でローターを１ステツプ回転させようとするものであ
る。しかし、ローターがほぼ１ステツプ回転した後の誘
起電流によるブレーキはモーターの安定性確保の為に十
分に活用する必要がある。したがって第４図の斜線部の
電流のみを流さなくする事によってより大きな効果が発
揮されるのである第６図は本発明を実現する為の回路構
成の説明図である。第２図で示した駆動回路を構成する
トランジスタは第６図で１２に示す様にダイオードとし
ての性質を持っている。パルス電圧印加時は第５図にお
いてパルス巾１５の間トランジスター５．６をＯＮ、４
．７をＯＩＰ？として電流１３を流した後、トランジス
ター５のみをＯＮ、４，６゜７をｏｙｙとする状態を第
５図の１１に示した時間設けるのである。この状態では
パルス電流１３と同じ方向の電流１４はトランジスタ４
のダイオードの順方向としての性質とトランジスター５
のＯＮの状態とにより流れる。しかしパルス電流１３と
逆方向の電流１６はトランジスタ４がＯＦＦの為コイル
に流れる事がない。したがって上記した様に駆動回路を
制御する事により第５図に示した様な電流をコイルに流
す事ができるのである。

もちろん第６図に示したパルス電流１３と逆向きノパル
ス電流を供給した時にはトランジスター４のみをＯＮと
し、その他５．６．７をＯ’ＦＷとするのである。他の
例としては第５図においてパルス１５の後時間１７まで
はトランジスター４．５をＯＮ、６．７を０ＦＩＰとし
、時間１７から時間１１までの間全てのトランジスタを
ＯＦＦとし、時間１１以降トランジスター４，５をＯＮ
、６゜７を０Ｆ１ｒとする事も可能である。

又第６図、第４図、第５図に示したローターの動きによ
って第５図に示した時間１１や１７が変化するがロータ
ーの慣性や磁石の強さ、コイルの起磁力やステーター形
状等モーターを構成する各要素が決まっているとそのロ
ーターの動きはけぼ一定であり、時間１７や時間１１に
大きなちがいは生じないのであらかじめ時間１７や１１
を設定する事も可能である。もちろんその変化を回路的
に検出する機能を持せて制御する事も可能である。

又本発明を効果ならしめるには第５図における時間１７
や１１は厳密に電流値０までの必要はなく大体０近辺で
よい事はアナログ量としての性質上言うまでもない。

以上述べた様に本発明によれば何ら特別の部品を用いる
事なく駆動回路の制御のしかたのみでより低電力なモー
ターが確実にしかも安定して、コストｕｐもなく実現す
る事ができる。

又本発明は１つの駆動パルスで駆動する駆動方式　　　
′のみならず複数の短いパルスの組合せで駆動する方式
においても効果がある事はもちろんである。

又本実施例は一体型のステーターで説明したが二体型の
ステーターにおいてもその効果は同様に期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明が対象とするステップモーターの一例 第２図ニステップモーターの駆動回路の一例第３図、第
４図：従来のステップモーターのローターの動きとコイ
ルに流れる電流 第５図一本発明によるステップモーターのローターの動
きとコイルに流れる電流 第６図：本発明による駆動回路の説明図１・・・・・・
ステーター ２・・・・・・ローター ３・・パ・・・コイル ４．５，６．７・・・・・・トランジスター８．９．１
３・・・・・・パルス電流 以上 出願人　株式会社虐訪精工舎 代理人　弁理士　最上　　務

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　永久磁石を有するローターとステーターとコイル
   を主な構成要素とし、ローターが１ステツプ回転するの
   に要する時間より短かいパルス印加時間でローターを駆
   動するステップモーターを有する水晶時計において、パ
   ルス印加後コイルに該パルス電流と同方向の電流は流れ
   るが逆方向の電流は流れない時間を有する様に回路構成
   された事を特徴とする水晶時計。 ２　パルス印加後コイルに該パルス電流と同方向の電流
   は流れるが逆方向の電流は流れない時間を該パルスの印
   加後約前記ローターが１ステツプ回転するのに要する時
   間までとした事を特徴とする第１項記載の水晶時計。 五　パルス印加後コイルに該パルス電流と同方向の電流
   は流れるが逆方向の電流は流れない様に回路構成された
   時間以降は少なくとも前記ローターの振動が十分減衰す
   るまでの時間はコイル両端を短絡する様に回路構成した
   事を特徴とする第２項記載の水晶時計。