JP3239858B2 - Electronic device and control method thereof - Google Patents

Electronic device and control method thereof

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JP3239858B2
JP3239858B2 JP26853298A JP26853298A JP3239858B2 JP 3239858 B2 JP3239858 B2 JP 3239858B2 JP 26853298 A JP26853298 A JP 26853298A JP 26853298 A JP26853298 A JP 26853298A JP 3239858 B2 JP3239858 B2 JP 3239858B2
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博之 小島
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、計時装置などのス
テッピングモータを備えた電子機器およびその制御方法
に関し、特に、ステッピングモータを早送り可能な電子
機器およびその制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic device having a stepping motor, such as a timing device, and a control method therefor, and more particularly to an electronic device capable of rapidly moving a stepping motor and a control method therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】ステッピングモータは、パルスモータ、
ステッピングモータ、階動モータあるいはデジタルモー
タなどとも称され、デジタル制御装置のアクチュエータ
として多用されているパルス信号によって駆動されるモ
ータである。近年、携帯に適した小型の電子機器が開発
されており、これらのアクチュエータとして小型、軽量
化されたステッピングモータが多く採用されている。こ
のような電子装置の代表的なものが電子時計、時間スイ
ッチ、クロノグラフといった計時装置である。
2. Description of the Related Art A stepping motor is a pulse motor,
It is also called a stepping motor, a stepping motor or a digital motor, and is a motor driven by a pulse signal that is frequently used as an actuator of a digital control device. 2. Description of the Related Art In recent years, small electronic devices suitable for carrying have been developed, and small and lightweight stepping motors have been often used as these actuators. A typical example of such an electronic device is a clock device such as an electronic timepiece, a time switch, or a chronograph.

【0003】この計時装置などに用いられるステッピン
グモータ10は、図7に示すように2極磁化された円盤
状のロータ13の外側がノッチ状に凹んだ磁気飽和部1
7を介して連結された一体型のステータ12の内部で回
転するようになっており、1Hzなどの適当な周波数の
駆動パルスによってロータ13が順次回転し、その駆動
力により運針できるようになっている。運針ミスをなく
すためには、ロータ13が駆動パルスによって正常に回
転したか否かを確認することが重要であり、そのために
図8に示すような駆動用コイルにロータ13の回転によ
って逆誘起された電流あるいは電圧を検出している。
As shown in FIG. 7, a stepping motor 10 used in this time counting device or the like has a magnetically saturated portion 1 in which a two-pole magnetized disk-shaped rotor 13 has a notch-like concave outside.
7, the rotor 13 is rotated by a driving pulse of an appropriate frequency such as 1 Hz, and the hands can be moved by the driving force. I have. In order to eliminate hand movement errors, it is important to check whether or not the rotor 13 has been normally rotated by the drive pulse. For this reason, the drive coil as shown in FIG. Current or voltage detected.

【0004】この図に示すように、ロータ13の回転に
起因して逆誘起された電流(逆誘起電流)は、安定位置
から略90度の位置を通過するときに駆動パルスDPと
逆極側の第1のピークPM1が表れる。さらに、ロータ
13が移動すると、逆誘起電流が0となる位置Aを過ぎ
て、移動先(逆極側)である180度回転した逆極側の
安定位置Bを通過するときに駆動パルスDPと同極側の
大きな第1のピークPP1が表れる。その後、ロータ1
3が安定して停止するまでの揺れ(振動)に伴って第2
のピークPM2およびPP2などが発生する。
[0004] As shown in the figure, a current (back-induced current) reversely induced due to the rotation of the rotor 13 is substantially opposite to the driving pulse DP when passing through a position approximately 90 degrees from the stable position. A first peak PM1 appears. Further, when the rotor 13 moves, it passes through the position A where the back induced current becomes 0, and passes through the stable position B on the reverse pole side rotated by 180 degrees, which is the destination (reverse pole side). A large first peak PP1 on the same pole side appears. Then, rotor 1
With the shaking (vibration) until 3 stops stably, the second
Peaks PM2 and PP2 occur.

【0005】第1のピークPM1あるいはPP1は、強
度は高いが駆動パルスDPの過渡電流TWなどの影響が
あるので、駆動パルスDPと第1のピークPM1あるい
はPP1を時間的に分離することが難しい。このため
に、従来の通常運針時においては強度は低いが分離の容
易な第2のピークPM2あるいはPP2が回転検出に用
いられており、強度を上げるためにチョッパパルスによ
ってチョッパ増幅するなどの方法が採用されている。
The first peak PM1 or PP1 has a high intensity but is affected by the transient current TW of the drive pulse DP and the like, so that it is difficult to temporally separate the drive pulse DP from the first peak PM1 or PP1. . For this reason, in the conventional normal hand operation, the second peak PM2 or PP2, which is low in intensity but easy to separate, is used for rotation detection, and a method such as chopper amplification by a chopper pulse to increase the intensity is used. Has been adopted.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】近年、腕時計装置など
の計時装置には様々な機能が盛り込まれるようになって
おり、その1つとしてステッピングモータを通常運針時
よりも高速で動かして、自動的に、あるいはマニュアル
で時刻合わせを行う機能がある。ステッピングモーアを
高速で動かす早送りを行う際は、通常の駆動パルスより
も間隔(周期)の短い早送り用の駆動パルスを供給する
必要がある。さらに、時刻合わせを行うためには早送り
中も運針ミス、すなわち、ロータの回転ミスはないよう
に駆動する必要がある。このためには、できるだけ早い
タイミングでロータ13の回転の有無を判断する必要が
あり、第1のピークPM1、PP1あるいはこれらに関
連する現象、例えば、逆誘起電流の極性が反転する現象
を捉えることが望ましい。このため、駆動用コイルとは
別に、検出用コイルをステータ12に巻いて、この検出
用コイルで発生する逆誘起電流を検出することが考えら
れている。駆動用コイルとは回路的に分離された検出用
コイルであれば、駆動パルスに伴う過渡電流などの影響
が少なくなるので第1のピークPM1およびPP1ある
いはこれらに関連する現象を捉えやすくなる。
In recent years, various functions have been incorporated into a time measuring device such as a wristwatch device. One of the functions is to automatically move a stepping motor at a higher speed than during normal hand operation. There is a function to set the time manually or manually. When performing fast-forward in which the stepping mower is moved at a high speed, it is necessary to supply a fast-forward drive pulse having a shorter interval (cycle) than a normal drive pulse. Furthermore, in order to set the time, it is necessary to drive the hand so that there is no hand movement error during fast-forwarding, that is, no rotation error of the rotor. For this purpose, it is necessary to determine the presence or absence of rotation of the rotor 13 as early as possible, and to capture the first peaks PM1, PP1 or a phenomenon related thereto, for example, a phenomenon in which the polarity of the back induced current is reversed. Is desirable. For this reason, it has been considered that a detection coil is wound around the stator 12 separately from the drive coil to detect a counter-induced current generated in the detection coil. If the detection coil is separated from the driving coil in terms of a circuit, the influence of a transient current or the like accompanying the driving pulse is reduced, so that the first peaks PM1 and PP1 or a phenomenon related thereto can be easily captured.

