JPS6130224B2 - - Google Patents

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JPS6130224B2
JPS6130224B2 JP9640576A JP9640576A JPS6130224B2 JP S6130224 B2 JPS6130224 B2 JP S6130224B2 JP 9640576 A JP9640576 A JP 9640576A JP 9640576 A JP9640576 A JP 9640576A JP S6130224 B2 JPS6130224 B2 JP S6130224B2
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JP
Japan
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pulse
circuit
drive
output
terminal
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Expired
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JP9640576A
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English (en)
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JPS5321966A (en
Inventor
Akio Nakajima
Tadayasu Machida
Kenji Yamada
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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Priority to US05/821,433 priority patent/US4158287A/en
Priority to GB32986/77A priority patent/GB1580580A/en
Publication of JPS5321966A publication Critical patent/JPS5321966A/ja
Priority to HK347/82A priority patent/HK34782A/xx
Priority to SG393/83A priority patent/SG39383G/en
Priority to MY296/84A priority patent/MY8400296A/xx
Publication of JPS6130224B2 publication Critical patent/JPS6130224B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/14Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
    • G04C3/143Means to reduce power consumption by reducing pulse width or amplitude and related problems, e.g. detection of unwanted or missing step

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

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
換機であるパルスモーターの駆動方式に関するも
のである。
電子時計用として使用されている電気機械変換
機には、水晶発振器からの分周信号により強制駆
動されるテンプ及び1ステツプづつ定方向に回転
するパルスモーター等が実用化されている。
一般に腕時計に用いられる電気機械変換機は衝
撃負荷に対する安定度が問題となるが一相パルス
によるテンプの駆動方式については耐衝撃性を向
上させるために、駆動コイルの誘起電圧により駆
動パルスのパルス巾を制御する方式が提案されて
おり一部実用化されている。
しかるに一相駆動方式の場合、テンプの場合は
往復運動のうちの片側のみに駆動パルスが印加さ
れるだけであるため、衝撃的にパルス巾が広くな
つても誤動作を起しやすく、多相パルスモーター
の場合は構造上多極化されて1ステツプの回転角
度が小さくなるため誘起電圧が小さくなり充分な
制御作用が行なうことができず安定度はあまり良
くなかつた。これらの観点から最大限パルス巾を
拡げたパルスを供給して安定度を得ているため消
費電力も大きくなる欠点を有していた。
本発明は上述の欠点のない耐衝撃性の良い高安
定な変換機の駆動回路を提供するものである。
本発明は二相の駆動パルスによつて駆動される
電気機械変換機の駆動パルスのパルス巾が駆動コ
イルの誘起電圧によつてステツプ状に制御される
