JPS5937680B2 - step motor - Google Patents

step motor

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JPS5937680B2
JPS5937680B2 JP7272383A JP7272383A JPS5937680B2 JP S5937680 B2 JPS5937680 B2 JP S5937680B2 JP 7272383 A JP7272383 A JP 7272383A JP 7272383 A JP7272383 A JP 7272383A JP S5937680 B2 JPS5937680 B2 JP S5937680B2
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rotor
pulse
step motor
rotation
motor
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JPS58195497A (en
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僖壱 川村
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Suwa Seikosha KK
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Suwa Seikosha KK
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/14Arrangements for controlling speed or speed and torque
    • H02P8/20Arrangements for controlling speed or speed and torque characterised by bidirectional operation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子時計用ステップモーターに関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a step motor for an electronic watch.

本発明の目的はステップモーターのローターが正逆両回
転可能な駆動電子回路を提供することによつて、より使
い易い電子腕時計、あるいはより機能の拡大された電子
腕時計を実現することにある。電子腕時計は超小型の電
子機器であつて、使用される電池も非常に小さいもので
しかもこの小さな電池でなるべく長時間時計を作動させ
たいという要求があり、そのため時計を構成する各デバ
イスは非常に少ない電力で作動しなければならない。
An object of the present invention is to realize an electronic wristwatch that is easier to use or an electronic wristwatch with expanded functionality by providing a drive electronic circuit that allows the rotor of a step motor to rotate in both forward and reverse directions. Electronic watches are ultra-compact electronic devices, and the batteries used are also very small, and there is a demand for the watch to operate for as long as possible with this small battery, so each device that makes up the watch is extremely Must operate with low power consumption.

現に、電子腕時計の技術革新の一つの大きな柱に時計体
の低消費電力化がある。電子腕時計の電気機械変換機構
であるステップモーターもこの例にもれるものではなく
、高効率化、低電力化がはかられてきた。ところで時計
の基本的な機能として指針が時間の経過に従つて一定方
向に回転して時刻が読み取れればよいのでステップモー
ターとしても左右両回転のステップモーターでなくても
一定方向に回転するステップモーターで十分であつた。
In fact, one of the major pillars of technological innovation in electronic watches is reducing the power consumption of the watch body. The step motor, which is the electromechanical conversion mechanism of electronic wristwatches, is no exception to this example, and efforts have been made to improve efficiency and reduce power consumption. By the way, the basic function of a watch is to be able to read the time by rotating the hands in a fixed direction as time passes, so you can use a step motor that rotates in a fixed direction even if it is not a step motor that rotates both left and right. That was enough.

むしろ一定方向のみの回転であつても前述の如く、なる
べく低消費電力で作動するステップモーターの要求が非
常に強かつた。そのため両回転可能なステップモーター
は全く実用化されていない。もつとも両回転可能な電子
腕時計用モーターとしてアトデアはいくつか提案されて
いる。
In fact, as mentioned above, there is a strong demand for a step motor that operates with as little power consumption as possible even when rotating only in a fixed direction. Therefore, a step motor that can rotate in both directions has not been put into practical use at all. Atodea has been proposed as a motor for electronic wristwatches that can rotate in both directions.

しかしながら、それらは構成が複雑であつたり、非常に
高い加工精度を要するものであつたり、消費電力が大き
いものであつたり等、単なるアトデアの域を出ない非現
実的なものであつた。また最近の電子腕時計の普及にと
もなつてより便利で使い易くより機能の拡大といつた要
求から両回転モーターの要求が次第に強くなつてきた。
本発明はかかる要求に応え、又従来の欠陥をもたない新
たな正逆両回転ステップモーターを提供するものである
However, these methods are unrealistic and have complicated structures, require extremely high processing precision, and consume large amounts of power. In addition, with the recent spread of electronic wristwatches, the demand for dual-rotation motors has gradually become stronger due to demands for greater convenience, ease of use, and expanded functionality.
The present invention satisfies such demands and provides a new bidirectionally rotating step motor that does not have the defects of the conventional motors.

