步進(jìn)馬達(dá)以及具備該馬達(dá)的鐘表的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的步進(jìn)馬達(dá)的特征在于，具備多個線圈，通過對這些線圈同時或順次地施加驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動，從而使轉(zhuǎn)子以預(yù)定的步距角旋轉(zhuǎn)，具備切換機(jī)構(gòu)，在僅對上述多個線圈中一部分的線圈施加上述驅(qū)動脈沖時，在施加上述驅(qū)動脈沖的期間，該切換機(jī)構(gòu)切換為使通過上述驅(qū)動脈沖驅(qū)動的上述線圈以外的其它線圈成為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
【專利說明】步進(jìn)馬達(dá)以及具備該馬達(dá)的鐘表

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及步進(jìn)馬達(dá)以及具備該馬達(dá)的鐘表。

【背景技術(shù)】
[0002]以往公知有構(gòu)成為具備2個線圈且通過對該線圈適當(dāng)?shù)厥┘域?qū)動脈沖而能夠正反轉(zhuǎn)的步進(jìn)馬達(dá)。
[0003]例如，在專利文獻(xiàn)I (日本特許平5-006440號公報(bào))中公開了由被2極磁化了的大致圓形的轉(zhuǎn)子磁鐵、和具備2個主磁極及I個副磁極的定子構(gòu)成的步進(jìn)馬達(dá)。
[0004]但是，在具備2個線圈的步進(jìn)馬達(dá)的情況下，以往為了使2個線圈始終與電路連接，而成為在2個線圈間始終電氣地形成有環(huán)路(loop)的狀態(tài)。
[0005]因此，在對一方的線圈施加驅(qū)動脈沖時，從另一方線圈產(chǎn)生在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時妨礙其旋轉(zhuǎn)的電感。
[0006]S卩，在僅對一方的線圈施加驅(qū)動脈沖時，當(dāng)轉(zhuǎn)子伴隨該線圈的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)時，則伴隨該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)在另一方的線圈上產(chǎn)生妨礙轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電抗。
[0007]由于該電抗會浪費(fèi)用于使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電力，存在導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)所需的能量增大等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是針對以上情況而完成的，目的在于提供具備多個線圈且在通過對該線圈適當(dāng)?shù)厥┘域?qū)動脈沖而使轉(zhuǎn)子以預(yù)定的步距角旋轉(zhuǎn)時，能夠使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)所需能量的損失減少而實(shí)現(xiàn)節(jié)省電力的步進(jìn)馬達(dá)以及具備該馬達(dá)的鐘表。
[0009]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的一實(shí)施方式為，
[0010]步進(jìn)馬達(dá)具有以下特征，
[0011]具備多個線圈，通過對這些線圈同時或順次地施加驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動，從而使轉(zhuǎn)子以預(yù)定的步距角旋轉(zhuǎn)，
[0012]具備切換機(jī)構(gòu)，在僅對上述多個線圈中一部分的線圈施加上述驅(qū)動脈沖時，在施加上述驅(qū)動脈沖的期間，該切換機(jī)構(gòu)切換為使通過上述驅(qū)動脈沖驅(qū)動的上述線圈以外的其它線圈成為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
[0013]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一實(shí)施方式為，
[0014]鐘表具有以下特征，具備:
[0015]步進(jìn)馬達(dá)，該步進(jìn)馬達(dá)具備多個線圈，通過對這些線圈同時或順次地施加驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動，從而使轉(zhuǎn)子以預(yù)定的步距角旋轉(zhuǎn)，該步進(jìn)馬達(dá)還具備切換機(jī)構(gòu)，在僅對上述多個線圈中一部分的線圈施加上述驅(qū)動脈沖時，在施加上述驅(qū)動脈沖的期間，該切換機(jī)構(gòu)切換為使通過上述驅(qū)動脈沖驅(qū)動的上述線圈以外的其它線圈成為高阻抗?fàn)顟B(tài)；
[0016]指針；以及
[0017]與上述指針連結(jié)并通過上述步進(jìn)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行驅(qū)動的輪系機(jī)構(gòu)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為第一實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的俯視圖，示出了轉(zhuǎn)子在O度位置配置的狀態(tài)。
[0019]圖2為圖1所示的步進(jìn)馬達(dá)的主要部分框圖。
[0020]圖3A?圖3D為表不圖1所不的步進(jìn)馬達(dá)的電流的流動的電路圖，圖3A表不施加第一個驅(qū)動脈沖時的狀態(tài)，圖3B表不施加第二個驅(qū)動脈沖時的狀態(tài)，圖3C表不施加第三個驅(qū)動脈沖時的狀態(tài)，圖3D表示第三個驅(qū)動脈沖施加結(jié)束后的狀態(tài)。
[0021]圖4A?圖4C為說明圖1所示的步進(jìn)馬達(dá)的動作的俯視圖，圖4A與圖3A對應(yīng)、圖4B與圖3B對應(yīng)、圖4C與圖3C對應(yīng)。
[0022]圖5為表示對圖1所示的步進(jìn)馬達(dá)連續(xù)地施加驅(qū)動脈沖而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180度時各線圈的端子間電壓的時序圖。
[0023]圖6為表示對圖1所示的步進(jìn)馬達(dá)間歇地施加驅(qū)動脈沖而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180度時各線圈的端子間電壓的時序圖。
[0024]圖7為表示每個施加模式的轉(zhuǎn)矩的圖表。
[0025]圖8為第二實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的俯視圖。
[0026]圖9A?圖9C為說明圖8所示的步進(jìn)馬達(dá)的動作的俯視圖，圖9A表示施加第一個驅(qū)動脈沖時的動作，圖9B表示施加第二個驅(qū)動脈沖時的動作，圖9C表示施加第三個驅(qū)動脈沖時的動作。
[0027]圖10為表示對圖8所示的步進(jìn)馬達(dá)連續(xù)地施加驅(qū)動脈沖使轉(zhuǎn)子每60度旋轉(zhuǎn)時各線圈的端子間電壓的時序圖。
[0028]圖11為表示對圖8所示的步進(jìn)馬達(dá)間歇地施加驅(qū)動脈沖使轉(zhuǎn)子每60度旋轉(zhuǎn)時各線圈的端子間電壓的時序圖。
[0029]圖12A?圖12C為表不以往的步進(jìn)馬達(dá)的電流的流動的電路圖，圖12A表不施加第一個驅(qū)動脈沖時的狀態(tài)，圖12B表示施加第二個驅(qū)動脈沖時的狀態(tài)，圖12C表示施加第三個驅(qū)動脈沖時的狀態(tài)。
[0030]圖13為表示適用實(shí)施方式所示步進(jìn)馬達(dá)的鐘表的一例的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031][第一實(shí)施方式]
