特開 2024-64362 マグネット、ステッピングモータおよび時計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024064362

(43)【公開日】2024-05-14

(54)【発明の名称】マグネット、ステッピングモータおよび時計

(51)【国際特許分類】

   H02K 37/14 20060101AFI20240507BHJP

   H02K 37/16 20060101ALI20240507BHJP

【ＦＩ】

H02K37/14 K

H02K37/16 K

H02K37/14 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022172902

(22)【出願日】2022-10-28

(71)【出願人】

【識別番号】500198210

【氏名又は名称】セイコータイムクリエーション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】中山 功介

(72)【発明者】

【氏名】岡本 治雄

(57)【要約】

【課題】ロータの静止位置を安定させることができるマグネットを提供する。
【解決手段】マグネット３０は、ステッピングモータ１のロータ５用のマグネットであって、ロータ５の回転軸線Ｏの軸方向から見て円形の外周面３３と、軸方向に直交する第１径方向に並ぶ一対の磁極３５と、回転軸線Ｏを挟んで軸方向および第１径方向に直交する第２径方向の両側に設けられた一対の非極部３７と、非極部３７と回転軸線Ｏとの間に形成され、外周面３３に開口しない肉抜き部３９と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステッピングモータのロータ用のマグネットであって、
前記ロータの回転軸線の軸方向から見て円形の外周面と、
前記軸方向に直交する第１径方向に並ぶ一対の磁極と、
前記回転軸線を挟んで前記軸方向および前記第１径方向に直交する第２径方向の両側に設けられた一対の非極部と、
前記非極部と前記回転軸線との間に形成され、前記外周面に開口しない肉抜き部と、
を備えるマグネット。

【請求項2】

ステッピングモータのロータ用のマグネットであって、
前記ロータの回転軸線の軸方向から見て円形の外周面と、
前記軸方向に直交する第１径方向に並ぶ一対の磁極と、
前記回転軸線を挟んで前記軸方向および前記第１径方向に直交する第２径方向の両側に設けられた一対の非極部と、
前記非極部と前記回転軸線との間に形成された肉抜き部と、
を備え、
前記非極部を０とする角度位置を変数とする正弦関数が定義され、
正規化された前記外周面における磁束密度の絶対値は、前記磁極から離れるに従い前記正弦関数の値の絶対値と比較して急峻に減少しているとともに、前記非極部から離れるに従い前記正弦関数の値の絶対値と比較してなだらかに増加している、
マグネット。

【請求項3】

前記軸方向から見て前記回転軸線を通り、前記一対の磁極の間を前記第２径方向に延びる仮想境界線が定義され、
前記肉抜き部は、前記仮想境界線上に形成されている、
請求項１または請求項２に記載のマグネット。

【請求項4】

前記軸方向から見て前記回転軸線を通り、前記一対の磁極の間を前記第２径方向に延びる仮想境界線が定義され、
前記肉抜き部は、前記仮想境界線に対して線対称に配置されている、
請求項１または請求項２に記載のマグネット。

【請求項5】

前記肉抜き部は、前記マグネットを貫通している、
請求項１または請求項２に記載のマグネット。

【請求項6】

前記肉抜き部は、前記マグネットを非貫通である、
請求項１または請求項２に記載のマグネット。

【請求項7】

請求項１または請求項２に記載のマグネットを有するロータと、
前記マグネットの周囲に配設され、コイルにより励磁される一対の励磁極と、
前記一対の励磁極のそれぞれに設けられ、前記回転軸線に向けて突出するとともに前記回転軸線を挟んで互いに対向する一対の主極と、
前記一対の励磁極のそれぞれに設けられ、前記回転軸線に向けて突出するとともに前記回転軸線を挟んで互いに対向し、前記主極よりも前記回転軸線に対して離間した一対の補極と、
を備えるステッピングモータ。

【請求項8】

請求項７に記載のステッピングモータと、
前記ステッピングモータに駆動される指針と、
を備える時計。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マグネット、ステッピングモータおよび時計に関するものである。

