JPS6315825B2 - - Google Patents

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JPS6315825B2
JPS6315825B2 JP3884981A JP3884981A JPS6315825B2 JP S6315825 B2 JPS6315825 B2 JP S6315825B2 JP 3884981 A JP3884981 A JP 3884981A JP 3884981 A JP3884981 A JP 3884981A JP S6315825 B2 JPS6315825 B2 JP S6315825B2
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JP
Japan
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rotor
pole
stator
poles
main
Prior art date
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Application number
JP3884981A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS57153557A (en
Inventor
Susumu Kubota
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Rhythm Watch Co Ltd
Original Assignee
Rhythm Watch Co Ltd
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Publication date
Application filed by Rhythm Watch Co Ltd filed Critical Rhythm Watch Co Ltd
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Publication of JPS57153557A publication Critical patent/JPS57153557A/en
Publication of JPS6315825B2 publication Critical patent/JPS6315825B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/18Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having horse-shoe armature cores
    • H02K21/185Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having horse-shoe armature cores with the axis of the rotor perpendicular to the plane of the armature

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は時計用小型モータ、特に時間基準信号
源となる交番電気信号を機械的な定速回転運動に
変換する時計用小型モータの改良に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a small motor for a timepiece, and more particularly to an improvement in a small motor for a timepiece that converts an alternating electric signal serving as a time reference signal source into mechanical constant speed rotational motion.

周波数精度のすぐれたAC商用電源あるいは水
晶振動子その他の振動源から得られるパルス波等
の時間基準信号を時刻指示針の機械的な回転に変
換する為に種々の時計用小型モータが用いられ、
高精度のアナログ表示時計に広く利用されてい
る。この種の時計用小型モータとしては、消費電
力が小さく、又、自起動特性の良いことが要望さ
れるが、従来の小型モータでは必ずしもこれらの
要望を十分に満足することができなかつた。
Various small watch motors are used to convert time reference signals such as pulse waves obtained from AC commercial power sources with excellent frequency accuracy, crystal oscillators, and other vibration sources into mechanical rotation of the time indicator hands.
Widely used in high-precision analog display clocks. This type of small motor for watches is required to have low power consumption and good self-starting characteristics, but conventional small motors have not always been able to fully satisfy these demands.

この様な従来の一般的な装置におけるモータ効
率及び自起動性の改善を図つた装置として、以下
の改良された従来装置が知られている。
The following improved conventional devices are known as devices that aim to improve the motor efficiency and self-starting performance of such conventional general devices.

第1図には従来の改良された時計用小型モータ
の要部が示されており、図においてロータ軸10
を駆動するロータ20の外周側面には6個の着磁
されたロータ極21,22,23,24,25及
び26が設けられている。各ロータ極はロータ中
心に対して互いに異極となるよう対向配置され、
即ち、N極を形成するロータ極21,23及び2
5の中心に対する対向位置にS極を形成するロー
タ極24,26及び22が配置され、各6個のロ
ータ極はそれぞれ60度のピツチ角を有する。
FIG. 1 shows the main parts of a conventional improved small watch motor.
Six magnetized rotor poles 21, 22, 23, 24, 25 and 26 are provided on the outer peripheral side surface of the rotor 20 that drives the rotor 20. Each rotor pole is arranged opposite to the rotor center so as to be of different polarity,
That is, the rotor poles 21, 23 and 2 forming the north pole
Rotor poles 24, 26 and 22 forming a south pole are arranged opposite to the center of the rotor 5, and each of the six rotor poles has a pitch angle of 60 degrees.

一方、ロータ20の周囲に空隙を隔てて8個の
ステータ極が配置され、これらのステータ極は1
対のステータ片30及び40上に形成されてい
る。ステータ片30及び40は総計8個のステー
タ極31,32,33,34及び41,42,4
3,44を有し、さらに各ステータ片30及び4
0のステータ極はその一部が非等間隔角度で配置
され、ステータ極31と32、33と34、41
と42そして43と44のそれぞれのピツチ角が
ロータ極ピツチ角の0.5倍即ち30度に設定され、
又、ステータ極32と33そして42と43のピ
ツチ角はロータ極ピツチ角の1.5倍即ち90度のピ
ツチ角で配置されている。又、図において、両ス
テータ片30と40のステータ極のうちステータ
空隙100を介して隣接対向するステータ極31
と44そして34と41とはそのピツチ角がロー
タ極ピツチ角の0.5倍即ち30度のピツチ角で配置
されている。
On the other hand, eight stator poles are arranged around the rotor 20 with gaps in between, and these stator poles are
It is formed on a pair of stator pieces 30 and 40. The stator pieces 30 and 40 have a total of eight stator poles 31, 32, 33, 34 and 41, 42, 4.
3, 44, and each stator piece 30 and 4.
Some of the stator poles of No. 0 are arranged at non-uniform angles, and stator poles 31 and 32, 33 and 34, and 41
and 42, and the pitch angles of 43 and 44 are set to 0.5 times the rotor pole pitch angle, that is, 30 degrees,
Further, the pitch angles of the stator poles 32 and 33 and 42 and 43 are arranged at 1.5 times the pitch angle of the rotor poles, that is, a pitch angle of 90 degrees. In addition, in the figure, among the stator poles of both stator pieces 30 and 40, stator poles 31 are adjacent to each other and are opposite to each other with a stator gap 100 interposed therebetween.
and 44, and 34 and 41 are arranged with a pitch angle of 0.5 times the rotor pole pitch angle, that is, 30 degrees.

