JPH0135590B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はステツプモーターに関し、特に、その
構成要素であるコイルブロツクの磁心あるいはス
テーターの表面処理に関するものである。 第１図は、従来の一体ステータ式電子時計用ス
テツプモータの一例を示す図であり、高透磁率材
よりなる磁心２にコイルワイヤ１をまいたコイル
ブロツク３はその両端を同じく高透磁率材よりな
るステータ４の上に重ねてネジ止めすることによ
り磁気的結合を行ない、これによりロータのまわ
りの磁気抵抗分布を正しくセツトすると共に、コ
イルブロツクによつて発生した磁束をロータ５の
まわりに導いている。 ところが、高透磁率材であるところの磁心２や
ステータ４に、例えば、純鉄や45パーマロイなど
耐食性の劣る材料を使用した場合、もし表面に錆
等が発生した場合には、磁心２とステータ４の重
ね合わせ部分の磁気抵抗が増大して、ロータ５の
まわりの磁気抵抗分布が本来のねらい値がずれる
とともに、コイルブロツクによる発生磁束も減少
して、ステツプモータの効率や耐磁性低下など多
くの問題を引きおこすのみならず、長期間の使用
中には錆等が金属表面から脱落し、それが歯車の
歯面や輪列の柄などに付着し、時計の止まりとい
う重大な欠陥に結びついてしまう可能性もある。 この耐食性の向上だけの効果を期待するなら
ば、どのようなメツキでもかまわないのである
が、非磁性のメツキを施した場合には、上述の場
合と同様、磁心２とステータ４の間に大きな磁気
抵抗成分を持ち込む事になり、好ましくなかつ
た。 このような事から、これらに磁性を有するメツ
キを施こす事が種々考えられてきたが、従来のも
のには、次のような欠点があつた。 先ず、電気ニツケルメツキ等には、磁性がある
ため、利用することが考えられたが、部品が小さ
いため、バレルメツキなどのメツキ方法が経済的
理由から使用され、この場合にはメツキ厚のバラ
ツキが大きく、部品一つをとつても、電流分布の
関係から均一な厚みを得ることが困難であつた。
このため、耐食性、ステツプモーターの性能にバ
ラツキが出て品質上好ましくなかつた。 次にニツケル―リン系の無電解メツキを行なつ
た後、400℃前後で熱処理を行なつて、メツキ皮
膜に磁性を付与して利用することが考えられた。
この方法は、厚みのバラツキなどの問題はなく、
耐食性も保証されるという利点はあつたが、表１
に示すごとく、メツキ厚によりステツプモーター
の性能にバラツキがあり、メツキ厚が厚くなるに
従がい、非磁性メツキと同レベルになる傾向があ
り、メツキ厚の管理を厳密に行なう必要があつ
た。

【表】 本発明は、上記の欠点を除去すべくなされたも
ので、磁心２あるいはステータ４の表面に磁性を
有するニツケル―ホウ素系の無電解メツキをほど
こし、両者の接触面の磁気抵抗を小さくすること
により、高効率のステツプモータを提供すること
を目的とする。 以下、図面に従つて本発明を説明する。 第２図は第１図に示した一体ステータ式ステツ
プモーターの駆動コイルに流れる電流波形を示
し、ａは非磁性メツキを施したもの、即ち45パー
マロイによるコイルブロツクの磁心表面に非磁性
である無電解ニツケルメツキを施したコイルブロ
ツクを用いた時の電流波形、ｂは本発明によるメ
ツキを施したもの、即ちａと同じコイルブロツク
の磁心表面にニツケル―ホウ素系の無電解ニツケ
ルメツキを施こし、磁性皮膜を形成したコイルブ
ロツクを用いた時の電流波形をそれぞれ示してい
る。 本発明では、第２図ｂに示す通り、第２図ａに
示す波形と比べて、立上り時間は長くなる（t₂＞
t₁）。一体ステータにおいて、コイルに電流を流
すと磁束は、まづステータ連結部４ａの領域を通
過し飽和した後、ロータ５の領域を通過し、ロー
