WO2001013058A1 - Dispositif de detection de posture - Google Patents

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WO2001013058A1
WO2001013058A1 PCT/JP1999/004379 JP9904379W WO0113058A1 WO 2001013058 A1 WO2001013058 A1 WO 2001013058A1 JP 9904379 W JP9904379 W JP 9904379W WO 0113058 A1 WO0113058 A1 WO 0113058A1
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posture
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PCT/JP1999/004379
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Takeshi Tokoro
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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    • G01C9/18Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels by using liquids
    • G01C9/20Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels by using liquids the indication being based on the inclination of the surface of a liquid relative to its container

Definitions

  • the present invention relates to a posture detection device that can be used for a machine, equipment, or the like to detect the posture with high accuracy.
  • a conventional posture detecting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-307805 discloses a hollow outer spherical body and a fixed layer space provided in a hollow portion of the outer spherical body.
  • a first conductive region including an electrode provided on the entire inner surface of the outer sphere, and a second conductive region including a plurality of electrodes provided in a spot shape outside the inner sphere.
  • a fluid conductor between them.
  • the fluid conductor can move in the layer space between the first conductive region and the second conductive region, and the fluid conductor is one of the electrodes in the second conductive region.
  • the posture of the device can be detected by electrically connecting the electrodes of the first conductive region.
  • conventional mechanical watches do not have an attitude detection device.
  • the mainspring torque is increased. Decreases.
  • the mainspring torque is It is about 27 ⁇ cm in the rolled state, becomes about 23 g ⁇ cm after 20 hours from the fully wound state, and becomes about 18 g ⁇ cm after 40 hours from the fully wound state.
  • the swing angle of the balance with hairspring when the spring torque decreases, the swing angle of the balance with hairspring also decreases.
  • the swing angle of the balance with hairspring when the mainspring torque is 25 to 28 gcm, the swing angle of the balance with hairspring is about 240 to 270 degrees, and the mainspring torque is 20 to 25 g. ⁇ At cm, the swing angle of the balance with hair is about 180-240 degrees.
  • the instantaneous rate is defined as "when the mechanical watch is left for one day while maintaining the state and environment, such as the swing angle of the balance when measuring the rate, A value indicating the advance or delay of a mechanical watch ”.
  • the swing angle of the balance with hairspring is 240 degrees or more, or 200 degrees or less, the instantaneous rate is delayed.
  • the instantaneous rate is about 0 to 5 seconds.
  • the instantaneous rate is about -20 seconds / day (about 20 seconds behind each day).
  • FIG. 27 shows the transition of the elapsed time and the instantaneous rate when the mainspring is released from the fully wound state in a typical conventional mechanical timepiece.
  • the “rate”, which indicates the advance or the delay of the clock per day, is indicated by the bold line in FIG. It is obtained by integrating the step rate over 24 hours.
  • the mainspring In general, in a conventional mechanical watch, the mainspring is released from the fully wound state, As the time elapses, the mainspring torque decreases and the swing angle of the balance with hairspring decreases, so that the instantaneous rate is delayed. For this reason, in conventional mechanical watches, in consideration of the delay of the watch after the elapse of 24 hours, the instantaneous rate when the mainspring is fully wound is advanced in advance, and the The watch was adjusted in advance so that the “rate”, which indicates the advance of the clock or the delay of the clock, became positive.
  • the instantaneous rate is about 5 seconds / day (about 5 seconds per day). After 20 hours from the state, the instantaneous rate is about 11 seconds / day (delayed about 1 second per day), and after 24 hours from the fully wound state, the instantaneous rate is about 5 seconds / day. (Approx. 5 seconds per day), 30 hours after full winding, the instantaneous rate is about-15 seconds / day (approximately 15 seconds per day).
  • the instantaneous rate in the “flat position” and the “back flat position” is on the leading side than the instantaneous rate in the “standing position”.
  • the instantaneous rate is about 8 seconds / day in the fully wound state as shown by the thick line in Fig. 33 when in the "flat position" and "back flat position”.
  • the instantaneous rate is about 3 seconds / day (about 3 seconds per day) after 20 hours from the full winding state, but it is 24 hours from the full winding state.
  • the instantaneous rate is about 2 seconds / day (about 2 seconds per day is delayed), and after 30 hours from the full winding state, the instantaneous rate is about 12 seconds / day (per day) About 12 seconds late).
  • the instantaneous rate is about 3 seconds / day (goes about 3 seconds per day), but after 20 hours from the fully wound state, the instantaneous rate is about -2. Second / Day (delayed about 2 seconds per day), after 24 hours from the fully wound state, the instantaneous rate is about 17 seconds / day (delayed about 7 seconds per day), and from the fully wound state After 30 hours, the instantaneous rate is about 17 seconds / day (about 17 seconds behind each day).
  • An object of the present invention is to provide a posture detecting device which can be used in a machine, a device, or the like to detect the posture with high accuracy.
  • An object of the present invention is to provide a small and highly accurate attitude detection device that can be used for small precision equipment such as a mechanical timepiece.
  • the present invention relates to a posture detecting device, comprising: a case having a hexahedral shape; electrodes arranged one by one on the inner surface of the case; and a conductive fluid contained in the case, wherein the electrodes are mutually separated. It is characterized by being insulated.
  • the conductive fluid is in a state of contacting five of the electrodes, a state of contacting four of the electrodes, and a state of contacting three of the electrodes. It is preferable to adopt the following configuration.
  • the electrodes preferably have a substantially square shape, and the respective electrodes are preferably configured to have substantially the same shape.
  • the present invention provides a posture detecting device, comprising: a case having a hexahedral shape; electrodes arranged on a plurality of inner surfaces of the case; and a conductive fluid housed in the case.
  • the electrodes are insulated from each other.
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic shape on the front side of a movement of a mechanical timepiece provided with the attitude detecting device of the present invention (in FIG. 1, some parts are omitted, and a receiving member is shown by a virtual line). ing) .
  • FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view of a movement of a mechanical timepiece provided with the attitude detection device of the present invention (in FIG. 2, some parts are omitted).
  • FIG. 3 is an enlarged partial plan view showing a schematic shape of a balance with hairspring in a mechanical timepiece provided with a posture detecting device of the present invention when a switch mechanism is off.
  • FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view showing a schematic shape of a balance with hairspring when a switch mechanism is off in a mechanical timepiece provided with the attitude detecting device of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a schematic shape of a balance magnet used in a mechanical timepiece provided with the posture detecting device of the present invention.
  • FIG. 6 is an enlarged perspective view showing a schematic shape of the first embodiment of the posture detecting device of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a schematic shape of the first embodiment of the posture detecting device of the present invention.
  • FIG. 8 is an enlarged perspective view showing a schematic shape of an electrode pattern in the first embodiment of the posture detection device of the present invention (in FIG. 8, case 5110a is indicated by a two-dot chain line, The line indicating the electrode thickness is omitted).
  • FIG. 9 is an enlarged perspective view showing a state in which five electrode patterns are conductive in the first embodiment of the attitude detection device of the present invention (FIG. 9 shows the thickness of each electrode). Lines are omitted).
  • FIG. 10 is a circuit connection diagram in a state where five electrode patterns are conductive in the first embodiment of the posture detecting device of the present invention.
  • FIG. 11 shows a first embodiment of the posture detecting device of the present invention, in which four electrode pads are provided. It is an expansion perspective view which shows the state where the turn was conducting.
  • FIG. 12 is a circuit connection diagram of the first embodiment of the posture detecting device of the present invention in a state where four electrode patterns are conducted.
  • FIG. 13 is an enlarged perspective view showing a state in which three electrode patterns are conductive in the first embodiment of the posture detecting device of the present invention.
  • FIG. 14 is a circuit connection diagram of the first embodiment of the posture detecting device of the present invention in a state where three electrode patterns are conducted.
  • FIG. 15 shows a mechanical timepiece provided with the first embodiment of the attitude detecting device of the present invention, in which the attitude of the mechanical timepiece is arranged and the electrode pattern of the attitude detecting device of the present invention.
  • 5 is a table showing a relationship between a conduction state and a value of a resistor provided in a circuit block of the mechanical timepiece.
  • FIG. 16 is an enlarged partial plan view showing the schematic shape of the balance with hairspring in a state where the switch mechanism is turned on in the mechanical timepiece provided with the posture detecting device of the present invention.
  • FIG. 17 is an enlarged partial cross-sectional view showing a schematic shape of a balance with a switch mechanism in an ON state in a mechanical timepiece provided with the posture detecting device of the present invention.
  • FIG. 18 is a block diagram showing the operation of the posture detecting device in the mechanical timepiece provided with the posture detecting device of the present invention.
  • FIG. 19 is an enlarged perspective view showing a schematic shape of the second embodiment of the posture detection device of the present invention (in FIG. 19, reference numerals of lead wires are partially omitted).
  • FIG. 20 is an enlarged perspective view showing a schematic shape of an electrode pattern in the second embodiment of the posture detecting device of the present invention.
  • FIG. 21 is an enlarged perspective view showing a state in which 12 electrode patterns are conductive in the second embodiment of the posture detecting device of the present invention.
  • FIG. 22 is a circuit connection diagram showing a state in which 12 electrode patterns are conductive in the second embodiment of the posture detecting apparatus of the present invention.
  • FIG. 23 is an enlarged perspective view showing a state in which six electrode patterns are conductive in the second embodiment of the posture detecting device of the present invention.
  • FIG. 24 is a circuit connection diagram showing a state in which six electrode patterns are conductive in the second embodiment of the posture detecting device of the present invention.
  • FIG. 25 is an enlarged perspective view showing a state in which three electrode patterns are conductive in the second embodiment of the posture detecting device of the present invention.
  • FIG. 26 is a circuit connection diagram of the second embodiment of the posture detecting device according to the present invention in a state where three electrode patterns are conductive.
  • FIG. 27 is a graph schematically showing the relationship between the elapsed time of unwinding the mainspring from the whole volume and the instantaneous rate in a mechanical timepiece provided with the posture detecting device of the present invention and a conventional mechanical timepiece. .
  • FIG. 28 shows a mechanical timepiece provided with the second embodiment of the attitude detecting device of the present invention, in which the attitude of the mechanical timepiece is arranged and the electrode pattern of the attitude detecting device of the present invention.
  • 5 is a table showing a relationship between a conduction state and a value of a resistor provided in a circuit block of the mechanical timepiece.
  • FIG. 29 is a typical block diagram showing a configuration of a circuit for detecting the attitude of a device including the attitude detecting apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a graph schematically showing a relationship between an elapsed time when the mainspring is released from all windings and a mainspring torque in a mechanical timepiece.
  • FIG. 31 is a graph schematically showing a relationship between a swing angle of a balance with hairspring and a mainspring torque in a mechanical timepiece.
  • FIG. 32 is a graph schematically showing the relationship between the swing angle of the balance with hair and the instantaneous rate in a mechanical timepiece.
  • Fig. 33 is a graph schematically showing the relationship between the elapsed time of unwinding the mainspring from the whole volume and the instantaneous rate (flat posture and standing posture) in a mechanical timepiece. [Best mode for carrying out the invention]
  • the posture detecting device 510 has a case 510a having a substantially cubic shape. Case 510a has a top wall 51 1 and four side walls 512,
  • the case of the posture detecting device of the present invention preferably has a substantially cubic shape, but the shape of the case may be a hexahedron of another shape such as a rectangular parallelepiped.
  • the case 510a is formed of an insulating material such as a plastic such as polyimide, a glass epoxy substrate, or a crystal.
  • the top wall 5 1 1 1 has the respective side walls 512, 5 13, 514,
  • the bottom wall 516 is orthogonal to each of the side walls 512, 513, 514, 515, and the c side wall 512 is orthogonal to each of the side walls 513, 515.
  • the side wall 514 is orthogonal to each of the side walls 513 and 515.
  • the electrode A 1 is provided over substantially the entire inner surface of the top wall 511.
  • the electrode A2 is provided over substantially the entire inner surface of the side wall 512.
  • An electrode A 3 is provided over substantially the entire inner surface of the side wall 513.
  • the electrode A4 is provided over substantially the entire inner surface of the side wall 514.
  • An electrode A5 is provided over substantially the entire inner surface of the side wall 515.
  • Electrode A 6 is provided over substantially the entire inner surface of bottom wall 516.
  • each of the electrodes A1 to A6 preferably has a substantially square shape. Further, it is preferable that the shape of each of the electrodes A1 to A6 is configured to be substantially the same.
  • the center of gravity G of the cube in case 5110a is defined as the origin of the coordinate system.
  • the X axis is defined as the direction perpendicular to electrode A4.
  • the positive direction of the X axis is defined as a direction from the origin G to the outside of the case 5100a perpendicular to the electrode A4.
  • the Y axis is defined as the direction perpendicular to electrode A3.
  • the positive direction of the Y-axis is defined as a direction from the origin G to the outside of the case 5100a perpendicular to the electrode A3.
  • the Z axis is defined as the direction perpendicular to electrode A1.
  • the positive direction of the Z axis is defined as a direction from the origin G to the outside of the case 5100a perpendicular to the electrode A1.
  • Electrode lead 5 2 1 is connected to the electrode A 1. Electrode lead wire 5 2 2 is connected to electrode A 2. Electrode lead 5 2 3 is connected to electrode A 3. Electrode lead wires 5 2 4 are connected to electrode A 4. Electrode lead 5 25 is connected to electrode A 5. Electrode leads 5 26 are connected to electrode A 6.
  • a conductive fluid 530 is contained in a case 510a.
  • the conductive fluid 530 is, for example, mercury.
  • the conductive fluid 5300 is 1/4 of the body of case 5100a, but 1/6 to 1/4 of the volume of case 5100a. It is preferred that
  • the conductive fluid 530 is in contact with the electrode A2, the electrode A3, the electrode A4, the electrode A5, and the electrode A6, but is not in contact with the electrode A1. . Therefore, In the state shown in FIG. 7, the electrode A 2, the electrode A 3, the electrode A 4, the electrode A 5, and the electrode A 6 are short-circuited (that is, they conduct with each other) by the conductive fluid 530.
  • the side with the dial is called the “back side” of the movement
  • the side opposite to the side with the dial is called the “front side” of the movement.
  • the train wheel built into the “front side” of the movement is called “front train wheel”
  • the train wheel built into the “back side” of the movement is called “back train wheel”.
  • the state in which the dial is placed vertically is referred to as “standing posture”, and the state in which the 12 o'clock scale of the dial is oriented vertically upward is referred to as “12 o'clock (12 U) posture”.
  • the state in which the dial at 3 o'clock is oriented vertically upward is referred to as the “3 o'clock upper (3 U) posture”, and the state in which the dial at 6 o'clock is oriented vertically upward is 6 o'clock ( 6 U) Posture ”and the state in which the dial at 9 o'clock is oriented vertically upward is called“ 9 o'clock (9 U) posture ”.
  • the movement (mechanical body) 5 • 0 of the mechanical watch has a main plate 102 that constitutes the substrate of the movement.
  • the winding stem 110 is rotatably incorporated into the winding guide hole 102 a of the main plate 102.
  • the dial 104 (shown in phantom in FIG. 2) is attached to the movement 500.
