JPH1066326A - 2極ラベ型ステッピングモータのロータ - Google Patents

2極ラベ型ステッピングモータのロータ

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JPH1066326A
JPH1066326A JP21354296A JP21354296A JPH1066326A JP H1066326 A JPH1066326 A JP H1066326A JP 21354296 A JP21354296 A JP 21354296A JP 21354296 A JP21354296 A JP 21354296A JP H1066326 A JPH1066326 A JP H1066326A
Authority
JP
Japan
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rotor
stepping motor
pole
type stepping
stator
Prior art date
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Abandoned
Application number
JP21354296A
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English (en)
Inventor
Kimio Nishio
仁男 西尾
Shuichi Takamura
修一 高村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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Publication of JPH1066326A publication Critical patent/JPH1066326A/ja
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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、時計装置等に使用される2極ラベ
型ステッピングモータのロータの改良に関し、断続的に
発生する作動音が激減し、静粛な運転が可能となる2極
ラベ型ステッピングモータのロータを提供することを課
題とする。 【解決手段】 ステータの相対向する端部に互いに軸心
をずらして半円形状凹部を対向して形成し、双方の半円
形状凹部によって囲まれた空所Qに、NS極が着磁され
た磁石を備えたロータ7を回転自在に収容し、ステータ
4に巻回したコイルに電流を印加して該ロータ7を回転
させるようにした2極ラベ型ステッピングモータPのロ
ータ7であって、ロータ7の回転軸9に、NS極が着磁
された磁石10と、慣性板部11bを備えたフライホイ
ール11とを並列に装着している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、時計あるいは、時
刻に基づいて種々な機構を駆動するための時計装置等に
使用される2極ラベ型ステッピングモータのロータの改
良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の時計装置、たとえば、自
動車の運行記録計などに使用されているステッピングモ
ータとしては、図6に示すような、2極ラベ型ステッピ
ングモータMが、実開平5−33676号公報に開示さ
れている。2極ラベ型ステッピングモータMは、磁性材
料よりなる薄板を略コの字状に打ち抜いて形成された一
対のステータ片a、a′からなるステータを有し、ステ
ータ片a、a′の相対向する端部には半円形状の凹部
b、b′が互いにその軸心を上下方向にずらした位置に
形成され、半円形状の凹部b、b′内には、NS極が着
磁された円筒状磁石のロータRが回転自在に設けられて
いる。
【0003】ステータの下辺部cにはコイルdが巻回さ
れており、コイルdに、水晶発信器からの信号により、
図7に示すような、所定間隔の電圧を印加することによ
り、ロータRを駆動するようにしてある。以下、図8に
基づいて2極ラベ型ステッピングモータMの作動原理に
ついて説明する。
【0004】まず、コイルdに電圧を印加していないと
きには、磁気回路中には磁束がない。したがって、軸心
を上下にずらした半円形状の凹部b、b′により形成さ
れているステータ孔e内のロータRのNS極は、ロータ
Rとステータ孔eとの隙間が小さく抵抗の小さい部分で
あるA1 、A2 点に対向する位置をとるようになる。よ
って、任意の位置のロータRには、NS極をA1 、A2
