JPS5937794B2 - 電子時計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、秒針が連続あるいは連続的に滑らかに回転す
る電子時計に関する。

従来、水晶振動子を用いた電子時計は、振動子のもつ高
い精度と安定性により、素晴らしい時間精度が得られか
つ電子部品の品質の向上、省電力化が進み１個の小型電
池で数年の寿命を達成している。

しかしながら従来の＝般的な水晶ウォッチは、その秒針
の動きは、毎秒１ステツプの運針であるため、時間の流
れが連続であるのに対して、時計の動きはステップ的で
あり、更に１秒以下の時間あるいは時刻を読みとること
は不可能であった。

上記運針は、基本的にはステップ・モータを用いている
ため、電力の配分から、毎秒ｎステップで駆動するとな
ると１ステツプの約ｎ倍の電力が必要なため従来は困難
なものであった。

しかしながら、近年の電子時計に於ける各部分の省電力
化と機械部品の精度向上及び時計が必要とする機械エネ
ルギーの減小に伴ない、毎秒あたり、数ピツチの運針を
行わせても、電力の増加は余りないため、従来の電池を
使用しても十分であることが判明した。

さて、一般のステップ・モーターの入力電力に対する出
力トルクの関係は第１図に示される如く、横軸に入力電
流及び入力電力、たて軸に出力トルクを描（と、入力電
力を０から増加して行（と、ステップ・モーターが回転
を始めるまでは出力トルクは得られず、入力電力の増加
に従っであるところから回転をはじめ、次第に出力トル
クは増大し、その后はある値以上い（ら入力電力を増大
しても、構成部材の磁気的飽和等により出力トルクは上
昇しない領域となる。

従って、ステップ・モーターをより効率的に使用するた
めには出力特性が飽和する直前が良い。

第１図のＡ点はこの状態を示したもので、これ以上入力
電力を増加しても出力トルクは上昇せず、この飽和レベ
ルを時計により設定するのが最適である。

一例を示すと、第１図Ａ点の出力トルクを分針で換算し
た場合、２グ・篩と値定する。

従来の毎秒１ステツプ運針では、約１．５μＡ（電池電
圧１．５Ｖ）が必要であった。

ところで今毎秒のステップ数を８とすると、輪列効率１
００％の場合は出力トルクは１／８で良いが実際の効率
は約９０％を最低と１．０ して、１ ／８ Ｘ −−＃０．１４倍程度の入力電力
が０．９ 必要である。

この動作点を示したのが同図Ｂであり、当然のことなが
ら入力電力は、点Ａに比べて相当低い値を示している。

種々の実験及び理論計算より、第１図に示された点Ａ及
び点Ｂの入力電力は、１．５ｖの電池電圧の場合、 点Ａ： １．５μＡ（２，２５μＷ ） ／ ｓｅｃ点
Ｂ ： ０．５ μＡ （０，７５μＷ） ／ ｓｅｅ
であった。

従って点Ｂの状態で毎秒８ステツプ駆動すると出力トル
クは２グ儂得られることになる。

しかしながら消費電流は０．５Ｘ８＝４．０（μＡ／ｓ
）であり、従来の１ステップ／秒に比し約２．６倍で収
まる。

この結果ステップモーターを駆動回路部分を除（他のＩ
Ｃ部分の消費電流を０．４μＡとすると合計で、０．４
＋４．０＝４．４ （μＡ／ｓ）であるから、１００ｍ
ＡＨの電池を用いれば２年以上の動作が可能である。

本発明は上記説明の観点に着目し、連続もしくは連続的
に秒針を回転させる電子時計の秒セツティングに関して
為された。

即ち低消費電力のもとで精度の高い水晶ウォッチの秒針
を確実に現在時刻と合わせるため、リューズ操作により
時刻合せをする時、秒針を必らず秒刻即ち整数秒の位置
に停止させることを目的としている。

以下本発明になる電子時計の説明を図面と共に行う。

第２図は本発明の一実施例を示したブロック図である。

図中１は水晶振動子、２は発振回路、３は分周器、４は
１秒信号までの分周器であり波形整形された出力端子４
−１を有し、ＡＮＤゲート５の入力信号となる。

６は、ステップ・モーターを駆動するためのパルス巾を
設定する波形整形回路であり、７は駆動回路でステップ
・モーター８に接続されている。

９はリューズ等の外部操作部材の操作に連動し開閉動作
をとるスイッチであり、一方は電源電位ＶＤＤ に接続
され、他方は抵抗ｒを介して電源電位ＶＳＳ に接続
されると共にＡＮＤゲート５０入力に接続される。