即ち従来の一方方向回転モーターである高効率、低消費
電力のステップモーターをモーターの機構を変更するこ
となく駆動回路を若干変更した特別の駆動回路により逆
回転可能ならしめたものである。そのため高効率で低電
力といつた従来の特徴を殺すことなく又、特別の構造に
変更することなく電子回路の変更のみで両回転ならしめ
るものであり又、原理的には電子腕時計用の全てのステ
ツプモータ一に適用可能なものである。以下本発明につ
き説明するがまず電子腕時計用のステツプモータ一の一
例及び両回転させるための従来のアイデア等を説明し、
引き続き本発明の実施例を詳細に説明する。
That is, a conventional one-way rotation motor, such as a step motor with high efficiency and low power consumption, can be rotated in the opposite direction by using a special drive circuit in which the drive circuit is slightly modified without changing the motor mechanism. Therefore, it is possible to achieve dual rotation only by changing the electronic circuit without sacrificing the conventional features such as high efficiency and low power consumption, and without changing the special structure. The present invention is applicable to step motors. The present invention will be explained below, but first an example of a step motor for an electronic wristwatch and a conventional idea for making it rotate in both directions will be explained.
Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

第1図は電子腕時計用ステツプモータ一の一例であり、
図において1は径方向に2極着磁された永久磁石製のロ
ーターで、このローター1をはさんでステーター2,3
が対向して配置されているが、これらのステーター2,
3は夫々コイル4を巻いた継鉄5に接続して1組のステ
ーターを構成している。
Figure 1 shows an example of a step motor for an electronic wristwatch.
In the figure, 1 is a permanent magnet rotor that is magnetized with two poles in the radial direction.
are arranged facing each other, but these stators 2,
3 are each connected to a yoke 5 around which a coil 4 is wound to form a set of stators.

ステーター2,3はローター1が一定方向に回転できる
様にローター1の中心に対しステーター2,3の円弧部
2a,3aを互に逆方向に偏心させ、ローター1の静止
時の磁極(NおよびS)位置をステーター2,3の一方
にずらしている。この構造のステツプモータ一は従来か
ら実用化されており第2図に示す如き回路で駆動されて
きた。即ち10は水晶振動子であり発振回路11により
駆動され、その周波数は分周器12により分周され波形
整形器13で適当な時間間隔で適当な時間幅の180器
位相の異なる2つのパルスが成形される。その代表的な
ものは2秒毎に7.8m式の2つのパルスであつて以下
このパルスで説明する。このパルスをCMOSインバー
ターで構成されるドライバー14,15に入力し、その
出力をコイル4の端子4a,4bに供給する。第3図は
このドライバー部の詳細図であり一方のインバーター1
4の入力端子16に先に示したノ飢ス18を印加すると
矢印19で示す様に電流が流れ、続いて他方のインバー
ター15の入力端子にパルスを印加すると前と対称的な
ルートに電流が流れる。即ち両インバーターの入力端子
16,17に交互にパルスを印加することによりコイル
4に流れる電流を交互に反転させることができ、具体的
には1秒毎に交互に反転する7.8msecの電流をコ
イル4に流すことができる。この様な駆動回路により第
1図のステツプモータ一のステーター2,3にはN極、
S極が交互に発生し、ローター1の磁極と反撥、吸引に
よりローター1を1801ずつ回転させることができる
。そしてこのローター1の回転は中間車6を介して4番
車7に伝達され、さらに3番車8、2番車9さらには図
示しないが筒カナ、筒車、カレンダー機構に伝達され、
時針、分針、秒針、カレンダー等からなる指示機構を作
動させる。このステツプモータ一は電子腕時計用変換機
構として古くから用いられているが、モーター形状の最
適化(ステーターの内径、偏心量x、ローター径等)、
モーターの動作解析、磁気回路解析等により改良がなさ
れ変換効率の向上と、それにともなう低消費電力化が計
られてきた。
The stators 2 and 3 have circular arc portions 2a and 3a eccentrically opposite to each other with respect to the center of the rotor 1 so that the rotor 1 can rotate in a fixed direction. S) The position is shifted to one of stators 2 and 3. A step motor having this structure has been put into practical use for some time and has been driven by a circuit as shown in FIG. That is, 10 is a crystal oscillator, which is driven by an oscillation circuit 11. Its frequency is divided by a frequency divider 12, and a waveform shaper 13 generates two pulses having different phases at an appropriate time interval and an appropriate time width. molded. A typical example is two 7.8m pulses every 2 seconds, and this pulse will be explained below. This pulse is input to drivers 14 and 15 composed of CMOS inverters, and the output thereof is supplied to terminals 4a and 4b of the coil 4. Figure 3 is a detailed diagram of this driver section, and one inverter 1.
When the pulse 18 shown earlier is applied to the input terminal 16 of the inverter 4, a current flows as shown by the arrow 19, and when a pulse is then applied to the input terminal of the other inverter 15, the current flows in a route symmetrical to the previous one. flows. That is, by alternately applying pulses to the input terminals 16 and 17 of both inverters, the current flowing through the coil 4 can be alternately reversed. Specifically, the current flowing through the coil 4 can be alternately reversed for 7.8 msec, which is alternately reversed every second. It can be passed through the coil 4. With such a drive circuit, the stators 2 and 3 of the step motor shown in FIG.
S poles are generated alternately, and the rotor 1 can be rotated 1801 times by repulsion and attraction with the magnetic poles of the rotor 1. The rotation of the rotor 1 is transmitted to the fourth wheel 7 via the intermediate wheel 6, and further transmitted to the third wheel 8, second wheel 9, and further to the cylinder pinion, hour wheel, and calendar mechanism (not shown).
Operates the indicating mechanism consisting of the hour hand, minute hand, second hand, calendar, etc. This step motor has been used for a long time as a conversion mechanism for electronic watches, but optimization of the motor shape (inner diameter of the stator, eccentricity x, rotor diameter, etc.)
Improvements have been made through analyzes of motor operation and magnetic circuits, and efforts have been made to improve conversion efficiency and reduce power consumption.