ことを特徴とする高安定な時計用電気機械変換機
の駆動回路を提供することを目的とする。
本発明はまた駆動コイルの一端を入力とするイ
ンバーター、及び他の一端を入力とするインバー
ターを有することを特徴とする時計用電気機械変
換機駆動回路を提供することを目的とする。
以下実施例について説明する。
第1図a及びbは電気機械変換機の一実施例
で、101はテンワ、102は磁石、103,1
04は駆動コイル、105はヒゲゼンマイ、a,
bは駆動コイル端子であり、a,bに印加される
二相のパルス電圧による電流のため駆動コイルに
発生する磁場によつてテンワに固着された磁石が
力を受けヒゲゼンマイとテンワよりなるテンプは
往復運動を行う。第2図は電気機械変換機の他の
一実施例で、106は少なくとも2極の磁極を有
する磁石よりなる回転子、107,108は磁性
材よりなる固定子、109は駆動コイル、a,b
は駆動コイル端子であり、a,bに印加される二
相のパルス電圧による電流のため駆動コイルに発
生する磁束を固定子に導いて回転子を定方向にス
テツプ状に回転させるパルスモーターである。
第3図は本発明の電子時計の一実施例で、20
1は水晶発振回路、202は分周回路、203は
パルス選択回路206、パルス変換回路207、
制御回路208を含むパルス巾切換回路、204
は駆動回路、205は検出回路209、復帰手段
210を含む検出記憶回路である。
第4図は駆動コイルの状態説明図、第5図、第
6図は電気機械変換機としてテンプを用いた場合
の各部の波形図であり、第5図は定常時、第6図
は衝撃時の状態を示す。第7図、第8図は電気機
械変換機としてパルスモーターを用いた場合の各
部の波形図であり、第7図は定常時、第8図は衝
撃時の状態を示す。
第3図に於て分周回路202のフリツプフロツ
プ(以下FFと称する)117,FF118の出力
はパルス選択回路206の切換回路124,12
5の各入力となつており、定常時はFF117の
出力がパルス変換回路207のFF120,12
1のリセツト端子に印加されて各出力F1,F2
は短かいパルス巾のパルスφ,φが交互に発
生する。F1はリセツト、セツトフリツプフロツ
プ126(以下RS−FFと称する)のR4端子、復
帰手段210を構成するRS−FF127のS6
子、F2は前記RS−FF126のS4端子、復帰手段
210であるRS−FF128のS5端子に接続され
ている。パルス変換回路207のFF120の他
の出力は制御回路208のFF123の入力
及び駆動回路204のPチヤンネルMOSトラン
ジスタ133(以下P−Ch MOSトランジスタ
と称する)、FF121の他の出力はFF12
3の他の入力及びP−Ch MOSトランジスタ1
35の各ゲートに接続され、FF123の出力F3
はNチヤンネルMOSトランジスタ136、(以下
N−Ch MOSトランジスタと称する)はN
−Ch MOSトランジスタ134の各ゲートに接
続されている。駆動コイル137はMOSトラン
ジスタの共通ドレインa,b間に接続され、a端
子は検出回路209の誘起電圧検出インバーター
130、b端子は誘起電圧検出インバーター12
9の各入力ゲートに接続され、インバーター12
9出力はゲート回路131を介して前記復帰手段
210のFF127のR6端子、インバーター13
0出力はゲート回路132を介してFF128の
R5端子に接続されている。前記FF127出力F6
はパルス選択回路206の切換回路125、FF
128出力F5は切換回路124の各入力に接続
されている。
まずテンプの場合を考えてみると第5図に於て
まずt=t1でφパルスが発生しP−Ch MOSト
ランジスタ133はオンとなる。このときF3
1であるからN−Ch MOSトランジスタ136
はオンであり、駆動回路は第4図1の状態とな
り、a端子に駆動電圧が印加されa→bに電流が
流れテンプは駆動力を受ける。一方、φパルス
は復帰手段210のFF127のセツト端子S6
印加されてFF出力は=1に復帰する。t=t2
でパルスが切れるとF3=0、=1となりP
−Ch MOSトランジスタ133N−Ch MOSト
ランジスタ136はオフ、134はオンとなり、
第4図2のようになる。a端子はトランジスタ1
34を介して接地され第5図aの如くになるた
め、検出回路209の誘起電圧検出用インバータ
ー130は動作しない。一方b端子はφパルス
印加時は接地されているが、パルスが切れた直後
に接地が解除され誘起電圧がインバーター129
に印加され、t=t3〜t4で誘起電圧が、インバー
ターのしきい値電圧以上となりゲート回路131
の出力dが発生する。ゲート回路131,132
は前記検出回路209の誘起電圧検出インバータ
ー129,130が検出する駆動パルスを除いて
誘起電圧のみを復帰手段210のFF127,1
28のリセツト入力とするためのものである。
この出力dは、復帰手段210のFF127の
リセツト端子R6に印加され、FF127出力=
0となる。従つてパルス選択回路206の選択ゲ
ート125出力はFF118の出力となるから、
