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步進(jìn)馬達(dá)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置以及時(shí)刻顯示裝置的制作方法

文檔序號(hào):11180051閱讀:405來(lái)源:國(guó)知局
步進(jìn)馬達(dá)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置以及時(shí)刻顯示裝置的制造方法

本發(fā)明涉及步進(jìn)馬達(dá)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置以及時(shí)刻顯示裝置。



背景技術(shù):

以往,已知具備兩個(gè)線圈,通過(guò)在該線圈上適當(dāng)施加驅(qū)動(dòng)脈沖而構(gòu)成為能正反轉(zhuǎn)的步進(jìn)馬達(dá)。

例如,在作為日本的專利文獻(xiàn)的日本特開2014-195371號(hào)公報(bào)中公開了通過(guò)向兩個(gè)線圈同時(shí)或依次施加驅(qū)動(dòng)脈沖,使兩極著磁了的轉(zhuǎn)子以預(yù)定的步進(jìn)角旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)馬達(dá)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開2014-195371號(hào)公報(bào)

但是,在專利文獻(xiàn)1所記載的那樣的步進(jìn)馬達(dá)中,在使步進(jìn)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時(shí),存在只對(duì)兩個(gè)線圈的一個(gè)通電的期間和對(duì)兩個(gè)線圈雙方通電的期間。

因此,存在在后者的期間所消耗的電力變大的問(wèn)題,期望更進(jìn)一步的低消耗電力化。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明是鑒于上述那樣的情況進(jìn)行的,其目的在于提供具備多個(gè)線圈,在通過(guò)向該線圈施加驅(qū)動(dòng)脈沖且使轉(zhuǎn)子以預(yù)定的步進(jìn)角旋轉(zhuǎn)的情況下,能盡量抑制轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)所需的能量而能實(shí)現(xiàn)低消耗電力化的步進(jìn)馬達(dá)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置以及時(shí)刻顯示裝置。

為了解決上述課題,本發(fā)明的步進(jìn)馬達(dá)具備:

在徑向上被兩極著磁的轉(zhuǎn)子;

具有收納上述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子收納部的定子;以及

與上述定子磁性耦合地設(shè)置的三個(gè)線圈,

上述三個(gè)線圈中、至少一個(gè)是通過(guò)在上述定子的一部分實(shí)施卷線而一體地形成的一體型線圈。

本發(fā)明的效果如下。

根據(jù)本發(fā)明,在具備多個(gè)線圈,通過(guò)向該線圈施加驅(qū)動(dòng)脈沖而使轉(zhuǎn)子以預(yù)定的步進(jìn)角旋轉(zhuǎn)的情況下,起到能盡量抑制轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)所需的能量而實(shí)現(xiàn)低消耗電力化的效果。

附圖說(shuō)明

圖1(a)是實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的俯視圖。

圖1(b)是從圖1a的向視b方向觀察的步進(jìn)馬達(dá)的主視圖。

圖2(a)是定子的俯視圖。

圖2(b)是從圖2a的向視b方向觀察的定子的側(cè)視圖。

圖2(c)是在定子上搭載了線圈以及線圈基板的狀態(tài)的俯視圖。

圖2(d)是從圖2c的向視d方向觀察的定子的主視圖。

圖3(a)是第一側(cè)磁軛以及第二側(cè)磁軛的俯視圖。

圖3(b)是在第一側(cè)磁軛以及第二側(cè)磁軛上搭載了線圈以及線圈基板的狀態(tài)的俯視圖。

圖3(c)是從圖3b的向視c方向觀察的定子的主視圖。

圖4(a)是實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的俯視圖。

圖4(b)是主基板的俯視圖。

圖5(a)是沿圖4a的a-a線的剖視圖。

圖5(b)是沿圖4a的b-b線的剖視圖。

圖6是表示第一實(shí)施方式的控制結(jié)構(gòu)的主要部分方框圖。

圖7是表示應(yīng)用了實(shí)施方式所示的步進(jìn)馬達(dá)以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的鐘表的一例的俯視圖。

圖8(a)是表示在第一實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的線圈中流動(dòng)的磁通的圖,表示施加了第一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)的初期狀態(tài)。

圖8(b)是表示在第一實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的線圈中流動(dòng)的磁通的圖,表示施加了第二個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)的狀態(tài)。

圖8(c)是表示在第一實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的線圈中流動(dòng)的磁通的圖,表示施加了第三個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)的狀態(tài)。

圖8(d)是表示在第一實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的線圈中流動(dòng)的磁通的圖,表示施加了第四個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)的狀態(tài)。

圖8(e)是表示在第一實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的線圈中流動(dòng)的磁通的圖,表示施加了第五個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)的狀態(tài)。

圖8(f)是表示在第一實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的線圈中流動(dòng)的磁通的圖,表示施加了第六個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)的狀態(tài)。

圖9(a)是表示在第一實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(a)對(duì)應(yīng)。

圖9(b)是表示在第一實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(b)對(duì)應(yīng)。

圖9(c)是表示在第一實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(c)對(duì)應(yīng)。

圖9(d)是表示在第一實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(d)對(duì)應(yīng)。

圖9(e)是表示在第一實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(e)對(duì)應(yīng)。

圖9(f)是表示在第一實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(f)對(duì)應(yīng)。

圖10(a)是表示在第一實(shí)施方式的變形例中的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(a)對(duì)應(yīng)。

圖10(b)是表示在第一實(shí)施方式的變形例中的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(b)對(duì)應(yīng)。

圖10(c)是表示在第一實(shí)施方式的變形例中的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(c)對(duì)應(yīng)。

圖10(d)是表示在第一實(shí)施方式的變形例中的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(d)對(duì)應(yīng)。

圖10(e)是表示在第一實(shí)施方式的變形例中的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(e)對(duì)應(yīng)。

圖10(f)是表示在第一實(shí)施方式的變形例中的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(f)對(duì)應(yīng)。

圖11(a)是表示在第一實(shí)施方式的變形例中的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(a)對(duì)應(yīng)。

圖11(b)是表示在第一實(shí)施方式的變形例中的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(b)對(duì)應(yīng)。

圖11(c)是表示在第一實(shí)施方式的變形例中的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(c)對(duì)應(yīng)。

圖11(d)是表示在第一實(shí)施方式的變形例中的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(d)對(duì)應(yīng)。

圖11(e)是表示在第一實(shí)施方式的變形例中的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(e)對(duì)應(yīng)。

圖11(f)是表示在第一實(shí)施方式的變形例中的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖8(f)對(duì)應(yīng)。

圖12(a)是表示在第二實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的線圈中流動(dòng)的磁通的圖,表示施加了第一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)的初期狀態(tài)。

圖12(b)是表示在第二實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的線圈中流動(dòng)的磁通的圖,表示施加了第二個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)的狀態(tài)。

圖12(c)是表示在第二實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的線圈中流動(dòng)的磁通的圖,表示施加了第三個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)的狀態(tài)。

圖12(d)是表示在第二實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的線圈中流動(dòng)的磁通的圖,表示施加了第四個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)的狀態(tài)。

圖12(e)是表示在第二實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的線圈中流動(dòng)的磁通的圖,表示施加了第五個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)的狀態(tài)。

圖12(f)是表示在第二實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的線圈中流動(dòng)的磁通的圖,表示施加了第六個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)的狀態(tài)。

圖13(a)是表示在第二實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖12(a)對(duì)應(yīng)。

圖13(b)是表示在第二實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖12(b)對(duì)應(yīng)。

圖13(c)是表示在第二實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖12(c)對(duì)應(yīng)。

圖13(d)是表示在第二實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖12(d)對(duì)應(yīng)。

圖13(e)是表示在第二實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖12(e)對(duì)應(yīng)。

圖13(f)是表示在第二實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中流動(dòng)的電流的電路圖,與圖12(f)對(duì)應(yīng)。

圖14是表示第二實(shí)施方式的控制結(jié)構(gòu)的主要部分方框圖。

具體實(shí)施方式

[第一實(shí)施方式]

下面,參照?qǐng)D1(a)~圖9(f)說(shuō)明本發(fā)明的步進(jìn)馬達(dá)以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的第一實(shí)施方式。本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置例如是為了驅(qū)動(dòng)使手表等時(shí)刻顯示裝置(在本實(shí)施方式中示例鐘表500,參照?qǐng)D7)的指針進(jìn)行動(dòng)作的運(yùn)針機(jī)構(gòu)、日期機(jī)構(gòu)等而適用的小型的馬達(dá)以及驅(qū)動(dòng)該馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)裝置,但能應(yīng)用本發(fā)明的步進(jìn)馬達(dá)以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施方式未限定于此。

圖1a是本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的俯視圖,圖1b是從圖1a的向視b方向觀察的步進(jìn)馬達(dá)的主視圖。

如圖1a所示,步進(jìn)馬達(dá)1具備定子(固定件)11、轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)件)15和與定子11磁性耦合地設(shè)置的三個(gè)線圈c1、c2、c3。