タの回転に寄与するもので、実質的にパルス巾
（t₀）が短くなつたのと同じ作用が起こる。しか
し、磁気回路のオームの法則つまり、（コイルの
巻数）・（電流）＝（磁気抵抗）・（磁束）の関係か
ら、磁気抵抗が小さくなる程、同じ電流を流して
得られる磁束数が多くなり、磁心２とステータ４
との接触面の磁気抵抗小さい本発明では、コイル
１より発生する磁束が従来より多くなり、ロータ
５に及ぼす力が強くなり、逆起電力が大きくなる
（i₂＜i₁）。つまりパルス巾が非磁性メツキの第２
図ａのものより実質上短くなつても、ロータの駆
動力は劣えず、充分駆動が行なえることがわか
る。 ここで、立上り時間t₁，t₂とは一体ステータを
用いた場合生じるもので、ステータ連結部４ａを
磁束が飽和するまでの時間である。この立上り時
間は時定数（コイルのインダクタンス／コイルの
直流抵抗）によつて決まるので、インダクタンス
に比例するが、更にインダクタンスは（巻数）²／
（磁気抵抗）で表わされ、磁気抵抗に反比例する。
従つて、磁気抵抗の小さい本発明の構成によれ
ば、第２図ｂのごとく、立上り時間が長くなるわ
けである。一般に、時計用ステツプモーターの設
計値から第２図において、t₀は６，８，t₁は0.5，
t₂は１，i₁は100，i₂は50前後の値である。 なお、第２図ｂから明らかにt₀がロータを充分
回転させるに充分はパルス巾であることがわか
る。なぜなら、パルスが切れる直前で波形が充分
立ち上がつているからである（ロータ磁極がコイ
ル磁界と平行な位置まで回転している状態を示
す。） 上記の説明は一体ステータ式ステツプモーター
についてであるが、ステータが切れている、二体
ステータ式ステツプモーターでも同様の効果があ
ることはいうまでもない。 実際に同一モーター仕様の時計（ステータは78
パーマロイ製で耐食性に問題はないため、45パー
マロイ製の磁心にのみメツキを施した。）にニツ
ケル―ホウ素系無電解メツキ（合金組成：ニツケ
ル99％、ホウ素１％）を１，３および５ミクロン
施した時のステツプモーターの性能を表２に示
す。

【表】 また、これらの耐食性についても、十分良好な
ものであつた。 以上述べたとおり、本発明では、磁心あるいは
ステータの表面にニツケル―ホウ素系無電解メツ
キによる磁性皮膜を施こしたので、ネジ止め部の
接触磁気抵抗が小さくなり、等価的に駆動パルス
巾が短かくなるにもかかわらず、ロータの回転力
は損なう事がなく、低消費電流の高効率ステツプ
モーターを提供することができ、耐食性も保証で
きる。 さらに、表２に示したごとく、メツキ厚みによ
るステツプモーターの性能にバラツキも発生しな
いため、磁心あるいはステータのメツキにおいて
メツキ厚を厳密に管理する必要がなく、容易に品
質の均一な高効率ステツプモーターを提供するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の電子時計用ステツプモーター
の一例を示す平面図。第２図ａ，ｂはコイルに流
れる電流波形を示し、ａは磁心に非磁性メツキを
施したものの波形図、ｂは本発明によるものの波
形図である。 １…コイルワイヤ、２…磁心、３…コイルブロ
ツク、４…ステータ、５…ロータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 永久磁石材よりロータ、該ロータを取り囲む
   ように配設された高透磁率材よりなるステータお
   よび高透磁率材よりなる磁心を有するコイルブロ
   ツクを主な構成要素とするステツプモーターにお
   いて、前記コイルブロツクの磁心表面もしくはス
   テータの表面、あるいは両者の表面にニツケル―
   ホウ素系磁性皮膜を形成した事を特徴とするステ
   ツプモーター。