定子、步进马达、钟表用机芯、钟表及定子的制造方法

文档序号:1356615 发布日期:2020-07-24 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 定子、步进马达、钟表用机芯、钟表及定子的制造方法 (Stator, stepping motor, movement for timepiece, and method of manufacturing stator ) 是由 山本幸祐 木下伸治 矶谷亮介 于 2020-01-10 设计创作,主要内容包括:本发明提供能够减小作用于转子的保持转矩的定子。定子(21)具备:具有贯通孔(31)的磁性体(30);设置在贯通孔(31)的周围且在将线圈(23)励磁的情况下在贯通孔(31)的周围产生磁极的磁阻部(33);以及通过热熔化设置在贯通孔(31)的周围与磁阻部(33)不同的位置,且以导磁率小于磁性体(30)的方式形成的非磁性部(35)。(The invention provides a stator capable of reducing holding torque acting on a rotor. The stator (21) is provided with: a magnetic body (30) having a through-hole (31); a magnetic resistance part (33) which is arranged around the through hole (31) and generates magnetic poles around the through hole (31) when the coil (23) is excited; and a non-magnetic part (35) which is provided around the through hole (31) at a position different from the position of the magnetic resistance part (33) by thermal fusion and is formed so that the magnetic permeability is smaller than that of the magnetic body (30).)

定子、步进马达、钟表用机芯、钟表及定子的制造方法

技术领域

本发明涉及定子、步进马达、钟表用机芯(movement)、钟表及定子的制造方法。

背景技术

一直以来,存在具备将时针或分针等的针进行旋转驱动的步进马达的钟表。步进马达具有能够旋转地配置的转子、形成有对转子进行配置的贯通孔的定子、与定子磁耦合的磁芯及缠绕在磁芯的线圈。在定子形成有用于决定转子的静止位置的定位部。

为了使转子旋转,从驱动电路向线圈交替供给极性不同的驱动脉冲。根据所供给的驱动脉冲,在定子交替产生极性不同的泄漏磁通。而且,转子根据所供给的驱动脉冲,在既定的一个方向(正方向)上每次旋转180度,并停止在与定位部对应的位置。

一般而言,步进马达中采用一体型的定子,该一体型的定子在为了配置转子而形成的贯通孔周围的2处(间隔180°)具有宽度较窄的窄幅部,从而使得磁通容易饱和。通过该构造,会容易得到驱动转子的泄漏磁通。

作为用于容易得到驱动转子的泄漏磁通的定子,已知所谓的双体型的定子(例如,参照专利文献1)。该定子如下面那样形成。首先在磁路的截面积成为最小的贯通孔周围的2处(间隔180度)切断定子,从而2分割。接着,向该切断部位插入由低导磁率材料或非磁性材料构成的狭缝(slit)材料。接着,将狭缝材料与分割后的定子焊接/接合。

另外,在现有的步进马达中,采用了作为所述定位部在定子的贯通孔设置切口或阶梯差形状等的技术。通过在定子的贯通孔设置阶梯差形状或切口等,对应转子的位置(角度)在转子的磁势上产生差异。由此,保持转矩作用于转子上,能够决定转子的静止位置。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特公平5-56109号公报。

发明内容

【发明要解决的课题】

可是,在小型钟表中,能够搭载的电池也变小,因此需要减小作用于转子的保持转矩,减少与驱动步进马达相伴随的功耗。在作为定位部在定子的贯通孔设置切口或阶梯差形状的情况下,为了减小作用于转子的保持转矩,需要减小切口或阶梯差形状,但是现有的机械加工中,精细加工上有极限。因而,现有技术的步进马达有减小作用于转子的保持转矩的课题。

因此本发明的目的在于提供能够减小作用于转子的保持转矩的定子、步进马达、钟表用机芯、钟表及定子的制造方法。

【用于解决课题的方案】

本发明的定子,其特征在于,具备:具有贯通孔的磁性体;磁阻部,其设置在所述贯通孔的周围,在将线圈励磁的情况下在所述贯通孔的周围产生磁极;以及非磁性部,其通过热熔化在所述贯通孔的周围设置在与所述磁阻部不同的位置,且以导磁率小于所述磁性体的方式形成。

依据本发明,通过在磁性体的贯通孔的周围设置导磁率小于磁性体的非磁性部,无需在贯通孔设置凹口(notch)或阶梯差形状,而能够对应转子的旋转位置在转子的磁势上产生差异。因此,通过适当调整非磁性部的形状或大小、导磁率等,还能调整作用于转子的保持转矩。因而,依据本发明的定子,能够减小作用于转子的保持转矩。