轉(zhuǎn)子15是在徑向上被兩極著磁的磁鐵。在圖1a等中,將轉(zhuǎn)子15中的空白部分作為s極,將實(shí)施了斜線陰影的部分作為n極。

在本實(shí)施方式中,轉(zhuǎn)子15大致形成為圓盤狀,在轉(zhuǎn)子15的圓中心安裝未圖示的旋轉(zhuǎn)支軸。

作為應(yīng)用于轉(zhuǎn)子15的磁鐵,例如適當(dāng)使用稀土類磁鐵等(例如釤鈷磁鐵等)的永久磁鐵,但作為轉(zhuǎn)子15,能應(yīng)用的磁鐵的種類并未限定于此。

轉(zhuǎn)子15被后述的定子11的轉(zhuǎn)子收納部115收納,能以旋轉(zhuǎn)支軸為旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)地配置。另外,在本實(shí)施方式中,轉(zhuǎn)子15通過(guò)依次向后述的三個(gè)線圈(第一線圈c1、第二線圈c2、第三線圈c3)的任一個(gè)施加驅(qū)動(dòng)脈沖,能在轉(zhuǎn)子收納部115內(nèi)沿正轉(zhuǎn)方向(即順時(shí)針的方向)以及逆轉(zhuǎn)方向(即逆時(shí)針的方向)任一個(gè)方向均以預(yù)定的步距角(在本實(shí)施方式中為60度)旋轉(zhuǎn)。

在旋轉(zhuǎn)支軸上連結(jié)例如構(gòu)成用于使手表等時(shí)刻顯示裝置(例如后述的鐘表500,參照?qǐng)D7)的指針運(yùn)針的輪列機(jī)構(gòu)的齒輪等(未圖示),通過(guò)轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn),使該齒輪等旋轉(zhuǎn)。

圖2a是定子的俯視圖,圖2b是從圖2a的向視b方向觀察的定子的側(cè)視圖,圖2c是表示在圖2a所示的定子上安裝了第一線圈c1和線圈基板16的狀態(tài)的俯視圖,圖2d是從圖2c的向視d方向觀察的定子的主視圖。

在本實(shí)施方式中,定子11具備直狀部111、從該直狀部111的一端側(cè)向與直狀部111的延伸方向正交的方向鼓出的鼓出部112以及從直狀部111的另一端側(cè)向與直狀部111的延伸方向正交的方向鼓出的鼓出部113。

直狀部111構(gòu)成步進(jìn)馬達(dá)1中的中心磁軛。

如圖2c及圖2d所示,在直狀部111上,通過(guò)實(shí)施卷線而形成第一線圈c1。

設(shè)于步進(jìn)馬達(dá)1的三個(gè)線圈c1、c2、c3中、至少一個(gè)為通過(guò)在定子11的一部分實(shí)施卷線而一體地形成的一體型線圈,在本實(shí)施方式中,設(shè)于定子11的直狀部111的第一線圈c1為該一體型線圈。

另外,如圖2b所示,形成第一線圈c1的直狀部111優(yōu)選以比鼓出部112、113高鼓出部112、113的厚度的方式,在未使磁通飽和的寬度寬的部分實(shí)施壓扁加工。

如后所述,在鼓出部112、113上分別卡定形成第二線圈c2的第一側(cè)磁軛12和形成第三線圈c3的第二側(cè)磁軛13,在步進(jìn)馬達(dá)1的組裝狀態(tài)下,如圖1a等所示,三個(gè)線圈c1、c2、c3并列地配置。此時(shí),第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13在定子11的鼓出部112、113上重疊地配置,因此,形成第二線圈c2以及第三線圈c3的部分(后述的直狀部121、131)的高度也比定子11高鼓出部112、113的厚度。這一點(diǎn)通過(guò)在定子11的直狀部111以高度變高鼓出部112、113的厚度的方式實(shí)施壓扁加工,能使三個(gè)線圈c1、c2、c3的高度(步進(jìn)馬達(dá)1的厚度方向的高度)大致為同一面。因此,在安裝步進(jìn)馬達(dá)1時(shí),也能更小型地配置于狹窄的安裝空間。

本實(shí)施方式的定子11例如通過(guò)坡莫合金c(pc)等高導(dǎo)磁率材料形成。

坡莫合金c將ni=45、fe=bal作為材料成分,初導(dǎo)磁率為60000μi、最大導(dǎo)磁率為180000μm、飽和磁通密度為0.65bm(t)、保持力為1.2hc(a/m)、固有電阻為0.55μω.m以上。

在本實(shí)施方式中,作為形成后述的第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13的材料,使用飽和磁通密度比坡莫合金c(pc)高且磁通難以飽和的坡莫合金b(pb)。

因此,為了使形成于定子11的第一線圈c1的卷線數(shù)與形成于第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13的第二線圈c2以及第三線圈c3的卷線數(shù)相同,優(yōu)選以通過(guò)第一線圈c1的磁通不飽和的方式相應(yīng)地使定子11的直狀部111的截面積(與磁通的流動(dòng)正交的截面的截面積)比第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13中的直狀部121、131形成得大,確保充分的磁路。

在鼓出部112的寬度方向的大致中央部,在步進(jìn)馬達(dá)1的組裝狀態(tài)下為定子11、第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13的交點(diǎn)的位置形成大致為圓形的孔部且收納轉(zhuǎn)子15的轉(zhuǎn)子收納部115。

在該轉(zhuǎn)子收納部115,沿轉(zhuǎn)子15的外周大致等間隔地設(shè)置定子側(cè)靜止部116。定子側(cè)靜止部116維持轉(zhuǎn)子15的靜止?fàn)顟B(tài),在本實(shí)施方式中,定子側(cè)靜止部116是形成于定子11的轉(zhuǎn)子收納部115的內(nèi)周面的六個(gè)凹部(即凹口)。

轉(zhuǎn)子15由于在任一個(gè)定子側(cè)靜止部116與轉(zhuǎn)子15的分極位置對(duì)置的狀態(tài)下,指示轉(zhuǎn)矩(保持轉(zhuǎn)矩)最大,因此,在未施加驅(qū)動(dòng)脈沖的非通電狀態(tài)下,轉(zhuǎn)子15如圖1a等所示,在任一個(gè)定子側(cè)靜止部116與轉(zhuǎn)子15的分極位置對(duì)置的位置停止。

在定子11的鼓出部112、113分別各設(shè)置兩個(gè)供用于將步進(jìn)馬達(dá)1螺釘固定在主板3(參照?qǐng)D5a以及圖5b)等的螺釘19(參照?qǐng)D1a等)插通的螺釘孔119。

另外,在定子11的鼓出部113,在鼓出部113的寬度方向的大致中央部且避開螺釘孔119的位置搭載線圈基板16。在線圈基板16上設(shè)置連接第一線圈c1的端子的連接點(diǎn)t3以及連接點(diǎn)t4。

在本實(shí)施方式中,與后述的第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13的線圈c2、c3對(duì)應(yīng)地設(shè)置的線圈基板17、18為覆蓋螺釘孔119的一側(cè)一半的程度的形狀,以能在該螺釘孔119的周圍與主基板2接觸的形狀設(shè)置兩個(gè)連接點(diǎn)t1、t4以及t2、t4。線圈基板16以補(bǔ)充這些線圈基板17、18的方式形成為覆蓋螺釘孔119的另一側(cè)一半的程度的形狀,只切割與螺釘孔119對(duì)應(yīng)的部分,并且與第一線圈c1連接的兩個(gè)連接點(diǎn)t3、t4向螺釘孔119延長(zhǎng)。

這樣,通過(guò)利用線圈基板16和線圈基板17、18,以從兩側(cè)包圍兩個(gè)螺釘孔119的方式配置,能利用兩個(gè)螺釘19緊固固定配置線圈基板16的定子11和配置線圈基板17、18的第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13。

另外,如圖2d等所示,在鼓出部13和線圈基板16之間配置襯墊4a。襯墊4a形成為上面位于與第一線圈c1的高度大致相同的高度的厚度,通過(guò)在該襯墊4a上配置線圈基板16,將線圈基板16配置于與第一線圈c1的高度大致相同的高度或比之稍高的位置。

在本實(shí)施方式中,步進(jìn)馬達(dá)1的三個(gè)線圈c1、c2、c3的端子分別與線圈基板16、17、18的任一個(gè)的連接點(diǎn)(即連接點(diǎn)t1~t4)連接,與后述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5(參照?qǐng)D6等)電連接。

在此,連接點(diǎn)是電連接、磁連接、功能性連接的連接點(diǎn)。以下,關(guān)于連接點(diǎn)t1、t2、t3、t4相同。

在本實(shí)施方式中,這些連接點(diǎn)中的一部分公用,具體地說(shuō),作為三個(gè)線圈c1、c2、c3的各端子的一側(cè)的端子的連接點(diǎn)的連接點(diǎn)t4在三個(gè)線圈c1、c2、c3為公用的連接點(diǎn)。

由此,利用四個(gè)連接點(diǎn)控制三個(gè)線圈c1、c2、c3,在使某線圈(例如第一線圈c1)啟動(dòng)時(shí),使公用化的連接點(diǎn)t4和另一方的端子的連接點(diǎn)(例如在第一線圈c1的情況下為連接點(diǎn)t3)為接通狀態(tài)并使該線圈(例如第一線圈c1)啟動(dòng),使其他線圈(例如第二線圈c2以及第三線圈c3)的連接點(diǎn)t4以外的端子的連接點(diǎn)(例如第二線圈c2的連接點(diǎn)t1和第三線圈c3的連接點(diǎn)t2)為斷開狀態(tài),從而能使電流只在正在啟動(dòng)的線圈(例如第一線圈c1)中流動(dòng)。

