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特許7449131ステータ、ステッピングモータ、ムーブメント、時計およびステータの製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-05
(45)【発行日】2024-03-13
(54)【発明の名称】ステータ、ステッピングモータ、ムーブメント、時計およびステータの製造方法
(51)【国際特許分類】
H02K 37/16 20060101AFI20240306BHJP
H02K 15/02 20060101ALI20240306BHJP
【ＦＩ】
H02K37/16 B
H02K15/02 D
H02K37/16 X
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2020045143
(22)【出願日】2020-03-16
(65)【公開番号】P2021150970
(43)【公開日】2021-09-27
【審査請求日】2023-01-11
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000002325
【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社
(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】山本 幸祐
(72)【発明者】
【氏名】松村 裕明
(72)【発明者】
【氏名】大村 龍弥
(72)【発明者】
【氏名】竹内 均
【審査官】佐藤 彰洋
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０６８７２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０７９０４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２１９３４１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｋ ３７／１６
Ｈ０２Ｋ １５／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロータ用貫通孔が形成され、前記ロータ用貫通孔の周囲に磁路が形成され、Ｆｅ－Ｎｉ合金からなるステータ用の磁性板材と、前記貫通孔の周囲に設けられ、コイルによる励磁により前記貫通孔の周囲に磁極を発生させる非磁性領域を備え、
前記非磁性領域が、前記磁性板材の一方の表面側から厚さ方向に沿って他方の表面側に向かうにつれて断面積が小さくなり、前記磁性板材の他方の表面側に到達していない、クロムペーストの溶融凝固物からなる非磁性溶融部と、その周囲に重量比１５％以上のクロムを拡散させた領域からなり、
前記一方の表面側に露出した前記非磁性溶融部の一部に突出部を有し、前記突出部に前記磁性板材の一方の表面からの突出高さ２０～６０μｍの平坦部を有するステータ。
【請求項2】
前記磁性板材がパーマロイからなることを特徴とする請求項１に記載のステータ。
【請求項3】
前記平坦部が光入射により５０％以上の反射光が戻る光沢を有するプレス面を備えた請求項１または請求項２に記載のステータ。
【請求項4】
前記非磁性溶融部の底部側が前記磁性板材の他方の表面に到達されておらず、前記非磁性溶融部の底部側であって前記磁性板材の他方の表面側に前記非磁性溶融部を有していない磁気結合部を有する請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のステータ。
【請求項5】
前記ロータ用貫通孔の周囲であって、前記磁性板材の前記一方の表面側に凹部が形成され、該凹部内に前記非磁性溶融部が形成された請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のステータ。
【請求項6】
前記磁性板材の前記他方の表面は、ムーブメントの地板に組み付けられた場合に前記地板に対向する地板面であり、前記磁性板材の前記一方の表面は、輪列面である、請求項１～請求項５のいずれか一項に記載のステータ。
【請求項7】
請求項１～請求項６のいずれか一項に記載のステータと、前記貫通孔に配置されたロータとを備えた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の動力を伝達する輪列を備えた時計用ムーブメント。
【請求項9】
請求項８に記載の時計用ムーブメントを備えた時計。
【請求項10】
ロータ用貫通孔が形成され、前記ロータ用貫通孔の周囲に磁路が形成され、Ｆｅ－Ｎｉ合金からなるステータ用の磁性板材と、前記貫通孔の周囲に設けられ、コイルによる励磁により前記貫通孔の周囲に磁極を発生させる非磁性領域を備え、前記非磁性領域が、前記磁性板材の一方の表面側から厚さ方向に沿って他方の表面側に向かうにつれて断面積が小さくなり、前記磁性板材の他方の表面側に到達していない、クロムペーストの溶融凝固物からなる非磁性溶融部と、その周囲に重量比１５％以上のクロムを拡散させた領域からなり、前記一方の表面側に露出した前記非磁性溶融部の一部に突出部を有し、前記突出部に前記磁性板材の一方の表面からの突出高さ２０～６０μｍの平坦部を有するステータの製造方法であって、前記磁性板材の一方の表面側であって前記ロータ用貫通孔の周囲にクロムを塗布し、
前記クロムが塗布された位置に、前記一方の表面側からレーザーを照射することにより、前記一方の表面から突出する突出部を含み、前記ステータの一部を非磁性化した非磁性溶融部を形成し、
前記突出部の突出先端側を押圧機器の先端部で押圧し、前記押圧機器の先端部が前記磁性板材の表面に触れないように前記磁性板材の表面からの高さ方向の距離において２０～６０μｍの位置まで前記押圧機器の先端部で押圧し、前記突出高さ２０～６０μｍの平坦部を形成するステータの製造方法。
【請求項11】
前記磁性板材がパーマロイからなることを特徴とする請求項１０に記載のステータの製造方法。
【請求項12】
前記平坦部を、光入射により５０％以上の反射光が戻る光沢を有するプレス面となるように形成する、請求項１０または請求項１１に記載のステータの製造方法。
【請求項13】
前記平坦部を形成する際に、前記突出部の突出側先端を押圧機器で押圧する場合、先端部が平面である押圧用パンチ、および前記押圧用パンチで押圧する領域の周囲を押さえるプレート部、を備えた押圧機器を用い、前記押圧用パンチの先端部が前記磁性板材の表面に２０～６０μｍの間隔をあけるように離間した状態となるように前記押圧用パンチにより前記突出部の突出側先端を押圧し、前記平坦部を形成する請求項１０～請求項１２のいずれか一項に記載のステータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステータ、ステッピングモータ、ムーブメント、時計およびステータの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、時針や分針等の指針をモータ駆動装置により回転駆動するアナログ電子時計が利用されている。また、この種のアナログ電子時計ではモータ駆動装置としてステッピングモータが広く一般に用いられている。
ステッピングモータは、ロータ用貫通孔及びロータの停止位置を決める位置決め部（内ノッチ）を有するステータと、ロータ用貫通孔内に回転可能に配設されたロータと、ステータに設けられたコイルとを有している。
ステッピングモータは、ロータ用貫通孔及びロータの停止位置を決める位置決め部（内ノッチ）を有するステータと、ロータ用貫通孔内に回転可能に配設されたロータと、ステータに設けられたコイルとを有している。
【0003】
通常、ステッピングモータでは、ロータ用貫通孔周りの２か所（１８０度間隔）において、幅を狭くした幅狭部を設け、磁束を飽和させやすくした一体型のステータが用いられている。この構造によって、ロータを駆動させる漏洩磁束が得やすくなる。
【0004】
さらに、ロータ用貫通孔の周囲に設けられた磁路の一部に、非磁性材料であるＣｒの溶融凝固部からなるＣｒ拡散領域を形成し、当該領域の透磁率を低減させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の技術では、まず、Ｆｅ－Ｎｉ合金板に対し打ち抜き加工を行い、ロータ用貫通孔と該貫通孔の周囲に配置された磁路と幅狭部を有するステータ素材を形成する。
次に、ステータ素材の一部に溶融拡散用のクロム材を配置し、当該クロム材にレーザーを照射して磁路の内部にクロムを溶融拡散させ、幅狭部に非磁性領域であるクロム拡散領域を形成する。なお、幅狭部の幅は、例えば０．１ｍｍ程度である。また、クロムを溶融させるため、レーザーによる加熱温度は、クロムの融点以上、例えば１９００℃を上回る温度に設定する。