  • the winding stem 110 has a corner and a guide shaft.
  • a thumbwheel (not shown) is installed at the corner of the winding stem 110.
  • the ratchet wheel has the same rotation axis as that of the winding pin 110.
  • the ratchet wheel has a square hole, and is provided so as to rotate based on the rotation of the winding stem 110 by fitting the square hole into the corner of the winding stem 110.
  • the ratchet wheel has insteps and teeth. The instep is located at the end of the wheel closer to the center of the movement. The tooth is located at the end of the wheel closer to the outside of the movement.
  • the movement 500 is provided with a switching device for determining the position of the winding stem 110 in the axial direction.
  • the switching device includes a setting lever 190, a latch 1992, a latch spring 1994, and a back retainer 1996.
  • the position of the winding stem 110 in the direction of the rotation axis is determined based on the rotation of the setting lever.
  • the bar is positioned in two rotational directions.
  • the wheel 1 1 2 is rotatably provided on the guide shaft of the winding stem 110.
  • the wheel 1 1 2 is configured to rotate through the rotation of the vehicle.
  • the round wheel 1 1 4 is configured to rotate by the rotation of the wheel 1 1 2.
  • the square wheel 1 16 is configured to rotate by the rotation of the round hole wheel 114.
  • the movement 500 uses a mainspring 122 housed in a barrel car 120 as a power source.
  • the mainspring 1 2 2 is made of an elastic material having a spring property such as iron. It is configured such that the mainspring 1 2 2 can be wound up by rotating the square wheel 1 1 6.
  • the second wheel & pinion 124 is configured to rotate by the rotation of the barrel wheel 120.
  • the third wheel 1 2 6 is configured to rotate based on the rotation of the second wheel 1 2 4.
  • 4th car 1 2 8 is configured to rotate based on the rotation of the third wheel 1 2 6. Escape wheel
  • the barrel car 1 2 0, the second wheel 1 2 4, the third wheel 1 2 6 and the fourth wheel 1 2 8 constitute a front wheel train.
  • the movement 500 is provided with an escape / governing device for controlling the rotation of the front train wheel.
  • the escapement and governor operate the balance wheel 140, which rotates clockwise and counterclockwise at regular intervals, the escape wheel 1330, which rotates based on the rotation of the front train wheel, and the balance wheel 140, And an ankle 142 for controlling the rotation of the escape wheel 130 based on the
  • the balance 140 includes a balance 140 a, a balance wheel 140 O b, and a hairspring 144 c.
  • the hairspring 140 c is made of a resilient material having a spring property such as “Elimber”. That is, the hairspring 140c is made of a metal conductive material.
  • the cylindrical pinion 150 rotates simultaneously.
  • the minute hand 152 attached to the cylindrical pinion 150 is configured to display "minute”.
  • the cylinder pinion 150 is provided with a slip mechanism having a predetermined slip torque with respect to the center wheel & pinion 124.
  • the minute wheel (not shown) rotates based on the rotation of the cannon pinion 150.
  • the hour wheel 154 rotates based on the rotation of the minute wheel.
  • the hour hand 156 attached to the hour wheel 154 is configured to display "hour”.
  • the barrel wheel 120 is supported so as to be rotatable with respect to the plate 102 and barrel holder 160.
  • the second wheel 1 2 4, the third wheel 1 2 6, the fourth wheel 1 2 8, and the escape wheel 1 330 are supported so that they can rotate with respect to the main plate 10 2 and the train wheel bridge 16 2 Is done.
  • the ankle 142 is supported rotatably with respect to the main plate 102 and the ankle receiver 164.
  • the balance with hairspring 140 is rotatably supported with respect to the main plate 102 and the balance with hairspring 166.
  • the upper bell 140 a 1 of the balance 140 a is supported rotatably with respect to the balance upper bearing 166 a fixed to the balance holder 166.
  • Balance The upper bearing 166a includes a balance stone and a balance stone. Balance stones and stones are made of insulating material such as ruby.
  • the lower stem 140a2 of the balance 140a is rotatably supported by a balance lower bearing 102b fixed to the main plate 102.
  • the lower balance bearing 102b includes a lower balance stone and a lower balance stone. Hypothetical pits and trowels are made of insulating materials such as ruby.
  • the hairspring 140 c is a thin leaf spring having a spiral shape and a plurality of turns.
  • the inner end of the hairspring 140c is fixed to a beard ball 140d fixed to the balance 140a, and the outer end of the hairspring 140c is rotatably fixed to the balance spring 166. It is fixed with screws via a beard holder 170a attached to 170.
  • the balance with hairspring 166 is made of a metal conductive material such as brass.
  • Beard support 170 is made of a conductive material such as iron or the like.
  • the switch lever 168 is rotatably mounted on the balance with hairspring 166.
  • the first contact member 168a and the second contact member 168b are attached to the switch lever 168.
  • the switch lever 168 is attached to the balance with hairspring 166, and is rotatable around the rotation center of the balance with hairspring 140.
  • the switch lever 168 is formed of a plastic insulating material such as polycarbonate.
  • the first contact member 168a and the second contact member 168b are made of a metal conductive material such as brass.
  • the portion near the outer end of the hairspring 140c is located between the first contact member 168a and the second contact member 168b.
  • Coils 180, 180a, 180b, 180c are on the base plate side of balance wheel 14 ⁇ b It is attached to the front surface of the main plate 102 so as to face the main plate 102.
  • the number of coils is, for example, four as shown in FIGS. 1 to 4, but may be one, two, three, or four. The number may be more than one.
  • a balance magnet 140e is attached to the side of the main plate of the balance wheel 140b so as to face the front surface of the main plate 102.
  • the circumferential distance between the coils is the circumferential direction of the S and N poles of the balance magnet 140e arranged opposite to the coil. Is preferably an integral multiple of the interval, but not all coils need to be at the same interval in the circumferential direction. Furthermore, in such a configuration having a plurality of coils, wiring between the coils should be wired in series so that currents generated in the coils due to electromagnetic induction do not cancel each other. Good. Alternatively, the wiring between the coils may be wired in parallel so that the currents generated in the coils due to the electromagnetic induction are not canceled out.
  • the balance magnet 140e has an annular shape (ring shape), and along its circumferential direction, for example, 12 S poles 140 sl to 140 s 12 polarized vertically and 12 S poles N poles of 140 n 1-: Magnet portions consisting of 140 n 12 are provided alternately.
  • the number of magnet portions arranged in an annular shape (ring shape) in the balance magnet 140 e is twelve, but may be two or more.
  • the length of one chord of the magnet part is substantially equal to the outer diameter of one coil provided facing the magnet part.
  • the gap is a balance magnet 140e and a coil 180
  • the magnetic force of the balance magnet 140e can affect the coils 180, 180a, 180b and 180c. Has been determined.
  • the balance magnet 140 e has a surface in contact with the ring-shaped rim of the balance wheel 14 Ob on one side and the other surface facing the front surface of the main plate 1 2 2. It is fixed to the surface by bonding or the like.
  • the thickness of the hairspring 140c (the thickness in the radial direction of the balance with hairspring) is exaggerated, but is, for example, 0.021 mm.
  • the balance magnet 140e has, for example, an outer diameter of about 9 millimeters, an inner diameter of about 7 millimeters, a thickness of about 1 millimeter, and a residual magnetic flux density of about 1 tesla.
  • Each of the coils 180, 180a, 180b, and 180c has a winding number of, for example, 1000 turns, and a coil wire diameter of about 25 micrometers.
  • the gap S TC between the balance magnet 140e and the coils 180, 180a, 180b, 180c is, for example, about 0.4 mm.
  • the posture detecting device 510 and the circuit block 520 will be described.
  • an attitude detection device 510 and a circuit block 520 are arranged on the front side of the ground plane 102. Attitude detection device 510 is attached to circuit block 520.
  • the circuit block 520 has a plurality of lead terminals.
  • the X axis and the Y axis are parallel to the surface of the main plate 102 and parallel to the surface of the dial 104.
  • the posture detection device 510 is arranged with respect to the main plate 102. Therefore,
  • the Z axis is perpendicular to the surface of the main plate 102 and perpendicular to the surface of the dial 104.
  • the posture detection device 510 is configured for the main plate 102.
  • a first lead 182 is provided to connect one end of the coil 180 to a first lead terminal (not shown) of the circuit block 520.
  • the other terminal of coil 180 is connected to one terminal of coil 180a.
  • the other terminal of coil 180a is connected to one terminal of coil 180b.
  • the other terminal of coil 18 Ob is connected to one terminal of coil 180c. That is, the four coils 180, 180a, 180b, 180c are connected in series.
  • a second lead 184 is provided to connect the other end of the coil 180c to a second lead terminal (not shown) of the circuit block 520.
  • a third lead wire 186 is provided to connect the whiskers 170 and a third lead terminal (not shown) of the circuit block 520.
  • a fourth lead wire 188 is provided to connect the first contact member 168a and the second contact member 168b with a fourth lead terminal (not shown) of the circuit block 520.
  • FIG. 9 shows a state of the posture detecting device 510 when the mechanical timepiece provided with the posture detecting device of the present invention is arranged in “flat posture”.
  • the electrode A2, the electrode A3, the electrode A4, the electrode A5, and the electrode A6 are short-circuited (that is, conductive with each other) by the conductive fluid 530.
  • the resistance R1 is set in the state shown in FIG. 9, in the circuit block 520, when the electrodes A2, A3, A4, A5, and A6 conduct with each other, the resistance R1 is set.
  • the first pattern 531 is formed so as to be connected in series with the electrode A2, the electrode A3, the electrode A4, the electrode A5, and the electrode A6.
  • the resistor R1 is configured to be connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, and 180c by the first path 531.
  • FIG. 11 shows a state of the posture detecting device 510 when the dial is inclined at 45 degrees with respect to the horizontal plane and a mechanical timepiece equipped with the posture detecting device of the present invention is arranged. I have.
  • the conductive fluid 530 causes the electrodes A2, A3, A4, and A6 to be short-circuited (that is, conductive to each other).
  • the resistor R2 is connected to the electrodes A2, A3, and A4.
  • the second pattern 532 is formed so as to be connected in series with the electrode A6.
  • the resistor R2 is configured to be connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, and 180c by the second pattern 532.
  • the posture detection when the mechanical timepiece provided with the posture detection device of the present invention is arranged in a state different from the state shown in FIG. 11 in a state where the dial is inclined at 45 degrees with respect to the horizontal plane. 19 illustrates another state of the device 510.
  • the electrode A2, the electrode A3, and the electrode A6 are short-circuited (that is, conductive with each other) by the conductive fluid 530.
  • the resistor R3 is connected to the electrode A2, the electrode A3, and the electrode A6.
  • Third pattern 533 is formed so as to be connected in series. Then, in the state shown in FIG. 13, the third pattern 533 configures the resistor R3 to be connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, and 180c.
  • FIG. 15 shows the relationship between the conductive state of various electrode patterns and the value of a resistor provided in a circuit in the first embodiment of the posture detection device of the present invention.
  • the rotation angle around the X axis is defined as one, and the rotation angle around the Y axis is defined as / ?. At this time, the rotation angle around the Z axis is arbitrary.
  • the posture values shown in Fig. 15 indicate that the posture to be detected depends on the amount of conductive fluid. Note that it is different.
  • Al, A2, A3, A4, A5, and A6 indicate electrode A2, electrode A3, electrode A4, electrode A5, and electrode A6, respectively. “ON” indicates that the electrode is in conduction with another “ON” electrode. “OFF” indicates that the electrode is not connected to any other electrode.
  • Attitude state 1 shown in FIG. 15 corresponds to the case where the mechanical timepiece provided with the attitude detection device of the present invention is in the “flat attitude”.
  • This posture state 1 corresponds to the case where the string is in the range of minus 7 degrees to plus 7 degrees, and is in the range of minus 7 degrees to plus 7 degrees.
  • the electrode A2, the electrode A3, the electrode A4, the electrode A5, and the electrode A6 are electrically connected to each other, and the resistor R1 is connected to the electrode A2, the electrode A3, and the electrode A4. It is configured to be connected in series with the electrode A5 and the electrode A6.
  • the first pattern 531 configures the resistor R1 to be connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, and 180c.
  • the value of the resistor R1 at this time is defined as a reference value Rref (ohm).
  • the reference value Rref is 1.2 kOhm.
  • the posture state 2 shown in FIG. 15 corresponds to the case where the mechanical timepiece provided with the posture detecting device of the present invention is in the “9 o'clock (9U) posture”.
  • This posture state 2 corresponds to the case where the string is in the range of minus 7 degrees to plus 7 degrees and? Is in the range of plus 83 degrees to plus 97 degrees.
  • the electrode Al, the electrode A3, the electrode A4, the electrode A5, and the electrode A6 conduct with each other, and the resistance R2 (not shown) connects the electrodes A1, It is configured to be connected in series with electrode A3, electrode A4, electrode A5, and electrode A6.
  • the resistance R2 is configured to be connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, 180c.
  • the value of the resistor R 2 is configured to be 3.48 times the reference value Rref (ohm) (that is, 3.48 x Rref).
  • Attitude state 3 shown in FIG. 15 corresponds to the case where the mechanical timepiece provided with the attitude detection device of the present invention is in the “12 o'clock (12U) attitude”.
  • This posture state 3 corresponds to a case where the strap is in the range of 83 degrees to plus 97 degrees and? Is in the range of minus 7 degrees to plus 7 degrees.
  • the electrode Al, the electrode A2, the electrode A4, the electrode A5, and the electrode A6 conduct with each other, and the resistor R2 (not shown) connects the electrode A1, the electrode A2. It is configured to be connected in series with the electrode A4, the electrode A5, and the electrode A6. Then, in this posture state 3, the resistor R2 is configured to be connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, and 180c. At this time, the value of the resistor R 2 is configured to be 3.48 times the reference value Rref (ohm) (ie, 3.48 x Rref).
  • the posture state 4 shown in FIG. 15 corresponds to the case where the mechanical timepiece provided with the posture detection device of the present invention is in the “3 O'clock (3U) posture”.
  • This posture state 4 corresponds to the case where the strap is in the range of minus 7 degrees to plus 7 degrees and? Is in the range of minus 83 degrees to minus 97 degrees.
  • the electrode Al, the electrode A2, the electrode A3, the electrode A5, and the electrode A6 conduct with each other, and the resistance R2 (not shown) connects the electrode A1, the electrode A2, and the electrode A2. It is configured to be connected in series with A3, electrode A5, and electrode A6.
  • the resistor R2 is configured to be connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, 180c.
  • the value of the resistor R 2 is configured to be 3.48 times the reference value Rref (ohm) (that is, 3.48 x Rref).
  • the posture state 5 shown in FIG. 15 corresponds to the case where the mechanical timepiece provided with the posture detection device of the present invention is in the “6 o'clock (6U) posture”.
  • This posture state 5 corresponds to a case where the strap is in the range of minus 83 degrees to minus 97 degrees and 3 is in the range of minus 7 degrees to plus 7 degrees.
  • the electrode Al, the electrode A2, the electrode A3, the electrode A4, and the electrode A6 conduct with each other, and the resistance R2 (not shown) connects the electrode A1, the electrode A2. It is configured to be connected in series with the electrode A3, the electrode A4, and the electrode A6.