[0032]以下，參照圖1至圖7對本發(fā)明的步進(jìn)馬達(dá)的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0033]本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)，例如是用于驅(qū)動使腕表的指針動作的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或日期機(jī)構(gòu)等的小型馬達(dá)，但是能夠適用本發(fā)明的步進(jìn)馬達(dá)的實(shí)施方式不限于此。
[0034]圖1為本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的俯視圖。
[0035]如圖1所示,步進(jìn)馬達(dá)100具備定子(Stator) 1、轉(zhuǎn)子(Rotor) 5。
[0036]轉(zhuǎn)子5的在徑向上被2極磁化了的轉(zhuǎn)子磁鐵50安裝在旋轉(zhuǎn)支軸51上。
[0037]在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子磁鐵50形成為圓盤狀，旋轉(zhuǎn)支軸51安裝在轉(zhuǎn)子磁鐵50的圓中心。
[0038]作為轉(zhuǎn)子磁鐵50，優(yōu)選使用例如稀土類磁鐵等(例如釤鈷磁鐵等)永久磁鐵，但是作為轉(zhuǎn)子磁鐵50可以適用的磁鐵的種類不限于此。
[0039]轉(zhuǎn)子5容納于后述的定子主體10的轉(zhuǎn)子容納部14，以旋轉(zhuǎn)支軸51為旋轉(zhuǎn)中心可旋轉(zhuǎn)地配置。
[0040]并且，在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子5能夠通過對后述的2個線圈(第一線圈22a、第二線圈22b)同時或順次地施加驅(qū)動脈沖，在轉(zhuǎn)子容納部14內(nèi)以預(yù)定的步距角向正轉(zhuǎn)方向(即順時針方向)以及反轉(zhuǎn)方向(即逆時針方向)中的任一方向旋轉(zhuǎn)。
[0041]在旋轉(zhuǎn)支軸51上連結(jié)有例如構(gòu)成用于使鐘表的指針運(yùn)轉(zhuǎn)的輪系機(jī)構(gòu)的齒輪等(未圖示)，通過轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)而能夠使該齒輪等旋轉(zhuǎn)。
[0042]在本實(shí)施方式中，定子I由定子主體10、2個線圈組件20 (第一線圈組件20a、第二線圈組件20b)構(gòu)成。
[0043]并且，以下簡稱為“線圈組件20”時，包含第一線圈組件20a以及第二線圈組件20b。
[0044]定子主體10由具備直狀部Ila和在該直狀部Ila的一端側(cè)大致左右對稱地伸出的伸出部Ilb而大致形成T字形的中心磁軛11、在該中心磁軛11的直狀部Ila的另一端側(cè)大致左右對稱地設(shè)置的一對側(cè)磁軛12 (12a、12b)構(gòu)成，外形大致為錨狀。
[0045]定子主體10例如由強(qiáng)磁性鐵鎳合金等高導(dǎo)磁率材料形成。
[0046]在定子主體10上，在中心磁軛11與側(cè)磁軛12a、12b的交點(diǎn)，形成有為大致圓形的孔部且容納轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)子容納部14。
[0047]并且，在定子主體10上，在勵磁狀態(tài)下，沿著容納于轉(zhuǎn)子容納部14的轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)子磁鐵50的外周，露出第一磁極15a、第二磁極15b、第三磁極15c的3個磁極15。
[0048]在本實(shí)施方式中，在轉(zhuǎn)子容納部14的周圍且在中心磁軛11側(cè)露出的磁極15是第一磁極15a，在轉(zhuǎn)子容納部14的周圍且在側(cè)磁軛12a側(cè)露出的磁極15是第二磁極15b，在轉(zhuǎn)子容納部14的周圍且在側(cè)磁軛12b側(cè)露出的磁極15是第三磁極15c。
[0049]定子側(cè)I的3個磁極15 (第一磁極15a、第二磁極15b、第三磁極15c),通過對后述的2個線圈組件20的線圈22施加驅(qū)動脈沖，能夠切換其極性(S極.N極)。
[0050]S卩，后述的第一線圈組件20a，其一端側(cè)與定子主體10的中心磁軛11的伸出部Ilb磁性地連結(jié),第一線圈組件20a的另一端側(cè)與定子主體10的側(cè)磁軛12a的自由端磁性地連結(jié)。
[0051]并且，第二線圈組件20b，其一端側(cè)與定子主體10的中心磁軛11的伸出部Ilb磁性地連結(jié)，第二線圈組件20b的另一端側(cè)與定子主體10的側(cè)磁軛12b的自由端磁性地連結(jié)。
[0052]由此，在本實(shí)施方式中，對這2個線圈組件20的線圈22 (第一線圈22a、第二線圈22b)通過后述的控制裝置31的控制施加驅(qū)動脈沖，由此從線圈22產(chǎn)生磁通時，則磁通沿著線圈組件20的磁心21以及與其磁性地連結(jié)的定子主體10流動，能夠適當(dāng)?shù)厍袚Q3個磁極15 (第一磁極15a、第二磁極15b、第三磁極15c)的極性(S極.N極)。
[0053]并且，定子I具備維持轉(zhuǎn)子5的靜止?fàn)顟B(tài)的定子側(cè)靜止部。
[0054]在本實(shí)施方式中，定子側(cè)靜止部是在定子I的轉(zhuǎn)子容納部14的內(nèi)周面形成的3個凹部(即，凹口:notch) 16(凹部16a?16c)。
[0055]具體而言，在定子I的轉(zhuǎn)子容納部14的內(nèi)周面，定子主體10上露出的第一磁極15a的與轉(zhuǎn)子磁鐵50相對一側(cè)的磁極頂點(diǎn)上形成有凹部16a。
[0056]并且，在該凹部16a與轉(zhuǎn)子磁鐵50的任一極的頂點(diǎn)相對時，與連結(jié)轉(zhuǎn)子磁鐵50的各極的線正交，并且通過轉(zhuǎn)子磁鐵50的中心的線上(即，與轉(zhuǎn)子磁鐵50的分極位置對應(yīng)的位置)，分別形成有凹部16b以及凹部16c。
[0057]在本實(shí)施方式中，步進(jìn)馬達(dá)100，在該凹部16b以及凹部16c與轉(zhuǎn)子磁鐵50的分極位置相對的狀態(tài)下，指標(biāo)轉(zhuǎn)矩(保持轉(zhuǎn)矩)最大，因此在未施加驅(qū)動脈沖的非通電狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子5在圖1所示的凹部16b以及凹部16c與轉(zhuǎn)子磁鐵50的分極位置相對的位置磁性穩(wěn)定地停止。
[0058]2個線圈組件20 (第一線圈組件20a、第二線圈組件20b)都具有使用了強(qiáng)磁性鐵鎳合金等高透磁率材料的磁心21、通過在該磁心21上卷繞導(dǎo)線而形成的線圈22 (第一線圈22a、第二線圈 22b)。
[0059]在本實(shí)施方式中，第一線圈22a、第二線圈22b的導(dǎo)線的線徑、繞線匝數(shù)以及繞線方向相同。
[0060]并且，以下簡稱為“線圈22”時，包含第一線圈22a以及第二線圈22b。
[0061]第一線圈組件20a的磁心21的一端側(cè)，與定子主體10的中心磁軛11的伸出部Ilb通過螺絲緊固磁性地連結(jié)，第一線圈組件20a的另一端側(cè)，與定子主體10的側(cè)磁軛12a的自由端通過螺絲緊固磁性地連結(jié)。
[0062]并且，第二線圈組件20b的磁心21的一端側(cè)，與定子主體10的中心磁軛11的伸出部Ilb通過螺絲緊固磁性地連結(jié)，第二線圈組件20b的另一端側(cè)，與定子主體10的側(cè)磁軛12b的自由端通過螺絲緊固磁性地連結(jié)。
[0063]并且，定子主體10、第一線圈組件20a、第二線圈組件20b的連結(jié)方法，只要能夠?qū)⒍ㄗ又黧w10、第一線圈組件20a、第二線圈組件20b磁性地連結(jié)即可，不限于螺絲緊固。
[0064]例如，也可以是將定子主體10與第一線圈組件20a以及第二線圈組件20b焊接固定的方法等。
[0065]并且，步進(jìn)馬達(dá)100可以通過將定子主體10與2個線圈組件20固定的螺絲，固定于未圖示的裝置內(nèi)或基板上等。
[0066]在連結(jié)2個線圈組件20的磁心21的一端側(cè)的中心磁軛11的伸出部Ilb上，重疊有一對基板17、18。
[0067]基板17、18通過將定子主體10與2個線圈組件20固定的螺絲固定在定子I上。
[0068]并且，基板也可以不分割為2個而連為一體。
[0069]在基板17上，安裝第一線圈組件20a的第一線圈端子171以及第二線圈端子172。
