JPH01199189A - Sweep operation clock - Google Patents
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- JPH01199189A JPH01199189A JP10175288A JP10175288A JPH01199189A JP H01199189 A JPH01199189 A JP H01199189A JP 10175288 A JP10175288 A JP 10175288A JP 10175288 A JP10175288 A JP 10175288A JP H01199189 A JPH01199189 A JP H01199189A
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Abstract
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、スイープ運針時計の駆動部の1秒間の駆動回
数と負荷機構の減衰係数と継手機構のばね定数の関係に
関する。
〔従来の技術]
従来、特開昭50−74458号公報に記載される様に
、粘性体を介した磁気継手機構を用いたスイープ運針時
計が知られていた。[Industrial Field of Application] The present invention relates to the relationship between the number of times a drive unit of a sweep hand movement timepiece is driven per second, the damping coefficient of a load mechanism, and the spring constant of a joint mechanism. [Prior Art] As described in Japanese Patent Application Laid-open No. 50-74458, a sweep hand movement timepiece using a magnetic coupling mechanism using a viscous body has been known.
【発明が解決しようとする課題]
しかし、秒針まわりの慣性モーメントImgmms”/
rad、負荷機構の減衰係数Cmgmms / r a
d、継手機構のばね定数K m g m m / r
adおよび秒針の指示位置θradの間には工θ+Cθ
+にθ=0という関係が成り立ち、駆動部のS回/Sの
運動により継手機構の駆動側が周期的に回転するという
条件と連続の条件より運針の滑らかさは決定されるため
、■、C,におよびSの値は適当な値にしなければなら
ない。
駆動部の1秒当りの駆動回数Sが多いほど駆動部から継
手機構までの減速比が大きくなり、継手機構が駆動部の
1駆動周期中に回転する角度が小さくなるのでトルクの
変動量が小さくなり、秒針の動きの滑らかさが増す。
慣性モーメントエが大きいほど慣性トルクが大きくなる
ため、負荷トルクや、復元トルクの変動に対する安定性
が高く、秒針の動きは滑らかになる。しかし、計合わせ
後の始動については、慣性モーメントが小さいほうが、
秒針を即時に始動することができる。また、衝撃を受け
た時は、慣性モーメントが大きいと、秒針の指示ずれを
生じたり、磁気継手の場合は破壊されないが、ばね結合
による継手機構の様な場合には破壊されることもある。
この時、負荷機構は衝撃に対するダンパとなり秒針の回
転を止めようとするため、慣性モーメントに対して減衰
係数が、大きいほうが望ましい、なお、通常のステップ
運針時計の秒針の慣性モーメントは0.01/mgmm
s 2/rad程度であり、デザイン上からも慣性モー
メントを大きくすることは薄型小型の時計では難しい。
慣性モーメントエな一定としたとき、減衰係数Cとばね
定数にの関係は、ばね定数Kが小さいほど継手機構の駆
動側のステップ的な動きによる復元トルクの変動量の割
合を少なくし、減衰係数Cが大きいほど負荷トルクに対
する復元トルクの変動割合が小さくなるため、秒針の回
転は滑らかになる。しかし、減衰係数を大きくすれば負
荷トルクが大きくなり当然モータの出力トルクを大きく
しなくてはならないため、消費電流が増大し、電池サイ
ズを大きくする必要があり、時計の小型薄型化の障害に
なる。またばね定数を小さくするにも磁気継手の場合に
は駆動側磁石と従動磁石の位相差は90°以内にしなけ
れば駆動側と従動側の磁石の磁力が減少して相位が18
0°ずれてしまう恐れがあるので限界がある。またばね
結合による継手機構の様な場合には、機械時計に用いる
様なばね定数の極めて小さいひげぜんまいを使用しても
かなりの大きなスペースを必要とし、時計の小型薄型化
の障害となる。
本発明はこのような課題を解決するもので、その目的と
するところは、秒針の動きを滑らかにするために負荷機
構の減衰係数と継手機構の復元トルクと駆動部の1秒当
りの駆動回数の関係を提供するものである。
[課題を解決するための手段]
本発明のスイープ運針時計は、秒針、1秒にS回間欠的
に運動する駆動部、位相差の増加に伴い復元トルクが増
加し前記復元トルクのばね定数がKmgmm/radの
継手機構、角速度の増加に伴い負荷トルクが増加し前記
負荷トルクの減衰係数がCm g m m s / r
a dの負荷機構より構成されるスイープ運針時計に
おいて、C×S>Kであり、Sが1以上である事を特徴
とする。
【実 施 例】
以下に本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
第1図および第2図は、本発明の1つの実施例を示す断
面図である。1は地板である。駆動部であるステップモ
ータは、ステータ2、コイルブロック3およびロータ4
よりなり、ロータ4は180°づつ1秒間に4回回転す
る。ロータ4の回転は五番車5を介して変換車6に伝達
される。主動車6aと従動車6bは、ひけぜんまい6C
により結合されており、相互の位相差を減らすように力
が働く構造になっている0本実施例では、相互の位相差
1 rad当たり約30mgmmのトルクを生ずる。ま
た、変換車6の回転数は約3rpmである。中間車7は
、従動車6b、オイルロータかな8aおよび四番車9と
噛み合っている。四番車9には秒針10、五番車11に
は分針12が固定されている。五番車11は、二番かな
llaと二番歯車11bよりなり、相互にあるトルク以
上かかった時にスリップするようになっている。四番車
9はlrpmで回転し、オイルロータかな8aと四番車
9の増速比は約2.1であるため、オイルロータ8の回
転数は約2.lrpmである。ロータ4の回転数は12
0rpmのため、ロータ4とオイルロータ8の減速比は
約57となる。オイルロータ8はオイルロータかな8a
、オイルロータ真8bおよびオイルロータ板8Cからな
り、オイルロータ板8Cはキャビティ13およびキャッ
プ14と平行に回転する。キャビティ13内には、シリ
コンオイル15が充填されており、オイルロータ8が回
転する時には粘性摩擦により角速度に比例する負荷トル
クを生ずる。この負荷トルクは、オイルロータ8が2.
