JPH0221294A - How to drive an electronic clock - Google Patents
How to drive an electronic clockInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電子時計に関し、特にその電気機械変換機構で
あるステップモーターの駆動方法を改良することに関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic timepiece, and more particularly to improving a method for driving a step motor, which is an electromechanical conversion mechanism thereof.
水晶振動子を時間標準としたいわゆる水晶腕時計が実用
化されていらい、数多くの技術革新や改良により生産数
量の増加と低価格化がはかられ、現在ではこの水晶腕時
計が広く普及するに到った。しかしながら指針表示式の
アナログ水晶腕時計においては、水晶振動子、電子回路
関係の技術革新に比し、電気機械変換機構の立ち遅れが
目立ってきている。特に時計全体の消費電力の殆んど大
部分を、この電気機械変換機構で消費されるようになっ
てきており、水晶時計の長寿命化、もしくは電池の小型
化による時計体の小型、薄型化の大きなネックとなって
きている。Since so-called quartz wristwatches, which use a quartz crystal as the time standard, have been put into practical use, numerous technological innovations and improvements have led to increased production volume and lower prices, and these quartz wristwatches have now become widely used. Ta. However, in analog quartz wristwatches with pointer displays, the electromechanical conversion mechanism is clearly lagging behind technological innovations related to crystal oscillators and electronic circuits. In particular, the electromechanical conversion mechanism now consumes most of the power consumed by the entire watch, and the lifespan of quartz watches has been lengthened, or watch bodies have become smaller and thinner due to the miniaturization of batteries. This has become a major bottleneck.
本発明は、この点を改良するため電気機械変換機構とし
て2極ローター型ステツプモーターを採用し、このステ
ップモーターの駆動方法を改良し性能を維持しながら低
電力化をはかったものである。In order to improve this point, the present invention employs a two-pole rotor type step motor as an electromechanical conversion mechanism, and improves the driving method of this step motor to reduce power consumption while maintaining performance.
第1図は、2極ロークー型ステツプモーターであり、こ
のステップモーターは従来からも実用化されており、本
発明はこのステップモーターの駆動方法に関するので、
先ず、このステップモーターの概要と従来の駆動方法に
ついて述べ、続いて本発明の新駆動方法について詳述す
る。FIG. 1 shows a two-pole low-coupled step motor, and this step motor has been in practical use for some time, and the present invention relates to a method of driving this step motor.
First, an overview of this step motor and a conventional driving method will be described, followed by a detailed description of the new driving method of the present invention.
第1図において、1は2極に着磁された永久磁石型のロ
ーターで、このローターlをはさんでステーター2.3
が対向して配置されているが、これらのステーター2.
3はそれぞれコイル4を巻いた継鉄5に接続して一組の
ステーターを構成している。ステーター2.3はロータ
ー1が一定方向に回転できるようにローター1の中心に
対し、ステーター2.3の円弧部2a、3aを偏心させ
ローター1の静止時の磁極(NおよびS)位置をステー
ター2.3の一方にずらしている。コイル4の端子4a
、4bに駆動信号を印加すると、ローター1は180°
ずつ回転し、このローター1の回転は図示しないが歯車
輪列を介して時計、分針、秒針、カレンダー機構等から
なる指示機構を作動し時刻表示を行う電子腕時計として
構成される。In Fig. 1, 1 is a permanent magnet type rotor magnetized into two poles, and the stator 2.
are arranged facing each other, but these stators 2.
3 are each connected to a yoke 5 around which a coil 4 is wound to form a set of stators. The stator 2.3 has circular arc portions 2a and 3a eccentric to the center of the rotor 1 so that the rotor 1 can rotate in a fixed direction, so that the magnetic pole (N and S) positions when the rotor 1 is at rest are adjusted to the stator. It is shifted to one side of 2.3. Terminal 4a of coil 4
, 4b, the rotor 1 rotates 180°
Although the rotation of the rotor 1 is not shown in the drawings, it is configured as an electronic wristwatch that operates an indicating mechanism consisting of a clock, a minute hand, a second hand, a calendar mechanism, etc. through a gear train to display the time.