上述定子中,所述非磁性部也可以设置在所述贯通孔的内周表面。

依据本发明,能够将非磁性部设置在与转子直接面对的位置。因此,能够可靠地产生与转子的旋转位置对应的转子的磁势的差异。因而,能够抑制作用于转子的保持转矩的不足。

上述定子中,所述非磁性部也可以从所述贯通孔分离地设置。

依据本发明,通过在转子的磁场所波及的范围设置非磁性部,能够对应转子的旋转位置在转子的磁势上产生差异。因而,能够提供能减小作用于转子的保持转矩的定子。

上述定子中,所述非磁性部也可以在所述贯通孔的贯通方向仅部分设置。

依据本发明,与非磁性部设置在贯通孔的贯通方向的整个区域的情况相比,减小转子的磁场涉及非磁性部的范围,能够减小与转子的旋转位置对应的转子的磁势的差异。即,通过在贯通孔的贯通方向上适当调整设置非磁性部的范围,还能调整作用于转子的保持转矩。

上述定子中,所述非磁性部也可以不贯通所述磁性体。

依据本发明,与非磁性部贯通磁性体的情况相比,能够减小转子的磁场波及非磁性部的范围。因此,转子的旋转位置与磁势的关系上,磁势的极大值变小。因而,能够抑制作用于转子的保持力过大。

上述定子中,也可以所述磁性体包含Ni-Fe合金,所述非磁性部以Cr的含有率大于所述磁性体的方式形成。

依据本发明,通过扩散有Cr的成为奥氏体单相的非磁性区域,该区域的导磁率小于周围,所以能够形成导磁率小于磁性体的非磁性部。

上述定子中,所述磁阻部也可以通过热熔化来设置,以导磁率小于所述磁性体的方式且以Cr的含有率大于所述磁性体的方式形成。

一直以来,为了将定子磁分割而产生磁极,有时缩小从贯通孔到定子的外缘的间隔,以通过线圈的磁场来产生磁通密度的饱和(磁饱和)。依据本发明,通过扩散有Cr的成为奥氏体单相的非磁性区域,以导磁率小于磁性体的方式形成磁阻部,由此无需使用上述现有技术,而能够通过磁阻部来磁分割定子,产生磁极。

上述定子中,也可以使所述磁阻部从所述磁性体的第1面形成到第1深度,所述非磁性部从所述磁性体的所述第1面形成到与所述第1深度不同的第2深度。

在本发明中,磁阻部及非磁性部以互相不同的深度形成。在此,为了抑制产生磁极时的磁饱和所需要的磁通过大,优选适当设定磁阻部的深度。另外,为了抑制作用于转子的保持力过大,优选适当设定非磁性部的深度。通过将磁阻部及非磁性部以互相不同的深度形成,能够抑制产生磁极时的磁通过大以及作用于转子的保持力过大。因而,能够减小在转子旋转时流过线圈的电流。

上述定子中,所述第2深度也可以小于所述第1深度。

依据本发明,为了获得作用于转子的期望的保持力而设定非磁性部的深度,并且,为了减少磁饱和所需要的磁通能够将磁阻部形成得比非磁性部更深。因而,能够抑制产生磁极时的磁通过大以及作用于转子的保持力过大。因此,能够减小转子旋转时流过线圈的电流。

上述定子中,所述磁阻部也可以以导磁率小于所述磁性体的方式形成,从所述贯通孔到外缘的最小间隔为0.1mm以上。

一直以来,为了将定子磁分割而产生磁极,有时缩小从贯通孔到定子的外缘的间隔,以通过线圈的磁场来产生磁通密度的饱和。依据本发明,通过将磁阻部形成为导磁率小于磁性体,不用上述现有技术而能够通过磁阻部将定子磁分割,产生磁极。因而,即便使从贯通孔到定子的外缘的最小间隔为0.1mm以上,也能通过磁阻部来产生磁极,因此与上述现有技术相比,能够提高定子的强度。

本发明的步进马达,其特征在于,具备:上述定子;以及配置在所述贯通孔的转子。

本发明的钟表用机芯,其特征在于,具备:上述步进马达;以及传递所述步进马达的动力的齿轮组。

依据本发明,具备能够减小作用于转子的保持转矩的定子,所以能够减小转子旋转时流过线圈的电流。因而,能够减少功耗。

本发明的钟表,其特征在于:具备上述钟表用机芯。

依据本发明,能够提供功耗小的钟表。特别是,本发明适合于能够搭载的电池较小的小型钟表。

本发明的定子的制造方法,其中所述定子具备:具有贯通孔并包含Ni-Fe合金的磁性体;设置在所述贯通孔的周围且在将线圈励磁的情况下在所述贯通孔的周围产生磁极的磁阻部;以及在所述贯通孔的周围在与所述磁阻部不同的位置设置且以导磁率小于所述磁性体的方式形成的非磁性部,其特征在于,所述定子的制造方法包括:在磁性材料配置Cr材料的配置铬工序;对所述Cr材料照射激光而使所述Cr材料熔化凝固在所述磁性材料的熔化铬工序;以及在进行所述熔化铬工序之后,将所述磁性材料冲裁而形成所述贯通孔的贯通孔形成工序。