  • the resistor R2 is configured to be connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, 180c.
  • the value of the resistor R 2 is configured to be 3.48 times the reference value R ref (ohm) (ie, 3.48 x R ref).
  • Attitude state 6 shown in FIG. 15 corresponds to the case where the mechanical timepiece provided with the attitude detection device of the present invention is in the “back-flat attitude”.
  • This posture state 6 corresponds to a case where the string is in the range of plus 173 degrees to brass 187 degrees and? Is in the range of minus 7 degrees to plus 7 degrees.
  • the electrode Al, the electrode A2, the electrode A3, the electrode A4, and the electrode A5 conduct with each other, and the resistor R2 (not shown) connects the electrodes A1, A2, It is configured to be connected in series with electrode A3, electrode A4, and electrode A5.
  • the resistance R 2 is equal to the four coils 180, 180a, It is configured to be connected in series with 180b and 180c.
  • the value of the resistor R2 is configured to be 3.48 times the reference value ef (ohm) (that is, 3.48 x Rref).
  • the posture states 7 to L8 shown in FIG. 15 correspond to the state in which the mechanical timepiece equipped with the posture detection device of the present invention is not in the “flat posture”, not in the “back flat posture”, and is not in the “standing posture”. I do.
  • Posture state 7 corresponds to the case where the string is in the range of minus 7 degrees to minus 83 degrees and ⁇ is in the range of minus 7 degrees to plus 7 degrees.
  • the electrode A2, the electrode A3, the electrode A4, and the electrode A6 conduct with each other, and the resistor R3 (not shown) connects the electrode A2, the electrode A3, and the electrode A4. It is configured to be connected in series with the electrode A6.
  • the resistor R3 is configured to be connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, and 180c.
  • the value of the resistor R3 at this time is configured to be 1.83 times the reference value Rref (ohm) (that is, 1.83 x Rref).
  • resistance R3 is configured to be connected in series with four coils 180, 180a, 180b, and 180c.
  • the posture states 19 to 26 shown in FIG. 15 correspond to the state in which the dial is vertical in the mechanical timepiece provided with the posture detection device of the present invention.
  • Posture state 19 corresponds to the case where the strap is in the range of -7 degrees to -83 degrees and ⁇ is in the range of -7 degrees to -83 degrees.
  • the electrode ⁇ 2, the electrode A3, and the electrode A6 conduct with each other, and the resistor R2 (not shown) is connected in series with the electrode A2, the electrode A3, and the electrode A6. It is configured as follows. And in this posture state 19, the resistance R2 is configured to be connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, 180c. The value of the resistor R2 at this time is configured to be 3.48 times the reference value Rref (ohm) (that is, 3.48 x Rref).
  • the resistor R2 is configured to be connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, and 180c.
  • the reference value Rref of the resistance is determined in consideration of the balance 140 braking force for suppressing the rotation of the balance 140 described later.
  • the reference value Rref of the resistance may be obtained by calculation or by experiment.
  • the posture detection device 550 has a case 550a having a substantially cubic shape. Case 550a has a top wall 551 and four side walls 552,
  • Case 550a is formed of an insulating material such as a plastic such as polyimide, a glass epoxy substrate, or a crystal.
  • the top wall 551 has side walls 552, 553, 554,
  • the bottom wall 556 is orthogonal to each of the side walls 552, 553, 554, 555.
  • the side wall 552 is orthogonal to each of the side walls 553 and 555.
  • the side wall 554 is orthogonal to each of the side walls 553 and 555.
  • the four electrodes A11, A12, A13, and A14 have a square shape with almost the same size and are insulated from each other.
  • the four electrodes A21, A22, A23, A24 are provided on the inner surface of the side wall 552.
  • the four electrodes A21, A22, A23, A24 have a square shape of approximately the same size and are insulated from each other.
  • the four electrodes A31, A32, A33 and A34 are provided on the inner surface of the side wall 553.
  • the four electrodes A31, A32, A33, A34 have a square shape of substantially the same size and are insulated from each other.
  • the four electrodes A41, A42, A43, A44 are provided on the inner surface of the side wall 554.
  • the four electrodes A41, A42, A43, A44 have a square shape of substantially the same size and are insulated from each other.
  • the four electrodes A51, A52, A53, A54 are provided on the inner surface of the side wall 554.
  • the four electrodes A51, A52, A53, A54 have a substantially square shape and are insulated from each other.
  • the four electrodes A61, A62, A63, A64 are provided on the inner surface of the bottom wall 556.
  • the four electrodes A61, A62, A63, and A64 have a square shape of substantially the same size and are insulated from each other.
  • each of the electrodes substantially forms a cube.
  • the respective electrodes are arranged at intervals. That is, each electrode is isolated from each other.
  • each of the electrodes A11 to A64 is configured to be substantially the same.
  • the center of gravity G of the cube in case 550a is defined as the origin of the coordinate system, as in FIG. 8 described above.
  • the X-axis, the positive direction of the X-axis, and the Y-axis are also defined in the same manner as in FIG. 8 described above with respect to the positive direction of the Y-axis, the Z-axis, and the positive direction of the Z-axis.
  • the X-axis and the The attitude detecting device 550 is arranged with respect to the main plate 102 such that the Y axis and the Y axis are parallel to the surface of the main plate 102 and the surface of the dial 104. Therefore, posture detection device 510 is configured with respect to main plate 102 such that the ⁇ axis is perpendicular to the surface of main plate 102 and perpendicular to the surface of dial 104.
  • a conductive fluid 570 is contained in a case 550a.
  • the conductive fluid 570 is, for example, mercury.
  • the volume of the conductive fluid 570 is 1/48 of the volume of the case 55 ⁇ a, but is preferably 1/48 of the volume of the case 550a; preferably L / 348. .
  • the state shown in FIG. 21 shows a state of the posture detecting device 510 when the mechanical timepiece provided with the posture detecting device of the present invention is arranged in “flat posture”.
  • the conductive fluid 570 is the electrode A23, the electrode A24, the electrode A33, the electrode A34, the electrode A43, the electrode A44, the electrode A53, the electrode A54, the electrode A61, It is in contact with electrode A62, electrode A63, and electrode A64, but not with other electrodes. Therefore, in the state shown in FIG. 21, the conductive fluid 570 causes the electrodes A23, A24, A33, A34, A43, A44, A53, A54, A61, A61 to be formed by the conductive fluid 570. 62, electrode A 63, and electrode A 64 are short-circuited (that is, they conduct with each other).
  • the first capacitor 581 is formed so that the resistor R1 is connected in series with these electrodes. Is done. Then, in this state shown in FIG. 22, the first pattern
  • FIG. 23 shows a state of the posture detecting device 550 when the dial is inclined at 45 degrees with respect to the horizontal plane and a mechanical timepiece provided with the posture detecting device of the present invention is arranged.
  • the electrode A23, the electrode A33, the electrode A34, the electrode A43, the electrode A61, and the electrode A62 are short-circuited (that is, they are electrically connected to each other) by the conductive fluid 570.
  • the resistance R A second pattern 582 is formed such that 2 is connected in series with these electrodes. Then, in the state shown in FIG. 23, the resistor R2 is configured to be connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, and 180c by the second pattern 582.
  • the posture detecting device when the mechanical timepiece equipped with the posture detecting device of the present invention is arranged in a state different from the state shown in FIG. 23 in a state where the dial is inclined 45 degrees with respect to the horizontal plane. 550 shows another state.
  • the conductive fluid 570 causes the electrode A23, the electrode A33, and the electrode A61 to be short-circuited (that is, conductive to each other).
  • the resistor R3 is connected in series with these electrodes.
  • a third pattern 583 is formed.
  • the resistor R3 is configured to be connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, and 180c by the third pattern 583.
  • the conductive state of various electrode patterns and the value of the resistance provided in the circuit block are determined. A list of relationships can be created.
  • the wiring and resistance values of the circuit block can be calculated in the same manner as in the list shown in FIG. 15, or can be determined by experiments.
  • posture state 1 corresponds to the case where the mechanical timepiece provided with the posture detecting device of the present invention is in the “flat posture”.
  • This posture state 1 corresponds to a case where the string is in the range of minus 2.5 degrees to plus 2.5 degrees and? Is in the range of minus 2.5 degrees to plus 2.5 degrees.
  • electrode A23, electrode A24, electrode A33, electrode A34, electrode A43, electrode A44, electrode A53, electrode A54, electrode A61, electrode A62, electrode A63, electrode A 64 is configured to conduct with each other and resistor R 1 is connected in series with these electrodes.
  • the first pattern 581 configures the resistor R1 to be connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, and 180c.
  • the value of the resistor R1 at this time is defined as a reference value Rref (a rm).
  • the reference value Rref is 1.2 kOhm.
  • Posture state 2 in Fig. 28 corresponds to the case where the strap is in the range of minus 4.5 degrees to plus 85.5 degrees and is in the range of minus 14 degrees to plus 14 degrees.
  • the electrode A23, the electrode A33, the electrode A34, the electrode A43, the electrode A61, and the electrode A62 conduct with each other, and the resistor R2 is connected in series with these electrodes.
  • the resistor R2 is configured to be connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, and 180c by the second pattern 582.
  • Posture state 3 in FIG. 28 corresponds to a case where the lace is approximately plus 45 degrees and? Is approximately plus 45 degrees.
  • resistor R 3 In this posture state 3, the electrode A23, the electrode A33, and the electrode A61 conduct with each other, A resistor R3 is configured to be connected in series with these electrodes. Then, in the attitude state 3, the third pattern 5 8 3, resistor R 3 has four coils 1 8 0, 1 8 0 a , 1 8 0 b N 1 8 0 c and to be connected in series It is composed of
  • the relationship between the conduction state of the electrodes and the resistance can be determined for various posture states (all are not shown in FIG. 28).
  • the posture values shown in Fig. 28 differ depending on the amount of conductive fluid.
  • FIG. 29 is a typical block diagram showing the configuration of a circuit for detecting the attitude of a device including the attitude detecting apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • the electrodes A11 to A64 are connected to the signal input section 591 by separate lead wires (not shown).
  • the signal input unit 591 determines which of the electrodes A11 to A64 is the electrode that is electrically connected to each other.
  • the posture state storage unit 592 stores information on the posture between the conduction state of the electrodes A11 to A61 and the posture where the posture detection device is placed.
  • the posture determination unit 592 receives the signal output from the signal input unit 591, and uses the posture information stored in the posture state storage unit 5992 to determine the posture of the posture detection device. Is determined.
  • the posture determination result is, for example, an angle formed with the X axis, an angle formed with Y, and an angle formed with Z.
  • the determination result of the posture is, for example, whether the angle formed with the X axis is larger or smaller than the reference value, the angle formed with Y is larger or smaller than the reference value, or the angle formed with Z is the reference value. Is larger or smaller than
  • the posture determination result output unit 5924 receives the signal output by the posture determination unit 592 and outputs a signal related to the posture where the posture detection device is placed.
  • the output unit 595 displays the posture where the posture detecting device is placed, or outputs a signal for controlling the device based on the posture where the posture detecting device is placed.
  • the output section 595 is constituted by a display device, a printing device, a light emitting device, and the like.
  • the circuit shown in FIG. 29 can be applied to the first embodiment of the posture detecting device of the present invention.
  • the hairspring 140 c expands and contracts in the radial direction of the hairspring 140 c according to the rotation angle at which the balance 140 rotates. For example, in the state shown in FIG. 3, when the balance 140 rotates clockwise, the hairspring 140 c contracts in a direction toward the center of the balance 140, whereas the balance 14 4 As 0 rotates counterclockwise, the hairspring 140 c expands away from the center of the balance 140.
  • the rotation angle (swing angle) of the balance with hairspring 140 is a certain threshold value, for example, 180 degrees or more, the amount of expansion and contraction of the hairspring 140 c in the radial direction is sufficiently large. c contacts both the first contact member 168a and the second contact member 168b.
  • a portion 140ct near the outer end of the hairspring 140c is located in a gap of about 0.04 mm between the first contact member 168a and the second contact member 168b. Therefore, when the swing angle of the balance with hairspring 140 is within the range of more than 0 degree and less than 180 degrees, the portion 140 ct near the outer end of the hairspring 140 c does not contact the first contact member 168 a. Also, it does not contact the second contact member 168b.
  • the coils 180, 180a, 180b, 180c do not conduct,
  • the magnetic flux of the balance magnet 140e does not affect the coils 180, 180a, 180b, 180c.
  • the swing angle of the balance with hairspring 140 is not attenuated by the action of the balance magnet 140e and the coils 180, 180a, 180b, and 180c.
  • FIGS. 16, 17 and 18 show a case where the swing angle of the balance with hairspring 140 is 180 degrees or more.
  • the thickness of the hairspring 140c (the thickness in the radial direction of the balance with hairspring) is exaggerated.
  • the portion 140ct near the outer end of the hairspring 140c contacts the first contact member 168a or the second contact member 168b.
  • the coils 180, 180a, 180b, and 180c conduct, and a balance force that suppresses the rotational movement of the balance with the balance by an induced current generated by a change in the magnetic flux of the balance with magnet 140e. Affects 140.
  • the balance angle of the balance with hairspring 140 is reduced by applying a balance with a balance with balance 140 to suppress the rotation of the balance with balance 140.
  • the resistance is R1 is connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, 180c. Therefore, in such a state, the coils 180, 180a, 180b, 180c and the resistor R1 conduct. Then, the rotation current of the balance with hairspring 140 is generated by the induced current generated by the change in the magnetic flux of the balance with hairspring 140e. Exerts a force to suppress the balance on the balance 140. That is, in order to suppress the rotation of the balance with hairspring 140, a braking force having a magnitude corresponding to the resistance value Rref (ohm) is applied to the balance with balance 140, and the swing angle of the balance with hairspring 140 is reduced.
  • the mechanical timepiece equipped with the attitude detecting device of the present invention is not “flat” but " In a state other than "posture” or “standup", the resistor R3 is connected in series with the four coils 180, 180a, 180b, 180c.
  • the value of the resistor R3 at this time is 1.83 times the reference value Rref (ohm) (that is, 1.83 x Rref).
  • the coils 180, 180a, 180b, 180c and the resistor R3 conduct. Then, an induced current generated by a change in the magnetic flux of the balance with hairspring 140e exerts a force on the balance with hairspring 140 to suppress the rotational movement of the balance with hairspring 140. That is, in order to suppress the rotation of the balance with hairspring 140, a braking force having a magnitude corresponding to the resistance value of 1.83 xRref (ohm) is applied to the balance with the balance with hairspring 140, and the swing angle of the balance with hairspring 140 is reduced.
  • the mechanical timepiece equipped with the posture detecting device of the present invention is not in the “standing posture”, not in the “flat posture”, and is not in the “back-flat posture”.
  • the braking force is configured to be smaller than the braking force when the mechanical watch is in the “flat position” and the “back position”. Further, the braking force in a state where the mechanical timepiece provided with the attitude detecting device of the present invention is not in the “standing position”, not in the “flat position”, and not in the “back position” is determined by the fact that the mechanical timepiece is in the “standing position”. It is configured to be larger than the braking force in the state of "".