圖3a是第一側(cè)磁軛以及第二側(cè)磁軛的俯視圖,圖3b是表示在圖3a所示的第一側(cè)磁軛以及第二側(cè)磁軛上分別安裝了第二線圈c2、第三線圈c3以及線圈基板17、18的狀態(tài)的俯視圖,圖3c是從圖2b的向視c方向觀察的第一側(cè)磁軛以及第二側(cè)磁軛的主視圖。

如圖1a等所示,在本實(shí)施方式中,第一側(cè)磁軛12以及第三側(cè)磁軛13隔著定子11的直狀部111配置在大致左右對(duì)稱位置(在本實(shí)施方式中,第一側(cè)磁軛12配置于圖1a的右側(cè),第三側(cè)磁軛13配置于圖1a的左側(cè))。

本實(shí)施方式的第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13例如由坡莫合金b(pb)等高導(dǎo)磁率材料形成。

坡莫合金b將ni=77~78、mo=5、cu=4、fe=bal作為材料成分,初導(dǎo)磁率為4500μi、最大導(dǎo)磁率為45000μm、飽和磁通密度為1.50bm(t)、保持力為12hc(a/m)、固有電阻為0.45μω.m以上。

這樣,適用于形成第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13的坡莫合金b與形成定子11的坡莫合金c比較,飽和磁通密度變高,磁通難以飽和。

因此,如上所述,為了使形成于定子11的第一線圈c1的卷線數(shù)與形成于第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13的第二線圈c2以及第三線圈c3的卷線數(shù)相同,進(jìn)行增大定子11的直狀部111的截面積等、在第一線圈c1中用于使磁通不飽和的調(diào)整。

如圖3a所示,第一側(cè)磁軛12具備直狀部121、配置于直狀部121的一端側(cè)且寬度比直狀部121寬的鼓出部122、配置于直狀部121的另一端側(cè)且寬度比直狀部121寬的鼓出部123。

如圖3b以及圖3c所示,通過(guò)在直狀部121上實(shí)施卷線而形成第二線圈c2。

在鼓出部122上,在與設(shè)于定子11的鼓出部112的螺釘孔119(在本實(shí)施方式中,在圖2a以及圖2c中位于右側(cè)的螺釘孔119)對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置供螺釘19(參照?qǐng)D1a等)插通的螺釘孔128。

另外,在鼓出部123上,在與設(shè)于定子11的鼓出部113的螺釘孔119(在本實(shí)施方式中,在圖2a以及圖2c中位于右側(cè)的螺釘孔119)對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置以不阻礙螺釘19(參照?qǐng)D1a等)的插通的方式切割出的凹部129。

第一側(cè)磁軛12通過(guò)在使其鼓出部122與定子11的鼓出部112重疊,使鼓出部123與定子11的鼓出部113重疊的狀態(tài)下,利用螺釘19通過(guò)一起緊固而固定并一體化。由此,使第二線圈c2與定子11的鼓出部112、113磁性耦合。

另外,在第一側(cè)磁軛12的鼓出部123,沿大致整個(gè)面搭載沿著鼓出部123的形狀的線圈基板17。即,線圈基板17為覆蓋螺釘孔119的一側(cè)一半的程度的形狀,只在與螺釘孔119對(duì)應(yīng)的位置切割為沿著鼓出部123的凹部129的形狀。

在線圈基板17上以能在螺釘孔119的周圍與主基板2接觸的形狀設(shè)置連接第二線圈c2的端子的連接點(diǎn)t1以及連接點(diǎn)t4。第二線圈c2通過(guò)端子與連接點(diǎn)t1以及連接點(diǎn)t4連接而與后述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5(參照?qǐng)D9a等)電連接,其中連接點(diǎn)t4如上所述,在三個(gè)線圈c1、c2、c3中為公用的連接點(diǎn)。

另外,如圖3c等所示,在鼓出部123與線圈基板17之間配置襯墊4b。襯墊4b形成為上面位于與第二線圈c2的高度大致相同的高度的厚度,通過(guò)在該襯墊4b上配置線圈基板17,將線圈基板17配置在與第二線圈c2的高度大致相同或比之稍高的位置。

另外,襯墊4b的厚度與配置于定子11的線圈基板16與鼓出部113之間的襯墊4a的厚度相比,形成為薄第一側(cè)磁軛12的鼓出部123的厚度。

與第一側(cè)磁軛12相同,第二側(cè)磁軛13具備直狀部131、配置于直狀部131的一端側(cè)且寬度比直狀部131寬的鼓出部132以及配置于直狀部131的另一端側(cè)且寬度比直狀部131寬的鼓出部133。

如圖3b以及圖3c所示,通過(guò)在直狀部131上實(shí)施卷線而形成第三線圈c3。

在鼓出部132上,在與設(shè)于定子11的鼓出部112的螺釘孔119(在本實(shí)施方式中,在圖2a以及圖2c中位于左側(cè)的螺釘孔119)對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置供螺釘19(參照?qǐng)D1a等)插通的螺釘孔138。

另外,在鼓出部133上,在與設(shè)于定子11的鼓出部113的螺釘孔119(在本實(shí)施方式中,在圖2a以及圖2c中位于左側(cè)的螺釘孔119)對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置以不阻礙螺釘19(參照?qǐng)D1a等)的插通的方式切割出的凹部139。

第二側(cè)磁軛13通過(guò)在使其鼓出部132與定子11的鼓出部112重疊,使鼓出部133與定子11的鼓出部113重疊的狀態(tài)下,利用螺釘19通過(guò)一起緊固等而固定并一體化。由此,使第三線圈c3與定子11的鼓出部112、113磁性耦合。

另外,在第二側(cè)磁軛13的鼓出部133,沿大致整個(gè)面搭載沿著鼓出部133的形狀的線圈基板18。即,線圈基板18為覆蓋螺釘孔119的一側(cè)一半的程度的形狀,只在與螺釘孔119對(duì)應(yīng)的位置切割為沿著鼓出部133的凹部139的形狀。

在線圈基板18上以能在螺釘孔119的周圍與主基板2接觸的形狀設(shè)置連接第三線圈c3的端子的連接點(diǎn)t2以及連接點(diǎn)t4。第三線圈c3通過(guò)端子與連接點(diǎn)t2以及連接點(diǎn)t4連接而與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5電連接。其中連接點(diǎn)t4如上所述,在三個(gè)線圈c1、c2、c3中為公用的連接點(diǎn)。

另外,如圖3c等所示,在鼓出部133與線圈基板18之間配置襯墊4b。襯墊4b形成為上面位于與第三線圈c3的高度大致相同的高度的厚度,通過(guò)在該襯墊4b上配置線圈基板18而將線圈基板18配置在與第三線圈c3的高度大致相同或比之稍高的位置。

另外,襯墊4b的厚度與配置于定子11的線圈基板16與鼓出部113之間的襯墊4a的厚度相比,形成為薄第二側(cè)磁軛13的鼓出部133的厚度,與配置于第一側(cè)磁軛12的鼓出部123和線圈基板17之間的襯墊4b為相同的厚度。

圖4a是安裝了線圈基板16、17、18等的完成狀態(tài)的步進(jìn)馬達(dá)1的俯視圖,圖4b示例了安裝步進(jìn)馬達(dá)1的主基板2的例子。另外,在圖4a中,省略主基板2的圖示。另外,在圖4b中,只表示主基板2中、安裝步進(jìn)馬達(dá)1的部分。

另外,圖5a是表示在主基板2上安裝了步進(jìn)馬達(dá)1的情況下的各部件的配置關(guān)系的沿圖4a中的a-a線的剖視圖,圖5b是表示在主基板2上安裝了步進(jìn)馬達(dá)1的情況下的各部件的配置關(guān)系的沿圖4a的b-b線的剖視圖。

如圖4a所示,三個(gè)線圈c1、c2、c3的端子與設(shè)于線圈基板16、17、18的連接點(diǎn)t1、t2、t3、t4的連接部分為涂敷了保護(hù)連接部分的融敷保護(hù)樹脂的樹脂涂敷區(qū)域16a、17a、18a。如圖4b所示,在主基板2的與這些樹脂涂敷區(qū)域16a、17a、18a對(duì)應(yīng)的位置分別形成切口部26、27、28,當(dāng)在主基板2上安裝了步進(jìn)馬達(dá)1時(shí),將樹脂涂敷區(qū)域16a、17a、18a配置在切口部26、27、28內(nèi)。通過(guò)這樣,能在主基板2與步進(jìn)馬達(dá)1的線圈基板16、17、18之間沒有空著與樹脂涂敷區(qū)域16a、17a、18a的厚度相應(yīng)的間隙地省略安裝空間的浪費(fèi)地有效進(jìn)行步進(jìn)馬達(dá)1的安裝。

另外,在主基板2上設(shè)置線圈用端子22a、22b、22c、22d。在主基板2上配置了步進(jìn)馬達(dá)1的安裝狀態(tài)下,在線圈用端子22a上連接線圈側(cè)的連接點(diǎn)t1,在線圈用端子22b上連接線圈側(cè)的連接點(diǎn)t2,在線圈用端子22c上連接線圈側(cè)的連接點(diǎn)t3,在線圈用端子22d上連接線圈側(cè)的連接點(diǎn)t4。