依据本发明,在熔化凝固Cr材料之后形成贯通孔,因此能够抑制贯通孔热变形。因而,能够精度良好地形成定子。

在上述定子的制造方法中,所述熔化铬工序也可以具备:对所述Cr材料照射激光而形成所述磁阻部的至少一部分的第1照射工序;以及对所述Cr材料照射激光,且施加比所述第1照射工序中的激光的能量小的能量而形成所述非磁性部的至少一部分的第2照射工序。

依据本发明,所施加的能量越大,Cr熔化扩散的深度就越深,因此能够将非磁性部形成得比磁阻部浅。因此,能够抑制在磁阻部的周边产生磁极时的磁通过大,并且,能够抑制作用于转子的保持力过大。因而,能够提供能减小转子旋转时流过线圈的电流的定子。

【发明效果】

依据本发明,能够减小作用于转子的保持转矩。

附图说明

图1是示出第1实施方式所涉及的钟表的框图。

图2是示出第1实施方式所涉及的步进马达7的概略结构例的立体图。

图3是示意性地示出第1实施方式所涉及的步进马达的平面图。

图4是图3的IV-IV线上的定子的截面图。

图5是示出第1实施方式的定子的制造方法的流程图。

图6是用于说明第1实施方式的定子的制造方法的示意图。

图7是示意性地示出第2实施方式所涉及的步进马达的平面图。

图8是图7的VIII-VIII线上的定子的截面图。

图9是示意性地示出第3实施方式所涉及的步进马达的平面图。

图10是示意性地示出第4实施方式所涉及的步进马达的平面图。

图11是第4实施方式所涉及的定子的截面图,(a)是图10的Xa-Xa线上的定子的截面图,(b)是图10的Xb-Xb线上的定子的截面图。

图12是第4实施方式的变形例所涉及的定子的截面图,并且是示出与图10的Xa-Xa线相当的部分的截面的图。

图13是示出第4实施方式的定子的制造方法的流程图。

具体实施方式

以下,基于附图说明本发明的实施方式。此外在以下的说明中,对于具有相同或类似的功能的结构标注相同的标号。而且,存在省略这些构成的重复说明的情况。此外,在以下说明的实施方式中,作为钟表的一个例子,例示模拟电子钟表。

[第1实施方式]

(钟表及机芯)

图1是示出第1实施方式所涉及的钟表的框图。

如图1所示,钟表1具备:电池2、振荡电路3、分频电路4、控制电路5、脉冲驱动电路6、步进马达7及模拟钟表部8。

另外,模拟钟表部8具备齿轮组11、时针12、分针13、秒针14、日历显示部15、钟表外壳16及机芯17(钟表用机芯)。在本实施方式中,在不特别指定时针12、分针13及秒针14中的一个的情况下,称为“指针”。此外,振荡电路3、分频电路4、控制电路5、脉冲驱动电路6、步进马达7及齿轮组11,是机芯17的结构要素。

电池2是所谓的钮扣电池,例如氧化银电池或锂电池等。此外,电池2也可为太阳能电池和存储通过太阳能电池发电的电力的蓄电池。电池2向控制电路5供给电力。

振荡电路3例如是利用石英的压电现象,为了由于其机械谐振发出既定频率而被使用的被动元件。在此,既定频率例如为32[kHz]。

分频电路4将振荡电路3输出的既定频率的信号分频为期望的频率,并将分频后的信号向控制电路5输出。

控制电路5采用分频电路4输出的分频后的信号进行计时,并基于计时的结果生成驱动脉冲。此外,使指针在正转方向走针的情况下,控制电路5生成正转用的驱动脉冲。使指针在反转方向走针的情况下,控制电路5生成反转用的驱动脉冲。控制电路5将所生成的驱动脉冲向脉冲驱动电路6输出。

脉冲驱动电路6响应控制电路5输出的驱动指示,针对各指针生成驱动脉冲。脉冲驱动电路6将所生成的驱动脉冲向步进马达7输出。

步进马达7响应脉冲驱动电路6输出的驱动脉冲使指针走针。在图1所示的例子中,例如,时针12、分针13及秒针14每一个具备一个步进马达7。步进马达7的动力通过齿轮组11传递到指针。

时针12、分针13及秒针14各自利用步进马达7的动力来走针。时针12因脉冲驱动电路6驱动步进马达7而以12小时旋转一周。分针13因脉冲驱动电路6驱动步进马达7而以60分钟旋转一周。秒针14因脉冲驱动电路6驱动步进马达7而以60秒钟旋转一周。

(步进马达的结构)