第2図はこのステップモーターの従来の駆動回路、第3
図はその入力信号である66.7はCMOSインバータ
ーでその出力はコイル4の端子4a、4bに接続されて
いる。このインバータ6.7の入力端子8.9には第3
図(A)、(B)の如き信号が印加される。今、仮に入
力端子8の信号がLowからHighになると矢印IO
の様に電流が流れ、他の入力端子9はHi g hにな
ると、これと対称に電流が流れる。2つの入力端子8.
9は1秒毎に交互にHighになるのでコイル4にはこ
れに応じて1秒毎に電流の流れる方向の変化する反転パ
ルス電流が流れる。従って、ステーター2.3は交互に
N[!、S極に励磁され、ローター1がこれに応じて1
80°ずつ回転することが理解されるであろう。Figure 2 shows the conventional drive circuit for this step motor, and Figure 3 shows the conventional drive circuit for this step motor.
In the figure, the input signal 66.7 is a CMOS inverter whose output is connected to the terminals 4a and 4b of the coil 4. The input terminal 8.9 of this inverter 6.7 has a third
Signals as shown in Figures (A) and (B) are applied. Now, if the signal at input terminal 8 goes from Low to High, the arrow IO
When the other input terminal 9 becomes High, a current flows symmetrically to this. Two input terminals8.
9 alternately becomes High every second, and accordingly, a reverse pulse current flows through the coil 4, the direction of which changes every second. Therefore, stators 2.3 alternately N[! , the rotor 1 is energized to the south pole, and the rotor 1 is energized to the south pole.
It will be understood that the rotation is 80 degrees.
第4図はローター1を駆動した時のコイルに流れる電流
の波形を示したものであり゛、この波形の特徴は途中に
電流値が減少する部分があることでこれはローター1が
回転したときローター1の磁極により、コイル4内の磁
束が変化しコイルに逆誘起電流が流れるためであり、こ
の最も減少する部分はm束変化が最も変化する部分、即
ち、ロク−1が両ステーター2.3間のスキマを通過す
るときである。従って、第4図の区間11はローターl
が起動し、ローター1の磁極がステーター2.3のスキ
マを通る迄の区間でこのステップモーターの作動を観測
すると、ローター1を作動させるためだけなら、この区
間11で十分に作動することがわかる。即ちローター1
を起動し、ステーター2.3のスキマを通る迄駆動すれ
ば後は慣性とステーター2.3との吸引によりlステッ
プ回転する。しかし、ローター1に負荷がかかるとこの
スキマな通過する迄の時間がかかり、予想される負荷に
耐えるようにするまで駆動区間12が余裕として設けら
れている。しかしながら、この余裕区間12は逆誘起電
流が少なく、図からもわかるようにこの部分での消費電
流が非常に多い。Figure 4 shows the waveform of the current flowing through the coil when rotor 1 is driven.The characteristic of this waveform is that there is a part in the middle where the current value decreases, which occurs when rotor 1 rotates. This is because the magnetic flux in the coil 4 changes due to the magnetic poles of the rotor 1, causing a reverse induced current to flow through the coil. It is time to pass through the gap between 3. Therefore, section 11 in FIG.
If you observe the operation of this step motor in the section until it starts and the magnetic pole of rotor 1 passes through the gap of stator 2.3, you will see that it operates sufficiently in section 11 just to operate rotor 1. . i.e. rotor 1
If the motor is started and driven until it passes through the gap of the stator 2.3, it will rotate by one step due to inertia and attraction with the stator 2.3. However, when a load is applied to the rotor 1, it takes time to pass through this gap, so the drive section 12 is provided as a margin to withstand the expected load. However, this margin section 12 has a small amount of reverse induced current, and as can be seen from the figure, the current consumption in this section is very large.
これはロークー1の作動を無視して一定の駆動をする様
な駆動方法をとっているためであり、本発明はローター
1の作動を考慮し、無駄になっている部分の消費電流を
減少し、性能を維持しながら低電力化の可能な駆動方法
を提供するもので、以下実施例につき詳説する。This is because a driving method is used that ignores the operation of the rotor 1 and performs a constant drive.The present invention takes the operation of the rotor 1 into account and reduces the current consumption in the wasted portion. , which provides a driving method that can reduce power consumption while maintaining performance, and examples thereof will be described in detail below.