【背景技術】

【0002】

永久磁石形のステッピングモータは、ロータがその回転軸線と同軸に配置された円柱状のマグネットを有し、マグネットの周囲に配置された励磁極の極性を変化させることで、ロータを回転させる（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－２３６６５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、従来のステッピングモータでは、ロータの静止位置を安定させるために、マグネットの外形を非円形状とする場合がある。この場合には、マグネットの磁極の磁束密度が磁極の周囲の磁束密度に対してより大きくなるようにマグネットの外形を設定することで、ステータコアの特定箇所にマグネットの磁極が確実に向かい合うようになり、ロータの静止位置が安定する。しかしながら、マグネットの外周形状を非円形状とすると、マグネットの金型の設計段階ではマグネットの磁気特性を調整することが難しい。すなわち、非円形状のマグネットに所望の磁気特性を持たせる場合には、マグネットの金型の設計が困難となる可能性がある。したがって、従来のステッピングモータにおいては、静止位置が安定するロータを容易に得ることができる技術の開発が望まれている。

【0005】

そこで本発明は、ロータの静止位置を安定させることができるマグネット、並びにそのマグネットを備えたステッピングモータおよび時計を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様に係るマグネットは、ステッピングモータのロータ用のマグネットであって、前記ロータの回転軸線の軸方向から見て円形の外周面と、前記軸方向に直交する第１径方向に並ぶ一対の磁極と、前記回転軸線を挟んで前記軸方向および前記第１径方向に直交する第２径方向の両側に設けられた一対の非極部と、前記非極部と前記回転軸線との間に形成され、前記外周面に開口しない肉抜き部と、を備える。

【0007】

第１の態様によれば、マグネットの磁界の指向性を高めることができる。これにより、非極部近傍とステータとの間に作用する引力が小さくなる。さらに、肉抜き部がマグネットの外周面に開口しないので、マグネットの金型をその内周面が全周にわたって一様に延びるように設計することが可能となる。よって、所望の磁気特性を有するマグネットを比較的容易に設計できる。したがって、ステータの特定箇所にマグネットの磁極が確実に向かい合い、静止位置が安定するロータを得ることができる。

【0008】

本発明の第２の態様に係るマグネットは、ステッピングモータのロータ用のマグネットであって、前記ロータの回転軸線の軸方向から見て円形の外周面と、前記軸方向に直交する第１径方向に並ぶ一対の磁極と、前記回転軸線を挟んで前記軸方向および前記第１径方向に直交する第２径方向の両側に設けられた一対の非極部と、前記非極部と前記回転軸線との間に形成された肉抜き部と、を備え、前記非極部を０とする角度位置を変数とする正弦関数が定義され、正規化された前記外周面における磁束密度の絶対値は、前記磁極から離れるに従い前記正弦関数の値の絶対値と比較して急峻に減少しているとともに、前記非極部から離れるに従い前記正弦関数の値の絶対値と比較してなだらかに増加している。

【0009】

第２の態様によれば、マグネットの磁界の指向性を高めることができる。これにより、非極部近傍とステータとの間に作用する引力が小さくなる。さらに、肉抜き部がマグネットの外周面に開口しないので、マグネットの金型をその内周面が全周にわたって一様に延びるように設計することが可能となる。したがって、所望の磁気特性を有するマグネットを容易に製造できる。したがって、ステータの特定箇所にマグネットの磁極が確実に向かい合い、静止位置が安定するロータを得ることができる。

【0010】

本発明の第３の態様に係るマグネットは、上記第１の態様または第２の態様に係るマグネットにおいて、前記軸方向から見て前記回転軸線を通り、前記一対の磁極の間を前記第２径方向に延びる仮想境界線が定義され、前記肉抜き部は、前記仮想境界線上に形成されていてもよい。

