JPS6037910B2 - 電子時計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は時刻の設定とを行なう回路が設けられた電子時
計に関する。

水晶の振動数を時刻基準とする時計の動作原理は今では
比較的よく知られるようになってきている。一般に、水
晶発振器の後段に分周器が設けられる。この分周器の出
力は時刻表示針を駆動する超小型歩進モータの動作を制
御したり、デコーダにより符号化されて数字表示器を駆
動したりする。数字表示器で表示される数字は受動形ま
たは能動形である。本発明は特に超小型歩進モー外こよ
り動かされる時針で時刻を表示する電子時計に関するも
のである。現在まで市販されているほとんどの水晶時計
の主な欠点の１つは形が大きくなることである。

このように形が大きいことから優美な時計の側を創り出
そうという意欲がそがれ、水晶時計を変身具として広く
使用することが阻害されている。従って、小型にする方
法と手段とを見つけることが望まれてきている。水晶時
計の内部機構や部品のあるものは小型にすることが困難
である。たとえば電池は水晶時計の有効スペースの比較
的大きな部分を占める。水晶時計の他の部品には、時刻
の設定と修正を行なう各種の機構が含まれる。それらの
機構は機械式時計のそれに類似するから複雑で、大型で
ある。それらの欠点を解消する提案の１つが英国特許第
１４０５６７７号に開示されている。

この提案は、秒針の使用を避け、分針を歩進モータで直
接駆動させ、分針の設定を電子的に行なうことによって
時刻修正機能を多少簡単にするものである。しかし、時
針の設定と日付の変更とは機械的に行なうようにしてい
るから、いくらか複雑な点は残ることになる。この英国
特許第１４０５６７７号に開示されている技術に使用可
能な適当な回路がたとえば英国特許第１４３４４４３号
に開示されている。英国特許第１４０５６７７号に開示
されている技術から得られる別の利点は、分針を歩進モ
ータで直接に駆動するために、モータの歩進数を秒針を
用いている時計よりも減少させることができ、そのため
に歩進モータの電力消費量が減少するから、従来のもの
よりも小型の電池を使用できることになる。これらの英
国特許に開示されている技術は市販されている製品、と
くに婦人用腕時計に採用されて成功をおさめている。最
近、この面でのより以上の改良が可能であり、かつ望ま
しいことが明らかとなった。

英国特許出願舷．２８８４４／７６には秒針と日付表示
のない水晶時計が開示されている。これは改良ではなく
て改悪であると思われるかもしれないが、これによって
全体の寸法が非常に小さくなり、とくに機械的な時刻修
正機構がなくて、時刻設定と修正とを電子的に行なうよ
うにしたために形を超小型にできる。時刻修正機構は操
作が特に簡単で、たとえば機械式腕時計の竜頭が通常つ
けられている位贋に設けられる１個の押しボタン以外は
用いていない。前記英国特許出願に開示されている時計
には分針を直接駆動し、遊星歯車系を介して時針を駆動
するために用いられる歩進モータが用いられるこの時計
では分針が１分間に１回歩進させられるから、前記英国
特許第１４０５６７７号に開示されている時計よりも電
力消費量が更に減少し、そのためにより４・型の電池を
使用することが可能となる。必要な時刻設定機能と時刻
修正機能とを行なうのに適当な回路については後で説明
する。とくに、そのような時計では下記のような特徴を
備えていなければならない。ａ 分針の設定を行なえる
こと。

ｂ 秒自体は表示されないとしても秒合わせを行なえる
こと、すなわち、時刻信号を受信した時に分針をちよう
ど分目盛の上にセットできること。

ｃ 使用者が異なる標準時間帯へ入った時に、あるいは
冬時間と夏時間とが異なるような国では冬時間と夏時間
の切り換え時に、時針の設定を迅速に変えられること。

従って、本発明によれば、水晶時刻基準器と、多段分周
器と、分針と時計とに確実に連結するように構成される
歩進モータとを備え、時刻設定および修正回路が使用者
操作によりオン・オフ状態をとりうるスイッチと、第１
、第２および第３のメモリと、第１のカウンタと、タイ
ミング装置とを含み、第１のメモリはスイッチの操作に
応じてセットされ、第２のメモリは所定の時間内に所定
回数だけスイッチが短時間操作された後でセットされ、
第３のメモリは所定のより長い時間だけスイッチが操作
されたのに応じてセットされ、スイッチの各短時間操作
によって全ての分間段がリセットされ、最終の分周段か
らの所定の信号が存在するとき、または第２のメモリが
セット状態にある時に補助のモータ歩進信号が与えられ
、タイミング装置により定められる前記所定のより長い
時間のスイッチ操作によって第３のメモリがセットされ
て、より高い周波数の補助信号をモータへ送ることがで
きるようにされ、それらの送られるより高い周波数信号
の数は第１のカウンタの容量に対応することを特徴とす
る電子時計が得られる。以下、図面を参照して本発明を
詳細に説明する。水晶発振器１０の出力は分周器１１に
与えられる。