  • the resistance is R2 has four coils 180, 180a, 180b, Connected in series with 180 c. At this time, the value of the resistor R 2 is 3.48 times the reference value R ref (home) (that is, 3.48 ⁇ R ref).
  • the coils 180, 180a, 180b, 180c and the resistor R2 conduct.
  • the induction current generated by the change in the magnetic flux of the balance magnet 140e exerts a force on the balance 140 to suppress the rotational movement of the balance 140.
  • a braking force having a magnitude corresponding to the resistance value of 3.48 x Rref (ohm) is applied to the balance with balance 140, and the swing angle of the balance with hairspring 140 is adjusted. Decrease.
  • the braking force in the state where the mechanical timepiece provided with the attitude detecting device of the present invention is in the "standing attitude” can be set to the "flat attitude” and the “back attitude”. It is configured to be smaller than the braking force in the state of “flat posture”.
  • the rotation angle of the balance 140 can be controlled very accurately in accordance with various attitudes of the mechanical timepiece.
  • the present invention provides a balance with a balance that escapes and regulates the clockwise and counterclockwise rotations, an escape wheel and wheel that rotates based on the rotation of the front train wheel, and a mechanism based on the operation of the balance with hairspring.
  • a mechanical timepiece configured to include an ankle for controlling the rotation of a wheel
  • the use of the attitude detection device of the present invention makes it possible to cope with various postures of the mechanical timepiece.
  • the rotation angle can be controlled. Therefore, the accuracy of the mechanical timepiece can be improved without reducing the duration of the mechanical timepiece.
  • the balance rotation angle is adjusted.
  • the swing angle changes over time due to the relationship between the duration and the swing angle.
  • the instantaneous rate changes over time due to the relationship between the swing angle and the instantaneous rate.
  • the instantaneous rate changes over time due to the relationship between the posture of the mechanical watch and the instantaneous rate.
  • the instantaneous rate of the mechanical timepiece is advanced. Adjust to.
  • the outer end of the hairspring 140c is connected to the first contact member 1668a or the second contact.
  • Contact with member 1668b shortens the effective length of hairspring 140c, so that the instantaneous rate further increases.
  • the rate is about 18 seconds / day when the mainspring is fully wound (about 18 seconds per day), and the instantaneous rate is about 13 seconds / day after 20 hours from the full winding state. Becomes (per day After about 30 seconds from the full winding state, the instantaneous rate is about 12 seconds / day (about 2 seconds behind each day).
  • the hairspring 14 is shown in FIG.
  • the rate is about 18 seconds / day with the mainspring fully wound up (1
  • the instantaneous rate is about 13 seconds / day (about 13 seconds per day), and 3 seconds from the fully wound state.
  • the instantaneous rate is about 12 seconds / day (about 2 seconds behind each day).
  • the mechanical timepiece equipped with the attitude detection device of the present invention when the balance rotation angle control mechanism is operated, as shown by the black circle plot and the thick line in FIG.
  • the instantaneous rate can be maintained at about 5 seconds / day from the state where the control mechanism operates, that is, the state in which the mainspring is completely wound up, until 27 hours have elapsed (the time has advanced by about 5 seconds per day). The state is maintained), and after 30 hours from the full winding state, the instantaneous rate becomes about 12 seconds / day (about 2 seconds delay per day).
  • the mechanical timepiece provided with the attitude detecting device of the present invention is configured to control the balance rotation angle in accordance with various attitudes of the mechanical timepiece. Therefore, the swing angle can be kept almost constant regardless of the posture of the mechanical timepiece.
  • the characteristic shown by the black circle plot and the thick line in FIG. 27 can be maintained regardless of the attitude of the mechanical timepiece. I can do it.
  • a small and high-accuracy posture detection device can be realized.
  • the mechanical timepiece provided with the posture detecting device of the present invention Even in such a posture, the swing angle of the balance with hair can be controlled extremely effectively. Therefore, the mechanical timepiece provided with the attitude detection device of the present invention can suppress the change in the instantaneous rate of the timepiece, and the conventional attitude detection device of the present invention shown by a square plot and a thick line in FIG. Compared to a mechanical watch that does not have a watch, the elapsed time from the entire volume with an instantaneous rate of about 0 to 5 seconds / day can be extended.
  • the mechanical timepiece provided with the posture detecting device of the present invention has an instantaneous rate of about 32 hours or less, which is within about minus 5 seconds / day.
  • the value of this duration is a duration in which the instantaneous rate in a conventional mechanical timepiece without the posture detecting device of the present invention is within about plus or minus 5 seconds / day, or about 1.45 of about 22 hours. It is twice.
  • the attitude detection device of the present invention is small and highly accurate.
  • the posture detecting device of the present invention has a simple structure and is suitable for realizing a mechanical timepiece with very high accuracy.
  • attitude detecting device of the present invention is small and highly accurate, it can be used for machine tools, measuring machines, video equipment, recording equipment and the like.

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Description

明 細
〔技術分野〕
本発明は、 機械、 機器などに用いて、 その姿勢を高精度で検出することができ る姿勢検出装置に関する。
〔背景技術〕
(従来の姿勢検出装置)
例えば、 特閧平 6— 3 0 7 8 0 5号公報に開示されている従来の姿勢検出装置 は、 中空状の外球面体と、 外球面体の中空部に所定の層空間を設けて固定された 内球面体とを有し、 外球面体の内側全域に設けられた電極を含む第一導電領域と、 内球面体の外側に斑点状に設けられた複数の電極を含む第二導電領域との間に流 体導電体を配置する。 この従来の姿勢検出装置では、 流体導電体が第一導電領域 と第二導電領域との間の層空間内を移動することができ、 流体導電体が第二導電 領域にある電極のうちの 1つと第一導電領域の電極を導通させることにより、 装 置の姿勢を検出することができるように構成されている。
(従来の機械式時計のぜんまいトルク、 てんぷの振り角)
一般的に、 従来の機械式時計は姿勢検出装置を備えていない。 このような従来 の代表的な機械式時計では、 図 3 0に示すように、 ぜんまいを完全に巻き上げた 状態 (全卷き状態) からぜんまいが解かれて持続時間が経過するにつれて、 ぜん まいトルクは減少する。 例えば、 図 3 0に示す場合では、 ぜんまいトルクは、 全 巻き状態で約 2 7 · c mであり、 全巻き状態から 2 0時間経過すると約 2 3 g · c mになり、 全巻き状態から 4 0時間経過する約 1 8 g · c mになる。
一般的に、 従来の代表的な機械式時計では、 図 3 1に示すように、 ぜんまい卜 ルクが減少すると、 てんぷの振り角も減少する。 例えば、 図 3 1に示す場合では、 ぜんまいトルクが 2 5〜2 8 g · c mのとき、 てんぷの振り角は約 2 4 0〜 2 7 0度であり、 ぜんまいトルクが 2 0〜2 5 g · c mのとき、 てんぷの振り角 は約 1 8 0〜 2 4 0度である。
(従来の機械式時計の瞬間歩度)
図 3 2を参照すると、 従来の代表的な機械式時計におけるてんぷの振り角に対 する瞬間歩度 (時計の精度を示す数値) の推移が示されている。 ここで、 「瞬間 歩度」 とは、 「歩度を測定したときのてんぷの振り角等の状態や環境を維持した まま、 機械式時計を 1日放置したと仮定したとき、 1日たつたときの機械式時計 の進み、 又は、 遅れを示す値」 をいう。 図 3 2に示す場合では、 てんぷの振り角 が 2 4 0度以上のとき、 或いは、 2 0 0度以下のとき、 瞬間歩度は遅れる。
例えば、 従来の代表的な機械式時計では、 図 3 2に示すように、 てんぷの振り 角が約 2 0 0〜2 4 0度のとき、 瞬間歩度は約 0 ~ 5秒、/曰であるが ( 1曰につ き約 0〜5秒進み) 、 てんぷの振り角が約 1 7 0度のとき、 瞬間歩度は約—2 0 秒/日になる ( 1日につき約 2 0秒遅れる) 。
図 2 7を参照すると、 従来の代表的な機械式時計における全巻き状態からぜん まいを解いたときの経過時間と瞬間歩度の推移が示されている。 ここで、 従来の 機械式時計において、 1日あたりの時計の進み、 或いは、 時計の遅れを示す 「歩 度」 は、 図 2 7に太線で示す、 ぜんまいを全巻きから解いた経過時間に対する瞬 間歩度を 2 4時間分にわたって積分することにより得られる。
一般的に、 従来の機械式時計では、 全巻き状態からぜんまいが解かれて持続時 間が経過するにつれて、 ぜんまいトルクは減少し、 てんぷの振り角も減少するの で、 瞬間歩度は遅れる。 このために、 従来の機械式時計では、 持続時間が 2 4時 間経過した後の時計の遅れを見込んで、 ぜんまいを全巻き状態にしたときの瞬間 歩度をあらかじめ進めておき、 1日あたりの時計の進み、 或いは、 時計の遅れを 示す 「歩度」 がプラスになるように、 あらかじめ調整していた。
