JPS60218092A - 時計 - 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】 〔利用分野〕 本発明は、時計に係シ、より詳しくは、タイムベースと
して働らく電子発振器と、分局器と、クロノグラフ機構
の作用によって始動させられ、停止°させられ、初期位
置に戻させられる秒針を少なくとも駆動するステップモ
ータとを含む時計に関するものである。

〔従来技術〕

機械的駆動のクロノグラフウォッチは、始動機構が作動
すると輪列に結合され、大府およびひけぜんまいによっ
て決定される周波数で段階的に進む中央の秒針を通常布
している。この周波数が１時間当Ｄ　Ｉ８，０００交番
とするなら、秒針は１秒尚夛１ｓ＃ｏｏｏ　：　３ｅ６
００　＝　５ステツプだけ（５振度）、すなわち１ステ
ップ当シ１．２°の角度だけ段階的に進む。秒針が直径
３０＃ｌ１１１程度の文字盤上を動くとｔゎイ、よａ、
ａ＋ｏｅ□１゜６□□。

ることができる（約０．３ｍの弧となる）。この場合最
小の識別期間は１１５秒のオーダーである。

１秒に１回だけ歩進するステップモータを分局器を用い
て一制御する水晶タイムベースによって大府及びひけぜ
んまい機構を置きかえた電子型のクロノグラフウォッチ
を得るために種々の試みが既になされている。

たとえば米国特許第３，８８４，０３５号に杜、少なく
とも２つの駆動モータ、すなわち一方は時刻表示用で他
方はクロノグラフ機能表示用のモータを備えている。こ
の方法の変形では、分局器は異なる周波数の２つの出力
を生じる。すなわち一方の出力は時刻表示用のモータを
制御するためにＩＨｚで、他方の出力は始動スイッチお
よび補助周波数分割器を介してクロノグラフの１つまた
はそれ以上のモータを制御するために少なくとも８Ｈｚ
である。スイッチが作動されると、補助分局器は、主分
局器から受け７ｔ８Ｈｚパルスのカウントを開始し、入
力として受け九８パルス毎に１つの制御パルスを出力す
る。この態様では、８番目のパルスの到来直前にクロノ
グラフ機能が開始させられた場合、指示誤差は一１秒と
なることが理解されるであろう。ついでに注意すると、
補助分局器がなく、クロノグラフモータが主分局器から
のＩ　Ｈｚ　パルスによって直接制御されるとすれば、
上記誤差は±１秒となることがある。

クロノグラフ機能にとって紘、−１秒の誤差も、旧式の
機械的クロノグラフのＩＡ秒の読みと対比すると、重要
である。この欠点を除去するために、上記特許は、変形
例として、ＩＨｚよシ高い周波数で駆動されるモータ（
１秒の分数を表示する）を用いることを提案している。

しかし、まず、このような装置紘、複雑であるから実施
に大きな障害を伴う。さらに、その発明者も認識してい
るように、複数のモータを用いると補助エネルギ源が必
要となる程度ま、で電流消費が大きくなることがある。

英国特許明細書Ａ−２，０２８，５４５号に記載された
時計クロノグラフも同様に、２つのステップモータ（一
方れ時刻表示用の輪列を駆動し、他方はクロノグラフ輪
列を駆動する）を用いている。

クロノグラフモータは分周回路ふら与えられた１０１１
ｚのパルスによって制御される。クロノグラフ表示機構
の一部をなす中央の秒針は、６秒で文字盤を１回転する
ように、通常の１０倍の回転速度で駆動される。こうし
て１秒の１／１０を読みとることができる。しかし、ク
ロノグラフ輪列において分カウンタと時カウンタを駆動
するのに必要な減速比は、可動部品自体の負担が重要と
なる程度に大きいものである。また、１分以下で６秒よ
シ大きい経続時間を読むことは容易でない１．というこ
とに注意されたい〇 ゛　機械的なりロノグラフ時計での現在の慣用手段にお
いては、クロノグラフ機構のほぼ全体が、たとえばスイ
ス特許第２２５，００４号および第５２７，４６２号に
教示されているようにムーブメントの支持体に着脱可能
に堆シ付けられた独立の支持体に載せられる。この構造
は、クロノグラフ機構による過負荷を駆動できるモータ
を備えた基本ムーブメントの機械的力を増大しないので
望ましいものである。

同じ原理は最近になって水晶とステップモータを用へる
基本ムーブメントに応用された。しかし、通常は単純な
タイムキーパだけを駆動する単一のステップモータを用
いる基本ムーブメント上にクロノグラフ機構をマウント
する場合は、予定外の付加的負荷が加わるので、モータ
によって供給されるエネルギの許容限界が問題となる。

