WO1982000929A1 - Moteur pas a pas, notamment pour montre electronique - Google Patents
Moteur pas a pas, notamment pour montre electronique Download PDFInfo
- Publication number
- WO1982000929A1 WO1982000929A1 PCT/CH1981/000039 CH8100039W WO8200929A1 WO 1982000929 A1 WO1982000929 A1 WO 1982000929A1 CH 8100039 W CH8100039 W CH 8100039W WO 8200929 A1 WO8200929 A1 WO 8200929A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- rotor
- sectors
- pole pieces
- pole
- motor according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
- G04C13/00—Driving mechanisms for clocks by primary clocks
- G04C13/08—Secondary clocks actuated intermittently
- G04C13/10—Secondary clocks actuated intermittently by electromechanical step-advancing mechanisms
- G04C13/11—Secondary clocks actuated intermittently by electromechanical step-advancing mechanisms with rotating armature
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/24—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
- H02K37/12—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets
- H02K37/125—Magnet axially facing armature
Definitions
- Stepper motor especially for electronic watch.
- the present invention relates to a stepping motor, in particular for an electronic watch, comprising a permanent magnet rotor having several pairs of poles with magnetization axes parallel to the axis of rotation and distributed around the latter, a stator provided an upper pole piece and a lower pole piece, each of these pieces being magnetically connected to one end of a core carrying a coil periodically traversed by current pulses, and each of them having polar sectors which extend radially opposite an axial face of the rotor.
- stepper motors whose stator is formed by two pairs of pole pieces which extend one above the rotor and the others below.
- the pole pieces located face to face on the same side of the rotor are separated by a diametrical air gap and the two air gaps are oriented differently.
- the pulses which excite the coil are of alternating polarity and the rotor advances at an angle equal to that which separates two axes of magnetization during each pulse.
- the object of the present invention is to produce an engine of this kind comprising the targeted improvement.
- the stepping motor according to the invention is characterized in that the pulses are of alternating polarity, the number of sectors of each pole piece is equal to half the number magnetization axes of the rotor, and the pole plates are shaped so that the positions corresponding to the balance of forces between the rotor and the pole pieces, in the case where the coil is energized and in that where it is not excited, are rotated relative to each other.
- FIG. 1 is a top plan view of the pole pieces and of the rotor
- FIG. 2 a view in longitudinal section passing through the axis of the rotor
- FIG. 3 a partial plan view, on a light scale greatly enlarged, showing the opening of the pole pieces in an alternative embodiment
- FIGS. 4, 5 and 6 are partial plan views similar to that of FIG. 3 showing other execution variants
- FIG. 7 is a sectional view along line VII-VII of the, fig. 6, on a still enlarged scale, illustrating a detail of this figure
- FIG. 8 is a view similar to FIG. 3 showing another embodiment of the engine
- FIG. 9 also a plan view similar to FIG. 3, showing a final embodiment.
- the general arrangement of the motor is shown in Figs. 1 and 2.
- the motor frame comprises an upper element 1, for example a brass bridge and a lower element 2 which may be constituted by a second bridge or by a frame element of the movement in which the motor is incorporated.
- the frame elements 1 and 2 each comprise a bearing 3 which supports one of the ends of the shaft of a rotor 4.
- This rotor comprises for example a shaft 5, the upper part of which forms a pinion and the lower part passes through two washers 6 and the disc 7 constituting the cylindrical magnet of the rotor.
- the shaft 5 has the usual pivots which are engaged in the bearings 3.
- the frame elements 1 and 2 are connected to each other by two pillars 8, one of which is visible in FIG. 2. These pillars are also used to position a lower stator part 9 and an upper stator part 10, as well as a spacer 11 made of a non-magnetic material, for example brass.
- the spacer 11 and the pole pieces 9 and 10 are also fixed and centered by two pins 12, one of which is visible in FIG. 2 and by corresponding screws 13.
- the pillars 9 also serve to fix the upper deck 1 by means of screws 14 and spacing sockets 15.
- the two stator parts 9 and 10 are elongated flat plates made of a ferromagnetic material with high permeability and low remanence, one of which extends above the upper face of the magnet 7 and 1. other below its underside.
- the bent ends of these pole pieces located opposite the rotor, are shaped so that they can be connected to the ends of a magnetic core (not shown) which supports the excitation coil of the motor. It is an elongated coil, the same kind as that used in many types of stepper motors.
- This coil will be connected to the circuit of the timepiece so as to be periodically excited by pulses of current of alternating polarity, so that the pole pieces 9 and 10 each constitute alternately a north pole and a south pole during the passage of the pulses whereas between the pulses, they constitute masses of ferromagnetic material playing the role of an armature with respect to the permanent magnet of the rotor.
- Each pole piece has, opposite a circular axial face of the magnet 7, a profiled opening of generally circular shape, the opening of the pole piece 10 being designated by 16 in the drawing.
- This opening delimits three interior sectors 17, of the same dimensions which are distributed at 120o from each other and which each cover approximately an angle of 60o, so that they provide between them three empty zones also of 60o of angular opening.
- the rotor assumes a position of equilibrium due to the forces of attraction between its different polar zones and the parts of the pole pieces 10 or 9 which are in the vicinity. Thanks to the cutting or to the particular conformation of the sectors 17, this equilibrium position is different from that which is obtained if the pole pieces 9 and 10 are magnetized by the wise step of a direct current in the coil.
- the rotor undergoes a torque which puts it in rotation and by its inertia, it moves to the next neutral equilibrium position.
- FIGS. 3 to 9 give examples.
