(57)【要約】【課題】  ローター部の回転制御方法が簡素化され制御回路の簡易化、小形化が実現出来、当該ローター部の高速化も可能となるステップモーターを提供することを目的とする。【解決手段】  少なくとも永久磁石で構成されたローター部２、ステータ部３及び当該ローター部２の回転を制御するローター部回転制御手段４とで構成された正逆回転可能なステップモーター１であって、当該ローター部２の静的安定位置Ｐが当該ローター部２と当該ステータ部３との間に少なくとも２ヶ所設けられており、且つ１ステップ運針で当該ローターは３６０度回転する様に構成されているステップモーター。【選択図】図１
2005151783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも永久磁石で構成されたローター部、ステータ部及び当該ローター部の回転を制御するローター部回転制御手段とで構成された正逆回転可能なステップモーターであって、当該ローター部の静的安定位置が当該ローター部と当該ステータ部との間に少なくとも２ヶ所設けられており、且つ１ステップ運針で当該ローターは３６０度回転する様に構成されている事を特徴とするステップモーター。
【請求項２】
当該静的安定位置の何れかを選択的に機能させる為の静的安定位置切替手段が更に設けられている事を特徴とする請求項１に記載のステップモーター。
【請求項３】
当該静的安定位置切替手段は、静的安定位置切替パルス発生手段を含んでいる事を特徴とする請求１又は２に記載のステップモーター。
【請求項４】
当該静的安定位置切替パルス発生手段は、少なくも２種類の当該静的安定位置のそれぞれに対応する少なくとも２種類の静的安定位置切替パルスを選択的に発生する様に構成されている事を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のステップモーター。
【請求項５】
当該静的安定位置は、静的安定位置形成手段により形成される事を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のステップモーター。
【請求項６】
当該静的安定位置形成手段は、当該ステータ部の少なくとも一部に別体の永久磁石を添着した構成を有するものである事を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のステップモーター。
【請求項７】
当該静的安定位置形成手段は、当該ステータ部の当該ローター部が回転自在に保持されている孔部内部周縁壁部の少なくとも一部に突起状部を形成すると共に、当該ローター部の回転軸を当該ローター部の中心点から偏芯せしめた構成を有するものである事を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のステップモーター。
【請求項８】
当該静的安定位置は、少なくとも当該ローター部を正回転させる為の第１の静的安定位置と、当該ローター部を逆回転させる為の第２の静的安定位置とを有している事を特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のステップモーター。
【請求項９】
当該静的安定位置切替手段に於ける当該静的安定位置切替パルス発生手段は、当該ローター部を正回転から逆回転させる場合に、当該ローター部を当該第１の静的安定位置から当該第２の静的安定位置に変更させるための第１の静的安定位置切替パルスを発生させ、又、当該ローター部を逆回転から正回転させる場合に、当該ローター部を当該第２の静的安定位置から当該第１の静的安定位置に変更させるための第２の静的安定位置切替パルスを発生させる様に構成されている事を特徴とする請求項８に記載のステップモーター。
【請求項１０】
当該ローター部回転制御手段は、当該ローター部を連続的に正回転させるか或いは連続的に逆回転させる場合には、１ステップ運針毎に極性の異なる２つのローター駆動パルスを交互に発生する様に構成されている事を特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のステップモーター。
【請求項１１】
当該静的安定位置切替パルス発生手段は、当該ローター部回転制御手段と関連して駆動される事を特徴とする請求項１０に記載のステップモーター。
【請求項１２】
当該静的安定位置切替パルス発生手段は、当該ローター部の回転方向を変更する必要が発生した場合に、当該ローター駆動パルスの発生に先立ち、当該ローター部の初期配置位置を当該第１若しくは第２の静的安定位置の何れかに設定する為の１つの当該静的安定位置切替パルスを発生する様に構成されている事を特徴とする請求項９乃至１１の何れかに記載のステップモーター。
【請求項１３】
当該ローター部回転制御手段は、当該ローター部の１ステップ運針の回転制御に於いて２つの当該ローター駆動パルスを出力するに際し、第１のローター駆動パルスと第２のローター駆動パルスとの間の間隔を調整可能に構成されている事を特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のステップモーター。
【請求項１４】
当該ローター部回転制御手段には、当該第１のローター駆動パルスの駆動が停止されてから当該第２のローター駆動パルスを発生させるためのタイミングを調整するタイミング調整手段が設けられている事を特徴とする請求項１３に記載のステップモーター。
【請求項１５】
当該第２のローター駆動パルスを発生させる当該タイミングは、当該ローター部の所定の部分が当該ステータ部における所定の位置を通過したか否かで判断する事を特徴とする請求項１３又は１４に記載のステップモーター。
【請求項１６】
当該ステップモーターにおける所定の位置は、当該ステップモーターにおける電磁的安定位置及び静的安定位置若しくは当該両安定位置の間に於いて予め定められた任意の位置である事を特徴とする請求項１５に記載のステップモーター。
【請求項１７】
当該タイミング調整手段は、当該第１のローター駆動パルスが駆動を停止した後に、当該所定の位置検出用の検出パルスを発生させるものである事を特徴とする請求項１４乃至１６の何れかに記載のステップモーター。
【請求項１８】
当該タイミング調整手段は、当該第１のローター駆動パルスが駆動を停止した後に、当該ローター部の回転角度に応じて発生する起電力を測定する事によって当該ローター部が所定の位置を通過したか否かを検出する機能を含んでいる事を特徴とする請求項１４乃至１６の何れかに記載のステップモーター。
【請求項１９】
当該第２のローター駆動パルスのパルス幅と当該第１のローター駆動パルスのパルス幅とは異なっている事を特徴とする請求項１３乃至１８の何れかに記載のステップモーター。
【請求項２０】
当該個々の静的安定位置は、当該電磁的安定位置に対して対称的に±１０〜６０度範囲の角度以って傾斜せしめられている事を特徴とする請求項１乃至１９の何れかに記載のステップモーター。
【請求項２１】
当該安定位置形成手段である当該ステータ部の少なくとも一部に添着される永久磁石は、当該永久磁石のＮ極とＳ極とが当該電磁的安定位置を挟んでその両側に配置される様に添着せしめられている事を特徴とする請求項６又は８乃至２０の何れかに記載のステップモーター。
【請求項２２】
当該安定位置形成手段である当該ステータ部の当該ローター部が回転自在保持されている孔部内部周縁壁部の少なくとも一部に形成される当該突起状部は少なくとも一対設けられ、何れも当該電磁的安定位置に対して同一の側方向に配置される事を特徴とする請求項７乃至２０の何れかに記載のステップモーター。
【請求項２３】
当該ローター部を逆回転させた後、ただちに当該第２の静的安定位置から当該第１の静的安定位置に変更させるための第２の静的安定位置切替パルスを発生させる事を特徴とする請求項９乃至２２の何れかに記載のステップモーター。
【請求項２４】
当該ローター部を逆回転させた後、ただちに当該第２の静的安定位置から当該第１の静的安定位置に変更させるための第２の静的安定位置切替パルスを発生させ、更に所定の回数正回転させる事を特徴とする請求項２３に記載のステップモーター。
【請求項２５】
請求項１乃至２４の何れかに記載されたステップモーターを含んでいる事を特徴とする電子時計。
【請求項２６】
少なくとも永久磁石で構成されたローター部、ステータ部及び当該ローター部の回転を制御するローター部回転制御手段とで構成された正逆回転可能なステップモーターに於いて、当該ローター部の静的安定位置を少なくとも２ヶ所設けておき、当該静的安定位置の何れかを選択的に機能させる事を特徴とするステップモーターの駆動方法。
【請求項２７】