このように、特別の外部的制約が加わると動作が不安定
になる。これらの欠点を除去するために、ステップモー
タによって加えられる動力を増大することが考えられた
が、そうすると、モータの寸法が大きくなってしまい、
基本ムーブメント全体の厚さや配列が大きく変ってしま
う。そうすると、最小の厚さの単純なタイムキーパやク
ロノグラフ時計において用−られやすめ標準的な万能口
径を使用することを可能にした上記スイス特許の主目的
から離れてしまう。

また、前述の公知のクロノグラフ時計は、１秒に１ステ
ップ進むステップモータを備えていることに注意を要す
る。上に述べたように測定誤差は。

多くの場合許容できない±１秒に達する。

〔発明の概要〕

本発明は、分局器を設けてステップモータに１秒あたシ
少なくとも２つの駆動パルスを供給しそれによって秒針
を１秒当〕少なくとも２ステツプだけ進ませるようにし
て上記欠点を除去しようとするものである。

〔実施例〕

第１図に示された時計社、側１の中に、全ての機構と、
数本の針が回る文字盤２上でのそれらの針による表示に
必要な回路を含んでいる。ここに示した例では、クロノ
グラフ時計が示されている。

時刻は、時針３１分針４１秒針５および日付インジケー
タ１２で表示される。時刻設定は竜頭６を用いてなされ
る。クロノグラフ表示は、長い中央秒針７１分カウンタ
８．および時カウンタ９で行なわれる。クロノグラフは
始動停止押しボタン１０およびゼロ設定押しボタン１１
によって制御される。

この時計は、クロノグラフ機構に応答する秒針を少なく
とも含み、そのクロノグラフ機構の使用によって、その
秒針が始動され、停止され、また始動位置に戻され得る
。本発明の時計においては、第２図に示されるように、
上述の諸針は、周波数分割器すなわち分周器１６によっ
て制御される単一のステップモータ１５によって駆動さ
れる。分周器１６はタイムペース１７によって制御され
る。

ステップモータ１５の軸は、クロノグラフ１８の表示機
構を制御する。第１図のクロノグラフ時計□　では、モ
ータ１５は、短い方の秒針５をもつ時刻表示機構１９を
も同様に制御する。ここで、分局器１６からの信号を受
ける図示しないパルス形成回路がモータ１５に前置され
ていることに注意を要する。

前述の公知技術に対して本発明が相違するのは、分周器
１６がモータ１５に毎秒少なくとも２つのモータ駆動パ
ルスを供給するように構成され、それによシ秒針７が毎
秒少なくとも２ステツプだけ前進させられる点である。

これ杜、第１図で秒針が指示する目盛に、秒を示す指標
２０の間には７秒を示す補助指標２１が配置されている
点に現われている。タイムベース１７が１秒＠、９３２
，７６８振動の水晶発振器である場合、分局器１６は１
４個の２分周段を含み、その出力に２Ｈｚの周波数を生
じる。同様にして、１３個の分周段を有する分局器１６
ならその出力線４Ｈｚの周波数を与える。

／この未だ公知でないやシ方は少なくとも次の２つの利
点を有している。

本発明は、１秒に１ステツプを刻むクロノグラフ針に比
べて、２倍の指示精度を与え、１秒当シの連続した２つ
のステップに対する誤差は最大で±０．５秒となる。１
秒当シのステップの数を増大すれば誤差はさらに減少す
ることが理解されるであろう。

５Ｈｚではわずか±０．２秒である。これが第１の利点
である。

第２の利点は、単位時間当りのパルスの数を増大するこ
とによって、それに応じた比率でロータ軸と針の軸の間
の減速比が増大し、モータはよｐ重い負荷を駆動するこ
とができるということである。掟って、単純な時刻表示
機構を駆動するために計算されたステップモータでもっ
て、よｐ大きな動力を要するクロノグラフ機構、更に時
刻表示機構に連結されたクロノグラフ機構も駆動でき、
これはモータの寸法の増大をさせないでできる。

理解の容易化のために、次に具体例で説明する。

ステップモータを、大きな秒針をもつ時計のムーブメン
トを駆動する計算の下で選択する。そのモータは２ステ
ツプで１回転し、秒針は１秒当り６゜だけ歩進するもの
とする。この条件下では、減速比は３０であって、秒針
の軸で測定されたトルクは例えば６μＮｍである。今、
針が１／２秒毎に３°のステップで進むようにして同じ
モータを付勢するとすれば、減速比は６０に増大し、秒
針で傅られるトルク１２μｍに増大する。従って、こう
することによシ、モータの大きさを変える必要なしに、
高いトルクが必要なムーブメントの駆動が可能となる。