- the opening 18 of the pole piece 10 has a circular shape coaxial with the magnet 7 and extends over a diameter very slightly greater than that of the magnet 7.
- This profiled opening has three sectors 19 which are arranged like sectors 17 but one of the edges 20 of which, instead of being radial, is cut obliquely at an angle ⁇ of a few degrees relative to the radial direction.
- fig. 4 shows a variant in which the pole piece 10 is seen with an opening 21 also centered on the axis of the rotor 7.
- This opening 21 has parts in the form of narrow slots which delimit three sectors 22 which are asymmetrical with respect to a radius passing through their center of gravity. As seen in the drawing, these sectors each extend over more than 60o.
- the rotor 7 is shown with apparent N and S poles in the face facing the pole piece 10 and the pole areas are delimited by dotted lines.
- the position which the rotor takes in the absence of current and which it occupies between the steps of the motor becomes a position of imbalance at the time of the pulse in the coil when the pole pieces 9 and 10 are transformed into poles , magnetic respectively N and S or S and N depending on the polarity of the pulse.
- the rotor 7 then turns one step in the direction of the strongest attraction caused by this asymmetry.
- the S poles of the rotor came in place of the N poles and vice versa.
- the opening 26 presented by the plate 10 in this variant comprises' sectors 27, one of the edges 28 of which is folded in the direction of the rotor.
- the homologous edges of the sectors of the pole piece 9 are also folded in the direction of the cylindrical magnet 7.
- FIG. 8 shows embodiments which include new improvements compared to the embodiments envisaged until now.
- the general arrangement of the engine has the same structure and it can be seen in particular in FIG. 8 the periphery of the rotor 7 which is arranged between an upper pole piece 10 and a lower pole piece 9.
- Polar zones N and S designated by 31 are formed on the rotor 7 .. These polar zones determine six axes of magnetization parallel to the 'axis of the rotor, distributed 60 from each other and oriented alternately, the North and South poles succeeding each other on the upper face of the rotor, while poles of opposite names follow one another in the same way on its underside.
- the pole pieces are pla ques planes and their extreme edges extend in an arc coaxially with the rotor 7 a little beyond the periphery of the latter.
- the pole piece 10 has a profiled opening which firstly comprises a circular central part 30 ⁇ oaxial to the rotor and whose diameter is slightly less than the internal diameter of the pole areas 31.
- the profiled opening of the stator piece 10 has at in addition to three notches with parallel edges 32 which are distributed at 120o from one another and which extend obliquely outwards. Each of these notches 32 has an end with a curved edge which extends beyond the periphery of the rotor.
- the three notches 32 are of the same dimensions and all three open into the opening 30 in regions which are located 120o from one another. Their width is such that the polar sectors 33, of slightly asymmetrical shape, delimited by the notches 32 and by the central zone 30, extend over arcs which are slightly less than the arcs covered by two adjacent polar zones 31.
- the pole piece 9 has a profiled opening (30 '. 32') which has exactly the same shape and the same dimensions as the opening (30, 32) of the piece 10. It therefore also has a central zone 30 'circular and three notches with parallel sides 32'. As seen in fig. 8, the orientation of the notches 32 'is slightly different from that of the notches 32. Thus, the central opening . of the part 9 can be considered to be offset by a certain angle around the axis of the rotor with respect to the opening 30, 32. This offset is 30 in the embodiment described here.
- each step of the motor can correspond to a rotation of an angle of 30o.
- steps of 60o in which case, at the end of each step, the polar zones S of the rotor come to occupy the location q occupied the N polar zones at the start of the step.
- the opening 30, 32 should include a circular central zone similar to zone 30 and two diametrically opposite notches similar to the notches 32, 32 '.
- Fig. 9 represents yet another form of execution.
- the pole piece 10 again has a profiled opening 30, 32 which has exactly the same shape and the same arrangement as in FIG. 8.
- the rotor 7 has six pairs of poles for its part and we see in FIG. 9 the polar zones 31 alternately N and S of the upper face of this rotor.
- the profiled opening here has a central zone 30 'and two oblique notches 32' which are diametrically opposite but which, moreover, have the same shape and the same dimensions as the three notches 32 provided in the pole piece 10.
- the rotor spontaneously places itself in a stable equilibrium position in which two polar zones 31 are arranged symmetrically with respect to a polar sector limited by two adjacent notches 32 and 32 '.
- one of the notches 32 'of the lower stator part 9 plays the role of. brake and stops the rotor in this locking position.
- the rest position shown in fig. 9 it can be seen that two pole areas of the underside of the rotor which are respectively opposite the pole areas S3 and N3 are partially opposite the notches 32 '. This circumstance causes a strengthening of the stable and static balance already existing by the effect of the three notches 32 of the pole piece 10.
- the current pulses in the coil are of alternating polarity.
- the polar zones opposite to the zones N1, S1 and N3 are zones SN and respectively S which are located opposite a polar zone S and like the polar zone S which is opposite to N3 is partially discovered by one of the notches 32 ', the effect of the crown sector which extends between the two notches 32' on the rotor is a torque which also acts counterclockwise.
- the rotor is rotated. It takes a step of 60o until reaching a new position of stable equilibrium. This rotational movement comprises a first unlocking part followed by a fall into the new stable position.
- FIG. 9 the functional conditions of FIG. 9 can also be produced if the pole piece 9 has a profiled opening which has a central zone 30 ′ and a single notch 32 ′.
- the pole piece 9 has a profiled opening which has a central zone 30 ′ and a single notch 32 ′.