[0070]第一線圈22a的導(dǎo)線端部24、24，分別與基板17上的第一線圈端子171、第二線圈端子172連接，第一線圈22a經(jīng)由該第一線圈端子171以及第二線圈端子172，如圖2等所示，與后述的馬達(dá)驅(qū)動電路32連接。
[0071]同樣地，在基板18上，安裝第二線圈組件20b的第一線圈端子181以及第二線圈端子182。
[0072]第一線圈22b的導(dǎo)線端部24、24，分別與基板18上的第一線圈端子181、第二線圈端子182連接，第二線圈22b經(jīng)由該第一線圈端子181以及第二線圈端子182，如圖2等所示，與馬達(dá)驅(qū)動電路32連接。
[0073]圖3A?圖3D是表示使本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)100動作的馬達(dá)驅(qū)動電路的一例的電路圖。
[0074]馬達(dá)驅(qū)動電路32將驅(qū)動脈沖向2個線圈22同時或順次地施加，如圖3A?圖3D所示，是將切換元件32a?32f (在本實(shí)施方式中為FET:場效應(yīng)晶體管)構(gòu)成為H橋型的H橋電路。
[0075]在本實(shí)施方式中，馬達(dá)驅(qū)動電路32將與第一線圈22a對應(yīng)的馬達(dá)驅(qū)動電路和與第二線圈22b對應(yīng)的馬達(dá)驅(qū)動電路并聯(lián)，將構(gòu)成各電路的一部分切換元件32a、32b共用地構(gòu)成。
[0076]具體而言，馬達(dá)驅(qū)動電路32，在第一線圈22a的第一線圈端子171以及第二線圈22b的第一線圈端子181與電源V之間配置切換元件32a，在第一線圈22a的第一線圈端子171以及第二線圈22b的第一線圈端子181與GND之間配置切換元件32b。
[0077]并且，馬達(dá)驅(qū)動電路32，在第一線圈22a的第二線圈端子172與電源V之間配置切換元件32c，在第一線圈22a的第二線圈端子172與GND之間配置切換元件32d。
[0078]同樣地，馬達(dá)驅(qū)動電路32，在第二線圈22b的第二線圈端子182與電源V之間配置切換元件32e，在第二線圈22b的第二線圈端子182與GND之間配置切換元件32f。
[0079]并且，馬達(dá)驅(qū)動電路32的構(gòu)成不限于此處例示。例如，也可以與2個線圈22對應(yīng)地分別設(shè)置各具有4個切換元件的H橋型的馬達(dá)驅(qū)動電路，將其并聯(lián)連接。
[0080]并且，如圖2所示，馬達(dá)驅(qū)動電路32，包含僅對2個線圈22中一方的線圈22施加驅(qū)動脈沖時，在施加驅(qū)動脈沖的期間，切換為使通過驅(qū)動脈沖驅(qū)動的線圈22以外的線圈22成為高阻抗?fàn)顟B(tài)的切換機(jī)構(gòu)30。
[0081]在本實(shí)施方式中，切換機(jī)構(gòu)30由切換元件32a?32f構(gòu)成。
[0082]控制裝置31以對第一線圈22a和第二線圈22b同時或順次地施加驅(qū)動脈沖的方式對馬達(dá)驅(qū)動電路32進(jìn)行控制。
[0083]具體而言，控制裝置31通過對馬達(dá)驅(qū)動電路32的切換元件32a?32f的0N/0F進(jìn)行切換，對第一線圈22a以及第二線圈22b適當(dāng)?shù)厥┘域?qū)動脈沖。
[0084]在本實(shí)施方式中，控制裝置31如后述那樣，以連續(xù)地施加3個驅(qū)動脈沖的方式對馬達(dá)驅(qū)動電路32進(jìn)行控制，從而能夠使轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)180度。
[0085]并且，在本實(shí)施方式中，控制裝置31以僅對一方的線圈22施加驅(qū)動脈沖時，使另一方的線圈22為高阻抗?fàn)顟B(tài)的方式對切換機(jī)構(gòu)30進(jìn)行控制。
[0086]控制裝置31的構(gòu)成沒有特別限定，但是例如可以由LSI (Large ScaleIntegrat1n:大規(guī)模集成電路)等構(gòu)成。
[0087]這里，參照圖3A?圖3D、圖4A?圖4C以及圖5說明用于使轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)的控制裝置31對切換元件32a?32f的0N/0FF的切換控制的一例。
[0088]圖4A?圖4C為表示使轉(zhuǎn)子5反轉(zhuǎn)(即，逆時針旋轉(zhuǎn))時的磁通的流動的圖。
[0089]圖3A?圖3C中的實(shí)線分別表示與圖4A?圖4C的各情況對應(yīng)的電流的流動。
[0090]在圖4A?圖4C中，示出以轉(zhuǎn)子磁鐵50的S極與第一磁極15a最接近的狀態(tài)(圖1所示狀態(tài))為初始位置(O度位置)，轉(zhuǎn)子從該狀態(tài)起逆時針旋轉(zhuǎn)的情況。
[0091]并且，在圖4A?圖4C中，實(shí)線箭頭表示從線圈22產(chǎn)生的磁通的方向，虛線箭頭表示在定子I中流動的磁通的流動。
[0092]在轉(zhuǎn)子磁鐵50的S極與第一磁極15a最接近而磁性地穩(wěn)定的初始狀態(tài)(圖1所示狀態(tài))下，與轉(zhuǎn)子磁鐵50的S極相對的第一磁極15a為N極，另2個極(第二磁極15b以及第三磁極15c)為S極。
[0093]從該初始狀態(tài)(初始位置)起使轉(zhuǎn)子5反轉(zhuǎn)(逆時針旋轉(zhuǎn))時，首先，如圖3A所示，控制裝置31使切換元件32a以及32d為0N，對第一線圈22a施加第一驅(qū)動脈沖(在圖5中為“第一驅(qū)動脈沖施加區(qū)間”)。
[0094]由此，在圖3A中如實(shí)線所示流動電流,如圖4A所示，從第一線圈22a產(chǎn)生如實(shí)線所示方向的磁通，沿著定子主體10以及磁心21流動如虛線所示方向的磁通。
[0095]由此第三磁極15c為N極,轉(zhuǎn)子磁鐵50的N極與第三磁極15c相斥并且被第二磁極15b吸引，從而轉(zhuǎn)子5向反轉(zhuǎn)方向開始旋轉(zhuǎn)。
[0096]接著，控制裝置31，如圖3B所示，使切換元件32e以及32b為0N，對第二線圈22b施加第二驅(qū)動脈沖(在圖5中為“第二驅(qū)動脈沖施加區(qū)間”)。
[0097]由此，在圖3B中如實(shí)線所示流動電流，如圖4B所示，從第二線圈22b產(chǎn)生如實(shí)線所示方向的磁通，沿著定子主體10以及磁心21流動如虛線所示方向的磁通。
[0098]由此第一磁極15a為S極,轉(zhuǎn)子磁鐵50的N極被第一磁極15a吸引，從而轉(zhuǎn)子5進(jìn)一步向反轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。
[0099]另外，控制裝置31，如圖3C所示，使切換元件32b、32c以及32e為0N，對2個線圈22a、22b施加第三驅(qū)動脈沖(在圖5中為“第三驅(qū)動脈沖施加區(qū)間”)。
[0100]由此，在圖3C中如實(shí)線所示流動電流，如圖4C所示，從第一線圈22a以及第二線圈22b產(chǎn)生如實(shí)線所示方向的磁通，沿著定子主體10以及磁心21流動如虛線所示方向的磁通。
[0101]由此第二磁極15b為N極，轉(zhuǎn)子磁鐵50的N極與第二磁極15b相斥并且被第一磁極15a吸引，從而轉(zhuǎn)子5進(jìn)一步向反轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn),在轉(zhuǎn)子磁鐵50的分極部分與凹部(凹口)16b、16c相對的位置(即，從初始位置旋轉(zhuǎn)-180度的位置)磁性穩(wěn)定地停止轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)。
[0102]如圖5所示，控制裝置31從對第一線圈22a施加第一驅(qū)動脈沖起不停歇地對第二線圈22b施加第二驅(qū)動脈沖，從該對第二線圈22b的驅(qū)動脈沖的施加狀態(tài)起連續(xù)地對2個線圈22a、22b施加第三驅(qū)動脈沖。
[0103]這樣，控制裝置31連續(xù)地施加3個驅(qū)動脈沖，從而使轉(zhuǎn)子5順利地旋轉(zhuǎn)180度(-180 度)。
[0104]并且，同樣地順次施加3個驅(qū)動脈沖(施加的電壓的符號相反的驅(qū)動脈沖)，從而轉(zhuǎn)子5進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)-180度，返回原本的初始狀態(tài)(初始位置)。
[0105]并且，如圖6所示，控制裝置31可以在第一驅(qū)動脈沖、第二驅(qū)動脈沖以及第三驅(qū)動脈沖的施加后，分別設(shè)置使第一線圈22a和第二線圈22b為高阻抗?fàn)顟B(tài)的惰性區(qū)間。