分周器１ １はＩＱセ，３２セ，１位の出力信号を発生
する。分周器１１の１比出力は分周段１２，１３，１４
，１５により更に分周されて、最終的には１／６ｍセと
なる。

１／６肌ｚの信号はモータ制御およびパルス形成器１６
に与えられる。モータ制御およびパルス形成器１６の出
力は歩進モータ３２の巻線に与えられる。この世力の周
波数は１／６０位であるからモータ３２は１分間に１回
歩進ごせられる。前記したように、時刻設定および修正
を行なうための基本回路は、分周器を時間信号と同期さ
せ、モータ制御回路１６に別のパルスを与えることによ
り分針をセットできるようにし、かつ３公セの別のパル
スを所定数だけモータ制御回路１６に与えて時針を迅速
に合わせることができるようにする装置を構成する。

これらの時刻合わせ機能は１つの操作スイッチ１７以外
は何も用いずに行なわれる。スイッチ１７の後段の回路
は主として双安定素子とナンドゲートとで構成される。
カウンタ段２６，２７はタイミング回路すなわち遅延回
路として機能し、６０までカウントするためにカウン夕
２９が設けられる。スイッチ１７の種々の操作を記憶さ
せるためにメモリ１９，２２，２８が用いられる。Ｄ形
フリツプフロツプ１８，３０およびィンバータ２１，２
５，３３が設けられるフリップフロップ１８，３０の機
能については後で説明する。スイッチ１７を瞬間的に閉
じると抵抗３４の端子間に電圧パルスが生じ、そのパル
スによってＤ形フリップフロップ１８がセットされる。

そうすると、そのＱ出力端子にＱ出力信号が発生され、
その信号はメモリ１９に貯えられる。フリッブフロップ
１８のセットによりそのＱ出力信号がなくなり、そのた
めにカゥンタ段２６，２７が動作できるようになる。こ
こで、まず時計の設定操作について説明する。

前記したように、スイッチ１７を押すとカウンタ２６，
２７（それぞれが２秒遅延回路をなす）に加えられてい
た動作禁止信号Ｑがなくなる。従って、分周器１１から
のＩＨｚ信号が４秒間遅れてメモリ２８に与えられてそ
こに貯えられる。その後で〆モリ２８から得られる出力
信号はメモリ１９に与えられてそのメモリをリセットす
るとともに、ナンドゲート３１に動作可能化信号として
与えられ、かつカウンタ２９に与えられてそのカウンタ
をトリガする。トリガされたカウンタ２９は分周器１１
からの３２セ信号を受けることができるようになり、そ
れらの３２セ信号はカウンタ２９の容量である６０カウ
ントまでカウントされる。

もしスイッチ１７が閉じられ続けＱ不能化信号がカウン
タ２６および２７に供Ｖ給され、これによりメモリ２８
がカウンタ２９をリサイクルせしめて他のカウントサイ
クルが開始するといった事態が発生しなければ、カウン
夕２９の６０カウント出力はメモリ２８をリセットする
。メモリ２８からナンドゲート３１に与えられた動作可
能信号は、分周器１１からの３がｚ信号パルスをモータ
制御回路１６を介してモータの巻線３２へ与えられるよ
うにする。

それによりモータはメモリ２８がクリャされるまでに６
０回歩進動作を行ない、従って、分針は１回転を行なっ
て元の位置へ戻る。しかし、メモリー９はクリャされて
いるからモータ制御回路１６にはそれ以上のパルスは与
えられない。次に、この時計を秒に対応する時刻信号に
同期させる時の動作について説明する。

そのような動作を行なわせるためにはスイッチ１７を再
び押す。しかし、この時には非常に短時間だけ１回押す
。その時には２つの状況が考えられる。その１つは正し
い時刻よりも何秒か進んでいる状況である。その場合に
は、分周段１１，１２，１３，１４，１５を構成してい
るカウンタを零リセットする以外に何も起こらないこと
が望ましい。他の１つの状況は正しい時刻よりも数秒遅
れている状況である。

その場合にはカウンタを零リセットすると同時に、１個
のパルスをモータ巻線に与えて分針を次の正しい時刻目
盛まで動かすことが望ましい。まず第１の状況において
は分周段の間および分周段１５とモータ制御回路１６と
の間に特定の種類の負緑部トリガ操作が採用されている
ために、分筒段１５からのＱ信号は零、Ｑ信号は１とな
る。