特許文献１の技術では、まず、Ｆｅ－Ｎｉ合金板に対し打ち抜き加工を行い、ロータ用貫通孔と該貫通孔の周囲に配置された磁路と幅狭部を有するステータ素材を形成する。
次に、ステータ素材の一部に溶融拡散用のクロム材を配置し、当該クロム材にレーザーを照射して磁路の内部にクロムを溶融拡散させ、幅狭部に非磁性領域であるクロム拡散領域を形成する。なお、幅狭部の幅は、例えば０．１ｍｍ程度である。また、クロムを溶融させるため、レーザーによる加熱温度は、クロムの融点以上、例えば１９００℃を上回る温度に設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１６－１３６８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に記載の技術によると、ステータ表面に溶融拡散用のクロム材を配置し、レーザーを照射するため、レーザー照射面には溶融拡散に起因し、微細な突起（ドロス）が生じる。この突起の存在によってステータの総厚が大きくなるため、ステータの突起と、ステータの上側に設置される輪列が干渉し、運針異常を引き起こすおそれがある。なお、突起を設ける位置をステータの反対側（下側）の面とすることも可能であるが、その場合はステータを支持する地板と突起の干渉が問題となり、ステータを安定支持できなくなるおそれがある。
ステータと輪列との干渉を防ぐため、突起を除去するための加工を施すことも考えられるが、微細な突起を除去するには相当の手間とコストがかかるので現実的ではない問題がある。
ステータと輪列との干渉を防ぐため、突起を除去するための加工を施すことも考えられるが、微細な突起を除去するには相当の手間とコストがかかるので現実的ではない問題がある。
【0007】
本発明は、上述の問題に鑑み、レーザーによる溶融処理に伴って生じた突起と輪列との干渉の問題を解消し、突起に影響されることなく組み立てができるステータ、ステッピングモータ、ムーブメント、時計およびステータの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
「１」前記課題を解決するため、本発明の一形態に係るステータは、ロータ用貫通孔が形成され、前記ロータ用貫通孔の周囲に磁路が形成され、Ｆｅ－Ｎｉ合金からなるステータ用の磁性板材と、前記貫通孔の周囲に設けられ、コイルによる励磁により前記貫通孔の周囲に磁極を発生させる非磁性領域を備え、前記非磁性領域が、前記磁性板材の一方の表面側から厚さ方向に沿って他方の表面側に向かうにつれて断面積が小さくなり、前記磁性板材の他方の表面側に到達していない、クロムペーストの溶融凝固物からなる非磁性溶融部と、その周囲に重量比１５％以上のクロムを拡散させた領域からなり、前記一方の表面側に露出した前記非磁性溶融部の一部に突出部を有し、前記突出部に前記磁性板材の一方の表面からの突出高さ２０～６０μｍの平坦部を有することを特徴とする。
【0009】
本形態では、非磁性溶融部を有するが、磁性板材の一方の表面側に突出させた非磁性溶融部における突出部の高さを６０μｍ以下の平坦部とするため、ステータを時計のムーブメントに組み付けた場合、隣接する輪列との干渉を回避できる。また、ステータの反対側の面に非磁性溶融部の突出部を設けることもできるが、この場合は、隣接する地板との干渉を回避でき、地板によるステータの安定支持が可能となる。従って、ステータを時計のムーブメントに組み込む場合、非磁性溶融部の突出部の存在に影響されることなく適用ができる。
磁路の一部に非磁性溶融部を設けることにより、当該領域で消費される磁束を大幅に低減でき、ロータ駆動のための漏洩磁束を効率よく確保できる。また、磁気ポテンシャルの損失を防止することができ、ロータを磁気的に停止（静止）・保持させるための保持力を高めることができる。
磁路の一部に非磁性溶融部を設けることにより、当該領域で消費される磁束を大幅に低減でき、ロータ駆動のための漏洩磁束を効率よく確保できる。また、磁気ポテンシャルの損失を防止することができ、ロータを磁気的に停止（静止）・保持させるための保持力を高めることができる。
【0010】
「２」前記一形態のステータでは、前記磁性板材がパーマロイからなる構成にできる。
「３」前記一形態のステータでは、前記平坦部に光入射により５０％以上の反射光が戻る光沢を有するプレス面を備えた構成とすることができる。
「３」前記一形態のステータでは、前記平坦部に光入射により５０％以上の反射光が戻る光沢を有するプレス面を備えた構成とすることができる。
【0011】
本形態では、光沢を有するプレス面の存在が平坦部を有することの確証となる。例えば、プレスにより確実に平坦部を形成できたか否かを光沢を有するプレス面の存在確認により確認できる。このため、検査工程などで光沢を有するプレス面を光学的に観察することで、平坦部を形成できたか否か検査可能となり、突出部を備えた非磁性溶融部を有するステータの良品検査を簡単かつ確実になし得る。
【0012】
「４」前記一形態のステータでは、前記非磁性溶融部の底部側が前記磁性板材の他方の表面に到達されておらず、前記非磁性溶融部の底部側であって前記磁性板材の他方の表面側に前記非磁性溶融部を有していない磁気結合部を有する構成を採用できる。
【0013】
本形態では、非磁性溶融部を設けた領域が非磁性溶融部とそれに隣接する磁気結合部で連続一体化されているので、非磁性溶融部を設けた部分に機械的に弱い部分を有していない。よって、非磁性溶融部を設けた領域に強度的に弱い部分を有しないステータを提供できる。
非磁性溶融部の底部側に磁気結合部を有するので磁気結合部の存在により磁気的に安定したステータを提供できる。また、前記磁性板材の一方の表面側から厚さ方向に沿って他方の表面側に向かうにつれて断面積が小さくなる非磁性溶融部を有する構造であれば、非磁性溶融部の底部側の窄まった部分において磁気的な近接効果が生じ、磁気的安定性を高めたステータを提供できる。
非磁性溶融部の底部側に磁気結合部を有するので磁気結合部の存在により磁気的に安定したステータを提供できる。また、前記磁性板材の一方の表面側から厚さ方向に沿って他方の表面側に向かうにつれて断面積が小さくなる非磁性溶融部を有する構造であれば、非磁性溶融部の底部側の窄まった部分において磁気的な近接効果が生じ、磁気的安定性を高めたステータを提供できる。
【0014】
「５」前記一形態のステータでは、前記ロータ用貫通孔の周囲であって、前記磁性板材の前記一方の表面側に凹部が形成され、該凹部内に前記非磁性溶融部が形成された構成を採用できる。
【0015】
凹部内に非磁性溶融部を設けるならば、レーザー照射により加熱溶融させて非磁性溶融部を形成する場合、溶融部分が凹部の内部に収まり易いので、非磁性溶融部が凹部内に確実に納まった構造を得やすい。
【0017】
磁性板材がパーマロイからなることで透磁率の高い磁性板材とすることができ、非磁性溶融部を利用し、容易に漏れ磁界を利用することができる。非磁性溶融部にクロムを含むことで、レーザー照射によるクロムの溶融拡散を利用し、目的の非磁性溶融部を得ることができる。
【0018】
「６」前記一形態のステータにおいて、前記磁性板材の前記他方の表面は、ムーブメントの地板に組み付けられた場合に前記地板に対向する地板面であり、前記磁性板材の前記一方の表面は、輪列面である、構成を採用できる。
非磁性溶融部の突出部をステータの輪列側の面に設ける場合は、６０μｍ以下の高さの突出部であるならば、輪列との干渉をなくすることができる。非磁性溶融部の突出部をステータの地板側の面に設ける場合は、６０μｍ以下の高さの突出部であるならば、地板との干渉をなくすることができ、地板によりステータを安定的支持できる。
非磁性溶融部の突出部をステータの輪列側の面に設ける場合は、６０μｍ以下の高さの突出部であるならば、輪列との干渉をなくすることができる。非磁性溶融部の突出部をステータの地板側の面に設ける場合は、６０μｍ以下の高さの突出部であるならば、地板との干渉をなくすることができ、地板によりステータを安定的支持できる。
【0019】
「７」本発明の一形態に係るステッピングモータは、前記ステータと、前記貫通孔に配置されたロータとを備えた構成を採用できる。
「８」本発明の一形態に係る時計用ムーブメントは、前記ステッピングモータと、前記ステッピングモータの動力を伝達する輪列を備えた構成を採用できる。
「９」本発明の一形態に係る時計は、前記時計用ムーブメントを備えた構成を採用できる。
「８」本発明の一形態に係る時計用ムーブメントは、前記ステッピングモータと、前記ステッピングモータの動力を伝達する輪列を備えた構成を採用できる。
「９」本発明の一形態に係る時計は、前記時計用ムーブメントを備えた構成を採用できる。
【0020】