- the arrangement and shape of the openings of the pole pieces are possible for the arrangement and shape of the openings of the pole pieces. So, for example, instead of the circular magnet having a slightly smaller diameter than that of the openings 16, 18, 21, 24, 26 and 30, 32, it could also have a slightly larger diameter and the relative dimensions of the polar sectors and notches could be different from what is shown in the drawing.
- the rotor rotates 60o, which corresponds to the angular spacing between two axes of magnetization.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
Abstract
Les deux pieces polaires (9 et 10) qui s'etendent respectivement au-dessus et au-dessous de l'aimant permanent cylindrique (7) constituant la piece motrice du rotor, presentent chacune une ouverture de forme generale circulaire, mais profilee et limitee par trois secteurs radiaux (17) s'etendant vers le centre dans le plan des pieces polaires. Sous l'effet des impulsions alternees parcourant la bobine, les pieces polaires (9 et 10) sont excitees alternativement en pole Nord et en pole Sud. Par l'agencement particulier des secteurs (17) et des decoupures (16) qui les separent, la position d'equilibre du rotor entre les impulsions est decalee par rapport a celle vers laquelle il tend lorsque les pieces polaires sont excitees.
Description
Moteur pas à pas, notamment pour montre électronique.
La présente invention a pour objet un moteur pas à pas, notamment pour montre électronique, comprenant un rotor à aimantation permanente présentant plusieurs paires de pôles avec des axes de magnétisation parallèles à l'axe de rotation et répartis autour de ce dernier, un stator pourvu d'une pièce polaire supérieure et d'une pièce polaire inférieure, chacune de ces pièces étant connectée magnétiquement à l'une des extrémités d'un noyau portant une bobine parcourue périodiquement par des im pulsions de courant, et chacune d'elles présentant des secteurs polaires qui s'étendent radialement en regard d'une face axiale du rotor.
On connaît déjà des moteurs de ce genre, notamment par le brevet FR 24 25 756. Ce moteur connu comporte des languettes réparties autour de l'axe du rotor et ce dernier présente deux rangées concentriques d'axes de magnétisation dont l'une comporte deux fois plus d'axes que les pièces statoriques ne comportent de languettes, tandis que l'autre comporte autant d'axes que les pièces statoriques comportent de languettes. Dans ce moteur, les impulsions sont toutes de même polarité et le rotor avance à chaque pas d'un angle correspondant au double de la distance entre les axes de magnétisation.
On connaît également, par le brev et CH 613 359, des moteurs pas à pas dont le stator est formé par deux paires
de pièces polaires qui s'étendent les unes au-dessus du rotor et les autres au-dessous. Les pièces polaires situées face à face sur un même côté du rotor sont séparées par un entrefer diamétral et les deux entrefers sont orientés différemment. Dans un moteur de ce genre, les impulsions qui excitent la bobine sont de polarité alter- née et le rotor avance d'un angle égal à celui qui sépare deux axes de magnétisation lors de chaque impulsion.
On s'est aperçu qu'il était possible de simplifier la construction des moteurs pas à pas, notamment pour montre, tout en améliorant leur rendement et leur fiabilité en ayant recours à une disposition du rotor et des pièces polaires différente de celles qui étaient déjà connues dans le cadre des constructions connues et rappelées ci-dessus.
Le but de la présente invention est de réaliser un moteur de ce genre comportant le perfectionnement visé. Dans ce but, selon un de ses aspects qui est jugé essentiel, le moteur pas à pas selon l'invention est caractérisé en ce que les impulsions sont de polarité alternée, le nombre des secteurs de chaque pièce polaire est égal à la moitié du nombre des axes de magnétisation du rotor, et les plaques polaires sont conformées de façon que les positions correspondant à l'équilibre des forces entre le rotor et les pièces polaires, dans le cas où la bobine est excitée et dans celui où elle n'est pas excitée, soient décalées rotativement l'une par rapport à l'autre. On va décrire ci-après, à titre d'exemple, une forme de réalisation et quelques variantes de l'objet de l'invention en se référant au dessin annexé dont : la fig. 1 est une vue en plan de dessus des pièces polaires et du rotor, la fig. 2 une vue en coupe longitudinale passant par l'axe du rotor, la fig. 3 une vue en plan partielle, à échelle légè
rement agrandie, montrant l'ouverture des pièces polaires dans une variante d'exécution, les fig. 4, 5 et 6 sont des vues en plan partielles semblables à celle de la fig. 3 montrant d'autres varian tes d'exécution, la fig. 7 est une vue en coupe selon la ligne VII-VII de la ,fig. 6 , à échelle encore agrandie, illustrant un détail de cette figure, la fig. 8 est une vue semblable à la fig. 3 montrant une autre forme d'exécution du moteur, et la fig. 9 une vue également en plan semblable à la fig. 3, montrant une dernière forme d'exécution.
La disposition générale du moteur est représentée aux fig. 1 et 2. Le bâti du moteur comporte un élément supé rieur 1, par exemple un pont en laiton et un élément inférieur 2 qui peut être constitué par un second pont ou par un élément de bâti du mouvement auquel le moteur est incorporé. Les éléments de bâti 1 et 2 comportent chacun un palier 3 qui supporte une des extrémités, de l'arbre d'un rotor 4. Ce rotor comporte par exemple un arbre 5, dont la partie supérieure forme un pignon et la partie inférieure traverse deux rondelles 6 et le disque 7 constituant l'aimant cylindrique du rotor. A ses deux extrémités, l'arbre 5 présente des pivots usuels qui sont engagés dans les paliers 3.