又、これらの改良は一定方向にのみ回転するモーターと
してなされてきており定められた方向にはなるべく回転
しやすくするように検討されてきている。従つて通常の
駆動方法で逆転することはあり得ず、この種のステツプ
モータ一で両回転ならしめることは不可能と考えられて
きた。前にも述べた様に両ステーター2,3の偏心の方
向によつてローター1の安定位置が変化し従つて回転方
向が定まる構造になつている即ち、第1図の偏心方向の
場合、矢印の方向に回転し、これと逆の偏心方向の場合
は矢印と逆方向に回転する。この種のモーターで両回転
させるための従来のアイデアの一つにこれを利用したも
のがある。即ち、時計体の外部から操作してステーター
2,3の偏心方向を変化させ、これによつてローターを
両回転可能ならしめるものである。もちろんこの様な構
成をとれば原理的に両回転可能なモーターとなる。しか
しながら高効率、低電力の性能を得るためにはステータ
ー2,3の偏心量は50μ内外であり、その許容誤差は
10μ程度である。このように高い精度を必要とするた
めステーターの加工は慎重を極め又、組立時に確実に地
板に固定しなければ実現できるものではなく、外部操作
によりステーターが回転するがごとき構成では腕時計製
造メーカーの精密加工技術をもつてしても不可能である
。両回転ステツプモータ一に関する従来の他のアイデア
としては、正回転用の駆動コイルと、逆回転用の駆動コ
イル、即ち、2個の駆動コイルを有するステツプモータ
一であつたり、これに付加するに2組のステーターを有
するものがある。
Further, these improvements have been made to motors that rotate only in a fixed direction, and studies have been made to make it as easy as possible to rotate in a fixed direction. Therefore, it is impossible to reverse rotation using a normal driving method, and it has been thought that it is impossible to achieve both rotations with a single step motor of this type. As mentioned before, the stable position of the rotor 1 changes depending on the direction of eccentricity of both stators 2 and 3, and therefore the rotation direction is determined. If the eccentric direction is opposite to this, it will rotate in the direction opposite to the arrow. One of the conventional ideas for bidirectional rotation with this type of motor is to utilize this. That is, the eccentric direction of the stators 2 and 3 is changed by operating from the outside of the watch body, thereby allowing the rotor to rotate in both directions. Of course, if such a configuration is adopted, the motor can theoretically be rotated in both directions. However, in order to obtain high efficiency and low power performance, the amount of eccentricity of the stators 2 and 3 should be around 50μ, and the tolerance thereof is about 10μ. Because this requires high precision, the stator must be processed extremely carefully, and it cannot be achieved unless it is securely fixed to the main plate during assembly.With a configuration in which the stator is rotated by external operation, watch manufacturers This is impossible even with precision processing technology. Other conventional ideas for dual-rotation step motors include a step motor with two drive coils, one for forward rotation and one for reverse rotation, or a step motor with two drive coils, one for forward rotation and one for reverse rotation. Some have two sets of stators.