更にＡＮＤゲート５の出力は分周器３，４のリセット端
子Ｒに接続されている。

第４図は第２図に示す分周回路４内の詳細な回路図であ
り、分周器４ａ〜４ｃの三段と、波形整形回路としての
ＮＯＲ回路４ｄとから構成されている。

次に動作を説明する。水晶振動子１は発振回路２により
発振し、分局器３により分周される。

本実施例では８Ｈｚにまで分周器３により分周し、その
出力信号は、一方は１秒信号までの分周器４へまた他の
一方へは波形整形回路６へ接続され、駆動回路７により
ステップモーター８は毎秒８ステツプで回転する。

通常の動作は、従来例とほぼ同様であり、異なる点は、
ステップ・モーター８の駆動周波数である。

本発明の１つの特徴は、第４図に示される如く、８Ｈｚ
の信号を更に分周器４で分周し、ＮＯＲ回路４ｄにより
波形整形を行い、ＡＮＤゲート５の入力としている。

第３図はリセット操作を示したタイミング図であり、Ｐ
ｌは前述した波形整形層の出力端子４−１からの信号波
形であり、周期は１秒、波形比は１／１６である。

ＮＯＲ回路であるため、分周器４の全て内の分周器４ａ
〜４ｄの出力Ｑがゝ０“の状態と入力信号Ｐ２カー〇“
の場合、出力信号Ｐ３はゝ１“どなる。

第３図Ｐ２で示される波形は、リューズに代表される外
部操作部材に連動するスイッチ９のスイッチ信号であり
、又、Ｐ３ と示された波形は、分周器３及び４のリセ
ット信号すなわちＡＮＤゲート５の出力信号である。

従って、今時割合せをしたい場合、リューズを引くこと
により信号Ｐ２はゝ１“となりＡＮＤゲート５に加わる
。

しかしながら、第３図の場合、Ｐｌの信号はゝ０“のた
め、この時のリセット信号Ｐ３はゝ０“を保つから分周
器３及び４は動作を続ける。

その后リューズを引き続けると、信号Ｐ１ とＰ２は
共にゝ１”となり、この時はじめて信号Ｐ３の出力状態
はゝ１“なり分周器３及び４をリセットする。

この結果分周器３と４は分周動作を停止し、ステップモ
ーターは停止する。

更に信号Ｐ１はゝ１“レベルを保持するから、リューズ
を引いている期間中は、リセットがかがり、時計は停止
し続ける。

さて時計は８Ｈｚの動作を行っていて、リューズを引か
れることにより、信号Ｐ１が１１“のレベルに達するま
での期間動作を続けるため、秒針を秒針車軸（図示せず
）に付ける際、予じめリセット状態にしておき秒針を０
秒あるいは整数秒の位置に正しく設定しておくと、以后
時刻合せの必要のためリューズを引くと、必らず秒針は
整数秒の位置まで動き、そして停止するから、時報等の
信号と共にリューズを押すことにより直ちに時計は動作
をはじめ、１／８秒の精度で時刻を読み取ることが可能
である。

以上述べた如く、本発明によれば、毎秒のステップ数に
無関係に秒針を設定することが理解されよう。

即ち秒針を付ける際、秒針を秒刻（文字板の秒目盛）の
上に正しく取付ければ、リューズ９で時刻合せを行う除
砂のどの位置であっても必らず次の整数秒の位置で停止
し、時刻合せが終了したら時報等の報時信号と同期して
リューズを押すことにより、秒以下の正しい時刻を常に
読みとることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はステップモーターの特性を示す特性図、第２図
は本発明の一実施例を示す回路ブロック線図、第３図は
第２図の主要部電圧波形を示すタイムチャート、第４図
は第２図の分周器４の内部構成を示す回路図、 １・・・・・・水晶振動子、３，４・・・・・・分周器
、５・・・・・・ＡＮＤゲート、６・・・・・・波形整
形回路、７・・・・・・駆動回路、９・・・・・・スイ
ッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発振回路と、該発振回路の信号を入力とする第１０
   分周器と、該第１０分周器と縦続接続された第２０分周
   器と、前記第１０分周器からの信号を入力とする波形整
   形回路と、該波形整形回路からの信号を入力とし、且つ
   ステップモーターヲ駆動する駆動回路と、外部操作部材
   に連動したスイッチの操作時スイッチ信号と前記第２の
   分周器からの出力信号により前記第１及び第２０分周器
   をリセット動作せしめるゲート手段を備えた事を特徴と
   する電子時計。 ２ 第２の分局器の出力信号は、１秒信号である事を特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子時計。