這樣,通過(guò)在各線圈用端子22a、22b、22c、22d上分別連接連接點(diǎn)t1、t2、t3、t4,三個(gè)線圈c1、c2、c3與主基板2電連接。

在本實(shí)施方式中,步進(jìn)馬達(dá)1配置于主基板2與設(shè)于未圖示的模塊等的主板3之間。

在主基板2的與步進(jìn)馬達(dá)11的螺釘孔119對(duì)應(yīng)的位置分別設(shè)置供螺釘19插通的基板側(cè)螺釘孔219。

另外,在主板3的與定子11的螺釘孔119對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置供螺釘19的前端側(cè)插入的中空的支柱部件31。螺釘19向支柱部件31的固定通過(guò)例如形成與支柱部件31內(nèi)部和螺釘19的外周互相嵌合的螺紋部(未圖示),將螺釘19擰入支柱部件31來(lái)進(jìn)行。另外,將螺釘19固定于支柱部件31的方法并未限定于此,例如可以通過(guò)將螺釘19的前端側(cè)壓入主板3的支柱部件31內(nèi)而固定兩者。

圖5a是將步進(jìn)馬達(dá)1安裝于主基板2與主板3之間的情況下的沿圖4a的a-a線的主要部分剖視圖,圖5b是沿圖4a的b-b線的主要部分剖視圖。

如圖5a以及圖5b所示,步進(jìn)馬達(dá)1通過(guò)將螺釘19從主基板2的基板側(cè)螺釘孔219向步進(jìn)馬達(dá)1側(cè)插通,將螺釘19的前端側(cè)在主板3的支柱部件31內(nèi)螺紋結(jié)合而固定于主基板2。

如上所述,配置于設(shè)在第一側(cè)磁軛12的線圈基板17與鼓出部123之間以及設(shè)在第二側(cè)磁軛13的線圈基板18與鼓出部133之間的襯墊4b比配置于設(shè)在定子11的線圈基板16與鼓出部113之間的襯墊4a薄鼓出部123、133的厚度(參照?qǐng)D5a以及圖5b)。因此,如圖1b所示,在步進(jìn)馬達(dá)1的組裝狀態(tài)下,三個(gè)線圈基板16、17、18大致配置為同一面。由此,能使步進(jìn)馬達(dá)1緊湊而成為容易安裝的形狀。

接著,對(duì)驅(qū)動(dòng)本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)1的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中,馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成為具備以下所述的驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651、開關(guān)元件51~58(后述)以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5。

本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)1如上所述,驅(qū)動(dòng)使鐘表500(參照?qǐng)D7)的指針502(參照?qǐng)D7)進(jìn)行動(dòng)作的運(yùn)針機(jī)構(gòu)。

圖6是表示本實(shí)施方式的控制結(jié)構(gòu)的主要部分方框圖。

如圖6所示,在鐘表500上設(shè)置控制鐘表各部的動(dòng)作的控制部6。

控制部6具備cpu(centralprocessingunit)61、rom(readonlymemory)62、ram(randomaccessmemory)63、振蕩器(在圖6中記載為“osc”)64以及馬達(dá)控制部65等。

控制部6的結(jié)構(gòu)未特別限定,例如由lsi(largescaleintegration;大規(guī)模集成電路)等構(gòu)成。

cpu61基于rom62所存儲(chǔ)的控制程序向馬達(dá)控制部65輸出各種指令。ram63作為cpu61的負(fù)荷存儲(chǔ)器使用。另外,振蕩器64通過(guò)與未圖示的振動(dòng)件的組合,生成固有的頻率信號(hào)并向cpu61等輸出動(dòng)作脈沖。

馬達(dá)控制部65具備生成驅(qū)動(dòng)脈沖且向馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5輸出該驅(qū)動(dòng)脈沖的驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651、判斷轉(zhuǎn)子15是否正常旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)判斷部652以及第一開關(guān)部653等。

驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651在驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)1時(shí),向開關(guān)元件(在本實(shí)施方式中,具備開關(guān)元件51~58(后述)的第一開關(guān)部653)輸出驅(qū)動(dòng)脈沖。在本實(shí)施方式中,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以用于驅(qū)動(dòng)線圈c1、c2、c3的電流流經(jīng)的路徑為一個(gè)的方式向開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖。

通過(guò)驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651向開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,沿步進(jìn)馬達(dá)1的定子11中的轉(zhuǎn)子15的外周,在將該外周分割了三份的位置分別出現(xiàn)磁極(第一磁極、第二磁極以及第三磁極)。

在本實(shí)施方式中,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以依次驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)1的三個(gè)線圈c1、c2、c3中的任一個(gè)的方式適當(dāng)?shù)叵蜷_關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖。并且,由此,依次切換沿轉(zhuǎn)子15的外周出現(xiàn)的磁極(第一磁極、第二磁極以及第三磁極)的極性。

另外,第一開關(guān)部653具備作為設(shè)于由lsi等構(gòu)成的控制部6內(nèi)的內(nèi)部開關(guān)的開關(guān)元件51~58,控制用于驅(qū)動(dòng)線圈c1、c2、c3的電流流動(dòng)的路徑。

另外,本實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5是驅(qū)動(dòng)具備三個(gè)線圈c1、c2、c3的步進(jìn)馬達(dá)1的橋接電路。在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5上,通過(guò)根據(jù)從驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖適當(dāng)切換開關(guān)元件51~58(后述)的接通/斷開,從而電流以預(yù)定的路徑流動(dòng)。

圖9a至圖9f是表示本實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的結(jié)構(gòu)例的電路圖。

如圖9a至圖9f所示,在本實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5中,在電壓輸入端59與接地端60之間施加未圖示的電源電壓vcc。并且,在電壓輸入端59與接地端60之間配置三個(gè)線圈c1、c2、c3和由fet(電場(chǎng)效果晶體管)等構(gòu)成的多個(gè)開關(guān)元件51~58(設(shè)于由lst等構(gòu)成的控制部?jī)?nèi)的內(nèi)部開關(guān))。

具體地說(shuō),在與第二線圈c2連接的連接點(diǎn)t1和電壓輸入端59之間配置開關(guān)元件51,在與第三線圈c3連接的連接點(diǎn)t2和電壓輸入端59之間配置開關(guān)元件52,在與第一線圈c1連接的連接點(diǎn)t3和電壓輸入端59之間配置開關(guān)元件53。另外,在與三個(gè)線圈c1、c2、c3連接且作為公用化的連接點(diǎn)的連接點(diǎn)t4和電壓輸入端59之間配置開關(guān)元件54。

另外,在連接點(diǎn)t1與接地端60之間配置開關(guān)元件55,在連接點(diǎn)t2與接地端60之間配置開關(guān)元件56,在連接點(diǎn)t3與接地端60之間配置開關(guān)元件57,在連接點(diǎn)t4與接地端60之間配置開關(guān)元件58。

另外,馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的結(jié)構(gòu)未限定于在此示例的例子,能適當(dāng)改變。

圖7是表示將實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)1以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置作為驅(qū)動(dòng)手表等時(shí)刻顯示裝置的指針的運(yùn)針機(jī)構(gòu)(輪列機(jī)構(gòu))的驅(qū)動(dòng)源應(yīng)用的情況的結(jié)構(gòu)例的示意圖。

本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)1以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置例如如圖7所示,在作為具備模擬顯示部501的時(shí)刻顯示裝置的鐘表500中,作為使用于使指針502(在圖7中只表示時(shí)針和分針。另外,指針未限定于圖示例)運(yùn)針的運(yùn)針機(jī)構(gòu)(輪列機(jī)構(gòu))503進(jìn)行動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)源使用。

在該情況下,在構(gòu)成運(yùn)針機(jī)構(gòu)(輪列機(jī)構(gòu))503的齒輪上連結(jié)轉(zhuǎn)子15的旋轉(zhuǎn)支軸。由此,若步進(jìn)馬達(dá)1的轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn),則通過(guò)運(yùn)針機(jī)構(gòu)503,指針502以指針軸504為中心在模擬顯示部501旋轉(zhuǎn)。

這樣,在將本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)1用作驅(qū)動(dòng)指針的運(yùn)針機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)源的情況下,以依次向三個(gè)線圈c1、c2、c3中的任一個(gè)通電的方式進(jìn)行利用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的控制。

接著,對(duì)本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)1以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的作用進(jìn)行說(shuō)明。

在組裝步進(jìn)馬達(dá)1時(shí),首先,以使定子11的直狀部111比鼓出部112、113高鼓出部112、113的厚度的方式實(shí)施壓扁加工后,在該直狀部111上實(shí)施卷線而形成第一線圈c1。另外,在第一側(cè)磁軛12的直狀部121上實(shí)施卷線形成第二線圈c2,在第二側(cè)磁軛13的直狀部131上實(shí)施卷線形成第三線圈c3。

在本實(shí)施方式中,三個(gè)線圈c1、c2、c3的卷線數(shù)(匝數(shù))相同。另外,可以根據(jù)形成線圈c1、c2、c3的直狀部111、121、131的材質(zhì)、截面積的大小等適當(dāng)改變線圈c1、c2、c3的卷線數(shù)。