両ステータ片30,40からなるステータには
励磁コイル50が磁気的に結合されている。即
ち、励磁コイル50のコア52には両ステータ片
30及び40がねじ54及び56によりねじ結合
されている。なお、コア52とステータ片30,
40とはねじ結合以外の他の固定方法例えばはさ
み込み固定その他の固定手段により位置決め固定
することが可能である。
An excitation coil 50 is magnetically coupled to the stator consisting of both stator pieces 30 and 40. That is, both stator pieces 30 and 40 are screwed to the core 52 of the excitation coil 50 by screws 54 and 56. In addition, the core 52 and the stator piece 30,
40 can be positioned and fixed by a fixing method other than screw connection, for example, by sandwiching or other fixing means.

励磁コイル50へは第2図で示されるような水
晶振動子その他の発振器から得られる矩形波ある
いはAC商用電源から得られる方形波状交番電気
信号102が供給され、この交番電気信号102
の周波数に対応した交番磁束がステータ片30,
40へ供給される。
The excitation coil 50 is supplied with a square wave alternating electrical signal 102 obtained from a crystal oscillator or other oscillator as shown in FIG.
The alternating magnetic flux corresponding to the frequency of stator pieces 30,
40.

第1図において、ロータ極数が6にそして、ス
テータ総極数が8に設定され、又、各ステータ極
のピツチ角はロータ極ピツチ角の0.5又は1.5倍に
設定されており、更に、ステータ極はロータ極と
の空隙の異なる主極及び補極から形成されてい
る。即ち、ステータ片30のステータ極32及び
34としてステータ片40のステータ極42及び
44はステータ主極を形成し、これに対してステ
ータ片30のステータ極31と33そしてステー
タ片40のステータ極41と43は前述した主極
よりもロータ極との空隙が大きなステータ補極を
形成している。従つて、ロータ20の中心を介し
て2個の主極対32,42及び34,44そして
2個の補極対31,41及び33,43が形成さ
れることとなる。
In Fig. 1, the number of rotor poles is set to 6, the total number of stator poles is set to 8, and the pitch angle of each stator pole is set to 0.5 or 1.5 times the rotor pole pitch angle. The poles are formed from a main pole and a complementary pole having different air gaps from the rotor pole. That is, as stator poles 32 and 34 of stator piece 30, stator poles 42 and 44 of stator piece 40 form stator main poles, whereas stator poles 31 and 33 of stator piece 30 and stator pole 41 of stator piece 40 form stator main poles. and 43 form a stator commutating pole which has a larger air gap with the rotor pole than the aforementioned main pole. Therefore, two main pole pairs 32, 42 and 34, 44 and two complementary pole pairs 31, 41 and 33, 43 are formed through the center of the rotor 20.

本装置の各ステータ片30,40においては、
主極は常に補極よりも時計方向に進んだ位置に配
置されていることが理解される。
In each stator piece 30, 40 of this device,
It will be understood that the main pole is always placed in a more clockwise position than the counter pole.

第3図には第1図におけるロータ及びステータ
の支持構造が示されている。ロータ軸10は地板
62及び受板64により回転可能に軸止され、ロ
ータ軸10に固定されたロータ極保持板66にロ
ータ20が固定されている。ロータ軸10にはロ
ータカナ68が固定され、図示していないが周知
の時計輪列に噛合連結され、ロータ20の回転が
時計輪列を介して時刻指示針に伝達される。ロー
タ軸10には更にダンパ70が遊合され、ロータ
20に外部から衝撃あるいは振動が加えられたと
きにこの衝撃あるいは振動を吸収してロータ20
の回転速度変動を減少させる作用を行なう。ロー
タ20の側方にはステータ片30及び40が配置
され、ステータ片30,40は45%のニツケルを
含むパーマロイ等からなる一体板で形成されてい
る。尚、ロータ20及びステータ片30,40は
パーマロイあるいは電磁軟鉄薄板を積層したステ
ータ片とすることも可能である。
FIG. 3 shows a support structure for the rotor and stator in FIG. 1. The rotor shaft 10 is rotatably fixed by a base plate 62 and a receiving plate 64, and the rotor 20 is fixed to a rotor pole holding plate 66 fixed to the rotor shaft 10. A rotor pinion 68 is fixed to the rotor shaft 10 and is meshed and connected to a well-known timepiece wheel train (not shown), so that the rotation of the rotor 20 is transmitted to the time pointer hand via the timepiece train. A damper 70 is further loosely connected to the rotor shaft 10, and when an impact or vibration is applied to the rotor 20 from the outside, the damper 70 absorbs the impact or vibration and supports the rotor 20.
This acts to reduce rotational speed fluctuations. Stator pieces 30 and 40 are arranged on the sides of the rotor 20, and the stator pieces 30 and 40 are formed of an integral plate made of permalloy or the like containing 45% nickel. Incidentally, the rotor 20 and the stator pieces 30, 40 can also be made of permalloy or stator pieces made of laminated electromagnetic soft iron thin plates.

本従来装置は以上の構成からなり、次のその作
用を説明する。
This conventional device has the above configuration, and its operation will be explained below.