图2是示出第1实施方式所涉及的步进马达7的概略结构例的立体图。

如图2所示,步进马达7具备:被磁化成两极(S极及N极)的转子20;产生与转子20对置的磁极的定子21;与定子21磁耦合的磁芯22;缠绕在磁芯22而将定子21励磁的线圈23;以及接合定子21和磁芯22的螺钉24。转子20能够旋转地被构成机芯17的基板的底板等支撑。在转子20设置有与齿轮组11啮合的小齿轮。

在此,对定子21的结构进行详细说明。

图3是示意性地示出第1实施方式所涉及的步进马达的平面图。

如图3所示,定子21以与磁芯22的两端部连接的方式延伸。定子21是除了后述的磁阻部33及非磁性部35之外,用磁性材料形成的板状的磁性体30。在本实施方式中,作为磁性材料,采用Fe-38%Ni-8%Cr合金(所谓的38坡莫合金)。在定子21的磁性体30的中间部,形成有配置转子20的贯通孔31。此外,本实施方式中采用的“中间”的意思不仅指对象的两端间的中央,还包括对象的两端间的内侧的范围。贯通孔31沿厚度方向贯通定子21的磁性体30。从定子21的磁性体30的厚度方向来看,贯通孔31形成为在整个圆周上具有恒定的曲率的圆形状。贯通孔31形成为与转子20同轴,且直径比转子20大。

定子21具备磁路R、一对磁阻部33和一对非磁性部35。

磁路R设置在贯通孔31的周围的磁性体30。将线圈23励磁而产生的磁场的磁通线通过磁路R。磁路R是贯通孔31与定子21的外缘21a之间的磁性体30。即,在与定子21的延伸方向正交的方向上,磁路R分别设置在夹持贯通孔31的两侧。

一对磁阻部33在将线圈23励磁的情况下在贯通孔31的周围产生磁极。一对磁阻部33在各磁路R上各被设置一个。一对磁阻部33设置在磁路R的截面积成为最小的贯通孔31周围的2个部位。即,一对磁阻部33设置在贯通孔31的周围的、贯通孔31和定子21的外缘21a的间隔较窄的部位。例如,一对磁阻部33设置在围绕转子20的旋转中心互相错开180°的位置。一对磁阻部33使针对由线圈23产生的磁场的磁阻增大,并在贯通孔31内产生泄漏磁通。泄漏磁通以与连结一对磁阻部33的线段正交的方式产生。由此,在贯通孔31的周围产生磁极。

在本实施方式中,磁阻部33用非磁性材料形成。磁阻部33通过利用热熔化的非接触加工来形成。具体而言,向形成定子21的磁性体30熔化扩散Cr,从而以Cr的含有率大于磁性体30的方式形成本实施方式的磁阻部33。由此,磁阻部33以导磁率小于磁性体30的方式形成,且增大针对由线圈23产生的磁场的磁阻。例如,关于磁阻部33中的Cr浓度的最大值,从磁阻部33的低导磁率化的观点来看,优选15质量%以上且80质量%以下。磁阻部33中的Cr浓度,随着从定子21的第2主面21c侧向第1主面21b侧而变高。一对磁阻部33在定子21的至少第1主面21b上,从贯通孔31到定子21的外缘21a连续地设置。从磁阻部33中的贯通孔31到定子21的外缘21a的最小间隔g成为0.1mm以上。

在贯通孔31的周围,一对非磁性部35设置在与一对磁阻部33不同的位置。例如,一对非磁性部35设置在围绕转子20的旋转中心互相错开180°的位置。例如,一对非磁性部35设置成:连结一对非磁性部35的线段相对于连结一对磁阻部33的线段在转子20的正转方向上倾斜既定角度。

非磁性部35用非磁性材料形成。非磁性部35通过利用热熔化的非接触加工来形成。具体而言,向形成定子21的磁性板材熔化扩散Cr,从而以Cr的含有率大于磁性体30的方式形成本实施方式的非磁性部35。由此,非磁性部35以导磁率小于磁性体30的方式形成,相对于未设置非磁性部35的情况,增加了该部位的磁阻。例如,从非磁性部35的低导磁率化的观点来看,非磁性部35中的Cr浓度的最大值优选为15质量%以上且80质量%以下。非磁性部35中的Cr浓度,与磁阻部33同样,随着从定子21的第2主面21c侧向第1主面21b侧而变高。

非磁性部35在定子21的第1主面21b上以半圆形状形成。非磁性部35设置在贯通孔31的内周表面31a(也一并参照图4)。即,非磁性部35的一部分构成贯通孔31的内周表面31a。

