JPS585388B2 - スイシヨウウデドケイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は時間標準としての水晶振動子、電子回路、ステ
ップモータ、輪列などから構成される水晶腕時計に係り
、特にステップモータと輪列に関する。

本発明は輪列の合理化と、電気−機械変換器として従来
の反転パルス駆動のステップモータに変えて、単相駆動
のステップモータを用いることにより、時刻修正機構の
簡素化を計った電子腕時計に関する。

本発明の目的は輪列の合理化、単相駆動パルスモータの
採用によって、小型化、ローコスト化、低パワー化を計
り、安価な水晶腕時計を提供することである。

現在、水晶腕時計の時刻表示法としては、ステップモー
タを用いた１秒運針が主流であり、これは信頼性の面で
も、商品価値の面でも高い評価を得ている。

しかし、水晶腕時計がより一般化、大衆化していくため
には、解決していかねばならない点がいくつかあり、そ
の１つに低消費電力化による、電池の小型化、時計体の
小型化という問題がある。

たとえば、上記の方式に関して言えば、１秒に１度ごく
短時間ではあるが、数百マイクロアンペアの電流を流す
ことにより、ステップモータを動作させているため、現
在発振分周に消費される電力に比べ数倍の電力を駆動部
分で消費しており、電池寿命を１年間保証するためにか
なり大きな容量の電池を用いているのが現状である。

この電池の大きさが水晶腕時計全体の大きさに影響して
おり、このため現在の所、婦人用機械時計並の水晶腕時
計は実現されていない。

また婦人用に限らず、装飾用腕時計なども現在の時計体
のままでは大きさの制限があるため、思い通りのデザイ
ンができないのが現状であり、小型水晶腕時計の実現が
強く望まれてきた。

本発明は以上のことを考慮し、低消費電力化、小型化を
計り、婦人用機械時計並の水晶腕時計を実現しようとす
るものである。

以下、本発明の内容について詳述する。

現在、婦人用腕時計、特に小型のものは秒針のないもの
が多く、また付いているものでも実際は装飾的な意味も
しくは時計が動いていることを表示する程度の意味しか
持っていないのが現状である。

ここで秒針のない２針の時計を考えた場合、その駆動法
としては１秒毎にステップモータを駆動させ、輪列によ
る減速の後、分針、時計を動かすことが勿論可能である
が、秒針の無い時計において分針を１秒毎動かすのは非
常に無駄なことと言わざるを得ない。

即ち分針の回転速度は０．１°／ｓｅｃであり、肉眼で
はステップ状に動いていることは確認できないため、分
針をこのように細かく運針させる必要があるかどうかは
消費電力上から考えると非常に疑問であり、実用上は何
の意味も持たないと考えられる。

ここで本発明は従来の１秒毎の運針に変えて任意の時間
間隔をもった運針（例えば２秒、３秒、５秒、１０秒な
ど）を採用することにより、駆動部分で消費される電力
を大巾に減少させようとするものである。

例えば５秒毎の駆動信号によってステップモータを動作
させ、適当な減速輪列を通した上で、分針、時針を動作
させれば駆動部分で消費される電力は、従来の１秒ステ
ップに比して約１１５となり、大巾なローパワー化が実
現できる。

この場合、分針は５秒に１度ステップ状に動くが、小型
腕時計のため分針は短かく実用上全く問題がない。

この例で明らかなように１秒運針以外の運針法を用いる
ことにより、大巾な低消費電力化が可能であり、従って
、従来と同期間の寿命とするならば、電池容量は大巾に
減らすことができ、また、従来と同容量の電池を用いれ
ば長寿命化が計れる。

ところで、従来の秒針付の時計では、秒針は１分間に１
回転する必要があるため、秒針の取付けられる歯車の歯
数にはどうしても制約があり、自由な歯数は選択できな
かった。

このことと歯車製作上の制約から、従来ともすれば、形
状（特に大きさ）について設計者の要求通りの歯車が作
れなかったのが現状であった。

この点についても三針式は有利であり、秒針が無いため
ステップモータから分針までの減速輪列は最終減速比が
条件を満たしていれば、途中はどのような減速比でも採
用でき、時計体の輪列配置上非常に自由度が大きくなり
、適当な設計によればこれも小型化に役立つ新人である
。

さらに時刻修正について考えると、従来の秒針付のもの
は、一般に竜頭の動作に連動した規正レバーを用いて秒
針を止め、竜頭の回転により輪列の一部に設けられたス
ベリ機構を用いて、分針、時針を回転させているが、秒
針のない時計においては規正レバー、スベリ機構とも特
に必要なく、竜頭の回転により、輪列、ステップモータ
とも連動回転させて時刻修正をすることができる。