これらの信号Ｑ，Ｑは３硯砂ごとに変ることはもちろん
わかるであろう。前の場合と同機に、スイッチ１７を押
すとＤ形フリツプフロップ１８がセットされてそのＱ信
号がメモリー９へ与えられる。

スイッチ１７は瞬間的に押されるだけであるから、フリ
ツプフロツプ１８も瞬時的に出力を発生するだけである
。スイッチ１７を押すのを止めると、メモリ１９の出力
とフリップフロップ１８のＱ信号とがナンドゲート２０
で組合わされ、その出力がインバータ２１を介してＤ形
フリツプフロツプ３０に与えられてそのフリツプフロツ
プ３０をセットする。このフリップフロップ３０の出力
は全ての分周段１１乃至１５をリセットし、メモリ１９
をクリヤし、かつメモリ２２にセット信号を与える。フ
リップフロップ３０自体はメモリー９のクリャによって
リセットされる。各種フリップフロツプがクリャされ、
各種メモリがセットされると、インバータ２１からのナ
ンドゲート２４の１つの入力端子に与えられる信号は短
いパルスの形をとる。

Ｄ形フリップフロップ３０により与えられる遅延のため
に、メモリ２２のセットにより得られる信号は、パルス
がィンバ−夕２１からナンドゲート２４に与えられる時
刻と一致することはない。

従って、この時刻にはメモリ２２からの出力がナンドゲ
ート２３の入力端子に正入力として与えられ、それによ
りナンドゲート２３の他の入力端子に与えられる信号が
ナンドゲート２３の出力端子に現われることができるよ
うにする。ここでの状況は数砂進んでいるから、分周段
Ｉ５のＱ出力は正であり、そのためにナンドゲート２３
の出力は零となる。

従って、ナンドゲート２４は閉じられてィンバータ２５
に１が与えられるから、モータ制御回路１６には信号は
与えられない。このように、スイッチ１７を押すと全て
の分周段がリセットされるだけの結果となる。次に時計
が遅れている場合について説明する。この場合には、分
周段１５のＱ出力端子には○信号が現われてナンドゲー
ト２３が閉じられることを除いて、各回路の動作は時計
が進んでいる場合の各回路の動作と同じである。ナンド
ゲート２３が閉じられると、ナンドゲート２４に動作可
能化信号が与えられるから、短いパルスがィンバータ２
５の出力端子に現われ、それによりモータ制御回路１６
を介してモータ巻線３２にパルスが１個与えられる。モ
ータ制御回路１６からのそれ以外のパルスはメモリ２２
をリセットする。メモリ２２のリセットは分周段１５の
状態の正常な変化から生ずるモータパルスによって得ら
れる。次に、分針を進めるために、モータ制御回路１６
を介してモータ巻線３２に一連のパルスを単に加える場
合について説明する。

この場合には、スイッチ１７を何回か短時間閉じる。第
１回目のスイッチ操作によって、前記した例と同様に、
メモリ２２がセットされる。その後でィンバータ２１の
出力端子に一連のパルスが現われ、それらのパルスはナ
ンドゲート２３からの１出力によって動作可能状態にさ
れているナンドゲート２４を通ってインバータ２５に与
えられる。インバータ２５の出力端子に現われる一連の
パルスはそれらの負縁部で、モータ制御回路１６の中の
回路をトリガする。スイッチ１７が瞬間的に操作される
たびに、インバータ２１の出力がフリツプフロツプ３０
をセットし、従って、全ての分周段１１乃至１５をリセ
ットし、メモリ１９をクリヤし、メモリ２２をセットす
る。

次に第２図および第２Ａ図に示す本発明の別の実施例を
説明する。

第２図に示す回路は、モータ制御回路に一連のパルスを
与える目的で第２メモリをセットするために、スイッチ
をある時間内に２回操作する必要があるように構成され
ている。この時間はカウンタ４１，４２によって決定さ
れる。それらのカウンタの出力はナンドゲート４３で組
合わされ、別のカウンタとゲートとを用いて変えること
ができる。この回路が使用されないときは、ナンドゲー
ト３８からの高レベル出力はカウンタ４１，４２をリセ
ット状態に保つ。スイッチ１７によって発生された最初
のパルスがフリツプフロツプ１８と、メモリＭ，と、イ
ンバータ２１と、フリツプフロツプ３０とを介して受け
られても（第１図参照）、ナンドゲート３８からの高レ
ベル信号がィンバータ４０とタイミング・フリツプフロ
ップ４１を介して与えられるためにナンドゲート３５が
閉じられているから、モータは何の作用も受けない。

