JPS5837791B2 - 回動変位駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、駆動装置の磁力だけで往復運動をおこなう
回動変位駆動装置に関する。

従来往復運動をおこなう目的の駆動装置には、プランジ
ャー、トランジスター駆動のテンプ、音又式モータ等の
電磁力を利用した装置がある。

これらの装置は、外部からの入力があると定常位置から
変位し、入力が取り去られると再び元の位置に復帰し、
その１過程の動作を何らかの手段を介して例えば時計な
どの回転運動に変換している。

上記元に復帰する力としては、ヒゲ全舞を用いたり、バ
ネあるいはそれに類した弾性力のあるものを利用しなけ
れば復帰力が得られない。

上記ヒゲ全舞を用いて復帰力を得ている往復運動する駆
動装置は、時計に用いて自動車に装備するような場合、
振動が大きく、正確な定常運動が得られず不向である。

さらに上記駆動装置ではトルクの面で、往時にはバネ等
の復帰力に抗して電磁力が働くことになるから復帰力に
打ち勝つ電磁力を必要とし、大型になる等の欠点がある
。

本発明の目的は、上記欠点に鑑み、バネ等の付加的復帰
力を用いずに、駆動装置の持つ磁力によって自己復帰す
る回動変位駆動装置を提供することにある。

本発明の特徴は、回転子に着磁した異極間の着磁角を２
αとし、固定子の磁極角を着磁角２αより大きいβとす
るとともに、上記回転子の回動角γを一定量に規制した
ことである。

以下、図示の実施例によって本発明を説明する。

第１図から第３図で回動変位駆動装置は、軟質磁性材で
形成したＥ字状の固定子２と、固定子２のコ字形側板２
１の両自由端２１ａ，２ｌｂを彎曲した磁極の中心に回
転子３を配置している。

上記コ字形側板２１のコ字部の中心には鉄心２２を固定
し、鉄芯に励磁コイル４を巻回したコイルボビン４１を
嵌合している。

上記固定子２は基板５上に載せ、複数の固定部５１で固
定している。

上記回転子３には回転軸６を固定し、上記基板５と、基
板上方に配置した他の基板５２に設けた軸受で軸承して
いる。

上記回転子３の外周はＮ，Ｓに着磁している。

着磁位置は、回転軸線を通る対角線Ａ上に同極同志を構
成するように着磁する。

着磁した異極同志の間隔は角度で２αになるように着磁
角を設定する。

上記固定子２の彎曲した磁極の幅は角度でβとし、上記
回転子３の着磁角２αより大きく設定する。

上記角度αおよびβは、例えばαを３００、βを９００
に設定する。

上記固定子２の励磁コイル４は第５図のような電源回路
７に接続して給電する。

第５図は自動車用時計の電源回路でカーバツテリー電源
７１に保護回路７２を接続し、保護回路７２に定電圧回
路７３と上記励磁コイル４を接続している。

定電圧回路７３には発振分周回路７４を接続している。

発振分周回路７４は複数のコンデンサーＫ，Ｇとクリス
タル発振器Ｘで構成し、発振回路７４にはａ，ｂ，ｃの
端子を設けている。

上記励磁コイル４の他端にはトランジスタＴｒのコレク
タを接続し、エミツタはアースしている。

ベースには上記発振分周回路の端子ａまたはｂを接続す
る。

両端子からは例えばａ端子からＩ Ｈｚ，１ ｂ端子からは而ＨＺの直流パルス信号を出力してトラン
ジスタＴｒを介して励磁コイル４にパルス電流を給電し
て励磁する。

上記Ｃ端子と定電圧回路７３の一端にはスイッチＳＷを
接続し、時計をリセットするときに閉成する。

上記ＩＨｚの出力信号１ は秒針を持ったアナログ時計のときに、而ＨＺは秒針の
ない時計の制御に用いられる。

上記回動変位駆動装置１の動作原理は、励磁コイル４に
パルス電圧を印加しない場合は第４図イのように、回転
子３に着磁した磁石のレラクタンストルクで回転子３は
固定されている。

次に図口のように励磁コイル４に印加して固定子２の彎
曲した磁極２１ａ，２ｌｂをＳ極、鉄芯２２をＮ極に帯
磁すると、回転子−３には回転力が発生し、回転子は反
時計方向に回転する。

今回転子３力咄由に回転可能な場合は、直流電圧Ｅを印
加のとき図二の位置まで回転して停止する。

図二の状態で電圧の印加を取り去ると、固定子２の磁極
２１ａ，２ｌｂの帯磁は消失するが、回転子３と固定子
２の間に図二のように、回転子の磁石により回転子のＳ
極は固定子２の鉄芯２２の位置に静止して磁路ループが
出来て復帰力は発生しない。

そこで、回転子３の回転方向に規制手段を設けて回転子
の回転角γを制御することを考え、図二の状態より少な
い回転角位置で回転子が停止するように規制手段を設け
、回転子を回転して印加電圧を取り去った。