「１０」」本発明の一形態に係るステータの製造方法は、ロータ用貫通孔が形成され、前記ロータ用貫通孔の周囲に磁路が形成され、Ｆｅ－Ｎｉ合金からなるステータ用の磁性板材と、前記貫通孔の周囲に設けられ、コイルによる励磁により前記貫通孔の周囲に磁極を発生させる非磁性領域を備え、前記非磁性領域が、前記磁性板材の一方の表面側から厚さ方向に沿って他方の表面側に向かうにつれて断面積が小さくなり、前記磁性板材の他方の表面側に到達していない、クロムペーストの溶融凝固物からなる非磁性溶融部と、その周囲に重量比１５％以上のクロムを拡散させた領域からなり、前記一方の表面側に露出した前記非磁性溶融部の一部に突出部を有し、前記突出部に前記磁性板材の一方の表面からの突出高さ２０～６０μｍの平坦部を有するステータの製造方法であって、前記磁性板材の一方の表面側であって前記ロータ用貫通孔の周囲にクロムを塗布し、 前記クロムが塗布された位置に、前記一方の表面側からレーザーを照射することにより、前記一方の表面から突出する突出部を含み、前記ステータの一部を非磁性化した非磁性溶融部を形成し、前記突出部の突出先端側を押圧機器で押圧し、前記押圧機器が前記磁性板材の表面に触れないように前記磁性板材の表面からの高さ方向の距離において２０～６０μｍの位置まで前記押圧機器で押圧し、前記突出高さ２０～６０μｍの平坦部を形成することを特徴とする。
【0021】
レーザー加工による非磁性溶融部の形成後に突出部の先端側を押圧機器で押圧することにより、磁性板材の表面からの突出高さを６０μｍ以下に抑えたステータを得ることができる。
このステータであれば、非磁性溶融部の突出部をステータの輪列側の面に設ける場合、６０μｍ以下の高さの突出部を有するが、輪列との干渉をなくすることができる。非磁性溶融部の突出部をステータの地板側の面に設ける場合、６０μｍ以下の高さの突出部を有するが、地板との干渉をなくすることができ、地板によりステータを安定的支持できる。
このステータであれば、非磁性溶融部の突出部をステータの輪列側の面に設ける場合、６０μｍ以下の高さの突出部を有するが、輪列との干渉をなくすることができる。非磁性溶融部の突出部をステータの地板側の面に設ける場合、６０μｍ以下の高さの突出部を有するが、地板との干渉をなくすることができ、地板によりステータを安定的支持できる。
【0022】
「１１」本発明の一形態に係るステータの製造方法では、前記磁性板材がパーマロイからなることが好ましい。
「１２」本発明の一形態に係るステータの製造方法では、前記平坦部を、光入射により５０％以上の反射光が戻る光沢を有するプレス面となるように形成することが好ましい。
「１２」本発明の一形態に係るステータの製造方法では、前記平坦部を、光入射により５０％以上の反射光が戻る光沢を有するプレス面となるように形成することが好ましい。
【0023】
光沢を有するプレス面を有するステータであれば、プレス面の存在が平坦部を有することの確証となる。例えば、プレスにより確実に平坦部を形成できたか否かについて、光沢を有するプレス面の存在確認により確認できる。このため、検査工程などで光沢を有するプレス面を光学的に観察することで、平坦部を形成できたか否か検査可能となり、突出部を備えた非磁性溶融部を有するステータの良品検査を簡単かつ確実になし得る。
【0024】
「１３」本発明の一形態に係るステータの製造方法では、前記平坦部を形成する際に、前記突出部の突出側先端を押圧機器で押圧する場合、先端部が平面である押圧用パンチ、および前記押圧用パンチで押圧する領域の周囲を押さえるプレート部、を備えた押圧機器を用い、
前記押圧用パンチの先端部が前記磁性板材の表面に２０～６０μｍの間隔をあけるように離間した状態となるように前記押圧用パンチにより前記突出部の突出側先端を押圧し、前記平坦部を形成することが望ましい。
前記押圧用パンチの先端部が前記磁性板材の表面に２０～６０μｍの間隔をあけるように離間した状態となるように前記押圧用パンチにより前記突出部の突出側先端を押圧し、前記平坦部を形成することが望ましい。
【0025】
突出部周囲の材料平坦部を金型のプレート部で押さえながら、パンチ高さ調整機構を備えたパンチ先端の平面部で突出部付近のみを押圧する金型構造とすることで、押圧加工後の突出部高さを精度良く制御することができる。
【発明の効果】
【0026】
本形態によれば、非磁性溶融部を有するが、磁性板材の一方の表面側に突出させた非磁性溶融部における突出部の高さを６０μｍ以下の平坦部とするため、時計のムーブメントに組み付ける場合、隣接する輪列との干渉を回避できるステータを提供できる。
また、ステータの反対側の面に非磁性溶融部の突出部を設けることもできるが、この場合は、隣接する地板との干渉を回避でき、地板によるステータの安定支持が可能となる。
従って、時計のムーブメントにステータを組み込む場合、突出部の存在に影響されることなく適用ができるステータを提供できる。
また、ステータの反対側の面に非磁性溶融部の突出部を設けることもできるが、この場合は、隣接する地板との干渉を回避でき、地板によるステータの安定支持が可能となる。
従って、時計のムーブメントにステータを組み込む場合、突出部の存在に影響されることなく適用ができるステータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】第１実施形態に係るステータ、ステッピングモータ、時計用ムーブメントを備えた時計を示すブロック図である。
【図2】第１実施形態に係るステッピングモータの概略構成例を示す斜視図である。
【図3】第１実施形態に係るステータの正面模式図である。
【図4】第１実施形態に係るステッピングモータの正面模式図である。
【図5】同ステータの要部断面図である。
【図6】同ステータの要部においてプレス加工前の状態を示す断面図である。
【図7】第１実施形態に係るステータの製造方法の一例を示す図である。
【図8】第１実施形態に係るステータについて、プレス打ち抜き加工前のフープ材を示す平面図である。
【図9】第２実施形態に係るステータに用いる磁性板材の要部を示す断面図である。
【図10】同磁性板材に形成した凹部を示す平面図である。
【図11】第２実施形態に係るステータの要部を示す断面図である。
【図12】第１実施形態に係るステータの製造例について要部断面を示す写真である。
【図13】同ステータの製造例についてプレス加工前の要部断面を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、本発明の実施形態に係る時計、時計用ムーブメント、ステッピングモータ、ステータの一例を挙げ、図面を参照しながら説明する。また、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更し表示している場合がある。
【0029】
「時計、時計用ムーブメント、ステッピングモータ、ステータの第１実施形態」
図１は、第１実施形態に係るステッピングモータ、時計用ムーブメントを用いた時計１を示すブロック図である。本実施形態では、時計の一例としてアナログ電子時計を例示し説明する。
図１に示すように、時計１は、電池２、発振回路３、分周回路４、制御回路５、パルス駆動回路６、ステッピングモータ７、およびアナログ時計部８を備える。
また、アナログ時計部８は、輪列１１、時針１２、分針１３、秒針１４、カレンダ表示部１５、時計ケース８１、および時計用ムーブメント８２（以下、ムーブメント８２という）を備える。なお、本実施形態では、時針１２、分針１３、秒針１４、カレンダ表示部１５のうち１つを特定しない場合、指針と記載する。
図１は、第１実施形態に係るステッピングモータ、時計用ムーブメントを用いた時計１を示すブロック図である。本実施形態では、時計の一例としてアナログ電子時計を例示し説明する。
図１に示すように、時計１は、電池２、発振回路３、分周回路４、制御回路５、パルス駆動回路６、ステッピングモータ７、およびアナログ時計部８を備える。
また、アナログ時計部８は、輪列１１、時針１２、分針１３、秒針１４、カレンダ表示部１５、時計ケース８１、および時計用ムーブメント８２（以下、ムーブメント８２という）を備える。なお、本実施形態では、時針１２、分針１３、秒針１４、カレンダ表示部１５のうち１つを特定しない場合、指針と記載する。
【0030】
発振回路３、分周回路４、制御回路５、パルス駆動回路６、およびステッピングモータ７、および輪列１１は、ムーブメント８２の構成要素である。ステッピングモータ７、および輪列１１が備えられるモジュールを機構モジュールと呼称できる。
一般に、時計１の時間基準などの装置からなる時計の機械体をムーブメントと称する。電子式のものをモジュールと呼ぶことがある。時計としての完成状態では、ムーブメントに、例えば、文字板、指針が取り付けられ、時計ケースの中に収容される。
一般に、時計１の時間基準などの装置からなる時計の機械体をムーブメントと称する。電子式のものをモジュールと呼ぶことがある。時計としての完成状態では、ムーブメントに、例えば、文字板、指針が取り付けられ、時計ケースの中に収容される。
【0031】
電池２は、例えばリチウム電池、いわゆるボタン電池である。なお、電池２は、太陽電池と、太陽電池によって発電された電力を蓄電する蓄電池であってもよい。電池２は、電力を制御回路５に供給する。
【0032】