当該静的安定位置は、少なくとも当該ローター部を正回転させる為の第１の静的安定位置と、当該ローター部を逆回転させる為の第２の静的安定位置との双方で構成されている事を特徴とする請求項２６に記載のステップモーターの駆動方法。
【請求項２８】
当該静的安定位置切替手段に静的安定位置切替パルス発生手段を設け、当該静的安定位置切替パルス発生手段から発生される選択パルスによって、当該第１或いは当該第２の静的安定位置の何れかを選択する事を特徴とする請求項２６又は２７に記載のステップモーターの駆動方法。
【請求項２９】
当該静的安定位置は、当該ステータ部の少なくとも一部に別体の永久磁石を添着して形成する事を特徴とする請求項２６乃至２８の何れかに記載のステップモーターの駆動方法。
【請求項３０】
当該静的安定位置は、当該ステータ部の当該ローター部が回転自在保持されている孔部内部周縁壁部の少なくとも一部に突起状部を形成すると共に、当該ローター部の回転軸を当該ローター部の中心点から偏芯せしめて形成する事を特徴とする請求項２６乃至２８の何れかに記載のステップモーターの駆動方法。
【請求項３１】
当該ローター部を正回転から逆回転させる場合に、当該静的安定位置切替パルス発生手段から当該ローター部を当該第１の静的安定位置から当該第２の静的安定位置に変更させるための第１の静的安定位置切替パルスを発生させるか、或いは、当該ローター部を逆回転から正回転させる場合に、当該ローター部を当該第２の静的安定位置から当該第１の静的安定位置に変更させるための第２の静的安定位置切替パルスを発生させる事を特徴とする請求項２６乃至３０の何れかに記載のステップモーターの駆動方法。
【請求項３２】
当該ローター部を連続的に正回転させるか或いは連続的に逆回転させる場合には、当該ローター部回転制御手段から、１ステップ運針毎に互いに極性の異なる２つのローター駆動パルスを１つずつ交互に発生させる事を特徴とする請求項２６乃至３１の何れかに記載のステップモーターの駆動方法。
【請求項３３】
当該ローター部の回転方向を変更する必要が発生した場合に、当該静的安定位置切替パルス発生手段は当該ローター駆動パルスの発生に先立ち当該ローター部の初期配置位置を当該第１若しくは第２の静的安定位置の何れかに設定する為の１つの当該静的安定位置切替パルスを発生する事を特徴とする請求項２６乃至３２の何れかに記載のステップモーターの駆動方法。
【請求項３４】
当該ローター部の１ステップ運針の回転制御に於いて２つの当該ローター駆動パルスを出力するに際し、第１のローター駆動パルスと第２のローター駆動パルスとの間の間隔を調整する事を特徴とする請求項２６乃至３３の何れかに記載のステップモーターの駆動方法。
【請求項３５】
当該第１のローター駆動パルスの駆動が停止されてから当該第２のローター駆動パルスを発生させるためのタイミングを当該ローター部回転制御手段に設けたタイミング調整手段によって調整する事を特徴とする請求項３４に記載のステップモーターの駆動方法。
【請求項３６】
当該第２のローター駆動パルスを発生させる当該タイミングは、当該ローター部の所定の部分が当該ステータ部における所定の位置を通過したか否かで判断する事を特徴とする請求項３４又は３５に記載のステップモーターの駆動方法。
【請求項３７】
当該ステップモーターにおける所定の位置を、当該ステップモーターにおける磁気的安定位置及び静的安定位置若しくは当該両安定位置の間に於いて予め定められた任意の位置に設定する事を特徴とする請求項３６に記載のステップモーターの駆動方法。
【請求項３８】
当該第１のローター駆動パルスが駆動を停止した後、当該タイミング調整手段から当該所定の位置検出用の検出パルスを発生させる事を特徴とする請求項３５乃至３７の何れかに記載のステップモーターの駆動方法。
【請求項３９】
当該タイミング調整手段が、当該第１のローター駆動パルスが駆動を停止した後に、当該ローター部の回転角度に応じて発生する起電力を測定する事によって当該ローター部が所定の位置を通過したか否かを検出する事を特徴とする請求項３５乃至３８の何れかに記載のステップモーターの駆動方法。
【請求項４０】
当該第２のローター駆動パルスのパルス幅と当該第１のローター駆動パルスのパルス幅を、異ならせる事を特徴とする請求項２６乃至３９の何れかに記載のステップモーターの駆動方法。
【請求項４１】
当該個々の静的安定位置は、当該電磁的安定位置に対して対称的に±１０〜６０度範囲の角度以って傾斜させる事を特徴とする請求項２６乃至４０の何れかに記載のステップモーターの駆動方法。
【請求項４２】
当該ローター部を１ステップ運針に於いて、３６０度回転させる事を特徴とする請求項２６乃至４１の何れかに記載のステップモーターの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正逆転ステップモータ、正逆転ステップモータの駆動方法及び正逆転ステップモータを有する電子時計に関するものであり、更に詳しくは、簡易な構成と簡易な制御システムを採用する事によって経済的でかつ効率的なステップモーターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、通常のステップモーターに於けるローター部は、一方向にしか回転しないが、例えば、時計の様な商品に於いては、その仕様によっては、例えば、アラームやストップウォッチ機能が要求される場合には、逆回転が必要となる。
【０００３】
かかる場合、従来では、通常３種類のパルスを組み合わせて当該ローター部の逆方向への回転を実現させている。
【０００４】
つまり、ステップモーターが、図１３の様な構造を有しているか、或いは図１５に示す様な構造を有している場合に於いて、図１４に示す様な３種類のパルスを使用して正転状態から逆転状態を実現する様に構成されている。
【０００５】
即ち、図１３は、従来のステップモーター１に於ける一般的な構成の例を示すものであって、永久磁石で構成されたローター部２、当該ローター部２の周囲を取り囲む一対のみステータ部３，３’及び当該ステータ部３，３’の極性を変化させて当該ローター部２の回転を制御するコイル４を含むローター部回転制御手段５とで構成された正逆回転可能なステップモーター１であって、当該ステータ部３の一部にノッチ部６、６’が設けられており、当該ノッチ部６，６’によって当該ステータ部３に於ける当該ローター部周囲の磁束密度を変化させる事によって、当該ローター部２の静的安定位置Ｐを電磁的安定位置Ｏに対して所定の角度を持った方向に設定されている。
【０００６】
そして、当該ローター部２が回転を停止する場合にはこの静的安定位置に於いて停止する。
【０００７】
又、従来のステップモーターは、１ステップ運針は当該ローター部２を１８０度の回転させるものである。
【０００８】
図１３（Ａ）は、当該ステータ部３’の極性をＮ極に、又当該ステータ部３の極性をＳ極に励磁した場合の例を示しており、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の状態から当該ローター部２が１ステップ運針して１８０度進んだ場合の状態を示しており、当該ステータ部３’の極性をＳ極に、又当該ステータ部３の極性をＮ極に励磁した場合の例を示している。
【０００９】
そして、当該ローター部２の正転を継続する場合には、極性の異なるパルスを当該コイル４を含むローター部回転制御手段５から当該ステータ部交互に且つ連続して印加する様にすれば良い。
【００１０】
処で、当該従来のステップモーター１に於いて、当該ローター部２の回転を逆転状態にする場合を図１４及び図１５を参照しながら説明する。
【００１１】
即ち、図１５に示す当該ステップモーター１の構成は、当該ローター部２と当該ステータ部３との関係のみを示すものであるが、全体の構成は実質的に図１３の構成と同じであり、但し静的安定位置Ｐを形成する為の構成が異なっており、その構成は、当該ローター部２と当該ステータ部３との間の間隔を部分的に変化させて磁束密度に変化を発生させる構造を採用したものである。
【００１２】
今、当該ローター部２が図１５（Ａ）に示す様な状態で静的安定位置Ｐに於いて静止しているものとする。
【００１３】
尚、電磁的安定位置Ｏは、当該ステータ部３の中心軸とほぼ一致する方向に設定されている。
【００１４】
次に、図１５（Ｂ）に於いて、図１４に示す信号Ｔ１に於けるパルス信号Ｓ１が印加されると、当該ステータ部３はＳ極に又当該ステータ部３’はＮ極に極性化され、当該ローター部２は、矢印の方向（つまり時計方向）に回転を開始する。
【００１５】
この際、当該パルス信号Ｓ１は当該ローター部２が正転方向（つまり時計方向）に１ステップつまり１８０度回転しない程度の強さのパルス信号Ｓ１を印加することが必要である。