例えば、 従来の代表的な機械式時計では、 図 2 7に太線で示すように、 全巻き 状態では、 瞬間歩度は約 5秒/日であるが ( 1日につき約 5秒進む) 、 全巻き状 態から 2 0時間経過すると瞬間歩度は約一 1秒/日になり ( 1日につき約 1秒遅 れる) 、 全巻き状態から 2 4時間経過すると瞬間歩度は約— 5秒/日になり ( 1 日につき約 5秒遅れる) 、 全巻き状態から 3 0時間経過すると瞬間歩度は約 - 1 5秒/日になる ( 1日につき約 1 5秒遅れる) 。
(従来の機械式時計の姿勢と瞬間歩度)
また、 従来の代表的な機械式時計において、 「平姿勢」 および「裏平姿勢」 の ときの瞬間歩度は、 「立姿勢」 のときの瞬間歩度より進み側になっている。 例えば、 従来の代表的な機械式時計では、 「平姿勢」 および 「裏平姿勢」 のと きに、 図 3 3に太線で示すように、 全巻き状態では、 瞬間歩度は約 8秒/日であ るが ( 1日につき約 8秒進む) 、 全巻き状態から 2 0時間経過すると瞬間歩度は 約 3秒/日になり (1日につき約 3秒進む) 、 全卷き状態から 2 4時間経過する と瞬間歩度は約— 2秒/日になり ( 1日につき約 2秒遅れる) 、 全巻き状態から 3 0時間経過すると瞬間歩度は約— 1 2秒/日になる ( 1日につき約 1 2秒遅れ る) 。
これに対して、 従来の代表的な機械式時計において、 「立姿勢」 のときに、 図
3 3に細線で示すように、 全巻き状態では、 瞬間歩度は約 3秒/日であるが ( 1 日につき約 3秒進む) 、 全巻き状態から 2 0時間経過すると瞬間歩度は約— 2秒 /日になり ( 1日につき約 2秒遅れる) 、 全卷き状態から 2 4時間経過すると瞬 間歩度は約一 7秒/日になり ( 1日につき約 7秒遅れる) 、 全巻き状態から 3 0 時間経過すると瞬間歩度は約— 1 7秒/日になる ( 1日につき約 1 7秒遅れる) 。
(発明の目的)
本発明の目的は、 機械、 機器などに用いて、 その姿勢を高精度で検出すること ができる姿勢検出装置を提供することにある。
本発明の目的は、 機械式時計などの小型精密機器に使用することができる、 小 形で高精度な姿勢検出装置を提供することにある。
〔発明の開示〕
本発明は、 姿勢検出装置において、 六面体の形状を有するケースと、 ケースの 内面に対してそれぞれ 1つずつ配置された電極と、 ケースの中に収容された導電 性流体とを含み、 電極は互いに絶縁されていることを特徴とする。
本発明の姿勢検出装置においては、 導電性流体は、 電極のうちの 5つに接触す る状態と、 電極のうちの 4つに接触する状態と、 電極のうちの 3つに接触する状 態とをとるように構成されるのが好ましい。
本発明の姿勢検出装置においては、 電極はほぼ正方形の形状を有し、 それぞれ の電極の形状はほぼ同一であるように構成されるのが好ましい。
また、 本発明は、 姿勢検出装置において、 六面体の形状を有するケースと、 ケ —スの内面に対してそれそれ複数配置された電極と、 ケースの中に収容された導 電性流体とを含み、 電極は互いに絶縁されていることを特徴とする。
このように構成したことにより、 小形で、 検出精度がよい姿勢検出装置を実現 することができる。 〔図面の簡単な説明〕
図 1は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計のムーブメントの表側の概 略形状を示す平面図である (図 1では、 一部の部品を省略し、 受部材は仮想線で 示している) 。
図 2は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計のムーブメントの概略部分 断面図である (図 2では、 一部の部品を省略している) 。
図 3は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計において、 スィッチ機構が オフの状態におけるてんぷの部分の概略形状を示す拡大部分平面図である。
図 4は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計において、 スィッチ機構が ォフの状態におけるてんぷの部分の概略形状を示す拡大部分断面図である。
図 5は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計に用いられるてんぷ磁石の 概略形状を示す斜視図である。
図 6は、 本発明の姿勢検出装置の第 1の実施の形態の概略形状を示す拡大斜視 図である。
図 Ίは、 本発明の姿勢検出装置の第 1の実施の形態の概略形状を示す拡大断面 図である。
図 8は、 本発明の姿勢検出装置の第 1の実施の形態において、 電極パターンの 概略形状を示す拡大斜視図である (図 8では、 ケース 5 1 0 aを 2点鎖線で示し、 それぞれの電極の厚さを示す線は省略している) 。
図 9は、 本発明の姿勢検出装置の第 1の実施の形態において、 5つの電極パ夕 ーンが導通した状態を示す拡大斜視図である (図 9では、 それぞれの電極の厚さ を示す線は省略している) 。
図 1 0は、 本発明の姿勢検出装置の第 1の実施の形態において、 5つの電極パ ターンが導通した状態の回路結線図である。
図 1 1は、 本発明の姿勢検出装置の第 1の実施の形態において、 4つの電極パ ターンが導通した状態を示す拡大斜視図である。
図 1 2は、 本発明の姿勢検出装置の第 1の実施の形態において、 4つの電極パ ターンが導通した状態の回路結線図である。
図 1 3は、 本発明の姿勢検出装置の第 1の実施の形態において、 3つの電極パ 夕一ンが導通した状態を示す拡大斜視図である。
図 1 4は、 本発明の姿勢検出装置の第 1の実施の形態において、 3つの電極パ ターンが導通した状態の回路結線図である。
図 1 5は、 本発明の姿勢検出装置の第 1の実施の形態を備えた機械式時計にお いて、 この機械式時計が配置された姿勢と、 本発明の姿勢検出装置の電極パター ンの導通状態と、 この機械式時計の回路プロックに設けられた抵抗の値の関係を 示す一覧表である。
図 1 6は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計において、 スィッチ機構 がオンの状態におけるてんぷの部分の概略形状を示す拡大部分平面図である。 図 1 7は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計において、 スィッチ機構 がオンの状態におけるてんぷの部分の概略形状を示す拡大部分断面図である。 図 1 8は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計において、 姿勢検出装置 の作動を示すブロック図である。
図 1 9は、 本発明の姿勢検出装置の第 2の実施の形態の概略形状を示す拡大斜 視図である (図 1 9では、 リード線の参照符号を一部省略している) 。
図 2 0は、 本発明の姿勢検出装置の第 2の実施の形態において、 電極パターン の概略形状を示す拡大斜視図である。
図 2 1は、 本発明の姿勢検出装置の第 2の実施の形態において、 1 2個の電極 パターンが導通した状態を示す拡大斜視図である。
図 2 2は、 本発明の姿勢検出装置の第 2の実施の形態において、 1 2個の電極 パターンが導通した状態の回路結線図である。 図 2 3は、 本発明の姿勢検出装置の第 2の実施の形態において、 6つの電極パ ターンが導通した状態を示す拡大斜視図である。 '
図 2 4は、 本発明の姿勢検出装置の第 2の実施の形態において、 6つの電極パ ターンが導通した状態の回路結線図である。
図 2 5は、 本発明の姿勢検出装置の第 2の実施の形態において、 3つの電極パ ターンが導通した状態を示す拡大斜視図である。
図 2 6は、 本発明の姿勢検出装置の第 2の実施の形態において、 3つの電極パ 夕一ンが導通した状態の回路結線図である。
図 2 7は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計と、 従来の機械式時計に おいて、 ぜんまいを全巻から解いた経過時間と瞬間歩度の関係を概略的に示すグ ラフである。
図 2 8は、 本発明の姿勢検出装置の第 2の実施の形態を備えた機械式時計にお いて、 この機械式時計が配置された姿勢と、 本発明の姿勢検出装置の電極パター ンの導通状態と、 この機械式時計の回路プロックに設けられた抵抗の値の関係を 示す一覧表である。
図 2 9は、 本発明の姿勢検出装置の第 2の実施の形態を備えた機器の姿勢を検 出するための回路の構成を示す代表的なブロック図である。
図 3 0は、 機械式時計において、 ぜんまいを全卷から解いた経過時間とぜんま いトルクの関係を概略的に示すグラフである。
図 3 1は、 機械式時計において、 てんぷの振り角とぜんまいトルクの関係を概 略的に示すグラフである。
図 3 2は、 機械式時計において、 てんぷの振り角と瞬間歩度の関係を概略的に 示すグラフである。
図 3 3は、 機械式時計において、 ぜんまいを全巻から解いた経過時間と瞬間歩 度 (平姿勢および立姿勢) の関係を概略的に示すグラフである。 〔発明を実施するための最良の形態〕
以下に、 本発明の姿勢検出装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
( 1 ) 本発明の姿勢検出装置の第 1の実施の形態
次に、 本発明の姿勢検出装置の第 1の実施の形態の構造について説明する。 図 6〜図 8を参照すると、 姿勢検出装置 510は、 ほぼ立方体の形状を有する ケース 510 aを有する。 ケース 510 aは、 頂壁 51 1と、 4つの側壁 512、
513、 514、 515と、 底壁 516とを含む。
本発明の姿勢検出装置のケースは、 ほぼ立方体の形状を有するのが好ましいが、 ケースの形状は、 直方体などの他の形状の六面体であってもよい。
ケース 510 aは、 ポリイミ ドなどのプラスチック、 ガラスエポキシ基板、 水 晶などの絶縁材料で形成される。
ケース 5 10 aにおいて、 頂壁 5 1 1は、 各側壁 512、 5 13、 514、
515のそれぞれと直交する。
底壁 516は、 各側壁 512、 513、 514、 515のそれぞれと直交する c 側壁 512は、 側壁 513、 側壁 5 15のそれぞれと直交する。
側壁 514は、 側壁 513、 側壁 515のそれぞれと直交する。
図 8を参照すると、 電極 A 1が頂壁 51 1の内面のほぼ全体にわたって設けら れる。 電極 A 2が側壁 512の内面のほぽ全体にわたって設けられる。 電極 A 3 が側壁 513の内面のほぼ全体にわたって設けられる。 電極 A 4が側壁 514の 内面のほぼ全体にわたって設けられる。 電極 A5が側壁 515の内面のほぼ全体 にわたつて設けられる。 電極 A 6が底壁 516の内面のほぼ全体にわたって設け られる。
説明をわかりやすくするために、 図 8において、 電極 A2、 電極 A5、 電極 A 6をケース 5 1 0 aから離して図示するが、 それぞれの電極 A 1、 電極 A 2、 電極 A 3、 電極 A 4、 電極 A 5、 電極 A 6は、 ほぼ立方体を構成するように配置 されている。 また、 それぞれの電極 A 1、 電極 A 2、 電極 A 3、 電極 A 4、 電極 A 5、 電極 A 6は、 間隔を隔てて配置される。 すなわち、 それぞれの電極 A 1、 電極 A 2、 電極 A 3、 電極 A 4、 電極 A 5、 電極 A 6は、 互いに絶縁されている。 また、 それぞれの電極 A 1〜電極 A 6は、 ほぽ正方形の形状を有するのが好ま しい。 また、 それぞれの電極 A 1〜電極 A 6の形状は、 ほぼ同一であるように構 成されるのが好ましい。
図 8において、 ケース 5 1 0 aの立方体の重心 Gを座標系の原点として定義す る。 X軸は、 電極 A 4に垂直な方向として定義する。 X軸の正方向は、 原点 Gか ら電極 A 4に垂直にケース 5 1 0 aの外側に向かう方向として定義する。
Y軸は、 電極 A 3に垂直な方向として定義する。 Y軸の正方向は、 原点 Gから 電極 A 3に垂直にケース 5 1 0 aの外側に向かう方向として定義する。
Z軸は、 電極 A 1に垂直な方向として定義する。 Z軸の正方向は、 原点 Gから 電極 A 1に垂直にケース 5 1 0 aの外側に向かう方向として定義する。
図 6を参照すると、 電極リード線 5 2 1が電極 A 1に接続される。 電極リ―ド 線 5 2 2が電極 A 2に接続される。 電極リード線 5 2 3が電極 A 3に接続される。 電極リード線 5 2 4が電極 A 4に接続される。 電極リード線 5 2 5が電極 A 5に 接続される。 電極リード線 5 2 6が電極 A 6に接続される。
図 7を参照すると、 導電性流体 5 3 0がケース 5 1 0 aの中に収容される。 導 電性流体 5 3 0は、 例えば、 水銀である。 導電性流体 5 3 0の は、 図 7に示 す例では、 ケース 5 1 0 aの体貴の 1 /4 8であるが、 ケース 5 1 0 aの体積の 1 / 6〜1 /4 8であるのが好ましい。
図 7に示す状態では、 導電性流体 5 3 0は電極 A 2、 電極 A 3、 電極 A 4、 電 極 A 5、 電極 A 6に接触しているが、 電極 A 1には接触していない。 したがって、 図 7に示す状態では、 導電性流体 5 3 0により、 電極 A 2、 電極 A 3、 電極 A 4、 電極 A 5、 電極 A 6は短絡される (すなわち、 互いに導通する) 。
( 2 ) 機械式時計における用語
次に、 機械式時計における用語について説明する。
一般に、 地板の両側のうちで、 文字板のある方の側をムーブメントの 「裏側」 と称し、 文字板のある方の側と反対側をムーブメントの 「表側」 と称する。 ムー ブメントの 「表側」 に組み込まれる輪列を 「表輪列」 と称し、 ムーブメントの 「裏側」 に組み込まれる輪列を 「裏輪列」 と称する。
また、 文字板のある方の側を上に向けた状態を 「裏平姿勢」 と称し、 文字板の ある方の側を下に向けた状態を 「平姿勢」 と称する。
更に、 文字板を垂直に配置した状態を 「立姿勢」 と称し、 文字板の 1 2時目盛 を垂直上方に向けて配置した状態を 「1 2時上 ( 1 2 U) 姿勢」 と称し、 文字板 の 3時目盛を垂直上方に向けて配置した状態を 「3時上 (3 U ) 姿勢」 と称し、 文字板の 6時目盛を垂直上方に向けて配置した状態を 「6時上 (6 U ) 姿勢」 と 称し、 文字板の 9時目盛を垂直上方に向けて配置した状態を 「9時上 (9 U ) 姿 勢」 と称する。
( 3 ) 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計における輪列、 脱進 ·調速装置、 図 1及び図 2を参照すると、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計におい て、 機械式時計のムーブメント (機械体) 5◦ 0は、 ムーブメン卜の基板を構成 する地板 1 0 2を有する。 巻真 1 1 0が、 地板 1 0 2の卷真案内穴 1 0 2 aに回 転可能に組み込まれる。 文字板 1 0 4 (図 2に仮想線で示す) がムーブメント 5 0 0に取付けられる。 卷真 1 1 0は角部と案内軸部とを有する。 つづみ車 (図示せず) が卷真 1 1 0 の角部に組み込まれる。 つづみ車は卷真 1 1 0の回転軸線と同一の回転軸線を有 する。 すなわち、 つづみ車は角穴を有し、 この角穴が巻真 1 1 0の角部に嵌め合 うことにより、 巻真 1 1 0の回転に基づいて回転するように設けられている。 つ づみ車は甲歯と乙歯とを有する。 甲歯はムーブメン卜の中心に近い方のつづみ車 の端部に設けられる。 乙歯はムーブメントの外側に近い方のつづみ車の端部に設 けられる。
ムーブメント 5 0 0は、 卷真 1 1 0の軸線方向の位置を決めるための切換装置 を備える。 切換装置は、 おしどり 1 9 0と、 かんぬき 1 9 2と、 かんぬきばね 1 9 4と、 裏押さえ 1 9 6とを含む。 おしどりの回転に基づいて巻真 1 1 0の回 転軸線方向の位置を決める。 かんぬきの回転に基づいてつづみ車の回転軸線方向 の位置を決める。 おしどりの回転に基づいて、 かんぬきは 2つの回転方向の位置 に位置決めされる。
きち車 1 1 2が卷真 1 1 0の案内軸部に回転可能に設けられる。 巻真 1 1 0が、 回転軸線方向に沿ってムーブメントの内側に一番近い方の第 1の卷真位置 (0段 目) にある状態で卷真 1 1 0を回転させると、 つづみ車の回転を介してきち車 1 1 2が回転するように構成される。 丸穴車 1 1 4が、 きち車 1 1 2の回転によ り回転するように構成される。 角穴車 1 1 6が、 丸穴車 1 1 4の回転により回転 するように構成される。
ムーブメント 5 0 0は、 香箱車 1 2 0に収容されたぜんまい 1 2 2を動力源 とする。 ぜんまい 1 2 2は鉄等のばね性を有する弾性材料で作られる。 角穴車 1 1 6が回転することにより、 ぜんまい 1 2 2を巻き上げることができるように 構成される。
二番車 1 2 4が、 香箱車 1 2 0の回転により回転するように構成される。 三番 車 1 2 6が、 二番車 1 2 4の回転に基づいて回転するように構成される。 四番車 1 2 8が、 三番車 1 2 6の回転に基づいて回転するように構成される。 がんぎ車
1 3 0が、 四番車 1 2 8の回転に基づいて回転するように構成される。 香箱車 1 2 0、 二番車 1 2 4、 三番車 1 2 6、 四番車 1 2 8は表輪列を構成する。