次のφパルスもφパルスと同じ短いパルス巾
のパルスとなる。
次にt=t5でφパルスが発生し、P−Ch
MOSトランジスタ135はオンとなる。N−Ch
MOSトランジスタ134はオンのままであるか
ら、駆動回路204は第4図3の状態となり、b
端子に駆動電圧が印加され、b→aに電流が流
れ、テンプは前とは逆方向に駆動力を受ける。一
方φパルスは、復帰手段210のFF128の
セツト端子S5に印加されてFF出力はe=1に復
帰する。t=t6でパルスが切れるとF3=1、
=0となり、P−Ch MOSトランジスタ134
はオフ、136はオンとなり、第4図4のように
なる。b端子はトランジスタ136を介して接地
され、第5図bの如くになるため、誘起電圧検出
インバーター129は動作しない。一方a端子は
φパルス印加時は接地されているが、パルスが切
れた直後に接地が解除され誘起電圧がインバータ
ー130に印加され、t=t7〜t8で誘起電圧がイ
ンバーターのしきい値電圧以上となり、ゲート回
路出力Cが発生する。FF128はCでリセツト
されてe=0となり切換回路124出力はFF1
17出力となり、次のφは短いパルス巾のパル
スとなりまたFF127はφでセツト、dでリ
セツトされて=0となり切換回路125出力は
FF117出力となり、さらに次のφは短いパ
ルス巾のパルスとなつている。
次に衝撃負荷を受けた場合第6図の如くにな
る。すなわち、FF127出力はφで1にセ
ツトされるが、誘起電圧が減少してしきい値電圧
以下となりリセツトパルスが発生しないため=
1のままであり、切換回路125が切換りFF1
21のR2端子にはFF118出力が印加され、φ
は2倍のパルス巾(t13〜t14)となる。さらに
FF128はφにより1にセツトされるがリセ
ツトパルスが発生しないためe=1のままであ
り、切換回路124が切換りFF120のR1端子
にはFF118出力が印加され、次のφは2倍
のパルス巾(t15〜t16)となる。パルス巾が2倍と
なり駆動力が増加して誘起電圧が前の状態にもど
るとt=t17〜t18でdにリセツトパルスが発生
し、=0となり、次のφは前の状態にもど
り、さらにφパルスも前の状態にもどる。
次にパルスモーターの場合を考えてみる。誘起
電圧波形がいく分異なるのみで他はほとんどテン
プの場合と同じであるが、第7図に於てt=t31
でφパルスが発生し、駆動コイルのa端子に駆
動電圧が印加されa→bに電流が流れ固定子10
7,108は励磁され、回転子106は右方向に
180゜回転し一定時間自由減衰振動して停止す
る。一方、φパルスは、復帰手段210のFF
127のセツト端子S6に印加されてFF出力は
=1に復帰する。φが切れた直後にa端子は接
地され、b端子は接地解除され、回転子の自由減
衰振動にともなう誘起電圧が検出回路209の検
出インバーター129に印加され、t=t33〜t34
で誘起電圧が、検出インバーターのしきい値電圧
以上となりゲート回路出力dが発生する。FF1
27出力は0にリセツトされ次のφは短かい
パルス巾となる。回転子はt=t35でほゞ静止安
定する。次にt=t36でφパルスが発生し、駆
動コイルのb端子に駆動電圧が印加されb→aに
電流が流れ前と逆励磁されて同方向に180゜回転
する。一方、φパルスは復帰手段210のFF
128のセツト端子S5に印加されてFF出力はe
=1に復帰する。t=t37でパルスが切れるとb
端子は接地され、a端子は接地解除され、誘起電
圧が検出インバーター130に印加され、t=
t38〜t39で誘起電圧が検出インバーターのしきい
値電圧以上となり、ゲート回路出力cが発生す
る。FF128はcでリセツトされてe=0とな
り切換回路124出力はFF117出力となり次
のφは短いパルス巾のパルスとなり、FF12
7はφでセツト、dでリセツトされて=0と
なり切換回路125出力はFF117出力とな
り、次のφは短いパルス巾のパルスとなつてい
る。
次に衝撃負荷を受けた場合第8図の如く、FF
127出力はφで1にセツトされるが、誘起
電圧が減少して検出回路209の検出用インバー
ターのしきい値電圧以下となり、リセツトパルス
dが発生しなくなるため=1にセツトされたま
まとなり、切換回路125は切換りFF121の
R2端子にはFF118出力が印加され、φは2
倍のパルス巾(t43〜t44)となる。さらにFF12
8はφによりセツトされe=1となり、誘起電
圧が減少して検出用インバーター130のしきい
値電圧以下となつてリセツトパルスcが発生しな
くなるためe=1にセツトされたままとなり切換
回路124が切換りFF120のR1端子はFF11
8出力が印加されてφは2倍のパルス巾となり
駆動力が増加するため誤差動を防止できる。負荷
が0になれば誘起電圧は前の状態にもどりdにリ
セツトパルスが発生し、=0となりφパルス
は前の状態にもどり、φパルスも前の状態にも
どる。テンプの場合は駆動パルスの直前と直後に
誘起電圧が発生するためパルス巾制御にどちらを
用いても良いが、パルスモーターの場合は駆動パ
ルスの直後に誘起電圧が発生するのみであるため
この実施例が適している。