[0106]這樣，控制裝置31在3個驅(qū)動脈沖的施加后設(shè)置惰性區(qū)間，從而能夠以節(jié)電狀態(tài)使轉(zhuǎn)子5順利地旋轉(zhuǎn)180度(-180度)。
[0107]并且，雖然省略了圖示，但是從圖1所示初始狀態(tài)(初始位置)起使轉(zhuǎn)子5正轉(zhuǎn)時，控制裝置31首先使切換元件32a以及32f為ON而施加第一驅(qū)動脈沖。
[0108]接著，控制裝置31使切換元件32c以及32b為ON而施加第二驅(qū)動脈沖。
[0109]進(jìn)而，控制裝置31使切換元件32b、32c以及32e為ON而施加第三驅(qū)動脈沖。
[0110]由此，與使轉(zhuǎn)子5反轉(zhuǎn)時同樣地，在轉(zhuǎn)子磁鐵50的分極部分與凹部(凹口)16b、16c相對的位置(即，從初始位置起旋轉(zhuǎn)180度的位置)磁性穩(wěn)定地停止轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)。
[0111]并且，與使轉(zhuǎn)子5反轉(zhuǎn)時同樣地，進(jìn)一步順次施加3個驅(qū)動脈沖(施加的電壓的符號相反的驅(qū)動脈沖)，從而轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)180度，返回原本的初始狀態(tài)(初始位置)。
[0112]接著，參照圖3A?圖3D說明僅對一方的線圈22施加驅(qū)動脈沖時，用于使另一方的線圈22為高阻抗?fàn)顟B(tài)的控制裝置31對構(gòu)成切換機(jī)構(gòu)30的切換元件32a?32f的ON/OFF的切換控制的一例。
[0113]如圖3A所示，僅對第一線圈22a施加驅(qū)動脈沖時，控制裝置31使在第二線圈22b的第二線圈端子182與電源V之間配置的作為切換機(jī)構(gòu)30的切換元件32e為OFF。
[0114]由此，在第二線圈22b的第二線圈端子182與電源V之間配置的切換元件32e以及在第二線圈端子182與GND之間配置的切換元件32f均為0FF，向該第二線圈22b流動的電流路徑斷開(第二線圈22b模擬地從馬達(dá)驅(qū)動電路32分離)，第二線圈22b為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
[0115]并且同樣地，如圖3B所示，僅對第二線圈22b施加驅(qū)動脈沖時，控制裝置31使在第一線圈22a的第二線圈端子172與GND之間配置的作為切換機(jī)構(gòu)30的切換元件32d為OFF。
[0116]由此，在第一線圈22a的第二線圈端子172與電源V之間配置的切換元件32c以及在第二線圈端子172與GND之間配置的切換元件32d均為0FF，向該第一線圈22a流動的電流路徑斷開(第一線圈22a模擬地從馬達(dá)驅(qū)動電路32分離)，第一線圈22a為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
[0117]并且，如圖3C所示，在對第一線圈22a、第二線圈22b的兩方施加驅(qū)動脈沖時，控制裝置31不進(jìn)行使一方的線圈22為高阻抗?fàn)顟B(tài)的控制處理。
[0118]進(jìn)而，在圖3C的驅(qū)動脈沖的施加后，如圖3D所示，使在第一線圈22a的第一線圈端子171以及第二線圈22b的第一線圈端子181與電源V之間配置的作為切換機(jī)構(gòu)30的切換元件32a、在第一線圈22a的第二線圈端子172與電源V之間配置的作為切換機(jī)構(gòu)30的切換元件32c、以及在第二線圈22b的第二線圈端子182與電源V之間配置的作為切換機(jī)構(gòu)30的切換元件32e為OFF。
[0119]如圖12A?圖12C所示，僅對一方的線圈22施加驅(qū)動脈沖時，另一方的線圈22為非高阻抗?fàn)顟B(tài)時，如果對一方的線圈22施加驅(qū)動脈沖而轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)，則會在未施加驅(qū)動脈沖的另一方的線圈22中產(chǎn)生電抗，阻礙轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)并且浪費(fèi)轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)所需的電力。
[0120]這一點(diǎn)，在控制裝置31控制切換機(jī)構(gòu)30，使未施加驅(qū)動脈沖的另一方的線圈22 (在本實(shí)施方式中為第二線圈22b)為高阻抗?fàn)顟B(tài)時，即使對一方的線圈22 (在本實(shí)施方式中為第一線圈22a)施加驅(qū)動脈沖而轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)，也不會從另一方的線圈22 (在本實(shí)施方式中為第二線圈22b)產(chǎn)生電抗，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子5的高速旋轉(zhuǎn)，并且能夠減少轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)所需的電力。
[0121]并且，用于使轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)180度(-180度)的驅(qū)動脈沖的施加方式，不限于圖3A?圖3D以及圖4A?圖4C的例示。
[0122]為了使被2極磁化了的轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)，對線圈22的一方或兩方施加驅(qū)動脈沖而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)所需的轉(zhuǎn)矩。
[0123]此時，作為驅(qū)動脈沖的施加方式(施加模式)，通過對各線圈22施加或不施加驅(qū)動脈沖、施加驅(qū)動脈沖時使該驅(qū)動脈沖為正方向或負(fù)方向的組合而存在8個模式。
[0124]圖7為對8個施加模式分別表示轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生方式的圖表。
[0125]在圖7中，第一施加模式是對第一線圈22a以及第二線圈22b都施加1.0mA的驅(qū)動脈沖的模式，第二施加模式是對第一線圈22a施加LOmA的驅(qū)動脈沖而對第二線圈22b施加-1.0mA的驅(qū)動脈沖的模式，第三施加模式是僅對第一線圈22a施加1.0mA的驅(qū)動脈沖的模式，第四施加模式是對第一線圈22a施加-1.0mA的驅(qū)動脈沖而對第二線圈22b施加1.0mA的驅(qū)動脈沖的模式,第五施加模式是對第一線圈22a以及第二線圈22b都施加-1.0mA的驅(qū)動脈沖的模式，第六施加模式是僅對第一線圈22a施加-1.0mA的驅(qū)動脈沖的模式，第七施加模式是僅對第二線圈22b施加1.0mA的驅(qū)動脈沖的模式，第八施加模式是僅對第二線圈22b施加-1.0mA的驅(qū)動脈沖的模式。
[0126]如圖7所示，在各個驅(qū)動脈沖的施加模式中，轉(zhuǎn)矩的大小以及方向因轉(zhuǎn)子5的角度而不同，因此對線圈22施加驅(qū)動脈沖的施加模式，使轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)到任意的角度，因此能夠根據(jù)其目的適當(dāng)?shù)亟M合。
[0127]使轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)180度(-180度)時，一般是采用組合特定的3個模式而對線圈22施加驅(qū)動脈沖的方法，在本實(shí)施方式中，采用如上所述，在“第一驅(qū)動脈沖施加區(qū)間”以及“第二驅(qū)動脈沖施加區(qū)間”，僅對任意一方的線圈22施加驅(qū)動脈沖，在“第三驅(qū)動脈沖施加區(qū)間”，對2個線圈22的兩方施加驅(qū)動脈沖的施加模式。
[0128]并且，僅組合僅對任意一方的線圈22施加驅(qū)動脈沖的施加模式(在圖7中為第三施加模式、第六施加模式、第七施加模式、第八施加模式)也能夠使轉(zhuǎn)子5以180度(-180度)等預(yù)定的步距角旋轉(zhuǎn)。
[0129]選擇這種施加模式的組合時，對于“第一驅(qū)動脈沖施加區(qū)間”、“第二驅(qū)動脈沖施加區(qū)間”、“第三驅(qū)動脈沖施加區(qū)間”的全部區(qū)間，能夠預(yù)先使不施加驅(qū)動脈沖的線圈22為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