1rpmで回転すると、25℃で約40mgmmとなる
ように、オイルロータ板8Cとキャビティ13およびキ
ャップ14の隙間とシリコンオイル15の粘性係数を設
定しである。キャップ14およびヨーク18は高透磁率
材であり、オイルロータ真8bは炭素鋼であるため、磁
石17により生ずる磁束は、ヨーク16、オイルロータ
真8b、キヤツプ14を通る、磁気回路を形成し、オイ
ルロータ真8bとキャップ14の空隙部に磁性流体18
が引き寄せられ、キャビティ13内のシリコンオイル1
5が空隙部から漏れるのを防いでいる。また、キャビテ
ィ13はエンジニアリングプラスティック製にすること
で、キャップ14と締代にしてキャップ14の外周とキ
ャビティ13の隙間からのシリコンオイル15の漏れを
防止し、かつ熱膨張係数の比較的小さい材料とすること
で、高温でキャップ14との熱膨張係数の差により締代
がなくなることによる漏れを防止している。また、キャ
ップ14の中心穴は、バーリングであり、磁性流体18
の溜まり場になっている。
ロータ4のステップ的な回転は、五番車5を介して主動
車6aまで伝達される。従動車6bは、ひげぜんまい6
cに貯えられたトルクと、オイルロータ8の、負荷トル
クと釣り合って回転するため、最初はゆっくり起動する
。主動車6aと従動車6bの回転数の差により、ひげぜ
んまい6cに貯えられるトルクが増加し、従動車6bの
回転数は増加し主動車6aと同じ回転数的3rpmにな
ったところで定速回転となる。この時、主動車6aに対
して、従動車6bは、約1rad巻上げられ、約30m
gmmの復元トルクが働いている。
ここで、主動車6aのステップ駆動により、ひげぜんま
い6cの保有トルクは1回の巻上げの前後で変化するが
、オイルロータ8の負荷トルクは角速度に比例して変化
するため、ひげぜんまい6Cの保有トルクが大きくなり
オイルロータ8を早く回転させようとすれば、角速度は
大きくなり、その結果粘性負荷は増加し、角速度の増加
を妨げる。逆に、角速度が小さくなると粘性負荷が減少
するので角速度を増加させるため、オイルロータ8はほ
ぼ定速で回転できる。
本実施例では、変換車6およびオイルロータ8を時計体
の中心よりはずし、中間車7を介して平面的にレイアウ
トしている。そのため、ひげぜんまい6Cを長くするこ
とによりばね定数を小さくし、主動車6aの1回のステ
ップ的な巻上げにより復元力の変動を少なくし、オイル
ロータ8をほぼ定速で回転させることができる0本実施
例番こおいてはひげぜんまいの厚み約0.02a++n
、幅約0.08mm、長さ約60mm、巻数約10巻、
外径的2.7+n+nに設定している。また、本実施例
においては、オイルロータ板8Cの直径は約3部、オイ
ルロータ板8Cとキャビティまたはキャップとの隙間は
約0.18mmであるが、オイルロータ板8cを大きく
することにより、同じ負荷でキャビティ13および、キ
ャップ14とオイルロータ板8cの隙間を広くとること
ができ、オイルロータ板8c、キャビティ13および、
キャップ14の傾き等により生じる負荷の変動を少なく
し、負荷を安定して得られるようになる0以上より、秒
針lOの動きはより滑らかにすることができる。粘性流
体の粘度は高いほど小型化できるが、組立てにくくサイ
クルタイムが上がってしまうので1゜00cstから1
0万cstの範囲にする必要がある。
第7図は本発明を電子時計に適用した場合の規正レバー
の作用を示す他の実施例の平面図であり、規正レバー1
9は四番車9に当接する事によって回転を止め機械的に
規正すると共に電気的にリセットをかけている。また中
間車7の他にオイルロータ中間車18を設けてレイアウ