接著,定子11的螺釘孔119與第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13的螺釘孔128、138的位置重合,在定子11的鼓出部112上使第一側(cè)磁軛12的鼓出部122以及第二側(cè)磁軛13的鼓出部132重合。此時(shí),定子11比第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13低,但由于在定子11的直狀部111上如上述那樣實(shí)施壓扁加工,因此,三個(gè)線圈c1、c2、c3的高度大致為同一面(參照?qǐng)D1b)。

并且,在定子11的鼓出部113的大致中央部配置襯墊4a,在其上載置線圈基板16。

另外,在第一側(cè)磁軛12的鼓出部123上配置比襯墊4a薄鼓出部123的厚度的襯墊4b,在其上載置線圈基板17。同樣地,在第二側(cè)磁軛13的鼓出部133上配置比襯墊4a薄鼓出部133的厚度的襯墊4b,在其上載置線圈基板18。由此,線圈基板16、17、18比線圈c1、c2、c3的高度稍高,并且,三個(gè)線圈基板16、17、18在大致為同一面的位置一致(參照?qǐng)D1b)。

接著,在線圈基板16的連接點(diǎn)t3、t4上連接第一線圈c1的端子,在線圈基板17的連接點(diǎn)t1、t4上連接第二線圈c2的端子,在線圈基板18的連接點(diǎn)t2、t4上連接第三線圈c3的端子。并且,在這些連接部分上涂敷保護(hù)用的樹脂而形成樹脂涂敷區(qū)域16a、17a、18a。

若步進(jìn)馬達(dá)1各部的連接結(jié)束,則對(duì)此以螺釘孔119的位置與支柱部件31的位置重合的方式調(diào)整位置,在主板3上配置定子11和第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13(步進(jìn)馬達(dá)1),另外,使主基板2的基板側(cè)螺釘孔219與支柱部件31以及螺釘孔119的位置重合,從步進(jìn)馬達(dá)1上配置主基板2。并且,在與鼓出部112和鼓出部113對(duì)應(yīng)的位置分別各設(shè)置兩處的基板側(cè)螺釘孔219以及定子11的螺釘孔119中插通螺釘19,將螺釘19的前端側(cè)擰入至固定在主板3的支柱部件31內(nèi)。由此,定子11和第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13利用螺釘19一起緊固,并且,將步進(jìn)馬達(dá)1固定在主板3以及主基板2上。另外,通過(guò)將步進(jìn)馬達(dá)1固定在主基板2上,與各線圈基板16、17、18連接的各線圈c1、c2、c3的端子與主基板2上的線圈用端子22a~22d電連接。

另外,如上所述,通過(guò)各線圈c1、c2、c3的高度、各線圈基板16、17、18的高度在大致同一面上一致,在將步進(jìn)馬達(dá)1固定在主板3以及主基板2上時(shí)難以產(chǎn)生晃動(dòng),另外能不產(chǎn)生多余的間隙地有效安裝。

接著,參照?qǐng)D8a~圖8f以及圖9a~圖9f說(shuō)明利用本實(shí)施方式的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的步進(jìn)馬達(dá)1的控制動(dòng)作。

圖8a~圖8f是表示使轉(zhuǎn)子15正轉(zhuǎn)(即在圖8a等中以箭頭表示的順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn))情況下的轉(zhuǎn)子15的正轉(zhuǎn)方向的位置以及在各線圈c1、c2、c3中流動(dòng)的磁通的流(以圖中箭頭表示)的圖。另外,在轉(zhuǎn)子收納部115的周圍表示的“s”、“n”表示在通電狀態(tài)下在轉(zhuǎn)子收納部115的周圍出現(xiàn)的磁極(第一磁極、第二磁極以及第三磁極)的極性。

圖9a~圖9f分別與圖8a~圖8f對(duì)應(yīng),圖中的箭頭線表示電流的流動(dòng)。

首先,通過(guò)驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651的控制,使馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的開關(guān)元件51、56、57、58為接通狀態(tài),使開關(guān)元件52、53、54、55為斷開狀態(tài)。由此,如圖8a以及圖9a所示,在第二線圈c2上施加電源電壓vcc,電流在從連接點(diǎn)t2向連接點(diǎn)t4的方向上流動(dòng)。

此時(shí),在定子11上,如圖8a所示,出現(xiàn)三個(gè)磁極,轉(zhuǎn)子15在n極與定子11側(cè)的s極對(duì)置、分極位置與定子側(cè)靜止部116對(duì)置的位置靜止。另外,以下將該位置稱為“初期位置”。

接著,通過(guò)驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651的控制,使馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的開關(guān)元件51、53、54、56為接通狀態(tài),使開關(guān)元件52、55、57、58為斷開狀態(tài)。由此,如圖8b以及圖9b所示,在第三線圈c3上施加電源電壓vcc,電流在從連接點(diǎn)t4向連接點(diǎn)t2的方向上流動(dòng)。

此時(shí),在定子11上,如圖8b所示,出現(xiàn)三個(gè)磁極,轉(zhuǎn)子15從初期位置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60度,在s極與定子11側(cè)的n極對(duì)置、分極位置與定子側(cè)靜止部116對(duì)置的位置靜止。

接著,通過(guò)驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651的控制,使馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的開關(guān)元件53、55、56、58為接通狀態(tài),使開關(guān)元件51、52、54、57為斷開狀態(tài)。由此,如圖8c以及圖9c所示,在第一線圈c1上施加電源電壓vcc,電流在從連接點(diǎn)t3向連接點(diǎn)t4的方向上流動(dòng)。

此時(shí),在定子11上,如圖8c所示,出現(xiàn)三個(gè)磁極,轉(zhuǎn)子15從初期位置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)120度,在n極與定子11側(cè)的s極對(duì)置、分極位置與定子側(cè)靜止部116對(duì)置的位置靜止。

接著,通過(guò)驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651的控制,使馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的開關(guān)元件52、53、54、55為接通狀態(tài),使開關(guān)元件51、56、57、58為斷開狀態(tài)。由此,如圖8d以及圖9d所示,在第二線圈c2上施加電源電壓vcc,電流在從連接點(diǎn)t4向連接點(diǎn)t1的方向上流動(dòng)。

此時(shí),在定子11上,如圖8d所示,出現(xiàn)三個(gè)磁極,轉(zhuǎn)子15從初期位置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180度,在s極與定子11側(cè)的n極對(duì)置、分極位置與定子側(cè)靜止部116對(duì)置的位置靜止。

接著,通過(guò)驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651的控制,使馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的開關(guān)元件52、55、57、58為接通狀態(tài),使開關(guān)元件51、53、54、56為斷開狀態(tài)。由此,如圖8e以及圖9e所示,在第三線圈c3上施加電源電壓vcc,電流在從連接點(diǎn)t2向連接點(diǎn)t4的方向上流動(dòng)。

此時(shí),在定子11上,如圖8e所示,出現(xiàn)三個(gè)磁極,轉(zhuǎn)子15從初期位置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)240度,在n極與定子11側(cè)的s極對(duì)置、分極位置與定子側(cè)靜止部116對(duì)置的位置靜止。

另外,通過(guò)驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651的控制,使馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的開關(guān)元件51、52、54、57為接通狀態(tài),使開關(guān)元件53、55、56、58為斷開狀態(tài)。由此,如圖8f以及圖9f所示,在第一線圈c1上施加電源電壓vcc,電流在從連接點(diǎn)t4向連接點(diǎn)t3的方向上流動(dòng)。

此時(shí),在定子11上,如圖8f所示,出現(xiàn)三個(gè)磁極,轉(zhuǎn)子15從初期位置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)330度,在s極與定子11側(cè)的n極對(duì)置、分極位置與定子側(cè)靜止部116對(duì)置的位置靜止。

并且,再次通過(guò)驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651的控制,通過(guò)使馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的開關(guān)元件51、56、57、58為接通狀態(tài),使開關(guān)元件52、53、54、55為斷開狀態(tài),成為圖8a以及圖9a所示的狀態(tài),轉(zhuǎn)子15從初期位置旋轉(zhuǎn)360度并返回原來(lái)的位置。

這樣,在本實(shí)施方式中,在使轉(zhuǎn)子15一步一步(在本實(shí)施方式中為60度)旋轉(zhuǎn)的情況下,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以用于驅(qū)動(dòng)線圈c1、c2、c3的電流流經(jīng)的流道為一個(gè)的方式對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5輸出驅(qū)動(dòng)脈沖。具體地說(shuō),驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以只有任一個(gè)線圈c1、c2、c3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,依次驅(qū)動(dòng)任一個(gè)線圈c1、c2、c3。因此,與并列地對(duì)兩個(gè)以上的線圈進(jìn)行通電并驅(qū)動(dòng)的情況相比,能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)省電力化。

以上,根據(jù)本實(shí)施方式,在步進(jìn)馬達(dá)13上設(shè)置三個(gè)線圈c1、c2、c3,并且,這三個(gè)線圈c1、c2、c3中、至少一個(gè)(在本實(shí)施方式中為第一線圈c1)通過(guò)在定子11的一部分實(shí)施卷線而成為一體地形成的一體型線圈。因此,能不使步進(jìn)馬達(dá)1的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、大型化地以最小的安裝面積實(shí)現(xiàn)具有三個(gè)線圈c1、c2、c3的步進(jìn)馬達(dá)1,也能與小型的手表等的高密度安裝對(duì)應(yīng)。

