JPS641674Y2

JPS641674Y2 -

Info

Publication number: JPS641674Y2
Application number: JP1981020227U
Authority: JP
Priority date: 1981-02-16
Filing date: 1981-02-16
Publication date: 1989-01-13
Also published as: JPS56133584U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は電子時計に関する、特になめらから運
針の電子時計に関するものである。

電子時計が進歩し精度の飛躍的向上をもたらせ
た。さらに、薄型化が進みデザイン指向が可能に
なつて来ている。。しかし、時間表示に関しては、
音叉式電池時計を除いては針の動きがなめらかで
はなく、離散的運針となつている。特に、水晶時
計に於いては１秒運針である。正確さの象徴的な
存在であり良いとは思うが、世の中にはやはりな
めらかな運針が良いという人も少なくない。これ
迄いくつかの試みはなされてきているが実現され
ていない。本考案は上述したなめらかな運針をも
つスウイーブセコンドの電子時計、特に電子腕時
計を得ようとするものである。

本考案の目的は、なめらかな運針を時刻表示に
もつ電子時計、特に電子腕時計を得ることにあ
る。

本考案の他の目的は、低消費電力のなめらかな
運針を時刻表示にもつ電子時計、特に電子腕時計
を得ることにある。

さらに詳しく説明しよう。第１図は本考案の原
理説明図である。１は水晶振動子等でできた時間
標準信号発生部、２は分周回路で、時間標準信号
発生部よりの信号を必要な周波数迄分周する。３
は補助分周回路、後に説明するが本考案の主要な
役割を担う。５は表示部６のなめらかな運針を行
なうための振動系を含んだ表示部の駆動部を構成
する。駆動部５の周波数は表示部の運針で決めら
れる。

表示部６の針位置は適当な時間間隔で検出手段
７により検出され、補助分周回路３の結果と比較
器４により比較され、補助分周回路の指示値は標
準であるわけだから、これと比較して、もし表示
部の針位置が遅れていれば、遅れた量に比例する
信号を、進んでいれば進んだ量に比例した信号を
比較器４より出し、比較器の出力は駆動部制御部
８へ入り駆動部５へフイードバツクする。フイー
ドバツクされた量だけ次の検出迄の時間間隔の間
に進み遅れを行なわせ、常に標準と同じ時刻表示
ができるようにする。これが本考案の原理であ
る。この原理に基づき多くの具体化が考えられ
る。以下説明して行くに従つてさらに明らかとな
つて来るが、上述した説明から補助分周回路３の
大きさは表示部の針位置の検出と比較できる範囲
は少なくともなくてはならないし、又、駆動部５
は表示部の遅進に対して進遅可能なる機能を有し
ていることが要求される。

さらに各部の説明をしていく。標準信号発生部
１は、水晶時計であれば水晶振動子により、音叉
時計であれば音叉振動子が、又チタン酸バリウム
振動子等を使用することが可能であり、発振回路
としては一般的なものでよく、ここでは説明を省
略する。分周回路２は、FF回路の1/2分周でもブ
ロツキングオシレータ回路による1/3，1/4分周で
もよい。Step downの出力周波数は時刻表示精
度をどそ迄要求するかによつて決められる。

例えば、１秒なら１秒信号を、1/10秒なら1/10
秒信号に相当する信号を送り出すよう構成され
る。分周回路２からの信号は補助分周回路３へ入
力される。補助分周回路３の構成は種々考えられ
るので後述する。表示部駆動部の一具体例を第２
図に示す。第２図の具体例は、片持バネを振動体
としてツメ車を回転する音叉時計の原理を使つた
ものである。片持バネ１０の先端に磁石１１をつ
けコイル１２により振動させる如く係合してい
る。

さらに片持バネ１０、磁石１１及びコイル１２
により自励振系が形成され、振動周期はツメ１４
を通してツメ車１３に伝えられ、さらに針へ伝え
られる。自励振周波数は針がなめらかに回転する
ことが望ましいわけで、輪列との関係から適当に
選ばれる。しかし、その範囲は10Hz〜1KHzに定
められる。上述した運針の遅進に応じて進遅させ
ねばならないので、第２図では振幅特性を持たせ
ている。即ち、振幅が大きくなければ遅れに、小
さければ進みになつている。しかし、また次の様
にもできる。即ち、振幅が大きければ１歯毎にツ
メ車を送るのでなく数歯づつ送るようにし、振幅
が小さければ全然送らないか、たまに送るように
すれば、同様進遅の効果を生ずる。いずれも非線
形であることが望ましい。第２図の片持バネは音
叉型であつても棒状であつてもよい。