このことは、厚さの最小化がめられるムーブメントにと
って特に重要である。

上記の原理は、単純なタイムキーパに拡張して適用され
得る。理論的に紘、上記したところに従って、２倍の周
波数で機構を駆動するようにすれば、モータから与えら
れるべきトルクかい倍程度になるから、モータの寸法を
減少することができる、といえる。しかし、大部分の時
間七−夕は負荷されず、はとんど無負荷で回転し得ると
いう事実を見のがしてはならない。しかし、歩進を確保
するためＫは、ロータには、歩進がら歩進までの間十分
な位置決めトルクを与えることが必要で、それ故、その
位置決めトルクに打ち勝つのに十分な磁石−巻線間で作
用する相互トルクをモータに与えることが必要となる◎
その相互トルクは、そ−メそれ自身の内部摩擦に打ち勝
つためにも十分に大匙くなけれにならない・最後に、モ
ータの構造は、寄生する外部磁場に対抗できるものでな
ければならない。かかる必要条件を考慮すると、モータ
の寸法が既に合理的な最小値にまで至っているから、時
計機構の信頼できる動作に対して危険をおかすことなし
には更に寸法を減少させる余地はほとんどないであろう
。

本発明に従って付勢周波数を増加させる場合に、電流消
費がどうなるかについて以下に説明する。

時計のムーブメントにおける平均の電流消費（アンペア
）は、次式によって与えられることが知られている。

Ｃｍ　＝　ＣＣ１十〇ｍｏｔ　・− ０ ここで、Ｃｍ　ａ　ＸＦ均電流消費（Ａ）ｃ　ｃｉ：集
積回路の電流消費（Ａ） Ｃｍｏ　ｔ：　Ｉ　Ｈｚでのモータの電流消費ｎ：１分
当シのパルスの数 集積回路の電流消費が通常一定であるとするなら、上記
式から、平均電流消費は１分当ルのパルスの数ｎととも
に増大することが示される。ＣＣ１＝０．３μＡ　ｅ　
Ｃｍｅ　ｔ　＝ｉ　ｌ’　Ａとすると、平均電流消費は
、ｎ＝６０（ステップ（１秒）肖シの秒針の進み＝６つ
に対してはＣｍ＝１．３／ＪＡとなル、ｎ＝１２０（ス
テップ（０，５秒）当りの秒針の進み＝３°）に対して
はＣｍ−２，３μＡとなる。モータのＩＨｚでの１μＡ
の消費は従来の単純な時計機構のものと同じである０周
波数を２倍にすると、電流消費は１．３μＡから２．３
−Ａになる。秒針が１１秒１１ステップ進むとすれば１
，３μムが６Ｓ５．３　Ａ　Ａになる。

これは電池寿命から判断して受け入れられる値である。

また、このような電流消費は、モータの負荷に応じて増
減するパルス幅をもつパルスによってそのモータを付勢
すれば、がなル減少できる０クロックラフ時計について
紘、広い幅のバｋＸ　は／。

ノブラフが動作しているときだけ必要で、通常の機能は
少ないエネルギでもなし得ることが理解されるであろう
。従って、モータ負荷に追従してパルス幅を変化させる
追従装置が用いられたとすれば、上記の２．３μＡ、５
．３μＡとｉう値線がなルの割合で減少できること紘明
らかである。

秒針を１秒当ｐ５ステップ以上進ませることは好適では
ないと思われる。それは、一方で時計の電流消費を増大
させることになシ、他方では直径が３０１ＩＩ＋以下の
文字盤では識別し得ないステップを進ませることになる
からである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による時計の一実施例の上面図である。 第２図はこのような時計に備えられるステップモータの
付勢の概略ブロック図である。 ５・・・・（時刻表示の）秒針、７・・・・（クロノグ
ラフの）秒針、８・・・・分カウンタ、９・・・拳時カ
ウンタ、１５・・・・ステップモー１，１６・・・・分
周器、１７・・・・タイムベース、１８・・・・クロノ
グラフ機ｍ、１９・・・・時刻表示機構、２０・・・・
指標、２１・・・・補助指標。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 α）タイムペースとして働く電子発振器と、分局器と、
   クロノグラフ機構の動作によって始動され、停止され、
   初期位置に戻されるようにしてそのクロノグラフ機構に
   応答、（するように構成された秒針を少なくとも駆動す
   るステップモータとを含み、前記分周器は前記モータに
   １秒当シ少なくとも２個の駆動パルスを供給しそれによ
   って１秒当り少なくとも２ステツプだけ前記秒針を進ま
   せることを特徴とする時計。 （２、特許請求の範囲第１項記載の時計であって、前記
   ステップモータはさらに分カウンタおよび時カウンタを
   駆動することを特徴とする時計。 （３）特許請求の範囲第２項記載の時計であって、前記
   ステップ七−夕で制御される時刻表示機構を備えている
   ことを特徴とする時計。 （４）特許請求の範囲第１項記載の時計であって、前記
   分局器はモータに１秒当シ２〜５個のパルスを供給する
   ようにされておシ、それに従って１秒当シ２〜５ステッ
   プだけ秒針を−ませることを特徴とする時計。 （５）特許請求の範囲第４項記載の時計であって、モー
   タ駆動パルスの幅はモータによって駆動されるべき負荷
   に依存することを特徴とする時計。