ここで時刻修正操作後の運針状態を考えてみる６第１図
は従来用いられている反転パルス駆動ステップモーフの
１例である。

２１．２２は磁性材料よりなるステータ、２３はＮ極、
Ｓ極が径方向に滞磁された永久磁石製のロータ、２４は
駆動コイルである。

第１図において駆動電流がコイルのＡ端子からＢ端子に
流れると上記ステータ２１，２２にはそれぞれＮ、Ｓ極
が発生し、反撥力により前記ロータ２３は１８０°だけ
右回転する。

このときの回転する前の第１図に示されたロータ２３の
位置を■位置、流れる電流の方向を■方向と指定する。

これに対し、第１図のロータ位置より１８０゜回転した
場合の位置をｅ位置、Ｂ→Ａの電流方向を○方向とする
。

このとき電流方向とロータ停止位置との関係は第２図の
様になる。

上述のように反転パルス駆動ステップモータを用いた場
合、ロータの各安定位置に対して動作可能な電流方向が
決まっており、■位置に停止しているとき、ｅ方向の電
流が流れてもロータは動作しない。

このことと、時刻修正操作解除後に最初に出るパルスの
方向がどちらかに決まっていることから、反転パルス駆
動を用いた場合には、時刻修正後のロータの停止位置に
よって、最初のパルスで動作を始める場合と、２個目の
パルスで始めて動き出す場合の二通りが起る。

このような場合、２秒、３秒運針程度を採用していれば
実用上は問題ないが、５秒運針以上、特に１０秒運針以
上となると誤差が目立って都合が悪い。

ここで従来の反転パルス駆動ステップモータに変えて、
単相駆動のものを用いれば、問題は解決される。

第３図は上述の単相駆動パルスモータの概略平面図であ
り、第４図は第３図のＰ−Ｐ断面図である。

図において３１．３２は磁性材で作られたステータ、３
３は永久磁石製ロータ、馴は駆動用コイル、３５はロー
タ静止時の位置を定める永久磁石製位置決めリングであ
る。

第１図で駆動コイルにＡからＢの方向へ電流が流れると
、ステータ３１，３２にはそれぞれＮ極Ｓ極ができ、ロ
ータは反撥されて時計方向へ回転を始める。

この時コイルに流す電流の時間的長さくパルス巾）を適
当にすると、非常電時の停止位置から１８０°回転した
場所にある位置決めリング３５の同一極を乗り越えて回
転を続け、結局３６０°即ち１回転して停止する。

したがって次も同方向の電流を流せば１回転し、以後同
様の動作をする。

上述の如くこのモータは単相パルスで駆動されるため、
前記反転パルス駆動のモータを用いた場合の不都合は起
らない。

以上本発明について詳説してきたが、その特徴をまとめ
ると、 １．１秒運針以外の運針法の採用により、大巾な低消費
電力化が可能となり、その結果電池の小型化、時計体の
小型化が計れる。

２．２針の時計に、上記１．を実施することにより歯車
の自由な設計、規正レバー、スベリ機構の省略が可能に
なり、小型化、薄型化、ローコスト化が計れる。

３、特に間欠運針のうち、その間隔の長いものについて
は、単相駆動ステップモータを用いることにより、特別
な装置を用いることなく、正確な針合せができる。

このように、本発明によれば時計体の小型化、薄型化、
ローコスト化が計れ、その意義は非常に太きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の反転パルス駆動ステップモータの概略平
面図。 第２図は従来のステップモータの駆動パルスとロータ停
止位置の関係を示す図。 第３図は本発明による単相駆動ステップモータの概略平
面図。 第４図は第３図のＰ−Ｐ断面を示す概略断面図。 ２１．２２・・・・・・ステータ、２３・・・・・・ロ
ータ、２４・・・・・・駆動コイル、３１，３２・・・
・・・ステータ、３３・・・・・・ロータ、３４・・・
・・・駆動コイル、３５・・・・・・位置決め磁石。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 時間標準水晶振動子、電子回路、ステップモータか
   らなり、前記ステップモータは、前記電子回路より供給
   される２秒以上の時間間隔での単相パルスで駆動され輪
   列を規正する規正レバーがなく、輪列の摩擦スベリ機構
   のないこと、および、時、分針のみの２針表示であるこ
   とを特徴とする水晶腕時計。