第1図には本装置におけるステータの動的磁気
中心線がY及びZにて示されている。本装置にお
いて、動的磁気中心線は励磁コイル50に交番電
気信号102が印加され、ステータに交番磁束が
発生したときのステータロータ間における電磁力
作用中心線であり、且つ隣接するステータ片3
0,40のステータ空隙100に隣接する電磁力
作用中心線と定義される。本装置においては、ス
テータ片30がS極となりステータ片40がN極
となつた場合、ロータ20のN極21がステータ
片30のステータ主極32及びステータ補極31
と対向する位置で電磁的に吸引保持され、又、こ
れと逆極性に励磁コイル50が励磁された場合に
はロータ20のN極21はS極となるステータ片
40のステータ主極44及びステータ補極43に
対向した位置に電磁的に吸引保持される。以上の
ことから、第1図においてはステータの動的磁気
中心線は前述したようにY及びZで示されること
が理解される。動的磁気中心線Y,Zはそれぞれ
主極44と補極43そして主極32と補極31の
幾何学的中心位置となるが、補極31及び43の
ロータ20に対する空隙が主極32,44と比し
て若干大きく設定されているので、動的磁気中心
線Y,Zは主極補極の幾何学的中心線よりわずか
に時計方向へ移動した位置に定められる。
In FIG. 1, the dynamic magnetic center line of the stator in this device is indicated by Y and Z. In this device, the dynamic magnetic center line is the center line of electromagnetic force acting between the stator rotors when the alternating electric signal 102 is applied to the excitation coil 50 and alternating magnetic flux is generated in the stator, and the dynamic magnetic center line is the center line of electromagnetic force acting between the stator rotors when the alternating electric signal 102 is applied to the excitation coil 50 and an alternating magnetic flux is generated in the stator.
0.40 is defined as the center line of electromagnetic force adjacent to the stator gap 100. In this device, when the stator piece 30 becomes the S pole and the stator piece 40 becomes the N pole, the N pole 21 of the rotor 20 becomes the stator main pole 32 and the stator complementary pole 31 of the stator piece 30.
When the excitation coil 50 is excited with the opposite polarity, the N pole 21 of the rotor 20 becomes the S pole.The stator main pole 44 of the stator piece 40 and the stator It is electromagnetically attracted and held at a position facing the commutative pole 43. From the above, it will be understood that in FIG. 1, the dynamic magnetic center line of the stator is indicated by Y and Z as described above. The dynamic magnetic center lines Y and Z are the geometric center positions of the main pole 44 and the commutative pole 43 and the main pole 32 and the commutative pole 31, respectively, but the gaps between the commutative poles 31 and 43 relative to the rotor 20 are the same as the main pole 32, 44, the dynamic magnetic center lines Y and Z are set at positions slightly shifted clockwise from the geometric center line of the main pole and the counter pole.

以上のようにしてステータの動的磁気中心線が
定まり、次にロータ20の静止中心位置を説明す
る。
The dynamic magnetic center line of the stator is determined as described above, and the stationary center position of the rotor 20 will now be explained.

第1図は励磁コイル50への交番電気信号10
2が印加されていない状態即ちロータ20が静止
安定位置にある状態を示し、このときのステータ
空隙100に対向するロータ極の中心線をロータ
の静止中心位置と定める。前述したロータ極及び
ステータ極の配置から明らかなように、ロータ極
からは矢印φで示される磁束がステータ極を貫通
しており、この状態でロータの静止安定位置が得
られる。従つて第1図においては、ロータN極2
1とロータS極24の中心線を結ぶロータの静止
中心位置はXにて示されることとなる。静止中心
位置Xはステータ空隙100の中心線よりわずか
に反時計方向へ偏位しているが、これはステータ
主極とステータ補極のロータに対する磁気結合力
の相違から生じ、主極が常に補極より時計方向に
進んだ位置に配置されていることからこのような
偏位角が生じることとなる。
FIG. 1 shows an alternating electrical signal 10 to an excitation coil 50.
2 is not applied, that is, the rotor 20 is in a stable stable position, and the center line of the rotor pole facing the stator gap 100 at this time is defined as the static center position of the rotor. As is clear from the above-described arrangement of the rotor poles and stator poles, the magnetic flux indicated by the arrow φ passes through the stator poles from the rotor poles, and in this state, the rotor is in a stationary and stable position. Therefore, in FIG. 1, the rotor N pole 2
1 and the center line of the rotor south pole 24, the static center position of the rotor is indicated by X. The stationary center position This angle of deviation occurs because it is located at a position further clockwise than the pole.

以上のことからロータ20の静止中心位置Xが
求められ、前述したステータの動的磁気中心線
Y,Zの幾何学的中心線Pとこの静止中心位置X
とは殆んど一致する(但しステータ主極と補極の
ロータに対する磁気結合力の相違から偏位角Qが
生じる)こととなる。即ち静止中心位置Xは動的
磁気中心線Y,Zのほぼ中央に位置し、この結
果、ロータ20の自起動振動時における時計方向
及び反時計方向に対する自起動駆動力のアンバラ
ンスは殆んど除去される。
From the above, the stationary center position
(However, the deviation angle Q arises from the difference in the magnetic coupling force between the stator main pole and the commutator pole with respect to the rotor.) That is, the stationary center position X is located approximately at the center of the dynamic magnetic center lines Y and Z, and as a result, there is almost no imbalance in the self-starting driving force in the clockwise and counterclockwise directions when the rotor 20 self-starts to vibrate. removed.