発振回路３は、例えば水晶の圧電現象を利用し、その機械的共振から所定の周波数を発振するために用いられる受動素子である。ここで、所定の周波数は、例えば３２［ｋＨｚ］である。
分周回路４は、発振回路３が出力した所定の周波数の信号を所望の周波数に分周し、分周した信号を制御回路５に出力する。
分周回路４は、発振回路３が出力した所定の周波数の信号を所望の周波数に分周し、分周した信号を制御回路５に出力する。
【0033】
制御回路５は、分周回路４が出力する分周された信号を用いて計時を行い、経時した結果に基づいて、駆動パルスを生成する。なお、制御回路５は、指針を正転方向に運針させる場合、正転用の駆動パルスを生成する。制御回路５は、指針を逆転方向に運針させる場合、逆転用の駆動パルスを生成する。制御回路５は、生成した駆動パルスをパルス駆動回路６に出力する。
パルス駆動回路６は、制御回路５が出力する駆動指示に応じて、指針それぞれに対して駆動パルスを生成する。パルス駆動回路６は、生成した駆動パルスをステッピングモータ７に出力する。
パルス駆動回路６は、制御回路５が出力する駆動指示に応じて、指針それぞれに対して駆動パルスを生成する。パルス駆動回路６は、生成した駆動パルスをステッピングモータ７に出力する。
【0034】
ステッピングモータ７は、パルス駆動回路６が出力する駆動パルスに応じて指針（時針１２、分針１３、秒針１４、カレンダ表示部１５）を運針させる。図１に示す例では、例えば、時針１２、分針１３、秒針１４、およびカレンダ表示部１５のそれぞれに１つステッピングモータ７を備えている。
【0035】
時針１２、分針１３、秒針１４、カレンダ表示部１５それぞれは、ステッピングモータ７によって運針される。
時針１２は、パルス駆動回路６がステッピングモータ７を駆動することによって１２時間で１回転する。分針１３は、パルス駆動回路６がステッピングモータ７を駆動することによって６０分間で１回転する。秒針１４は、パルス駆動回路６がステッピングモータ７を駆動することによって６０秒間で１回転する。カレンダ表示部１５は、例えば日付を表示する指針であり、パルス駆動回路６がステッピングモータ７を駆動することによって２４時間で１回転する。
時針１２は、パルス駆動回路６がステッピングモータ７を駆動することによって１２時間で１回転する。分針１３は、パルス駆動回路６がステッピングモータ７を駆動することによって６０分間で１回転する。秒針１４は、パルス駆動回路６がステッピングモータ７を駆動することによって６０秒間で１回転する。カレンダ表示部１５は、例えば日付を表示する指針であり、パルス駆動回路６がステッピングモータ７を駆動することによって２４時間で１回転する。
【0036】
次に、本実施形態に係るステッピングモータ７の概略構成について説明する。
図２は、本実施形態に係るステッピングモータ７の概略構成を示す斜視図である。図２に示すようにステッピングモータ７は、ステータ２０１、ロータ２０２、磁心２０８、コイル２０９、およびネジ２２０を備える。図３に示すようにステータ２０１は、アーム型のヨークを構成するための細長い磁性板材２０１Ａによって構成され、磁性板材２０１Ａの長さ方向両端側には取付片２０１Ｂ、２０１Ｃが形成されている。
ステータ２０１の長さ方向途中部分には、ロータ用貫通孔２０３が形成され、取付片２０１Ｂ、２０１Ｃにはネジ孔２１８ａ、ネジ孔２１８ｂが形成されている。
ロータ２０２は、ロータ用貫通孔２０３に回転可能に配置されている。
コイル２０９は、磁心２０８の周囲に巻回されている。
また、ステッピングモータ７をアナログ電子時計に用いる場合、ステータ２０１と磁心２０８は、ネジ２２０によってムーブメント８２の地板５１に固着され、互いに磁気的に接合される。なお、本実施形態では磁気的接合のためネジ固定としたが、磁気的接合できればネジ固定に限らない。
図２は、本実施形態に係るステッピングモータ７の概略構成を示す斜視図である。図２に示すようにステッピングモータ７は、ステータ２０１、ロータ２０２、磁心２０８、コイル２０９、およびネジ２２０を備える。図３に示すようにステータ２０１は、アーム型のヨークを構成するための細長い磁性板材２０１Ａによって構成され、磁性板材２０１Ａの長さ方向両端側には取付片２０１Ｂ、２０１Ｃが形成されている。
ステータ２０１の長さ方向途中部分には、ロータ用貫通孔２０３が形成され、取付片２０１Ｂ、２０１Ｃにはネジ孔２１８ａ、ネジ孔２１８ｂが形成されている。
ロータ２０２は、ロータ用貫通孔２０３に回転可能に配置されている。
コイル２０９は、磁心２０８の周囲に巻回されている。
また、ステッピングモータ７をアナログ電子時計に用いる場合、ステータ２０１と磁心２０８は、ネジ２２０によってムーブメント８２の地板５１に固着され、互いに磁気的に接合される。なお、本実施形態では磁気的接合のためネジ固定としたが、磁気的接合できればネジ固定に限らない。
【0037】
ここで、図３を用いてステータ２０１について更に説明する。
図３は、本実施形態に係るステータ２０１の正面模式図である。図３において、ステータ２０１の長手方向をｙ軸方向、短手方向をｘ軸方向とする。
図３に示すステータ２０１は、後述するモータ用ステータの製造方法によって製造される。図３に示すように、ロータ用貫通孔２０３には、切り欠き部２０４、２０５が形成されている。また、ステータ２０１には、ロータ用貫通孔２０３のＸ軸方向両端側に位置するように幅狭部２１０、２１１が形成されている。
ステータ２０１を構成する磁性板材２０１Ａは、例えばＦｅ－Ｎｉ（鉄－ニッケル）合金などの高透磁率材料により構成される板材によって形成されている。また、幅狭部２１０、２１１は、非磁性領域である。非磁性領域の詳細構造については後に詳述する。
図３は、本実施形態に係るステータ２０１の正面模式図である。図３において、ステータ２０１の長手方向をｙ軸方向、短手方向をｘ軸方向とする。
図３に示すステータ２０１は、後述するモータ用ステータの製造方法によって製造される。図３に示すように、ロータ用貫通孔２０３には、切り欠き部２０４、２０５が形成されている。また、ステータ２０１には、ロータ用貫通孔２０３のＸ軸方向両端側に位置するように幅狭部２１０、２１１が形成されている。
ステータ２０１を構成する磁性板材２０１Ａは、例えばＦｅ－Ｎｉ（鉄－ニッケル）合金などの高透磁率材料により構成される板材によって形成されている。また、幅狭部２１０、２１１は、非磁性領域である。非磁性領域の詳細構造については後に詳述する。
【0038】
ステッピングモータ７を時計に用いる場合、ステータ２０１の各サイズの一例を以下に記載する。ロータ用貫通孔２０３の穴径は、約１．５～２ｍｍである。幅狭部２１０、２１１の一番細い箇所の幅は、約０．１ｍｍ～０．２ｍｍである。ステータ２０１の厚みは、約０．５ｍｍ±０．１ｍｍである。長手方向の長さは、約１０ｍｍである。
【0039】
次に、図４を用いて本実施形態に係るステッピングモータ７の概要について説明する。
図４は、本実施形態に係るステッピングモータ７の正面模式図である。
図４に示すステッピングモータ７は、ロータ用貫通孔２０３、ステータ２０１、ロータ２０２、磁心２０８、コイル２０９、および幅狭部２１０、２１１を備えている。
図４は、本実施形態に係るステッピングモータ７の正面模式図である。
図４に示すステッピングモータ７は、ロータ用貫通孔２０３、ステータ２０１、ロータ２０２、磁心２０８、コイル２０９、および幅狭部２１０、２１１を備えている。
【0040】
なお、ステータ２０１には、ロータ用貫通孔２０３の周囲に磁路Ｒが形成されている。ロータ２０２は、ロータ用貫通孔２０３内に回転可能に配設された２極のロータである。磁心２０８は、ステータ２０１と接合されている。コイル２０９は、磁心２０８に巻回されている。
【0041】
なお、幅狭部２１０、２１１は、ロータ２０２の安定位置確保のためロータ用貫通孔２０３に設けられる切り欠き部２０４、２０５に干渉しない部分に設けられている。コイル２０９は、第１端子ＯＵＴ１、第２端子ＯＵＴ２を有している。
【0042】
ロータ用貫通孔２０３は、輪郭が円形とされた貫通孔の対向部分に複数（図４の例では２つ）の半月状の切り欠き部（内ノッチ）２０４、２０５を一体形成した円孔形状に構成されている。これら切り欠き部２０４、２０５は、ロータ２０２の停止位置または静止安定位置を決めるための位置決め部として構成されている。例えば、切り欠き部（内ノッチ）２０４は、ロータが所定位置になると、そのポテンシャルエネルギーが低くなり、ロータの位置を安定させる作用をもたらす。
【0043】
ロータ２０２は、２極（Ｓ極及びＮ極）に着磁されている。
コイル２０９が励磁されていない状態では、ロータ２０２は、図４に示すように前記位置決め部に対応する位置、換言すれば、ロータ２０２の磁極軸Ａが、切り欠き部２０４、２０５を結ぶ線分と直交するような位置（角度θ０位置）に安定して停止（静止）している。