【0011】

第３の態様によれば、肉抜き部のないマグネットに対し、非極部における半径を減少させる改変を加えた構成と実質的に近しくなる。すなわち、一対の磁極間に長軸を有する平面視楕円形状のマグネットと同様に、マグネットの磁界の指向性を高めることができる。したがって、上述した作用効果を奏することができる。

【0012】

本発明の第４の態様に係るマグネットは、上記第１の態様から第３の態様のいずれかの態様に係るマグネットにおいて、前記軸方向から見て前記回転軸線を通り、前記一対の磁極の間を前記第２径方向に延びる仮想境界線が定義され、前記肉抜き部は、前記仮想境界線に対して線対称に配置されていてもよい。

【0013】

第４の態様によれば、マグネット内の磁力線の分布が軸方向から見て仮想境界線に対して線対称となるので、非極部近傍においてマグネットの外周面における磁束密度の絶対値を、非極部から各磁極側に離れるに従い対称に減少させることができる。これにより、非極部近傍とステータとの間に作用する引力によってロータの２つの静止位置が互いに１８０°ずれた位置から偏ることを抑制できる。したがって、１ステップ毎に確実に１８０°回転するロータを形成できる。

【0014】

本発明の第５の態様に係るマグネットは、上記第１の態様から第４の態様のいずれかの態様に係るマグネットにおいて、前記肉抜き部は、前記マグネットを貫通していてもよい。

【0015】

第５の態様によれば、肉抜き部の深さの寸法誤差が生じないので、肉抜き部が非貫通の構成と比較して、製造誤差等によるマグネットの磁気特性の変化を生じにくくすることができる。

【0016】

本発明の第６の態様に係るマグネットは、上記第１の態様から第４の態様のいずれかの態様に係るマグネットにおいて、前記肉抜き部は、前記マグネットを非貫通であってもよい。

【0017】

第６の態様によれば、肉抜き部の底部に肉が残るので、肉抜き部が貫通孔とされた構成と比較して、肉抜き部を設けたことによるマグネットの強度低下を抑制できる。

【0018】

本発明の第７の態様に係るステッピングモータは、上記第１の態様から第６の態様のいずれかの態様に係るマグネットを有するロータと、前記マグネットの周囲に配設され、コイルにより励磁される一対の励磁極と、前記一対の励磁極のそれぞれに設けられ、前記回転軸線に向けて突出するとともに前記回転軸線を挟んで互いに対向する一対の主極と、前記一対の励磁極のそれぞれに設けられ、前記回転軸線に向けて突出するとともに前記回転軸線を挟んで互いに対向し、前記主極よりも前記回転軸線に対して離間した一対の補極と、を備える。

【0019】

第７の態様によれば、磁界の指向性が高められたマグネットを有するので、マグネットの非極部近傍と励磁極の補極との間に作用する引力を小さくできる。さらに、マグネットの磁極と励磁極の補極との間に作用する引力を小さくできる。以上により、励磁極の主極にマグネットの磁極を確実に向かい合わせて、ロータの静止位置を安定させることができる。したがって、起動電圧の上昇および消費電力の増大を抑制できるとともに、駆動対象の動作不良の発生を抑制できるステッピングモータを提供できる。

【0020】

本発明の第８の態様に係る時計は、上記第７の態様に係るステッピングモータと、前記ステッピングモータに駆動される指針と、を備える。

【0021】

第８の態様によれば、消費電力が低く、かつ指針の動作不良を抑制された時計を提供できる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、ロータの静止位置を安定させることができるマグネットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施形態の時計を示す正面図である。

【図2】第１実施形態に係るステッピングモータを示す平面図である。

【図3】第１実施形態に係るステッピングモータのうちロータ周辺を拡大して示す平面図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線における断面図である。