第5図は本発明の駆動回路の一実施例を示し、第6図は
その大力信号波形とコイルに流れる電流波形を示したも
のである。第5図の駆動回路は図に示すように2個のP
チャンネルMO5I−ランジウスタ13.14と2個の
Nチャンネルトランジスタ15.16とで構成している
。それぞれのトランジスタのゲートが入力端子17.1
8.19.20となっており、ローターの非駆動時はこ
れらの入力端子17.18.19.20は全てLOWと
なっている。このときは当然コイル4には電流は流れな
い、今、入力端子17と19をHlg hにすると、図
の矢印21のルートの電流が流れる。次に入力端子19
のみLowにもどすと電流の流れるルートがなくなり、
電流は遮断される。従って入力端子17と19にそれぞ
れ第6図(A)、(B)なる間欠駆動信号を印加すると
(B)のHighなる区間22.24.26のみ電流が
矢印21のルートで流れ、区間23.25は、電流が遮
断される。しかしながらローター1は駆動されコイル4
には第6図(C)なる電流が流れる。即ち電流が流れる
のはローターlの起動時とローター1の6R極が両ステ
ーター2.3間のスキマの通過前後と負荷トルクに耐え
るための余裕部のみに電流を流し、その他の部分は電流
をカットすることにより駆動力がロークー1に有効に1
動き、このように電流をカットしてもローターlの作動
、出力トルク等の性能の低下は殆んど認められなかった
6換言すると従来の如き一定の駆動力を与える駆動方法
は、ロークー1の作動にとっては無駄な駆動力が負荷さ
れている部分があったということで本実施例の如く、ロ
ーター1の作動上、駆動力が十分作用する部分のみ駆動
力を与える駆動方法はステップモーターとして最適の駆
動方法と言える。FIG. 5 shows an embodiment of the drive circuit of the present invention, and FIG. 6 shows the large-power signal waveform and the current waveform flowing through the coil. The drive circuit in Fig. 5 has two P as shown in the figure.
It consists of a channel MO5I-Langius star 13.14 and two N-channel transistors 15.16. The gate of each transistor is the input terminal 17.1
8, 19, and 20, and these input terminals 17, 18, 19, and 20 are all LOW when the rotor is not driven. At this time, of course, no current flows through the coil 4.Now, when input terminals 17 and 19 are set to Hlgh, a current flows along the route indicated by the arrow 21 in the figure. Next, input terminal 19
If you return it to Low, there will be no route for current to flow,
The current is interrupted. Therefore, when the intermittent drive signals shown in FIGS. 6(A) and 6(B) are applied to the input terminals 17 and 19, respectively, the current flows along the route of the arrow 21 only in the high sections 22, 24, and 26 of FIG. 25, the current is cut off. However, rotor 1 is driven and coil 4
A current as shown in FIG. 6(C) flows through. In other words, current flows only when rotor 1 is started, before and after the 6R pole of rotor 1 passes through the gap between both stators 2 and 3, and in the margin part to withstand the load torque, and in other parts, current flows. By cutting, the driving force can be effectively reduced to 1.
Even if the current is cut in this way, there is almost no deterioration in performance such as the operation of the rotor l or the output torque.6 In other words, the conventional drive method that provides a constant driving force is Since there were parts of the rotor 1 that were loaded with driving force that was useless for operation, a driving method that only applies driving force to the parts where the driving force is sufficient for the operation of the rotor 1, as in this example, is optimal for a step motor. It can be said that this is the driving method.
以上、本発明につき、その一実施例で詳説したが、本発
明の要旨は前述の如(駆動力がローターに十分作用する
少なくとも3箇所の部分のみ駆動力を与え、それ以外の
部分は駆動トランジスタを遮断して全体として低電力駆
動を可能ならしめるものである6
以上本発明はステップモーターに適した駆動方式を採用
し、性能を維持しながら低電力化をはかったもので、こ
れにより電子時計の長寿命化又は小型化をはかったもの
で、これにより電子時計の長寿命化又は小型化をはかる
ことができ、その利用価値は大きい。As above, the present invention has been explained in detail in one embodiment, but the gist of the present invention is as described above (the driving force is applied only to at least three parts where the driving force sufficiently acts on the rotor, and the other parts are provided with driving transistors). 6 The present invention employs a drive system suitable for step motors and achieves low power consumption while maintaining performance. This means that the lifespan of an electronic watch can be extended or that the size of the electronic watch can be made smaller, and its utility value is great.