励磁コイル50に交番電気信号102が供給さ
れないロータ静止状態におけるロータ極の静止位
置を更に詳細に説明する。前述したように、ロー
タ極からは矢印φで示される磁束がステータ極を
貫通し、この結果、例えばロータN極21からの
磁束はステータ片30のステータ補極31及びス
テータ主極32から成る磁気抵抗最大の磁路を通
つて他方の隣接するロータS極22に達する。同
様に、ロータN極23からは補極33、主極34
から成る磁路を通りロータS極24へ、ロータN
極25からは主極42、補極41から成る磁路を
通りロータS極24へそしてロータN極21から
は主極44、補極43から成る磁路を通つてロー
タS極26へ磁束が貫通する。以上のように、ロ
ータ静止状態では、ロータ極磁束が磁気抵抗最小
の磁路を貫通し、第1図の静止安定状態が得られ
る。従つて、この状態では隣接するロータN及び
S極が隣接するステータ主極及び補極と対向した
位置と成ることが理解される。この場合、一方の
ロータ極例えばN極21が隣接するステータ主極
31及び補極32と対向する位置では、ロータN
極21の磁束はステータ片30及び40から成る
磁気抵抗の大きな磁路を通つてロータS極例えば
ロータ極24あるいは26に達することとなり、
この場合の磁気抵抗は前述した第1図の磁気抵抗
より著しく大きくなるので、このような静止位置
をとることはなく、静止状態では必ず第1図の静
止位置が得られる。
The rest position of the rotor pole in the rotor rest state where the alternating electric signal 102 is not supplied to the excitation coil 50 will be explained in more detail. As mentioned above, the magnetic flux indicated by the arrow φ passes through the stator pole from the rotor pole, and as a result, the magnetic flux from the rotor N pole 21 is transferred to the magnetic flux formed by the stator commutative pole 31 and the stator main pole 32 of the stator piece 30. It reaches the other adjacent rotor south pole 22 through the magnetic path with the maximum resistance. Similarly, from the rotor N pole 23, a complementary pole 33, a main pole 34
to the rotor S pole 24 through a magnetic path consisting of the rotor N
Magnetic flux passes from the pole 25 to the rotor S pole 24 through a magnetic path consisting of the main pole 42 and the commutative pole 41, and from the rotor N pole 21 to the rotor S pole 26 through the magnetic path consisting of the main pole 44 and the commutative pole 43. penetrate. As described above, when the rotor is at rest, the rotor pole magnetic flux passes through the magnetic path with the minimum magnetic resistance, and the stable stable state shown in FIG. 1 is obtained. Therefore, it is understood that in this state, the adjacent rotor N and S poles are in positions facing the adjacent stator main poles and commutative poles. In this case, at a position where one rotor pole, for example, the N pole 21, faces the adjacent stator main pole 31 and commutative pole 32,
The magnetic flux of the pole 21 reaches the rotor S pole, for example, the rotor pole 24 or 26, through a magnetic path with high magnetic resistance consisting of the stator pieces 30 and 40.
Since the magnetic resistance in this case is significantly larger than the magnetic resistance shown in FIG. 1 described above, such a resting position is never taken, and the resting position shown in FIG. 1 is always obtained in the resting state.

以上のような第1図のロータ静止状態におい
て、励磁コイル50に交番電気信号102が供給
されると、ステータ片30,40は交互にNS極
に励磁され、ステータ片30がS極に励磁される
と、ロータ20は時計方向へ、そしてステータ片
30がN極に励磁されると、ロータ20は反時計
方向への振動を開始する。このときの駆動力はロ
ータ20の静止中心位置Xがステータの動的磁気
中心線Y,Zのほぼ中央に位置している為、両方
向に平衡した駆動力を受けすみやかに自起動同期
振動を発生させることができる。従つて、本装置
における自起動は静止中心位置Xの駆動力のアン
バランスから生じる損失を受けることがないの
で、従来に比し急速な自起動作用を達成し、直ち
に同期定速回転に入いることができる。
When the alternating electric signal 102 is supplied to the excitation coil 50 in the rotor stationary state shown in FIG. 1, the stator pieces 30 and 40 are alternately excited to the NS pole, and the stator piece 30 is excited to the S pole. Then, the rotor 20 starts to vibrate in the clockwise direction, and when the stator piece 30 is excited to the north pole, the rotor 20 starts to vibrate in the counterclockwise direction. The driving force at this time is that the static center position X of the rotor 20 is located approximately at the center of the dynamic magnetic center lines Y and Z of the stator, so it receives a balanced driving force in both directions and quickly generates self-starting synchronous vibration. can be done. Therefore, since the self-starting in this device does not suffer from loss caused by the unbalance of the driving force at the stationary center position be able to.