[0130]并且，例如在按照第三施加模式僅對第一線圈22a施加正的驅(qū)動脈沖而使轉(zhuǎn)子5順時針正轉(zhuǎn)180度后，按照第六施加模式僅對第一線圈22a施加負(fù)的驅(qū)動脈沖，則能夠進(jìn)一步使轉(zhuǎn)子5順時針正轉(zhuǎn)180度。
[0131]這樣，通過第三施加模式與第六施加模式的反復(fù)進(jìn)行來施加驅(qū)動脈沖，從而能夠僅對第一線圈22a施加驅(qū)動脈沖而持續(xù)地使轉(zhuǎn)子5以每180度順時針正轉(zhuǎn)。
[0132]因此，在轉(zhuǎn)子5的正轉(zhuǎn)中能夠預(yù)先使第二線圈22b始終為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
[0133]同樣地，在按照第七施加模式僅對第二線圈22b施加正的驅(qū)動脈沖而使轉(zhuǎn)子5逆時針反轉(zhuǎn)-180度后，按照第八施加模式僅對第二線圈22b施加負(fù)的驅(qū)動脈沖，則能夠進(jìn)一步使轉(zhuǎn)子5逆時針反轉(zhuǎn)-180度。
[0134]這樣，通過第七施加模式與第八施加模式的反復(fù)進(jìn)行來施加驅(qū)動脈沖，從而能夠僅對第二線圈22b施加驅(qū)動脈沖而持續(xù)地使轉(zhuǎn)子5以每-180度逆時針反轉(zhuǎn)。
[0135]因此，在轉(zhuǎn)子5的反轉(zhuǎn)中能夠預(yù)先使第一線圈22a始終為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
[0136]通過選擇這種施加模式的組合，能夠抑制使一方的線圈22適當(dāng)?shù)貫楦咦杩範(fàn)顟B(tài)的切換引起的電力損失、控制時間損失，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能化。
[0137]接著，對本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)100的作用，參照圖3A?圖3D以及圖4A?圖4C，以將3個驅(qū)動脈沖向2個線圈22順次或同時地施加而使轉(zhuǎn)子5向逆時針方向(反轉(zhuǎn)反向)旋轉(zhuǎn)到預(yù)定的步距角(在本實(shí)施方式中為-180度)的情況為例進(jìn)行說明。
[0138]控制裝置31，首先，如圖3A所示，在使在第一線圈22a的第一線圈端子171與電源V之間配置的切換元件32a以及在第一線圈22a的第二線圈端子172與GND之間配置的切換元件32d為0N，并且使在第一線圈22a的第二線圈端子172與電源V之間配置的切換元件32c、在第二線圈22b的第二線圈端子182與電源V之間配置的切換元件32e、在第二線圈22b的第一線圈端子181與GND之間配置的切換元件32b、以及在第二線圈22b的第二線圈端子182與GND之間配置的切換元件32f均為OFF的狀態(tài)下，對第一線圈22a施加第一驅(qū)動脈沖。
[0139]由此，如圖4A所示，轉(zhuǎn)子5向逆時針方向開始旋轉(zhuǎn)。
[0140]此時，第二線圈22b為高阻抗?fàn)顟B(tài)，因此不會從第二線圈22b產(chǎn)生電抗，第二線圈22b不會阻礙第一線圈22a對轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)作用。
[0141]接著，控制裝置31，如圖3B所示，在使在第二線圈22b的第二線圈端子182與電源V之間配置的切換元件32e以及在第二線圈22b的第一線圈端子181與GND之間配置的切換元件32b為0N，并且使在第一線圈22a的第一線圈端子171與電源V之間配置的切換元件32a、在第一線圈22a的第二線圈端子172與電源V之間配置的切換元件32c、在第一線圈22a的第二線圈端子172與GND之間配置的切換元件32d、以及在第二線圈22b的第二線圈端子182與GND之間配置的切換元件32f均為OFF的狀態(tài)下，對第二線圈22b施加第二驅(qū)動脈沖。
[0142]由此，如圖4B所示，轉(zhuǎn)子5進(jìn)一步逆時針旋轉(zhuǎn)。此時，第一線圈22a為高阻抗?fàn)顟B(tài)，不會從第一線圈22a產(chǎn)生電抗，第一線圈22a不會阻礙第二線圈22b對轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)作用。
[0143]進(jìn)而，控制裝置31，如圖3C所示，在使在第一線圈22a的第二線圈端子172與電源V之間配置的切換元件32c、在第二線圈22b的第二線圈端子182與電源V之間配置的切換元件32e、以及在第一線圈22a和第二線圈22b的第一線圈端子171、181與GND之間配置的切換元件32b為0N，并且使在第一線圈22a和第二線圈22b的第一線圈端子171、181與電源V之間配置的切換元件32a、在第一線圈22a的第二線圈端子172與GND之間配置的切換元件32d、以及在第二線圈22b的第二線圈端子182與GND之間配置的切換元件32f均為OFF的狀態(tài)下，對第一線圈22a以及第二線圈22b施加第三驅(qū)動脈沖。
[0144]由此，如圖4C所示，轉(zhuǎn)子5逆時針旋轉(zhuǎn)-180度。
[0145]如以上那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，在具備2個線圈22的步進(jìn)馬達(dá)100中，控制裝置31對構(gòu)成切換機(jī)構(gòu)30的切換元件32a?32f的0N/0FF進(jìn)行控制，從而僅對一方的線圈(例如第一線圈22a)施加驅(qū)動脈沖時，在施加驅(qū)動脈沖的期間，將通過驅(qū)動脈沖驅(qū)動的線圈(例如第一線圈22a)以外的線圈(例如第二線圈22b)切換為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
[0146]步進(jìn)馬達(dá)具備2個線圈時，以往如圖12A?圖12C所示，為使2個線圈始終與電路連接，而在2個線圈間始終電氣地形成環(huán)路的狀態(tài)，如果對一方的線圈施加驅(qū)動脈沖則會從另一方的線圈產(chǎn)生在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時妨礙其旋轉(zhuǎn)的電感。
[0147]S卩，線圈始終地與電路連接時，如果僅對一方的線圈施加驅(qū)動脈沖，轉(zhuǎn)子伴隨該線圈的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，則會伴隨該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)在另一方的線圈中產(chǎn)生妨礙轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電抗。
[0148]產(chǎn)生這種電抗時，會妨礙轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，并且浪費(fèi)使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電力，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)所需的能量增大。
[0149]這一點(diǎn)，在本實(shí)施方式中，僅對一方的線圈22(例如第一線圈22a)施加驅(qū)動脈沖時，使另一方的線圈22(例如第二線圈22b)為高阻抗?fàn)顟B(tài)，成為該該線圈22上的電流路徑斷開的狀態(tài)。
[0150]由此，不會從另一方的線圈22 (例如第二線圈22b)產(chǎn)生電抗而不會阻礙轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)，因此能夠使轉(zhuǎn)子5以預(yù)定的步距角(在本實(shí)施方式中為180度)高速旋轉(zhuǎn)。
[0151]并且，由于不會從另一方的線圈22 (例如第二線圈22b)產(chǎn)生電抗，能夠減少轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)所需能量的損失，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)馬達(dá)100的節(jié)能化。
[0152][第二實(shí)施方式]