【００１６】
次に、図１５（Ｃ）に示す様に、当該ローター部２が正転方向にある程度回転した状態で当該パルス信号Ｓ１を消滅させた後、図１５（Ｄ）に於いて、図１４に示す信号Ｔ２に於けるパルス信号Ｓ２が印加されると、当該ステータ部３はＮ極に又当該ステータ部３’はＳ極に極性化され、当該ローター部２のＮ極は当該ステータ部３’のＳ極に、又当該ローター部２のＳ極は当該ステータ部３のＮ極に引かれて、矢印の方向（つまり反時計方向）に回転を開始する。
【００１７】
そして、図１５（Ｅ）に示す様に、当該ローター部２が慣性により、電磁的安定位置Ｏを越えた位置まで移動して来た後、図１５（Ｆ）に於いて、図１４に示す信号Ｔ１に於けるパルス信号Ｓ３が印加されると、当該ステータ部３はＳ極に又当該ステータ部３’はＮ極に極性化され、それによって、当該ローター部２のＮ極は当該ステータ部３のＳ極に、又当該ローター部２のＳ極は当該ステータ部３’のＮ極に引かれて、矢印の方向（つまり反時計方向）に回転を継続し、図１５（Ｇ）に示す様に、当該ローター部２が１８０度回転した状態で当該静的安定位置Ｐで静止し１ステップ運針が完了する。
【００１８】
そして、更に当該ローター部２の逆方向回転を継続させる場合には、上記したローター部回転制御ステップが極性を変えて繰り返される事になる。
【００１９】
つまり、従来に於けるステップモーター１に於いて、当該ローター部２を逆転させるには、１ステップ運針毎に３種類のパルスが使用され、一旦当該ローター部２を正転方向にある程度回転させた後、逆方向に回転させる必要があった。
【００２０】
従って、従来のステップモーター１に於いて正逆回転を可能とする構成を採用する場合には、制御回路が複雑となると同時に性能が不安定になりまた当該ローター部の回転速度が制約され、高速回転が不可能であると言う問題があり、又小型化が不可能で且つコスト増となる欠点が有った。
【００２１】
尚、図１４に於いては、当該ローター部の回転制御の為の制御信号を２種類（Ｔ１及びＴ２）を使用したが、１種類の信号で３種類のパルスを発生させるものであっても良い事は言うまでもない。
【００２２】
尚、従来のステップモーターに於いて、当該ローター部を正転させる場合は極性の異なる２つの制御パルスを交互に使用することで実現されている。
【００２３】
一方、従来のステップモーターの公知例として特開昭５３−７１２１１号公報
【特許文献１】が知られており、当該公知例では、正逆転可能なステップモーターに関して記載されており、静的安定位置を２ヶ所（ＡＣ相及びＢＤ相）に設定する例が示されているが、本発明における様に積極的に２種類の静的安定位置を予め設定しておく事に関しては全くその具体的構成する開示されておらず、如何にして当該ローター部を二ヵ所の静的安定位置に個別的且つ選択的に停止させるかに関しては全くの示唆もないのである。  つまり当該公知例では、当該ローター部をＡＣ相又はＢＤ相に止める制御が困難であり、そもそもＡＣ相又はＢＤ相に当該ローター部が止まるかどうかも疑問である。
【００２４】
尚、当該公知例では、単に入力反転パルスの位相を半サイクルずらせると記載されているが、それによって果たして当該ローター部がを二ヵ所の静的安定位置に何れかに個別的且つ選択的に停止させるかに関しては、全くの説明がない。
【００２５】
又、かかる公知例では、パルス発生回路が複雑となる欠点がある。
【００２６】
更に、別の公知例として特開昭５８−２１３２７８号公報
【特許文献２】が知られており、当該公知例では正逆転可能なステップモーターに関して記載されているが、逆回転時には上記した従来例の様に、３種類の交番パルスを使用するものであり、然も３番目のパルスは分割パルスを使用する事を必須の技術構成としているものである。  従って、係る公知例に於いては、駆動回路が複雑となり高コストな制御回路を必要とし、高速化、小型化が不可能である。
【００２７】
また、係る公知例には、静的安定位置を少なくとも２ヶ所設けるという技術構成は全く開示されていない。
【００２８】
又、別の公知例としては、特開昭５０−５１３６７号公報
【特許文献３】が知られており、当該公知例ではステータ部内に配置した磁石で当該ローター部の安定角を設定する技術が示されており、電磁的安定位置に対して一定の角度を有した静的安定位置Ｐを形成すると同時に、当該ローター部を制御回路のコイルに単相パルスを印加して３６０度回転させる技術が記載されている。  然しながら、当該公知例では、当該ローター部を正逆回転させる技術に関しては記載も示唆もなく、又、静的安定位置を少なくとも２ヶ所に設定する技術に関しても開示も示唆もない。
【００２９】
更に、別の公知例として特許第２６１４７６９号公報
【特許文献４】が知られている。  当該公知例では、正逆回転可能なステップモーターに関して記載されており、その具体的構成は、静的安定位置と電磁的安定位置の位相を９０°±α変化させると共に、初期化パルスを発生させ、当該ローター部が如何なる位置に配置されているかにかかわらず一定の位置に設定する初期化操作を行った後、正転の場合には、当該初期化パルスと逆極性のパルスを発生させ、又逆転の場合には、それと同極性のパルスを発生させる様に構成したものである。
【００３０】
つまり、当該公知例では、静的安定位置を一箇所しか設定しておらず、又、静的安定位置と電磁的安定位置が９０°±αとなり駆動力として得られるものは通常のステップモーターよりも弱いものとなる。
【００３１】
然も当該公知例では、正転時或いは逆転時のいずれの場合であっても、初期化するための初期化パルスは、通常の反転駆動パルスよりもパルス幅の大なるパルス信号を使用しなければならないと言う欠点がある。
【００３２】
上記した様に、従来技術に於いては、静的安定位置がローター部のＮ極、Ｓ極に係わらず１つだけ存在する構成が主体的であるため、当該ローター部の逆転が困難であり、上記した様に３種類のパルスを逆転方向の各１ステップ運針毎に使用する必要があるため、駆動が不安定で且つ制御回路が複雑化して小形化が出来ず高コストとなっている。
【００３３】
一方、更に他の従来例としては、当該ステータ部に２種類のコイルを搭載させ、その一方を正転用コイルとして使用し、他のコイルを逆転用のコイルとして使用する例も見受けられるが、コイルの数が増加しその為の収納スペースも必要となるので、コストが増加すると共に小形化も不可能となっている。
【００３４】
【特許文献１】特開昭５３−７１２１１号公報
【特許文献２】特開昭５８−２１３２７８号公報
【特許文献３】特開昭５０−５１３６７号公報
【特許文献４】特許第２６１４７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
従って、本発明の目的は、上記した従来の問題を解決し、簡易な構成を有し、当該ローター部の回転制御を容易に実行でき且つ当該ローター部の回転速度を高速化し然も小形化、低コスト化を実現出来る正逆転ステップモータ、正逆転ステップモータを有する電子時計及び正逆転ステップモータの駆動方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
本発明は上記した目的を達成する為、以下に示す様な基本的な技術構成を採用するものである。即ち、本発明に於ける第１の態様としては、少なくとも永久磁石で構成されたローター部、ステータ部及び当該ローター部の回転を制御するローター部回転制御手段とで構成された正逆回転可能なステップモーターであって、当該ローター部の静的安定位置が当該ローター部と当該ステータ部との間に少なくとも２ヶ所設けられており、且つ１ステップ運針で当該ローターは３６０度回転する様に構成されているステップモーターであり、本発明に於ける第２の態様としては、上記した構成を有するステップモーターを含んでいる電子時計である。
【００３７】
又、本発明の第３の態様としては、少なくとも永久磁石で構成されたローター部、ステータ部及び当該ローター部の回転を制御するローター部回転制御手段とで構成された正逆回転可能なステップモーターに於いて、当該ローター部の静的安定位置を少なくとも２ヶ所設けておき、当該静的安定位置の何れかを選択的に機能させる様に構成されたステップモーターの駆動方法である。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る当該ステップモーターは、少なくとも永久磁石で構成されたローター部、ステータ部及び当該ローター部の回転を制御するローター部回転制御手段とで構成された正逆回転可能なステップモーターであって、当該ローター部の静的安定位置が当該ローター部と当該ステータ部との間に少なくとも２ヶ所設けられており、且つ１ステップ運針で当該ローターは３６０度回転する様な技術構成を採用しているので、当該ローター部の回転制御方法が簡素化され制御回路の簡易化、小形化が実現出来、当該ローター部の高速化も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下に、本発明に係るステップモーターの一具体例の構成を図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例】