コイル２０９が励磁されていない状態では、ロータ２０２は、図４に示すように前記位置決め部に対応する位置、換言すれば、ロータ２０２の磁極軸Ａが、切り欠き部２０４、２０５を結ぶ線分と直交するような位置（角度θ０位置）に安定して停止（静止）している。
【0044】
ロータ用貫通孔２０３の周囲に設けられた磁路Ｒの一部（図４の例では２箇所）に、非磁性領域の幅狭部２１０、２１１が形成されている。ここで、ステータ２０１における幅狭部の断面の幅を断面幅ｔとし、磁路に沿った方向の幅をギャップ幅ｗとする。幅狭部２１０、２１１は、断面幅ｔとギャップ幅ｗとにより画定された領域に形成されている。
以下の説明では、ステータ２０１において、幅狭部２１１の外周を点ａ１、幅狭部２１１内を点ｂ１、幅狭部２１１の近傍且つ磁路Ｒの外周と内周との間を点ｃと定義する。
以下の説明では、ステータ２０１において、幅狭部２１１の外周を点ａ１、幅狭部２１１内を点ｂ１、幅狭部２１１の近傍且つ磁路Ｒの外周と内周との間を点ｃと定義する。
【0045】
次に、本実施形態に係るステッピングモータ７の動作を、図４を参照して説明する。
まずパルス駆動回路６から駆動パルス信号をコイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２間に供給して（例えば、第１端子ＯＵＴ１側を正極、第２端子ＯＵＴ２側を負極）、図４の矢印方向に電流ｉを流すと、ステータ２０１には破線矢印方向に磁束が発生する。
まずパルス駆動回路６から駆動パルス信号をコイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２間に供給して（例えば、第１端子ＯＵＴ１側を正極、第２端子ＯＵＴ２側を負極）、図４の矢印方向に電流ｉを流すと、ステータ２０１には破線矢印方向に磁束が発生する。
【0046】
本実施形態では、非磁性領域である幅狭部２１０、２１１が形成されており、非磁性領域の磁気抵抗は増大している。そのため、従来の「幅狭部」に相当する領域を磁気飽和させる必要がなく、容易に漏洩磁束を確保でき、その後、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は図４の矢印方向に１８０度回転し、磁極軸が角度θ１位置で安定的に停止（静止）する。
なお、ステッピングモータ７を回転駆動することによって通常動作（本発明の各実施の形態はアナログ電子時計であるため運針動作）を行わせるための回転方向（図４では反時計回り方向）を正方向とし、その逆（時計回り方向）を逆方向としている。
なお、ステッピングモータ７を回転駆動することによって通常動作（本発明の各実施の形態はアナログ電子時計であるため運針動作）を行わせるための回転方向（図４では反時計回り方向）を正方向とし、その逆（時計回り方向）を逆方向としている。
【0047】
次に、パルス駆動回路６から、逆極性の駆動パルスをコイル２０９の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に供給して（駆動とは逆極性となるように、第１端子ＯＵＴ１側を負極、第２端子ＯＵＴ２側を正極）、図４の反矢印方向に電流を流すと、ステータ２０１には反破線矢印方向に磁束が発生する。
その後、前述と同様に、非磁性領域である幅狭部２１０、２１１が形成されていることから、容易に漏洩磁束を確保でき、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は前記と同一方向（正方向）に１８０度回転し、磁極軸が角度θ０位置で安定的に停止（静止）する。
その後、前述と同様に、非磁性領域である幅狭部２１０、２１１が形成されていることから、容易に漏洩磁束を確保でき、ステータ２０１に生じた磁極とロータ２０２の磁極との相互作用によって、ロータ２０２は前記と同一方向（正方向）に１８０度回転し、磁極軸が角度θ０位置で安定的に停止（静止）する。
【0048】
以後、このように、コイル２０９に対して極性の異なる信号（交番信号）を供給することによって、前記動作が繰り返し行われて、ロータ２０２を１８０度ずつ矢印方向に連続的に回転させることができる。
【0049】
このように、ロータ用貫通孔２０３の周囲に形成されている磁路Ｒの一部に非磁性領域である幅狭部２１０、２１１が形成されているため、当該領域で消費される磁束を大幅に低減でき、ロータ２０２を駆動させる漏洩磁束を効率よく確保できる。
また、従来では「幅狭部」とされていた箇所に、非磁性領域である幅狭部２１０、２１１を形成して低透磁率化することにより、ロータ２０２自体から発せられる磁束についても当該領域での消費が抑制される。その結果、磁気ポテンシャルの損失を防止することができ、ロータ２０２を磁気的に停止（静止）・保持させるための保持力を高めることができる。
また、従来では「幅狭部」とされていた箇所に、非磁性領域である幅狭部２１０、２１１を形成して低透磁率化することにより、ロータ２０２自体から発せられる磁束についても当該領域での消費が抑制される。その結果、磁気ポテンシャルの損失を防止することができ、ロータ２０２を磁気的に停止（静止）・保持させるための保持力を高めることができる。
【0050】
また、従来では「幅狭部」とされていた箇所にＯＵＴ１側（負極）の磁束で飽和させて回転させた後、ＯＵＴ２側（正極）で回転させるにはＯＵＴ１側（負極）の際に生じた残留磁束を打ち消す必要があった。しかしながら、本実施形態によれば、当該領域での残留磁束が大幅に低減されているため、残留磁束打ち消しに要する時間が不要となり、回転を収束させるまでの時間を短縮できる。このため、本実施形態によれば、高速運針を行う際の動作安定性を維持することができ、駆動周波数を上げることができる。
【0051】
図５は非磁性領域を有する幅狭部２１０、２１１の一例構造を示す部分断面図である。ステータ２０１を構成する磁性板材２０１Ａの一方の表面２０１ａ側（図５では上面側；一例として輪列面）から磁性板材２０１Ａの厚さ方向に沿って他方の表面２０１ｂ側（図５では下面側：一例として地板面）に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなる非磁性溶融部２０６が形成されている。この非磁性溶融部２０６とその周囲に１５％以上のクロムが拡散した領域を含めて非磁性領域が構成されている。
この非磁性溶融部２０６の底部２０６ａは下窄まり形状を有するが、底部２０６ａは他方の表面２０１ｂには到達されていない。このため、図５において底部２０６ａの下方側には磁性板材２０１Ａを構成する高透磁率材料によって構成される磁気結合部２０１ｃが形成されている。
この非磁性溶融部２０６の底部２０６ａは下窄まり形状を有するが、底部２０６ａは他方の表面２０１ｂには到達されていない。このため、図５において底部２０６ａの下方側には磁性板材２０１Ａを構成する高透磁率材料によって構成される磁気結合部２０１ｃが形成されている。
【0052】
図５に示すように非磁性溶融部２０６の上部側には磁性板材２０１Ａの表面２０１ａから上方に露出し、突出する突出部２０６ｃが形成され、この突出部２０６ｃの上面側には平坦部２０６ｄが形成されている。表面２０１ａから突出している突出部２０６ｃの突出高さは、６０μｍ以下、例えば、２０μｍ～６０μｍ程度に形成されている。平坦部２０６ｄは磁性板材２０１Ａの表面２０１ａとほぼ平行であり、光沢を有するプレス面から形成されている。
図５に示す非磁性溶融部２０６は、後に説明する製造方法において詳述するように図６に示す断面形状の非磁性溶融部２０７をプレスにより押圧して押し潰すことにより形成されている。図６に示す非磁性溶融部２０７は、以下に説明する製造方法により、磁性板材２０１Ａの表面側に形成したクロムペーストにレーザーを照射し、クロムペーストを溶融させてクロムを磁性板材２０１Ａ側に拡散溶融させ、溶融部分を凝固させることで形成したものである。
図５に示す非磁性溶融部２０６は、後に説明する製造方法において詳述するように図６に示す断面形状の非磁性溶融部２０７をプレスにより押圧して押し潰すことにより形成されている。図６に示す非磁性溶融部２０７は、以下に説明する製造方法により、磁性板材２０１Ａの表面側に形成したクロムペーストにレーザーを照射し、クロムペーストを溶融させてクロムを磁性板材２０１Ａ側に拡散溶融させ、溶融部分を凝固させることで形成したものである。
【0053】
【0054】
（第１製造工程 １ｓｔプレス（ガイド穴作成））
第１製造工程では、プレス加工装置３０２を備えた製造システム３００を使用する。図７において、符号３０１は、プレス前のフープ材３１０が巻き取られている加工前の巻回体を示す。符号３０３は、プレス後のフープ材が巻き取られている加工後の巻回体を示す。符号３１０は、プレス後のフープ材を示す。なお、図７において、フープ材３１０の長手方向をｘ軸方向とし、短手方向をｙ軸方向とする。また、フープ材３１０の短手方向の幅は、例えば１６．５ｍｍである。