一对非磁性部35作为用于决定线圈23没有被励磁的状态下转子20的静止位置的定位部构成。转子20在磁力的吸引最强的位置静止。非磁性部35以导磁率小于周围的方式形成,因此转子20在转子20的磁极不与非磁性部35对置的位置静止。换言之,一对非磁性部35对应转子20的旋转位置在转子20的磁势上产生差异。转子20在磁势成为极小的位置静止。保持转矩作用于转子20,以停留在该位置。例如,转子20在转子20的磁极轴A与连结一对非磁性部35的线段正交这样的位置静止。

图4是图3的IV-IV线上的定子的截面图。

如图4所示,非磁性部35形成为:定子21的与厚度方向正交的截面的截面积随着从定子21的第1主面21b向第2主面21c而逐渐变小。在本实施方式中,非磁性部35在定子21的厚度方向仅部分设置。具体而言,非磁性部35以从定子21的第1主面21b未到达第2主面21c的方式形成,不贯通磁性体30。

(定子的制造方法)

接着,对第1实施方式的定子的制造方法进行说明。

图5是示出第1实施方式的定子的制造方法的流程图。图6是用于说明第1实施方式的定子的制造方法的示意图。此外,在图6中,标号46示出利用冲压加工的剪切位置。

如图5所示,本实施方式的定子21的制造方法具备配置铬工序S10、熔化铬工序S20及冲压工序S30(贯通孔形成工序)。

如图6所示,配置铬工序S10中,在形成定子21的磁性板材41(磁性材料)的表面配置Cr材料。磁性板材41能够采用例如Fe-38%Ni-8%Cr(所谓的38坡莫合金)。例如,关于Cr材料,采用分配器膏涂敷在磁性板材41后进行干燥,从而被配置在磁性板材41。此外,Cr材料的配置并不限定于膏涂敷,例如也可以适用对磁性板材41的电镀。

在熔化铬工序S20中,对Cr材料照射激光而使Cr材料熔化凝固在磁性板材41。具体而言,对配置在磁性板材41的表面的Cr材料照射激光,使Cr材料融入母材即磁性板材41。由此,Cr材料在磁性板材41中熔化扩散,形成Cr重量比局部增加的Cr扩散区域43、44。Cr扩散区域43、44形成在与定子21的磁阻部33及非磁性部35对应的位置。Cr扩散区域43为磁阻部33用途而形成,例如以连续的直线状形成。Cr扩散区域44为非磁性部35用途而形成,仅在与非磁性部35对应的位置局部形成。然后,为了除去不要的Cr材料,对应需要清洗熔化凝固有Cr材料的磁性板材41。

此外,Cr扩散区域43、44的范围因激光照射施加的热量而变化,施加热量越大,Cr熔化扩散的深度就越深。即,通过调整激光的输出或照射时间、开口直径等,能够将Cr扩散区域43、44的范围设定为任意的深度。例如,Cr扩散区域43、44可以形成为从磁性板材41的第1主面到达第2主面,也可以形成为从磁性板材41的第1主面未到达第2主面。在本实施方式中,将Cr扩散区域43、44形成为从磁性板材41的第1主面未到达第2主面。

冲压工序S30在熔化铬工序S20之后进行。在冲压工序S30中,将熔化凝固有Cr的磁性板材41冲裁,形成定子21的外形及贯通孔31。此时,以横切Cr扩散区域43、44的方式剪切磁性板材41。

通过以上方式,形成具备磁阻部33及非磁性部35的定子21。

此外,上述的转子20的磁势,因一对非磁性部35的导磁率或大小、位置等而变化。即,通过在熔化铬工序S20中调整所形成的Cr扩散区域44的深度等,能够调整作用于静止的转子20的保持转矩。

(步进马达的动作)

接着,对第1实施方式的步进马达的动作进行说明。

如图3所示,在线圈23没有电流流过的情况下,转子20静止在磁势成为极小的位置。

从脉冲驱动电路6向线圈23的端子OUT1、OUT2间供给(例如,设第1端子OUT1侧为正极、第2端子OUT2侧为负极)驱动脉冲信号,若电流i沿图3的箭头方向流动,则在定子21沿虚线箭头方向产生磁通。

在本实施方式中,在磁路R形成有磁阻部33。因此,在贯通孔31内能够容易确保泄漏磁通。然后,通过在定子21产生的磁极和转子20的磁极的相互作用,转子20沿图3的箭头方向旋转180°,并稳定地停止(静止)。

此外,将旋转驱动步进马达7从而进行通常动作(例如模拟电子钟表的指针走针动作)用的旋转方向(在图3中逆时针方向)设为正转方向,将其相反方向(顺时针方向)设为反转方向。