点に対向させるようにロータRを回転させるインデック
ストルクが作用する。
【0005】今、ロータRが図8(a)に示す角度θの
方向に拘束される状態で、コイルdへ図7に示す所定幅
の電圧を印加し、図8(b)に示す方向に電流Iを流す
と、ステータ孔e内にはステータ片aからステータ片
a′の方向に磁場H1 が形成され、ロータRは一定の出
力トルクを得て図における反時計方向に回転し、N極位
置がステータ片a′に向かってB1 点まで、S極位置が
ステータ片aに向かってB2 点まで移動する。
【0006】その後、コイルdに印加していた電圧を除
くと、コイルdに電流が流れなくなり、ステータ孔e内
に形成された磁場H1 がなくなる。このことによって、
ロータRに上記インデックストルクが作用し、N極位置
がA2 点まで、S極位置がA 1 点まで移動して図8
(c)に示す角度θの方向に拘束される。
【0007】続いて、コイルdに上記電圧と逆極性の電
圧を印加し、図8(b)に示す方向と逆方向に、すなわ
ち、図8(d)に示す方向に電流Iを流すと、ステータ
孔e内にはステータ片a′からステータ片aの方向に磁
場H2 が形成され、ロータRは一定の出力トルクを得て
回転し、N極位置はステータ片aに向かってB2 点ま
え、S極位置はステータ片a′に向かってB1 点まで移
動する。
【0008】そして、コイルdに印加していた電圧を除
くと、コイルdに電流Iが流れなくなり、ステータ孔e
内に形成された磁場H2 がなくなる。このことによっ
て、ロータRに上記インデックストルクが作用し、N極
位置がA1 点まで、S極位置がA2 点まで移動して図8
(a)に示す角度θの方向に拘束されるようになり、最
初の状態に戻る。以上の過程を繰り返すことにより、ロ
ータRの回転に連動する複数段の減速歯車を経て、時計
の指針軸およびチャート紙を所定の角度回転させて時刻
表示や運行記録を行うようにしている。
【0009】しかしながら、上記のような2極ラベ型ス
テッピングモータMは、通常1秒毎にロータを駆動させ
るように設定されているため、その作動音が断続的に発
生し、静かな部屋の中などにおいては作動音が気になっ
て集中力を阻害する要因となる欠点を有している。
【0010】そこで、作動音を低減するため時計用の2
極ラベ型ステッピングモータには、ロータから数段の減
速歯車までを密封した箱内に収納し、その箱内にグリー
スを封入して消音効果を得るようにしたものも検討され
ている。しかし、自動車の運行記録計等においては、一
般の時計よりも歯車の数が多いため、ロータおよび減速
歯車等を密封した箱に収納する構造を採ると、歯車等の
組立て作業が極めて困難となって生産性が著しく低下
し、製造コストが上昇するなどの問題点を有している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に着目してなされたもので、作動音の主たる発生源で
あるロータの構造を改良することにより、断続的に発生
する作動音が激減し、静粛な運転が可能となる2極ラベ
型ステッピングモータのロータを提供することを課題と
する。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記の課題を達成するた
め、本発明は、間隙部を有する略ロの字状に形成したス
テータにより磁気回路を構成すると共に、該間隙部を介
して相対向する該ステータ片の端部に互いに軸心をずら
して半円形状凹部を対向して形成し、双方の半円形状凹
部によって囲まれた空所に、NS極が着磁された磁石を
備えたロータを回転自在に収容し、該ステータに巻回さ
れたコイルに電圧を印加して該ロータを回転させるよう
にした2極ラベ型ステッピングモータのロータであっ
て、前記ロータの回転軸に、フライホイールを添設して
なることを特徴とする。
【0013】前記フライホイールが、前記磁石の外径よ
り大径の慣性板部を有することが好ましい(請求項
2)。前記回転軸に、鋸歯状の凹凸を形成した外周壁を
有する嵌着部を設け、該嵌着部に前記フライホイールを
嵌着することが好適である(請求項3)
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。図1は、本発明の実施例に係わる自動車の運行
記録計Uの断面図である。運行記録計Uは、地板1に装
着された2極ラベ型ステッピングモータPの回転を複数
段の減速歯車2を経て、自動車の運行を記録するチャー
ト盤3を駆動するようにしたものである。
【0015】2極ラベ型ステッピングモータPは、図2
に示すように、磁性材料からなる薄板を打抜いて成形し
た略コの字形の一対のステータ片4a、4a′を互いに
対向させて組み合わせて、間隙部Gを有する略ロの字状