しかし、これらについても腕時計の中でステツプモータ
一の大きさは無視できず特にコイルが非常に大きい。従
つて、モーターの小型化の要求は非常に強く、こういつ
た状況から駆動コイルを2個要するモーターは全く実用
にならないものである。以上、従来から提案されている
両回転ステツプモータ一のアイデアについて略述したが
、いずれも電子腕時計用として実現は困難で、単なるア
イデアの域を出ないものばかりである。本発明はこのよ
うな欠点がなく容易に実現可能な両回転モーターを提供
するもので第1図に示したステツプモータ一についても
モーターの構造を全く変えることがなく、ローターの作
動の解析をするなかから逆転可能な駆動方式を見いだし
たものである。
However, even in these watches, the size of the step motor cannot be ignored, and the coil in particular is extremely large. Therefore, there is a strong demand for miniaturization of motors, and under these circumstances, a motor requiring two drive coils is completely impractical. The ideas for dual-rotation step motors that have been proposed in the past have been briefly described above, but all of them are difficult to realize for electronic wristwatches and are no more than mere ideas. The present invention provides a dual-rotation motor that is free from such drawbacks and can be easily implemented.The present invention also provides a dual-rotation motor that is free from such drawbacks and can be used to analyze the operation of the rotor without changing the structure of the motor at all in the case of the step motor shown in Fig. 1. Among them, a reversible drive system was discovered.

従つて新たに若干の駆動回路を付加するだけで両回転モ
ーターとして実現するものである。以下本発明の一実施
例につき詳説する。
Therefore, a dual-rotation motor can be realized by simply adding a few new drive circuits. An embodiment of the present invention will be explained in detail below.

第4図は本発明のステツプモータ一の両回転駆動回路の
一例であり、第5図はそのタイムチヤートである。
FIG. 4 shows an example of a dual-rotation drive circuit for a step motor according to the present invention, and FIG. 5 is a time chart thereof.

図において20は発振回路であり、21は分周回路であ
る。NANDGATE22,23,24,25の出力は
モーターを駆動する際のパルスを作るためのクロツクで
あり分周回路21の出力の組合せにより得る。なおNA
NDGATE22は逆転駆動のための第1パルス、NA
NDGATE23,24は同じく第2パルスをさらにN
ANDGATE25は正転駆動のためのパルスを作るた
めのゲートであり、夫夫例えば、1秒信号の立下りに対
して数Msec(Tl,T2,T3,T4)遅れたクロ
ツクパルスを発生する。
In the figure, 20 is an oscillation circuit, and 21 is a frequency dividing circuit. The outputs of the NANDGATEs 22, 23, 24, and 25 are clocks for generating pulses for driving the motor, and are obtained by combining the outputs of the frequency dividing circuit 21. Please note that NA
NDGATE22 is the first pulse for reverse drive, NA
NDGATE23 and 24 also apply the second pulse to NDGATE23 and 24.
ANDGATE 25 is a gate for generating a pulse for normal rotation drive, and generates a clock pulse delayed by, for example, several Msec (Tl, T2, T3, T4) with respect to the falling edge of a one second signal.

このときデイレフリツプフロツプ26,27,28,2
9は入力の1秒信号をTl,T2,T3,T4遅らせて
出力することになりゲート30の出力には幅T1のパル
スが発生し、(第5図A)ゲート31の出力には幅T3
−T2二T3′のパルスが発生し(第5図B)、ゲート
32の出力には幅T4のパルスが発生する。なお33は
正転と逆転の切換スイツチで、これが開のときは正転、
閉のときが逆転駆動となつている。先ず開、即ち正転駆
動の場合から述べると、このときスイツチ33の出力は
Hignであるから、ゲート36は開でゲート32の出
力信号を通しゲート34,35は閉じる。
At this time, day reflex flip-flops 26, 27, 28, 2
9 delays the input 1-second signal by Tl, T2, T3, and T4, and outputs a pulse with a width T1 at the output of the gate 30 (Fig. 5A), and a pulse with a width T3 at the output of the gate 31.
A pulse of -T2 and T3' is generated (FIG. 5B), and a pulse of width T4 is generated at the output of gate 32. Note that 33 is a forward/reverse rotation switch; when this is open, forward rotation and reverse rotation are performed.
When closed, it is driven in reverse. First, let us start with the case of open, ie, normal rotation drive. At this time, the output of the switch 33 is High, so the gate 36 is open and the output signal of the gate 32 is passed through, and the gates 34 and 35 are closed.