ト上の融通性をいっそう向上させている。1は地板3は
磁界を発生させるコイルブロックであり、ロータ4を駆
動する事に五番車5を介して従動車6bとひげぜんまい
6cで結合され従動車と同軸で回動可能な主動車6aか
らなる継手機構を駆動し、中間車7を介して指針を装着
した四番車、さらにオイルロータ中間車18を介して負
荷機構であるオイルロータ8を駆動している。23は時
計を駆動する為の日の裏車、24は巻真32の操作によ
りおしどり31とかんぬき30の作用でつづみ車37が
噛み合う小鉄車であり、時計と分針の修正を可能にして
いる。25は秒針が係合する四番車の動きを減速し分針
を駆動する三番車、33は時計回路を有する1、C13
5は水晶振動子であり、I。
C33と水晶振動子35は回路基板34を介してコイル
lにステッピングモータのロータ5を動かす駆動波形を
供給している。36は電池である。
ここで41は規正レバー19の回転中心、40は電池3
6のプラス側に導通する事によって回路基板上の1.C
33をリセットし、コイルブロック3への電流の供給を
止め、ロータ4の回転を止めるリセット端子である。3
9aは電池36のプラス側と回路押え板39を導通させ
おしどりビン31aとおしどり31と案内ダボ31bを
介し規正レバーをプラス側に導通させる突起部、19a
はリセット端子40に接触する接点、19bは四番車に
当接し回転を止める規正部である。規正時の動作は巻真
32を矢印の方向へ引く事によりおしどり引きの案内ダ
ボ31bが規正レバーの案内溝19cを介して規正レバ
ー19を回転中心41を中心に回転させ、規正部19b
と接点19aを動かす。
針合わせ時は規正レバー19は四番車9を規正し同時に
回路基板上にある接点19aと接触することにより、1
.CからX駆動パルスを出す事を中止しロータ4の回転
を止めているので、ひげぜんまいが巻かれ過ぎたり巻き
ほどけてしまう事がない、一般のステップモータのロー
タ4とステータ3の引きトルクは約30mgmm、オイ
ルロータ8が約2.lrpmで回転する時のひげぜんま
い6Cの保有トルクは約30mgmm、ロータ4と変換
車6の減速比が約40であるため、ひげぜんまい6Cは
ロータ4とステータ3の引きトルクと規正レバー19に
より規正前の巻上げ角を保っている。この状態で規正解
除すれば、従動車6bは直ちに定速で回転することがで
きる。
第3図は、第1図および第2図の実施例の運針状態を示
すグラフである。ひげぜんまい6Cより秒針10側の四
番者9を軸とする総慣性モーメントエは約0.02mg
mm5 ”/rad、減衰係数Cは約800mgmm5
/rad、ひげぜんまい6cのばね定数には約220m
gmm/radである。
ここで秒針lOの指示位置、即ち四番車の回転角度なθ
とすれば運動方程式Iθ+Cθ+にθ=0が成り立つ、
これに主動車6aが0.25秒ステップ、約3rpmで
回転し、ステップ駆動の前後で速度と位置が変化しない
という条件を加えれば運動方程式を解くことができる。
第3図は、電池投入後ひげぜんまい6Cが安定状態まで
巻き上げられた時の秒針lOの運針状態を示している。
左下から右上へ向かう滑らかな曲線30が秒針10の指
示位置を示し、のこぎり刃の様な曲線31は平均角速度
に対する角速度分布を示している。
通常秒針10は1分間に360°回転するため、1秒で
6″回転する。曲線31より秒針10はほぼ直線的に1
秒間で6@回転し、角速度比曲線31より平均角速度に
対して3%程度の増減しか生じないことから、秒針lO
はほぼ完全なスイープ運針に見える。
第4図、第5図および第6図は慣性モーメントI=0.