しかし、この最初のパルス低レベル信号としてナンドゲ
ート３７を介してナンドゲ−ト３９に与えられる。従っ
て、ナンドゲート３９の出力は高レベルとなり、しかも
この時にはナンドゲート４３も高レベル出力を生じてい
るから、ナンドゲート３８の出力は低レベルとなってナ
ンドゲ−ト３５に動作可能化信号を与え、カウン夕４１
，４２からリセット信号を除去する。そのためにカウン
タ４１，４２はカウンタ４１の入力端子に与えられる１
世信号のカウントを開始し、前記時間が経過するとナン
ドゲート４３からの低レベル出力信号が第２図の素子を
元の状態へ戻す。

この時間中に、スイッチ１７から第２の信号が与えられ
たとすると、その信号は開かれているナンドゲート３５
とインバータ３６を介してメモリ２２に与えられてメモ
リ２２をセットする。第２Ａ図で記号ＡとＢの間に示さ
れている第２図の部分は図示のように変更され、それに
より、インバータ３６とメモリ２２との間にカウンタ４
３，４４が挿入される。

この変形例では、メモリ２２をセットするまでに、所定
の時間内にスイッチ１７を４回操作する必要があること
は明らかであろう。第２図と第２Ａ図との回路では、モ
ータ制御回路１６から得られる正常な歩進信号、または
カウンタ２９からの出力信号によってメモリ２２をリセ
ットできる。

これによって時針設定回路を用いてメモリ２２を迅速に
リセットできる。このようにしないと、モ−タ制御回路
からメモリ２２がリセットされるまでに１分間の遅れ時
間が存在するからであり、この時計の特徴を強調するた
めには遅延を生じさせないようにする方が有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の論理回路のブロック図、第２図は第１
図の回路の変形例を示すブロック図、第２Ａ図は第２図
の回路の一部の変形例を示すブロック図である。 １０・・・水晶発振器、１１〜１５，２６，２７・・・
分周器、１６…モータ制御およびパルス形成器、１７…
スイッチ、１９，２２，２８…メモリ、１８，３０…Ｄ
形フリップフロツプ、２６，２７，２９，４１，４２・
・・カウンタ、３４・・・低抗。 ＦＩＧ．２．ＦＩＧ．・． ＦＩＧ２Ａ．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水晶時刻基準器１０と、分針と時針とに結合され該
   分時針に駆動運動を与える歩進モータ３２と、前記時刻
   基準器からの信号に応答して前記歩進モータへ第１所定
   周波数（１／６０Ｈｚ）の歩進信号を供給する多段分周
   器手段１１，１２，１３，１４，１５とを備えた電子時
   計において、時刻設定修正回路を設け、この時刻設定修
   正回路が使用者による作動が可能な単一のスイツチ１７
   と；第１のメモリ手段２８と；前記スイツチに応答し該
   スイツチの所定時間隔作動の後に前記第１のメモリ手段
   をセツトするタイミング手段２６，２７と；前記分周器
   手段と前記第１のメモリ手段とに応答して前記モータへ
   前記第１所定周波数より高い周波数３２Ｈｚの補助歩進
   信号を供給する回路手段３１と；前記第１のメモリ手段
   ２８と前記分周器手段１１とに接続されて前記第２周波
   数の補助信号を計数すると共に所定計数に達したとき前
   記第１のメモリ手段をリセツトする出力を発生するカウ
   ンタ手段２９と；前記スイツチに応答し該スイツチの前
   記所定時間隔以下に亘る作動の際に前記モータへ少なく
   とも１個の補助歩進信号を供給する手段とを有し、この
   供給手段は前記スイツチ１７の各作動に応動して設定さ
   れうる第２のメモリ手段１９と；セツト時の前記第１の
   メモリ手段２８に応答して前記第２のメモリ手段をリセ
   ツトする手段と；第３のメモリ手段２２と；前記第２の
   メモリ手段１９と前記スイツチ１７とに接続され前記第
   ３のメモリ手段２２をセツトすると共に前記第２のメモ
   リ手段１９と前記多段分周器手段のステージをリセツト
   する第１のゲート手段２０，２１と；この第１のゲート
   手段２０，２１と前記第３のメモリ手段２２とに接続さ
   れて前記モータへ前記１個の歩進信号を供給する第２の
   ゲート手段２３，２４，２５，３３とを有してなること
   を特徴とする電子時計。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記第２のゲート
   手段２３，２４，２５，３３は前記多段分周器手段の最
   終ステージ１５の出力Ｑにも接続され、この最終ステー
   ジが電子時計の数秒の進みを示すとき前記１個の補助歩
   進信号を禁止してなることを特徴とする電子時計。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記カウンタ手段
   の容量が６０であることを特徴とする電子時計。 ４ 特許請求の範囲第１項において、前記第１所定周波
   数は１分間に１回発生することを特徴とする電子時計。