第１製造工程では、プレス加工装置３０２を備えた製造システム３００を使用する。図７において、符号３０１は、プレス前のフープ材３１０が巻き取られている加工前の巻回体を示す。符号３０３は、プレス後のフープ材が巻き取られている加工後の巻回体を示す。符号３１０は、プレス後のフープ材を示す。なお、図７において、フープ材３１０の長手方向をｘ軸方向とし、短手方向をｙ軸方向とする。また、フープ材３１０の短手方向の幅は、例えば１６．５ｍｍである。
【0055】
プレス加工装置３０２は、フープ材の状態の磁性板材（３８パーマロイなどの板材）に対して、幅方向両端部に位置決め用のガイド穴３１２、３１３を所定間隔で間欠的に複数連続形成する。プレス後、製造システム３００は、プレス後のフープ材を巻き取り、巻回体３０３を得ることができる。
【0056】
（第２製造工程 非磁性領域作成）
第２製造工程では、製造システム３００が、クロム（Ｃｒ）をペースト塗布するペースト塗布装置３２２、乾燥装置３２３、レーザー照射装置３２４、および洗浄装置３２５を備えている。また、符号３２１は、第１製造工程でプレス後のフープ材が巻き取られた巻回体を示す。符号３２６は、非磁性領域が作成された後のフープ材３１０が巻き取られた巻回体を示す。
第２製造工程では、製造システム３００が、クロム（Ｃｒ）をペースト塗布するペースト塗布装置３２２、乾燥装置３２３、レーザー照射装置３２４、および洗浄装置３２５を備えている。また、符号３２１は、第１製造工程でプレス後のフープ材が巻き取られた巻回体を示す。符号３２６は、非磁性領域が作成された後のフープ材３１０が巻き取られた巻回体を示す。
【0057】
ペースト塗布装置３２２は、フープ材に対して、ｙ軸方向の所望位置に、ｘ軸方向に沿って連続的にクロムをペースト塗布する（塗布工程）。ペースト塗布装置３２２は、例えば、クロムをバインダーや溶剤と混ぜてペースト化し、それをディスペンスする。すなわち、ペースト塗布装置３２２は、ディスペンザーである。なお、ｙ軸方向の所望位置とは、図３に示したステータ２０１における非磁性領域である幅狭部２１０、２１１を作成する領域である。なお、ペースト塗布装置３２２は、ガイド穴の位置を基準とした所望位置にクロムペーストをライン状あるいは間欠ライン状にペースト塗布する。なお、クロムペーストの塗布厚は、一例として１００～１５０μｍである。乾燥装置３２３は、塗布されたクロムペーストを乾燥させる。この乾燥処理によりクロムペースト中の溶剤が揮発しクロムペースト層の定着がなされる。
【0058】
次に、レーザー照射装置３２４は、クロムペーストを塗布した領域（符号３３１）にレーザーを照射する（レーザー加工工程）。なお、レーザーは、放電深度が深いファイバーレーザーが好ましい。これにより、塗布したクロムペースト中のクロムが充分に母材（パーマロイ母材）側に溶け込む。そして、塗布したクロムと、パーマロイ母材との間で拡散溶融が生じ、パーマロイ母材内部にクロム重量比が１５％以上となる領域が形成される。クロム重量比が１５％以上となる領域は、磁性板材を構成する高透磁率材料を低透磁率化する場合の目安であり、この領域が実質的な非磁性領域となる。
レーザー照射によって、クロムペーストの塗布領域は、パーマロイ材及びクロムの融点以上、１９００℃以上に加熱される。レーザーの入射側の口径は、０．３～０．５ｍｍ程度である。また、レーザー照射装置３２４が、ｘ軸方向に例えば２５μｍ程度の間隔でレーザーを照射することが好ましい。これにより、レーザー照射によりパーマロイ母材（フープ材）に負荷される熱を低減できる。
レーザー照射によって、クロムペーストの塗布領域は、パーマロイ材及びクロムの融点以上、１９００℃以上に加熱される。レーザーの入射側の口径は、０．３～０．５ｍｍ程度である。また、レーザー照射装置３２４が、ｘ軸方向に例えば２５μｍ程度の間隔でレーザーを照射することが好ましい。これにより、レーザー照射によりパーマロイ母材（フープ材）に負荷される熱を低減できる。
【0059】
クロムペーストを塗布した領域にレーザーを照射し、クロムペーストを溶融させてクロムを磁性板材２０１Ａ側に拡散溶融させ、溶融部分を凝固させることで図６に示す断面形状の非磁性溶融部２０７が形成される。非磁性溶融部２０７の断面は一例として図６に示す卵型をなす。
この非磁性溶融部２０７の底部２０７ａは下窄まり形状を有するが、底部２０７ａは磁性板材２０１Ａの他方の表面２０１ｂには到達されていない。このため、図６において底部２０７ａの下方側には磁性板材２０１Ａを構成する高透磁率材料によって構成される磁気結合部２０１ｃが形成されている。
図６に示すように非磁性溶融部２０７の上部側には磁性板材２０１Ａの表面２０１ａから上方に突出する半球形状の突出部２０７ｃが形成される。この突出部２０７ｃの突出高さは、一例として１００μｍ前後である。
この非磁性溶融部２０７の底部２０７ａは下窄まり形状を有するが、底部２０７ａは磁性板材２０１Ａの他方の表面２０１ｂには到達されていない。このため、図６において底部２０７ａの下方側には磁性板材２０１Ａを構成する高透磁率材料によって構成される磁気結合部２０１ｃが形成されている。
図６に示すように非磁性溶融部２０７の上部側には磁性板材２０１Ａの表面２０１ａから上方に突出する半球形状の突出部２０７ｃが形成される。この突出部２０７ｃの突出高さは、一例として１００μｍ前後である。
【0060】
洗浄装置３２５は、溶剤を用いて洗浄することで、塗布したクロムペーストのうち、不要な箇所を除去する。符号３１０Ａは、レーザー照射、洗浄後のフープ材を示す平面図である。フープ材３１０Ａにおいて、符号３３１は、非磁性領域を示している。非磁性領域のｙ軸方向の幅は、約０．３～０．５ｍｍである。このように、第２製造工程によって、フープ材に対してｘ軸方向に連続した直線状の非磁性領域が、ｙ軸方向の所定位置に形成される。また、フープ材３１０Ａの洗浄にかかる時間は、一例として５分間である。
洗浄後、製造システム３００は、非磁性領域形成後のフープ材３１０Ａを巻き取り、巻回体３２６とする。
洗浄後、製造システム３００は、非磁性領域形成後のフープ材３１０Ａを巻き取り、巻回体３２６とする。
【0061】
（第３製造工程 ２ｎｄプレス（仕上げ））
第３製造工程では、製造システム３００が、押圧加工装置であるプレス装置（押圧機器）３４０とプレス打抜装置３４２を備えている。また、符号３４１は、先の第２製造工程後のフープ材３１０Ａが巻き取られた巻回体を示す。符号３４３は、第３製造工程を経たプレス後のフープ材が巻き取られた巻回体を示す。
プレス装置３４０はダイ３４０Ａとパンチ３４０Ｂ、及びストリッパプレート（プレート部）３４０Ｄを有する。パンチ３４０Ｂの下端面は平滑面にされている。
ダイ３４０Ａの上面には水平な平滑面からなる受け面３４０ｂが形成されている。プレス装置３４０は、パンチ３４０Ｂを上昇させてダイ３４０Ａの上面中央にフープ材３１０Ａを設置できるように構成されている。フープ材３１０Ａを設置した状態でストリッパプレート３４０Ｄ及びパンチ３４０Ｂを下降させると、まずストリッパプレート３４０Ｄが材料上面に接して突出部周囲を押さえたのち、パンチ３４０Ｂの先端部をフープ材３１０Ａの上面に押し付けることができる。非磁性溶融部２０７の突出部２０７ｃはパンチ３４０Ｂの先端平面により潰される。
第３製造工程では、製造システム３００が、押圧加工装置であるプレス装置（押圧機器）３４０とプレス打抜装置３４２を備えている。また、符号３４１は、先の第２製造工程後のフープ材３１０Ａが巻き取られた巻回体を示す。符号３４３は、第３製造工程を経たプレス後のフープ材が巻き取られた巻回体を示す。
プレス装置３４０はダイ３４０Ａとパンチ３４０Ｂ、及びストリッパプレート（プレート部）３４０Ｄを有する。パンチ３４０Ｂの下端面は平滑面にされている。
ダイ３４０Ａの上面には水平な平滑面からなる受け面３４０ｂが形成されている。プレス装置３４０は、パンチ３４０Ｂを上昇させてダイ３４０Ａの上面中央にフープ材３１０Ａを設置できるように構成されている。フープ材３１０Ａを設置した状態でストリッパプレート３４０Ｄ及びパンチ３４０Ｂを下降させると、まずストリッパプレート３４０Ｄが材料上面に接して突出部周囲を押さえたのち、パンチ３４０Ｂの先端部をフープ材３１０Ａの上面に押し付けることができる。非磁性溶融部２０７の突出部２０７ｃはパンチ３４０Ｂの先端平面により潰される。
【0062】
ここで、パンチ３４０Ｂにおいて先端部の停止位置は、（磁性板材２０１Ａの厚さ）＋（２０～６０）μｍ程度に調整可能である。
パンチ先端部の停止位置を上述の範囲としておくならば、先のレーザー照射により形成した非磁性溶融部２０７の突出部２０７ｃ（突出高さ約１００μｍ）の上部側を確実に潰すことができる。非磁性溶融部２０７の突出部２０７ｃを潰すことにより、図５に示す形状の非磁性溶融部２０６を形成することができる。また、上述のパンチ３４０Ｂを用いて潰した結果として、突出部２０７ｃの突出高さを６０μｍ以下、例えば、２０～６０μｍ程度の突出部２０６ｃに確実に加工できる。
なお、一般的なパンチを有するプレス加工装置において加工可能な精度として±５μｍ程度の精度は容易に確保できるので、この精度を維持しつつ２０～６０μｍ程度の高さの突出部２０６ｃを作製できる。