Les éléments de bâti 1 et 2 sont reliés l'un à l'autre par deux piliers 8 dont un est visible à la fig. 2. Ces piliers servent également à positionner une pièce statorique inférieure 9 et une pièce statorique supérieure 10, ainsi qu'une entretoise 11 en un matériau amagnétique, par exemple en laiton. L' entretoise 11 et les pièces polaires 9 et 10 sont également fixées et centrées par deux goupilles 12 dont une est visible à la fig. 2 et par des vis correspondantes 13. Les piliers 9 servent en outre à fixer le pont supérieur 1 grâce à des vis 14 et à des douilles d'espacement 15.
On va maintenant décrire, en se basant sur la fig. 1, la disposition des pièces statoriques 10 et 9, ainsi que l'agencement de l'aimant cylindrique 7 qui constitue la pièce principale du rotor. Comme on le voit à cette figure, les deux pièces statoriques 9 et 10 sont des plaques planes allongées en un matériau ferromagnétique à haute perméabilité et faible rémanence, dont l'une s'étend audessus de la face supérieure de l'aimant 7 et l'autre audessous de sa face inférieure. Les extrémités coudées de ces pièces polaires situées à l'opposé du rotor, sont conformées de façon à pouvoir être connectées aux extrémités d'un noyau magnétique (non représenté) qui supporte la bobine d'excitation du moteur. Il s'agit d'une bobine allongée, du même genre que celle utilisée dans de nombreux types de moteurs pas à pas. Cette bobine sera connectée au circuit de la pièce d'horlogerie de façon à être excitée périodiquement par des impulsions de courant de polarité alternée, de sorte que les pièces polaires 9 et 10 constituent chacune alternativement un pôle nord et un pôle sud durant le passage des impulsions alors qu'entre les impulsions, elles constituent des masses de matière ferromagnétique jouant le rôle d'une armature vis à vis de l'aimant permanent du rotor.
Chaque pièce polaire présente en regard d'une face axiale circulaire de l'aimant 7 une ouverture profilée de forme générale circulaire, l'ouverture de la pièce polaire 10 étant désignée par 16 au dessin. Cette ouverture délimite trois secteurs intérieurs 17, de mêmes dimensions qui sont répartis à 120º les uns des autres et qui couvrent chacun approximativement un angle de 60º, de sorte qu'ils ménagent entre eux trois zones vides également de 60º d'ouverture angulaire.
On voit également à la fig. 1, l'indication des zones polaires de l'aimant 7. Dans la position représentée à cette figure, trois pôles nord sont apparents dans les échancrures qui s'étendent entre les secteurs 17, tandis
que trois pôles sud sont masqués par les secteurs 17.
Plus précisément, durant les intervalles de temps entre les impulsions, le rotor prend une position d'équilibre due aux forces d'attraction entre ses différentes zo nes polaires et les parties des pièces polaires 10 ou 9 qui se trouvent à proximité. Grâce au découpage ou à la conformation particulière des secteurs 17, cette position d'équilibre est différente de celle que l'on obtient si les pièces polaires 9 et 10 sont magnétisées par le pas sage d'un courant continu dans la bobine. Ainsi, lors de chaque impulsion, le rotor subit un couple qui le met en rotation et par son inertie, il se déplace jusqu'à la position d'équilibre neutre suivante. Pour réaliser ce décalage des positions d'équilibre, on peut prévoir de nombreuses dispositions différentes dont les fig. 3 à 9 donnent des exemples.
Selon la fig. 3, l'ouverture 18 de la pièce polaire 10, partiellement visible à cette figure, a une forme circulaire coaxiale à l'aimant 7 et s'étend sur un diamètre très légèrement supérieur à celui de l'aimant 7. Cette ouverture profilée présente trois secteurs 19 qui sont disposés coπme les secteurs 17 mais dont un des bords 20, au lieu d'être radial, est coupé obliquement selon un angle α de quelques degrés par rapport à la direction radiale.
Il n'est pas nécessaire que les secteurs couvrent exactement un angle de 60º et que les échancrures s'étendent sur des angles identiques à ceux des secteurs. Ainsi, la fig. 4 représente une variante dans laquelle on voit la pièce polaire 10 avec une ouverture 21 également centrée sur l'axe du rotor 7. Cette ouverture 21 comporte des parties en forme de fentes étroites qui délimitent trois secteurs 22 dissymétriques par rapport à un rayon passant par leur centre de gravité. Comme on le voit au dessin, ces secteurs s'étendent chacun sur plus de 60º. Le rotor 7 est représenté avec des pôles N et S apparents
dans la face tournée vers la pièce polaire 10 et les zones polaires sont délimitées par des lignes en pointillé. La position que prend le rotor en l' absence de courant et qu'il occupe entre les pas du moteur devient une position de déséquilibre au moment de l'impulsion dans la bobine lorsque les pièces polaires 9 et 10 se transforment en pôles ,magnétiques respectivement N et S ou S et N selon la polarité de l'impulsion. Le rotor 7 tourne alors d'un pas dans le sens de l' attraction la plus forte provoquée par cette dissymétrie. Pendant la période de repos suivante, les pôles S du rotor sont venus à la place des pôles N et vice-versa.
Selon la fig. 5, ce sont les bords circulaires de l'ouverture 24 de la pièce polaire 10 qui sont échancrés, tandis que les secteurs 25 sont symétriques et s'étendent chacun sur un angle de 60º.