このときの磁路ループは図ハで、この状態ではレラクタ
ンストルクは左右の回転力がつり合って静止状態が継続
した。

ところが規制手段の位置をさらに変えて回転子３を図ハ
の状態より前で停止させて、励磁コイル４の印加電圧を
取り去ると、回転子３はレラクタンストルクの復帰力が
強くなるため、図イの位置まで戻り停止することが判明
した。

上記規制手段は回転子３の下面にピンを設け、上記基板
５に突起を設けて規制手段を構成してもよいし、回転子
３の回転が伝達される回転部材に設けてもよい。

上記励磁コイル４に第４図の電源回路７の直流パルス電
圧を印加してパルス電流を給電すると、パルスＣＩ）Ｏ
Ｎ，ＯＦＦにあわせて回転子３を外部の復帰力を付加す
ることなく回転と自己復帰の往復運動をさせることがで
きる。

実験では回転子の回転角γを３５°とした場合、固定子
２の磁極２１ａ，２ｌｂの幅を角度でβ＝９０°にとる
と、回転子に着磁したＮ，Ｓ極の間隔は角度で第３図の
ように、中心点Ｐ，Ｑから左右にそれぞれα＝３００以
下に設定すると自己復帰させることができる。

上記のように回動変位駆動装置を構成すると、装置に振
動が加えられても、例えば復帰用バネが撓んだ変形状態
で回転子を回転させる等の力はどこにも発生せず、回転
子はバランスが取れていて重心が回転中心であり、レラ
クタンストルクで所定位置に静止されているから、かな
り大きい振動にも耐えられ、本発明の回動変位駆動装置
を組込んだ時計は自動車等に装備することが可能である
。

上記固定子２は軟質磁性材で側板２１と鉄芯２２を一体
に打ち抜き或形して積層してもよいし、別体に形成して
固定してもよい。

上記回転子３の形成は、第６図のように回転軸線を通る
２本の対角線Ａ，Ａで切断した形状の回転子を用いても
よい。

第７図はさらに他の実施例で、回転子３の着磁を軸線方
向にＮ，Ｓ着磁するとともに、一平面上の磁極関係は上
記他の回転子と同様に回転軸線を通る対角線上に同極同
志を配置している。

固定子２は、扁平のコイルボビン４２に通した鉄心２６
の上下に側板２７，２８を設けている。

動作原理は上記他の実施例と同じである。

本発明は上述のように構成したから、ヒゲ全舞等の付加
的復帰機構を用いず電磁力を１００％回転力として用い
ることができる。

またヒゲ全舞など振動によって撓み変形する復帰機構が
ないから、振動に対して影響を受けない駆動装置が得ら
れる。

復帰機構を必要とせず、復帰力に打ち勝つ電磁力を必要
としないから駆動装置を著しく小型化することができる
。

小型でも充分な回転出力が得られるので、回転子の素材
に希土類磁石のような高価な磁石材を使う必要がなく、
小型化と組立の簡易化等から装置を安価に製作すること
ができる。

時計などのように低速で一定周期回転を必要とする機器
に取りつけ用いる場合は、従来用いられている駆動源の
同期電動機などと比較して減速機構を必要としない等の
使用上の効果を備えている。

さらに応答性が良いため、極めて消費電力が少なくて済
む等の優れた効果を奏する回動変位駆動装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明回動変位駆動装置の一実施例を示し、第１
図は本体要部の外観斜視図、第２図は固定子の平面図、
第３図は固定子磁極と回転子の関係説明図、第４図は本
回動変位駆動装置に給電する電源回路の一実施例説明図
、第５図は本回動変位駆動装置の回転および自己復帰原
理の説明図、第６図は回転子の他の形状説明図、第７図
は回転子の着磁方向を変えた他の実施例説明図である。 ２・・・・・・固定子、２１，２７，２８・・・・・・
側板、２ １ ａ ｔ ２ ｌ ｂ・・・・・・磁極、
２２，２６・・・・・・鉄心、３・・・・・・回転子、
４・・・・・・励磁コイル、４１，４２・・・・・・コ
イルボビン、５，５２・・・・・・基板、５１・・・・
・・固定部、６・・・・・・回転軸、７・・・・・・電
源回路、２α・・・・・・着磁角、β・・・・・・磁極
角、γ・・・・・・回転角。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転軸線と交わる対角線上の外周位置にそれぞれ同
   極同志を着磁して異極間に着磁角２αを持たせた回転子
   と、上記回転子の着磁角２αより幅広い磁極角βの励磁
   固定子と、上記回転子の回転を上記回転子と上記固定子
   との間のレラクタンストルクにより自己復帰できる範囲
   に規制する規制手段とを備え、上記固定子を直流パルス
   電流で励磁して、上記回転子を上記規制手段によりその
   回転が規制される位置まで回転させた後、上記レラクタ
   ンストルクにより自己復帰させることを特徴とする回動
   変位駆動装置。