第1図は電子時計用ステップモーターの概要図。
第2図はステップモーターの従来の駆動回路。
第3図は第2の入力信号波形図。
第4図は第2図の駆動回路によるコイルに°流れる電流
波形図である。
第5図は本発明のステップモーター駆動回路。
第6図は第5図の入力信号および電流波形図である。
■ ・ ・ ・
2、3 ・
4 ・ ・ ・
13〜16
21 ・ ・ ・
・ローター
・ステーター
・コイル
・MOSトランジスタ
・電流ルート
以
上
出願人 セイコーエプソン株式会社
代理人 弁理士 鈴 木 喜三部(他1名)第1図
第2図
第3図
第4図
■
第5図Figure 1 is a schematic diagram of a step motor for electronic watches. Figure 2 shows a conventional drive circuit for a step motor. FIG. 3 is a second input signal waveform diagram. FIG. 4 is a waveform diagram of the current flowing through the coil due to the drive circuit shown in FIG. FIG. 5 shows a step motor drive circuit of the present invention. FIG. 6 is an input signal and current waveform diagram of FIG. 5. ■ ・ ・ ・ 2, 3 ・ 4 ・ ・ 13-16 21 ・ ・ ・ ・Rotor, stator, coil, MOS transistor, current route and above Applicant Seiko Epson Corporation Representative Patent attorney Kizobe Suzuki (and 1 others) Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4■ Figure 5
Claims (1)
前記駆動回路によって駆動されるステップモータを備え
た電子時計の駆動方法において、前記コイルに駆動電流
を供給する前記駆動回路は第1の電位に2個の第1型の
トランジスタが接続され、第2の電位に第2型のトラン
ジスタが接続されたブリッジ回路が構成され、 前記コイルの両端は、それぞ前記第1型のトランジスタ
と第2型のトランジスタの直列接続点に接続され、 前記4個のトランジスタを駆動信号により選択的に導通
させて前記コイルに駆動電流を供給することにより前記
ロータを駆動させるとともに、前記ロータの駆動時前記
駆動電流を流しているトランジスタの1つに印加される
前記駆動信号を少なくとも3つの間欠信号として該トラ
ンジスタを間欠的に遮断状態にしたことを特徴とする電
子時計の駆動方法。[Claims] A drive circuit operated by a clock signal, at least a coil, a stator, and a permanent magnet rotor,
In the method for driving an electronic timepiece including a step motor driven by the drive circuit, the drive circuit for supplying a drive current to the coil has two first-type transistors connected to a first potential; A bridge circuit is configured in which a second type transistor is connected to a potential of , and both ends of the coil are connected to a series connection point of the first type transistor and the second type transistor, respectively, and the four The rotor is driven by selectively conducting a transistor by a drive signal and supplying a drive current to the coil, and the drive is applied to one of the transistors through which the drive current is flowing when the rotor is driven. A method for driving an electronic timepiece, characterized in that the transistor is intermittently cut off by using at least three intermittent signals.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13531789A JPH0221294A (en) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | How to drive an electronic clock |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13531789A JPH0221294A (en) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | How to drive an electronic clock |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12630188A Division JPS6420488A (en) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | Electronic wrist watch |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3227874A Division JPH0810997B2 (en) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | How to drive an electronic watch |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0221294A true JPH0221294A (en) | 1990-01-24 |
Family
ID=15148920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13531789A Pending JPH0221294A (en) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | How to drive an electronic clock |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0221294A (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS509012A (en) * | 1973-05-30 | 1975-01-30 | ||
| JPS5087371A (en) * | 1973-11-28 | 1975-07-14 | ||
| JPS5210770A (en) * | 1975-07-16 | 1977-01-27 | Citizen Watch Co Ltd | Driving method of electronic watch pulse motor |
-
1989
- 1989-05-29 JP JP13531789A patent/JPH0221294A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS509012A (en) * | 1973-05-30 | 1975-01-30 | ||
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