02mgmm5”/rad、ばね定数に1=220mg
mm/radとし、減衰係数Cと1秒間の駆動回数Sの
積かばね定数にと等しい時の秒針の運針状態を示すグラ
フであり、第4図はS=4、第5図はS=2、第6図は
S=1の場合である。指示曲線32.34および36は
秒針lOの指示位置を示し、33.35および37は平
均角速度に対する角速度比を示している。第4図は第1
図および第2図の実施例のシリコンオイル15の粘度を
小さ(した場合であり、第5図および第6図はロータ4
から変換車6に至る減速比を1/2または1/4にし、
シリコンオイルの粘度を小さくした場合である0曲線3
2.34および36はかなり波打っており、角速度比3
3.35および37は0.6から1.5程度変動してお
り、スイープ運針時計としては最低限必要なレベルであ
る。
角速度の変動を少なくする為には継手機構に、駆動部の
Nステップ(N>1)分の回転角を蓄えている事により
、負荷機構に与えるトルク変動を1ステツプあたり1/
Nにすれば変動も1/Nになる。この事を前述の定数と
対応させると以下の様になる。
■はC,にと比べ小さいので無視する。 C/に=tは
、継手機構が角度ずれを伴なって負荷機構の負荷トルク
と釣り合って定速で回転している時、その速度で角度ず
れを作り出す為の時間である。したがって駆動部が1秒
当りに間欠的に運動するステップ数Sを乗すると、継手
機構に蓄えているステップ数になる。即ちC×S/に=
t×S=Nである。ここでNi1であるから、滑らかに
動く為には、C×S>Kである必要がある。
一方、第4図、第5図、第6図よりSが変化してもそれ
に応じてC,Kを変化させれば角速度比の大きさを一定
にすることができるが、ステップ間隔が長い即ちSが小
さいと正確なスイープ運針位置に対する指示のずれが大
きくなる。そしてずれの周期が1秒をこえると、文字盤
上の秒目盛とのずれが不規則になり目立つ様になるので
Sは1以上が好ましい、さらに負荷機構に粘性流体を用
いた場合には、特に低温で負荷トルクが増大し、駆動部
がステップモータの場合にサイズの制約から磁気的飽和
や安定位置のずれから起動しなくなる恐れがある為、S
を1以上にし減速比を大きくとって確実に駆動する必要
がある。
以上、復元トルクを発生させる手段にひげぜんまい、負
荷トルクを発生させる手段に粘性流体、間欠的な駆動方
式にステップモータを用いて説明してきたが、継手機構
に磁気継手、負荷機構に電磁ブレーキ、間欠駆動方式に
圧電素子等信の方式の組み合わせを用いても同様の効果
が得られることは言うまでもない、また、実施例におい
ては、具体的な寸法や回転速度等も記したが、それらは
−例であり、設計上融通ができるものであるのでC×S
>Kであれば、それらの数値を何ら限定するものではな
い。
〔発明の効果〕
以上説明してきた様に、間欠的な駆動部の運動を、位相
差の増加に伴い復元トルクの増加する継手機構と、角速
度の増加に伴い負荷トルクの増加する負荷機構を用い、
秒針の動きを滑らかにするスイープ運針時計において、
駆動部の1秒当りの駆動回数なS、慣性モーメントを工
、減衰係数なC1ばね定数をKとし、SxCがKより大
きく設定した事により秒針が滑らかに動くスイープ運針
時計が得られた。さらにSを1以上にした事により正確
に連続運針する場合に比べて指示ずれを減らすと共に確
実に駆動することができた。
S、C,にの値はウォッチ等の超小型のサイズにおいて
も選択の余地は十分あり、SxCの値をKより大きくし
てさえおけば良いので、スイープ運針時計が容易に実現
できた。したがって本発明の意義は絶大でありその効果
は図り知れない。[Problem to be solved by the invention] However, the moment of inertia around the second hand Imgmms”/
rad, damping coefficient of the load mechanism Cmgmms/ra
d, spring constant of the joint mechanism K m g m m / r
ad and the indicated position θrad of the second hand is θ+Cθ.
The relationship θ=0 holds true for +, and the smoothness of hand movement is determined by the condition that the drive side of the joint mechanism periodically rotates due to S times/S movement of the drive unit and the condition of continuity, so ■, C , and S must be set to appropriate values. The greater the number of drives per second S of the drive unit, the greater the reduction ratio from the drive unit to the joint mechanism, and the smaller the angle at which the joint mechanism rotates during one drive cycle of the drive unit, the smaller the amount of torque fluctuation. This increases the smoothness of the second hand movement. The larger the moment of inertia, the larger the inertia torque, so the stability against fluctuations in load torque and restoring torque is high, and the second hand moves smoothly. However, for starting after adjustment, the smaller the moment of inertia, the better.
