JPS6330593B2 - - Google Patents

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
するパルスモータ等が実用化されている。

従来の腕時計に用いられる電気機械変換機は、
一定のパルス巾を有する駆動パルスを用いて駆動
されているが、前記電気機械変換機には通常の指
針駆動時の負荷に加えて、衝撃に伴う負荷や、カ
レンダ駆動に伴う負荷が印加されるので、前記駆
動パルスのパルス巾は、負荷が最大限に増加した
場合でも回転可能とするために十分に広く設定し
ているため、通常の指針駆動の負荷状態では無駄
なエネルギーとなり、消費電流が増加して電池の
寿命を短くしていた。

しかるに上記欠点を解決する方法として、駆動
コイルに発生する誘起電圧を検出回路により検出
し、この検出波形より負荷の大小を判別し、その
負荷の大きさに対応して駆動パルスのパルス巾を
制御する方式が提案されている。

上記方式は、負荷の大小に応じて供給エネルギ
ーを制御するので動作の安定化と、電池の長寿命
化の同時達成を可能にする優れた方式であるが、
実際の検出に際しては、駆動コイルの端子には誘
起電圧のほかに駆動パルスが存在しているので、
前記検出回路には誘起電圧と駆動パルスとが検出
信号として入力されるため検出波形が乱れ、負荷
の大小を判別が正確に行われないという欠点があ
つた。

本発明は上記欠点を解決しようとするものであ
り、駆動パルスに影響されることなく正確な負荷
の大小判別を行うことが可能な時計用電気機械変
換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図は本発明の電気機械変換機駆動回路の一
実施例で、２０１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２
０９、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）１１７、FF１１８の出力は
パルス選択回路２０６の切換回路１２４，１２５
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FF１２０，１２１
のリセツト端子に印加されて各出力F₁，F₂には
短かいパルス巾のパルスφ₁，φ₂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１
２６（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端子、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₁は制御回路２０８のの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₂はFF１２３の他
の入力及びＰ―ChMOSトランジスタ１３５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）₃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１２９の各入力
ゲートに接続され、インバーター１２９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１３０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、FF１２８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φ₁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、φ₁パルスは復
帰手段２１０のFF１２７のセツト端子S₆に印加
されてFF出力はｆ＝１に復帰する。ｔ＝t₂でパ
ルスが切れるとF₃＝０、₃＝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１３４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φ₁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
きい値電圧以下となりゲート回路１３１の出力ｄ
が発生する。

前記検出記憶回路２０５におけるRS―FF１２
６は、電気機械変換機の駆動コイル端子に供給さ
れる駆動パルスの印加期間を含むゲートパルスを
発生するゲートパルス発生手段を構成し、又ゲー
ト回路１３１及び１３２は前記RS―FF１２６よ
りのゲートパルスによつて制御され、前記駆動コ
イル端子より検出回路２０９に供給される誘起電
圧と、駆動パルスの内から駆動パルスを除去し
て、誘起電圧のみを検出信号として復帰手段２１
０に供給するための禁止ゲート手段を構成してい
る。尚、前記禁止ゲート手段は、駆動コイル端子
と検出回路２０９間に配設してもよく、さらに検
出回路２０９を構成している検出インバータを非
動作状態とするためのゲート手段を設けることも
可能であり、要するに駆動コイル端子と検出デー
タ記憶用の復帰手段２１０を結ぶ検出径路中に設
けることが条件となつている。

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ｆ＝
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φ₂パルスもφ₁パルスと同じ短いパルス巾の
パルスとなる。

次にｔ＝t₅でφ₂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、φ₂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、₃
＝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
φ₂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FF
１１７出力となり、次のφ₁は短いパルス巾のパ
ルスとなりまたFF１２７はφ₁でセツト、ｄでリ
セツトされてｆ＝０となり切換回路１２５出力は
FF１１７出力となり、さらに次のφ₂は短いパル
ス巾のパルスとなつている。

上記一連の動作において、前記ゲートパルス発
生手段であるRS―FF１２６と、禁止ゲート手段
であるゲート回路１３１及び１３２の動作を第５
図に示す各波形により説明する。

前記RS―FF１２６はφ₁によつてリセツトされ
φ₂によつてセツトされるのでF₄の信号はt₁〜t₅＝
０，t₅〜t₉＝１の短形波，又₄の信号はt₁〜t₅＝
１，t₅〜t₉＝０の短形波となり、このF₄及び₄の
出力信号が、駆動コイル端子ａ及びｂに供給され
る駆動パルスPa及びPbの印加期間を含むゲート
パルスである。次に上記ゲートパルスによつて検
出信号から駆動パルスを除去し、誘起電圧のみを
セレクトするための動作を説明する。