ム一ブメント 5 0 0は、 表輪列の回転を制御するための脱進 ·調速装置を備え る。 脱進 ·調速装置は、 一定の周期で右回転と左回転を繰り返すてんぷ 1 4 0と、 表輪列の回転に基づいて回転するがんぎ車 1 3 0と、 てんぷ 1 4 0の作動に基づ いてがんぎ車 1 3 0の回転を制御するアンクル 1 4 2とを含む。
てんぷ 1 4 0は、 てん真 1 4 0 aと、 てん輪 1 4 O bと、 ひげぜんまい 1 4 0 cとを含む。 ひげぜんまい 1 4 0 cは、 「ェリンバー」 等のばね性を有する弾性 材料で作られる。 すなわち、 ひげぜんまい 1 4 0 cは、 金属の導電材料で作られ る。
二番車 1 2 4の回転に基づいて、 筒かな 1 5 0が同時に回転する。 筒かな 1 5 0に取付けられた分針 1 5 2が「分」 を表示するように構成される。 筒かな 1 5 0には、 二番車 1 2 4に対して所定のスリップトルクを有するスリップ機構 が設けられる。
筒かな 1 5 0の回転に基づいて、 日の裏車 (図示せず) が回転する。 日の裏車 の回転に基づいて、 筒車 1 5 4が回転する。 筒車 1 5 4に取付けられた時針 1 5 6が 「時」 を表示するように構成される。
香箱車 1 2 0は、 ±也板 1 0 2及び香箱受 1 6 0に対して回転可能なように支持 される。 二番車 1 2 4、 三番車 1 2 6、 四番車 1 2 8、 がんぎ車 1 3 0は、 地板 1 0 2及び輪列受 1 6 2に対して回転可能なように支持される。 アンクル 1 4 2 は、 地板 1 0 2及びアンクル受 1 6 4に対して回転可能なように支持される。 てんぷ 1 4 0は、 地板 1 0 2及びてんぷ受 1 6 6に対して回転可能なように支 持される。 すなわち、 てん真 1 4 0 aの上ほそ 1 4 0 a 1は、 てんぷ受 1 6 6に 固定されたてんぷ上軸受 1 6 6 aに対して回転可能なように支持される。 てんぷ 上軸受 166 aは、 てんぷ上穴石及びてんぷ上受石を含む。 てんぷ上穴石及びて んぷ上受石は、 ルビーなどの絶縁材料で作られる。
てん真 140 aの下ほそ 140 a 2は、 地板 102に固定されたてんぷ下軸受 102bに対して回転可能なように支持される。 てんぷ下軸受 102bは、 てん ぷ下穴石及びてんぷ下受石を含む。 てんぷ下穴石及びてんぷ下受石は、 ルビ一な どの絶縁材料で作られる。
ひげぜんまい 140 cは、 複数の巻き数をもったうずまき状 (螺旋状) の形態 の薄板ばねである。 ひげぜんまい 140 cの内端部は、 てん真 140 aに固定さ れたひげ玉 140 dに固定され、 ひげぜんまい 140 cの外端部は、 てんぷ受 166に回転可能に固定されたひげ持受 170に取り付けられたひげ持 170 a を介してねじで固定される。 てんぷ受 166は黄銅等の金属の導電材料で作られ る。 ひげ持受 170は、 鉄等の金属の導電材料で作られる。
(4) 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計のスィツチ機構
次に、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計のスィツチ機構について説明 する。
図 1〜図 4を参照すると、 スィッチレバー 168は、 てんぷ受 166に回転可 能に取付けられる。 第 1接点部材 168 a及び第 2接点部材 168bがスィツチ レバー 168に取付けられる。 スィツチレバ一 168は、 てんぷ受 166に取付 けられ、 てんぷ 140の回転中心を中心として回転可能に取付けられる。 スィッ チレバー 168は、 ポリカーボネート等のプラスチックの絶縁材料で形成される。 第 1接点部材 168a及び第 2接点部材 168bは、 黄銅等の金属の導電材料で 作られる。 ひげぜんまい 140 cの外端部に近い部分は、 第 1接点部材 168 a と第 2接点部材 168 bとの間に位置する。
コイル 180、 180a, 180b, 180 cが、 てん輪 14◦ bの地板側面 と向かい合うように地板 102の表側の面に取付けられる。 コイルの数は、 図 1 〜図 4に示すように、 例えば 4個であるが、 1個であってもよいし、 2個であつ てもよいし、 3個であってもよいし、 4個以上であってもよい。
てんぷ磁石 140 eが、 地板 102の表側の面と向かい合うようにてん輪 140 bの地板側面に取付けられる。
図 1、 図 3に示すように、 コイルを複数個配置する場合のコイルの円周方向の 間隔は、 コイルに対向して配置されるてんぷ磁石 140 eの S極、 N極の円周方 向の間隔の整数倍であるのが好ましいが、 すべてのコイルが円周方向について同 一の間隔でなくてもよい。 さらに、 このような複数個のコイルを備えた構成にお いては、 それぞれのコイルの間の配線は、 電磁誘導により各コイルに発生する電 流を互いに打ち消さないように、 直列に配線するのがよい。 或いは、 それぞれの コイルの間の配線は、 電磁誘導により各コイルに発生する電流を互いに打ち消さ ないように、 並列に配線してもよい。
図 5を参照すると、 てんぷ磁石 140eは円環状 (リング状) の形態を有し、 その円周方向にそって、 例えば上下に分極された 12個の S極 140 s l〜 140 s 12と 12個の N極 140 n 1〜: 140 n 12からなる磁石部分が交互 に設けられている。 てんぷ磁石 140 eにおける円環状 (リング状) に配列され た磁石部分の数は、 図 5に示す例では 12個であるが、 2以上の複数であればよ レ、。 ここで、 磁石部分の 1つの弦の長さが、 その磁石部分に対向して設けられる コイル 1つの外径とほぼ等しくなるようにするのが好ましい。
図 2及び図 4を参照すると、 隙間がてんぷ磁石 140 eとコイル 180、
180 a, 180b, 180 cとの間に設けられる。 てんぷ磁石 140 eとコィ ル 180、 180 a, 180b, 180 cとの間の隙間は、 コィノレ 180、
180 a, 180b, 180 cが導通しているとき、 てんぷ磁石 140 eの磁力 はコイル 180、 180a, 180b、 180 cに影響を及ぼすことができるよ うに決定されている。
コイル 180、 180a, 180b, 180 cが導通していないとき、 てんぷ 磁石 140 eの磁力はコイル 180、 180 a, 180b, 180 cに影響を及 ぼすことはない。 てんぷ磁石 140 eは、 一方の面がてん輪 14 Obのリング状 リム部に接触し、 他方の面が地板 1◦ 2の表側の面と向かい合うような状態で、 てん輪 140 bの地板側の面に接着などにより固定される。
なお図 4では、 、 ひげぜんまい 140 cの厚さ (てんぷの半径方向の厚さ) は 誇張して図示してあるが、 例えば、 0. 021ミリメートルである。 てんぷ磁石 140 eは、 例えば、 外径が約 9ミリメートルであり、 内径が約 7ミリメートル であり、 厚さが約 1ミリメートルであり、 残留磁束密度は、 約 1テスラである。 コイル 180、 180 a, 180b, 180 cは、 それぞれ卷き数が、 例えば、 1000巻きであり、 コイル線径は、 約 25マイクロメートルである。 てんぷ磁 石 140 eとコイル 180、 180a, 180b, 180 cとの間の隙間 S T C は、 例えば、 約 0. 4ミリメートルである。
(5) 姿勢検出装置と回路ブロック
次に、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計の実施の形態において、 姿勢 検出装置 510と回路プロック 520について説明する。
図 1〜図 4を参照すると、 姿勢検出装置 510と、 回路プロック 520が、 地 板 102の表側に配置される。 姿勢検出装置 510は回路ブロック 520に取り 付けられる。 回路ブロック 520は複数のリード端子を備える。
本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計の実施の形態においては、 X軸およ び Y軸が地板 102の表面と平行であり、 かつ、 文字板 104の表面と平行であ るように、 姿勢検出装置 510は地板 102に対して配置される。 したがって、
Z軸は、 地板 102の表面と垂直であり、 かつ、 文字板 104の表面と垂直であ るように、 姿勢検出装置 510は地板 102に対して構成される。
第 1リード線 182がコイル 180の一方の端末と、 回路ブロック 520の第 1リード端子 (図示せず) とを接続するように設けられる。 コイル 180の他方 の端末は、 コイル 180 aの一方の端末と接続される。 コイル 180 aの他方の 端末は、 コイル 180 bの一方の端末と接続される。 コイル 18 Obの他方の端 末は、 コイル 180 cの一方の端末と接続される。 すなわち、 4つのコイル 180、 180a, 180 b、 180 cは直列に接続される。
第 2リード線 184がコイル 180 cの他方の端末と、 回路プロヅク 520の 第 2 リード端子 (図示せず) とを接続するように設けられる。 第 3 リード線 186がひげ持受 170と、 回路プロヅク 520の第 3リード端子 (図示せず) とを接続するように設けられる。 第 4リード線 188が、 第 1接点部材 168a 及び第 2接点部材 168 bと、 回路ブロック 520の第 4リード端子 (図示せ ず) とを接続するように設けられる。
図 9を参照すると、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計を 「平姿勢」 に 配置したときの姿勢検出装置 510の状態を示している。 図 9に示す状態では、 導電性流体 530により、 電極 A2、 電極 A3、 電極 A4、 電極 A5、 電極 A 6 は短絡される (すなわち、 互いに導通する) 。
図 10を参照すると、 図 9に示す状態では、 回路プロック 520において、 電 極 A 2、 電極 A 3、 電極 A 4、 電極 A 5、 電極 A 6が互いに導通したときは、 抵 抗 R 1が電極 A 2、 電極 A 3、 電極 A 4、 電極 A 5、 電極 A 6と直列に接続され るように第 1パターン 531が形成される。 そして、 図 9に示すこの状態では、 第 1パ夕一ン 531により、 抵抗 R 1は、 4つのコイル 180、 180 a, 180b, 180 cと直列に接続されるように構成される。
図 11を参照すると、 文字板を水平面に対して 45度傾けて、 本発明の姿勢検 出装置を備えた機械式時計を配置したときの姿勢検出装置 510の状態を示して いる。 図 9に示すこの状態では、 導電性流体 530により、 電極 A2、 電極 A3、 電極 A 4、 電極 A 6は短絡される (すなわち、 互いに導通する) 。
図 12を参照すると、 図 1 1に示す状態では、 回路プロック 520において、 電極 A2、 電極 A3、 電極 A4、 電極 A 6が互いに導通したときは、 抵抗 R 2が 電極 A2、 電極 A3、 電極 A4、 電極 A6と直列に接続されるように第 2パ夕一 ン 532が形成される。 そして、 図 1 1に示す状態では、 第 2パターン 532に より、 抵抗 R2は、 4つのコイル 180、 180 a, 180b, 180 cと直列 に接続されるように構成される。
図 13を参照すると、 文字板を水平面に対して 45度傾けた状態で、 図 1 1に 示す状態と異なる状態に本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計を配置したと きの姿勢検出装置 510の他の状態を示している。 図 13に示すこの状態では、 導電性流体 530により、 電極 A 2、 電極 A 3、 電極 A 6は短絡される (すなわ ち、 互いに導通する) 。
図 14を参照すると、 図 13に示す状態では、 回路プロヅク 520において、 電極 A 2、 電極 A 3、 電極 A 6が互いに導通したときは、 抵抗 R 3が電極 A 2、 電極 A3、 電極 A6と直列に接続されるように第 3パターン 533が形成される。 そして、 図 13に示す状態では、 第 3パターン 533により、 抵抗 R3は、 4つ のコイル 180、 180 a, 180b, 180 cと直列に接続されるように構成 される。
図 1 5を参照すると、 本発明の姿勢検出装置の第 1の実施の形態において、 種々の電極パターンの導通した状態と回路に設けられた抵抗の値の関係が示され ている。
図 15において、 X軸周りの回転角をひとし、 Y軸周りの回転角を/?とする。 このとき、 Z軸周りの回転角は任意である。
図 15に示す姿勢の数値は、 導電性流体の量に応じて、 検出する姿勢の状態が 異なることに注意が必要である。
図 15において、 Al、 A2、 A3、 A4、 A5、 A6は、 それぞれ電極 A 2、 電極 A 3、 電極 A 4、 電極 A 5、 電極 A 6を示す。 「ON」 は、 その電極が他の 「ON」 と記載した電極と導通した状態にあることを示す。 「OFF」 は、 その 電極が他のいずれの電極とも導通していない状態にあることを示す。
(姿勢状態 1)
図 15に示す姿勢状態 1は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計が「平 姿勢」 にあるときに対応する。 この姿勢状態 1は、 ひがマイナス 7度〜プラス 7 度の範囲にあり、 かつ、 がマイナス 7度〜プラス 7度の範囲にあるときに対応 する。
この姿勢状態 1では、 回路ブロック 520において、 電極 A 2、 電極 A 3、 電 極 A 4、 電極 A 5、 電極 A 6が互いに導通し、 抵抗 R1が電極 A 2、 電極 A 3、 電極 A 4、 電極 A 5、 電極 A 6と直列に接続されるように構成される。 そして、 この姿勢状態 1では、 第 1パターン 531により、 抵抗 R1が、 4つのコイル 180、 180a, 180b、 180 cと直列に接続されるように構成される。 このときの抵抗 R 1の値を基準値 Rr e f (オーム) とする。
例えば、 4つのコイル 180、 180a, 180b、 180cの合成抵抗値を、 1. 7キロオームとしたとき、 基準値 Rrefは 1. 2キロオームである。
(姿勢状態 2)
図 15に示す姿勢状態 2は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計が 「9 時上 (9U) 姿勢」 にあるときに対応する。 この姿勢状態 2は、 ひがマイナス 7 度〜プラス 7度の範囲にあり、 かつ、 ?がプラス 83度〜プラス 97度の範囲に あるときに対応する。
この姿勢状態 2では、 回路ブロック 520において、 電極 Al、 電極 A 3、 電 極 A 4、 電極 A 5、 電極 A 6が互いに導通し、 抵抗 R2 (図示せず) が電極 A 1、 電極 A 3、 電極 A4、 電極 A 5、 電極 A 6と直列に接続されるように構成される。 そして、 この姿勢状態 2では、 抵抗 R2が、 4つのコイル 180、 180a, 180b, 180 cと直列に接続されるように構成される。 このときの抵抗 R 2 の値は、 基準値 Rr e f (オーム) の 3. 48倍 (すなわち 3. 48 xRr e f ) となるように構成される。
(姿勢状態 3)
図 15に示す姿勢状態 3は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計が 「12時上 (12U) 姿勢」 にあるときに対応する。 この姿勢状態 3は、 ひがプ ラス 83度〜プラス 97度の範囲にあり、 かつ、 ?がマイナス 7度〜プラス 7度 の範囲にあるときに対応する。
この姿勢状態 3では、 回路ブロック 520において、 電極 Al、 電極 A 2、 電 極 A 4、 電極 A 5、 電極 A 6が互いに導通し、 抵抗 R2 (図示せず) が電極 A 1、 電極 A 2、 電極 A 4、 電極 A 5、 電極 A 6と直列に接続されるように構成される。 そして、 この姿勢状態 3では、 抵抗 R 2が、 4つのコイル 180、 180a, 180b、 180 cと直列に接続されるように構成される。 このときの抵抗 R 2 の値は、 基準値 Rr e f (オーム) の 3. 48倍 (すなわち 3. 48 xR r e f ) となるように構成される。
(姿勢状態 4)
図 15に示す姿勢状態 4は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計が 「3 時上 (3U)姿勢」 にあるときに対応する。 この姿勢状態 4は、 ひがマイナス 7 度〜プラス 7度の範囲にあり、 かつ、 ?がマイナス 83度〜マイナス 97度の範 囲にあるときに対応する。
この姿勢状態 4では、 回路プロック 520において、 電極 Al、 電極 A2、 電 極 A3、 電極 A 5、 電極 A 6が互いに導通し、 抵抗 R2 (図示せず) が電極 A 1、 電極 A 2、 電極 A 3、 電極 A 5、 電極 A 6と直列に接続されるように構成される。 そして、 この姿勢状態 4では、 抵抗 R 2が、 4つのコイル 180、 180a, 180b, 180 cと直列に接続されるように構成される。 このときの抵抗 R 2 の値は、 基準値 Rr e f (オーム) の 3. 48倍 (すなわち 3. 48 xRr e f ) となるように構成される。
(姿勢状態 5)
図 15に示す姿勢状態 5は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計が 「6 時上 (6U) 姿勢」 にあるときに対応する。 この姿勢状態 5は、 ひがマイナス 83度〜マイナス 97度の範囲にあり、 かつ、 3がマイナス 7度〜プラス 7度の 範囲にあるときに対応する。