另外,定子11具有直狀部111,作為與定子11一體地形成的一體型線圈的第一線圈c1通過(guò)在該直狀部111上實(shí)施卷線而形成。因此,與在專用的線圈芯子上實(shí)施卷線的情況相同,能均等地實(shí)施卷線。

另外,三個(gè)線圈c1、c2、c3中的其他線圈(在本實(shí)施方式中為第二線圈c2以及第三線圈c3)與定子11的鼓出部113磁性地耦合。由此,三個(gè)線圈全部能作為構(gòu)成步進(jìn)馬達(dá)1的線圈進(jìn)行動(dòng)作,并且,在組裝前的狀態(tài)下,分別是不同的部件,能在對(duì)各卷線部實(shí)施卷線并完成各線圈后一體化,因此,能不使步進(jìn)馬達(dá)1的組裝作業(yè)性下降地實(shí)現(xiàn)具有三個(gè)線圈c1、c2、c3的步進(jìn)馬達(dá)1。

另外,在轉(zhuǎn)子收納部115上,沿轉(zhuǎn)子15的外周大致等間隔地設(shè)置定子側(cè)靜止部116,轉(zhuǎn)子15以在任一個(gè)定子側(cè)靜止部116與轉(zhuǎn)子15的分極位置對(duì)置的位置靜止的方式構(gòu)成。這樣,通過(guò)設(shè)置定子側(cè)靜止部116,能可靠地使轉(zhuǎn)子15在期望的位置停止,能實(shí)現(xiàn)高精度的馬達(dá)。

另外,在本實(shí)施方式中,利用四個(gè)螺釘19一起緊固定子11與第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13,并固定于主板3以及主基板2。由此,能抑制安裝面積的浪費(fèi),并且能減少部件數(shù)量,從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品成品的降低以及組裝作業(yè)性的提高。

另外,以往為了驅(qū)動(dòng)三個(gè)線圈,需要對(duì)于各線圈,分別設(shè)置兩個(gè)、共計(jì)六個(gè)端子,在ic芯片的成本降低方面等存在難點(diǎn)。這一點(diǎn)在本實(shí)施方式中,通過(guò)使各線圈的一側(cè)的端子的連接點(diǎn)公用,設(shè)置四個(gè)連接點(diǎn)來(lái)對(duì)應(yīng)。因此,能較小地抑制安裝面積,有效地實(shí)現(xiàn)高精度的安裝。

另外,還考慮作為想要實(shí)現(xiàn)60度等的細(xì)小的步進(jìn)角的步進(jìn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子使用異型的磁鐵,但異型的磁鐵難以形成為能夠組裝在鐘表用的馬達(dá)等的極小尺寸,浪費(fèi)時(shí)間、勞力,并且即使能夠形成,在異型的磁鐵中,使形狀和著磁的方向統(tǒng)一也極其困難,缺乏實(shí)現(xiàn)性。這一點(diǎn)在本實(shí)施方式中,作為步進(jìn)馬達(dá)1的轉(zhuǎn)子15,使用在徑向上被兩極著磁的圓盤狀的磁鐵,因此,與使用異型的磁鐵的情況相比,能容易地進(jìn)行生產(chǎn)以及向馬達(dá)的組裝。

另外,在具有兩個(gè)線圈的步進(jìn)馬達(dá)的情況下,在相對(duì)于三處磁軛(中心磁軛以及一對(duì)側(cè)磁軛)的各步進(jìn)存在容易受到線圈的逆電動(dòng)勢(shì)的影響的步進(jìn)和難以受到逆電動(dòng)勢(shì)的影響的步進(jìn)。因此,步進(jìn)角不均勻或難以順暢地使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),在適用于用于使鐘表的指針進(jìn)行動(dòng)作的馬達(dá)的情況下,無(wú)法進(jìn)行順暢的運(yùn)針。這一點(diǎn)在本實(shí)施方式中,由于具備三個(gè)線圈c1、c2、c3,通過(guò)依次驅(qū)動(dòng)這些線圈而使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn),因此能使步進(jìn)角穩(wěn)定而使轉(zhuǎn)子15順暢地旋轉(zhuǎn),能實(shí)現(xiàn)精度好的步進(jìn)馬達(dá)。由此,能實(shí)現(xiàn)順暢的運(yùn)針,例如在使秒針等運(yùn)針的情況下等尤其有效。

另外,在本實(shí)施方式中,連接三個(gè)線圈c1、c2、c3的端子的連接點(diǎn)t1~t4中、一部分(在本實(shí)施方式中為連接點(diǎn)t4)公用。因此,能使配線、電路結(jié)構(gòu)等簡(jiǎn)單化。

另外,在本實(shí)施方式中,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以用于驅(qū)動(dòng)線圈c1、c2、c3的電流流經(jīng)的路徑為一個(gè)的方式,適當(dāng)?shù)叵鄬?duì)于第一開關(guān)部653的開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖。具體地說(shuō),以依次驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)1的三個(gè)線圈c1、c2、c3中的任一個(gè)的方式輸出驅(qū)動(dòng)脈沖。因此,即使具備三個(gè)線圈c1、c2、c3的情況下,與電流在兩個(gè)以上的路徑流動(dòng)的情況相比,也能實(shí)現(xiàn)低消耗電力化。

并且,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651通過(guò)適當(dāng)?shù)匾砸来悟?qū)動(dòng)三個(gè)線圈c1、c2、c3中的任一個(gè)的方式向開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,能依次切換在定子11上出現(xiàn)的第一磁極、第二磁極以及第三磁極的極性。由此,能實(shí)現(xiàn)省電力化,以正確的步進(jìn)角使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)高精度的步進(jìn)馬達(dá)1。

另外,利用驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651的向開關(guān)元件51~58的驅(qū)動(dòng)脈沖的輸出控制未限定于本實(shí)施方式所示例的方式。

例如,關(guān)于進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的線圈以外的線圈,也可以為偏置阻抗?fàn)顟B(tài)。

在此,關(guān)于進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的線圈以外的線圈,為偏置阻抗?fàn)顟B(tài)的例子,參照?qǐng)D10a圖~10f進(jìn)行說(shuō)明。另外,圖10a~圖10f分別與圖8a~圖8f對(duì)應(yīng)。

首先,在初期狀態(tài),在只對(duì)第二線圈c2通電的情況下,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以只使開關(guān)元件51、56為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式適當(dāng)?shù)叵虻谝婚_關(guān)部653的開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5。由此,如圖8a以及圖10a所示,只對(duì)第二線圈c2施加電源電壓vcc,關(guān)于其他的第一線圈c1以及第三線圈c3,斷開電流路徑(即,第一線圈c1以及第三線圈c3模擬地從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5離開),成為偏置阻抗?fàn)顟B(tài)。

另外,在從初期狀態(tài)使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)60度的情況下,由于只對(duì)第三線圈c3通電,因此,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以只使開關(guān)元件53、56為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式適當(dāng)?shù)叵虻谝婚_關(guān)部653的開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5。由此,如圖8b以及圖10b所示,只對(duì)第三線圈c3施加電源電壓vcc,關(guān)于其他的第一線圈c1以及第二線圈c2斷開電流路徑(即,第一線圈c1以及第二線圈c2模擬地從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5離開)而成為偏置阻抗?fàn)顟B(tài)。

另外,在從初期狀態(tài)使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)120度的情況下,由于只對(duì)第一線圈c1通電,因此,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以只使開關(guān)元件53、58為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式適當(dāng)?shù)叵虻谝婚_關(guān)部653的開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5。由此,如圖8c以及圖10c所示,只對(duì)第一線圈c1施加電源電壓vcc,關(guān)于其他的第二線圈c2以及第三線圈c3斷開電流路徑(即,第二線圈c2以及第三線圈c3模擬地從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5離開)而成為偏置阻抗?fàn)顟B(tài)。

另外,在從初期狀態(tài)使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)180度的情況下,由于只對(duì)第二線圈c2通電,因此,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以只使開關(guān)元件52、55為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式適當(dāng)?shù)叵虻谝婚_關(guān)部653的開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5。由此,如圖8d以及圖10d所示,只對(duì)第二線圈c2施加電源電壓vcc,關(guān)于其他的第一線圈c1以及第三線圈c3斷開電流路徑(即,第一線圈c1以及第三線圈c3模擬地從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5離開)而成為偏置阻抗?fàn)顟B(tài)。

另外,在從初期狀態(tài)使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)240度的情況下,由于只對(duì)第三線圈c3通電,因此,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以只使開關(guān)元件52、57為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式適當(dāng)?shù)叵虻谝婚_關(guān)部653的開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5。由此,如圖8e以及圖10e所示,只對(duì)第三線圈c3施加電源電壓vcc,關(guān)于其他的第一線圈c1以及第二線圈c2斷開電流路徑(即,第一線圈c1以及第二線圈c2模擬地從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5離開)而成為偏置阻抗?fàn)顟B(tài)。