Comme le montrent les fig. 6 et 7 , l'ouverture 26 que présente la plaque 10 dans cette variante, comporte' des secteurs 27 dont un des bords 28 est replié en direction du rotor. On voit à la fig. 7 que les bords homologues des secteurs de la pièce polaire 9 sont également repliés en direction de l' aimant cylindrique 7. -
Les fig. 8 et 9 représentent des formes d'exécution qui comportent de nouveaux perfectionnements par rapport aux formes d'exécution envisagées jusqu'à maintenant. L'agencement général du moteur présente la même structure et l'on voit en particulier à la fig. 8 le pourtour du rotor 7 qui est disposé entre une pièce polaire supérieure 10 et une pièce polaire inférieure 9. Des zones polaires N et S désignées par 31 sont formées sur le rotor 7.. Ces zones polaires déterminent six axes de magnétisation parallèles à l'axe du rotor, répartis à 60 les uns des autres et orientés de façon alternée, les pôles Nord et Sud se succédant sur la face supérieure du rotor, tandis que des pôles de noms contraires se succèdent de la même façon sur sa face inférieure. Les pièces polaires sont des pla
ques planes et leurs bords extrêmes s'étendent en arc de cercle coaxialement au rotor 7 un peu au delà de la périphérie de ce dernier. Comme on le voit à la fig. 8, la pièce polaire 10 présente une ouverture profilée qui comporte tout d'abord une partie centrale circulaire 30 σoaxiale au rotor et dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre interne des zones polaires 31. L'ouverture profilée de la pièce statorique 10 présente en outre trois échancrures à bords parallèles 32 qui sont répartis à 120º l'une de l'autre et qui s'étendent obliquement vers l'extérieur. Chacune de ces échancrures 32 présente une extrémité à bord incurvé qui s'étend au-delà de la périphérie du rotor. Les trois échancrures 32 sont de mêmes dimensions et débouchent toutes les trois dans l'ouverture 30 dans des régions qui sont situées à 120º l'une de l'autre. Leur largeur est telle que les secteurs polaires 33, de forme légèrement dissymétrique, délimités par les échancrures 32 et par la zone centra-le 30, s'étendent sur des arcs qui sont un peu inférieurs aux arcs couverts par deux zones polaires 31 adjacentes.
Quant à la pièce polaire 9, elle présente une ouverture profilée (30'. 32') qui a exactement la même forme et les mêmes dimensions que l'ouverture (30, 32) de la pièce 10. Elle comporte donc également une zone centrale 30' circulaire et trois échancrures à flancs parallèles 32'. Comme on le voit à la fig. 8, l'orientation des échancrures 32' est légèrement différente de celle des échancrures 32. Ainsi, l'ouverture centrale .de la pièce 9 peut être considérée comme décalée d'un certain angle autour de l'axe du rotor par rapport à l'ouverture 30, 32. Ce décalage est de 30 dans l'exécution décrite ici.
Il résulte de cette disposition et du fait que le segment de couronne couvert par deux zones polaires adjacentes du rotor 7 est légèrement inférieur à 120º, que le moteur représenté à la fig. 8 est agencé de façon à arrêter le rotor spontanément en l'absence de courant
dans la bobine dans une orientation où il occupe une position d'équilibre stable. Cette orientation est telle que des paires de zones polaires N, " se trouvent approximativement en regard des secteurs 33 de la pièce polaire 10 et de la pièce polaire 9. A partir d'une telle position, l'excitation du stator provoque nécessairement la rotation du rotor. Ainsi, par exemple, il est clair que, à partir de la position de la fig. 8, si le stator est excité de façon que la pièce polaire 10 devienne un pôle Nord, les zones polaires S de la face supérieure du rotor vont être attirées vers le centre des secteurs 33 tandis que les zones polaires N seront repoussées. Le rotor tournera donc dans le sens anti-horaire vu à la fig. 8. Dans une réalisation particulière d'un moteur de ce genre, chaque pas du moteur peut correspondre à une rotation d'un angle de 30º. Cependant, en suivant le dimensionnement des ouvertures 30, 32, on peut également obtenir des pas de 60º auquel cas, à la fin de chaque pas, les zones polaires S du rotor viennent occuper l'emplacement qu'occupaient les zones polaires N au début du pas. Dans une forme d'exécution de ce genre, il n'est pas absolument nécessaire que le décalage rotatif de l'ouverture 30, 32 de la pièce polaire 10 par rapport à l'ouverture de la pièce polaire 9 soit de 30º. Il pourrait également être différent.
D'autre part, la disposition représentée étant valable pour un. rotor à six paires de pôles, il est évident qu'une disposition correspondante pourrait également être imaginée par exemple avec le rotor à quatre paires de pôles, auquel cas, l'ouverture 30, 32 devrait comporter une zone centrale circulaire analogue à la zone 30 et deux échancrures diamétralement opposées analogues aux échancrures 32, 32'.
La fig. 9 représente encore une autre fdrme d'exécution. Ici, la pièce polaire 10 présente à nouveau une ouverture profilée 30, 32 qui a exactement la même forme et
la même disposition qu'à la fig. 8. Le rotor 7 présente de son côté six paires de pôles et l'on voit à la fig. 9 les zones polaires 31 alternativement N et S de la face supérieure de ce rotor. En revanche, en ce qui concerne la pièce polaire inférieure 9 dont le contour est le même que celui de la pièce 9 de la fig. 8, l'ouverture profilée présente ici une zone centrale 30' et deux échancrures obliques 32' qui sont diamétralement opposées mais qui ont, par ailleurs la même forme et les mêmes dimensions que les trois échancrures 32 prévues dans la pièce polaire 10. Ici également en l'absence d'impulsions dans la bobine, le rotor se place spontanément dans une position d'équilibre stable dans laquelle deux zones polaires 31 sont disposées symé triquement par rapport à un secteur polaire limité par deux échancrures 32 et 32' adjacentes. Lorsque le rotor atteint cette position de repos, une des échancrures 32' de la pièce statorique inférieure 9 joue le rôle de. frein et assure l'arrêt du rotor dans cette position de blocage. Dans la position de repos représentée à la fig. 9, on voit que deux zones polaires de la face inférieure du rotor qui sont opposées respectivement aux zones polaires S3 et N3 se trouvent partiellement en regard des échancrures 32'. Cette circonstance provoque un renforcement de l'équilibre stable et statique déjà existant par l'effet des trois échancrures 32 de la pièce polaire 10. Les impulsions de courant dans la bobine sont de polarité alternée.