【0007】しかしながら、図8に示したように、検出
用コイルには逆誘起電流が流れるので、これによりロー
タ13の回転を妨げる方向の磁場が発生する。このた
め、検出用コイルはロータ13の動きに対して電磁ブレ
ーキとなり、このブレーキ力を考慮した駆動力が得られ
るように駆動パルスの実効電力を大きくする必要があ
る。したがって、ステッピングモータを駆動するための
消費電力が増大してしまう。特に、早送りを行うときは
ロータ13の回転速度が上がるので検出用コイルの生ず
る逆誘起電流も大きくなり、これに伴って検出用コイル
のブレーキ力も大きくなる。したがって、このブレーキ
力に打ち勝って増速するためにはさらに実効電力の大き
な駆動パルスが必要となり消費電力も増大する。また、
速度が速くなると益々ブレーキ力も大きくなるので速度
を上げることは難しくなる。
However, as shown in FIG. 8, a counter-induced current flows through the detection coil, and thus a magnetic field is generated in a direction that hinders the rotation of the rotor 13. For this reason, the detection coil becomes an electromagnetic brake for the movement of the rotor 13, and it is necessary to increase the effective power of the drive pulse so as to obtain a drive force in consideration of the brake force. Therefore, power consumption for driving the stepping motor increases. In particular, when fast-forwarding, the rotational speed of the rotor 13 increases, so that the counter-induced current generated by the detection coil also increases, and the braking force of the detection coil also increases accordingly. Therefore, in order to overcome this braking force and increase the speed, a drive pulse having a larger effective power is required, and the power consumption also increases. Also,
As the speed increases, the braking force also increases, making it difficult to increase the speed.

【0008】そこで、本発明においては、ステッピング
モータを有する電子機器において、検出用コイルを設け
ることにより、できるだけ早いタイミングでロータの回
転の有無が確認できると共に、検出用コイルを流れる逆
誘起電流によるブレーキ現象を緩和できる電子機器およ
びその制御方法を提供することを目的としている。そし
て、ステッピングモータを早送りするときの消費電力を
低減でき、また、早送りを高速で安定して行うことがで
きる電子機器を提供することを目的としている。
Therefore, in the present invention, in an electronic device having a stepping motor, by providing a detection coil, the presence or absence of rotation of the rotor can be checked at the earliest possible timing, and a brake by a counter-induced current flowing through the detection coil is provided. It is an object of the present invention to provide an electronic device capable of alleviating the phenomenon and a control method thereof. It is another object of the present invention to provide an electronic device capable of reducing power consumption when the stepping motor is fast-forwarded and capable of performing the fast-forward at high speed and stably.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このため、本発明のステ
ッピングモータを備えた電子機器においては、駆動パル
スが供給されるときは検出用コイルを開放(オープン)
し、その後、ロータの位置検出を行うタイミングのとき
に短絡(ショート)することにより逆誘起電流によるブ
レーキ力を緩和するようにしている。すなわち、本発明
の電子機器は、駆動用コイルおよび検出用コイルを備え
たステータ内で多極磁化されたロータが回転駆動される
ステッピングモータと、駆動用コイルに対しロータを駆
動するための駆動パルスを供給可能な駆動制御手段と、
ロータの回転によりステータの検出用コイルに誘起され
た逆誘起電力を検出可能な位置検出手段と、駆動パルス
が供給されている間は検出用コイルを開放し、その後、
前記検出用コイルを短絡して前記ロータの位置検出を行
う検出用コイル制御手段とを有している。また、本発明
の駆動用コイルおよび検出用コイルを備えたステータ内
で多極磁化されたロータが回転駆動されるステッピング
モータを有する電子機器の制御方法は、検出用コイルを
開放して駆動用コイルに対し前記ロータを駆動する駆動
パルスを供給する駆動工程と、検出用コイルを短絡して
前記ロータの回転によりステータの検出用コイルに誘起
された逆誘起電力を検出する位置検出工程とを有してい
る。
For this reason, in an electronic apparatus having a stepping motor according to the present invention, when a drive pulse is supplied, a detection coil is opened.
Then, the braking force due to the back induced current is reduced by short-circuiting at the timing of detecting the position of the rotor. That is, the electronic apparatus of the present invention includes a stepping motor in which a multipolar magnetized rotor is rotationally driven in a stator having a driving coil and a detecting coil, and a driving pulse for driving the rotor with respect to the driving coil. Drive control means capable of supplying
Position detection means capable of detecting the counter-induced power induced in the detection coil of the stator due to the rotation of the rotor, and opening the detection coil while the drive pulse is being supplied,
Detecting coil control means for detecting the position of the rotor by short-circuiting the detecting coil. Further, according to the present invention, there is provided a control method of an electronic device having a stepping motor in which a multi-polarized rotor is rotationally driven in a stator having a driving coil and a detecting coil. A driving step of supplying a driving pulse for driving the rotor, and a position detecting step of short-circuiting a detecting coil and detecting a counter-induced power induced in the detecting coil of the stator by rotation of the rotor. ing.

【0010】駆動パルスを供給している間、検出用コイ
ルを開放すれば、検出用コイルには逆誘起電流が流れな
い。したがって、駆動パルスが供給されている間は、検
出用コイルが電磁ブレーキとして作用するのを防止でき
る。一方、駆動パルスが供給された後に検出用コイルを
短絡することにより、ロータが回転していれば検出用コ
イルに逆誘起電力が発生する。そして、検出用コイルは
駆動用コイルと分離されているので、駆動パルスによる
過渡電流の影響の少ない。このため、検出用コイルで発
生した逆誘起電力のピークあるいはこれに関わるゼロク
ロスなどの現象を検出しやすくなる。したがって、最初
のピークあるいはそれに関わる現象を判定して早期にロ
ータの回転の有無を判断できる。このように、本発明の
電子機器あるいは電子機器の制御方法によれば、検出用
コイルのブレーキ作用が緩和されるので、実効電力の小
さな駆動パルスでステッピングモータを駆動することが
でき、早送りするときは早いタイミングでロータの回転
を判断できる。したがって、ロータを低消費電力で高速
回転させることができ、早送りを安定して行うことがで
きる。
[0010] If the detection coil is opened while the drive pulse is being supplied, no counter-induced current flows through the detection coil. Therefore, while the drive pulse is being supplied, the detection coil can be prevented from acting as an electromagnetic brake. On the other hand, by short-circuiting the detection coil after the supply of the drive pulse, a counter-induced power is generated in the detection coil if the rotor is rotating. Since the detection coil is separated from the drive coil, the influence of the transient current due to the drive pulse is small. For this reason, it is easy to detect a phenomenon such as a peak of the back induced power generated in the detection coil or a zero cross related thereto. Therefore, the presence or absence of rotation of the rotor can be determined at an early stage by determining the first peak or a phenomenon related thereto. As described above, according to the electronic device or the control method of the electronic device of the present invention, the braking action of the detection coil is reduced, so that the stepping motor can be driven by a drive pulse having a small effective power, and the Can determine the rotation of the rotor at an early timing. Therefore, the rotor can be rotated at high speed with low power consumption, and fast-forwarding can be performed stably.