従つてこのゲート36の出力を%Hzで分配し0RCA
TE39,40の出力D,Eには第5図D,Eなる信号
を得る。これをドライバー用インバータ42,43に入
力しその出力をステツプモータ一の駆動コイル41の端
子41a,41bに接続されている。これはとりもなお
さず第2図、第3図で示した従来のステツプモータ一の
駆動信号と同じである。即ちT4なるパルス幅の1秒毎
に反転するパルス電流がコイル41に供給され、これは
ステツプモータ一の正常作動である。次に、スイツチ3
3を閉じたときの逆転駆動の場合は、スイツチ33の出
力はLOWになるためゲート34,35,36は前と逆
に34,35が開き36が閉じる。従つてNANDGA
SE3O,3lの出力A,Bがゲート34,35を通つ
て%Hzでふり分けられて0RGATE39,40の出
力D,Eに第5図D2,E2に示す信号を得、これがド
ライバー用インバータ42,43に入力されその出力が
駆動コイル41の端子41a,41bにつながつている
。このときの先ず幅T1なるパルス電流がコイル41の
端子41aから端子41bへ流れ引き続いて幅T′3の
パルス電流がこれと逆方向(端子41bから端子41a
へ)に流れる。そして1秒後には逆に幅T1のパルス電
流が41bから41aへ、幅T′3のパルス電流が41
aから41bへ流れ以後これを繰り返す。Tl,T2,
T′3が適切な着に設定されたこの様な駆動パルスをス
テツプモータ一に供給するとローターは逆回転を行う。
この理由及びローターの作動について第1図に示したス
テツプモータ一により説明する。正回転時の駆動パルス
幅T4は正回転に必要十分な駆動を行うもので、この例
では7.8msecに設定されていた。幅T1のパルス
はT4即ち7.8msecより短くさらにローターの作
動限界パルス幅より若干短く設定される。具体例として
、T1′−3msecとする。このT1のパルスでロー
ターは正回転方向に駆動力を受けるが1ステツプ回転す
る力には足りず40〜50る位回転して元の位置にもど
る。第1図でローター1は静的安定位置(駆動を受けな
いときの磁極の方向)から900弱の位置に中立点N.
P.がある。
Therefore, the output of this gate 36 is divided in %Hz and becomes 0RCA.
At the outputs D and E of the TEs 39 and 40, signals D and E in FIG. 5 are obtained. This is input to driver inverters 42 and 43, and their outputs are connected to terminals 41a and 41b of the drive coil 41 of the step motor. This is essentially the same as the drive signal for the conventional step motor shown in FIGS. 2 and 3. That is, a pulsed current having a pulse width of T4 and inverted every second is supplied to the coil 41, which is the normal operation of the step motor. Next, switch 3
In the case of reverse drive when the switch 3 is closed, the output of the switch 33 becomes LOW, so that the gates 34, 35, and 36 are opened and the gate 36 is closed. Therefore NANDGA
Outputs A and B of SE3O and 3l are distributed at %Hz through gates 34 and 35, and the signals shown in FIG. 43, and its output is connected to terminals 41a and 41b of the drive coil 41. At this time, first, a pulse current with a width T1 flows from the terminal 41a of the coil 41 to the terminal 41b, and then a pulse current with a width T'3 flows in the opposite direction (from the terminal 41b to the terminal 41a).
flow to). Then, one second later, the pulse current of width T1 changes from 41b to 41a, and the pulse current of width T'3 changes to 41a.
The flow from a to 41b is repeated thereafter. Tl, T2,
When such a drive pulse with T'3 set at an appropriate value is supplied to the step motor, the rotor rotates in the reverse direction.
The reason for this and the operation of the rotor will be explained using the step motor shown in FIG. The driving pulse width T4 during forward rotation is necessary and sufficient for driving forward rotation, and was set to 7.8 msec in this example. The pulse width T1 is shorter than T4, that is, 7.8 msec, and is set slightly shorter than the operating limit pulse width of the rotor. As a specific example, it is assumed that T1'-3 msec. The rotor receives a driving force in the forward rotational direction by this T1 pulse, but the force is not enough to rotate one step, so the rotor rotates about 40 to 50 degrees and returns to its original position. In FIG. 1, the rotor 1 is located at a neutral point N at a position slightly less than 900 degrees from the static stable position (the direction of the magnetic poles when not driven).
P. There is.