The second hand can be started immediately. Furthermore, when subjected to an impact, if the moment of inertia is large, the second hand may be misaligned, and although a magnetic joint will not be destroyed, a joint mechanism using a spring connection may be destroyed. At this time, the load mechanism acts as a damper against the impact and attempts to stop the second hand from rotating, so it is desirable that the damping coefficient be large with respect to the moment of inertia.The moment of inertia of the second hand of a normal step movement watch is 0.01/ mgmm
It is approximately s2/rad, and from the design point of view, it is difficult to increase the moment of inertia in a thin and small watch. When the moment of inertia is constant, the relationship between the damping coefficient C and the spring constant is such that the smaller the spring constant K is, the smaller the proportion of fluctuations in restoring torque due to stepwise movements on the drive side of the joint mechanism, and the damping coefficient The larger C is, the smaller the variation ratio of the restoring torque to the load torque becomes, so the rotation of the second hand becomes smoother. However, increasing the damping coefficient increases the load torque, which naturally requires increasing the output torque of the motor, which increases current consumption and requires a larger battery size, which is an obstacle to making watches smaller and thinner. Become. Also, in order to reduce the spring constant, in the case of magnetic joints, the phase difference between the driving side magnet and the driven magnet must be within 90 degrees, otherwise the magnetic force of the driving side and driven side magnets will decrease and the phase will be 18°.
There is a limit because there is a risk that it will shift by 0°. In addition, in the case of a joint mechanism using a spring connection, even if a hairspring with an extremely small spring constant, such as those used in mechanical watches, is used, a considerable amount of space is required, which is an obstacle to making watches smaller and thinner. The present invention is intended to solve these problems, and its purpose is to improve the damping coefficient of the load mechanism, the restoring torque of the joint mechanism, and the number of drives per second of the drive unit in order to smooth the movement of the second hand. It provides the relationship between [Means for Solving the Problems] The sweep hand movement timepiece of the present invention has a second hand, a drive unit that moves intermittently S times per second, a restoring torque that increases with an increase in phase difference, and a spring constant of the restoring torque. Kmgmm/rad joint mechanism, the load torque increases as the angular velocity increases, and the damping coefficient of the load torque becomes Cm g m m s / r
A sweep hand movement timepiece composed of a load mechanism of a and d is characterized in that C×S>K, and S is 1 or more. [Embodiments] Examples of the present invention will be described below based on the drawings. 1 and 2 are cross-sectional views showing one embodiment of the present invention. 1 is the base plate. The step motor, which is a driving part, includes a stator 2, a coil block 3, and a rotor 4.
As a result, the rotor 4 rotates 180° four times per second. The rotation of the rotor 4 is transmitted to the conversion wheel 6 via the fifth wheel & pinion 5. The main drive vehicle 6a and the driven vehicle 6b have a balance spring 6C.
In this embodiment, which has a structure in which a force acts to reduce the mutual phase difference, a torque of about 30 mgmm is generated per 1 rad of mutual phase difference. Further, the rotation speed of the conversion wheel 6 is about 3 rpm. The intermediate wheel 7 meshes with the driven wheel 6b, the oil rotor pinion 8a, and the fourth wheel & pinion 9. A second hand 10 is fixed to the fourth wheel 9, and a minute hand 12 is fixed to the fifth wheel 11. The fifth wheel & pinion 11 consists of a second pinion lla and a second gear 11b, which slip when a certain amount of torque is applied to each other. The fourth wheel & pinion 9 rotates at lrpm, and the speed increasing ratio between the oil rotor pinion 8a and the fourth wheel & pinion 9 is approximately 2.1, so the rotational speed of the oil rotor 8 is approximately 2.1 rpm. lrpm. The number of rotations of rotor 4 is 12
Since the speed is 0 rpm, the reduction ratio between the rotor 4 and the oil rotor 8 is approximately 57. Oil rotor 8 is oil rotor 8a
, an oil rotor stem 8b and an oil rotor plate 8C, and the oil rotor plate 8C rotates in parallel with the cavity 13 and the cap 14. The cavity 13 is filled with silicone oil 15, and when the oil rotor 8 rotates, a load torque proportional to the angular velocity is generated due to viscous friction. This load torque is applied to the oil rotor 8 by 2.
The gaps between the oil rotor plate 8C, the cavity 13, and the cap 14, and the viscosity coefficient of the silicone oil 15 are set so that when rotated at 1 rpm, the viscosity coefficient is about 40 mgmm at 25°C. Since the cap 14 and the yoke 18 are made of high magnetic permeability material, and the oil rotor stem 8b is made of carbon steel, the magnetic flux generated by the magnet 17 forms a magnetic circuit passing through the yoke 16, the oil rotor stem 8b, and the cap 14. A magnetic fluid 18 is placed in the gap between the oil rotor stem 8b and the cap 14.