又、音叉の駆動は第２図の如く電磁的に行つて
もよく、又チタン酸バリウムの如き圧電素子を使
つて駆動力を与えてもよい。振動の伝達はツメ車
に限定されず、磁気脱進機の様な磁気的に係合す
るものであつてもよい。

次に、表示部と針位置、即ち指示時刻の検出手
段について述べる。第３図に指示時刻検出手段の
一具体例を示す。文字板２０上には秒針２１、分
針２２、時針２３が回転している。第３図では、
４ケ所12時の点と３時、６時、９時のところに秒
針通過を検出する検出素子２４，２５，２６，２
７が取り付けられている。この検出素子は、最も
簡単な方法は接点である文字板の一部に端子を取
り付け秒針と接触したとき信号を出す方法であ
る。

第４図には光による検出手段を示している。ラ
ンプ２８からの光を感光素子２９、例えばフオト
トランジスタや太陽電池等により作られた素子で
光を受けている光路を秒針が横切ると、感光素子
からは信号として取り出すことができる。第５図
は発振回路を利用している方法で近接スイツチ等
の原理を使う。第５図では、コンデンサ電極３
０，３１の中間に秒針は入ると容量が変わり発振
周波数が変わる。これを信号として取り出してい
る。

第５図の他の例としては、インダクタンスの磁
路中に秒針を通過させるようにしたものが考えら
れ、この場合は第５図よりさらに発振停止にする
こともでき、信号としては取り出し易い。文字検
出の検出素子は４つに限定されることはなく、１
ケ所でも２ケ所でも３ケ所でも６ケ所でも何ケ所
であつてもよい。今秒針の場合について述べて来
たが、勿論さらに分針で行なうようにしてもよ
い。

しかし、一般には秒針で行なう方が後述する如
く、正確さが得られ易い。

次に、比較器４について述べよう。第３図に示
した指示時刻検出を４ケ所つまり15秒毎に行なう
場合の例を考えてみる。この場合第１図にもどつ
て、補助分周器は一具体例としてFF回路で構成
し、出力を15秒毎に１パルスを出すようにしてあ
る。この場合、比較器４の一具体例を第６図に示
す。３４，３５，３６はフリツプフロツプで、ａ
には補助分周器からの信号を、ｂには検出手段６
からの信号を入れる。３９，４０，４１，４２は
コンデンサで入力ａ，ｂの信号を徴分し、FF３
５，３６をトリガする信号を得るためのものであ
る。４３はコンデンサで、ｂ入力によつてフリツ
プフロツプ３４をトリガする信号を得る為のもの
で、４４はコンデンサで、信号ａによりフリツプ
フロツプ３４をリセツトする信号を得る為のもの
である。

第７図には、第６図を説明する為の信号波形関
係を図示してある。イはａ入力信号波形、ロ，ニ
はｂ入力信号波形で、ハはｃ出力波形、ホはｄ出
力波形を示す。今、指示時刻の方が標準時刻より
遅れた場合について説明する。この時ａ，ｂへの
入力信号は、ａにイ、ｂにロの波形が入つて来
る。イの信号がロの信号より先に来るので、FF
３４によつてゲート３７が閉じられる前にａ信号
は通過し、FF３５をトリガーする。。続いてｂに
ロ信号が入つて来るので、FF３５はリセツトさ
れ、出力ｃには第７図ハの出力波形が得られる。
一方、FF３６は、ａにはイの信号が入りFF３６
をリセツトする状態は変わらない。ｂにはロの信
号が続いて入つて来るが、ゲート３８がイの信号
により遮断されているのでFF３６には入力され
ず、出力ｄは状態が変化しない。

次に指示時刻の方が標準時刻より早い場合に
は、ゲート３８が開いており、この信号により
FF３６をトリガーする。つづいてイの信号によ
りFF３６はリセツトされ出力ｄにはホの信号が
得られる。