ローク一1が駆動力を得てこの中立点N.P.を乗り越
えれば駆動力がなくなつてもローター1は1ステツプ作
動する。しかしこの中立点N.P.を乗り越せない場合
は元の静的安定位置に戻つてしまう。T1のパルスによ
る駆動はこの後者の作動になる。第6図はローターの作
動状況を示す図でイは十分なパルス幅、即ち7.8ms
ecを与えた場合で、正回転で180駆回転して静止す
る。口はT1 (3msec)のパルスのみを与えたと
きで中立点N.P.を越せないために元の位置にもどつ
ている。ところで第4図の駆動ではT1のパルスに引き
続き幅T′,のパルスがT1のパルスと逆に与えられる
。このパルスはT,のパルスでローターが若干作動した
とき即ち、ローター1の磁極がステーター2,3のギヤ
ツプ付近に達したときに逆方向へ駆動するパルスであり
これによつて、ローターは第6図ハの如く作動し逆方向
に180ロ回転して静止する。もちろんここで第5図の
タイムチヤートBに示したT2,T′3は適当に設定さ
れている。具体例としてはT2ζ4.5msec,T′
3′−4.5msecである。ところでローター1が静
的安定位置にあるときに逆方向に駆動されるが、1ステ
ツプ回転する迄にはいたらない。その理由はローター1
を囲むステーター2,3内の磁界はほぼ平行磁界となる
ためローター1の磁極がステーター2,3のギヤツプ方
向にあるとき最大の駆動トルクを受けるので正方向回転
の場合、静的位置から駆動されてローター1が矢印の方
向に回転するに従つてより大きなトルクを受けるので全
体として大きい回転トルクを受けて作動する。これに対
して逆方向の駆動パルスが与えられてもローター1は逆
方向へ回転を始めるが次第に回転トルクは小さくなり、
1ステツプの回転に到らず元の位置にもどつてしまう。
これに対し本発明の駆動方式によると、先ずローター1
をステーター2,3のギヤツプ付近まで作動させたとこ
ろで逆方向の駆動パルスを与えるので静的安定位置にあ
るときより大きい回転トルクを受け逆回転が可能となる
。尚、第5図から明らかな如く、第1のパルスT1と第
2のパルスT′3の間に駆動コイルにパルスを印加しな
い期間を設けることもできる。第1のパルスT1によつ
てローターは正転方向に慣性を持つことになるが、第1
パルスと第2パルスの間にパルスを印加しない期間を設
けると、この正転方向の慣性が減ぜられ、第2パルスT
′3による逆方向の回転トルクをより大きく得ることが
でき、確実な作動が期待できる。ここで第1図のステツ
プモータ一でこの様にして得られた逆転駆動時のステツ
プモータ一の性能について述べておく、駆動パルスの許
容範囲は、T1 :2〜3.5msec,T2:T1〜
6msec,T′3:3.5〜6msecであり逆回転
時の出力トルクは正回転時の出力トルクの%〜%であつ
た。又、作動電圧範囲も正回転に比し若干狭い。この様
に逆回転時は正回転時に比し性能は悪くなつている。し
かしこれを電子腕時計として用いる場合、通常運針時は
ステツプモータ一は正回転を行わしめ、特殊な機能、特
殊な操作を行うときにステツプモータ一を逆転させるよ
うにする。このとき正回転時には腕時計がそう過するあ
らゆる条件下(たとえば極低温、磁界中、強い外乱等)
でモーターが正常に作動する必要があるが逆回転時には
、その様な過酷な条件下における配慮はそれ程必要ない
。従つて正回転時には十分な性能を必要とするが、逆回
転時には通常条件下で作動すればよくその意味から本発
明の正逆両回転駆動方式は電子腕時計用ステツプモータ
一として最適である。なお本発明の駆動方式は第1図に
示したステツプモータ一だけでなく、従来から電子腕時
計用として実用化されているステツプモータ一全てに適
用できることが確認されている。
Rourke-11 obtains driving force and returns to this neutral point N. P. If the rotor 1 is overcome, the rotor 1 will operate one step even if the driving force is lost. However, this neutral point N. P. If it cannot overcome this, it will return to its original statically stable position. Driving by the T1 pulse results in this latter operation. Figure 6 is a diagram showing the operating status of the rotor.
When ec is given, it rotates 180 kW in the forward direction and comes to rest. The mouth is at the neutral point N. when only the pulse of T1 (3 msec) is applied. P. It returns to its original position because it is unable to cross the threshold. By the way, in the drive shown in FIG. 4, following the pulse T1, a pulse with a width T' is applied in the opposite direction to the pulse T1. This pulse is a pulse T, which drives the rotor in the opposite direction when the rotor is slightly operated, that is, when the magnetic pole of rotor 1 reaches the vicinity of the gap between stators 2 and 3. It operates as shown in Figure C, rotates 180 degrees in the opposite direction, and comes to rest. Of course, T2 and T'3 shown in time chart B of FIG. 5 are set appropriately. A specific example is T2ζ4.5msec, T'
3'-4.5 msec. Incidentally, when the rotor 1 is in a statically stable position, it is driven in the opposite direction, but it does not reach the point where it rotates one step. The reason is rotor 1
Since the magnetic fields in the stators 2 and 3 surrounding the rotor 1 are almost parallel magnetic fields, the maximum driving torque is received when the magnetic poles of the rotor 1 are in the gear direction of the stators 2 and 3. Therefore, in the case of forward rotation, the rotor is driven from a static position. As the rotor 1 rotates in the direction of the arrow, it receives a larger torque, so the rotor 1 operates under a larger rotational torque as a whole. On the other hand, even if a drive pulse in the opposite direction is applied, the rotor 1 starts rotating in the opposite direction, but the rotational torque gradually decreases.
It does not complete one step of rotation and returns to its original position.
On the other hand, according to the drive method of the present invention, first the rotor 1
When the stators 2 and 3 are operated to near the gap, a driving pulse in the opposite direction is applied, so that a larger rotational torque is received than when the stators are in a static stable position, making it possible to rotate in the opposite direction. As is clear from FIG. 5, a period during which no pulse is applied to the drive coil may be provided between the first pulse T1 and the second pulse T'3. The rotor has inertia in the forward rotation direction due to the first pulse T1, but the first pulse T1
By providing a period in which no pulse is applied between the pulse and the second pulse, this inertia in the normal rotation direction is reduced, and the second pulse T
'3 allows a larger rotational torque in the opposite direction to be obtained, and reliable operation can be expected. Here, we will discuss the performance of the step motor 1 during reverse drive, which was obtained in this way with the step motor 1 shown in FIG.
6 msec, T'3: 3.5 to 6 msec, and the output torque during reverse rotation was % to % of the output torque during forward rotation. Also, the operating voltage range is slightly narrower than that for forward rotation. In this way, the performance is worse when rotating in reverse than when rotating forward. However, when using this as an electronic wristwatch, the step motor 1 rotates in the normal direction during normal hand movement, and rotates in the reverse direction when performing a special function or operation. At this time, when rotating in the forward direction, the watch is subject to all conditions (e.g. extremely low temperatures, in a magnetic field, strong disturbances, etc.)
It is necessary for the motor to operate normally, but when rotating in reverse, there is no need to take as much consideration under such harsh conditions. Therefore, sufficient performance is required when rotating in the forward direction, but it only needs to operate under normal conditions when rotating in the reverse direction.In this sense, the forward and reverse rotation drive system of the present invention is most suitable as a step motor for an electronic wristwatch. It has been confirmed that the drive method of the present invention can be applied not only to the step motor shown in FIG. 1, but also to all step motors that have been put into practical use for electronic wristwatches.

