JPH0221294A - 電子時計の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 計時信号によって作動する駆動回路と、 少なくともコイル、ステータ、永久磁石ロータを有し、
   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。