接着,从脉冲驱动电路6向线圈23的端子OUT1、OUT2供给相反极性的驱动脉冲,若电流沿图3的反箭头方向流动,则在定子21沿与虚线箭头方向相反方向产生磁通。

其后,与前述同样地,通过在定子21产生的磁极和转子20的磁极的相互作用,转子20沿与前述相同的方向(正转方向)旋转180°,并稳定地停止(静止)。

以下,这样,通过对线圈23供给极性不同的信号(交变信号),反复进行上述动作,能够使转子20每180°沿箭头方向连续旋转。

如以上说明的那样,本实施方式的定子21具备:磁阻部33,设置在贯通孔31的周围,当将线圈23励磁的情况下在贯通孔31的周围产生磁极;以及非磁性部35,在贯通孔31的周围设置在与磁阻部33不同的位置,且以导磁率小于磁性体30的方式形成。

依据该结构,在贯通孔31的周围设置导磁率小于磁性体30的非磁性部35,从而无需在贯通孔31设置凹口或阶梯差形状,而能够对应转子20的旋转位置在转子20的磁势上产生差异。因此,通过适当调整非磁性部35的形状或大小、导磁率等,还能调整作用于转子20的保持转矩。因而,能够提供可减小作用于转子20的保持转矩的定子21。

另外,非磁性部35设置在贯通孔31的内周表面31a。依据该结构,能够将非磁性部35设置在与转子20直接面对的位置。因此,能够可靠地产生与转子20的旋转位置对应的转子20的磁势的差异。因而,能够抑制作用于转子20的保持转矩不足。

另外,定子21用Ni-Fe合金形成,非磁性部35以Cr的含有率局部变大的方式形成。依据该结构,通过扩散有Cr的成为奥氏体单相的非磁性区域,该区域的导磁率小于周围,所以能够形成导磁率小于磁性体30的非磁性部35。

另外,非磁性部35在贯通孔31的贯通方向(即定子21的厚度方向)仅部分设置。依据该结构,与非磁性部设置在贯通孔31的贯通方向的整个区域的情况相比,减小转子20的磁场波及到非磁性部35的范围,能够减小与转子20的旋转位置对应的转子20的磁势的差异。即,通过在贯通孔31的贯通方向上适当调整设置有非磁性部35的范围,还能调整作用于转子20的保持转矩。

另外,磁阻部33以导磁率局部变小的方式形成,从贯通孔31到定子21的外缘21a的最小间隔为0.1mm以上。一直以来,为了将定子磁分割而产生磁极,有时缩小从贯通孔到定子的外缘的间隔,以通过线圈的磁场来产生磁通密度的饱和(磁饱和)。依据本实施方式,将磁阻部33形成为导磁率小于磁性体30,从而无需采用上述现有技术,而能够通过磁阻部33将定子21磁分割而产生磁极。因而,即便使从贯通孔31到定子21的外缘21a的最小间隔g为0.1mm以上,也能通过磁阻部33产生磁极,因此与上述现有技术相比,能够提高定子21的强度。

另外,本实施方式的定子21的制造方法具备:在磁性板材41配置Cr材料的配置铬工序S10;对Cr材料照射激光而使Cr材料熔化凝固在磁性板材41的熔化铬工序S20;以及在进行熔化铬工序S20之后,将磁性板材41冲裁而形成贯通孔31的冲压工序S30。依据该结构,在熔化凝固Cr材料之后形成贯通孔31,因此能够抑制贯通孔31热变形。因而,能够精度良好地形成定子21。

另外,本实施方式的步进马达7具备上述定子21和配置在贯通孔31的转子20。另外,本实施方式的机芯17具备上述步进马达7和传递步进马达7的动力的齿轮组11。依据本实施方式,具备能够减小作用于转子20的保持转矩的定子21,所以能够减小转子20旋转时流过线圈23的电流。因而,能够减少功耗。

另外,本实施方式的钟表1具备上述机芯17,因此能够设为功耗小的钟表。特别是,本实施方式的结构适合于能够搭载的电池较小的小型钟表。

[第2实施方式]

(步进马达的结构)

图7是示意性地示出第2实施方式所涉及的步进马达的平面图。图8是图7的VIII-VIII线上的定子的截面图。

在图3所示的第1实施方式中,非磁性部35设置在贯通孔31的内周表面31a。相对于此,图7所示的第2实施方式中,非磁性部135从贯通孔31分离地设置。在这一点上,第2实施方式与第1实施方式不同。此外,除了以下说明的以外的结构与第1实施方式相同。

如图7所示,非磁性部135在定子21的第1主面21b上以圆形状形成。

如图8所示,非磁性部135形成为:定子21的与厚度方向正交的截面的截面积随着从定子21的第1主面21b向第2主面21c而逐渐变小。在本实施方式中,非磁性部135在定子21的厚度方向仅部分设置。具体而言,非磁性部135以从定子21的第1主面21b未到达第2主面21c的方式形成,不贯通磁性体30。非磁性部135和贯通孔31的最小间隔,例如为0.1mm以下。

如以上说明的那样,依据本实施方式的定子21,将非磁性部135设置在转子20的磁场波及的范围,从而能够对应转子20的旋转位置在转子20的磁势上产生差异。因而,能够提供能起到与上述的第1实施方式同样的作用效果的定子21。