【００４０】
即ち、図１は本発明に係るステップモーター１の一具体例の構成を示すものであって、図中、少なくとも永久磁石で構成されたローター部２、ステータ部３、３’及び当該ローター部２の回転を制御するコイル４を含むローター部回転制御手段５とで構成された正逆回転可能なステップモーターであって、当該ローター部２の静的安定位置Ｐが当該ローター部２と当該ステータ部３、３’との間に少なくとも２ヶ所（Ｐ１及びＰ２）設けられており、且つ１ステップ運針で当該ローター２は３６０度回転する様に構成されているステップモーター１が示されている。
【００４１】
即ち、本発明に於いては、２種類の静的安定位置Ｐ１及びＰ２が当該ローター部と当該ステータ部の間で予め設けられており、且つ当該ローター部の正転時に使用される静的安定位置Ｐ１と当該ローター部の逆転時に使用される静的安定位置Ｐ２との向きが相互に異なる様に設けられているものである。
【００４２】
更に本発明に係る当該ステップモーター１に付いて詳述するならば、図１（Ａ）は、本発明に係る当該ステップモーター１の正転時に於ける初期位置を示すものであり、当該ローター部２は当該ローター部を正回転させる為の初期位置である第１の静的安定位置Ｐ１に沿って静止しており、又図１（Ｂ）は、本発明に係る当該ステップモーター１の逆転時に於ける初期位置を示すものであり、当該ローター部２は当該ローター部を逆回転させる為の第２の静的安定位置Ｐ２に沿って静止している状態を示している。
【００４３】
本発明に於ける当該静的安定位置Ｐ１及びＰ２は、静的安定位置形成手段７により形成されるものであって、より具体的には、一例として当該静的安定位置形成手段７は、当該ステータ部３の少なくとも一部に別体で構成された永久磁石８を図１に示す様に、適宜の方法で添着した構成を有するものである。
【００４４】
本発明に於ける当該安定位置形成手段７である当該ステータ部３の少なくとも一部に添着される永久磁石８は、当該永久磁石８のＮ極とＳ極とが図１に示す様に、電磁的安定位置Ｏを挟んでその両側に配置される様に添着せしめられている事が望ましい。
【００４５】
この様に構成する事によって、図１（Ａ）では、当該ローター部を正回転させる為の初期位置である第１の静的安定位置Ｐ１が電磁的安定位置Ｏに対して所定の角度をもって形成され、当該ローター部２は当該第１の静的安定位置Ｐ１に沿って静止している。
【００４６】
一方、図１（Ｂ）は、当該ローター部を逆回転させる為の初期位置である第２の静的安定位置Ｐ２が電磁的安定位置Ｏに対する第１の静的安定位置Ｐ１が示す所定の角度と同一の角度で且つ当該電磁的安定位置Ｏに対して第１の静的安定位置Ｐ１とは反対の方向に形成されており、当該ローター部２は当該第２の静的安定位置Ｐ２に沿って静止している。
【００４７】
つまり、本発明に於いては、当該静的安定位置は、少なくとも当該ローター部を正回転させる為の第１の静的安定位置Ｐ１と、当該ローター部を逆回転させる為の第２の静的安定位置Ｐ２とを有している事を特徴とするものである。
【００４８】
従って、本発明に於いては、当該ローター部の回転制御手段５に当該静的安定位置Ｐ１、Ｐ２の何れかを選択的に機能させる為の静的安定位置切替手段９が更に設けられている事が望ましく、更に当該静的安定位置切替手段９は、静的安定位置切替パルス発生手段１０を含んでいる事が望ましい。
【００４９】
更に本発明に於いては、当該静的安定位置切替パルス発生手段１０は、少なくも２種類の当該静的安定位置のそれぞれに対応する少なくとも２種類の静的安定位置切替パルスＱ１及びＱ２を選択的に発生する様に構成されている事が必要である。
【００５０】
一方、本発明に於ける当該ステップモーター１に於いて当該ローター部２を１ステップ運針で３６０度回転する様に構成されているものであり、その為に１ステップ運針操作中には、極性の異なる２つのローター部駆動パルスＲ１及びＲ２を交互に交番出力し、１パルスで当該ローター部２を１８０度回転させる事が必要である。
【００５１】
その為に、当該ローター部回転制御手段５には、適宜のローター部駆動パルス発生回路１１が設けられている事が望ましい。
【００５２】
此処で、図２を参照しながら、本発明に於ける上記具体例のローター部２の回転制御方法の一実施例を説明する。
【００５３】
即ち、図２は、本発明に於けるステップモーター１に於いて、当該ローター部２が正回転する場合の駆動操作ステップの一例を説明するものであって、図２（Ａ）は、当該ローター部２が前記した第１の静的安定位置Ｐ１に静止している状態を示しており、当該ローター部２の永久磁石のＳ極が当該ステータ部３’に設けられている当該永久磁石８のＮ極に引かれて当該第１の静的安定位置Ｐ１に沿って静止している。
【００５４】
係る初期状態から図２（Ｂ）に於いて、図３に示す様な第１のローター部駆動パルスＳ１を当該駆動回路１１から発生させ、それを当該制御手段５を介して当該ステータ部に印加すると当該コイル４の左側が、つまり当該ステータ部３’はＳ極に極性化され、同時に当該コイル４の右側が、つまり当該ステータ部３はＮ極に極性化されるので、当該ローター部２には矢印に示す方向、つまり時計方向（正転）に回転力が発生して回転を開始する。
【００５５】
この場合、当該コイルに発生する磁力は、当該静的安定位置形成手段７の一例である当該永久磁石８の磁力よりも強くなる様に設定する。
【００５６】
その後、当該第１のローター部駆動パルスＳ１を適当な時点で消滅させるが、当該ローター部２は図２（Ｃ）に示す様に、その慣性によって同一方向に回転を継続し、そして図２（Ｄ）に示す様に、その慣性によって当該ローター部２は当該電磁的安定位置Ｏを越えて更に移動を継続し、１８０度回転して当該第１の静的安定位置Ｐ１に一致する位置まで回転してくる。
【００５７】
その後、図２（Ｅ）に示す様に、図３に示す様な第２のローター部駆動パルスＳ２を当該駆動回路１１から発生させ、それを当該制御手段５を介して当該ステータ部に印加すると図２（Ｂ）とは逆に当該コイル４を励磁して当該コイルの左側が、つまり当該ステータ部３’はＮ極に極性化され、同時に当該コイル４の右側が、つまり当該ステータ部３はＳ極に極性化されるので、当該ローター部２には図２（Ｂ）と同様に矢印に示す方向、つまり時計方向（正転）に回転力が発生して正回転を継続する。
【００５８】
その後、当該第２のローター部駆動パルスＳ２を適当な時点で消滅させるが、当該ローター部２は図２（Ｆ）に示す様に、その慣性によって同一方向に回転を継続し、そして図２（Ｇ）に示す様に、その慣性によって当該ローター部２は更に１８０度回転して当該第１の静的安定位置Ｐ１に一致する位置まで回転して図２（Ａ）に示す状態になる。
【００５９】
つまり、本発明に於いては１ステップ運針で２つの極性の異なるローター部駆動パルスが交番で出力され、当該ローター部２は３６０度回転する様に設計されている。
【００６０】
一方、上記本発明の具体的に於いて、当該ローター部２を逆回転させる場合の駆動操作ステップの一例を説明するものであって、図４及び図５を参照しながら説明する。
【００６１】
即ち、図４（Ａ）は、当該ローター部２が前記した第２の静的安定位置Ｐ２に静止している状態を示しており、当該ローター部２の永久磁石のＮ極が当該ステータ部３’に設けられている当該永久磁石８のＳ極に引かれて当該第２の静的安定位置Ｐ２に沿って静止している。
【００６２】
係る初期状態から図４（Ｂ）に於いて、図５に示す様な第２のローター部駆動パルスＳ２を当該駆動回路１１から発生させ、それを当該制御手段５を介して当該コイル４を励磁して当該ステータ部に印加すると当該コイル４の左側が、つまり当該ステータ部３’はＮ極に極性化され、同時に当該コイル４の右側が、つまり当該ステータ部３はＳ極に極性化されるので、当該ローター部２には矢印に示す方向、つまり反時計方向（逆転）に回転力が発生して回転を開始する。
【００６３】
この場合、当該コイル４に発生する磁力は、当該静的安定位置形成手段７の一例である当該永久磁石８の磁力よりも強くなる様に設定する。
【００６４】