に形成したステータ4を形成することにより磁気回路を
構成している。ステータにはコイル5が巻回されてい
る。
【0016】間隙部Gを介して相対向するステータ片4
a、4a′の端部4a1 、4a1 ′には、互いに軸心を
ずらして半円形状凹部6、6′が相対向して形成されて
いる。双方の半円形状凹部6、6′によって囲まれた空
所Qには、NS極を着磁されたロータ7が、回転自在に
収容されている。すなわち、図3に示すように、地板1
に設けられた軸受部1aと、上板8に設けられた軸受部
8aとの間において、ロータ7の回転軸9を軸支するこ
とにより、ロータ7は空所Q内に回転自在に収容されて
いる。
【0017】ロータ7は、両端に細径の支持部9a、9
a′を有する回転軸9に、磁石10とフライホイール1
1とを嵌着した構造を有している。回転軸9は、合成樹
脂材の成形加工により形成され、支持部9aと9a′と
の中間部には、磁石10を装着する装着部9bと、フラ
イホール11を嵌着する嵌着部9cと、回転を伝達する
ための歯車部9dとを備えている。
【0018】ロータ7の回転軸9は、地板1の軸受部1
a、および上板8の軸受部8aに支持部9a、9a′を
挿入することにより支持され、その回転運動は、歯車部
9dと噛合する減速歯車2を経てチャート盤3まで伝達
される。地板1の軸受部1a、および上板8の軸受部8
aにはグリス12が充填されており、回転軸9が円滑に
回転できるようにしている。嵌着部9cの外周壁9c1
には鋸歯状の凹凸が形成されており、フライホイール1
1の装着部11aを嵌着したときに強固に保持できるよ
うにしてある。
【0019】磁石10は、円筒状に形成された周囲にN
S極が着磁されており、回転軸9を地板1の軸受部1a
と上板8の軸受部8aとの間に装着したときに、ステー
タ4の空所Q内に位置するように設定されている。フラ
イホイール11は青銅製で、中心部に円筒状の装着部1
1aを有し、装着部11aの外側に円板状の慣性板部1
1bを備えており、装着部11aを回転軸9の嵌着部9
cに圧入して嵌着するようにしてある。
【0020】2極ラベ型ステッピングモータPの回転原
理は、前記従来の2極ラベ型ステッピングモータMと同
様であるので説明は省略するが、本実施例の2極ラベ型
ステッピングモータPにおいては、フライホイール11
を有するロータ7を用いているため、ロータ7の回転が
円滑に行われ、回転に伴う作動音の発生が激減するの
で、次にその作用について説明する。
【0021】図4は、本実施例のロータ7A、7Bと、
比較例として従来のロータRの過渡動作を表したグラフ
である。ロータ7Aは直径8.5mmの慣性板部を有す
るフライホイールを装着しており、ロータ7Bは直径1
0mmの慣性板部を有するフライホイールを装着してい
る。比較例のロータRはフライホイールを装着していな
い。図4のグラフは、上記の3種類のロータ7A、7
B、Rを、2極ラベ型ステッピングモータPのステータ
4の空所Q内にそれぞれ収容し、ステータ4のコイル5
に所定のパルス電圧を印加したときの各ロータの経過時
間とロータの回転角度を表している。
【0022】従来のロータRは、17msecでロータ
が上死点に到達し、ロータ7Aは26msec、ロータ
Bは34msecでそれぞれロータが上死点に到達して
いる。すなわち、ロータ7Aおよび7Bは、従来のロー
タRに比較して初期の回転速度が遅くなっている。その
ため、回転軸9の歯車部9dと噛み合う減速歯車2に対
する衝撃的な力が緩和されて作動音が減少する。
【0023】ロータの慣性モーメントと作動音との関係
を図5のグラフに示す。ロータの慣性モーメントを大き
くすると、ロータの初期の回転速度は低下するので作動
音は減少する。図5のグラフにおいて、横軸はロータの
慣性モーメント指数(フライホイールを有しない従来の
ロータRの慣性モーメントを1としたときの値)Kを示
し、縦軸は作動音の強さ(dBで表す)を示している。
ロータ7A(慣性モーメント指数6.7)の作動音は約
26dBであり、ロータ7B(慣性モーメント指数1
4.7)の作動音は約22dBであって、従来のロータ
Rの作動音約30dBに比較して激減している。
【0024】なお、ロータ7の慣性モーメントを大きく
すると、ロータ7の過渡動作の集束が遅くなる傾向があ
るが、ステータ4のコイル5に印加する電圧のパルス幅
を適宜設定することにより早期に集束させることも可能
である。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、ロータにフライホイー
ルを併設してロータの初期の回転速度を低下させるよう
にしているため、ロータの断続的な回転に伴う作動音が
激減し、静粛な作動音を有する2極ラベ型ステッピング