[第3实施方式]

(步进马达的结构)

图9是示意性地示出第3实施方式所涉及的步进马达的平面图。

在图3所示的第1实施方式中,磁阻部33以导磁率小于磁性体30的方式形成。相对于此,图9所示的第3实施方式中,磁阻部233是在定子21的外缘21a设置外凹口237而形成的窄幅部。在这一点上,第3实施方式与第1实施方式不同。此外,除了以下说明的以外的结构与第1实施方式相同。

如图9所示,在定子21的外缘21a形成有一对外凹口237。一对外凹口237夹着磁路R而分别设置在与贯通孔31相反的一侧。外凹口237局部缩小磁路R的截面积。

一对磁阻部233设置在磁路R的外凹口237与贯通孔31之间。一对磁阻部233设置在磁路R的截面积成为最小的贯通孔31周围的2个部位。磁阻部233与其周围利用相同的构件形成为整体。即,磁阻部233用磁性材料形成。一对磁阻部233形成为:不会因转子20的磁场而磁通饱和,而是在线圈23被励磁时磁通饱和。由此,一对磁阻部233增大针对由线圈23产生的磁场的磁阻而在贯通孔31内产生泄漏磁通,并在贯通孔31的周围产生磁极。

如以上说明的那样,依据本实施方式的定子21,能够起到与上述的第1实施方式的定子21同样的作用效果。

[第4实施方式]

(步进马达的结构)

图10是示意性示出第4实施方式所涉及的步进马达的平面图。图11是第4实施方式所涉及的定子的截面图,(a)是图10的Xa-Xa线上的定子的截面图,(b)是图10的Xb-Xb线上的定子的截面图。

在第1实施方式及第2实施方式中,对磁阻部33及非磁性部35、135的深度没有做特别限定。相对于此,图10所示的第4实施方式中,磁阻部333及非磁性部335的深度互相不同。此外,除了以下说明的以外的结构,与第1实施方式相同。

如图10及图11所示,磁阻部333形成为:定子21的与厚度方向正交的截面的截面积随着从定子21的第1主面21b向第2主面21c逐渐变小。磁阻部333在定子21的厚度方向仅部分设置。具体而言,磁阻部333以从定子21的第1主面21b未到达第2主面21c的方式形成,不贯通磁性体30。磁阻部333从定子21的第1主面21b(磁性体30的第1面)形成到第1深度D1。

非磁性部335形成为:定子21的与厚度方向正交的截面的截面积随着从定子21的第1主面21b向第2主面21c逐渐变小。非磁性部335在定子21的厚度方向仅部分设置。具体而言,非磁性部335以从定子21的第1主面21b未到达第2主面21c的方式形成,不贯通磁性体30。非磁性部335从定子21的第1主面21b形成到与第1深度D1不同的第2深度D2。第2深度D2小于第1深度D1。即,在以定子21的第1主面21b为基准时,非磁性部335形成为比磁阻部333浅。

此外,在图示的例子中,非磁性部335与第1实施方式的非磁性部35同样,设置在贯通孔31的内周表面31a。然而如图12所示,非磁性部335也可以与第2实施方式的非磁性部135同样,从贯通孔31分离地设置。

(定子的制造方法)

接着,参照图6及图12,对第4实施方式的定子的制造方法进行说明。

图13是示出第4实施方式的定子的制造方法的流程图。

如图13所示,本实施方式的定子21的制造方法中,熔化铬工序S20A具有第1照射工序S21及第2照射工序S22。此外,对于第1照射工序S21及第2照射工序S22的次序不做特别限定。

在第1照射工序S21中,对Cr材料照射激光,形成作为磁阻部333的一部分的Cr扩散区域43。

在第2照射工序S22中,对Cr材料照射激光,形成作为非磁性部335的至少一部分的Cr扩散区域44。在第2照射工序S22中,对Cr材料及磁性板材41施加比第1照射工序S21中的激光的能量小的能量。由此,使Cr扩散区域44中的Cr所熔化扩散的深度,浅于Cr扩散区域43中的Cr所熔化扩散的深度。

利用激光来施加的能量,可以通过调整激光的输出及照射时间中的至少任意一个来进行变更。激光的输出可以通过调整脉冲激光的脉冲能量或脉冲的频率、激光的开口直径等来进行变更。此外,激光的开口直径的调整,需要在第1照射工序S21和第2照射工序S22之间变更激光装置的机械设定、或者更换为开口直径不同的透镜。

因此,从生产性的提高等、制造成本削减的观点来看,利用激光来施加的能量的变更,优选仅变更激光的输出条件就能对应的方法。即,利用激光来施加的能量的变更,优选通过调整脉冲能量或脉冲的频率、照射时间来进行。