その後、当該第２のローター部駆動パルスＳ２を適当な時点で消滅させるが、当該ローター部２は図４（Ｃ）に示す様に、その慣性によって同一方向に回転を継続し、そして図４（Ｄ）に示す様に、その慣性によって当該ローター部２は当該電磁的安定位置Ｏを越えて更に移動を継続し、１８０度回転して当該第２の静的安定位置Ｐ２に一致する位置まで回転してくる。
【００６５】
その後、図４（Ｅ）に示す様に、図５に示す様な第１のローター部駆動パルスＳ１を当該駆動回路１１から発生させ、それを当該制御手段５の当該コイル４を励磁して当該ステータ部に印加すると図４（Ｂ）とは逆に当該コイルの左側が、つまり当該ステータ部３’はＳ極に極性化され、同時に当該コイル４の右側が、つまり当該ステータ部３はＮ極に極性化されるので、当該ローター部２には図４（Ｂ）と同様に矢印に示す方向、つまり反時計方向（逆転）に回転力が発生して逆方向の回転を継続する。
【００６６】
その後、当該第１のローター部駆動パルスＳ１を適当な時点で消滅させるが、当該ローター部２は図４（Ｆ）に示す様に、その慣性によって同一方向に回転を継続し、そして図４（Ｇ）に示す様に、その慣性によって当該ローター部２は更に１８０度回転して当該第２の静的安定位置Ｐ２に一致する位置まで回転して図４（Ａ）に示す状態になる。
【００６７】
つまり、本発明に於いては、逆転操作の場合でも１ステップ運針で２つの極性の異なるローター部駆動パルスが交番で出力され、当該ローター部２は３６０度回転する様に設計されている。
【００６８】
更に、上記した本発明に於ける具体例に於いて、正回転（時計方向回転）をしていた当該ローター部２を逆方向に回転させる場合のローター部駆動操作ステップを図６を参照しながら説明する。
【００６９】
即ち、当該ステップモーター１に於いて、当該ローター部２が正転していた場合には、当該ローター部２が回転を静止した状態では、図６（Ａ）に示す様に、前記した図２（Ａ）と同じ状態になっている。
【００７０】
かかる状態では、当該ローター部２を逆方向に回転させる事が出来ないので、先ず、図６（Ｂ）に示す様に、前記した当該静的安定位置設定手段９に設けられている、当該静的安定位置切替パルス発生手段１０から、当該ローター部２を当該第１の静的安定位置Ｐ１から当該第２の静的安定位置Ｐ２に変更させるための第１の静的安定位置切替パルスＱ１を発生させて、当該コイル４を励磁して、当該コイル４の左側が、つまり当該ステータ部３’はＳ極に極性化され、同時に当該コイル４の右側が、つまり当該ステータ部３はＮ極に極性化されるので、当該ローター部２には矢印に示す方向、つまり時計方向（正転）に回転力が発生して回転を開始する。
【００７１】
この場合、当該コイルに発生する磁力は、当該静的安定位置形成手段７の一例である当該永久磁石８の磁力よりも強いが当該ローター部が１８０度まで回転しない程度の磁力に設定する。
【００７２】
その後、当該第１の静的安定位置切替パルスＱ１を適当な時点で消滅させるが、当該ローター部２は図６（Ｃ）に示す様に、その慣性によって同一方向に回転を継続し、そして図６（Ｄ）に示す様に、当該ローター部２のＮ極が当該ステータ部３’に設けられている当該永久磁石８のＳ極に引かれて当該第２の静的安定位置Ｐ２に沿って静止することによって、当該ローター部２の逆転操作が可能となる。
【００７３】
この操作以降の当該ローター部２の逆転操作は、図４に示した操作と同一である。
【００７４】
一方、上記した本発明に於ける具体例に於いて、逆回転（反時計方向回転）をしていた当該ローター部２を正方向に回転させる場合のローター部駆動操作ステップを図７を参照しながら説明する。
【００７５】
即ち、当該ステップモーター１に於いて、当該ローター部２が逆回転していた場合には、当該ローター部２が回転を静止した状態では、図７（Ａ）に示す様に、前記した図４（Ａ）と同じ状態になっている。
【００７６】
かかる状態では、当該ローター部２を正方向に回転させる事が出来ないので、先ず、図７（Ｂ）に示す様に、前記した当該静的安定位置設定手段９に設けられている当該静的安定位置切替パルス発生手段１０から、当該ローター部２を当該第２の静的安定位置Ｐ２から当該第１の静的安定位置Ｐ１に変更させるための第２の静的安定位置切替パルスＱ２を発生させて、当該コイル４を励磁して、当該コイル４の左側が、つまり当該ステータ部３’はＮ極に極性化され、同時に当該コイル４の右側が、つまり当該ステータ部３はＳ極に極性化されるので、当該ローター部２には矢印に示す方向、つまり反時計方向（逆転）に回転力が発生して回転を開始する。
【００７７】
この場合、当該コイルに発生する磁力は、当該静的安定位置形成手段７の一例である当該永久磁石８の磁力よりも強いが当該ローター部が１８０度まで回転しない程度の磁力に設定する。
【００７８】
その後、当該第２の静的安定位置切替パルスＱ２を適当な時点で消滅させるが、当該ローター部２は図７（Ｃ）に示す様に、その慣性によって同一方向に回転を継続し、そして図７（Ｄ）に示す様に、当該ローター部２のＳ極が当該ステータ部３’に設けられている当該永久磁石８のＮ極に引かれて当該第１の静的安定位置Ｐ１に沿って静止することによって、当該ローター部２の正転操作が可能となる。
【００７９】
この操作以降の当該ローター部２の正転操作は、図２に示した操作と同一である。
上記した本発明の具体例から明らかな様に、本発明に於いては、当該ローター部回転制御手段５は、当該ローター部２を連続的に正回転させるか或いは連続的に逆回転させる場合には、何れの場合でも、１ステップ運針毎に極性の異なる２つのローター駆動パルスＳ１、Ｓ２を交互に発生する様に構成されている事が望ましい。
【００８０】
又、本発明に於いては、当該静的安定位置設定手段９に設けられている当該静的安定位置切替パルス発生手段１０は、当該ローター部回転制御手段５と関連して駆動される事が望ましい。
【００８１】
そして、本発明に於いては、当該静的安定位置切替パルス発生手段１０は、当該ローター部２の回転方向を変更する必要が発生した場合に、当該ローター駆動パルスＳ１或いはＳ２の発生に先立ち、当該ローター部２の初期配置位置を当該第１若しくは第２の静的安定位置Ｐ１或いはＰ２の何れかに設定する為の１つの当該静的安定位置切替パルスＱ１或いはＱ２を発生する様に構成されている事も望ましい。
【００８２】
更に、本発明に於いては、より具体的には、当該静的安定位置切替手段９に於ける当該静的安定位置切替パルス発生手段１０は、当該ローター部２を正回転から逆回転させる場合に、当該ローター部２を当該第１の静的安定位置Ｐ１から当該第２の静的安定位置Ｐ２に変更させるための第１の静的安定位置切替パルスＱ１を発生させ、又、当該ローター部２を逆回転から正回転させる場合に、当該ローター部２を当該第２の静的安定位置Ｐ２から当該第１の静的安定位置Ｐ１に変更させるための第２の静的安定位置切替パルスＱ２を発生させる様に構成されている事も好ましい。
【００８３】
次に、本発明に於いては、当該ローター部回転制御手段５は、当該ローター部２の１ステップ運針の回転制御に於いて２つの当該ローター駆動パルスＳ１及びＳ２を出力するに際し、図８（Ａ）に示す様に第１のローター駆動パルスと極性の異なる第２のローター駆動パルスを別々のパルス発生回路（図示せず）から発生させるものであってもよく、或いは同じパルス発生回路から極性の異なる第１のローター駆動パルスと第２のローター駆動パルスを発生させるものであっても良い。
【００８４】
更に、本発明に於いては、当該第１のローター駆動パルスＳ１と第２のローター駆動パルスＳ２とのパルス幅Ｗを任意に設定できる様に構成しておく事も好ましく、更には、当該第１のローター駆動パルスＳ１と第２のローター駆動パルスＳ２の間の時間間隔Ｌを任意に調整可能に構成されする事も望ましい。
【００８５】
この構成は、当該ステップモーター１に於けるローター部の材質、大きさ等で決る慣性力、当該永久磁石８の磁力、更には当該コイル４に印加されるローター部駆動パルスの電圧或いはパルス幅等を勘案して、当該第１のローター駆動パルスＳ１をどのタイミングで消滅させるか、或いは当該第２のローター駆動パルスＳ２をどのタイミングで印加するかを決定する事に直接関係する。
【００８６】
即ち、本発明に於いては、当該ローター部回転制御手段５は、当該ローター部の１ステップ運針の回転制御に於いて２つの当該ローター駆動パルスを出力するに際し、第１のローター駆動パルスＳ１と第２のローター駆動パルスＳ２との間の時間間隔Ｌを調整にするパルス間隔調整手段１３が設けられる事も望ましく、更には、当該ローター部回転制御手段５には、当該第１のローター駆動パルスＳ１の駆動が停止されてから当該第２のローター駆動パルスＳ２を発生させるための、或いはその逆のタイミングを調整するタイミング調整手段１２が設けられている事も望ましい。