【図5】マグネットの磁気特性を示すグラフである。

【図6】第１実施形態の変形例に係るマグネットの断面図であって、図４に対応する図である。

【図7】第２実施形態に係るマグネットを示す平面図である。

【図8】第３実施形態に係るマグネットを示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。

【0025】

［第１実施形態］
図１は、実施形態の時計を示す正面図である。
本実施形態の時計１００は、図示しないケース裏蓋およびガラス１０２からなる時計ケース１０１内に、指針１１０（時針１１１、分針１１２、および秒針１１３）と、指針１１０と協働して時刻に関する情報を示す文字板１２０と、指針駆動用のステッピングモータ１を含む図示しないムーブメントと、を備えている。

【0026】

図２は、第１実施形態に係るステッピングモータを示す平面図である。
図２に示すように、ステッピングモータ１は、ステータ３と、円柱状のマグネット３０を有し、ステータ３に対して回転軸線Ｏを中心に回転可能に配設されたロータ５と、を備える。

【0027】

ステータ３は、コイル１０と、コイル１０が巻回された磁心１２と、ロータ５のマグネット３０の周囲に配置された一対の励磁極１４と、磁心１２の両端から延びて励磁極１４に１つずつ接続する一対のサイドヨーク１８Ａ，１８Ｂと、を備える。本実施形態では、磁心１２、励磁極１４およびサイドヨーク１８Ａ，１８Ｂは、回転軸線Ｏの軸方向に厚みを有する単一の金属板により、一体的に形成されている。以下の説明では、磁心１２、励磁極１４およびサイドヨーク１８Ａ，１８Ｂからなる部材をステータコア２０と称する。ステータコア２０は、例えばパーマロイ等の高透磁率材料を用いた板材により形成されている。

【0028】

磁心１２は、軸方向から見た平面視で、第１方向Ｘに延びている。磁心１２には、コイル１０が巻回されている。

【0029】

一対のサイドヨーク１８Ａ，１８Ｂは、第１サイドヨーク１８Ａおよび第２サイドヨーク１８Ｂである。第１サイドヨーク１８Ａは、磁心１２の一端部から第１方向Ｘに延びている。第２サイドヨーク１８Ｂは、磁心１２の他端部から平面視で第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙに延びた後、第１サイドヨーク１８Ａの延出方向と同じ方向に屈曲し、磁心１２および第１サイドヨーク１８Ａと略平行に延びている。各サイドヨーク１８Ａ，１８Ｂの先端部には、励磁極１４が設けられている。

【0030】

図３は、第１実施形態に係るステッピングモータのうちロータ周辺を拡大して示す平面図である。図３では、ロータ５が後述する静止位置にある状態を示している。
図３に示すように、各励磁極１４は、第１サイドヨーク１８Ａまたは第２サイドヨーク１８Ｂを介して、コイル１０に磁気的に結合している。一対の励磁極１４は、回転軸線Ｏを挟んで互いに対向するように配置されている。励磁極１４には、平面視でマグネット３０の一部を受け入れる凹部１５が形成されている。

【0031】

各励磁極１４には、主極２２および補極２５が設けられている。主極２２および補極２５は、凹部１５の内周縁１６に設けられている。主極２２および補極２５は、凹部１５の内周縁１６から回転軸線Ｏに突出している。

【0032】

主極２２は、凹部１５の内周縁１６のうち、ロータ５の正転方向の端部に設けられている。なお、ロータ５の正転方向は、図３に示す矢印の如く、ステッピングモータ１が搭載される時計の指針を時計回りに回転させる方向である。主極２２における回転軸線Ｏ側の端部２３は、回転軸線Ｏを中心とする円弧状に延びている。

【0033】

補極２５は、凹部１５の内周縁１６のうち、主極２２とは回転軸線Ｏ回りの周方向に間隔をあけた箇所に設けられている。補極２５は、凹部１５の内周縁１６のうち、ロータ５の正転方向とは反対方向の端部に設けられている。補極２５における回転軸線Ｏ側の端部２６は、回転軸線Ｏを中心とする円弧状に延びている。補極２５における回転軸線Ｏ側の端部２６は、主極２２における回転軸線Ｏ側の端部２３よりも回転軸線Ｏに対して離間している。