但しその場合個個のモーターに対して前述の駆動パルス
の幅、時間隔(Tl,T2,T′3等)の定数は若干変
化する。即ち、第1図のモーターはローターが2極着磁
されたものであるが6極ローターにも適用できるし、ロ
ーターとステーターが軸方向に磁気係合するタイプのス
テツプモータ一にも、ローターのまわりをコイルで囲む
タイプのステツプモータ一にも適用できる。
However, in that case, the constants of the width of the driving pulse and time interval (Tl, T2, T'3, etc.) described above vary slightly for each individual motor. That is, although the motor shown in Figure 1 has a rotor magnetized with two poles, it can also be applied to a six-pole rotor, and also to a step motor in which the rotor and stator are magnetically engaged in the axial direction. It can also be applied to a type of step motor that is surrounded by a coil.

又、これらのモーターは全て駆動電流が1ステツプ毎に
交互に逆方向に流れる反転パルスモーターであるが常に
同じ方向に流すステツプモータ一にも、逆転駆動時の第
二パルスT′,を通常駆動と逆方向に流すことにより逆
転が可能である。以上本発明の実施例につき詳説したが
、本発明はここに述べた実施例に限定されるものではな
い。
In addition, all of these motors are inverted pulse motors in which the driving current alternately flows in the opposite direction for each step, but even in the case of step motors in which the driving current always flows in the same direction, the second pulse T' during reverse driving is normally driven. Reversal is possible by flowing in the opposite direction. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the embodiments described herein.

