今回は、クォーツ時計が動く仕組みについて説明したいと思います。
ごくシンプルな電磁石で動いていますので、コイル、電磁石、方位磁針をイメージできる方は、理解できるかと思います。
これがわかれば、ステーターをひっくり返すだけで、なぜ逆回転時計に改造できるのかが納得できるでしょう。
ここにモーターの構造を簡単に表した図があります。
本来はこれにコイルが付きますが、図では省略しています。
グレーがステーターと呼ばれる板状の金属部品。
(パーマロイ材といって、磁場内では磁石になりやすく、磁場から離れると磁力が残りません)
青色がローターと呼ばれる磁石です。
(上部に歯車が付いており、回転して動力を伝えます)
青色のローターは方位磁針の様に、くるくると回ります。
さて、この状態でN極、S極はどこになると思いますか？
答えは、この様な状態です。
なぜでしょう？
それは赤い矢印の部分が最も近く、磁石が吸引して安定するからです。
方位磁針に金属を近づけると、正しい方角を指さないのと同じですね。
実は、このちょっと傾いた状態が回転方向を決定するのです。
次に、コイルに電気を流し、ステーターを強力な電磁石にします。
すると、同極同士が反発して、反時計方向にローターが回ります。
ステーター全体が強力な電磁石になりますので、隙間の大小にはあまり影響を受けません。
この後、コイルの電流をOFFにします。
パーマロイ材の特徴により、ステーターの磁気は消えます。
すると、ステーターとの隙間の少ない所に吸引し、安定します。
どこかで見た図に似ています。
そうです。
最初の図で、N極とS極が入れ替わった状態です。
ローターは1秒間に半回転し、あとはコイルに流す電流の向きを変えてやることで、同じ方向に歯車を回転させているんです。
ステーターをひっくり返すことで、ローターの静止位置が右に傾き、回転方向が逆になるんですね。
以上です。