更に、本装置においては、ステータ主極と補極
のロータに対する磁気結合力の相違からロータ自
起動時の実効駆動力に僅かの差を与え、自起動回
転方向を一定の方向に向け易くすることができ
る。即ち、ロータ20の静止中心位置Xとステー
タの動的磁気中心線Y,Zの中心線Pとの間には
Qなる偏位角を有し、この静止位置から起動する
際には両方向に若干の実効駆動力の差が生じる。
第1図において、ステータ片30がS極に励磁さ
れるとロータN極21は時計方向に駆動される
が、例えば30度回動したときステータ主極32及
び補極31とロータ極21との間に生じる吸引駆
動力はステータの動的磁気中心線Zがロータ極2
1の中心位置より更に駆動側(時計方向)にある
ので、このときにもロータ極21には時計方向へ
の駆動力が与えられる。一方、ステータ片40が
S極に励磁されるとロータN極21は反時計方向
に駆動され、例えば30度回動したときステータ主
極44及び補極43とロータ極21との間に生じ
る吸引駆動力はステータの動的磁気中心線Yがロ
ータ極21の中心位置より反駆動側(時計方向)
にあるので、このときにはロータ極21には時計
方向の駆動阻止力が与えられる。従つてロータに
は常に時計方向に大きな実効駆動力が与えられる
ことと成り、この結果、同期定速回転に入るとき
の自起動回転方向に一定の偏位が与えられること
となり、ロータ20は殆んどの場合時計方向への
同期定速回転を生じ、一定の回転方向を得ること
が可能となる。もちろん、ロータ20の回転方向
を更に確実に定める為、周知の逆転防止装置を別
途設けることも可能である。
Furthermore, in this device, due to the difference in the magnetic coupling force between the stator main pole and the counter pole with respect to the rotor, a slight difference is given to the effective driving force when the rotor self-starts, thereby making it easier to orient the self-starting rotation direction in a fixed direction. Can be done. That is, there is a deviation angle Q between the static center position X of the rotor 20 and the center line P of the dynamic magnetic center lines Y and Z of the stator, and when starting from this static position, there is a slight deviation in both directions. This results in a difference in effective driving force.
In FIG. 1, when the stator piece 30 is excited to the S pole, the rotor N pole 21 is driven clockwise. For example, when the stator piece 30 is rotated by 30 degrees, the stator main pole 32 and the subpole 31 are connected to the rotor pole 21. The attraction driving force generated between the stator's dynamic magnetic center line Z and the rotor pole 2
Since the rotor pole 21 is further on the drive side (clockwise) than the center position of the rotor pole 21, a clockwise driving force is applied to the rotor pole 21 at this time as well. On the other hand, when the stator piece 40 is excited to the S pole, the rotor N pole 21 is driven counterclockwise. For example, when the stator piece 40 rotates by 30 degrees, the attraction that occurs between the stator main pole 44 and the complementary pole 43 and the rotor pole 21 The driving force is generated when the dynamic magnetic center line Y of the stator is on the counter-driving side (clockwise) from the center position of the rotor pole 21.
Therefore, at this time, a clockwise drive blocking force is applied to the rotor pole 21. Therefore, a large effective driving force is always applied to the rotor in the clockwise direction, and as a result, a constant deviation is applied in the self-starting rotation direction when entering synchronous constant speed rotation, and the rotor 20 is In most cases, a synchronous constant speed rotation in the clockwise direction occurs, making it possible to obtain a constant rotation direction. Of course, in order to more reliably determine the rotational direction of the rotor 20, it is also possible to separately provide a known reverse rotation prevention device.

ロータ20の自起動時における振動はパラメト
リツク励振振動とみることができ、従つて、パラ
メトリツク方程式のパラメータを適当に選択する
ことにより、ロータ20の回転角θは時間と共に
成長し、この角度が30度を超えたときに同期定速
回転に移行することができる。
The vibration of the rotor 20 during self-starting can be regarded as a parametrically excited vibration. Therefore, by appropriately selecting the parameters of the parametric equation, the rotation angle θ of the rotor 20 grows with time, and this angle It is possible to shift to synchronous constant speed rotation when the temperature exceeds 30 degrees.

前述の説明から明らかなように、本従来装置に
よれば、ロータ20の静止中心位置Xがステータ
の動的磁気中心線Y,Zのほぼ中央に配置されて
いるので、ロータの自起動時には振動方向即ち時
計方向あるいは反時計方向に関する駆動力のアン
バランスが除去され、ステータとロータ間の電磁
力が有効に振動成長作用に用いられるので、きわ
めて急速な自起動特性を得ることができる。又、
ロータ20は6個のロータ極を有し、これに対応
してステータ極数が選択されているので、同期定
速回転に移行するまでの振動角度を従来に比して
著しく小さくすることができ、その角度は第1図
の6個のロータ極数においても30度となり、従来
の一般的な装置における90度に比して1/3に低減
することができ、このことからも自起動を急速に
行なうことが可能となる。
As is clear from the above description, according to this conventional device, since the stationary center position X of the rotor 20 is located approximately in the center of the dynamic magnetic center lines Y and Z of the stator, vibration occurs when the rotor starts automatically. Since the unbalance of the driving force in the direction, ie clockwise or counterclockwise, is eliminated and the electromagnetic force between the stator and rotor is effectively used for the vibration growth effect, a very rapid self-starting characteristic can be obtained. or,
The rotor 20 has six rotor poles, and the number of stator poles is selected accordingly, making it possible to significantly reduce the vibration angle before transitioning to synchronous constant speed rotation compared to conventional methods. , the angle is 30 degrees even when the number of rotor poles is 6 as shown in Figure 1, which can be reduced to 1/3 compared to 90 degrees in conventional general equipment. This can be done quickly.

特に第1図のように、ステータをロータとの磁
気結合力の異なる主極及び補極から形成すること
により、ロータ20はその回転方向に一定の偏位
が与えられ、時計のように一方向回転が必須であ
る装置にはきわめて好適な小型モータを得ること
ができる。
In particular, as shown in FIG. 1, by forming the stator from main poles and counterpoles that have different magnetic coupling forces with the rotor, the rotor 20 is given a constant deviation in its rotational direction, and is unidirectional like a clock. A small motor that is extremely suitable for devices that require rotation can be obtained.

更に本装置によれば、そのモータ効率の改善を
大幅に行なうことができる。
Furthermore, according to this device, the motor efficiency can be significantly improved.

ところが、以上の改良された従来装置では、主
極と補極とが設けられることにより、ロータの回
転方向にその起動方向が偏つてロータの回転方向
に偏位起動力が作用するため、ロータが交番電気
信号に対応する回動角を越えて回動し、交番電気
信号に対応した位置に安定する様に不規則に振動
する。このため、ロータの回転が時刻表示部の秒
針に減速機構を介して伝達されると、秒針が不規
則な振動を伴ないながら移動する。このことはア
ナログ表示時計として不都合であつた。
However, in the improved conventional device described above, since the main pole and the counter pole are provided, the starting direction is biased in the rotational direction of the rotor, and a biased starting force acts in the rotational direction of the rotor. It rotates beyond the rotation angle corresponding to the alternating electric signal and vibrates irregularly so as to stabilize at the position corresponding to the alternating electric signal. Therefore, when the rotation of the rotor is transmitted to the second hand of the time display section via the deceleration mechanism, the second hand moves with irregular vibrations. This was inconvenient as an analog display clock.