【0011】このように、本発明の電子機器およびその
制御方法は、ステッピングモータに通常の駆動パルスに
対し間隔の短い早送り用の駆動パルスを供給して早送り
するのに適したものである。一方、通常の駆動パルスで
ロータを駆動するときは、ロータを実効電力の低い駆動
パルスで駆動すると共に、所定の角度、例えば計時装置
では180度回転した後に、その位置でいったん安定さ
せることが望ましい。これに対し、早送りするときは、
ある位置で安定させることなく連続してロータが回転す
ることが望ましい。このためには、駆動制御手段が通常
の駆動パルスと、これに対し間隔の短い早送り用の駆動
パルスの両方を供給可能な電子機器においては、駆動制
御手段は、さらに、早送り用の駆動パルスを供給した後
は駆動用コイルを開放し、通常の駆動パルスを供給した
後は駆動用コイルを短絡することが望ましい。また、駆
動工程で通常の駆動パルスおよびこの通常の駆動パルス
より間隔の短い早送り用の駆動パルスを供給可能な電子
機器の制御方法においては、早送り用の駆動パルスを供
給した後は、駆動用コイルを開放する工程と、通常の駆
動パルスを供給した後は、前記駆動用コイルを短絡する
工程とをさらに設けることが望ましい。
As described above, the electronic apparatus and the control method thereof according to the present invention are suitable for supplying a stepping motor with a fast-forward driving pulse having a short interval with respect to a normal driving pulse to perform fast-forwarding. On the other hand, when the rotor is driven by a normal drive pulse, it is desirable that the rotor be driven by a drive pulse having a low effective power and be rotated at a predetermined angle, for example, 180 degrees in a timepiece, and then be stabilized once at that position. . On the other hand, when fast-forwarding,
It is desirable that the rotor rotate continuously without stabilizing at a certain position. For this purpose, in an electronic device in which the drive control means can supply both a normal drive pulse and a fast-forward drive pulse with a short interval, the drive control means further supplies a fast-forward drive pulse. It is desirable to open the driving coil after the supply, and short-circuit the driving coil after supplying the normal driving pulse. Further, in a control method of an electronic device capable of supplying a normal drive pulse and a fast-forward drive pulse having a shorter interval than the normal drive pulse in the drive step, after supplying the fast-forward drive pulse, the drive coil And a step of short-circuiting the drive coil after supplying a normal drive pulse.

【0012】通常の駆動パルスを供給した後に駆動用コ
イルを短絡することにより駆動用コイルに逆誘起電流が
流れるので駆動用コイルを電磁ブレーキとして作用させ
ることができる。この場合は、駆動用コイルにも逆誘起
電流が流れ、通常の駆動パルスは間隔が長いのでロータ
の回転を逆誘起電流の第2のピークなどを用いて検出す
る余裕もある。したがって、駆動用コイルを流れる逆誘
起電流でロータの回転の有無を判断することができる。
もちろん、検出用コイルを短絡してブレーキ力を増加さ
せると共に、検出用コイルを流れる逆誘起電流からロー
タの回転の有無を判断することもできる。
By short-circuiting the drive coil after supplying a normal drive pulse, a counter-induced current flows through the drive coil, so that the drive coil can act as an electromagnetic brake. In this case, a counter-induced current also flows through the driving coil, and the normal drive pulse has a long interval, so that there is room for detecting the rotation of the rotor using the second peak of the counter-induced current. Therefore, the presence or absence of rotation of the rotor can be determined based on the back induced current flowing through the driving coil.
Of course, the detection coil can be short-circuited to increase the braking force, and the presence or absence of rotation of the rotor can be determined from the counter-induced current flowing through the detection coil.

【0013】一方、早送り用の駆動パルスを供給した後
に駆動用コイルを開放すると、駆動用コイルを逆誘起電
流が流れなくなるので、駆動用コイルが電磁ブレーキと
して作用するのを防止できる。したがって、ロータの動
きに対してブレーキとなる力が弱くなり、ロスが減るの
でロータを実効電力の小さな駆動パルスで高速回転でき
る。駆動用コイルを開放しても検出用コイルを短絡する
ことによって検出用コイルを流れる逆誘起電流によりロ
ータの回転の有無を判断できることは上述した通りであ
る。
On the other hand, if the driving coil is opened after supplying the driving pulse for fast-forward, the back induced current does not flow through the driving coil, so that the driving coil can be prevented from acting as an electromagnetic brake. Therefore, the force acting as a brake against the movement of the rotor is weakened and the loss is reduced, so that the rotor can be rotated at a high speed with a drive pulse having a small effective power. As described above, even if the driving coil is opened, the presence or absence of rotation of the rotor can be determined based on the counter-induced current flowing through the detection coil by short-circuiting the detection coil.

【0014】このように、本発明の電子機器およびその
制御方法においては、駆動用コイルと検出用コイルを分
離すると共に、ロータを高速で回転するときは、駆動用
コイルは駆動パルスが供給されるときにだけ接続し、検
出用コイルは逆誘起電流の検出が必要とされるときにだ
け短絡できるようにしている。したがって、巻線数ある
いはその他の条件が駆動用および検出用に適したコイル
を用意でき、それぞれのコイルがその用途に用いられな
いときは電磁ブレーキとして作用するのを防止すること
ができる。また、通常の駆動パルスで駆動されるとき
は、駆動用コイルを短絡して電磁ブレーキとして利用す
ることも可能である。
As described above, in the electronic device and the control method thereof according to the present invention, the driving coil is separated from the detecting coil, and the driving coil is supplied with the driving pulse when the rotor is rotated at a high speed. Only when it is connected, the detection coil can be short-circuited only when the detection of the back induced current is required. Therefore, it is possible to prepare a coil having the number of windings or other conditions suitable for driving and detection, and to prevent each coil from acting as an electromagnetic brake when not used for the purpose. When driven by a normal drive pulse, the drive coil can be short-circuited and used as an electromagnetic brake.

【0015】さらに、駆動パルスをオフすると検出用コ
イルに高周波ノイズであるスパイクが発生する。したが
って、駆動用コイルおよび検出用コイルが共に開放され
たマスク期間を設けておくことが望ましい。
Further, when the drive pulse is turned off, spikes, which are high-frequency noises, occur in the detection coil. Therefore, it is desirable to provide a mask period in which both the driving coil and the detection coil are open.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に図面を参照しながら本発明
をさらに詳細に説明する。図1にステッピングモータを
用いた腕時計装置などの計時装置の一例を示してある。
この計時装置1は、ステッピングモータ10と、このス
テッピングモータ10を駆動する制御装置20と、ステ
ッピングモータ10の動きを伝達する輪列50、および
輪列50によって運針される秒針61、分針62および
時針63を備えている。ステッピングモータ10は、制
御装置20から供給される駆動パルスによって磁力を発
生する駆動用コイル11と、この駆動用コイル11によ
って励磁されるステータ12と、さらに、ステータ12
の内部において励磁される磁界により回転するロータ1
3を備えており、ロータ13がディスク状の2極の永久
磁石によって構成されたPM型(永久磁石回転型)のス
テッピングモータ10となっている。ステータ12に
は、駆動用コイル11で発生した磁力によって異なった
磁極がロータ13の回りのそれぞれの相(極)15およ
び16に発生するように磁気飽和部17が設けられてい
る。また、ロータ13の回転方向を規定するために、ス
テータ12の内周の適当な位置には内ノッチ18が設け
られており、コギングトルクを発生させてロータ13が
適当な位置に停止するようにしている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a timing device such as a wristwatch device using a stepping motor.
The timekeeping device 1 includes a stepping motor 10, a control device 20 for driving the stepping motor 10, a wheel train 50 for transmitting the movement of the stepping motor 10, and a second hand 61, a minute hand 62 and an hour hand driven by the wheel train 50. 63 is provided. The stepping motor 10 includes a driving coil 11 that generates a magnetic force by a driving pulse supplied from a control device 20, a stator 12 that is excited by the driving coil 11,
Rotor 1 rotated by a magnetic field excited inside the rotor
The rotor 13 is a stepping motor 10 of the PM type (permanent magnet rotating type) in which the rotor 13 is constituted by a disk-shaped two-pole permanent magnet. The stator 12 is provided with a magnetic saturation portion 17 so that different magnetic poles are generated in the respective phases (poles) 15 and 16 around the rotor 13 by the magnetic force generated by the driving coil 11. Further, an inner notch 18 is provided at an appropriate position on the inner periphery of the stator 12 to regulate the rotation direction of the rotor 13, so that cogging torque is generated so that the rotor 13 stops at an appropriate position. ing.