is attracted, and the silicone oil 1 inside the cavity 13
5 is prevented from leaking from the void. In addition, the cavity 13 is made of engineering plastic to prevent leakage of the silicone oil 15 from the gap between the outer periphery of the cap 14 and the cavity 13, and is made of a material with a relatively small coefficient of thermal expansion. This prevents leakage due to loss of tightness due to the difference in thermal expansion coefficient with the cap 14 at high temperatures. Further, the center hole of the cap 14 is a burring, and the magnetic fluid 18
It has become a gathering place for people. The stepwise rotation of the rotor 4 is transmitted to the main drive wheel 6a via the fifth wheel & pinion 5. The driven wheel 6b is a hairspring 6
Since the torque stored in the rotor c and the load torque of the oil rotor 8 are balanced, the rotor rotates, so it starts slowly at first. Due to the difference in the rotational speed between the main driving wheel 6a and the driven wheel 6b, the torque stored in the balance spring 6c increases, and the rotational speed of the driven wheel 6b increases until it reaches the same rotational speed as the main driving wheel 6a, 3 rpm, and then rotates at a constant speed. becomes. At this time, the driven vehicle 6b is hoisted up by approximately 1 rad relative to the main vehicle 6a, and by approximately 30 m.
gmm restoring torque is working. Here, due to the step drive of the main drive wheel 6a, the torque possessed by the balance spring 6c changes before and after one winding, but the load torque of the oil rotor 8 changes in proportion to the angular velocity, so the torque retained by the hairspring 6c changes in proportion to the angular velocity. If the torque increases and the oil rotor 8 is to be rotated faster, the angular velocity increases, and as a result, the viscous load increases, which prevents the angular velocity from increasing. Conversely, when the angular velocity decreases, the viscous load decreases, so the angular velocity is increased, so that the oil rotor 8 can rotate at a substantially constant speed. In this embodiment, the conversion wheel 6 and the oil rotor 8 are placed off the center of the watch body and laid out in a two-dimensional manner with an intermediate wheel 7 interposed therebetween. Therefore, by lengthening the hairspring 6C, the spring constant is reduced, and by winding the main drive wheel 6a in one step, fluctuations in the restoring force are reduced, and the oil rotor 8 can be rotated at a nearly constant speed. In this example, the thickness of the hairspring is approximately 0.02a++n.
, width approx. 0.08mm, length approx. 60mm, number of turns approx. 10,
The outer diameter is set to 2.7+n+n. Further, in this embodiment, the diameter of the oil rotor plate 8C is about 3 parts, and the gap between the oil rotor plate 8C and the cavity or cap is about 0.18 mm. The gap between the cavity 13, the cap 14, and the oil rotor plate 8c can be widened under load, and the oil rotor plate 8c, the cavity 13, and
The movement of the second hand 10 can be made smoother than 0 or more, which reduces fluctuations in the load caused by the inclination of the cap 14, etc., and allows a stable load to be obtained. The higher the viscosity of the viscous fluid, the more compact it can be, but it is difficult to assemble and the cycle time increases, so
It needs to be in the range of 00,000 cst. FIG. 7 is a plan view of another embodiment showing the action of the regulating lever when the present invention is applied to an electronic timepiece, and shows the regulating lever 1.
9 stops the rotation by coming into contact with the fourth wheel & pinion 9, mechanically regulating it and electrically resetting it. Further, in addition to the intermediate wheel 7, an oil rotor intermediate wheel 18 is provided to further improve layout flexibility. 1 is a main plate 3 which is a coil block that generates a magnetic field, and is connected to a driven wheel 6b via a fifth wheel 5 by a balance spring 6c to drive the rotor 4, and is rotatable coaxially with the driven wheel 6a. A fourth wheel and a pinion equipped with a pointer are driven via an intermediate wheel 7, and an oil rotor 8, which is a load mechanism, is driven via an oil rotor intermediate wheel 18. Reference numeral 23 is a minute wheel for driving the clock, and reference numeral 24 is a small iron wheel in which a stopper wheel 37 is engaged by the operation of a winding stem 32 through the action of a pusher 31 and a bolt 30, making it possible to adjust the clock and minute hand. . 25 is the third wheel that decelerates the movement of the fourth wheel with which the second hand engages and drives the minute hand; 33 is 1, C13, which has a clock circuit;
5 is a crystal oscillator; C33 and the crystal oscillator 35 supply a driving waveform for moving the rotor 5 of the stepping motor to the coil 1 via the circuit board 34. 36 is a battery. Here, 41 is the rotation center of the regulation lever 19, and 40 is the battery 3.
1 on the circuit board by conducting to the positive side of 6. C
This is a reset terminal for resetting the coil block 33, stopping the supply of current to the coil block 3, and stopping the rotation of the rotor 4. 3
Reference numeral 9a denotes a projection portion 19a that connects the positive side of the battery 36 and the circuit holding plate 39 and connects the regulation lever to the positive side via the oshidori bottle 31a, the oshidori 31, and the guide dowel 31b;
19b is a contact that contacts the reset terminal 40, and 19b is a regulating portion that contacts the fourth wheel and stops rotation. In the adjustment operation, by pulling the winding stem 32 in the direction of the arrow, the guide dowel 31b of the adjustment lever rotates the adjustment lever 19 around the rotation center 41 via the guide groove 19c of the adjustment lever, and the adjustment part 19b
and move contact 19a. When setting the hands, the regulating lever 19 regulates the fourth wheel & pinion 9 and at the same time contacts the contact point 19a on the circuit board.