另外,在從初期狀態(tài)使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)300度的情況下,由于只對(duì)第一線圈c1通電,因此,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以只使開關(guān)元件54、57為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式適當(dāng)?shù)叵虻谝婚_關(guān)部653的開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5。由此,如圖8f以及圖10f所示,只對(duì)第一線圈c1施加電源電壓vcc,關(guān)于其他的第二線圈c2以及第三線圈c3斷開電流路徑(即,第二線圈c2以及第三線圈c3模擬地從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5離開)而成為偏置阻抗?fàn)顟B(tài)。

這樣,通過(guò)為與通常連接狀態(tài)不同的偏置阻抗連接,也能實(shí)現(xiàn)低消耗電流化。

即,通過(guò)一邊使進(jìn)行通電的線圈(例如第一線圈c1)以外的線圈(例如第二線圈c2以及第三線圈c3)為偏置阻抗?fàn)顟B(tài)一邊驅(qū)動(dòng)一個(gè)線圈(例如第一線圈c1),能消除從不進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的線圈(例如第二線圈c2以及第三線圈c3)產(chǎn)生的電抗,能以低消耗電流進(jìn)行驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)低消耗電力化。

另外,在旋轉(zhuǎn)檢測(cè)判斷部652進(jìn)行轉(zhuǎn)子15的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)的情況下,在旋轉(zhuǎn)檢測(cè)判斷部652檢測(cè)由作為旋轉(zhuǎn)檢測(cè)對(duì)象的線圈產(chǎn)生的逆電動(dòng)勢(shì)。但是,在具備多個(gè)線圈的步進(jìn)馬達(dá)中,由作為旋轉(zhuǎn)檢測(cè)對(duì)象的線圈產(chǎn)生的逆電動(dòng)勢(shì)由還包括未進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的其他線圈的多個(gè)線圈(在本實(shí)施方式中為三個(gè)線圈c1、c2、c3)分散或吸收,從而逆電動(dòng)勢(shì)的峰值變低,存在難以進(jìn)行正確的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)的問(wèn)題。這一點(diǎn)能通過(guò)使進(jìn)行通電的線圈以外的線圈為偏置阻抗?fàn)顟B(tài)消除逆電動(dòng)勢(shì)的分散、吸收,能提高利用旋轉(zhuǎn)檢測(cè)判斷部652的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)的精度。

另外,馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的各部的連接、接通/斷開切換的方式未限定于在本實(shí)施方式中表示的方式。

例如,如圖11a所示,在初期狀態(tài)下,在只對(duì)第二線圈c2通電的情況下,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以使開關(guān)元件51、56、57、58為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式適當(dāng)?shù)叵虻谝婚_關(guān)部653的開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5。由此,如圖8a以及圖11a所示,只對(duì)第二線圈c2施加電源電壓vcc。

另外,在從初期狀態(tài)使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)60度的情況下,只對(duì)第三線圈c3通電,因此驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以只使開關(guān)元件53、54、55、56為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式適當(dāng)?shù)叵虻谝婚_關(guān)部653的開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5。由此,如圖8b以及圖11b所示,只對(duì)第三線圈c3施加電源電壓vcc。

另外,在從初期狀態(tài)使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)120度的情況下,只對(duì)第一線圈c1通電,因此驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以只使開關(guān)元件51、52、53、58為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式適當(dāng)?shù)叵虻谝婚_關(guān)部653的開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5。由此,如圖8c以及圖11c所示,只對(duì)第一線圈c1施加電源電壓vcc。

另外,在從初期狀態(tài)使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)180度的情況下,只對(duì)第二線圈c2通電,因此驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以只使開關(guān)元件52、53、54、55為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式適當(dāng)?shù)叵虻谝婚_關(guān)部653的開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5。由此,如圖8d以及圖11d所示,只對(duì)第二線圈c2施加電源電壓vcc。

另外,在從初期狀態(tài)使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)240度的情況下,只對(duì)第三線圈c3通電,因此驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以只使開關(guān)元件51、52、57、58為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式適當(dāng)?shù)叵虻谝婚_關(guān)部653的開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5。由此,如圖8e以及圖11e所示,只對(duì)第三線圈c3施加電源電壓vcc。

另外,在從初期狀態(tài)使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)300度的情況下,只對(duì)第一線圈c1通電,因此驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以只使開關(guān)元件54、55、56、57為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式適當(dāng)?shù)叵虻谝婚_關(guān)部653的開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5。由此,如圖8f以及圖11f所示,只對(duì)第一線圈c1施加電源電壓vcc。

這樣,即使通過(guò)適當(dāng)改變配線的方式、接通/斷開切換的方式,也能與本實(shí)施方式相同,以用于驅(qū)動(dòng)線圈c1、c2、c3的電流流經(jīng)的路徑為一個(gè)的方式適當(dāng)?shù)叵鄬?duì)于第一開關(guān)部653的開關(guān)元件51~58輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,能依次驅(qū)動(dòng)三個(gè)線圈c1、c2、c3中的任一個(gè)。

由此,能抑制驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)1時(shí)的能量,實(shí)現(xiàn)低消耗電力化。

[第二實(shí)施方式]

接著,參照?qǐng)D12a~圖12f以及圖14,說(shuō)明本發(fā)明的步進(jìn)馬達(dá)以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的第二實(shí)施方式。另外,本實(shí)施方式只有線圈的連接的方式以及其動(dòng)作控制與第一實(shí)施方式不同,因此,以下尤其對(duì)與第一實(shí)施方式不同點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。

另外,將本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)用于鐘表等時(shí)刻顯示裝置的情況的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同,因此省略其說(shuō)明。

在本實(shí)施方式中,步進(jìn)馬達(dá)1與第一實(shí)施方式相同,具備三個(gè)線圈c1、c2、c3。

圖12a~圖12f表示在使步進(jìn)馬達(dá)1的轉(zhuǎn)子15每一步旋轉(zhuǎn)60度的情況下,在線圈c1、c2、c3中流動(dòng)的磁通的流,箭頭線表示在各線圈c1、c2、c3中流動(dòng)的磁通的方向。

圖13a~圖13f是表示馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的電路圖,圖13a~圖13f分別與圖12a~圖12f的各狀態(tài)對(duì)應(yīng)。

另外,圖14是表示本實(shí)施方式的控制結(jié)構(gòu)的主要部分方框圖。

在本實(shí)施方式中,如圖13a~圖13f所示,三個(gè)線圈c1、c2、c3串聯(lián)地連接。

另外,如圖14所示,在本實(shí)施方式中,與第一實(shí)施方式相同,除了具備具有作為設(shè)于由lsi等構(gòu)成的控制部6內(nèi)的內(nèi)部開關(guān)的開關(guān)元件51~58的第一開關(guān)部653之外,還具備具有切換串聯(lián)地連接的第一線圈c1、第二線圈c2、第三線圈c3間的接通/斷開狀態(tài)的開關(guān)元件61~64的第二開關(guān)部654。在此,開關(guān)元件61~64是設(shè)在主基板2上等的外部開關(guān)。

另外,這樣,在本實(shí)施方式中,由于具備作為外部開關(guān)設(shè)置的開關(guān)元件61~64,因此,與第一實(shí)施方式不同,如圖12a~圖12f所示,作為電性的、磁性的、功能性的連接點(diǎn)的t1、t2、t3、t4和步進(jìn)馬達(dá)1上的物理的墊片的對(duì)應(yīng)關(guān)系適當(dāng)變化。

驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651生成同時(shí)驅(qū)動(dòng)三個(gè)線圈c1、c2、c3的驅(qū)動(dòng)脈沖,并向開關(guān)元件51~58(具有開關(guān)元件51~58的第一開關(guān)部653)以及開關(guān)元件61~64(具有開關(guān)元件61~64的第二開關(guān)部654)輸出。另外,在該情況下,也與第一實(shí)施方式相同,以用于驅(qū)動(dòng)線圈c1、c2、c3的電流流經(jīng)的路徑為一個(gè)的方式適當(dāng)?shù)叵鄬?duì)于具有開關(guān)元件51~58的第一開關(guān)部653以及具有開關(guān)元件61~64的第二開關(guān)部654輸出驅(qū)動(dòng)脈沖。第一開關(guān)部653以及第二開關(guān)部654根據(jù)驅(qū)動(dòng)脈沖適當(dāng)進(jìn)行各開關(guān)元件51~58、61~64的接通/斷開狀態(tài)的切換。

另外,其他結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同,因此,對(duì)同一部件標(biāo)注相同的符號(hào)并省略其說(shuō)明。

接著,對(duì)本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)1以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的作用進(jìn)行說(shuō)明。

首先,在作為初期狀態(tài)的圖12a中,如圖13a所示,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以使開關(guān)元件51、58、61、64為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式控制第一開關(guān)部653以及第二開關(guān)部654。由此,在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5中流動(dòng)的電流路徑為一個(gè),但三個(gè)線圈c1、c2、c3全部同時(shí)驅(qū)動(dòng),在各線圈c1、c2、c3產(chǎn)生圖12a所示那樣的磁通的流。

另外,在從初期狀態(tài)使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)60度的情況下,如圖13b所示,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以使開關(guān)元件52、58、62、63為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式控制第一開關(guān)部653以及第二開關(guān)部654。由此,在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5中流動(dòng)的電流路徑為一個(gè),但三個(gè)線圈c1、c2、c3全部同時(shí)驅(qū)動(dòng),在各線圈c1、c2、c3產(chǎn)生圖12b所示那樣的磁通的流。并且,切換在轉(zhuǎn)子15的周圍出現(xiàn)的三個(gè)磁極,轉(zhuǎn)子15從初期狀態(tài)旋轉(zhuǎn)60度。