第4図には上記改良された従来装置の励磁コイ
ル50に流れる電流波形が交番電気信号102と
共に示されており、図において横軸は時刻を示
し、縦軸は励磁電流の値を示し、交番電気信号1
02の周波数は16Hzとされている。
FIG. 4 shows the waveform of the current flowing through the excitation coil 50 of the improved conventional device, together with the alternating electric signal 102. In the figure, the horizontal axis indicates time, the vertical axis indicates the value of the excitation current, and the alternating electrical signal 1
The frequency of 02 is 16Hz.

第4図から明らかな様に励磁コイル50に流れ
る電流波形が不整であり、交番電気信号102の
不定な位相102aにおいて逆トルクが発生し、
不定なタイミングでロータ20が揺り戻されるこ
とが理解される。
As is clear from FIG. 4, the current waveform flowing through the excitation coil 50 is irregular, and a reverse torque is generated at an irregular phase 102a of the alternating electric signal 102.
It is understood that the rotor 20 is swung back at irregular timing.

以上の様にして発生する秒針の不定な振動を防
止するためには、ロータの慣性を増大させる、あ
るいはバネ等によりロータを逆方向に付勢するな
どの方法が考えられるが、何れも全体としてのモ
ータトルク、モータ効率の減少を招くという不都
合が生ずる。
In order to prevent the irregular vibrations of the second hand that occur as described above, there are ways to increase the inertia of the rotor, or to bias the rotor in the opposite direction with a spring, etc., but none of these methods work as a whole. This results in a disadvantage that the motor torque and motor efficiency are reduced.

本発明は上記従来の課題に鑑みて為されたもの
であり、その目的は、モータ効率が良好でありか
つロータ回転に不定な振動を伴なわない時計用小
型モータを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a small motor for a timepiece that has good motor efficiency and does not involve irregular vibrations in rotor rotation.

着磁された複数のロータ極が外周に設けられた
ロータと、ロータの周囲に間隙を隔てて配置され
た複数のステータ極を有するステータ片から成る
ステータと、ステータに交番磁束を供給する励磁
コイルと、を含み、ロータの静止中心位置をステ
ータの磁気中心線の中心よりずらしてロータの起
動方向を一定の偏位起動方向に偏らせるために該
偏位起動方向に沿つてロータとの磁気結合力の弱
い補極そしてロータとの磁気結合の強い主極の順
に配置された少なくとも一個の主極・補極対と、
該偏位起動方向と逆方向にロータの起動方向を設
定する起動方向設定手段とを設けたことを特徴と
する。
A rotor with a plurality of magnetized rotor poles provided on its outer periphery, a stator consisting of a stator piece having a plurality of stator poles arranged at intervals around the rotor, and an excitation coil that supplies alternating magnetic flux to the stator. and a magnetic coupling with the rotor along a certain deviation starting direction in order to shift the static center position of the rotor from the center of the magnetic center line of the stator and biasing the starting direction of the rotor in a certain deviation starting direction. at least one main pole/commuting pole pair arranged in order of a commutating pole having a weak force and a main pole having a strong magnetic coupling with the rotor;
The present invention is characterized in that a starting direction setting means is provided for setting a starting direction of the rotor in a direction opposite to the deviation starting direction.

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を
説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第5図及び第6図には本発明の好適な第1の実
施例が示されており、前述各図と同一部材には同
一符号を付して説明を省略する。
A first preferred embodiment of the present invention is shown in FIGS. 5 and 6, and the same members as those in the previous figures are denoted by the same reference numerals and explanations thereof will be omitted.

本実施例におけるロータ20の回転方向は前述
した従来装置と同じ時計方向であるが、第1図に
おける各主極32,34,42,44と各補極3
1,33,41,43とが入れ替えられている。
すなわち、本実施例においては、主極が常に補極
より時計方向に遅れた位置に配置されており、ロ
ータ20の静的中心位置Xがステータの磁気中心
線Y,Zの中央(P)より時計方向にずらされて
ロータ20の起動方向が反時計方向に偏らされて
いる。
The rotating direction of the rotor 20 in this embodiment is the same clockwise direction as in the conventional device described above, but each main pole 32, 34, 42, 44 and each subpole 3 in FIG.
1, 33, 41, and 43 are exchanged.
That is, in this embodiment, the main pole is always placed behind the counterpole in the clockwise direction, and the static center position X of the rotor 20 is further away from the center (P) of the magnetic center lines Y and Z of the stator. By being shifted clockwise, the starting direction of the rotor 20 is biased counterclockwise.

前述した様に本発明は、ロータを偏位起動方向
と反対方向に回転させるために起動方向設定手段
を設けることを特徴とし、本実施例ではこの起動
方向設定手段としてロータ20を反時計方向に回
転させない逆転防止機構が設けられている。すな
わち、第6図に示される様に、本実施例ではロー
タ軸10に嵌入固定された鬼歯歯車72と、歯車
72と噛合し時計の基台に回動自在に支持された
回転軸に嵌入固定された歯車76とにより逆転防
止機構が構成され、第6図において、歯車72の
歯74aと74bとに形成された切欠部と歯車7
6の歯との噛合によりロータ20の反時計方向へ
の回転が防止される。
As mentioned above, the present invention is characterized by providing a starting direction setting means for rotating the rotor in a direction opposite to the deflection starting direction, and in this embodiment, the starting direction setting means rotates the rotor 20 counterclockwise. A reversal prevention mechanism is provided to prevent rotation. That is, as shown in FIG. 6, in this embodiment, a pin gear 72 is fitted and fixed to the rotor shaft 10, and a pin gear 72 is fitted into the rotary shaft which meshes with the gear 72 and is rotatably supported on the base of the watch. The fixed gear 76 constitutes a reverse rotation prevention mechanism, and in FIG.
The engagement with the teeth No. 6 prevents the rotor 20 from rotating in the counterclockwise direction.