【0034】

各励磁極１４に主極２２および補極２５が設けられたことで、ステータコア２０には一対の主極２２および一対の補極２５が設けられている。一対の主極２２は、回転軸線Ｏを挟んで互いに対向している。一対の主極２２は、回転軸線Ｏに対して線対称に形成されている。一対の補極２５は、回転軸線Ｏを挟んで互いに対向している。一対の補極２５は、回転軸線Ｏに対して線対称に形成されている。

【0035】

このように構成されたステータ３は、コイル１０から磁束が生じると、磁心１２およびサイドヨーク１８Ａ，１８Ｂに沿って磁束が流れる。そして、コイル１０への通電状態に応じて、励磁極１４の極性が切り替えられる。ステータ３は、一対の励磁極１４の間に磁界を発生させる。

【0036】

ロータ５は、径方向に２極に着磁されることにより磁気的な極性を持つ。マグネット３０は、一対の励磁極１４の間に配置されている。マグネット３０は、ロータ５のシャフトが挿通されるシャフト孔３１と、平面視で円形の外周面３３と、軸方向に直交する磁化方向（第１径方向）に並ぶ一対の磁極３５と、回転軸線Ｏを挟んで軸方向および磁化方向に直交する方向（第２径方向）の両側に設けられた一対の非極部３７と、非極部３７と回転軸線Ｏとの間に形成された肉抜き部３９と、を有する。

【0037】

シャフト孔３１は、回転軸線Ｏと同軸の円孔である。外周面３３は、全周にわたって軸方向に一定の幅を有し、平面視で一定の曲率で全周にわたって延びている。

【0038】

一対の磁極３５は、Ｎ極およびＳ極である。本実施形態では、マグネット３０の磁化方向と平行、かつ平面視で回転軸線Ｏを通る仮想直線Ｌ１と、外周面３３とが交差する箇所を磁極３５と定義する。また、マグネット３０のうち平面視で仮想直線Ｌ１を挟む半円状の両部を、それぞれマグネット３０の半部３０ｈと称する。

【0039】

非極部３７は、外周面３３の一部である。非極部３７は、磁極３５に対して回転軸線Ｏを中心に９０°ずれた位置にある。ここで、平面視で回転軸線Ｏを通り、一対の磁極３５の間を軸方向および磁化方向に直交する方向に延びる仮想境界線Ｌ２を定義する。

【0040】

肉抜き部３９は、回転軸線Ｏと各非極部３７との間に少なくとも１つずつ形成されている。本実施形態では、肉抜き部３９は、マグネット３０の各半部３０ｈに１つずつ形成されている。肉抜き部３９は、シャフト孔３１とは別に設けられている。肉抜き部３９は、外周面３３に開口しないように形成されている。換言すると、肉抜き部３９は、平面視で外周面３３よりも内側に形成されている。これにより、外周面３３は、穴および欠けの無い、全周にわたって一定の幅で均一に延びる柱面とされている。

【0041】

図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線における断面図である。
図４に示すように、肉抜き部３９は、マグネット３０のうち軸方向を向く少なくとも一端面に開口しているとともに、軸方向に窪んでいる。本実施形態では、肉抜き部３９は、マグネット３０を軸方向に貫通し、マグネット３０の両端面に開口している。

【0042】

図３に示すように、肉抜き部３９は、平面視で仮想境界線Ｌ２上に形成されている。肉抜き部３９は、平面視で仮想直線Ｌ１に重ならないように設けられている。マグネット３０の各半部３０ｈにおいて、肉抜き部３９は、平面視で仮想境界線Ｌ２に対して線対称に形成されている。図示の例では、肉抜き部３９は、平面視円形状である。マグネット３０の一方の半部３０ｈに形成された肉抜き部３９と、マグネット３０の他方の半部３０ｈに形成された肉抜き部３９とは、回転軸線Ｏに対して互いに線対称、かつ平面視で仮想直線Ｌ１に対して線対称に形成されている。