すなわち、コイル端子ａに駆動パルスPaが印
加された時点においてはF₄＝１，₄＝０である
からゲート回路１３１がオン，ゲート回路１３２
がオフとなつており、この結果駆動パルスPaは
オフ状態にあるゲート回路１３２によつて阻止さ
れるが、この駆動パルスPaの後t₃〜t₄のタイミン
グでコイル端子ｂに発生する誘起電圧は検出回路
２０９によつて検出信号Pdに変換された後、オ
ン状態にあるゲート回路１３１を通過して復帰手
段２１０のFF１２７に伝達される。またコイル
端子ｂに駆動パルスPbが印加された時点におい
てはF₄＝０，₄＝１であるから、ゲート回路１
３１がオフ，ゲート回路１３２がオンとなつてお
り、この結果駆動パルスPbはオフ状態にあるゲ
ート回路１３１によつて阻止されるが、この駆動
パルスPbの後のt₇〜t₈のタイミングでコイル端子
ａに発生する誘起電圧は検出回路２０９によつて
検出信号Pcに変換された後、オン状態にあるゲ
ート回路１３２を通過して復帰手段２１０のFF
１２８に伝達される。そして上記セレクト動作は
第５図に示す如く駆動パルスφ₁及びφ₂が供給さ
れる毎にRS―FF１２６が反転し、この出力信号
F₄，₄によつてゲート回路１３１と１３２が切
換えられることにより周期的に繰返えされる。

尚、前記ゲートパルスF₄，₄を本実施例にお
いてはデユーテイ50％の短波形としたが、これに
限定されるものではなく、要は駆動パルスの印加
される側のゲート回路を前記駆動パルスの印加期
間の間、オフするためのゲートパルスであればよ
いことは当然である。

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ｆはφ₁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ｆ＝１
のままであり、切換回路１２５が切換りFF１２
１のR₂端子にはFF１１８出力が印加され、φ₂は
２倍のパルス巾（t₁₃〜t₁₄）となる。さらにFF１
２８はφ₂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FF１
１８出力が印加され、次のφ₁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、ｆ＝０
となり、次のφ₂は前の状態にもどり、さらにφ₁
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φ₁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゜回転し一定時間振動して停止する。一方、φ₁
パルスは、復帰手段２１０のFF１２７のセツト
端子S₆に印加されてFF出力はｆ＝１に復帰する。
φ₁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、回転子の回転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。FF１２７出力ｆは０にリセツト
され次のφ₂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φ₂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、φ₂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＝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φ₁は短いパルス巾のパルスとなり、FF
１２７はφ₁でセツト、ｄでリセツトされてｆ＝
０となり切換回路１２５出力はFF１１７出力と
なり、次のφ₂は短いパルス巾のパルスとなつて
いる。尚、上記パルセモータの場合においても
RS―FF１２６とゲート回路１３１及び１３２に
よるセレクト動作は第５図に示すテンプの場合と
同様に行われる。すなわち、第７図に示す如くゲ
ートパルス₄によつて駆動パルスPaが阻止さ
れ、又、ゲートパルスF₄によつて駆動パルスPb
が阻止されることにより検出信号Pd，Pcのみが
復帰手段２１０に伝達される。

次に衝撃負荷を受けた場合第８図の如く、FF
１２７出力ｆはφ₁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ｆ＝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が印加され、φ₂は２倍のパ
ルス巾（t₄₃〜t₄₄）となる。さらにFF１２８はφ₂
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１２
４が切換りFF１２０のR₁端子はFF１１８出力が
印加されてφ₁は２倍のパルス巾となり駆動力が
増加するための誤動作を防止できる。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、ｆ＝０となりφ₂パルスは前の
状態にもどり、φ₁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
もよいが、パルスモータ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。

上述の如く本発明においては、誘起電圧の検出
径路中に禁止ゲート手段を設けると共に、少なく
とも駆動パルスの印加期間を含むゲートパルスを
発生するゲートパルス発生手段を設け、前記禁止
ゲート手段をゲートパルスによつて制御すること
により検出信号から駆動パルスを除去しているた
め、前記検出信号は誘起電圧のみを検出信号とし
て負荷の大小を正確に判別することが可能となり
動作の安定化と電池の長寿命化を同時に達成する
電子時計の実現に大なる効果を有する。

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
はパルスモータを用いた場合の各部の波形図であ
る。 １０９，１３７……駆動コイル、１０７，１０
８……固定子、２０１……発振回路、２０２……
分周回路、２０６……パルス選択回路、２０７…
…パルス変換回路、２０８……制御回路、２０５
……検出記憶回路、２０９……検出回路、２１０
……復帰回路、１２９，１３０……検出用インバ
ータ、１３１，１３２……ゲート回路、１２６…
…RS―FF。

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、
   前記パルスモータへの駆動パルスの印加終了後に
   前記駆動コイルに発生する誘起電圧を検出する検
   出記憶回路、該検出記憶回路の検出信号に従つて
   前記駆動パルスのパルス巾を制御するパルス変換
   回路を備えた電子時計に於いて、前記検出記憶回
   路は前記誘起電圧の検出径路中に挿入された禁止
   ゲート手段と、少なくとも前記駆動パルスの印加
   期間を含むゲートパルスを発生するゲートパルス
   発生手段を設け、前記禁止ゲート手段を前記ゲー
   トパルスによつて制御するよう構成したことを特
   徴とする電子時計。