【００８７】
当該パルス間隔調整手段１３は、例えば、適宜のクロック機構を利用して当該第１のローター駆動パルスＳ１の消滅時点と第２のローター駆動パルスＳ２の発生時点との時間間隔Ｌを予め定めたデータに基づいてマニュアルで適宜の時間間隔となるよう調整する様に構成されていても良い。
【００８８】
一方、タイミング調整手段１２に関しては、例えば当該第１のローター駆動パルスＳ１により当該ローター部２が回転を開始し、当該第１のローター駆動パルスＳ１を消滅させた後も当該ローター部２は慣性により回転を継続し、その間に次の第２のローター駆動パルスＳ２を発生させる事が必要であるので、当該第２のローター駆動パルスＳ２を当該第１のローター駆動パルスＳ１が消滅後どのタイミングで第２のローター駆動パルスＳ２を発生させるかが重要な要素である。
【００８９】
より具体的には、例えば、当該ローター部２がステータ部３に於けるある特定の所定位置を通過した時点を以って、トリガーとする事も可能であり、その場合の当該所定の位置としては、当該ステップモーター１における電磁的安定位置Ｏ及び静的安定位置Ｐ若しくは当該両安定位置ＯとＰとの間に於いて予め定められた任意の位置とすることが可能である。
【００９０】
つまり、一例として、当該ローター部２のＮ極が当該電磁的安定位置Ｏを横切った時点を適宜の手段で検出し、当該検出信号をトリガーとして当該第２のローター駆動パルスＳ２を発生させる様に構成するものである。
【００９１】
当該タイミング調整手段１２は、例えば、本発明於いて、図２（Ｅ）に於いて、図８（Ｂ）に示す様な検出パルスＨを複数個連続して発生させ、当該検出パルスの数と当該ローター部２の存在位置を予め対応させておき、当該所定の位置に対応する数の当該検出パルスＨが検出された時点を当該第２のローター駆動パルスＳ２を発生させるタイミングと認定して当該第２のローター駆動パルスＳ２を発生させる様にしても良く、或いは、当該ローター部２の所定の部分が当該ステータ部３における所定の位置を通過したか否かを光技術や電磁的技術を利用して非接触で判断する方法も採用可能である。
【００９２】
あるいは、本発明に於ける当該タイミング調整手段１２の他の具体例としては、当該第１のローター駆動パルスＳ１が駆動を停止した後に、当該ローター部２の回転角度に応じて発生する起電力を測定する事によって当該ローター部２が予め定められた所定の位置を通過したか否かを検出する様に構成されているものであっても良い。
【００９３】
上記した通り、本発明に於いては、当該第２のローター駆動パルスＳ２のパルス幅Ｗ２と当該第１のローター駆動パルスＳ１のパルス幅Ｗ１とは異なっているものであっても良い。
【００９４】
更に、本発明に於いては、当該個々の静的安定位置は、当該電磁的安定位置に対して対称的に±１０〜６０度範囲の角度以って傾斜せしめられている事が望ましい。
【００９５】
次に、本発明に於ける当該静的安定位置形成手段７の他の具体例について、図９乃至図１２を参照しながら説明する。
【００９６】
即ち、本具体例に於いては、図９（Ａ）に示す様に、当該ステータ部３の当該ローター部２が回転自在に保持されている孔部２０内部周縁壁部２１の少なくとも一部に突起状部２２を形成すると共に、当該ローター部２の回転軸２３を当該ローター部２の中心点から偏芯せしめた構成としたものである。
【００９７】
尚、本具体例に於けるその他の構成は、図１に示すものと同一であるのでそれらの説明は省略する。
【００９８】
そして、本具体例に於ける当該安定位置形成手段７である当該ステータ部３の当該ローター部２が回転自在保持されている孔部２０内部周縁壁部２１の少なくとも一部に形成される当該一対の突起状部２２、２２’は、何れも当該電磁的安定位置Ｏに対して同一の側方向に配置される事が望ましい。
【００９９】
本具体例に於いては、当該突起部２２、２２’と当該ローター部２の偏芯構造との結合によって、当該ローター部と当該突起部２２との距離が大幅に変化するので、当該突起部２２に当該ローター部の当該偏芯２３から最も遠い部分が接近した場合が当該ローター部２と当該ステータ部３との間の磁束密度が高くなるので、図９（Ａ）に示す様にその位置で第１の静的安定位置Ｐ１が形成され、又、図１０（Ａ）に示す様にその位置で第２の静的安定位置Ｐ２が形成される事になる。
【０１００】
此処で、本具体例に於ける当該ローター部２の回転制御操作の一具体例を図９乃至図１２を参照して説明する。
【０１０１】
即ち、図９は、本発明に於けるステップモーター１に於いて、当該ローター部２が正回転する場合の駆動操作ステップの一例を説明するものであって、図９（Ａ）は、当該ローター部２が前記した第１の静的安定位置Ｐ１に静止している状態を示しており、当該ローター部２の永久磁石のＳ極が当該ステータ部３’に設けられている当該突起部２２’に引かれて当該第１の静的安定位置Ｐ１に沿って静止している。
【０１０２】
係る初期状態から図９（Ｂ）に於いて、図３に示すと同様な第１のローター部駆動パルスＳ１を当該駆動回路１１から発生させ、それを当該制御手段５を介して当該ステータ部に印加すると当該コイル４の左側が、つまり当該ステータ部３’はＳ極に極性化され、同時に当該コイル４の右側が、つまり当該ステータ部３はＮ極に極性化されるので、当該ローター部２には矢印に示す方向、つまり時計方向（正転）に回転力が発生して回転を開始する。
【０１０３】
その後、当該第１のローター部駆動パルスＳ１を適当な時点で消滅させるが、当該ローター部２は図９（Ｃ）に示す様に、その慣性によって同一方向に回転を継続し、そして図９（Ｄ）に示す様に、その慣性によって当該ローター部２は当該電磁的安定位置Ｏを越えて更に移動を継続し、１８０度回転して当該第１の静的安定位置Ｐ１に一致する位置まで回転してくる。
【０１０４】
その後、図９（Ｅ）に示す様に、図３に示す様な第２のローター部駆動パルスＳ２を当該駆動回路１１から発生させ、それを当該制御手段５を介して当該ステータ部に印加すると図９（Ｂ）とは逆に当該コイル４を励磁して当該コイルの左側が、つまり当該ステータ部３’はＮ極に極性化され、同時に当該コイル４の右側が、つまり当該ステータ部３はＳ極に極性化されるので、当該ローター部２には図９（Ｂ）と同様に矢印に示す方向、つまり時計方向（正転）に回転力が発生して正回転を継続する。
【０１０５】
その後、当該第２のローター部駆動パルスＳ２を適当な時点で消滅させるが、当該ローター部２は図９（Ｆ）に示す様に、その慣性によって同一方向に回転を継続し、そして図９（Ｇ）に示す様に、その慣性によって当該ローター部２は更に１８０度回転して当該第１の静的安定位置Ｐ１に一致する位置まで回転して図９（Ａ）に示す状態になる。
【０１０６】
つまり、本発明に於いても１ステップ運針で２つの極性の異なるローター部駆動パルスが交番で出力され、当該ローター部２は３６０度回転する様に設計されている。
【０１０７】
一方、上記本発明の具体的に於いて、当該ローター部２を逆回転させる場合の駆動操作ステップの一例を説明するものであって、図１０を参照しながら説明する。
【０１０８】
即ち、図１０（Ａ）は、当該ローター部２が前記した第２の静的安定位置Ｐ２に静止している状態を示しており、当該ローター部２の永久磁石のS極が当該ステータ部３に設けられている当該突起部２２に引かれて当該第２の静的安定位置Ｐ２に沿って静止している。
【０１０９】
係る初期状態から図１０（Ｂ）に於いて、図５に示すと同様な第２のローター部駆動パルスＳ２を当該駆動回路１１から発生させ、それを当該制御手段５を介して当該コイル４を励磁して当該ステータ部に印加すると当該コイル４の左側が、つまり当該ステータ部３’はＮ極に極性化され、同時に当該コイル４の右側が、つまり当該ステータ部３はＳ極に極性化されるので、当該ローター部２には矢印に示す方向、つまり反時計方向（逆転）に回転力が発生して回転を開始する。
【０１１０】
その後、当該第２のローター部駆動パルスＳ２を適当な時点で消滅させるが、当該ローター部２は図１０（Ｃ）に示す様に、その慣性によって同一方向に回転を継続し、そして図１０（Ｄ）に示す様に、その慣性によって当該ローター部２は当該電磁的安定位置Ｏを越えて更に移動を継続し、１８０度回転して当該第２の静的安定位置Ｐ２に一致する位置まで回転してくる。
【０１１１】
その後、図１０（Ｅ）に示す様に、図５に示す様な第１のローター部駆動パルスＳ１を当該駆動回路１１から発生させ、それを当該制御手段５の当該コイル４を励磁して当該ステータ部に印加すると図１０（Ｂ）とは逆に当該コイルの左側が、つまり当該ステータ部３’はＳ極に極性化され、同時に当該コイル４の右側が、つまり当該ステータ部３はＮ極に極性化されるので、当該ローター部２には図１０（Ｂ）と同様に矢印に示す方向、つまり反時計方向（逆転）に回転力が発生して逆方向の回転を継続する。