另外,在從初期狀態(tài)使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)120度的情況下,如圖13c所示,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以使開關(guān)元件51、58、61、63為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式控制第一開關(guān)部653以及第二開關(guān)部654。由此,在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5中流動(dòng)的電流路徑為一個(gè),但三個(gè)線圈c1、c2、c3全部同時(shí)驅(qū)動(dòng),在各線圈c1、c2、c3產(chǎn)生圖12c所示那樣的磁通的流。并且,切換在轉(zhuǎn)子15的周圍出現(xiàn)的三個(gè)磁極,轉(zhuǎn)子15從初期狀態(tài)旋轉(zhuǎn)120度。

另外,在從初期狀態(tài)使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)180度的情況下,如圖13d所示,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以使開關(guān)元件51、57、61、64為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式控制第一開關(guān)部653以及第二開關(guān)部654。由此,在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5中流動(dòng)的電流路徑為一個(gè),但三個(gè)線圈c1、c2、c3全部同時(shí)驅(qū)動(dòng),在各線圈c1、c2、c3產(chǎn)生圖12d所示那樣的磁通的流。并且,切換在轉(zhuǎn)子15的周圍出現(xiàn)的三個(gè)磁極,轉(zhuǎn)子15從初期狀態(tài)旋轉(zhuǎn)180度。

另外,在從初期狀態(tài)使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)240度的情況下,如圖13e所示,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以使開關(guān)元件54、56、62、63為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式控制第一開關(guān)部653以及第二開關(guān)部654。由此,在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5中流動(dòng)的電流路徑為一個(gè),但三個(gè)線圈c1、c2、c3全部同時(shí)驅(qū)動(dòng),在各線圈c1、c2、c3產(chǎn)生圖12e所示那樣的磁通的流。并且,切換在轉(zhuǎn)子15的周圍出現(xiàn)的三個(gè)磁極,轉(zhuǎn)子15從初期狀態(tài)旋轉(zhuǎn)240度。

另外,在從初期狀態(tài)使轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)300度的情況下,如圖13f所示,驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651以使開關(guān)元件54、55、61、63為接通狀態(tài)、使其他開關(guān)元件為斷開狀態(tài)的方式控制第一開關(guān)部653以及第二開關(guān)部654。由此,在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5中流動(dòng)的電流路徑為一個(gè),但三個(gè)線圈c1、c2、c3全部同時(shí)驅(qū)動(dòng),在各線圈c1、c2、c3產(chǎn)生圖12f所示那樣的磁通的流。并且,切換在轉(zhuǎn)子15的周圍出現(xiàn)的三個(gè)磁極,轉(zhuǎn)子15從初期狀態(tài)旋轉(zhuǎn)60度。

這樣,通過(guò)一邊改變電流的方向一邊同時(shí)啟動(dòng)全部的線圈c1、c2、c3,從而與每次只驅(qū)動(dòng)一個(gè)線圈的情況相比,能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的低消耗電力化。

另外,關(guān)于其他點(diǎn),由于與第一實(shí)施方式相同,因此省略其說(shuō)明。

如上,根據(jù)本實(shí)施方式,除了得到與第一實(shí)施方式相同的效果之外,還能得到以下的效果。

即,在本實(shí)施方式中,串聯(lián)地連接步進(jìn)馬達(dá)1的三個(gè)線圈c1、c2、c3,同時(shí)啟動(dòng)全部的線圈c1、c2、c3。

在該情況下,線圈c1、c2、c3的阻值為三倍。因此,在從驅(qū)動(dòng)脈沖生成部651相對(duì)于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5輸入相同的脈沖寬度的驅(qū)動(dòng)脈沖的情況下,消耗電流與每次驅(qū)動(dòng)一個(gè)線圈的情況相比,為1/3,并且在線圈c1、c2、c3自身產(chǎn)生的磁通為三倍。因此,與并聯(lián)地連接線圈,每次驅(qū)動(dòng)一個(gè)線圈的情況相比,能較大地提高能量效率。

因此,能以相同的消耗電流獲得較大的輸出。另外,也能減少用于得到相同的輸出的線圈的卷線數(shù),在該情況下能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)馬達(dá)1的進(jìn)一步的小型化。

另外,當(dāng)在旋轉(zhuǎn)檢測(cè)判斷部652中進(jìn)行轉(zhuǎn)子15的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)的情況下,在如本實(shí)施方式那樣串聯(lián)地連接三個(gè)線圈c1、c2、c3的情況下,逆電動(dòng)勢(shì)的峰值變高,也能期待提高旋轉(zhuǎn)檢測(cè)精度。

另外,以上關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明,但本發(fā)明未限定于該實(shí)施方式,能在不脫離其主旨的范圍進(jìn)行多種變形。

例如,在上述實(shí)施方式中,示例了由坡莫合金c形成定子11,第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13由比該坡莫合金c飽和磁通密度高的坡莫合金b形成的情況,但形成定子11以及第一側(cè)磁軛12、第二側(cè)磁軛13的材料只要是高導(dǎo)磁率材料即可,并未限定于在此示例的材料。

例如,定子11以及第一側(cè)磁軛12、第二側(cè)磁軛13可以全部由坡莫合金c形成,也可以全部由坡莫合金b形成。

另外,這些的任一個(gè)或全部也可以由純鐵等形成。

另外,在全部由相同材料形成定子11以及第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13的情況下,不需要考慮飽和磁通密度的不同等。因此,不需要進(jìn)行使定子11的直狀部11的截面積比第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13的直狀部121、131的截面積大等的調(diào)整,能提高設(shè)計(jì)以及制造的效率。

另外,在上述各實(shí)施方式中,示例了步進(jìn)馬達(dá)1通過(guò)使構(gòu)成中心磁軛的定子11、兩個(gè)側(cè)磁軛(即第一側(cè)磁軛12以及第二側(cè)磁軛13)磁性地耦合而構(gòu)成的情況,但定子11以及側(cè)磁軛的結(jié)構(gòu)未限定于此。

例如,如上所述,在構(gòu)成步進(jìn)馬達(dá)的中心磁軛的定子11和兩個(gè)側(cè)磁軛全部由相同的材料形成的情況下,可以將這些作為一體的部件形成,一邊在各自的直狀部之間通過(guò)一邊實(shí)施卷線,從而構(gòu)成三個(gè)線圈c1、c2、c3。

這樣,在物質(zhì)上一體地形成構(gòu)成中心磁軛的定子11和兩個(gè)側(cè)磁軛的情況下,沒有部件彼此的連接部分。由此,能消除在連接部分的空氣層的損失(損耗),能在步進(jìn)馬達(dá)中更有效地實(shí)現(xiàn)利用低消耗電流的驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的省電力化。

另外,在第一實(shí)施方式中,示例只驅(qū)動(dòng)一個(gè)線圈的情況,在第二實(shí)施方式中,示例了串聯(lián)地連接三個(gè)線圈并同時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況,但線圈的驅(qū)動(dòng)方式未限定于此。

例如,在具備三個(gè)線圈c1、c2、c3的情況下,可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)這些中的任意兩個(gè)(例如第一線圈c1和第二線圈c2)。

在該情況下,在定子11出現(xiàn)的磁極為兩個(gè),第三個(gè)為沒有極性的無(wú)極狀態(tài),轉(zhuǎn)子15靜止的方向偏離30度。因此,為了使轉(zhuǎn)子15穩(wěn)定地停止,優(yōu)選定子側(cè)靜止部116也配置于從圖1a等所示的位置分別偏離30度的位置。

另外,上述各實(shí)施方式的定子側(cè)靜止部116只要能得到用于維持轉(zhuǎn)子15的靜止?fàn)顟B(tài)的充分的分度轉(zhuǎn)矩(保持轉(zhuǎn)矩)即可,其形狀等未限定于在各實(shí)施方式中示例的形狀。另外,可以在轉(zhuǎn)子15側(cè)也形成凹部等靜止部。

另外,在上述各實(shí)施方式中,以步進(jìn)馬達(dá)1以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)鐘表500等時(shí)刻顯示裝置的指針的運(yùn)針機(jī)構(gòu)的情況為例進(jìn)行說(shuō)明,但步進(jìn)馬達(dá)1以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置未限定于驅(qū)動(dòng)時(shí)針的運(yùn)針機(jī)構(gòu)的裝置。

例如,可以在具備其他指針等的時(shí)刻顯示裝置上應(yīng)用步進(jìn)馬達(dá)1以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置。

另外,步進(jìn)馬達(dá)1以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置未限定為應(yīng)用于時(shí)刻顯示裝置,也能應(yīng)用于通過(guò)以預(yù)定的步進(jìn)角驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的各種設(shè)備的驅(qū)動(dòng)源。

另外,本發(fā)明未限定于上述各實(shí)施方式,當(dāng)然能適當(dāng)改變。

以上說(shuō)明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式,但本發(fā)明的范圍未限定于上述實(shí)施方式,包括與技術(shù)方案所記載的發(fā)明的范圍和其均等的范圍。

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