依据以上说明的第4实施方式的定子21,除了与上述的第1实施方式同样的作用效果之外,还能起到以下的作用效果。

在本实施方式中,非磁性部335不贯通磁性体30。依据该结构,与非磁性部贯通磁性体的情况相比,能够缩小转子20的磁场波及到非磁性部335的范围。因此,转子20的旋转位置与磁势的关系上,磁势的极大值变小。因而,能够抑制作用于转子20的保持力过大。

另外,磁阻部333从定子21的第1主面21b形成到第1深度D1,非磁性部335从定子21的第1主面21b形成到与第1深度D1不同的第2深度D2。在该结构中,磁阻部333及非磁性部335互相以不同深度形成。在此,从抑制产生磁极时磁饱和所需要的磁通过大的观点来看,优选适当设定磁阻部333的深度。另外,从抑制作用于转子20的保持力过大的观点来看,优选适当设定非磁性部335的深度。通过以彼此不同的深度形成磁阻部333及非磁性部335,能够抑制产生磁极时的磁通过大以及作用于转子20的保持力过大。因而,能够减小转子20旋转时在线圈23流过的电流。

进而,第2深度D2小于第1深度D1。依据该结构,为了得到作用于转子20的期望的保持力而设定非磁性部335的深度,并且,为了减少磁饱和所需要的磁通而能够将磁阻部333形成得比非磁性部335深。因而,能够抑制产生磁极时的磁通过大以及作用于转子20的保持力过大。因此,能够减小转子20旋转时在线圈23流过的电流。

另外,在本实施方式中,熔化铬工序S20A包括:对Cr材料照射激光而形成磁阻部333的至少一部分的第1照射工序S21;以及对Cr材料照射激光,且施加比第1照射工序S21中的激光的能量小的能量而形成非磁性部335的至少一部分的第2照射工序S22。依据该构成,所施加的能量越大,Cr熔化扩散的深度就越深,所以能够将非磁性部335形成得比磁阻部333浅。因此,能够抑制在磁阻部333的周边产生磁极时的磁通过大,并且,能够抑制作用于转子20的保持力过大。因而,能够提供能减小转子20旋转时在线圈23流过的电流的定子。

此外,第4实施方式中,通过变更利用激光来施加的能量,以彼此不同的深度形成磁阻部333及非磁性部335,但并不限定于此。例如,也可以调整Cr扩散区域44相对于贯通孔31的剪切位置的位置,使非磁性部335的深度与磁阻部333的深度不同。

此外,本发明并不限定于参照附图而说明的上述实施方式,在该技术范围内可考虑各种变形例。

例如,上述实施方式中,步进马达7为具备1个线圈23的单线圈马达,但并不限定于此。步进马达也可为具备两个线圈的双线圈马达。

另外,上述实施方式中,非磁性部35、135的俯视形状形成为圆形状,但并不限定于此。非磁性部的俯视形状也可以与激光的照射范围对应,为了控制作用于转子20的保持转矩而进行适当调整。即,非磁性部的俯视形状也可为例如椭圆形状或长圆形状(圆角长方形状)等。

另外,上述实施方式中,磁阻部33用非磁性材料形成,从贯通孔31连续设置到定子21的外缘21a,但并不限定于此。在用非磁性材料形成的情况下,磁阻部设置于贯通孔31和定子21的外缘21a之间的至少一部分即可。

另外,上述实施方式中,非磁性部35、135在贯通孔31的贯通方向仅部分设置,但并不限定于此。非磁性部也可以在贯通孔31的贯通方向的整个区域设置,从定子21的第1主面21b到达第2主面21c。

另外,上述实施方式中,设有一对非磁性部35、135,但并不限定于此。既可以仅设置一个非磁性部,也可以设置3个以上。

另外,关于磁性体30所具有的贯通孔,也可以不使贯通孔31的整体形成在磁性体30。即,贯通孔的至少一部分形成在磁性体即可。例如,磁性体也可以被磁阻部33分开,仅形成贯通孔的内周表面的一部分。在该情况下,也得到与上述的实施方式同样的作用效果。

此外,在不脱离本发明的宗旨的范围内,能够适当地用众所周知的结构要素来替换上述的实施方式中的结构要素,另外,也可以适当地组合上述的各实施方式。

标号说明

1…钟表;11…齿轮组;17…机芯(钟表用机芯);20…转子;21…定子;21a…外缘;23…线圈;30…磁性体;31…贯通孔;31a…内周表面;33、233、333…磁阻部;35、135、335…非磁性部;41…磁性板材(磁性材料);D1…第1深度;D2…第2深度;S10…配置铬工序;S20、S20A…熔化铬工序;S21…第1照射工序;S22…第2照射工序;S30…贯通孔形成工序。

23页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种便于组装的直线电机

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!