この姿勢状態 5では、 回路ブロック 520において、 電極 Al、 電極 A 2、 電 極 A 3、 電極 A 4、 電極 A 6が互いに導通し、 抵抗 R2 (図示せず) が電極 A 1、 電極 A 2、 電極 A 3、 電極 A 4、 電極 A 6と直列に接続されるように構成される。 そして、 この姿勢状態 5では、 抵抗 R2が、 4つのコイル 180、 180a, 180b, 180 cと直列に接続されるように構成される。 このときの抵抗 R 2 の値は、 基準値 R r e f (オーム) の 3. 48倍 (すなわち 3. 48 xRr e f) となるように構成される。
(姿勢状態 6)
図 15に示す姿勢状態 6は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計が 「裏 平姿勢」 にあるときに対応する。 この姿勢状態 6は、 ひがプラス 173度〜ブラ ス 187度の範囲にあり、 かつ、 ?がマイナス 7度〜プラス 7度の範囲にあると きに対応する。
この姿勢状態 6では、 回路ブロック 520において、 電極 Al、 電極 A 2、 電 極 A 3、 電極 A 4、 電極 A 5が互いに導通し、 抵抗 R2 (図示せず) が電極 A 1、 電極 A2、 電極 A3、 電極 A4、 電極 A 5と直列に接続されるように構成される。 そして、 この姿勢状態 6では、 抵抗 R 2が、 4つのコイル 180、 180a, 180b, 180 cと直列に接続されるように構成される。 このときの抵抗 R2 の値は、 基準値 e f (オーム) の 3. 48倍 (すなわち 3. 48 xRr e f ) となるように構成される。
(姿勢状態 7〜18)
図 15に示す姿勢状態 7〜: L 8は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計 が「平姿勢」 でなく、 「裏平姿勢」 でなく、 「立姿勢」 でもない状態に対応する。 姿勢状態 7は、 ひがマイナス 7度〜マイナス 83度の範囲にあり、 かつ、 βお マイナス 7度〜プラス 7度の範囲にあるときに対応する。
この姿勢状態 7では、 回路ブロック 520において、 電極 A 2、 電極 A 3、 電 極 A 4、 電極 A 6が互いに導通し、 抵抗 R3 (図示せず) が電極 A 2、 電極 A 3、 電極 A4、 電極 A 6と直列に接続されるように構成される。 そして、 この姿勢状 態 7では、 抵抗 R3が、 4つのコイル 180、 180a, 180b, 180 cと 直列に接続されるように構成される。 このときの抵抗 R 3の値は、 基準値 R re f (オーム) の 1. 83倍 (すなわち 1. 83 xR r e f) となるように構成 される。
同様に、 図 15に示す姿勢状態 8~18において、 抵抗 R3が、 4つのコイル 180、 180 a, 180b, 180 cと直列に接続されるように構成される。
(姿勢状態 19〜26)
図 15に示す姿勢状態 19〜26は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時 計において、 文字板が垂直になっている状態に対応する。
姿勢状態 19は、 ひがマイナス 7度〜マイナス 83度の範囲にあり、 かつ、 β がマイナス 7度〜マイナス 83度の範囲にあるときに対応する。
この姿勢状態 19では、 回路ブロック 520において、 電極 Α2、 電極 A3、 電極 A 6が互いに導通し、 抵抗 R2 (図示せず) が電極 A 2、 電極 A 3、 電極 A 6と直列に接続されるように構成される。 そして、 この姿勢状態 19では、 抵抗 R2が、 4つのコイル 180、 180 a, 180b, 180 cと直列に接続され るように構成される。 このときの抵抗 R 2の値は、 基準値 Rref (オーム) の 3. 48倍 (すなわち 3. 48 xRr e f ) となるように構成される。
同様に、 図 15に示す姿勢状態 20〜26において、 抵抗 R2が、 4つのコィ ル 180、 180a, 180b, 180 cと直列に接続されるように構成される。 抵抗の基準値 Rr efは、 後述するてんぷ 140の回転を抑制するてんぷ 140ブレーキ力を考慮して決定する。 抵抗の基準値 Rr efは、 計算により求 めてもよいし、 実験により求めてもよい。
( 6 ) 本発明の姿勢検出装置の第 2の実施の形態
次に、 本発明の姿勢検出装置の第 2の実施の形態の構造について説明する。 図 19を参照すると、 姿勢検出装置 550は、 ほぼ立方体の形状を有するケー ス 550 aを有する。 ケース 550 aは、 頂壁 551と、 4つの側壁 552、
553、 554、 555と、 底壁 556とを含む。
ケース 550 aは、 ポリイミ ドなどのプラスチック、 ガラスエポキシ基板、 水 晶などの絶縁材料で形成される。
ケース 550 aにおいて、 頂壁 551は、 各側壁 552、 553、 554、
555のそれぞれと直交する。
底壁 556は、 各側壁 552、 553、 554、 555のそれぞれと直交する。 側壁 552は、 側壁 553、 側壁 555のそれぞれと直交する。
側壁 554は、 側壁 553、 側壁 555のそれぞれと直交する。
図 20を参照すると、 4つの電極 A 1 1、 A 12 A 13、 A 14が頂壁
551の内面に設けられる。 4つの電極 A 1 1、 A 12、 A 13、 A 14は、 ほ ぼ同じ大きさの正方形の形状を有し、 互いに絶縁されている。
4つの電極 A 21、 A 22、 A 23、 A 24が側壁 552の内面に設けられる。 4つの電極 A21、 A22、 A23、 A24は、 ほぼ同じ大きさの正方形の形状 を有し、 互いに絶縁されている。
4つの電極 A 31、 A32、 A33、 A 34が側壁 553の内面に設けられる。 4つの電極 A 31、 A32, A33, A34は、 ほぼ同じ大きさの正方形の形状 を有し、 互いに絶縁されている。
4つの電極 A41、 A 42、 A 43、 A 44が側壁 554の内面に設けられる。 4つの電極 A41、 A42、 A43、 A 44は、 ほぼ同じ大きさの正方形の形状 を有し、 互いに絶縁されている。
4つの電極 A 51、 A 52、 A 53、 A 54が側壁 554の内面に設けられる。 4つの電極 A 51、 A52、 A53、 A54は、 ほぼ正方形の形状を有し、 互い に絶縁されている。
4つの電極 A 61、 A 62、 A 63、 A 64が底壁 556の内面に設けられる。 4つの電極 A 61、 A62、 A63、 A64は、 ほぼ同じ大きさの正方形の形状 を有し、 互いに絶縁されている。
説明をわかりやすくするために、 図 20において、 電極 A 21〜A 24、 電極 A51〜A54、 電極 A 61〜A64をケース 550 aから離して図示するが、 それぞれの電極は、 ほぼ立方体を構成するように配置されている。 また、 それぞ れの電極は、 間隔を隔てて配置される。 すなわち、 それぞれの電極は、 互いに絶 縁されている。
そして、 それぞれの電極 A 1 1〜電極 A 64は、 ほぼ同一であるように構成さ れるのが好ましい。
図 20において、 前述した図 8と同様に、 ケース 550 aの立方体の重心 Gを 座標系の原点として定義する。 X軸、 X軸の正方向、 Y軸は、 Y軸の正方向、 Z 軸、 Z軸の正方向も、 前述した図 8と同様に定義する。
本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計の実施の形態においては、 X軸およ び Y軸が地板 102の表面と平行であり、 かつ、 文字板 104の表面と平行であ るように、 姿勢検出装置 550は地板 102に対して配置される。 したがって、 Ζ軸は、 地板 102の表面と垂直であり、 かつ、 文字板 104の表面と垂直であ るように、 姿勢検出装置 510は地板 102に対して構成される。
図 19を参照すると、 電極リード線 560がそれぞれの電極に接続される。 図 21を参照すると、 導電性流体 570がケース 550 aの中に収容される。 導電性流体 570は、 例えば、 水銀である。 導電性流体 570の体積は、 図 2 1 に示す例では、 ケース 55◦ aの体積の 1/48であるが、 ケース 550 aの体 積の 1/48〜; L/348であるのが好ましい。
図 21に示す状態は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計を 「平姿勢」 に配置したときの姿勢検出装置 510の状態を示している。 図 21に示す状態で は、 導電性流体 570は電極 A 23、 電極 A 24、 電極 A 33、 電極 A 34、 電 極 A 43、 電極 A 44、 電極 A 53、 電極 A 54、 電極 A 61、 電極 A 62、 電 極 A63、 電極 A 64に接触しているが、 他の電極には接触していない。 したが つて、 図 21に示す状態では、 導電性流体 570により、 電極 A 23、 電極 A 24、 電極 A33、 電極 A34、 電極 A43、 電極 A44、 電極 A53、 電極 A 54、 電極 A 61、 電極 A 62、 電極 A 63、 電極 A 64は短絡される (すなわ ち、 互いに導通する) 。
図 22を参照すると、 図 9に示す状態では、 回路プロック 580において、 電 極 A 23、 電極 A 24、 電極 A 33、 電極 A 34、 電極 A 43、 電極 A 44、 電 極 A 53、 電極 A 54、 電極 A 61、 電極 A 62、 電極 A 63、 電極 A 64が互 いに導通したときは、 抵抗 R 1がこれらの電極と直列に接続されるように第 1パ 夕一ン 581が形成される。 そして、 図 22に示すこの状態では、 第 1パターン
581により、 抵抗 R 1は、 4つのコイル 180、 180 a, 180b, 180 cと直列に接続されるように構成される。 図 23を参照すると、 文字板を水平面に対して 45度傾けて、 本発明の姿勢検 出装置を備えた機械式時計を配置したときの姿勢検出装置 550の状態を示して いる。 図 23に示すこの状態では、 導電性流体 570により、 電極 A23、 電極 A33、 電極 A 34、 電極 A43、 電極 A 61、 電極 A 62は短絡される (すな わち、 互いに導通する) 。
図 24を参照すると、 図 23に示す状態では、 回路ブロック 580において、 電極 A 23、 電極 A 33、 電極 A 34、 電極 A 43、 電極 A 61、 電極 A 62が 互いに導通したときは、 抵抗 R 2がこれらの電極と直列に接続されるように第 2 パターン 582が形成される。 そして、 図 23に示す状態では、 第 2パターン 582により、 抵抗 R 2は、 4つのコイル 180、 180 a, 180 b、 180 cと直列に接続されるように構成される。
図 25を参照すると、 文字板を水平面に対して 45度傾けた状態で、 図 23に 示す状態と異なる状態に本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計を配置したと きの姿勢検出装置 550の他の状態を示している。 図 25に示すこの状態では、 導電性流体 570により、 電極 A 23、 電極 A 33、 電極 A 6 1は短絡される (すなわち、 互いに導通する) 。
図 26を参照すると、 図 25に示す状態では、 回路プロック 580において、 電極 A 23、 電極 A 33、 電極 A 61が互いに導通したときは、 抵抗 R 3がこれ らの電極と直列に接続されるように第 3パターン 583が形成される。 そして、 図 25に示す状態では、 第 3パターン 583により、 抵抗 R3は、 4つのコイル 180、 180 a, 180b, 180 cと直列に接続されるように構成される。 このような姿勢検出装置 550について、 図 15と同様に、 本発明の姿勢検出 装置の第 2の実施の形態において、 種々の電極パターンの導通した状態と回路ブ ロックに設けられた抵抗の値の関係の一覧表を作成することができる。
すなわち、 種々の姿勢における本発明の姿勢検出装置の第 2の実施の形態につ いて、 回路ブロックの配線と抵抗の値は、 図 15に示す一覧表と同様に計算する こともできるし、 或いは、 実験により定めることができる。
図 28を参照すると、 姿勢状態 1は、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時 計が 「平姿勢」 にあるときに対応する。 この姿勢状態 1は、 ひがマイナス 2. 5 度〜プラス 2. 5度の範囲にあり、 かつ、 ?がマイナス 2. 5度〜プラス 2. 5 度の範囲にあるときに対応する。
この姿勢状態 1では、 電極 A 23、 電極 A 24、 電極 A 33、 電極 A 34、 電 極 A43、 電極 A44、 電極 A53、 電極 A 54、 電極 A 61、 電極 A 62、 電 極 A 63、 電極 A 64が互いに導通し、 抵抗 R 1がこれらの電極と直列に接続さ れるように構成される。 そして、 この姿勢状態 1では、 第 1パターン 581によ り、 抵抗 R 1が、 4つのコイル 180、 180a, 180b, 180 cと直列に 接続されるように構成される。 このときの抵抗 R 1の値を基準値 Rr e f (ォ一 ム) とする。
例えば、 4つのコイル 180、 180a, 180b, 180 cの合成抵抗値を、 1. 7キロオームとしたとき、 基準値 Rre fは 1. 2キロオームである。
図 28の姿勢状態 2は、 ひがマイナス 4. 5度〜プラス 85. 5度の範囲にあ り、 かつ、 がマイナス 14度〜プラス 14度の範囲にあるときに対応する。 この姿勢状態 2では、 電極 A23、 電極 A33、 電極 A34、 電極 A43、 電 極 A61、 電極 A62が互いに導通し、 抵抗 R 2がこれらの電極と直列に接続さ れるように構成される。 そして、 この姿勢状態 2では、 第 2パターン 582によ り、 抵抗 R 2は、 4つのコイル 180、 180 a, 180b, 180 cと直列に 接続されるように構成される。
図 28の姿勢状態 3は、 ひがほぼプラス 45度であり、 かつ、 ?がほぼプラス 45度であるときに対応する。
この姿勢状態 3では、 電極 A23、 電極 A33、 電極 A 61が互いに導通し、 抵抗 R 3がこれらの電極と直列に接続されるように構成される。 そして、 この姿 勢状態 3では、 第 3パターン 5 8 3により、 抵抗 R 3は、 4つのコイル 1 8 0、 1 8 0 a, 1 8 0 bN 1 8 0 cと直列に接続されるように構成される。
図 1 5に示す内容と同様に、 種々の姿勢状態について、 電極の導通状態と、 抵 抗の関係を決定することができる (図 2 8には、 すべてを図示していない) 。 な お、 図 2 8に示す姿勢の数値は、 導電性流体の量の応じて、 検出する姿勢の状態 が異なる。
また、 本発明の姿勢検出装置の第 2の実施の形態を備えた機器の姿勢を検出す るための回路の構成を示す代表的なブロック図を図 2 9に示す。
図 2 9を参照すると、 電極 A 1 1〜電極 A 6 4は、 それぞれ別個のリード線 (図示せず) により、 信号入力部 5 9 1に接続される。
信号入力部 5 9 1は、 全ての電極 A 1 1〜電極 A 6 4のうちで、 互いに導通し ている電極が、 どれとどれであるかを判定する。
姿勢状態記憶部 5 9 2は、 電極 A 1 1〜電極 A 6 1の導通状態と、 姿勢検出装 置の置かれた姿勢との間の姿勢に関する情報を記憶している。
姿勢判定部 5 9 2は、 信号入力部 5 9 1が出力する信号を入力し、 姿勢状態記 憶部 5 9 2が記憶している姿勢に関する情報を用いて、 姿勢検出装置の置かれた 姿勢を判定する。
姿勢の判定結果は、 例えば、 X軸となす角度、 Yとなす角度、 Zとなす角度で ある。
姿勢の判定結果は、 例えば、 X軸となす角度が基準値と比較して大きいか、 小 さいか、 Yとなす角度が基準値と比較して大きいか、 小さいか、 Zとなす角度が 基準値と比較して大きいか、 小さいかなどである。
姿勢判定結果出力部 5 9 4は、 姿勢判定部 5 9 2が出力する信号を入力し、 姿 勢検出装置の置かれた姿勢に関する信号を出力する。 出力部 5 9 5は、 姿勢検出装置の置かれた姿勢を表示し、 或いは、 姿勢検出装 置の置かれた姿勢に基づいて機器を制御するための信号を出力する。
例えば、 出力部 5 9 5は、 表示装置、 印刷装置、 発光装置などで構成されるの が好ましい。
また、 出力部 5 9 5が出力する、 姿勢検出装置の置かれた姿勢に基づいて機器 を制御するための信号により、 姿勢検出装置を備えた機器の姿勢を補正するよう に構成することができる。
なお、 図 2 9に示す回路は、 本発明の姿勢検出装置の第 1の実施の形態につい ても適用することができる。
( 7 ) 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計において、 コイルが導通してい ないときのてんぷの作動
図 3、 図 4、 図 1 8を参照して、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計に おいて、 コイル 1 8 0、 1 8 0 a, 1 8 0 b , 1 8 0 cが導通していないとき、 すなわち、 回路が開いているときのてんぷ 1 4 0の作動を説明する。