Au moment de l'apparition d'une impulsion, si la pièce 10 devient un pôle N et la pièce 9 un pôle S, on voit qu'il y a attraction entre les zones polaires S et les secteurs 33 et au contraire répulsion entre les mêmes secteurs 33 et les zones polaires N. Le couple de rotation s'exerce dans le sens anti-horaire. En revanche, sur la face inférieure du rotor, les zones polaires opposées aux zones N1, S1 et N3 sont des zones respectivement S N et
S qui se trouvent en regard d'une zone polaire S et comme la zone polaire S qui est opposée à N3 est partiellement découverte par une des échancrures 32', l'effet du secteur de couronne qui s'étend entre les deux échancrures 32' sur le rotor est un couple qui agit également dans le sens anti-horaire. Le rotor est entraîné en rotation. Il effectue un pas de 60º jusqu'à atteindre une nouvelle position d'équilibre stable. Ce mouvement de rotation comporte une première partie de dëverrouillage suivie d'une chute dans la nouvelle position stable.
On notera que les conditions fonctionnelles de la fig. 9 peuvent également être réalisées si la pièce polaire 9 présente une ouverture profilée qui comporte une zone centrale 30' et une seule échancrure 32'. Finalement, en déterminant de façon judicieuse l'envergure angulaire des secteurs 33 par rapport à celle des zones polaires N, S du rotor, on peut créer des positions d'équilibre stable suffisamment marquées pour qu'il suffise de prévoir une ouverture profilée sur l'une des pièces polaires 10 ou 9, l'autre pièce polaire étant alors dépourvue de toute ouverture et servant uniquement à conduire le flux magnétique en réalisant un entrefer aussi petit que possible entre elles et la face inférieure du rotor. Les formes d'exécution selon les fig. 8 et 9 et leurs diverses variantes possibles permettent de réaliser un moteur pas à pas pour montre dont la consommation est réduite par rapport à celle des moteurs du même genre déjà connus. D'autre part, la fabrication et le montage de ces moteurs sont grandement simplifiés, de sorte que leur prix de revient est très bas. Alors que, dans de nombreux moteurs connus antérieurement, les pièces polaires présentent des parties saillantes et des parties creusées, de sorte que les entrefers sont variables, la construction décrite ci-dessus permet d'utiliser des pièces polaires qui sont entièrement planes, de sorte que
les entrefers peuvent être réduits à la valeur minimale. Dans les divers moteurs décrits, le rotor se place après chaque impulsion dans une position d'équilibre stable déterminée par la forme des ouvertures profilées et celle des secteurs, tandis qu'à l'apparition de l'impulsion suivante, il. subit un couple qui lui imprime une accélération rotative le faisant tourner vers une position d'équilibre dynamique voisine. Cependant, comme l'impulsion cesse au cours du déplacement, celui-ci se prolonge jusqu'à la position d'équilibre stable suivante. Ainsi, le fonctionnement du moteur pas à pas est assuré de façon régulière et le rotor subit à chaque impulsion un couple qui l'entraîne toujours dans le même sens.
Comme on l'a dit précédemment, de nombreuses autres variantes sont possibles pour la disposition et la forme des ouvertures des pièces polaires. Ainsi, par exemple, au lieu que l'aimant circulaire ait un diamètre légèrement plus petit que celui des ouvertures 16, 18, 21, 24, 26 et 30, 32, il pourrait aussi avoir un diamètre légèrement plus grand et les dimensions relatives des secteurs polaires et des échancrures pourraient être différentes de ce qui est représenté au dessin.
A chaque impulsion, le rotor tourne de 60º, ce qui correspond à l'espacement angulaire entre deux axes de magnétisation.
Claims
REVENDICATIONS 1. Moteur pas à pas, notamment pour montre électronique, comprenant un rotor à aimantation permanente présentant plusieurs paires de pôles avec des axes de magnétisation parallèles à l'axe de rotation et répartis autour de ce dernier, un stator pourvu d'une pièce polaire supérieure et d'une pièce polaire inférieure, chacune de ces pièces étant connectée magnétiquement à l'une des extrémités d'un noyau portant une bobine parcourue périodiquement par des impulsions de courant et chacune d'elles présentant des secteurs polaires qui s'étendent radialement en regard d'une face axiale du rotor, caractérisé en ce que les impulsions sont de polarité alternée, le nombre des secteurs de chaquepièce polaire est égal à la moitié du nombre des axes de magnétisation du rotor, et les pièces polaires sont conformées de façon que les positions correspondant à l'équilibre des forces entre le rotor et les pièces polaires, dans le cas où la bobine est excitée et dans celui où elle n'est pas excitée, soient décalées rotativement l'une par rapport à l'autre.
2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor comporte six axes de magnétisation, les pôles de chaque face axiale du rotor étant alternativement Sud et Nord, et en ce que les pièces polaires s'étendent en surface au-delà de la périphérie du rotor et présentent chacune une ouverture profilée située en regard du rotor et délimitant trois secteurs polaires répartis régulièrement autour de l'axe du rotor.
3. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les secteurs de l'une des pièces polaires sont au moins partiellement superposés à ceux de l'autre pièce polaire.
4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins deux secteurs homologues sont de forme dissymétrique par rapport à un rayon passant par leur centre de gravité.
5. Moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les dits secteurs présentent un bord légèrement replié en direction du rotor.
6. Moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'au ,moins un secteur de l'une des pièces polaires est angulairement décalé par rapport au secteur homologue de l'autre pièce polaire.
7. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les parties de chaque pièce polaire qui s'étendent au delà de la périphérie du rotor présentent une dissymétrie destinée à créer, en l'absence d'impulsions dans la bobine, une position d'équilibre du rotor différente de celle qui existe lorsque la bobine est excitée.
8. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces polaires sont fixées de part et d'autre d'une entretoise amagnëtique qui entoure le rotor.
9. Moteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de fixation des dites pièces polaires à l ' entretoise sont combinés avec des moyens de fixation de deux éléments de bâti qui portent les paliers du rotor et qui sont disposés de part et d'autre des dites pièces polaires.
10. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les secteurs polaires des deux pièces polaires sont de formes différentes.
11. Moteur pas à pas, notamment pour montre électronique, comprenant un rotor à aimantation permanente présentant sur chacune de ses faces axiales plusieurs zones polaires (N, S) qui définissent par paires des axes de magnétisation parallèles à l'axe de rotation, régulièrement répartis autour de ce dernier, un stator pourvu de deux pièces polaires (10, 9) qui s'étendent chacune en regard d'une des dites faces axiales et sont connectées magnétiquement chacune à l'une des extrémités d'un noyau portant une bobine parcourue périodiquement par des impulsions de courant, caractérisé en ce qu'au moins une des dites pièces polaires (10, 9) présente en regard du rotor une ouverture profilée qui délimite des secteurs polaires (33) dont le nombre est égal à la moitié du nombre des axes de magnétisation, au moins un des dits secteurs s'étendant sur un arc supérieur à celui qui est embrassé par une zone polaire.
12. Moteur selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'au moins un des dits secteurs s'étend sur un arc approximativement égal à celui qui est couvert par deux zones polaires adjacentes du rotor.
13. Moteur selon la revendication 11 ou la revendication 12, caractérisé en ce que les dits secteurs sont de forme dissymétrique.
14. Moteur selon la revendication 11, la revendication 12 ou la revendication 13, caractérisé en ce que tous les seeteurs polaires sont de même forme et de mêmes dimensions.
15. Moteur selon l'une quelconque des revendications 11, 12, 13 ou 14, caractérisé en ce qu'une seule des pièces polaires (10) présente une ouverture profilée qui délimite les dits secteurs, tandis que l'autre pièce polaire ne présente aucune ouverture, en regard du rotor.
16. Moteur selon l'une des revendications 11, 12, 13 ou 14, caractérisé en ce qu'une des dites pièces polaires présente une ouverture profilée qui délimite les dits secteurs, tandis que l'autre présente une ouverture profilée qui délimite un nombre de secteurs plus petit que celui de la première ouverture.
17. Moteur selon l'une des revendications 11 , 12, 13 ou 14, dans lequel les deux pièces polaires présentent chacune une ouverture profilée, caractérisé en ce que les dites ouvertures profilées sont de même forme et de mêmes dimensions, mais sont décalées rotativement l'une par rapport à l'autre.
18. Moteur selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'angle de décalage des dites ouvertures profilées est approximativement égal à la moitié de l'angle correspondant à un pas du rotor.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH654080 | 1980-08-29 | ||
| CH6540/80800829 | 1980-08-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO1982000929A1 true WO1982000929A1 (fr) | 1982-03-18 |
Family
ID=4311204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/CH1981/000039 Ceased WO1982000929A1 (fr) | 1980-08-29 | 1981-04-08 | Moteur pas a pas, notamment pour montre electronique |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0059183A1 (fr) |
| WO (1) | WO1982000929A1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2685144A1 (fr) * | 1991-12-17 | 1993-06-18 | Ebauchesfabrik Eta Ag | Transducteur electromagnetique a aimant permanent multipolaire. |
| EP0718960A1 (fr) * | 1994-12-12 | 1996-06-26 | Detra Sa | Moteur pas à pas multipolaire polyphasé |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1502840A (en) * | 1921-09-30 | 1924-07-29 | Charles L Beard | Electric clock |
| GB853085A (en) * | 1957-12-10 | 1960-11-02 | Landis & Gyr Ag | Electromagnetic rotary step-by-step drive |
| FR2119796A5 (fr) * | 1971-01-19 | 1972-08-04 | Omega Brandt & Freres Sa Louis | |