【0043】

ロータ５の磁気ポテンシャルは、ロータ５の角度位置に応じて変化する。ロータ５は、最も磁気ポテンシャルが低くなる位置、すなわち磁力による吸引が最も強くなる位置で安定して静止する。以下、ロータ５が制止する位置を静止位置と称する。ロータ５の磁気ポテンシャルは、マグネット３０の磁極３５が主極２２に最も近接する状態で最も低くなる。このため、静止位置は、平面視で一対の主極２２を結ぶ線分に仮想直線Ｌ１が略平行となる角度位置である。実質的には、静止位置は、主極２２における回転軸線Ｏ側の端部２３の中心にマグネット３０の磁極３５が最も近接する位置である。ただし静止位置は、磁極３５と補極２５との間に作用する引力により、主極２２における回転軸線Ｏ側の端部２３の中心から例えば正転方向に僅かにずれた箇所にマグネット３０の磁極３５が最も近接する位置であってもよい。マグネット３０が静止位置にあるとき、非極部３７は、補極２５における回転軸線Ｏ側の端部２６の中心からずれた位置にある。図示の例では、マグネット３０が静止位置にあるとき、非極部３７は、補極２５における回転軸線Ｏ側の端部２６の中心からロータ５の正転方向にずれた位置にある。

【0044】

本実施形態のマグネット３０の作用について説明する。
図５は、マグネットの磁気特性を示すグラフである。図５において、横軸は一方の非極部３７を基準にした場合の角度位置、縦軸はマグネット３０の外周面３３における磁束密度を正規化した値を示している。図５において０°（３６０°）および１８０°の角度位置はそれぞれ非極部３７に相当し、９０°および２７０°の角度位置は磁極３５に相当する。また、図５において実線は実施例、一点鎖線は比較例、破線は比較用の正弦曲線を示している。実施例のマグネットは、本実施形態のマグネット３０に相当する。比較例のマグネットは、本実施形態の肉抜き部３９が形成されていない点を除き、実施例のマグネットと同様に形成されている。比較用の正弦曲線は、非極部を０とする角度位置を変数とする正弦関数に基づくものである。

【0045】

図５に示すように、実施例および比較例のいずれにおいても、磁極で磁束密度が極値を取り、非極部で磁束密度が０になっている。さらに、比較例のマグネットでは、正規化された磁束密度の絶対値が磁極近傍で磁極から離れるに従い正弦関数の値の絶対値と比較してなだらかに減少しているとともに、非極部近傍で非極部から離れるに従い正弦関数の値の絶対値と比較して急峻に増加している。これに対し、実施例のマグネットでは、正規化された磁束密度の絶対値が磁極近傍で磁極から離れるに従い正弦関数の値の絶対値と比較して急峻に減少しているとともに、非極部近傍で非極部から離れるに従い正弦関数の値の絶対値と比較してなだらかに増加している。すなわちマグネット３０に肉抜き部３９を設けることで、肉抜き部３９が形成されていない構成と比較して、マグネット３０の外周面３３における磁束密度の値の絶対値は、磁極３５から離れるに従い大きく減少し、かつ非極部３７から離れるに従い緩やかに増加するようになった。

【0046】

以上に説明したように、本実施形態のマグネット３０は、磁化方向に並ぶ一対の磁極３５と、回転軸線Ｏを挟んで軸方向および磁化方向に直交する方向の両側に設けられた一対の非極部３７と、非極部３７と回転軸線Ｏとの間に形成され、外周面３３に開口しない肉抜き部３９と、を備える。この構成によれば、マグネット３０の磁界の指向性を高めることができる。これにより、非極部３７近傍とステータ３との間に作用する引力が小さくなる。さらに、肉抜き部３９がマグネット３０の外周面３３に開口しないので、マグネット３０の金型をその内周面が全周にわたって一様に延びるように設計することが可能となる。よって、所望の磁気特性を有するマグネット３０を比較的容易に設計できる。したがって、ステータ３の主極２２にマグネット３０の磁極３５が確実に向かい合い、静止位置が安定するロータ５を得ることができる。