【0017】ステッピングモータ10のロータ13の回
転は、かなを介してロータ13に噛合された五番車5
1、四番車52、三番車53、二番車54、日の裏車5
5および筒車56からなる輪列50によって各針に伝達
される。四番車52の軸には秒針61が接続され、二番
車54には分針62が接続され、さらに、筒車56には
時針63が接続されており、ロータ13の回転に連動し
てこれらの各針によって時刻が表示される。輪列50に
は、さらに、年月日などの表示を行うための伝達系など
(不図示)を接続することももちろん可能である。
The rotation of the rotor 13 of the stepping motor 10 is controlled by the fifth wheel & pinion 5 meshed with the rotor 13 through a pinion.
1, fourth wheel 52, third wheel 53, second wheel 54, minute wheel 5
The power is transmitted to each hand by a train wheel 50 including the wheel 5 and the hour wheel 56. A second hand 61 is connected to the axis of the fourth wheel & pinion 52, a minute hand 62 is connected to the second wheel & pinion 54, and an hour hand 63 is connected to the hour wheel & pinion 56. The hands indicate the time. It is of course possible to connect a transmission system (not shown) for displaying the date and the like to the wheel train 50.

【0018】この計時装置1では、ステッピングモータ
10の回転によって時刻を表示するために、ステッピン
グモータ10には基準となる周波数の信号をカウント
(計時)して定期的に駆動パルスが供給される。ステッ
ピングモータ10を制御する本例の制御装置20は、水
晶振動子などの基準発振源21を用いて基準周波数の基
準パルスやパルス幅やタイミングの異なるパルス信号を
発生するパルス合成回路22と、パルス合成回路22か
ら供給された種々のパルス信号に基づきステッピングモ
ータ10を制御する駆動制御回路25と、ロータ13の
回転検出を行うための検出回路75を備えている。
In this timekeeping device 1, in order to display the time by the rotation of the stepping motor 10, a signal of a reference frequency is counted (timed) and the drive pulse is supplied to the stepping motor 10 periodically. The control device 20 of the present example for controlling the stepping motor 10 includes a pulse synthesizing circuit 22 that generates a reference pulse having a reference frequency and a pulse signal having a different pulse width and timing by using a reference oscillation source 21 such as a crystal oscillator. A drive control circuit 25 for controlling the stepping motor 10 based on various pulse signals supplied from the synthesis circuit 22 and a detection circuit 75 for detecting rotation of the rotor 13 are provided.

【0019】駆動制御回路25は、駆動回路を介して駆
動用コイル11に対しステッピングモータ10の駆動用
ロータ13を通常運針用に駆動するために1Hzの周波
数の駆動パルスDPを供給する機能と、ロータ13を通
常運針用の速度よりも早い速度で順方向あるいは逆方向
に駆動する早送り用の駆動パルスJPを供給する機能を
備えている。さらに、駆動用ロータ13が回転しなかっ
たときに駆動パルスより実効電力の大きな補助パルスを
出力する機能、補助パルスに続いてロータのエネルギー
を回生するための回生パルスを出力する機能、駆動パル
スの実効電力を調整する機能なども備えている。
The drive control circuit 25 supplies a drive pulse DP having a frequency of 1 Hz to the drive coil 11 via the drive circuit to drive the drive rotor 13 of the stepping motor 10 for normal hand movement; It has a function of supplying a drive pulse JP for fast forward driving the rotor 13 in a forward or reverse direction at a speed faster than the speed for normal hand movement. Further, when the driving rotor 13 does not rotate, a function of outputting an auxiliary pulse having a larger effective power than the driving pulse, a function of outputting a regenerative pulse for regenerating the energy of the rotor following the auxiliary pulse, a function of outputting the driving pulse, It also has a function to adjust the effective power.

【0020】ステッピングモータ10には、この駆動制
御回路25からの制御信号を基に動作する駆動回路30
を介して通常の駆動パルスDPあるいは早送り用の駆動
パルスJPなどが供給される。駆動回路30は、直列に
接続されたnチャンネルMOS33aとpチャンネルM
OS32a、およびnチャンネルMOS33bとpチャ
ンネルMOS32bによって構成されたブリッジ回路を
備えており、これらによって電源41からステッピング
モータ10の駆動用コイル11に供給される電力を制御
できるようになっている。
The stepping motor 10 has a drive circuit 30 operating based on a control signal from the drive control circuit 25.
, A normal driving pulse DP or a fast-forward driving pulse JP is supplied. The drive circuit 30 includes an n-channel MOS 33a and a p-channel M
An OS 32a and a bridge circuit composed of an n-channel MOS 33b and a p-channel MOS 32b are provided, so that the power supplied from the power supply 41 to the drive coil 11 of the stepping motor 10 can be controlled.

【0021】本例のステッピングモータ10のコイル部
19には、駆動用コイル11と共に検出用コイル71が
巻かれており、この検出用コイル71の両端はpチャン
ネルMOS73aおよび73bが並列に接続された接続
回路72に接続されている。この接続回路72のMOS
73aおよび73bは、検出回路75の検出用コイル制
御回路76から制御信号φt1およびφt2によって制
御されるようになっている。そして、詳しくは後述する
ように、早送り用の駆動パルスJPが供給された後に検
出用コイル71を短絡して逆誘起電力を発生させると共
に、チョッピングし逆誘起電圧を増幅するようにしてい
る。チョッパ増幅された逆誘起電圧は、検出回路75の
位置検出回路77に供給され、ピーク値のレベル判定、
あるいは電圧値が反転する現象(ゼロクロス)を捉える
などの方法によってロータ13の位置が判断できるよう
になっている。また、位置検出回路77は、駆動用コイ
ル11とも接続されており、駆動用コイル11に発生し
た逆誘起電圧を用いてロータ13の位置を判断すること
も可能になっている。
In the coil portion 19 of the stepping motor 10 of this embodiment, a detection coil 71 is wound together with the drive coil 11, and both ends of the detection coil 71 are connected in parallel with p-channel MOSs 73a and 73b. It is connected to the connection circuit 72. MOS of this connection circuit 72
73a and 73b are controlled by control signals φt1 and φt2 from the detection coil control circuit 76 of the detection circuit 75. As will be described in detail later, after the drive pulse JP for fast-forward is supplied, the detection coil 71 is short-circuited to generate counter-induced power, and chopped to amplify the counter-induced voltage. The chopper-amplified reverse induced voltage is supplied to the position detection circuit 77 of the detection circuit 75, and the level of the peak value is determined.
Alternatively, the position of the rotor 13 can be determined by a method such as capturing a phenomenon (zero cross) in which the voltage value is inverted. Further, the position detection circuit 77 is also connected to the drive coil 11, and can determine the position of the rotor 13 using the back induced voltage generated in the drive coil 11.