[0153]接著，參照圖8至圖11，對本發(fā)明的步進(jìn)馬達(dá)的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。并且，本實(shí)施方式僅定子側(cè)靜止部以及轉(zhuǎn)子的構(gòu)成與第一實(shí)施方式不同，因此以下特別對與第一實(shí)施方式的區(qū)別點(diǎn)進(jìn)行說明。
[0154]圖8為本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)的俯視圖。
[0155]如圖8所示，本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)200，與第一實(shí)施方式同樣地構(gòu)成為包含:具備有3個磁軛(即中心磁軛11、側(cè)磁軛12a、側(cè)磁軛12b)的定子主體10和2個線圈組件20 (第一線圈組件20a以及第二線圈組件20b)的定子I ;可旋轉(zhuǎn)地容納于定子主體10的轉(zhuǎn)子容納部14中的轉(zhuǎn)子5等。
[0156]在本實(shí)施方式中，在定子主體10上，在勵磁狀態(tài)下，沿著容納于轉(zhuǎn)子容納部14中的轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)子磁鐵50的外周，中心磁軛11側(cè)的第一磁極15a、側(cè)磁軛12a側(cè)的第二磁極15b、側(cè)磁軛12b側(cè)的第三磁極15c的3個磁極15大致按照120度均勻地露出。
[0157]這樣，在本實(shí)施方式中，沿著轉(zhuǎn)子磁鐵50的外周,將第一磁極15a、第二磁極15b、第三磁極15c的3個磁極15大致按照120度均勻地配置，因此在不向線圈22通電的非通電狀態(tài)下，從轉(zhuǎn)子磁鐵50產(chǎn)生的磁通穩(wěn)定地圍繞磁極15的位置(即，轉(zhuǎn)子磁鐵50的S極.Ν極任一極與定子主體10的任一磁極15對置的位置)按照60度均勻地露出。
[0158]因此，在該按照60度的位置，轉(zhuǎn)子5的止動(detent)轉(zhuǎn)矩(靜止轉(zhuǎn)矩)增大。
[0159]并且，定子I上形成有第一凹部(即，凹口 ；notch)19。第一凹部19是維持轉(zhuǎn)子5的靜止?fàn)顟B(tài)的定子側(cè)靜止部。
[0160]定子側(cè)靜止部，在定子主體10的3個磁軛(即，中心磁軛11、側(cè)磁軛12a、側(cè)磁軛12b)上露出的各磁極15 (第一磁極15a、第二磁極15b、第三磁極15c)的與轉(zhuǎn)子磁鐵50相對一側(cè)的磁極頂點(diǎn)，并且能夠伴隨轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)子側(cè)靜止部即任一第二凹部52(52a、52b)相對的位置配置。
[0161]在本實(shí)施方式中，與3個磁極15 (第一磁極15a、第二磁極15b、第三磁極15c)對應(yīng)地，在轉(zhuǎn)子容納部14的內(nèi)周面，大致按照120度周期地設(shè)有3個第一凹部19 (第一凹部19a、19b、19c)。
[0162]另外，在本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子磁鐵50上，在其外周面且各磁極(S極以及N極)的轉(zhuǎn)子磁鐵50的周向的大致中央部(即，各磁極的頂點(diǎn))，分別形成有第二凹部(即，凹口 ；notch) 52 (第二凹部 52a、52b)。
[0163]第二凹部52是維持轉(zhuǎn)子5的靜止?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn)子側(cè)靜止部。
[0164]在本實(shí)施方式中，任一第二凹部52(第二凹部52a、52b)在與定子I側(cè)的任一第一凹部16(第一凹部19a、19b、19c)相對的位置配置時，作用較大的指標(biāo)轉(zhuǎn)矩(保持轉(zhuǎn)矩)，轉(zhuǎn)子5維持在該位置停止的狀態(tài)。
[0165]如前所述那樣，第一凹部19a、19b、19c大致按照120度周期地設(shè)置，第二凹部52a、52b分別在被2極磁化了的轉(zhuǎn)子磁鐵50的各磁極的頂點(diǎn)設(shè)置，因此任一第二凹部52(第二凹部52a、52b)與定子I側(cè)的任一第一凹部16 (第一凹部19a、19b、19c)相對的位置每旋轉(zhuǎn)60度時露出。
[0166]因此，本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)200，對線圈22每施加I次驅(qū)動脈沖時，則轉(zhuǎn)子5以每60度的步距角旋轉(zhuǎn)。
[0167]并且，控制裝置31或馬達(dá)驅(qū)動電路32等其它構(gòu)成，與第一實(shí)施方式是同樣的，因此對同一部件附加同一符號而省略其說明。
[0168]接著，對本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)200的作用，參照圖9A?圖9C以及圖10進(jìn)行說明。
[0169]在圖9A?圖9C中，示出以轉(zhuǎn)子磁鐵50的S極與第一磁極15a最接近的狀態(tài)(圖8所示狀態(tài))為初始位置，轉(zhuǎn)子從該狀態(tài)起逆時針旋轉(zhuǎn)的情況。并且，在圖9A?圖9C中，實(shí)線箭頭表示從線圈22產(chǎn)生的磁通的方向，虛線箭頭表示在定子I中流動的磁通的流動。
[0170]在轉(zhuǎn)子磁鐵50的S極與第一磁極15a最接近而磁性穩(wěn)定的初始狀態(tài)(圖1所示狀態(tài))下，與轉(zhuǎn)子磁鐵50的S極相對的第一磁極15a為N極,另2個極(第二磁極15b以及第三磁極15c)為S極。
[0171]從該初始狀態(tài)(初始位置)起使轉(zhuǎn)子5反轉(zhuǎn)(逆時針旋轉(zhuǎn))60度時，控制裝置31與第一實(shí)施方式中圖3A所示同樣地，在使在第一線圈22a的第一線圈端子171與電源V之間配置的切換元件32a以及在第一線圈22a的第二線圈端子172與GND之間配置的切換元件32d均為0N，并且使在第一線圈22a的第二線圈端子172與電源V之間配置的切換元件32c、在第二線圈22b的第二線圈端子182與電源V之間配置的切換元件32e、在第二線圈22b的第一線圈端子181與GND之間配置的切換元件32b、以及在第二線圈22b的第二線圈端子182與GND之間配置的切換元件32f均為OFF的狀態(tài)下，對第一線圈22a施加第一驅(qū)動脈沖(在圖10中為“第一驅(qū)動脈沖施加區(qū)間”)。
[0172]由此，如圖9A所示，從第一線圈22a產(chǎn)生如實(shí)線所示方向的磁通，沿著定子主體10以及磁心21流動如虛線所示方向的磁通。
[0173]由此第三磁極15c為N極，轉(zhuǎn)子磁鐵50的N極與第三磁極15c相斥并且被第二磁極15b吸引，轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)。
[0174]此時，第二線圈22b為高阻抗?fàn)顟B(tài)，因此不會從第二線圈22b產(chǎn)生電抗，第二線圈22b不會阻礙第一線圈22a對轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)作用。
[0175]并且，當(dāng)轉(zhuǎn)子5從初始位置旋轉(zhuǎn)-60度時，則第一凹部19b與第二凹部52b相對，轉(zhuǎn)子5在該位置磁性穩(wěn)定地停止旋轉(zhuǎn)。
[0176]接著，控制裝置31與第一實(shí)施方式中圖3B所示同樣地，在使在第二線圈22b的第二線圈端子182與電源V之間配置的切換元件32e以及在第二線圈22b的第一線圈端子181與GND之間配置的切換元件32b為0N，并且使在第一線圈22a的第一線圈端子171與電源V之間配置的切換元件32a、在第一線圈22a的第二線圈端子172與電源V之間配置的切換元件32c、在第一線圈22a的第二線圈端子172與GND之間配置的切換元件32d、以及在第二線圈22b的第二線圈端子182與GND之間配置的切換元件32f均為OFF的狀態(tài)下，對第二線圈22b施加第二驅(qū)動脈沖(在圖10中為“第二驅(qū)動脈沖施加區(qū)間”)。
[0177]由此，如圖9B所示，從第二線圈22b產(chǎn)生如實(shí)線所示方向的磁通，沿著定子主體10以及磁心21流動如虛線所示方向的磁通。
[0178]由此第一磁極15a成為S極,轉(zhuǎn)子磁鐵50的S極與第一磁極15a相斥并且被第三磁極15c吸引，轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)。