ひげぜんまい 1 4 0 cは、 てんぷ 1 4 0が回転する回転角度の応じて、 ひげぜ んまい 1 4 0 cの半径方向に伸縮する。 例えば、 図 3に示す状態では、 てんぷ 1 4 0が時計回り方向に回転すると、 ひげぜんまい 1 4 0 cはてんぷ 1 4 0の中 心に向かう方向に収縮し、 これに対して、 てんぷ 1 4 0が反時計回り方向に回転 すると、 ひげぜんまい 1 4 0 cはてんぷ 1 4 0の中心から遠ざかる方向に拡張す る。
このため、 図 4において、 てんぷ 1 4 0が時計回り方向に回転すると、 ひげぜ んまい 1 4 0 cは第 2接点部材 1 6 8 bに接近するように作動する。 これに対し て、 てんぷ 1 4 0が反時計回り方向に回転すると、 ひげぜんまい 1 4 0 cは第 1 接点部材 1 6 8 aに接近するように作動する。 てんぷ 140の回転角度 (振り角) が、 ある一定のしきい値、 例えば、 180 度未満である場合には、 ひげぜんまい 140 cの半径方向の伸縮量が少ないため に、 ひげぜんまい 140 cは第 1接点部材 168 aに接触せず、 第 2接点部材 168 bにも接触しない。
てんぷ 140の回転角度 (振り角) が、 ある一定のしきい値、 例えば、 180 度以上である場合には、 ひげぜんまい 140 cの半径方向の伸縮量が十分大き くなるために、 ひげぜんまい 140 cは第 1接点部材 168 aと第 2接点部材 168 bの両方に接触する。
例えば、 ひげぜんまい 140 cの外端部に近い部分 140 c tは、 第 1接点部 材 168 aと第 2接点部材 168bとの間の約 0. 04ミリメ一トルの隙間の中 に位置する。 したがって、 てんぷ 140の振り角が 0度を超えて 180度未満の 範囲内である状態では、 ひげぜんまい 140 cの外端部に近い部分 140 c tは、 第 1接点部材 168 aにも接触せず、 第 2接点部材 168 bにも接触しない。 す なわち、 ひげぜんまい 140 cの外端部が第 1接点部材 168aと接触せず、 第 2接点部材 168 bと接触しないので、 コイル 180、 180 a, 180 b, 180 cは導通せず、 てんぷ磁石 140 eの磁束はコイル 180、 180 a, 180b, 180 cに影響を及ぼすことはない。 その結果、 てんぷ 140の振り 角が、 てんぷ磁石 140 e及びコイリレ 180、 180 a、 180b, 180 cの 作用により減衰することはない。
(8) 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計において、 コイルが導通してい るときのてんぷの作動 次に、 図 16、 図 17及び図 18を参照して、 本発明の姿勢検出装置を備えた 機械式時計において、 コイル 180、 180 a, 180b、 180 cが導通して いるとき、 すなわち、 回路が閉じているときのてんぷ 140の作動を説明する。 すなわち、 図 16及び図 17は、 てんぷ 140の振り角が 180度以上であると きを示す。
なお図 17では、 ひげぜんまい 140 cの厚さ (てんぷの半径方向の厚さ) は 誇張して図示してある。
てんぷ 140の振り角が 180度以上になると、 ひげぜんまい 140 cの外端 部に近い部分 140 c tは、 第 1接点部材 168 a又は第 2接点部材 168bに 接触する。 このような状態では、 コイル 180、 180 a, 180b, 180 c は導通し、 てんぷ磁石 140 eの磁束の変化により発生する誘導電流により、 て んぷ 140の回転運動を抑制するような力をてんぷ 140に及ぼす。 そして、 こ の作用により, てんぷ 140の回転を抑制するてんぷ 140ブレーキ力を加えて、 てんぷ 140の振り角を減少させる。
そして、 てんぷ 140の振り角が 0度をこえて 180度未満の範囲まで減少す ると、 ひげぜんまい 140 cの外端部に近い部分 140 c tは、 第 1接点部材 168 aと接触せず、 第 2接点部材 168bと接触しない状態になる。 したがつ て、 図 3及び図 4に示すように、 ひげぜんまい 140 cの外端部が第 1接点部材 168 aと接触せず、 第 2接点部材 168bと接触しないので、 コイル 180、 180a、 180b, 180 cは導通せず、 てんぷ磁石 140 eの磁束はコイル 180、 180 a、 180b, 180 cに影響を及ぼさなくなる。
コイル 180、 180a, 180b, 180 cが導通しているとき、 すなわち、 回路が閉じているときに、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計が 「平姿 勢」 にある状態では、 抵抗 R 1が、 4つのコイル 180、 180 a, 180b, 180 cと直列に接続される。 したがって、 このような状態では、 コイル 180、 180 a, 180b、 180 cと抵抗 R 1が導通する。 そして、 てんぷ磁石 140 eの磁束の変化により発生する誘導電流により、 てんぷ 140の回転運動 を抑制するような力をてんぷ 140に及ぼす。 すなわち、 てんぷ 140の回転を 抑制するために、 抵抗の値 Rref (オーム) に対応した大きさのブレーキ力を てんぷ 140に加え、 てんぷ 140の振り角を減少させる。
コイル 180、 180a, 180b, 180 cが導通しているとき、 すなわち、 回路が閉じているときに、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計が 「平姿 勢」 でなく、 「裏平姿勢」 でなく、 「立姿勢」 でもない状態では、 抵抗 R3が、 4つのコイル 180、 180a, 180b, 180 cと直列に接続される。 この ときの抵抗 R 3の値は、 基準値 Rre f (オーム) の 1. 83倍 (すなわち 1. 83 xR r e f ) である。
このような状態では、 コイル 180、 180 a, 180b, 180 cと抵抗 R 3が導通する。 そして、 てんぷ磁石 140 eの磁束の変化により発生する誘導電 流により、 てんぷ 140の回転運動を抑制するような力をてんぷ 140に及ぼす。 すなわち、 てんぷ 140の回転を抑制するために、 抵抗の値 1. 83 xRr e f (オーム) に対応した大きさのブレーキ力をてんぷ 140に加え、 てんぷ 140の振り角を減少させる。
このように抵抗の値を設定することにより、 本発明の姿勢検出装置を備えた機 械式時計が 「立姿勢」 でなく、 「平姿勢」 でなく、 「裏平姿勢」 でない状態にお けるブレーキ力は、 この機械式時計が 「平姿勢」 および 「裏平姿勢」 にある状態 におけるブレーキ力より小さくなるように構成されている。 また、 本発明の姿勢 検出装置を備えた機械式時計が「立姿勢」 でなく、 「平姿勢」 でなく、 「裏平姿 勢」 でない状態におけるブレーキ力は、 この機械式時計が 「立姿勢」 にある状態 におけるブレーキ力より大きくなるように構成されている。
コイル 180、 180 a, 180b, 180 cが導通しているとき、 すなわち、 回路が閉じているときに、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計が 「立姿 勢」 にある状態では、 抵抗 R2が、 4つのコイル 180、 180 a, 180b, 1 8 0 cと直列に接続される。 このときの抵抗 R 2の値は、 基準値 R r e f (ォ —ム) の 3 . 4 8倍 (すなわち 3 . 4 8 x R r e f ) である。
このような状態では、 コイル 1 8 0、 1 8 0 a, 1 8 0 b, 1 8 0 cと抵抗 R 2が導通する。 そして、 てんぷ磁石 1 4 0 eの磁束の変化により発生する誘導電 流により、 てんぷ 1 4 0の回転運動を抑制するような力をてんぷ 1 4 0に及ぼす。 すなわち、 てんぷ 1 4 0の回転を抑制するために、 抵抗の値 3 . 4 8 x R r e f (オーム) に対応した大きさのブレーキ力をてんぷ 1 4 0に加え、 てんぷ 1 4 0の振り角を減少させる。
このように抵抗の値を設定することにより、 本発明の姿勢検出装置を備えた機 械式時計が 「立姿勢」 にある状態におけるブレーキ力は、 この機械式時計が「平 姿勢」 および 「裏平姿勢」 にある状態におけるブレーキ力より小さくなるように 構成されている。
このように構成した本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計では、 機械式時 計のさまざまな姿勢に対応して、 極めて正確にてんぷ 1 4 0の回転角度を制御す ることができる。
本発明は、 以上説明したように、 脱進,調速装置が右回転と左回転を繰り返す てんぷと、 表輪列の回転に基づいて回転するがんぎ車と、 てんぷの作動に基づい てがんぎ車の回転を制御するアンクルとを含むように構成された機械式時計にお いて、 本発明の姿勢検出装置を使用することにより、 機械式時計のさまざまな姿 勢に対応して、 てんぷ回転角度を制御することができる。 したがって、 機械式時 計の持続時間を減らすことなく、 機械式時計の精度を向上させることができる。 すなわち、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計においては、 瞬間歩度と 振り角との間の相関関係に着目し、 機械式時計のさまざまな姿勢に対応して、 て んぷ回転角度を制御して、 振り角を一定に保つことにより、 瞬間歩度の変化を抑 制し、 1曰当たりの時計の進み、 遅れを少なくするように調節するようにした。 これに対して、 従来の姿勢検出装置をもたない機械式時計では、 持続時間と振 り角との間の関係により、 振り角が時間の経過とともに変化する。 さらに、 振り 角と瞬間歩度の関係により、 瞬間歩度が時間の経過とともに変化する。 そのうえ、 機械式時計の姿勢と瞬間歩度の関係により、 瞬間歩度が時間の経過とともに変化 する。
このため、 従来の姿勢検出装置をもたない機械式時計では、 一定の精度を維持 することができる、 機械式時計の持続時間を長くするのが困難であった。
( 9 ) 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計についての瞬間歩度に関するシ ュレーション 次に、 このような従来の姿勢検出装置をもたない機械式時計の課題を解決する ために開発した、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計について行った瞬間 歩度に関するシミュレ一ションの結果を説明する。
図 2 7を参照すると、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計では、 最初に、 図 2 7に X印のプロットと細線で示すように、 機械式時計の瞬間歩度を進めた状 態に調節する。 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計では、 てんぷ 1 4 0が、 ある角度以上回転した場合、 ひげぜんまい 1 4 0 cの外端部が第 1接点部材 1 6 8 a又は第 2接点部材 1 6 8 bと接触すると、 ひげぜんまい 1 4 0 cの有効 長さが短くなるので、 瞬間歩度はなお一層進む。
すなわち、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計において、 ひげぜんまい
1 4 0 cの外端部が第 1接点部材 1 6 8 aと接触せず、 第 2接点部材 1 6 8 bと 接触しない状態では、 図 2 7に X印のプロットと細線で示すように、 ぜんまいを 完全に卷き上げた状態で歩度は約 1 8秒/日であり ( 1日につき約 1 8秒進み) 、 全巻き状態から 2 0時間経過すると瞬間歩度は約 1 3秒/日になり ( 1日につき 約 1 3秒進み) 、 全巻き状態から 3 0時間経過すると瞬間歩度は約一 2秒/日に なる ( 1日につき約 2秒遅れる) 。
そして、 この本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計において、 てんぷ回転 角度制御機構を作動させないと仮定すると、 図 2 7に X印のプロッ卜と細線で示 すように、 ひげぜんまい 1 4 0 cの外端部が第 1接点部材 1 6 8 a又は第 2接点 部材 1 6 8 bと接触した状態では、 ぜんまいを完全に巻き上げた状態で歩度は約 1 8秒/日であり ( 1日につき約 1 8秒進み) 、 全卷き状態から 2 0時間経過す ると瞬間歩度は約 1 3秒/日になり ( 1日につき約 1 3秒進み) 、 全卷き状態か ら 3 0時間経過すると瞬間歩度は約一 2秒/日になる ( 1日につき約 2秒遅れ る) 。
これに対して、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計において、 てんぷ回 転角度制御機構を作動させたときには、 図 2 7に黒丸のプロッ卜と極太線で示す ように、 てんぷ回転角度制御機構が作動する状態、 すなわち、 ぜんまいを完全に 巻き上げた状態から、 2 7時間経過するまでは、 瞬間歩度は約 5秒/日を維持す ることができ ( 1日につき約 5秒進んだ状態を維持し) 、 全卷き状態から 3 0時 間経過すると瞬間歩度は約一 2秒/日になる ( 1日につき約 2秒遅れる) 。 そして、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計においては、 機械式時計の さまざまな姿勢に対応して、 てんぷ回転角度を制御するように構成されている。 したがって、 機械式時計がどのような姿勢にあるときでも、 振り角をほぼ一定に 保つことができる。
その結果、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計においては、 機械式時計 がどのような姿勢にあるときでも、 図 2 7に黒丸のプロッ卜と極太線で示す特性 を維持することが出来る。
本発明により、 小形で高精度な姿勢検出装置を実現することができる。
したがって、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計は、 機械式時計がどの ような姿勢にあるときでも、 極めて効果的に、 てんぷの振り角を制御することが できる。 したがって、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計は、 時計の瞬間 歩度の変化を抑制することができ、 図 2 7に四角のプロッ卜と太線で示す従来の 本発明の姿勢検出装置をもたない機械式時計と比較すると、 瞬間歩度が約 0〜 5 秒/日である全巻からの経過時間を長くすることができる。
すなわち、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計は、 瞬間歩度が約ブラ ス ·マイナス 5秒/日以内である持続時間が約 3 2時間である。 この持続時間の 値は、 従来の本発明の姿勢検出装置をもたない機械式時計における瞬間歩度が約 プラス 'マイナス 5秒/日以内である持続時間、 約 2 2時間の約 1 . 4 5倍であ る。
したがって、 本発明の姿勢検出装置を備えた機械式時計は、 従来の機械式時計 と比較して、 非常に精度がよいというシミュレーシヨンの結果が得られた。
〔産業上の利用可能性〕
本発明の姿勢検出装置は、 小形で高精度である。
したがって、 本発明の姿勢検出装置は、 簡単な構造を有し、 精度が非常によい 機械式時計を実現するのに適している。
更に、 本発明の姿勢検出装置は、 小形で高精度であるので、 工作機械、 測定機 械、 映像機器、 記録機器などに使用することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 六面体の形状を有するケース (5 10 a) と、
該ケース (5 10 a) の内面に対してそれぞれ 1つずつ配置された電極 (A 1 〜A6) と、
前記ケース (510 a) の中に収容された導電性流体 ( 530) とを含み、 前記電極 (A 1〜A6) は互いに絶縁されていることを特徴とする姿勢検出装 置。
2. 導電性流体 ( 530) は、 電極 (A1〜A6) のうちの 5つに接触する状 態と、 電極 (A 1〜A6) のうちの 4つに接触する状態と、 電極 (A 1〜A6) のうちの 3つに接触する状態とをとるように構成されていることを特徴とする請 求項 1に記載の姿勢検出装置。
3. 電極 (A1〜A6) はほぼ正方形の形状を有し、 それぞれの電極 (A1〜八 6 ) の形状はほぼ同一であるように構成されていることを特徴とする請求項 1ま たは請求項 2に記載の姿勢検出装置。
4. 六面体の形状を有するケース (510 a) と、
該ケース (510 a) の内面に対してそれぞれ複数配置された電極 (A1 1〜 A64) と、
前記ケース (510 a) の中に収容された導電性流体 ( 570) とを含み、 前記電極 (A l 1〜A64) は互いに絶縁されていることを特徴とする姿勢検 出装置。
5. 電極 (A l 1〜A64) はほぼ正方形の形状を有し、 それぞれの電極 (A 1 1〜A64) の形状はほぼ同一であるように構成されていることを特徴と する請求項 4に記載の姿勢検出装置。
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