.. Since the output of the X drive pulse from C is stopped and the rotation of the rotor 4 is stopped, the hairspring will not be over-wound or unwound. Approximately 30mgmm, oil rotor 8 is approximately 2. The hairspring 6C has a torque of about 30mgmm when rotating at lrpm, and the reduction ratio of the rotor 4 and conversion wheel 6 is about 40, so the hairspring 6C is regulated by the pulling torque of the rotor 4 and stator 3 and the regulation lever 19. The previous winding angle is maintained. If the regulation is released in this state, the driven wheel 6b can immediately rotate at a constant speed. FIG. 3 is a graph showing the movement of the hands in the embodiments of FIGS. 1 and 2. FIG. The total moment of inertia around the fourth wheel 9 on the second hand 10 side from the hairspring 6C is approximately 0.02 mg.
mm5”/rad, attenuation coefficient C is approximately 800mgmm5
/rad, the spring constant of hairspring 6c is approximately 220m
gmm/rad. Here, the indicated position of the second hand lO, that is, the rotation angle of the fourth wheel θ
Then, θ=0 holds in the equation of motion Iθ+Cθ+,
The equation of motion can be solved by adding to this the condition that the main drive vehicle 6a rotates at approximately 3 rpm in steps of 0.25 seconds and that the speed and position do not change before and after the step drive. FIG. 3 shows the movement state of the second hand 10 when the hairspring 6C is wound up to a stable state after the battery is inserted. A smooth curve 30 from the lower left to the upper right indicates the indicated position of the second hand 10, and a sawtooth-like curve 31 indicates the angular velocity distribution with respect to the average angular velocity. Normally, the second hand 10 rotates 360 degrees per minute, so it rotates 6" in 1 second. From the curve 31, the second hand 10 moves approximately 1 in a straight line.
It rotates 6 @ in seconds, and from the angular velocity ratio curve 31, there is only an increase or decrease of about 3% with respect to the average angular velocity, so the second hand lO
appears to be an almost perfect sweep movement. 4, 5 and 6 show the moment of inertia I=0.
02mgmm5”/rad, spring constant = 220mg
mm/rad, and is a graph showing the movement state of the second hand when the product of the damping coefficient C and the number of drives per second S is equal to the spring constant; FIG. 4 shows S=4, FIG. 5 shows S=2, FIG. 6 shows the case where S=1. Indication curves 32.34 and 36 show the indicated position of the second hand lO, and 33.35 and 37 show the ratio of angular velocity to the average angular velocity. Figure 4 is the first
This is the case where the viscosity of the silicone oil 15 in the embodiment shown in FIGS.
The reduction ratio from to the conversion vehicle 6 is set to 1/2 or 1/4,
0 curve 3, which is the case when the viscosity of silicone oil is decreased
2.34 and 36 are quite wavy, with an angular velocity ratio of 3
3.35 and 37 vary from about 0.6 to 1.5, which is the minimum level required for a sweep hand movement watch. In order to reduce fluctuations in angular velocity, by storing the rotation angle for N steps (N>1) of the drive section in the joint mechanism, the torque fluctuation applied to the load mechanism can be reduced to 1/1 per step.
If it is set to N, the fluctuation will also be reduced to 1/N. Corresponding this with the constants mentioned above, we get the following. ■ is smaller than C, so ignore it. C/=t is the time required to create an angular shift at a constant speed when the joint mechanism is rotating at a constant speed with an angular shift in balance with the load torque of the load mechanism. Therefore, when multiplied by the number of steps S in which the drive section moves intermittently per second, it becomes the number of steps stored in the joint mechanism. That is, C×S/=
t×S=N. Here, since Ni1, in order to move smoothly, it is necessary that C×S>K. On the other hand, as shown in Figs. 4, 5, and 6, even if S changes, the magnitude of the angular velocity ratio can be kept constant by changing C and K accordingly, but the step interval is long, i.e. If S is small, the deviation of the instruction from the accurate sweep hand movement position will be large. If the period of deviation exceeds 1 second, the deviation from the second scale on the dial becomes irregular and noticeable, so S is preferably 1 or more.Furthermore, if a viscous fluid is used as the load mechanism, In particular, the load torque increases at low temperatures, and if the drive unit is a step motor, there is a risk of it not starting due to magnetic saturation or deviation from the stable position due to size constraints.