本実施例ではロータ20の反時計方向への回転
が上記逆転防止機構により防止されるので、ロー
タ20は時計方向にのみ回転することができる。
In this embodiment, the counterclockwise rotation of the rotor 20 is prevented by the reverse rotation prevention mechanism, so the rotor 20 can only rotate clockwise.

本発明の好適な第1実施例は以上の構成から成
り、以下その作用を説明する。
The preferred first embodiment of the present invention has the above configuration, and its operation will be explained below.

励磁コイル50に交番電気信号102が与えら
れると、ステータ片30,40が交互にN、S極
に励磁され、ステータ片30がS極に励磁される
と、ロータ20は時計方向へ、そしてステータ片
30がN極に励磁されると、ロータ20は反時計
方向へ振動を開始する。本実施例ではロータ20
は、第6図の逆転防止機構により反時計方向に回
転することができないので、時計方向への振動に
より時計方向への回転が開始される。
When the alternating electric signal 102 is applied to the excitation coil 50, the stator pieces 30 and 40 are excited alternately to N and S poles, and when the stator piece 30 is excited to the S pole, the rotor 20 moves clockwise and the stator When the piece 30 is excited to the north pole, the rotor 20 starts vibrating counterclockwise. In this embodiment, the rotor 20
cannot be rotated counterclockwise due to the reverse rotation prevention mechanism shown in FIG. 6, so the rotation in the clockwise direction is started by the clockwise vibration.

本実施例では主極32,34,42,44及び
補極31,33,41,43によりロータ20の
起動方向が反時計方向に偏位しているので、ロー
タ20は所定タイミングで開始される制動を受け
ながら回転することになり、このためロータ20
は振動を伴なわずに回転することができる。
In this embodiment, the starting direction of the rotor 20 is deviated counterclockwise by the main poles 32, 34, 42, 44 and the complementary poles 31, 33, 41, 43, so the rotor 20 is started at a predetermined timing. The rotor 20 rotates while being subjected to braking.
can rotate without vibration.

第7図には本実施例の励磁コイル50に流れる
電流波形が、交番電気信号102と共に示されて
おり、第7図には第4図と同一符号が用いられて
いる。
In FIG. 7, the waveform of the current flowing through the excitation coil 50 of this embodiment is shown together with the alternating electric signal 102, and the same reference numerals as in FIG. 4 are used in FIG.

図から明らかな様に本実施例では励磁コイル5
0に流れる電流波形が正負共にほぼ同一であり、
一定の位相102bからロータ20に逆トルクが
発生することが理解できる。すなわち、本実施例
では、揺り戻しの原因となる逆トルクをほぼ一定
のタイミングからロータ20に与えることができ
るので、振動を伴なわない滑らかな安定した回転
をロータ20に与えることができる。したがつ
て、本実施例のロータ軸10の回転を所定の減速
機構を介して秒針に伝達することにより秒針を振
動なく滑らかに回転させることができる。このた
め、本発明装置では、従来装置において必要とさ
れた秒針の振動を抑制する機構が不要であり、こ
の振動抑制装置において発生するロスがないの
で、全体としてのモータ効率が更に向上する。
As is clear from the figure, in this embodiment, the exciting coil 5
The current waveforms flowing through 0 are almost the same both positive and negative,
It can be seen that a reverse torque is generated in the rotor 20 from a certain phase 102b. That is, in this embodiment, since the reverse torque that causes the swing back can be applied to the rotor 20 at approximately constant timing, it is possible to provide the rotor 20 with smooth and stable rotation without vibration. Therefore, by transmitting the rotation of the rotor shaft 10 of this embodiment to the second hand via a predetermined speed reduction mechanism, the second hand can be rotated smoothly without vibration. Therefore, the device of the present invention does not require a mechanism for suppressing the vibration of the second hand, which was required in the conventional device, and there is no loss that occurs in this vibration suppressing device, so the overall motor efficiency is further improved.

第8図には本発明の好適な第2の実施例が示さ
れており、前述各図と同一部材には同一部材を付
して説明を省略する。
A second preferred embodiment of the present invention is shown in FIG. 8, and the same members as those in the previous figures are denoted by the same members, and their explanations will be omitted.

前述した第1の実施例において、各ステータ片
30,40の極毎に主極と補極とを設けることは
必ずしも必要ではなく、本実施例の様に対抗した
一組のみの極、すなわち、主極32,42、及び
補極31,41を設けても十分である。
In the first embodiment described above, it is not necessarily necessary to provide a main pole and a complementary pole for each pole of each stator piece 30, 40, but only one pair of opposing poles as in this embodiment, that is, It is sufficient to provide main poles 32, 42 and complementary poles 31, 41.

第9図には本発明の好適な第3の実施例が示さ
れており、前述各図と同一部材には同一符号を付
して説明を省略する。
A third preferred embodiment of the present invention is shown in FIG. 9, and the same members as those in the previous figures are given the same reference numerals and their explanations will be omitted.

前述した第1の実施例においては主極と補極と
の磁気結合力の相違をロータに対する空隙差で得
ているが、主極の極幅を補極の極幅より広くする
ことによつても同様の効果を得ることが可能であ
り、本実施例においては主極の極幅が補極の極幅
より広く設定されてロータとの磁気結合が密とさ
れている。
In the first embodiment described above, the difference in magnetic coupling force between the main pole and the commutative pole is obtained by the air gap difference with respect to the rotor, but by making the pole width of the main pole wider than the pole width of the commutator pole. It is possible to obtain a similar effect, and in this embodiment, the pole width of the main pole is set wider than the pole width of the commutating pole, so that the magnetic coupling with the rotor is tight.