【０１１２】
その後、当該第１のローター部駆動パルスＳ１を適当な時点で消滅させるが、当該ローター部２は図１０（Ｆ）に示す様に、その慣性によって同一方向に回転を継続し、そして図１０（Ｇ）に示す様に、その慣性によって当該ローター部２は更に１８０度回転して当該第２の静的安定位置Ｐ２に一致する位置まで回転して図１０（Ａ）に示す状態になる。
【０１１３】
つまり、本発明に於いても、逆転操作の場合でも１ステップ運針で２つの極性の異なるローター部駆動パルスが交番で出力され、当該ローター部２は３６０度回転する様に設計されている。
【０１１４】
更に、上記した本発明に於ける具体例に於いて、正回転（時計方向回転）をしていた当該ローター部２を逆方向に回転させる場合のローター部駆動操作ステップを図１１を参照しながら説明する。
【０１１５】
即ち、当該ステップモーター１に於いて、当該ローター部２が正転していた場合には、当該ローター部２が回転を静止した状態では、図１１（Ａ）に示す様に、前記した図９（Ａ）と同じ状態になっている。
【０１１６】
かかる状態では、当該ローター部２を逆方向に回転させる事が出来ないので、先ず、図１１（Ｂ）に示す様に、前記した当該静的安定位置設定手段９に設けられている、当該静的安定位置切替パルス発生手段１０から、当該ローター部２を当該第１の静的安定位置Ｐ１から当該第２の静的安定位置Ｐ２に変更させるための第１の静的安定位置切替パルスＱ１を発生させて、当該コイル４を励磁して、当該コイル４の左側が、つまり当該ステータ部３’はＳ極に極性化され、同時に当該コイル４の右側が、つまり当該ステータ部３はＮ極に極性化されるので、当該ローター部２には矢印に示す方向、つまり時計方向（正転）に回転力が発生して回転を開始する。
【０１１７】
この場合、当該コイルに発生する磁力は、当該ローター部２が１８０度まで回転しない程度の磁力に設定する。
【０１１８】
その後、当該第１の静的安定位置切替パルスＱ１を適当な時点で消滅させるが、当該ローター部２は図１１（Ｃ）に示す様に、その慣性によって同一方向に回転を継続し、そして図１１（Ｄ）に示す様に、当該ローター部２のＳ極が当該ステータ部３’に設けられている当該突起部２２に引かれて当該第２の静的安定位置Ｐ２に沿って静止することによって、当該ローター部２の逆転操作が可能となる。
【０１１９】
この操作以降の当該ローター部２の逆転操作は、図１０に示した操作と同一である。
【０１２０】
一方、上記した本発明に於ける具体例に於いて、逆回転（反時計方向回転）をしていた当該ローター部２を正方向に回転させる場合のローター部駆動操作ステップを図１２を参照しながら説明する。
【０１２１】
即ち、当該ステップモーター１に於いて、当該ローター部２が逆回転していた場合には、当該ローター部２が回転を静止した状態では、図１２（Ａ）に示す様に、前記した図１０（Ａ）と同じ状態になっている。
【０１２２】
かかる状態では、当該ローター部２を正方向に回転させる事が出来ないので、先ず、図１２（Ｂ）に示す様に、前記した当該静的安定位置設定手段９に設けられている当該静的安定位置切替パルス発生手段１０から、当該ローター部２を当該第２の静的安定位置Ｐ２から当該第１の静的安定位置Ｐ１に変更させるための第２の静的安定位置切替パルスＱ２を発生させて、当該コイル４を励磁して、当該コイル４の左側が、つまり当該ステータ部３’はＮ極に極性化され、同時に当該コイル４の右側が、つまり当該ステータ部３はＳ極に極性化されるので、当該ローター部２には矢印に示す方向、つまり反時計方向（逆転）に回転力が発生して回転を開始する。
【０１２３】
この場合、当該コイルに発生する磁力は、当該静的安定位置形成手段７の一例である当該永久磁石８の磁力よりも強いが当該ローター部が１８０度まで回転しない程度の磁力に設定する。
【０１２４】
その後、当該第２の静的安定位置切替パルスＱ２を適当な時点で消滅させるが、当該ローター部２は図１２（Ｃ）に示す様に、その慣性によって同一方向に回転を継続し、そして図１２（Ｄ）に示す様に、当該ローター部２のＳ極が当該ステータ部３’に設けられている当該突起部２２’に引かれて当該第１の静的安定位置Ｐ１に沿って静止することによって、当該ローター部２の正転操作が可能となる。
【０１２５】
この操作以降の当該ローター部２の正転操作は、図９に示した操作と同一である。
【０１２６】
本発明に於ける他の態様としては、上記した本発明に係るステップモーター１を内蔵して構成された電子時計である。
【０１２７】
例えば秒針を駆動するモーターに本発明に関わるステップモーター１を用いた場合、通常の１秒運針を行うには当該ローター部２を１秒間に３６０度ずつ正回転させることになる。ところで秒針を通常と逆向きに運針させたい場合は上記説明のように当該第1の静的安定位置Ｐ１から当該第２の静的安定位置Ｐ２に変更させるための当該第１の静的安定位置切替パルスＱ１を発生させる。その後逆回転操作を行えば良い。
【０１２８】
しかし逆回転操作終了時にはそのままでは当該ローター部２は静的安置位置Ｐ２に沿って静止している。正転時における静的安定位置Ｐ１と逆転時における静的安定位置Ｐ２とは約１８０度位相がずれているため輪列のバックラッシュが無い理想的な状態では秒針が切分と切分の中間点に静止するという問題が発生することになる。この現象を避けるためには逆回転させた後、ただちに当該第２の静的安定位置Ｐ２から当該第１の静的安定位置Ｐ１に変更させるための第２の静的安定位置切替パルスＱ２を発生させることが望ましい。
【０１２９】
また逆回転で連続的に駆動した場合は輪列のバックラッシュがあるためにより秒針の見かけの静止位置が正回転時に比べて僅かにずれることが知られている。この場合は所定の回数だけ余分に逆回転させ、上記のように静的安定位置Ｐ１に切替えた後で余分に逆回転させた分だけ正回転側に駆動することでバックラッシュを解消し秒針を正常な位置に静止させることが出来る。
【０１３０】
更に、本発明に係る別の態様としては、少なくとも永久磁石で構成されたローター部２、ステータ部３及び当該ローター部２の回転を制御するローター部回転制御手段５とで構成された正逆回転可能なステップモーター１に於いて、当該ローター部２の静的安定位置を少なくとも２ヶ所設けておき、当該静的安定位置Ｐ１又はＰ２の何れかを選択的に機能させてローター部２の回転を制御する様に構成されているステップモーターの駆動方法である。
【０１３１】
本態様における具体的な構成の例としては、例えば図２或いは図４に示されている様に、当該静的安定位置は、少なくとも当該ローター部を正回転させる為の第１の静的安定位置Ｐ１と、当該ローター部を逆回転させる為の第２の静的安定位置Ｐ２との双方で構成されている事を特徴とするステップモーターの駆動方法であり、より詳細には、当該静的安定位置Ｐとして、少なくとも当該ローター部２を正回転させる為の第１の静的安定位置Ｐ１と、当該ローター部２を逆回転させる為の第２の静的安定位置Ｐ２とを形成しておき、静的安定位置切替手段９によって当該第１或いは当該第２の静的安定位置のいずれかを選択的に選択する様に構成されたステップモーターの駆動方法である。
【０１３２】
即ち、本態様に於けるステップモーターの駆動方法では、更に具体的には、当該静的安定位置切替手段９に静的安定位置切替パルス発生手段１０を設け、当該静的安定位置切替パルス発生手段１０から発生される静的安定位置切替パルスＱ１、Ｑ２によって、当該第１或いは当該第２の静的安定位置Ｐ１、Ｐ２の何れかを選択する様に構成されている事も望ましい。
【０１３３】
更に、本発明に於けるステップモーターの駆動方法に於いては、当該ローター部２を１ステップ運針毎に３６０度回転させる様に操作する事が望ましい。
【０１３４】
又、本発明に於ける当該ステップモーターの駆動方法に於いては、当該ローター部２を連続的に正回転させるか或いは連続的に逆回転させるかのいずれの場合で有っても、当該ローター部回転制御手段５から、１ステップ運針毎に互いに極性の異なる２つのローター駆動パルスＳ１とＳ２を１つずつ交互に発生させる様に制御処理する事が望ましい。
【０１３５】
一方、本発明の当該態様に於ける具体例としては、当該静的安定位置は、当該ステータ部３の少なくとも一部に別体の永久磁石８を添着して形成するステップモーターの駆動方法であり、又別の具体例としては、当該静的安定位置は、当該ステータ部３の当該ローター部２が回転自在保持されている孔部２０の内部周縁壁部２１の少なくとも一部に突起状部２２を形成すると共に、当該ローター部２の回転軸２３を当該ローター部２の中心点から偏芯せしめて形成して回転制御する様に構成されているステップモーターの駆動方法である。