[0179]此時，第一線圈22a為高阻抗?fàn)顟B(tài)，因此不會從第一線圈22a產(chǎn)生電抗，第一線圈22a不會阻礙第二線圈22b對轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)作用。
[0180]并且，當(dāng)轉(zhuǎn)子5從初始位置旋轉(zhuǎn)-120度時，則第一凹部19c與第二凹部52a相對，轉(zhuǎn)子5在該位置磁性穩(wěn)定地停止旋轉(zhuǎn)。
[0181]進(jìn)而，控制裝置31與第一實(shí)施方式中圖3C所示同樣地，在使在第一線圈22a的第二線圈端子172與電源V之間配置的切換元件32c、在第二線圈22b的第二線圈端子182與電源V之間配置的切換元件32e、以及在第一線圈22a以及第二線圈22b的第一線圈端子171，181與GND之間配置的切換元件32b為0N，并且使在第一線圈22a和第二線圈22b的第一線圈端子171、181與電源V之間配置的切換元件32a、在第一線圈22a的第二線圈端子172與GND之間配置的切換元件32d、以及在第二線圈22b的第二線圈端子182與GND之間配置的切換元件32f均為OFF的狀態(tài)下，對第一線圈22a以及第二線圈22b施加第三驅(qū)動脈沖(在圖10中為“第三驅(qū)動脈沖施加區(qū)間”)。
[0182]由此，如圖9C所示，從第一線圈22a以及第二線圈22b產(chǎn)生如實(shí)線所示方向的磁通，沿著定子主體10以及磁心21流動如虛線所示方向的磁通。
[0183]由此第二磁極15b為N極，轉(zhuǎn)子磁鐵50的N極與第二磁極15b相斥并且被第一磁極15a吸引，從而轉(zhuǎn)子5進(jìn)一步向反轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。
[0184]并且，當(dāng)轉(zhuǎn)子5從初始位置旋轉(zhuǎn)-180度時，則第一凹部19a與第二凹部52b相對，轉(zhuǎn)子5在該位置磁性穩(wěn)定地停止旋轉(zhuǎn)。
[0185]并且，關(guān)于使轉(zhuǎn)子5以每次60度順時針正轉(zhuǎn)的情況，各切換元件32a?32f的ON/OFF控制方式，也與第一實(shí)施方式所示相同而省略其說明。
[0186]如圖10所示，控制裝置31首先對第一線圈22a施加第一驅(qū)動脈沖，接著對第二線圈22b施加第二驅(qū)動脈沖，進(jìn)而對2個線圈22a、22b施加第三驅(qū)動脈沖。
[0187]這樣，通過對各線圈22順次或同時地逐個施加驅(qū)動脈沖，能夠使轉(zhuǎn)子5以每次60度(-60度)的步距角準(zhǔn)確地旋轉(zhuǎn)。
[0188]并且，如圖11所示，控制裝置31可以在第一驅(qū)動脈沖、第二驅(qū)動脈沖以及第三驅(qū)動脈沖的施加后，分別設(shè)置使第一線圈22a和第二線圈22b為高阻抗?fàn)顟B(tài)的惰性區(qū)間。
[0189]這樣，控制裝置31在3個驅(qū)動脈沖的施加后設(shè)置惰性區(qū)間，從而能夠以節(jié)能狀態(tài)使轉(zhuǎn)子5順利地旋轉(zhuǎn)60度(-60度)。
[0190]并且,關(guān)于其它方面，與第一實(shí)施方式是同樣的而省略其說明。
[0191]如以上那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，除了能夠獲得與第一實(shí)施方式同樣的效果以外，還能夠獲得以下的效果。
[0192]即，在本實(shí)施方式的構(gòu)成中，能夠使轉(zhuǎn)子5以60度為一個單位(I個步距)高精度地旋轉(zhuǎn)，因此能夠精細(xì)地控制旋轉(zhuǎn)角度。
[0193]例如，作為使鐘表的指針運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動源等使用步進(jìn)馬達(dá)100時，轉(zhuǎn)子5以180度步距旋轉(zhuǎn)時，如果不使用齒輪而大幅減速，則無法減小指針的運(yùn)轉(zhuǎn)角度。
[0194]S卩，例如轉(zhuǎn)子5以180度步距旋轉(zhuǎn)時，為了使指針以I度步距動作而需要進(jìn)行1/180的減速。
[0195]與此相對，如本實(shí)施方式這樣，在使轉(zhuǎn)子5能夠以60度為一個單位旋轉(zhuǎn)時，例如為了使指針以I度步距動作而進(jìn)行1/60的減速即可，即使不使用大量齒輪而大幅減速，也能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)的運(yùn)轉(zhuǎn)角度等。
[0196]并且，一般地作為使以6度步距動作的秒針運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動源等，如果使用本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)200，則能夠?qū)崿F(xiàn)向2度步距的變換，因此不易在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生抖動，能夠使指針順利地運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0197]這樣，在本實(shí)施方式中，用于進(jìn)行減速的齒輪等的零件數(shù)量較少即可，因此能夠抑制裝置成本。
[0198]并且，能夠減少齒輪等的零件數(shù)量，因此能夠高效地利用裝入步進(jìn)馬達(dá)200的裝置內(nèi)的空間，能夠?qū)崿F(xiàn)裝入步進(jìn)馬達(dá)200的裝置的小型化、薄型化。
[0199]并且，這樣構(gòu)成與步進(jìn)馬達(dá)100連接的調(diào)速機(jī)構(gòu)的齒輪等機(jī)械零件較少即可，從而能夠減輕齒隙的累積等，能夠使通過步進(jìn)馬達(dá)200驅(qū)動的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等的精度提高。
[0200]并且，在本實(shí)施方式中，定子側(cè)靜止部是在轉(zhuǎn)子容納部14的內(nèi)周面設(shè)置的第一凹部16，轉(zhuǎn)子側(cè)靜止部是在轉(zhuǎn)子磁鐵50的外周面在各磁極的頂點(diǎn)設(shè)置的第二凹部52，因此能夠通過比較容易的加工設(shè)置用于使轉(zhuǎn)子可靠地靜止的裝置。
[0201]并且，為了制造多極磁化的轉(zhuǎn)子而需要復(fù)雜而昂貴的模具或磁化機(jī)，但是在本實(shí)施方式中使用2極磁化的轉(zhuǎn)子磁鐵50。
[0202]因此，能夠?qū)崿F(xiàn)以60度為一個單位的旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)馬達(dá)200為簡單構(gòu)成，能夠比較容易且廉價地制造。
[0203]并且，以上對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于這些實(shí)施方式，在不脫離其要點(diǎn)的范圍內(nèi)，當(dāng)然可以進(jìn)行各種變形。
[0204]例如，在上述各實(shí)施方式中，以步進(jìn)馬達(dá)具備2個線圈22(即，第一線圈22a、第二線圈22b)，切換機(jī)構(gòu)30，在對2個線圈22中一方的線圈22 (例如第一線圈22a)施加驅(qū)動脈沖時，在施加驅(qū)動脈沖的期間，將另一方線圈22(例如第二線圈22b)切換為高阻抗?fàn)顟B(tài)的情況為例進(jìn)行了說明，但是步進(jìn)馬達(dá)不限于具備2個線圈。
[0205]在具備3個以上的線圈并通過對這些線圈同時或順次地施加驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動，使轉(zhuǎn)子以預(yù)定的步距角旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)馬達(dá)的情況下，在對這多個線圈中一部分線圈施加驅(qū)動脈沖時，切換機(jī)構(gòu)在施加驅(qū)動脈沖的期間，將通過驅(qū)動脈沖驅(qū)動的線圈以外的全部其它線圈切換為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