【0047】

また、マグネット３０の正規化された外周面３３における磁束密度の絶対値は、磁極３５から離れるに従い正弦関数の値の絶対値と比較して急峻に減少しているとともに、非極部３７から離れるに従い正弦関数の値の絶対値と比較してなだらかに増加している。この構成によれば、非極部３７近傍とステータ３との間に作用する引力が小さくなるので、上述した作用効果を奏することができる。

【0048】

さらに、平面視で回転軸線Ｏを通り、一対の磁極３５の間を磁化方向に直交する方向に延びる仮想境界線Ｌ２が定義され、肉抜き部３９は仮想境界線Ｌ２上に形成されている。この構成によれば、肉抜き部のないマグネットに対し、非極部における半径を減少させる改変を加えた構成と実質的に近しくなる。すなわち、一対の磁極間に長軸を有する平面視楕円形状のマグネットと同様に、マグネット３０の磁界の指向性を高めることができる。したがって、上述した作用効果を奏することができる。

【0049】

また、肉抜き部３９は、仮想境界線Ｌ２に対して線対称に配置されている。この構成によれば、マグネット３０内の磁力線の分布が軸方向から見て仮想境界線Ｌ２に対して線対称となるので、非極部３７近傍においてマグネット３０の外周面３３における磁束密度の絶対値を、非極部３７から各磁極３５側に離れるに従い対称に減少させることができる。これにより、非極部３７近傍とステータ３との間に作用する引力によってロータ５の２つの静止位置が互いに１８０°ずれた位置から偏ることを抑制できる。したがって、１ステップ毎に確実に１８０°回転するロータ５を形成できる。

【0050】

肉抜き部３９は、マグネット３０を貫通している。この構成によれば、肉抜き部３９の深さの寸法誤差が生じないので、肉抜き部が非貫通の構成と比較して、製造誤差等によるマグネット３０の磁気特性の変化を生じにくくすることができる。

【0051】

ステッピングモータ１は、ロータ５と、マグネット３０の周囲に配設され、コイル１０により励磁される一対の励磁極１４と、一対の励磁極１４のそれぞれに設けられ、回転軸線Ｏに向けて突出するとともに回転軸線Ｏを挟んで互いに対向する一対の主極２２と、一対の励磁極１４のそれぞれに設けられ、回転軸線Ｏに向けて突出するとともに回転軸線Ｏを挟んで互いに対向し、主極２２よりも回転軸線Ｏに対して離間した一対の補極２５と、を備える。この構成によれば、磁界の指向性が高められたマグネット３０を有するので、マグネット３０の非極部３７近傍と励磁極１４の補極２５との間に作用する引力を小さくできる。さらに、マグネット３０の磁極３５と励磁極１４の補極２５との間に作用する引力を小さくできる。以上により、励磁極１４の主極２２にマグネット３０の磁極３５を確実に向かい合わせて、ロータ５の静止位置を安定させることができる。したがって、通常の駆動パルスの印加によりロータ５を確実に回転させることが可能となり、起動電圧の上昇および消費電力の増大を抑制できるとともに、駆動対象の動作不良の発生を抑制できる。

【0052】

そして、本実施形態の時計１００は、上述したステッピングモータ１を備えるので、消費電力が低く、かつ指針１１０の動作不良を抑制できる。

【0053】

なお上記第１実施形態では、肉抜き部３９がマグネット３０を軸方向に貫通しているが、この構成に限定されない。図６に示すように、肉抜き部３９は、マグネット３０Ａを非貫通であってもよい。この構成によれば、肉抜き部３９の底部に肉が残るので、肉抜き部が貫通孔とされた構成と比較して、肉抜き部３９を設けたことによるマグネット３０Ａの強度低下を抑制できる。