【０１３６】
又、本態様に於いて、当該ローター部２を正回転から逆回転させる場合に、当該静的安定位置切替パルス発生手段１０から当該ローター部２を当該第１の静的安定位置Ｐ１から当該第２の静的安定位置Ｐ２に変更させるための第１の静的安定位置切替パルスＱ１を発生させるか、或いは、当該ローター部２を逆回転から正回転させる場合に、当該ローター部２を当該第２の静的安定位置Ｐ２から当該第１の静的安定位置Ｐ１に変更させるための第２の静的安定位置切替パルスＱ２を発生させる様に制御を実行する事を特徴とするステップモーターの駆動方法である。
【０１３７】
そして、本発明の当該態様に於ける更に詳細な具体例に於いては、当該ローター部２の回転方向を変更する必要が発生した場合に、当該静的安定位置切替パルス発生手段１０は当該ローター駆動パルスＳ１の発生に先立ち当該ローター部２の初期配置位置を当該第１若しくは第２の静的安定位置Ｐ１或いはＰ２の何れかに設定する為の１つの当該静的安定位置切替パルスＱ１又はＱ２の何れかを発生する様に構成されているステップモーターの駆動方法である。
【０１３８】
上記した本発明に於ける当該態様でのステップモーターの駆動方法に於いては、当該ローター部２の１ステップ運針の回転制御に於いて２つの当該ローター駆動パルスＳ１及びＳ２を出力するに際し、第１のローター駆動パルスＳ１と第２のローター駆動パルスＳ２との間の間隔Ｌを調整する事も可能である。
【０１３９】
一方、本発明に於ける当該態様での別の具体例としては、当該第１のローター駆動パルスＳ１の駆動が停止されてから当該第２のローター駆動パルスＳ２を発生させるためのタイミングを当該ローター部回転制御手段５に設けたタイミング調整手段１２によって調整する様にしたステップモーターの駆動方法である。
【０１４０】
上記具体例に於ける当該第２のローター駆動パルスＳ２を発生させる当該タイミングは、当該ローター部２の所定の部分が当該ステータ部３における所定の位置を通過したか否かで判断する事によって当該ローター部２の回転を制御する様に構成されている。
【０１４１】
本発明に係る当該ステップモーターの駆動方法に有っては、当該ステップモーター１における所定の位置は、当該ステップモーター１における磁気的安定位置Ｏ及び静的安定位置Ｐ若しくは当該両安定位置の間に於いて予め定められた任意の位置に設定するもので有っても良い。
【０１４２】
又、本発明に係る当該ステップモーターの駆動方法に有っては、当該第１のローター駆動パルスＳ１が駆動を停止した後、当該タイミング調整手段１２から当該所定の位置検出用の検出パルスＨを発生させる様に構成する事も可能である。
【０１４３】
更に、本発明に於ける当該態様でのステップモーターの駆動方法に有っては、当該タイミング調整手段１２が、当該第１のローター駆動パルスＳ１が駆動を停止した後に、当該ローター部２の回転角度に応じて発生する起電力を測定する様に構成されているものであっても良い。
【０１４４】
一方、本発明に於ける上記ステップモーターの駆動方法に有っては、当該第２のローター駆動パルスＳ２のパルス幅Ｗ２と当該第１のローター駆動パルスＳ１のパルス幅Ｗ１とを、異ならせる様に構成されていても良い。
【０１４５】
又、本発明に於ける当該態様での別の具体例としては、当該個々の静的安定位置Ｐの設定位置は特に特定されるものではないが、例えば、当該電磁的安定位置Ｏに対して対称的に片側でそれぞれ±１０〜６０度範囲の角度以って傾斜させて設定する事が好ましい。
【０１４６】
本発明に係る当該ステップモーターは、上記した様な技術構成を採用しているので、簡易な構成を有し、通常は正転時或いは逆転時の何れの場合でも１ステップ運針毎に２つの交番パルスのみを使用してローター部を回転させ、当該ローター部の回転方向を切り換える時点でのみ、つまり当該ローター部を正転状態から逆転状態或いは当該ローター部の逆転状態から正転状態に切り換える時点の何れの場合でも１個の切り替えパルスを使用して当該回転方向の切り替えを実現出来る。
つまり、本発明に於いては、当該ローター部の回転方向を切り換える際の最初の１ステップ運針時のみ３種類のパルスを使用するが、その他の通常の連続回転時には、それが正回転或いは逆回転の何れの状態であっても２つの（交番）パルスを使用するのみでローター部の回転制御を行うことが可能である。
【０１４７】
従って、本発明に於いては、当該ローター部の回転制御方法が簡素化され制御回路の簡易化、小形化が実現出来、当該ローター部の高速化も特に逆転時には可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本発明は、上述した様な構成を採用しているので、電子時計を含む正逆回転を要求される全ての分野に使用されるステップモーターとして使用出来る他、当該ステップモーターの駆動方法としても使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】図１は、本発明に係るステップモーターの一具体例の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明に係るステップモーターの一具体例に於けるローター部の正回転を行わせる場合の手順を説明する図である。
【図３】図３は、図２に示す具体例に於けるローター部駆動パルスの一例を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係るステップモーターの一具体例に於けるローター部の逆回転を行わせる場合の手順を説明する図である。
【図５】図５は、図４に示す具体例に於けるローター部駆動パルスの一例を示す図である。
【図６】図６は、本発明に係るステップモーターの一具体例に於いてローター部の回転方向を正回転から逆回転に変換する場合の手順を説明する図である。
【図７】図７は、本発明に係るステップモーターの一具体例に於いてローター部の回転方向を逆回転から正回転に変換する場合の手順を説明する図である。
【図８】図８は、本発明に於いて使用されるローター部駆動パルスの一例を示す図である。
【図９】図９は、本発明に係るステップモーターの他の具体例に於けるローター部の正回転を行わせる場合の手順を説明する図である。
【図１０】図１０は、本発明に係るステップモーターの他の具体例に於けるローター部の逆回転を行わせる場合の手順を説明する図である。
【図１１】図１１は、本発明に係るステップモーターの他の具体例に於いてローター部の回転方向を正回転から逆回転に変換する場合の手順を説明する図である。
【図１２】図１２は、本発明に係るステップモーターの他の具体例に於いてローター部の回転方向を逆回転から正回転に変換する場合の手順を説明する図である。
【図１３】図１３は、従来のステップモーターの一具体例の構成を示す図である。
【図１４】図１４は、従来のステップモーターに於いて使用されるローター部駆動パルスの一例を示す図である。
【図１５】図１５は、従来のステップモーターに於いてローター部の回転方向を正回転から逆回転に変換する場合の手順を説明する図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１    ステップモーター
２    ローター部
３，３’  ステータ部
４    コイル
５    ローター部回転制御手段
６，６’  ノッチ部
Ｐ    静的安定位置
Ｏ    電磁的安定位置
７    静的安定位置形成手段
８    永久磁石
９    静的安定位置切替手段
１０    静的安定位置切替パルス発生手段
１１    駆動回路
【図１】
2005151783.tif 000003
【図２】
2005151783.tif 000004
【図３】
2005151783.tif 000005
【図４】
2005151783.tif 000006
【図５】
2005151783.tif 000007
【図６】
2005151783.tif 000008
【図７】
2005151783.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005151783.tif 000011
【図１０】
2005151783.tif 000012
【図１１】
2005151783.tif 000013
【図１２】
2005151783.tif 000014
【図１３】
2005151783.tif 000015
【図１４】
2005151783.tif 000016
【図１５】
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