【0022】図2に、本例のステッピングモータ10に
採用されているコイル部19を長手方向に沿った断面で
示してある。本例のコイル部19は、磁心19aの周囲
に検出用コイル71が巻かれ、その外側に駆動用コイル
11が巻かれている。そして、内側に巻かれた検出用コ
イル71は、表面がほぼ均一で平坦になるように整列巻
きされており、2つのコイル71および11が同軸状に
巻かれても、外側に巻かれた駆動用コイル11の性能が
落ちないようになっている。もちろん、内側に駆動用コ
イル11を巻くことも可能であり、この場合も、外側に
巻かれる検出用コイルの抵抗のばらつきなどを抑制し、
安定した逆誘起電力の検出が可能なように、内側の駆動
用コイル11は整列巻きにしておくことが望ましい。こ
れらの駆動用コイル11および検出用コイル71は別巻
きにすることも可能であるが、駆動用コイル11および
検出用コイル71を同軸状に巻くことによりコイルの設
置スペースを削減することが可能となり、ステッピング
モータ10をコンパクトに纏めることができる。
FIG. 2 shows a cross section along the longitudinal direction of the coil portion 19 employed in the stepping motor 10 of the present embodiment. In the coil section 19 of this example, a detection coil 71 is wound around a magnetic core 19a, and a drive coil 11 is wound outside the detection coil 71. The detection coil 71 wound inside is aligned and wound so that the surface is substantially uniform and flat. Even if the two coils 71 and 11 are wound coaxially, the driving coil wound outside is used. The performance of the use coil 11 does not deteriorate. Of course, it is also possible to wind the drive coil 11 inside, and in this case, too, the variation in resistance of the detection coil wound outside is suppressed, and the like.
It is desirable that the inner drive coil 11 be aligned and wound so that stable detection of back induced power is possible. Although the drive coil 11 and the detection coil 71 can be separately wound, it is possible to reduce the installation space of the coil by winding the drive coil 11 and the detection coil 71 coaxially. And the stepping motor 10 can be compactly assembled.

【0023】図3に、本例の制御装置20における、駆
動用コイル11および検出用コイル71の制御方法の概
要を示してある。まず、ステップ81において、検出用
コイル制御回路76により検出用コイルを開放し、駆動
制御回路25により適当なタイミングで適当な実効電力
を備えた通常の駆動パルスDPまたは早送り用の駆動パ
ルスJPを供給する。駆動制御回路25は、ステップ8
2において、供給する駆動パルスの種類によってその後
の制御を変える。まず、通常の駆動パルスDPを供給し
た後は、ステップ83で駆動用コイル11を短絡する。
そして、駆動用コイル11にロータ13の回転による逆
誘起電流を流し、電磁ブレーキとして利用する。
FIG. 3 shows an outline of a control method of the drive coil 11 and the detection coil 71 in the control device 20 of the present embodiment. First, in step 81, the detection coil is opened by the detection coil control circuit 76, and the drive control circuit 25 supplies a normal drive pulse DP or a fast-forward drive pulse JP having an appropriate effective power at an appropriate timing. I do. The drive control circuit 25 determines in step 8
In 2, the subsequent control is changed depending on the type of the drive pulse to be supplied. First, after supplying the normal drive pulse DP, the drive coil 11 is short-circuited in step 83.
Then, a counter-induced current caused by the rotation of the rotor 13 flows through the driving coil 11 and is used as an electromagnetic brake.

【0024】一方、早送り用の駆動パルスJPを供給し
た後は、ステップ84で駆動用コイル11を開放して駆
動用コイル11が電磁ブレーキとして作用しないように
する。さらにステップ85で、駆動用コイル11および
検出用コイル71が共に開放状態となるマスク期間をお
いて、ステップ86で検出用コイル制御回路76は検出
用コイルを短絡し、逆誘起電力を発生させる。
On the other hand, after supplying the drive pulse JP for fast-forward, the drive coil 11 is opened in step 84 so that the drive coil 11 does not act as an electromagnetic brake. Further, in step 85, after a mask period during which both the driving coil 11 and the detection coil 71 are opened, in step 86, the detection coil control circuit 76 short-circuits the detection coil and generates counter-induced power.

【0025】ステップ87において、位置検出回路77
によりロータ13の位置を確認し、ロータ13が正常に
回転した否かを判断する。位置検出回路77は、通常の
駆動パルスDPが供給されたときは駆動用コイル11に
発生した逆誘起電力に基づきをロータ13の位置を判断
し、早送り用の駆動パルスJPが供給されたときは検出
用コイル71で発生した逆誘起電力に基づきロータ13
の位置を判断する。
In step 87, the position detecting circuit 77
To determine the position of the rotor 13 and determine whether the rotor 13 has rotated normally. The position detection circuit 77 determines the position of the rotor 13 based on the back induced power generated in the driving coil 11 when the normal driving pulse DP is supplied, and determines the position of the rotor 13 when the fast-forward driving pulse JP is supplied. Based on the back induced power generated by the detection coil 71, the rotor 13
Judge the position.

【0026】図4および図5に、上記の制御プロセスを
実現するように駆動回路30および接続回路72の各M
OSを制御する様子をタイミングチャートで示してあ
る。図4は、通常の駆動パルスDPが供給されるときの
タイミングチャートである。通常の駆動パルスDP1が
時刻t1に供給される前は、駆動回路30を構成するp
チャンネルMOS32aおよびMOS32bの制御信号
φp1およびφp2は低レベルでこれらのMOS32a
および32bがオンになっている。したがって、駆動用
コイル11は、MOS32aおよび32bによって短絡
されている。駆動回路30を構成するnチャンネルMO
S33aおよび33bの制御信号φn1およびn2は低
レベルであり、これらのMOS33aおよび33bはオ
フになっている。また、接続回路72を構成するpチャ
ンネルMOS73aおよび73bの制御信号φt1およ
びt2は高レベルであり、これらのMOS73aおよび
73bはオフとなっている。したがって、検出用コイル
71は開放されている。
FIGS. 4 and 5 show each of the drive circuit 30 and the connection circuit 72 in order to realize the above control process.
The manner of controlling the OS is shown in a timing chart. FIG. 4 is a timing chart when a normal drive pulse DP is supplied. Before the normal drive pulse DP1 is supplied at the time t1, p constituting the drive circuit 30
The control signals .phi.p1 and .phi.p2 for channel MOSs 32a and 32b are low,
And 32b are on. Therefore, the driving coil 11 is short-circuited by the MOSs 32a and 32b. N-channel MO constituting drive circuit 30
The control signals φn1 and n2 in S33a and 33b are at a low level, and the MOSs 33a and 33b are off. Further, control signals φt1 and t2 of p-channel MOSs 73a and 73b forming connection circuit 72 are at a high level, and these MOSs 73a and 73b are off. Therefore, the detection coil 71 is open.

【0027】計時装置1の通常運針用の駆動パルスDP
は、1Hzでステッピングモータ10に供給する。この
ため、1Hzのタイミングとなった時刻t1に制御信号
φp2を高レベルにしてMOS32bをオフし、また、
制御信号φn2を高レベルにしてMOS33bをオンす
る。これによって、MOS32aおよびMOS33bが
オンになり、駆動用コイル11に駆動パルスDP1に相
当する電力が供給され、ロータ13が回転する。この
間、制御信号φt1およびφt2は高レベルに保持され
るので、検出用コイル71は開放されたままであり、検
出用コイル71に逆誘起電流は流れない。
Drive pulse DP for normal hand movement of timekeeping device 1
Is supplied to the stepping motor 10 at 1 Hz. Therefore, at time t1 when the timing becomes 1 Hz, the control signal φp2 is set to the high level to turn off the MOS 32b.
The control signal φn2 is set to a high level to turn on the MOS 33b. As a result, the MOS 32a and the MOS 33b are turned on, the power corresponding to the drive pulse DP1 is supplied to the drive coil 11, and the rotor 13 rotates. During this time, since the control signals φt1 and φt2 are held at a high level, the detection coil 71 remains open, and no counter-induced current flows through the detection coil 71.