モータを構成することができる。また、作動音が小さい
ためロータ部を密閉する必要がなく、構造部材が節減さ
れると共に、組付け工程および保守点検が簡素化され
る。さらに、ロータの回転時に減速歯車に対して作用す
る衝撃的な力が緩和されるため、ロータの寿命が延長し
装置の耐久性が向上するなどの多くの利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係わる自動車の運行記録計の
要部断面図である。
【図2】図1の2極ラベ型ステッピングモータの正面図
である。
【図3】図1の2極ラベ型ステッピングモータの構造を
示す拡大断面図である。
【図4】図1の2極ラベ型ステッピングモータのロータ
の回転速度を示すグラフである。
【図5】図4の各ロータの慣性モーメントと作動音の関
係を示すグラフである。
【図6】従来の2極ラベ型ステッピングモータを示す正
面図である。
【図7】図6のコイルに印加する電圧の波形を示す説明
図である。
【図8】図6の2極ラベ型ステッピングモータの作動原
理を示す説明図である。
【符号の説明】
G 間隙部 P 2極ラベ型ステッピングモータ Q 空所 U 運行記録計 4 ステータ 4a、4a′ ステータ片 5 コイル 6、6′ 半円形凹部 7 ロータ 9 回転軸 9c 嵌着部 9c1 外周壁 10 磁石 11 フライホイール 11b 慣性板部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 間隙部を有する略ロの字状に形成したス
    テータにより磁気回路を構成すると共に、該間隙部を介
    して相対向する該ステータ片の端部に互いに軸心をずら
    して半円形状凹部を対向して形成し、双方の半円形状凹
    部によって囲まれた空所に、NS極が着磁された磁石を
    備えたロータを回転自在に収容し、該ステータに巻回さ
    れたコイルに電圧を印加して該ロータを回転させるよう
    にした2極ラベ型ステッピングモータのロータであっ
    て、 前記ロータの回転軸に、フライホイールを添設してなる
    ことを特徴とする2極ラベ型ステッピングモータのロー
    タ。
  2. 【請求項2】 前記フライホイールが、前記磁石の外径
    より大径の慣性板部を有することを特徴とする請求項1
    記載の2極ラベ型ステッピングモータのロータ。
  3. 【請求項3】 前記回転軸に、鋸歯状の凹凸を形成した
    外周壁を有する嵌着部を設け、該嵌着部に前記フライホ
    イールを嵌着するようにしたことを特徴とする請求項1
    または請求項2記載の2極ラベ型ステッピングモータの
    ロータ。
JP21354296A 1996-08-13 1996-08-13 2極ラベ型ステッピングモータのロータ Abandoned JPH1066326A (ja)

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JP21354296A JPH1066326A (ja) 1996-08-13 1996-08-13 2極ラベ型ステッピングモータのロータ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000054113A1 (en) * 1999-03-08 2000-09-14 Seiko Epson Corporation Starting device for electromagnetic converter, and timepiece device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000054113A1 (en) * 1999-03-08 2000-09-14 Seiko Epson Corporation Starting device for electromagnetic converter, and timepiece device
US7031230B1 (en) 1999-03-08 2006-04-18 Seiko Epson Corporation Starter for electricmagnetic converter, and timepiece

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Effective date: 20040601

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

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