パンチ先端部の停止位置を上述の範囲としておくならば、先のレーザー照射により形成した非磁性溶融部２０７の突出部２０７ｃ（突出高さ約１００μｍ）の上部側を確実に潰すことができる。非磁性溶融部２０７の突出部２０７ｃを潰すことにより、図５に示す形状の非磁性溶融部２０６を形成することができる。また、上述のパンチ３４０Ｂを用いて潰した結果として、突出部２０７ｃの突出高さを６０μｍ以下、例えば、２０～６０μｍ程度の突出部２０６ｃに確実に加工できる。
なお、一般的なパンチを有するプレス加工装置において加工可能な精度として±５μｍ程度の精度は容易に確保できるので、この精度を維持しつつ２０～６０μｍ程度の高さの突出部２０６ｃを作製できる。
【0063】
なお、パンチ３４０Ｂ先端部とストリッパプレート（プレート部）３４０Ｄに段差を設けないようにパンチ高さを設定した場合は、非磁性溶融部２０７の突出部２０７ｃを完全に根本部分から全部押し潰すこととなる。この場合、突出部２０７ｃが横に逃げながら潰れるおそれがあること、突出部２０７ｃが部分的に破損するおそれがあること、突出部２０７ｃが損壊して破片となり、周囲に飛び散るおそれがあること、などが考えられる。パンチ３４０Ｂやダイ３４０Ａの周囲に破片が付着すると、プレス加工に伴いフープ材３１０Ａの一部に打痕を与えるおそれがあり、不良品のステータを生産するおそれがある。仮に、破片を付着させたままステータを時計のムーブメントに組み込むと、破片が時計のムーブメントの内部に侵入するおそれがあり、時計の動作に支障を来すおそれがある。
押圧部範囲のみパンチを分割する金型構造にして非磁性溶融部２０７の突出部２０７ｃを部分的に潰すことで、突出部２０７ｃの破損や損壊を防止し、破片が生じないようにプレス加工することが好ましい。押圧部範囲のみパンチ構造とすることにより、突出部２０７ｃをプレス加工する場合に、横方向に流動する体積分も考慮した厚み方向の空間を確保しつつ押圧できることとなり、プレス加工に伴う不良品発生防止効果を奏する。
押圧部範囲のみパンチを分割する金型構造にして非磁性溶融部２０７の突出部２０７ｃを部分的に潰すことで、突出部２０７ｃの破損や損壊を防止し、破片が生じないようにプレス加工することが好ましい。押圧部範囲のみパンチ構造とすることにより、突出部２０７ｃをプレス加工する場合に、横方向に流動する体積分も考慮した厚み方向の空間を確保しつつ押圧できることとなり、プレス加工に伴う不良品発生防止効果を奏する。
【0064】
以上により、図５に示すように、磁性板材２０１Ａの一方の表面２０１ａ側から他方の表面２０１ｂ側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなる非磁性溶融部２０６を形成できる。また、非磁性溶融部２０６の上部側に表面２０１ａからの突出高さ６０μｍ以下の突出部２０６ｃを形成でき、磁気結合部２０１ｃを形成できる。
なお、パーマロイ等によって構成される磁性板材２０１Ａの母材の硬度に対し、クロムを溶融拡散させて生成した非磁性溶融部２０６の硬度は若干低くなる。このため、パンチ３４０Ｂでプレス加工を行い、突出部２０７ｃを潰す場合、母材側の変形量を少なくし、主に非磁性溶融部２０７の突出部２０７ｃを潰して突出高さの低い突出部２０６ｃを形成できる。
なお、パーマロイ等によって構成される磁性板材２０１Ａの母材の硬度に対し、クロムを溶融拡散させて生成した非磁性溶融部２０６の硬度は若干低くなる。このため、パンチ３４０Ｂでプレス加工を行い、突出部２０７ｃを潰す場合、母材側の変形量を少なくし、主に非磁性溶融部２０７の突出部２０７ｃを潰して突出高さの低い突出部２０６ｃを形成できる。
【0065】
以上説明のステータ２０１は、先に説明した通り、ステッピングモータ７をアナログ電子時計に用いる場合、図２に示すようにステータ２０１と磁心２０８は、ネジ２２０によってムーブメント８２の地板５１に固着され、互いに接合される。
ステータ２０１に形成した突出部２０７ｃの突出高さが仮に１００μｍ程度ある場合、ステータ２０１の上側に設置される輪列と干渉し、運針異常を引き起こすおそれがある。また、レーザー照射の方向を調節することで突出部２０７ｃを設ける位置をステータの反対側（下側）の面とすることも可能であるが、その場合はステータ２０１を支持する地板５１と突出部２０７ｃの干渉が問題となり、ステータ２０１を安定支持できなくなるおそれがある。
これらに対し、突出部２０６ｃの高さを６０μｍ以下、例えば、２０～６０μｍ程度にできるならば、輪列との干渉を引き起こすことがなく、地板５１との干渉も引き起こすことがないステータ２０１を提供できる。
ステータ２０１に形成した突出部２０７ｃの突出高さが仮に１００μｍ程度ある場合、ステータ２０１の上側に設置される輪列と干渉し、運針異常を引き起こすおそれがある。また、レーザー照射の方向を調節することで突出部２０７ｃを設ける位置をステータの反対側（下側）の面とすることも可能であるが、その場合はステータ２０１を支持する地板５１と突出部２０７ｃの干渉が問題となり、ステータ２０１を安定支持できなくなるおそれがある。
これらに対し、突出部２０６ｃの高さを６０μｍ以下、例えば、２０～６０μｍ程度にできるならば、輪列との干渉を引き起こすことがなく、地板５１との干渉も引き起こすことがないステータ２０１を提供できる。
【0066】
また、パンチ３４０Ｂの押圧面を鏡面あるいは微鏡面など、平均粗さの小さい平滑面、あるいは、研削加工仕上げ程度の平滑面としておくならば、パンチ３４０Ｂにて潰して形成した平坦部２０６ｄに関し、光沢を有するプレス面とすることができる。
この平坦部２０６ｄは、光沢を有するので検査工程において平坦部２０６ｄの存在を光学的に確認することができる。例えば、光学カメラなどの撮影装置で光学検査する場合、光沢位置の存在を確認することで、パンチ３４０Ｂによるプレス加工が確実に行われたか否か、正確に検査できる。
光学検査の場合、例えば検査光を照射し、５０％以上の反射光が戻る場合、より好ましくは８０％以上の反射光が戻る場合は光沢を有するプレス面があると確認できる。
この平坦部２０６ｄは、光沢を有するので検査工程において平坦部２０６ｄの存在を光学的に確認することができる。例えば、光学カメラなどの撮影装置で光学検査する場合、光沢位置の存在を確認することで、パンチ３４０Ｂによるプレス加工が確実に行われたか否か、正確に検査できる。
光学検査の場合、例えば検査光を照射し、５０％以上の反射光が戻る場合、より好ましくは８０％以上の反射光が戻る場合は光沢を有するプレス面があると確認できる。
【0067】
プレス装置３４０の後段側に設けられているプレス打抜装置３４２は、フープ材３１０Ａのガイド穴３１２、３１３の位置を基準とし、図８に示すように例えばクロム重量比１５％以上となった箇所（溶融拡散領域）をステータ２０１の幅狭部２１０、２１１となるように、プレス打ち抜きを行う。
図８は、本実施形態に係るステータ２０１のプレス打ち抜き前のフープ材３１０Ａを示す平面図である。なお、図７に示すステータ２０１’は、第４製造工程による磁性焼鈍前のステータである。図８において、符号２０１’’は、ステータ２０１’のプレス打ち抜きを行う位置を示している。なお、プレス打ち抜きは、非磁性領域の一部を打ち抜き、ステッピングモータ７用のロータ２０２を囲む形状に加工する。すなわち、第３製造工程によって、ロータ用貫通孔２０３も同時に形成することができる。
これにより、幅狭部と、それ以外の箇所とで、クロム重量比が異なるステータ２０１’の外形が完成する。
図８は、本実施形態に係るステータ２０１のプレス打ち抜き前のフープ材３１０Ａを示す平面図である。なお、図７に示すステータ２０１’は、第４製造工程による磁性焼鈍前のステータである。図８において、符号２０１’’は、ステータ２０１’のプレス打ち抜きを行う位置を示している。なお、プレス打ち抜きは、非磁性領域の一部を打ち抜き、ステッピングモータ７用のロータ２０２を囲む形状に加工する。すなわち、第３製造工程によって、ロータ用貫通孔２０３も同時に形成することができる。
これにより、幅狭部と、それ以外の箇所とで、クロム重量比が異なるステータ２０１’の外形が完成する。
【0068】
（第４製造工程 磁性焼鈍）
第４製造工程では、製造システム３００が、焼鈍炉３５１を備えている。
焼鈍炉３５１は、ステータ２０１’に対して高温アニール（焼鈍）処理を行う。これにより、第３製造工程のプレス加工による残留応力の除去・緩和を行う。
第４製造工程では、製造システム３００が、焼鈍炉３５１を備えている。
焼鈍炉３５１は、ステータ２０１’に対して高温アニール（焼鈍）処理を行う。これにより、第３製造工程のプレス加工による残留応力の除去・緩和を行う。
【0069】
製造システム３００は、上記の第１製造工程から第４製造工程によって、図３に示したステータ２０１を製造する。
以上の製造工程で製造したステータ２０１によれば、非磁性領域の形成時にレーザーの照射による熱変形を低減することができる。