【0028】駆動パルスDP1が供給されると、時刻t
2に、制御信号φp2およびφn2が低レベルになるの
で、MOS32bがオンになり、MOS33bがオフに
なる。したがって、駆動用コイル11は短絡され、ロー
タ13の動きに伴う逆誘起電流が流れるので電磁ブレー
キとして作用する。このため、ロータ13が回転した後
の位置(180度回転した位置)で安定させることがで
きる。また、時刻t2以降に駆動用コイル11で発生し
た逆誘起電圧あるいは逆誘起電流を位置検出回路77で
検出し、ロータ13が正常に回転した否かを判断でき
る。そして、正常に回転しなかったときは、駆動パルス
DPよりも実効電力の大きな補助パルスを供給してロー
タ13を強制的に回転させ、運針ミスを避けることがで
きる。
When the driving pulse DP1 is supplied, at time t
2, since the control signals φp2 and φn2 go low, the MOS 32b is turned on and the MOS 33b is turned off. Therefore, the driving coil 11 is short-circuited, and a counter-induced current flows with the movement of the rotor 13, so that the driving coil 11 functions as an electromagnetic brake. Therefore, the rotor 13 can be stabilized at a position after the rotation (a position rotated by 180 degrees). Further, the back-induced voltage or the back-induced current generated in the driving coil 11 after the time t2 is detected by the position detection circuit 77, and it can be determined whether the rotor 13 has normally rotated. When the rotor 13 does not rotate normally, an auxiliary pulse having an effective power larger than the drive pulse DP is supplied to forcibly rotate the rotor 13 and avoid a hand movement error.

【0029】また、この間、接続回路72のMOS73
aおよび73bはオフされたままである。したがって、
本例においては、検出用コイル71は通常の駆動パルス
DPを供給されている運用中は短絡されることはなく、
電磁ブレーキとして、また、検出用として使用されな
い。駆動パルスDPが供給された後の適当なタイミング
で制御信号φt1およびφt2を低レベルにして検出用
コイル71を短絡しても良い。この場合は、検出用コイ
ル71を補助的な電磁ブレーキとして作用させることが
でき、また、検出用コイル71に発生した逆誘起電圧ま
たは逆誘起電流を位置検出回路77で検出できる。しか
しながら、駆動用コイル11も短絡されており、このコ
イル11に発生する逆誘起電流あるいは電圧の方が検出
コイル71で発生するものよりも大きいので、通常の運
針中は駆動用コイル11に発生した逆誘起電流あるいは
電圧を検出することが望ましい。
During this time, the MOS 73 of the connection circuit 72
a and 73b remain off. Therefore,
In this example, the detection coil 71 is not short-circuited during operation in which the normal drive pulse DP is supplied.
It is not used as an electromagnetic brake or for detection. At appropriate timing after the supply of the drive pulse DP, the control signals φt1 and φt2 may be set to a low level to short-circuit the detection coil 71. In this case, the detection coil 71 can function as an auxiliary electromagnetic brake, and the back-induced voltage or current induced in the detection coil 71 can be detected by the position detection circuit 77. However, the driving coil 11 is also short-circuited, and the counter-induced current or voltage generated in the coil 11 is larger than that generated in the detection coil 71. It is desirable to detect the back induced current or voltage.

【0030】時刻t1から1秒後の時刻t3には、制御
信号φp1およびφn1が高レベルになり、上記と逆極
の駆動パルスDP2がステッピングモータ10に供給さ
れる。したがって、ロータ13はさらに180度回転す
る。駆動パルスDP2が供給された後の時刻t4以降は
再び制御信号φp1およびφn1が低レベルとなるの
で、駆動用コイル11は短絡される。このため、上記と
同様に、ロータ13は180度回転した位置で安定し、
その位置に回ったことを駆動用コイル11に発生する逆
誘起電流あるいは電圧を検出することにより判断でき
る。また、適当なタイミングで制御信号φp1およびφ
p2をチョッピングすることにより、駆動用コイル11
に発生する逆誘起電圧をチョッパ増幅し、さらにロータ
13の位置を検出しやすくすることも可能である。
At time t3, one second after time t1, the control signals φp1 and φn1 go high, and a drive pulse DP2 having the opposite polarity to that described above is supplied to the stepping motor 10. Therefore, the rotor 13 further rotates 180 degrees. After time t4 after the supply of the drive pulse DP2, the control signals φp1 and φn1 again become low level, so that the drive coil 11 is short-circuited. Therefore, similarly to the above, the rotor 13 is stabilized at the position rotated by 180 degrees,
It can be determined that the motor has reached the position by detecting a back induced current or voltage generated in the driving coil 11. Control signals φp1 and φ
By chopping p2, the driving coil 11
Can be chopper-amplified to further detect the position of the rotor 13.

【0031】図5は、早送り用の駆動パルスJPが供給
されるときのタイミングチャートである。駆動回路30
を構成するpチャンネルMOS32aおよびMOS32
bの制御信号φp1およびφp2が低レベルで駆動用コ
イル11が短絡されいる状態で、時刻t11に早送りが
開始されると、制御信号φp2および制御信号φn2が
高レベルになり、MOS32aおよびMOS33bがオ
ンになる。これにより、早送り用の駆動パルスJP1が
ステッピングモータ10に供給される。この間、制御信
号φt1およびt2は高レベルに保持されるので、検出
用コイル71はオープン状態であり、検出用コイル71
に逆誘起電流は流れず電磁ブレーキとして作用しない。
ロータ13を早送りするための所定の実効電力の駆動パ
ルスJP1が駆動用コイル11に供給されると、時刻t
12に制御信号φp1が高レベルに、また、制御信号φ
n2が低レベルになり、駆動用コイル11はオープン状
態となる。したがって、駆動用コイル11には逆誘起電
流が流れず、電磁ブレーキとして作用しない。
FIG. 5 is a timing chart when the drive pulse JP for fast forward is supplied. Drive circuit 30
P-channel MOS 32a and MOS 32
When fast-forwarding is started at time t11 in a state where the control signals φp1 and φp2 of “b” are low and the driving coil 11 is short-circuited, the control signals φp2 and φn2 become high, and the MOS 32a and the MOS 33b are turned on. become. As a result, the drive pulse JP1 for fast forward is supplied to the stepping motor 10. During this time, since the control signals φt1 and t2 are held at a high level, the detection coil 71 is in the open state, and the detection coil 71
Does not flow, and does not act as an electromagnetic brake.
When a drive pulse JP1 of a predetermined effective power for fast-forwarding the rotor 13 is supplied to the drive coil 11, a time t
12, the control signal φp1 goes high and the control signal φ
n2 becomes low level, and the driving coil 11 is opened. Therefore, the back induced current does not flow through the driving coil 11 and does not act as an electromagnetic brake.