[0206]并且，在上述各實(shí)施方式中，以僅對一方的線圈22 (例如第一線圈22a)施加驅(qū)動脈沖時，在施加該驅(qū)動脈沖的期間，以持續(xù)地使另一方的線圈22(例如第二線圈22b)為高阻抗?fàn)顟B(tài)的方式控制切換機(jī)構(gòu)30的0N/0FF的情況為例，但是切換機(jī)構(gòu)30的0N/0FF控制不限于此處例示。
[0207]例如，切換機(jī)構(gòu)30，在向一方的線圈22 (例如第一線圈22a)的驅(qū)動脈沖的施加結(jié)束，轉(zhuǎn)子5僅以預(yù)定的步距角(例如60度)旋轉(zhuǎn)移動時，將其它線圈22 (例如第二線圈22b)從高阻抗?fàn)顟B(tài)切換為接地(GND)狀態(tài)，這樣對切換機(jī)構(gòu)30的ON/OFF進(jìn)行控制。
[0208]這樣，進(jìn)行在向一方的線圈22 (例如第一線圈22a)的驅(qū)動脈沖的施加結(jié)束，轉(zhuǎn)子5僅以任意的步距角旋轉(zhuǎn)的定時，將其它線圈22(例如第二線圈22b)從高阻抗?fàn)顟B(tài)切換為接地狀態(tài)的切換控制時，能夠獲得轉(zhuǎn)子5的自由振動引起的反電動勢等。
[0209]并且，在上述各實(shí)施方式中，以定子主體10、第一線圈組件20a以及第二線圈組件20b分別獨(dú)立形成，它們彼此磁性地耦合而構(gòu)成定子I的情況為例進(jìn)行了說明，但是定子I的構(gòu)成不限于此處例示。
[0210]例如，定子可以由定子主體和具備連成一體的長條的磁心的I個線圈組件構(gòu)成。
[0211]此時，定子主體與本實(shí)施方式同樣地具備中心磁軛和一對側(cè)磁軛時，例如將線圈組件的磁心的大致中央部與定子主體的中心磁軛磁性地連結(jié)，在該耦合部分的兩側(cè)設(shè)置第一線圈以及第二線圈，將磁心的一端側(cè)與一方的側(cè)磁軛的一端磁性地連結(jié)，將磁心的另一端側(cè)與另一方的側(cè)磁軛的一端磁性地連結(jié)。
[0212]在定子為這種構(gòu)成時，與將線圈組件以一對構(gòu)成時相比能夠減少零件數(shù)量。
[0213]并且，作為定子還可以將定子主體、第一線圈組件以及第二線圈組件全部一體地構(gòu)成。
[0214]此時例如將定子主體與第一線圈組件以及第二線圈組件的磁心作為一體的部件形成。
[0215]并且，定子以及構(gòu)成其的定子主體、第一線圈組件、第二線圈組件的形狀、構(gòu)成等，不限于上述各實(shí)施方式所示者，能夠適當(dāng)?shù)刈冃巍?br> [0216]并且，上述第一實(shí)施方式以及第二實(shí)施方式的定子側(cè)靜止部、第二實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子側(cè)靜止部，只要能夠獲得用于維持轉(zhuǎn)子5的靜止?fàn)顟B(tài)的足夠的指標(biāo)轉(zhuǎn)矩(保持轉(zhuǎn)矩)即可，其形狀等不限于各實(shí)施方式中的例示。
[0217]并且，在上述各實(shí)施方式中，以步進(jìn)馬達(dá)100、200驅(qū)動鐘表的指針的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的情況為例進(jìn)行了說明。
[0218]S卩，本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)100、200例如圖13所示，在具備模擬顯示部501的鐘表500中，在構(gòu)成使指針502(在圖13中僅示出時針和分針，并且指針不限于圖示例)運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(輪系機(jī)構(gòu))503的齒輪上連結(jié)轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)支軸51。
[0219]由此，當(dāng)步進(jìn)馬達(dá)100、200的轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)時，在模擬顯示部501上指針502經(jīng)由運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)503以指針軸504為中心旋轉(zhuǎn)。
[0220]這樣，將本實(shí)施方式的步進(jìn)馬達(dá)100、200作為驅(qū)動鐘表的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的馬達(dá)適用時，即使在具備2個線圈22的情況下，也能夠簡單并且準(zhǔn)確地進(jìn)行轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)檢測，能夠進(jìn)行步進(jìn)馬達(dá)100、200的高精度的旋轉(zhuǎn)控制，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0221]并且，步進(jìn)馬達(dá)100、200不限于驅(qū)動鐘表的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可以作為各種設(shè)備的驅(qū)動源適用。
[0222]另外，本發(fā)明不限于上述各實(shí)施方式，可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更。
[0223]以上，對本發(fā)明的幾個實(shí)施方式進(jìn)行了說明，本發(fā)明的范圍不限于上述實(shí)施方式，包含權(quán)利要求書中記載的發(fā)明的范圍及其等價的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種步進(jìn)馬達(dá)，具備多個線圈，通過對這些線圈同時或順次地施加驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動，從而使轉(zhuǎn)子以預(yù)定的步距角旋轉(zhuǎn)，其特征在于， 具備切換機(jī)構(gòu)，在僅對上述多個線圈中一部分的線圈施加上述驅(qū)動脈沖時，在施加上述驅(qū)動脈沖的期間，該切換機(jī)構(gòu)切換為使通過上述驅(qū)動脈沖驅(qū)動的上述線圈以外的其它線圈成為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)馬達(dá)，其特征在于， 上述轉(zhuǎn)子在徑向上2極被磁化， 上述多個線圈為第一線圈和第二線圈， 上述切換機(jī)構(gòu)，在僅對上述第一線圈施加上述驅(qū)動脈沖時，在施加上述驅(qū)動脈沖的期間，切換為使上述其它線圈即上述第二線圈成為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)馬達(dá)，其特征在于， 設(shè)置在施加上述驅(qū)動脈沖后使上述多個線圈成為高阻抗?fàn)顟B(tài)的惰性區(qū)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)馬達(dá)，其特征在于， 上述切換機(jī)構(gòu)，當(dāng)上述轉(zhuǎn)子僅旋轉(zhuǎn)移動上述預(yù)定的步距角時，則切換為使上述其它線圈為接地狀態(tài)。
5.—種鐘表,其特征在于,具備: 步進(jìn)馬達(dá)，該步進(jìn)馬達(dá)具備多個線圈，通過對這些線圈同時或順次地施加驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動，從而使轉(zhuǎn)子以預(yù)定的步距角旋轉(zhuǎn)，該步進(jìn)馬達(dá)還具備切換機(jī)構(gòu)，在僅對上述多個線圈中一部分的線圈施加上述驅(qū)動脈沖時，在施加上述驅(qū)動脈沖的期間，該切換機(jī)構(gòu)切換為使通過上述驅(qū)動脈沖驅(qū)動的上述線圈以外的其它線圈成為高阻抗?fàn)顟B(tài)； 指針；以及 與上述指針連結(jié)并通過上述步進(jìn)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行驅(qū)動的輪系機(jī)構(gòu)。
【文檔編號】G04C3/14GK104467345SQ201410483675
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月20日
【發(fā)明者】齊藤雄太, 川口洋平 申請人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會社