以上の製造工程で製造したステータ２０１によれば、非磁性領域の形成時にレーザーの照射による熱変形を低減することができる。
【0070】
以上説明のように製造されたステータ２０１は、図２を基に先に説明したようにステッピングモータ７に組み込まれ、図１に示すように時計１のムーブメント８２に組み込まれる。
本実施形態では、非磁性溶融部２０６を設けた領域が非磁性溶融部２０６とそれに隣接する磁気結合部２０１ｃで連続一体化されているので、非磁性溶融部２０６を設けた部分に機械的に弱い部分を有していない。よって、非磁性溶融部２０６を設けた領域に強度的に弱い部分を有しないステータ２０１を提供できる。
また、非磁性溶融部２０６の底部側に磁気結合部２０１ｃを有するので磁気結合部２０１ｃの存在により磁気的に安定したステータ２０１を提供できる。また、磁性板材２０１Ａの一方の表面２０１ａ側から厚さ方向に沿って他方の表面２０１ｂ側に向かうにつれて断面積が小さくなる非磁性溶融部２０６を有する構造であれば、非磁性溶融部２０６の底部側の窄まった部分において磁気的な近接効果が生じ、磁気的安定性を高めたステータ２０１を提供できる。
本実施形態では、非磁性溶融部２０６を設けた領域が非磁性溶融部２０６とそれに隣接する磁気結合部２０１ｃで連続一体化されているので、非磁性溶融部２０６を設けた部分に機械的に弱い部分を有していない。よって、非磁性溶融部２０６を設けた領域に強度的に弱い部分を有しないステータ２０１を提供できる。
また、非磁性溶融部２０６の底部側に磁気結合部２０１ｃを有するので磁気結合部２０１ｃの存在により磁気的に安定したステータ２０１を提供できる。また、磁性板材２０１Ａの一方の表面２０１ａ側から厚さ方向に沿って他方の表面２０１ｂ側に向かうにつれて断面積が小さくなる非磁性溶融部２０６を有する構造であれば、非磁性溶融部２０６の底部側の窄まった部分において磁気的な近接効果が生じ、磁気的安定性を高めたステータ２０１を提供できる。
【0071】
「ステータの第２実施形態」
図９は、第２実施形態のステータ３０１を製造する場合に用いる磁性板材３０１Ａを示すもので、この磁性板材３０１Ａは先の第１実施形態で用いた磁性板材２０１Ａと同等のパーマロイなどの高透磁率材料からなる。
第２実施形態の磁性板材３０１Ａの上面には断面視三角溝型の凹部３０１Ｂが形成されている。この凹部３０１Ｂを形成する位置は、図８に示すフープ材３１０Ａにおいてクロムペーストを塗布する領域３３１に対応させて設ける。更に詳細には、図７に示すプレス打ち抜き加工においてステータ２０１の幅狭部２１０、２１１を打ち抜き形成する位置に対応させて設けられる。
図９は、第２実施形態のステータ３０１を製造する場合に用いる磁性板材３０１Ａを示すもので、この磁性板材３０１Ａは先の第１実施形態で用いた磁性板材２０１Ａと同等のパーマロイなどの高透磁率材料からなる。
第２実施形態の磁性板材３０１Ａの上面には断面視三角溝型の凹部３０１Ｂが形成されている。この凹部３０１Ｂを形成する位置は、図８に示すフープ材３１０Ａにおいてクロムペーストを塗布する領域３３１に対応させて設ける。更に詳細には、図７に示すプレス打ち抜き加工においてステータ２０１の幅狭部２１０、２１１を打ち抜き形成する位置に対応させて設けられる。
【0072】
図１０に凹部３０１Ｂの平面視形状の一例を示す。長辺側の斜面３０１ｄ、３０１ｄと短辺側の斜面３０１ｅ、３０１ｅを有する三角溝型の凹部３０１Ｂが磁性板材３０１Ａの表面側に形成されている。凹部３０１Ｂの深さは磁性板材３０１Ａの３０～４０％程度が好ましい。これより深い凹部を形成すると、レーザー照射により非磁性溶融部が磁性板材の反対側の面にまで到達するおそれがある。
凹部３０１Ｂを形成した磁性板材３０１Ａを用いて図７に示す第１製造工程～第４製造工程を施すと、図１１に示す断面構造の非磁性溶融部３０６を有するステータを得ることができる。
レーザー照射によりクロムペーストを溶融させ、凹部３０１Ｂの底面側から磁性板材３０１Ａの母材側に溶融クロムを拡散させることで、図１１に示す非磁性溶融部３０６を形成することができる。
凹部３０１Ｂを形成した磁性板材３０１Ａを用いて図７に示す第１製造工程～第４製造工程を施すと、図１１に示す断面構造の非磁性溶融部３０６を有するステータを得ることができる。
レーザー照射によりクロムペーストを溶融させ、凹部３０１Ｂの底面側から磁性板材３０１Ａの母材側に溶融クロムを拡散させることで、図１１に示す非磁性溶融部３０６を形成することができる。
【0073】
この非磁性溶融部３０６においても、第１実施形態の非磁性溶融部２０６と類似の構成とすることができる。即ち、磁性板材３０１Ａの一方の表面３０１ａ側から他方の表面３０１ｂ側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなる非磁性溶融部３０６を形成できる。また、非磁性溶融部３０６の上部側に突出部３０６ｃと突出高さ６０μｍ以下の平坦部３０６ｄを形成できるとともに、磁性板材３０１Ａにおいて非磁性溶融部３０６の下方側に磁気結合部３０１ｃを形成できる。
【0074】
第２実施形態の構造では、予め凹部３０１ａを形成してからクロムペーストを塗布し、レーザー照射するので、レーザー照射により磁性板材３０１Ａの上面側に突出する突出部の高さを凹部３０１ａの容積に応じてできるだけ低く調整することができる。
いずれにしても、レーザー照射により磁性板材３０１Ａの表面側に生成した突出部を潰すようにパンチでプレス加工するならば、第１実施形態と同様に、平坦部３０６ｄを有する構造の非磁性溶融部３０６を得ることができる。
いずれにしても、レーザー照射により磁性板材３０１Ａの表面側に生成した突出部を潰すようにパンチでプレス加工するならば、第１実施形態と同様に、平坦部３０６ｄを有する構造の非磁性溶融部３０６を得ることができる。
【0075】
また、図７に基づき説明したようにクロムペーストを塗布後、フープ材３１０の状態の磁性板材をレーザー照射装置３２４まで搬送する。ここでクロムペーストが定着不良状態であると、クロムペーストが剥離する問題がある。この点、凹部３０１ａにクロムペーストを塗布するならば、クロムペーストの剥離を防止しながらフープ材３１０の状態の磁性板材をレーザー照射装置３２４まで確実に搬送することができる。クロムペーストの定着が充分になされていない場合、搬送途中でクロムペーストが剥離するおそれがあるが、凹部３０１ａを設けることでクロムペーストの剥離の問題を回避できる。
【0076】
なお、図２～図１１を基に説明した例では、ステッピングモータ７が１コイルモータであり、これに合わせたステータ２０１を適用する例について説明したが、ステッピングモータは１コイルモータに限られない。例えば、ステッピングモータは、２コイルモータであってもよい。
【0077】
「非磁性溶融部の断面写真」
３８パーマロイからなる厚さ０.５ｍｍの磁性板材の片面に塗布されたクロムペーストに対してレーザー照射を行い、クロムを磁性板材内部側に溶融拡散し、クロムを１５重量％以上とした非磁性溶融部を形成するとともに、非磁性溶融部の突出部（高さ約１００μｍ）をプレス装置のパンチで潰した構造（突出部高さ約２０μｍ）の断面写真を図１２に示す。また、プレス装置で非磁性溶融部を潰す以前の構造の断面写真を図１３に示す。
図１２、図１３を対比して明らかなように、プレス装置のパンチにより非磁性溶融部の突出部を潰して背の低い突出部を形成できることがわかる。また、潰して形成した突出部の上面側に平坦部を形成できることも明らかである。
３８パーマロイからなる厚さ０.５ｍｍの磁性板材の片面に塗布されたクロムペーストに対してレーザー照射を行い、クロムを磁性板材内部側に溶融拡散し、クロムを１５重量％以上とした非磁性溶融部を形成するとともに、非磁性溶融部の突出部（高さ約１００μｍ）をプレス装置のパンチで潰した構造（突出部高さ約２０μｍ）の断面写真を図１２に示す。また、プレス装置で非磁性溶融部を潰す以前の構造の断面写真を図１３に示す。
図１２、図１３を対比して明らかなように、プレス装置のパンチにより非磁性溶融部の突出部を潰して背の低い突出部を形成できることがわかる。また、潰して形成した突出部の上面側に平坦部を形成できることも明らかである。
【符号の説明】
【0078】
１…時計、７…ステッピングモータ、１１…輪列、５１…地板、８２…ムーブメント、２０１…ステータ、２０１Ａ…磁性板材、２０１ａ…表面、２０１ｂ…表面、２０２…ロータ、２０３…ロータ用貫通孔、２０４…切り欠き部、２０５…切り欠き部、２０６、３０６…非磁性溶融部、２０１ｃ、３０１ｃ…磁気結合部、２０６ｃ、３０６ｃ…突出部、２０６ｄ…平坦部、２０８…磁心、２０９…コイル、２１０、２１１…幅狭部、３１１…クロムペースト塗布領域、３２４…レーザー照射装置、３４０…プレス装置（押圧機器）、３４０Ｂ…パンチ、３４０Ｄ…ストリッパプレート（プレート部）、Ｒ…磁路。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