【0032】時刻t12の後、駆動用コイル11および
検出用コイル71の両方が開放されているマスク期間M
をおいて、時刻t13に制御信号φt1およびφt2を
低レベルにして接続回路72のMOS73aおよび73
bをオンする。これにより、検出用コイル71は短絡さ
れ、検出用コイル71に逆誘起電流が流れる。さらに、
制御信号φt1はチョッピング信号となっており、MO
S73aが検出用コイル71に流れる逆誘起電流をチョ
ッピングし、チョッパ増幅された逆誘起電圧が得られ
る。したがって、位置検出回路77は検出用コイル71
に発生した逆誘起電圧を検出することによりロータ13
の位置を判断することができる。
After time t12, a mask period M during which both the driving coil 11 and the detection coil 71 are open.
At a time t13, the control signals φt1 and φt2 are set to low level, and the MOSs 73a and 73
Turn on b. As a result, the detection coil 71 is short-circuited, and a reverse induced current flows through the detection coil 71. further,
The control signal φt1 is a chopping signal.
S73a chops the counter-induced current flowing through the detection coil 71, and a chopper-amplified counter-induced voltage is obtained. Therefore, the position detection circuit 77 is
The rotor 13 is detected by detecting the back electromotive force generated in the rotor 13.
Can be determined.

【0033】図6に、駆動用コイル11に駆動パルスD
Pが供給されたときに検出用コイル71に生ずる逆誘起
電圧を模式的に示してある。破線は、検出用コイルを短
絡したままにしたときに生ずる逆誘起電圧を示してあ
り、実線は検出用コイルをマスク期間Mが経過した時刻
t13以降に短絡したときに生ずる逆誘起電圧を示して
ある。本図から判るように、駆動用コイル11とは別に
検出用コイル71を設けておくことにより、図8に示し
たような駆動パルスの過渡現象による影響は小さくでき
る。しかしながら、検出用コイル71を常に短絡する
と、駆動パルスJPが供給されている間に逆誘起電圧が
発生して電磁ブレーキとなり、また、駆動パルスJPが
オンオフするときにスパイクが発生する。したがって、
早送りする際は、ロータ13を高速回転するのに障害と
なり、また、駆動パルスJPが供給された直後はロータ
13の位置が検出しにくい。
FIG. 6 shows that the driving pulse D is applied to the driving coil 11.
The back induced voltage generated in the detection coil 71 when P is supplied is schematically shown. The dashed line indicates the back induced voltage generated when the detection coil is short-circuited, and the solid line indicates the back induced voltage generated when the detection coil is short-circuited after time t13 when the mask period M has elapsed. is there. As can be seen from this figure, by providing the detection coil 71 separately from the drive coil 11, the influence of the transient phenomenon of the drive pulse as shown in FIG. 8 can be reduced. However, if the detection coil 71 is always short-circuited, a counter-induced voltage is generated while the drive pulse JP is being supplied, so that an electromagnetic brake is generated, and a spike occurs when the drive pulse JP is turned on / off. Therefore,
When fast-forwarding, it becomes an obstacle to rotating the rotor 13 at high speed, and it is difficult to detect the position of the rotor 13 immediately after the drive pulse JP is supplied.

【0034】これに対し、検出用コイル71を開放にし
ておき、時刻t13に短絡させると、駆動パルスJPが
供給されている間に検出用コイル71が電磁ブレーキと
して作用するのを防止でき、また、マスク期間Mを設定
することによりスパイクによる影響も抑制できる。さら
に、検出用コイルに発生する逆誘起電力の最初のピーク
(駆動パルスと同極側の最初のピーク)の直前に検出用
コイル71を短絡することによりピーク値を拡大できる
という効果も得られる。したがって、位置検出回路77
でピーク値に基づきロータ13の位置を検出する場合は
ピークの有無が明確になるので早いタイミングで確実に
ロータ13の位置が判明する。さらに、逆誘起電圧をチ
ョッパ増幅することによりピーク値をさらに拡大するこ
とができる。また、位置検出回路77で逆誘起電圧が逆
転したことによりロータ13の位置を判断する(ゼロク
ロス)場合も、スパイクによる影響を防止でき、ピーク
値を拡大できるので逆誘起電圧が反転するタイミングが
明確なる。したがって、ロータ13の位置を早期に、ま
た、明確に判断できる。
On the other hand, if the detection coil 71 is left open and short-circuited at time t13, the detection coil 71 can be prevented from acting as an electromagnetic brake while the drive pulse JP is supplied. By setting the mask period M, the influence of spikes can be suppressed. Further, by short-circuiting the detection coil 71 immediately before the first peak of the back induced power generated in the detection coil (the first peak on the same polarity side as the drive pulse), the peak value can be expanded. Therefore, the position detection circuit 77
When the position of the rotor 13 is detected based on the peak value, the presence or absence of a peak is clarified, so that the position of the rotor 13 can be reliably determined at an early timing. Furthermore, the peak value can be further expanded by chopper-amplifying the back induced voltage. Also, when the position of the rotor 13 is determined by the position detection circuit 77 being reversed by the reverse induced voltage (zero cross), the influence of the spike can be prevented and the peak value can be expanded, so that the timing at which the reverse induced voltage is reversed is clear. Become. Therefore, the position of the rotor 13 can be determined early and clearly.

【0035】さらに、検出用コイル71を用いてロータ
の位置検出ができるので、位置検出する間は駆動用コイ
ル11を開放し、駆動用コイル11に逆誘起電流が流れ
るのを防止できる。したがって、駆動用コイル11が電
磁ブレーキとして作用しないので、ロータ13を少ない
エネルギーで高速回転することができる。
Further, since the position of the rotor can be detected by using the detection coil 71, the drive coil 11 is opened during the position detection, so that the back induced current can be prevented from flowing through the drive coil 11. Therefore, since the driving coil 11 does not act as an electromagnetic brake, the rotor 13 can be rotated at high speed with little energy.

【0036】検出用コイル71に生じた逆誘起電圧を検
出してロータ13の位置が確認されると、時刻14に制
御信号φt1およびφt2を高レベルにして検出用コイ
ル71を開放する。それと共に、時刻t14から時刻t
15に制御信号φp2を低レベルに、また、制御信号φ
n1を高レベルにして、時刻t11と逆極の早送り用の
駆動パルスJP2を供給する。そして、駆動用コイル1
1および検出用コイル71の両方がオープン状態となる
マスク期間をおいた時刻t16に制御信号φt1および
φt2を低レベルにして検出用コイル71を短絡し、ロ
ータ13の位置を検出する。時刻t17以降も同様の制
御を繰り返すことにより、ロータ13の位置を確認しな
がら高速で早送りすることができる。
When the position of the rotor 13 is confirmed by detecting the back induced voltage generated in the detection coil 71, the control signals φt1 and φt2 are set to a high level at time 14 to open the detection coil 71. At the same time, from time t14 to time t
15, the control signal φp2 is set to a low level, and the control signal φ
By setting n1 to a high level, a drive pulse JP2 for fast-forwarding with a reverse polarity to the time t11 is supplied. And the driving coil 1
At a time t16 after a mask period in which both of the detection coil 71 and the detection coil 71 are in the open state, the control signals φt1 and φt2 are set to low level to short-circuit the detection coil 71, and the position of the rotor 13 is detected. By repeating the same control after time t17, fast forward can be performed at high speed while checking the position of the rotor 13.