第10図には本発明の好適な第4の実施例が示
されており、前述各図と同一部材には同一符号を
付して説明を省略する。
A fourth preferred embodiment of the present invention is shown in FIG. 10, and the same members as those in the previous figures are given the same reference numerals and explanations will be omitted.

本実施例においてはロータ20及びステータが
各々1極とされている。
In this embodiment, the rotor 20 and the stator each have one pole.

本発明においてはロータ20に偏位起動方向を
与える主極と補極とがステータ片30,40に設
けられれば十分であり、前述した各実施例と異な
り、ロータ20とステータの極数を一致させるこ
とも可能である。尚、本実施例においては、主極
32,42とロータ極との空隙は補極31,41
とロータ極との空隙より小さく設定されている。
In the present invention, it is sufficient that the stator pieces 30 and 40 are provided with main poles and complementary poles that give the rotor 20 a deflection starting direction. It is also possible to do so. In addition, in this embodiment, the gap between the main poles 32, 42 and the rotor pole is
The gap is set smaller than the gap between the rotor pole and the rotor pole.

以上説明した様に、本発明によれば、ロータ回
転に振動を伴なわず、モータ効率の優れた時計用
小型モータを提供することができ、本発明に係る
モータは、低消費電力のアナログ時計に極めて好
適である。
As explained above, according to the present invention, it is possible to provide a small motor for a watch with no vibration in rotor rotation and excellent motor efficiency. It is extremely suitable for

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

第1図は、従来の時計用小型モータのロータ、
ステータの構成説明図、第2図は、第1図従来装
置の励磁コイルに供給される交番電気信号の波形
図、第3図は、第1図従来装置におけるロータの
支持構造説明図、第4図は、第1図従来装置の励
磁コイルに流れる電流波形説明図、第5図は、本
発明の好適な第1の実施例のロータ、ステータの
構成説明図、第6図は、第1の実施例における逆
転防止機構の構成説明図、第7図は、第1の実施
例の励磁コイルに流れる電流波形説明図、第8図
は、本発明の好適な第2の実施例のロータ、ステ
ータの構成説明図、第9図は、本発明の好適な第
3の実施例のロータ、ステータの構成説明図、第
10図は、本発明の好適は第4の実施例のロー
タ、ステータの構成説明図、である。 20……ロータ、21,22,23,24,2
5,26……ロータ極、30,40……ステータ
片、31,33,41,43……ステータ補極、
32,34,42,44……ステータ主極、50
……励磁コイル、72,74……歯車、X……ロ
ータの静止中心位置、Y,Z……ステータの動的
磁気中心線。
Figure 1 shows the rotor of a conventional small watch motor.
2 is a waveform diagram of an alternating electric signal supplied to the excitation coil of the conventional device in FIG. 1. FIG. 3 is an explanatory diagram of the rotor support structure in the conventional device in FIG. 1. The figures are: FIG. 1 is an explanatory diagram of the current waveform flowing through the excitation coil of the conventional device; FIG. 5 is an explanatory diagram of the configuration of the rotor and stator of the first preferred embodiment of the present invention; and FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram of the configuration of the reverse rotation prevention mechanism in the embodiment, FIG. 7 is an explanatory diagram of the current waveform flowing through the excitation coil of the first embodiment, and FIG. 8 is a diagram of the rotor and stator of the second preferred embodiment of the present invention. FIG. 9 is an explanatory diagram of the configuration of a rotor and stator according to a third preferred embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an explanatory diagram of the configuration of a rotor and stator according to a fourth preferred embodiment of the present invention. This is an explanatory diagram. 20... Rotor, 21, 22, 23, 24, 2
5, 26... Rotor pole, 30, 40... Stator piece, 31, 33, 41, 43... Stator complementary pole,
32, 34, 42, 44...Stator main pole, 50
... Excitation coil, 72, 74 ... Gear, X ... Stationary center position of the rotor, Y, Z ... Dynamic magnetic center line of the stator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 着磁された複数のロータ極が外周に設けられ
たロータと、ロータの周囲に間隙を隔てて配置さ
れた複数のステータ極を有するステータ片から成
るステータと、ステータに交番磁束を供給する励
磁コイルと、を含み、ロータの静的中心位置をス
テータの磁気中心線の中心よりずらしてロータの
起動方向を一定の偏位起動方向に偏らせるために
該偏位起動方向に沿つてロータとの磁気結合力の
弱い補極そしてロータとの磁気結合の強い主極の
順に配置された少なくとも一個の主極・補極対
と、該偏位起動方向と逆方向にロータの起動方向
を設定する起動方向設定手段とを設けたことを特
徴とする時計用小型モータ。
1. A rotor with a plurality of magnetized rotor poles provided on its outer periphery, a stator consisting of a stator piece having a plurality of stator poles arranged at intervals around the rotor, and excitation for supplying alternating magnetic flux to the stator. a coil, the rotor is connected to the rotor along the deflection starting direction in order to shift the static center position of the rotor from the center of the magnetic center line of the stator and bias the starting direction of the rotor in a certain deflection starting direction. At least one main pole/commuting pole pair arranged in the order of a commutating pole with a weak magnetic coupling force and a main pole with a strong magnetic coupling with the rotor, and an activation for setting the starting direction of the rotor in a direction opposite to the deflection starting direction. A small motor for a watch, characterized in that it is provided with a direction setting means.
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