一方、FF３４はニの波形によりトリガされ、
ゲート３７を閉じることになるので、ａへのイ信
号はゲー３７を通過することができずFF３５の
状態は変化しない。従つてｃには出力波形は現わ
れない。つまり、指示時刻の方が標準時刻より遅
れていればｃ端子に、進んでいればｄ端子にそれ
ぞれ遅進時間に比例した出力信号を得ることがで
きる。これをフイードバツクし第１図駆動部５の
制御を行なうようにする。

さて、比較器４からの出力は、そのままの形で
駆動部へフイードバツクされるか、出力に相当す
るパルス数としてフイードバツクされるか又は積
分されて電圧の形でフイードバツクされるかいず
れの信号でフイードバツクされるかは駆動部５の
構成によつて決められるべきである。本考案の駆
動部は片持バネ型であるため、そのままの単パル
スか又は積分して電圧の形でフイードバツクした
方がよい。ここは種々の具体化が考えられる。

以上の制御系の説明は、補助分周器３が示す標
準時刻と表示部６が示す指示時刻とがいずれが進
みいずれが遅れても指示時刻が標準時刻に一致す
るように制御できる制御系をフイードバツクされ
た駆動系に求めるものであるが、次の様に制御系
を考えることができる。しかも制御系が簡単にな
り実用上も有効である。即ち、駆動部５による表
示部の運針速度が標準信号発生部１によつて作ら
れる標準時間よりわずかに早くなるようにする
か、又はその逆のわずかに遅くなるようにしてお
くことである。。この様にした場合には、合せ込
み精度がわずかに悪くなるが次の利点がある。つ
まり、例えば標準時間より駆動部による運針の方
がわずかに早くなるように組んだ場合では、常に
制御系は上述の逆に、即ち駆動部による運針の方
を標準時間より遅らせるような制御系を組んでお
けばよい。外乱等により遅れた場合は、制御をな
くすだけで進む為である。だが、この場合におい
ても常に駆動部による運針の方を遅くなる様に制
御系を働かすようにバイアスをかけておくこと
が、より正確な時刻指示をさせることになる。

上述した場合と逆の組み立て方、つまり標準時
間より駆動部５による運針の方をわずかに遅くな
る様に組んだ場合には、上述と逆の制御系を組み
立てれば同様の効果を生む。

以上、本考案の具体化についていくつかの例を
説明して来たが、本考案の具体化は上述の具体例
に限定されるものではなく種々なる具体化が可能
である。本考案によれば、駆動部に励振周波数が
変化しうる自励振系を有する片持バネ型の運動変
換器を用いると共に、秒針位置を検出して駆動に
フイードバツクさせるフイードバツク系を有する
ことから、簡単な構成でステツプ運針と同じ精度
のなめらかな運針を可能とすることができる。ま
た、、なめらか運針のために消費電力の大きな多
極の同期モーター等を必要とすることなく、消費
電力が少なく小型の片持バネ型の運動変換器を利
用できるので、低消費電力な電子時計、特に電子
腕時計を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の原理説明図。第２図は本考案
に使われる駆動部の一具体例。第３図は指示時刻
検出手段の説明図。第４図は指示時刻検出手段の
一具体例。第５図は指示時刻検出手段の他の具体
例。第６図は本考案に使われる比較手段の一具体
例。第７図は第６図の各部の波形を示す。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

標準信号発生部と前記標準信号発生部からの信
号を分周する分周回路と前記分周回路の出力信号
を受けて、さらに分周する補助分周回路と前記標
準信号発生部からの信号とは独立になめらかな運
針を行なう片持バネ型の駆動部となめらかな運針
を行なう秒針を含む時刻表示部と前記秒針が文字
板上の所定位置の通過を検出することにより表示
時刻を一定時間間隔で検出する検出手段と前記表
示時刻を検出した結果と前記所定位置に対応した
前記補助分周回路の出力を比較し前記補助分周回
路の出力に対する前記秒針の進み遅れに応じた信
号を入力し前記駆動部の遅進を制御する駆動制御
部よりなり、前記駆動部は振幅特性により励振周
波数を変化しうる自励振系を有する片持バネ型の
運動変換器よりなることを特徴とする電子時計。