両回転ステツブモータ一は電子腕時計にとつていろいろ
な使われ方が予測される。そしてこれらに対して本発明
を適用することが可能である。例えば時刻合せの場合、
秒針を正時に合せるとき、秒針が正時を過ぎていると、
ステツプモータ一を逆転させ秒針をもどすことにより簡
単に行える。このとき通常違針時(一般には1秒ステツ
プ)より早いステツプ数で駆動すれば瞬時に修正ができ
る。これを構成するには第4図の実施例とは若干異なる
が簡単な変更で可能であることはいうまでもない。さら
に両回転駆動を用いた時刻修正、特に秒修正方式も各種
考えられるが本発明をこれらに応用展開が可能である。
又、マルチタイム、残り時間表示といつた機能を電子腕
時計に付加した場合にも両回転ステツプモータ一が威力
を発揮することはいうまでもない。
The dual-rotating step motor is expected to be used in various ways for electronic wristwatches. And it is possible to apply the present invention to these. For example, when setting the time,
When setting the second hand to the hour, if the second hand is past the hour,
This can be easily done by reversing the step motor and moving the second hand back. At this time, the correction can be made instantaneously by driving at a faster step number than when the needle is normally incorrect (generally 1 second steps). Although the structure is slightly different from the embodiment shown in FIG. 4, it goes without saying that it is possible with simple changes. Furthermore, various types of time adjustment, especially seconds adjustment methods, using dual rotational drives are conceivable, and the present invention can be applied to these.
It goes without saying that the dual-rotation step motor is also effective when adding functions such as multi-time and remaining time display to an electronic wristwatch.

さらには本発明は電子腕時計だけでなく一般の計測器等
の電子機器にも応用が可能である。
Furthermore, the present invention can be applied not only to electronic wristwatches but also to electronic devices such as general measuring instruments.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係るステツプモータ一の例を示す。 第2図、第3図は従来のステツブモータ一駆動回路を示
す。第4図は本発明の両回転駆動回路の一実施例であり
、第5図はそのタイムチヤートを示す。第6図はモータ
ーの作動を示す図である。1・・・・・・ローター 2
,3・・・・・・ステーター、4・・・・・・コイル、
10・・・・・・時間標準振動子、11・・・・・・発
振回路、12・・・・・・分周回路、13・・・・・・
波形整形器、14,15・・・・・・インバータ、26
〜29・・・・・・デイレイフリツプフロツブ、33・
・・・・・切換スイツチ。
FIG. 1 shows an example of a step motor according to the present invention. FIGS. 2 and 3 show a conventional step motor drive circuit. FIG. 4 shows an embodiment of the dual-rotation drive circuit of the present invention, and FIG. 5 shows its time chart. FIG. 6 is a diagram showing the operation of the motor. 1...Rotor 2
, 3... Stator, 4... Coil,
10... Time standard oscillator, 11... Oscillation circuit, 12... Frequency dividing circuit, 13...
Waveform shaper, 14, 15...Inverter, 26
~29...Delay flip-flop, 33.
・・・・・・Choice switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ローター、ステーター及び1個の駆動コイルからな
り、前記ステーターの非対称性により前記ローターに静
的安定点を付与するステップモーターにおいて、数10
msec以下の比較的短いパルスを供給し、前記ロータ
ーを定められた方向に回転させるための正転駆動回路と
前記ローターの作動限界パルス幅より若干短く設定され
ローターを正転方向に駆動させる第1のパルスとこれに
引き続きこれと逆極性の第2のパルスを供給し、前記ロ
ーターを前記定められた方向とは逆の方向に回転させる
ための逆転駆動回路とを含む駆動回路を備え、且つ前記
第1のパルスと第2のパルスの間に前記駆動コイルにパ
ルスを印加しない期間を設けたことを特徴とするステッ
プモーター。
1. A step motor consisting of a rotor, a stator, and one drive coil, which provides a static stability point to the rotor due to the asymmetry of the stator.
a forward rotation drive circuit for supplying relatively short pulses of msec or less to rotate the rotor in a predetermined direction; and a first drive circuit that is set slightly shorter than the operating limit pulse width of the rotor and drives the rotor in the forward rotation direction. and a reversing drive circuit for subsequently supplying a second pulse of opposite polarity to rotate the rotor in a direction opposite to the predetermined direction; A step motor characterized in that a period in which no pulse is applied to the drive coil is provided between the first pulse and the second pulse.
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