It is necessary to increase the speed reduction ratio to 1 or more and drive the motor reliably. Above, we have explained using a hairspring as a means to generate restoring torque, a viscous fluid as a means to generate load torque, and a step motor as an intermittent drive method. It goes without saying that the same effect can be obtained by using a combination of piezoelectric element or other communication methods in the intermittent drive method.Also, in the examples, specific dimensions and rotational speeds, etc. are described, but they are - This is an example and is flexible in design, so C×S
>K, there is no limitation on these values. [Effects of the Invention] As explained above, intermittent movement of the drive unit can be controlled using a joint mechanism in which the restoring torque increases as the phase difference increases, and a load mechanism in which the load torque increases as the angular velocity increases. ,
In sweep hand motion watches that smooth the movement of the second hand,
By setting S, the number of drives per second of the drive unit, and the moment of inertia, and K, the spring constant of C1, which is the damping coefficient, and setting SxC to be larger than K, a sweep hand movement clock in which the second hand moves smoothly was obtained. Furthermore, by setting S to 1 or more, it was possible to reduce indication deviation and ensure reliable driving compared to the case where the hands were moved accurately and continuously. There is plenty of room to choose the values of S, C, and the like even in ultra-small watches, etc., and as long as the value of SxC is greater than K, a sweep hand motion watch can be easily realized. Therefore, the significance of the present invention is enormous, and its effects are immeasurable.
第1図および第2図は本発明の1つの実施例を示す断面
図。
第3図は第1図および第2図の実施例の秒針の運針状態
を示すグラフ。
第4図、第5図および第6図は慣性モーメントI=0.
02mgmm5”/rad、ばね定数に=220mgm
m/radとし、減衰係数Cと1秒間の駆動回数Sの積
かばね定数にと等しい時の秒針の運針状態を示すグラフ
。
第7図は規正レバーの作用を示す他の実施例の平面図。
2・・・ステータ
3・・・コイルブロック
4・・・ロータ
6・・・変換車
7・・・中間車
8・・・オイルロータ
9・・・四番車
lO・・・秒針
以上
出願人 セイコーエプソン株式会社
代理人 弁理士 銘木 喜三部(他1名)第3図
第5図1 and 2 are cross-sectional views showing one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a graph showing the movement of the second hand in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2. 4, 5 and 6 show the moment of inertia I=0.
02mgmm5”/rad, spring constant=220mgm
m/rad is a graph showing the movement state of the second hand when the product of the damping coefficient C and the number of drives per second S is equal to the spring constant. FIG. 7 is a plan view of another embodiment showing the action of the regulating lever. 2... Stator 3... Coil block 4... Rotor 6... Conversion wheel 7... Intermediate wheel 8... Oil rotor 9... Fourth wheel lO... Second hand and above Applicant Seiko Epson Corporation Representative Patent Attorney Kisanbe Meiki (and 1 other person) Figure 3 Figure 5
Claims (2)
差の増加に伴い復元トルクが増加し前記復元トルクのば
ね定数が、Kmgmm/radの継手機構、角速度の増
加に伴い負荷トルクが増加し前記負荷トルクの減衰係数
がCmgmms/radの負荷機構より構成されるスイ
ープ運針時計において、C×S>Kであることを特徴と
するスイープ運針時計。(1) Second hand, drive part that moves intermittently S times per second, restoring torque increases as the phase difference increases, and the spring constant of the restoring torque is Kmgmm/rad, joint mechanism, load as the angular velocity increases A sweep hand movement timepiece comprising a load mechanism in which torque increases and the attenuation coefficient of the load torque is Cmgmms/rad, characterized in that C×S>K.
上である事を特徴とするスイープ運針時計。(2) A sweep hand movement clock characterized in that the number of times S of the driving part intermittently moves in one second is 1 or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10175288A JPH01199189A (en) | 1987-10-05 | 1988-04-25 | Sweep operation clock |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-250973 | 1987-10-05 | ||
| JP25097387 | 1987-10-05 | ||
| JP10175288A JPH01199189A (en) | 1987-10-05 | 1988-04-25 | Sweep operation clock |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01199189A true JPH01199189A (en) | 1989-08-10 |
Family
ID=26442571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10175288A Pending JPH01199189A (en) | 1987-10-05 | 1988-04-25 | Sweep operation clock |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01199189A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5647512A (en) * | 1979-09-26 | 1981-04-30 | Nisshin Steel Co Ltd | Preventing abnormal product produced and deposited in bright annealing furnace |
-
1988
- 1988-04-25 JP JP10175288A patent/JPH01199189A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5647512A (en) * | 1979-09-26 | 1981-04-30 | Nisshin Steel Co Ltd | Preventing abnormal product produced and deposited in bright annealing furnace |
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