【0054】

［第２実施形態］
次に、図７を参照して、第２実施形態について説明する。なお、以下で説明する以外の構成は、第１実施形態と同様である。

【0055】

図７は、第２実施形態に係るマグネットを示す平面図である。
図７に示すように、マグネット３０Ｂは、第１実施形態の肉抜き部３９に代えて、平面視で非円形状の肉抜き部３９Ａを備える。図示の例では、肉抜き部３９Ａは、平面視楕円形状に形成されている。肉抜き部３９Ａは、平面視で長手方向が磁化方向に一致するように形成されている。マグネット３０Ｂの各半部３０ｈにおいて、肉抜き部３９Ａは、平面視で仮想境界線Ｌ２に対して線対称に形成されている。

【0056】

本実施形態においても、マグネット３０Ｂに肉抜き部３９Ａを設けることで、マグネット３０Ｂの外周面３３における磁束密度は、磁極３５から離れるに従い大きく減少し、かつ非極部３７から離れるに従い緩やかに増加するようになった。したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。なお肉抜き部３９Ａは、マグネット３０Ｂを貫通していてもよいし、非貫通であってもよい。

【0057】

［第３実施形態］
次に、図８を参照して、第３実施形態について説明する。なお、以下で説明する以外の構成は、第１実施形態と同様である。

【0058】

図８は、第３実施形態に係るマグネットを示す平面図である。
図８に示すように、マグネット３０Ｃは、第１実施形態の肉抜き部３９に代えて、回転軸線Ｏと各非極部３７との間に複数ずつ形成された肉抜き部３９Ｂを備える。本実施形態では、肉抜き部３９Ｂは、マグネット３０Ｃの各半部３０ｈに２つずつ形成されている。肉抜き部３９Ｂは、平面視で仮想境界線Ｌ２上を避けるように配置されている。肉抜き部３９Ｂは、平面視円形状である。マグネット３０Ｃの各半部３０ｈにおいて、肉抜き部３９Ｂは、平面視で仮想境界線Ｌ２に対して線対称に配置されている。マグネット３０Ｃの一方の半部３０ｈに形成された肉抜き部３９Ｂと、マグネット３０Ｃの他方の半部３０ｈに形成された肉抜き部３９Ｂとは、回転軸線Ｏに対して互いに線対称に配置されている。

【0059】

本実施形態においても、マグネット３０Ｃに肉抜き部３９Ｂを設けることで、マグネット３０Ｃの外周面３３における磁束密度は、磁極３５から離れるに従い大きく減少し、かつ非極部３７から離れるに従い緩やかに増加するようになった。したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。なお肉抜き部３９Ｂは、マグネット３０Ｃを貫通していてもよいし、非貫通であってもよい。

【0060】

なお上記第３実施形態では、マグネット３０Ｃの各半部３０ｈにおいて肉抜き部３９Ｂが２つずつ形成されているが、肉抜き部は３つ以上形成されていてもよい。また、マグネットの各半部において１以上の肉抜き部が仮想境界線Ｌ２上に形成されていてもよい。さらに、マグネットの各半部において複数の肉抜き部が仮想境界線Ｌ２上に形成されている場合、マグネットの一方の半部に形成された肉抜き部と、マグネットの他方の半部に形成された肉抜き部とが、回転軸線Ｏに対して互いに線対称に配置されていれば、仮想境界線Ｌ２上には貫通構造を有する肉抜き部と、非貫通構造を有する肉抜き部とが混在していてもよい。

【0061】

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各実施形態および変形例を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0062】

１…ステッピングモータ ５…ロータ １０…コイル １４…励磁極 ２２…主極 ２５…補極 ３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…マグネット ３３…外周面 ３５…磁極 ３７…非極部 ３９，３９Ａ，３９Ｂ…肉抜き部 １００…時計 １１０…指針 ３７…非極部 Ｌ２…仮想境界線 Ｏ…回転軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】