| FR2214990A1 (fr) * | 1973-01-18 | 1974-08-19 | Lip Horlogerie | |
| FR2283576A1 (fr) * | 1974-08-28 | 1976-03-26 | Ricoh Watch | Moteur a impulsions |
| FR2326069A1 (fr) * | 1975-09-23 | 1977-04-22 | Seikosha Kk | Moteur electrique miniature |
| US4075518A (en) * | 1976-06-22 | 1978-02-21 | Bulova Watch Company, Inc. | Micro-miniature stepping motor |
| FR2363928A1 (fr) * | 1976-09-03 | 1978-03-31 | Portescap | Moteur pas a pas multipolaire a rotor aimante |
| FR2380661A1 (fr) * | 1977-02-11 | 1978-09-08 | Quarz Zeit Ag | Moteur pas a pas monophase, notamment pour montres |
| FR2401543A1 (fr) * | 1977-08-25 | 1979-03-23 | Quarz Zeit Ag | Moteur monophase pas a pas, en particulier pour montres ou horloges |
| FR2435150A1 (fr) * | 1978-09-01 | 1980-03-28 | Warner Electric Brake & Clutch | Moteur pas a pas |
-
1981
- 1981-04-08 WO PCT/CH1981/000039 patent/WO1982000929A1/fr not_active Ceased
- 1981-04-08 EP EP19810900817 patent/EP0059183A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1502840A (en) * | 1921-09-30 | 1924-07-29 | Charles L Beard | Electric clock |
| GB853085A (en) * | 1957-12-10 | 1960-11-02 | Landis & Gyr Ag | Electromagnetic rotary step-by-step drive |
| FR2119796A5 (fr) * | 1971-01-19 | 1972-08-04 | Omega Brandt & Freres Sa Louis | |
| FR2214990A1 (fr) * | 1973-01-18 | 1974-08-19 | Lip Horlogerie | |
| FR2283576A1 (fr) * | 1974-08-28 | 1976-03-26 | Ricoh Watch | Moteur a impulsions |
| FR2326069A1 (fr) * | 1975-09-23 | 1977-04-22 | Seikosha Kk | Moteur electrique miniature |
| US4075518A (en) * | 1976-06-22 | 1978-02-21 | Bulova Watch Company, Inc. | Micro-miniature stepping motor |
| FR2363928A1 (fr) * | 1976-09-03 | 1978-03-31 | Portescap | Moteur pas a pas multipolaire a rotor aimante |
| FR2380661A1 (fr) * | 1977-02-11 | 1978-09-08 | Quarz Zeit Ag | Moteur pas a pas monophase, notamment pour montres |
| FR2401543A1 (fr) * | 1977-08-25 | 1979-03-23 | Quarz Zeit Ag | Moteur monophase pas a pas, en particulier pour montres ou horloges |
| FR2435150A1 (fr) * | 1978-09-01 | 1980-03-28 | Warner Electric Brake & Clutch | Moteur pas a pas |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 10e Congres International de Chronometrie, Proceedings, No. 3, published on 3 September 1979 (Geneve CH), A. KIKUYAMA et al. 'Double-Stator Motor for Quartz Watch', pages 21-28, see page 22, left hand column, lines 32-40, figure 2 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2685144A1 (fr) * | 1991-12-17 | 1993-06-18 | Ebauchesfabrik Eta Ag | Transducteur electromagnetique a aimant permanent multipolaire. |
| EP0547534A1 (fr) * | 1991-12-17 | 1993-06-23 | Eta SA Fabriques d'Ebauches | Transducteur électromagnétique à aimant permanent multipolaire |
| US5321330A (en) * | 1991-12-17 | 1994-06-14 | Eta Sa Fabriques D'ebauches | Electromagnetic transducer with a multipolar permanent magnet |
| EP0718960A1 (fr) * | 1994-12-12 | 1996-06-26 | Detra Sa | Moteur pas à pas multipolaire polyphasé |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0059183A1 (fr) | 1982-09-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0949747B1 (fr) | Moteur polyphasé, notamment pour l'entraínement d'une aiguille d'un afficheur | |
| EP0811269B1 (fr) | Moteur diphase, notamment un moteur d'horlogerie ou un moteur pour l'entrainement d'une aiguille d'un afficheur | |
| FR2548843A1 (fr) | Perfectionnement aux machines tournantes a aimants au rotor | |
| FR2461392A1 (fr) | Moteur electromagnetique a deux sens de rotation | |
| CH642200A5 (fr) | Moteur plat sans noyau, equipe d'un generateur tachymetrique. | |
| CH690632A5 (fr) | Moteur électromagnétique à deux rotors coaxiaux. | |
| EP0085648B1 (fr) | Moteur pas à pas à deux sens de rotation, notamment pour pièce d'horlogerie électronique, ainsi qu'ensemble le comprenant | |
| EP0312464B1 (fr) | Machine électrique notamment à entrefers radiaux | |
| FR2918814A1 (fr) | Moteur pas-a-pas de construction simple et a faible cout | |
| CH642201A5 (fr) | Moteur electrique synchrone a tres faible inertie rotorique a mouvement conique equilibre. | |
| EP0059183A1 (fr) | Moteur pas a pas, notamment pour montre electronique | |
| EP0132633B1 (fr) | Moteur électromagnétique pas à pas | |
| CH676647A5 (fr) | ||
| EP0356396B1 (fr) | Moteur pas à pas multipolaire | |
| EP0039649B1 (fr) | Moteur électrique à courant continu | |
| FR2464516A2 (fr) | Perfectionnements apportes aux montres-bracelets electroniques | |
| FR2871626A1 (fr) | Moteur electrique | |
| EP0474101A1 (fr) | Dispositif producteur de courant électrique | |
| EP0845850B1 (fr) | Moteur électromagnétique à deux rotors coaxiaux | |
| FR2497022A1 (fr) | Moteur pas a pas diphase | |
| CH342772A (fr) | Compteur électromagnétique | |
| EP0452252A1 (fr) | Moteur pas à pas pour pièce d'horlogerie | |
| CH600660A (en) | Small stepping motor for wrist watches | |
| EP1544693A1 (fr) | Moteur pas à pas monophase pour un mécanisme du type horloger | |
| EP0718960B1 (fr) | Moteur pas à pas multipolaire polyphasé |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AK | Designated states |
Designated state(s): JP |
|
| AL | Designated countries for regional patents |
Designated state(s): CH DE FR GB |