本願の如く構成すれば、負荷の状態を検出する
のにパルスモータへの駆動パルス印加終了後の回
転子の自由減衰振動にともなつて駆動コイルに発
生する純粋に回転子の運動のみに関係する誘起電
圧だけを測定できるため検出精度が向上し、従来
困難とされていたパルスモータの負荷状態を適確
に検出できる。定常時は変換機の駆動に必要な最
少限のパルス巾5ミリsec以下の駆動パルスで駆
動し、衝撃負荷が加わつた時に5ミリsec以上の
パルス巾にすることにより、衝撃に打勝つ駆動力
を変換機に与えて誤動作を防止し、衝撃負荷がな
くなれば、又もとの5ミリsec以下のパルス巾に
することにより、平均消費電流1μA以下にする
ことが可能である。
また駆動コイルの誘起電圧をCMOSインバータ
ーで検出するため、特に変換機に検出コイルを設
けるとか、変換機に接続した輪列に接点又は半導
体を設けるとかの検出機構を必要とせず、駆動電
流検出ではないため増巾回路は不要であり、消費
電流は無視しうる。このため発振回路、分周回路
を含めた全消費電流を2μA以下とすることが可
能である。
本実施例では衝撃時に駆動パルス巾が定常時の
2倍になるように設定したが、ステツプ状に任意
のパルス巾に設定することも可能である。
また本実施例では衝撃時の駆動パルス巾につい
て記述したが、例えばカレンダー表示駆動等のよ
うに負荷変動があつた場合にも適用できることは
自明である。
【図面の簡単な説明】
第1図a及びbは電気機械変換機であるテンプ
の一実施例を示す平面図及び側面図、第2図は電
気機械変換機であるパルスモーターの一実施例を
示す平面図、第3図は本発明の電子時計の一実施
例を示す回路図、第4図は駆動コイルの状態説明
図、第5図、第6図は電気機械変換機としてテン
プを用いた場合の各部の波形図、第7図、第8図
はパルスモーターを用いた場合の各部の波形図で
ある。 101……テンワ、102……磁石、103,
104,109……駆動コイル、105……ヒゲ
ゼンマイ、106……回転子、107,108…
…固定子、201……発振回路、110……イン
バーター、111……水晶振動子、112……帰
還低抗、113,114……外付容量、202…
…分周回路、115……インバーター、116,
117,118,119……フリツプフロツプ、
203……パルス巾切換回路、206……パルス
選択回路、207……パルス変換回路、208…
…制御回路、124,125……切換回路、20
4……駆動回路、133,135……P−Ch
MOSトランジスタ、134,136……N−Ch
MOSトランジスタ、137……駆動コイル、2
05……検出記憶回路、209……検出回路、2
10……復帰回路、129,130……検出用イ
ンバーター、131,132……ゲート回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 発振回路、分周回路、パルスモータ駆動回
    路、駆動コイル及び回転子を含むパルスモータを
    備えた電子時計に於いて、前記パルスモータへの
    駆動パルス印加終了後の前記回転子の自由減衰振
    動にともなつて前記駆動コイルに発生する誘起電
    圧を検出する検出回路と駆動力の異なる複数の駆
    動パルスを発生するパルス変換回路と、前記検出
    回路によつて制御され、パルス変換回路の出力パ
    ルスをパルスモータ駆動回路に選択供給するため
    のパルス選択回路を具備したことを特徴とする電
    子時計。
JP9640576A 1976-08-12 1976-08-12 Electric-mechanical converter driving circuit for timepiece Granted JPS5321966A (en)

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US05/821,433 US4158287A (en) 1976-08-12 1977-08-03 Driver circuit for electro-mechanical transducer
GB32986/77A GB1580580A (en) 1976-08-12 1977-08-05 Electronic timepiece
HK347/82A HK34782A (en) 1976-08-12 1982-07-29 An electronic timepiece
SG393/83A SG39383G (en) 1976-08-12 1983-07-06 An electronic timepiece
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JP5646846B2 (ja) * 2009-01-28 2014-12-24 セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー ドライバ回路

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