【0037】このように、本例の電子時計1およびその
制御方法においては、駆動用コイル11と検出用コイル
71を別に設け、検出用コイル71は、早送り用の駆動
パルスJPを供給した後にロータ13の位置確認をする
ときだけ短絡するようにしている。したがって、検出用
コイル71が電磁ブレーキとして作用しロータの回転を
妨げなることはなく、また、早送りするときに、駆動用
コイルとは別に設けられた検出用コイルにより、駆動パ
ルスの影響が少なく、早いタイミングでロータ13の回
転を確認できる。したがって、少ないエネルギーで安定
した早送りが可能となる。さらに、駆動パルスJPが供
給されていない間は駆動用コイル11をオープンして電
磁ブレーキとして作用しないようにできるので、駆動用
コイル11がロータの回転の妨げになるのも防止でき
る。したがって、さらに低い消費電力で高速にロータを
早送りできる。
As described above, in the electronic timepiece 1 and the control method thereof according to the present embodiment, the driving coil 11 and the detecting coil 71 are separately provided, and the detecting coil 71 supplies the driving pulse JP for fast-forwarding and then rotates the rotor. 13 is short-circuited only when confirming the position. Therefore, the detection coil 71 does not interfere with the rotation of the rotor by acting as an electromagnetic brake.Furthermore, at the time of rapid traverse, the influence of the drive pulse is small due to the detection coil provided separately from the drive coil. The rotation of the rotor 13 can be confirmed at an early timing. Therefore, stable fast-forwarding can be performed with little energy. Further, since the drive coil 11 can be opened so as not to act as an electromagnetic brake while the drive pulse JP is not supplied, it is possible to prevent the drive coil 11 from hindering the rotation of the rotor. Therefore, the rotor can be fast-forwarded at high speed with lower power consumption.

【0038】このように、早送りするときは、ロータの
位置を検出するときに駆動用コイルを開放し、駆動パル
スを供給するときは検出用コイルを開放することによ
り、これらのコイルが電磁ブレーキとして作用する機会
を最小限に止めるようにしているので、駆動用コイル1
1は駆動パルスが供給された条件だけを考慮し、たとえ
ば、十分な磁場が発生できるように巻線の径あるいは巻
数などの条件がロータ13を駆動するのに適したものを
採用できる。また、検出用コイル71は逆誘起電力が検
出可能な程度に発生するように巻線の径あるいは巻数な
どの条件が適したものを採用し、逆誘起電流を流してロ
ータの位置を検出するときも電磁ブレーキのとしての作
用を最小限にとどめることができる。このように駆動用
コイルおよび検出用コイルを最適化できるので、この点
でも、早送りするときの消費電力を下げることが可能と
なる。
As described above, when fast-forwarding, the drive coil is opened when detecting the position of the rotor, and when the drive pulse is supplied, the detection coil is opened. The driving coil 1
For 1, only a condition in which a drive pulse is supplied is taken into consideration, and for example, a condition in which conditions such as a winding diameter or the number of turns are suitable for driving the rotor 13 so that a sufficient magnetic field can be generated can be adopted. Further, when the detection coil 71 employs a coil having a suitable condition such as a winding diameter or the number of turns so that the back induced power is generated to the extent that the back induced power can be detected, and when a back induced current is supplied to detect the position of the rotor. Also, the action as an electromagnetic brake can be minimized. Since the driving coil and the detection coil can be optimized in this way, it is also possible in this regard to reduce power consumption during fast-forwarding.

【0039】一方、通常の駆動パルスDPが供給される
ときは、駆動用コイル11を短絡して電磁ブレーキとし
て積極的に利用することも可能である。このように本発
明においては、駆動用コイルと、これとは別に設けられ
た検出用コイルとに対し、通常運針および早送りのそれ
ぞれに条件に適した制御を行うことができ、通常運針も
早送りも安定して行うことができる。
On the other hand, when a normal drive pulse DP is supplied, the drive coil 11 can be short-circuited and used positively as an electromagnetic brake. As described above, in the present invention, the drive coil and the detection coil provided separately therefrom can be controlled according to the conditions of the normal hand movement and the fast traverse, respectively. It can be performed stably.

【0040】なお、上記において説明したそれぞれの駆
動パルスDPおよびJP、その他の制御信号などの波形
は例示であり、計時装置に採用されたステッピングモー
タ10の特性、あるいは駆動回路などの構成に合わせて
変形できることはもちろんである。また、上記の例で
は、計時装置に好適な2相のステッピングモータを例に
本発明を説明しているが、3相以上のステッピングモー
タに対しても本発明を同様に適用できることはもちろん
である。また、ステッピングモータの駆動方式は、1相
励磁に限らず、2相励磁あるいは1−2相励磁であって
も良いことはもちろんである。さらに、本発明は腕時計
装置などの計時装置に限らず、クロノグラフなどの多機
能時計やその他のステッピングモータを内蔵した電子機
器においても本発明を適用できることはもちろんであ
る。
The waveforms of the driving pulses DP and JP and other control signals described above are merely examples, and may be adjusted according to the characteristics of the stepping motor 10 employed in the timekeeping device or the configuration of the driving circuit. Of course, it can be transformed. Further, in the above-described example, the present invention is described using a two-phase stepping motor suitable for a timing device as an example. However, it goes without saying that the present invention can be similarly applied to a three-phase or more stepping motor. . Also, the driving method of the stepping motor is not limited to one-phase excitation, but may be two-phase excitation or 1-2-phase excitation. Further, the present invention is not limited to a clock device such as a wristwatch device, but may be applied to a multifunction timepiece such as a chronograph and other electronic devices having a built-in stepping motor.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、駆動用コイルと検出用コイルとを備えたステッピン
グモータを駆動する際に、駆動用コイルに駆動パルスが
供給されるときは検出用コイルを開放して電磁ブレーキ
として作用するのを防止している。特に、ステッピング
モータを早送りするときは、ロータの位置を検出すると
きに駆動用コイルは開放することにより電磁ブレーキと
して作用する機会を最小限にとどめると共に、検出用コ
イルを短絡してロータの位置検出を早いタイミングで行
えるようにしている。このため、ロータを高速で安定し
て早送りでき、その際に消費される電力を低減できる。
As described above, according to the present invention, when a stepping motor having a driving coil and a detecting coil is driven, when a driving pulse is supplied to the driving coil, the detecting step is performed. The coil is opened to prevent it from acting as an electromagnetic brake. In particular, when the stepping motor is fast-forwarded, the drive coil is opened when detecting the rotor position to minimize the chance of acting as an electromagnetic brake, and the detection coil is short-circuited to detect the rotor position. Can be performed at an early timing. Therefore, the rotor can be rapidly and stably fast-forwarded, and the power consumed at that time can be reduced.

【0042】従って、ステッピングモータで時針や分針
などを早送りして時刻合わせを行う機能を備えた計時装
置などに適した電子機器及びその制御方法を提供でき
る。
Accordingly, it is possible to provide an electronic device suitable for a timekeeping device having a function of adjusting the time by quickly feeding an hour hand or a minute hand by a stepping motor and a control method therefor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係るステッピングモータ
を備えた計時装置の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a timing device including a stepping motor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すステッピングモータのコイル部の構
成を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a coil unit of the stepping motor shown in FIG.

【図3】図1に示す計時装置において、駆動パルスを供
給してロータを回転するための制御方法の概略を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a control method for rotating a rotor by supplying a drive pulse in the timekeeping device shown in FIG. 1;

【図4】通常の駆動パルスが供給されるときの制御を示
すタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing control when a normal drive pulse is supplied.

【図5】早送り用の駆動パルスが供給されるときの制御
を示すタイミングチャートである。
FIG. 5 is a timing chart showing control when a driving pulse for fast-forward is supplied.

【図6】検出用コイルに生ずる逆誘起電圧を模式的に示
す図である。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a back induced voltage generated in a detection coil.

【図7】ステータ内でロータが回転する様子を模式的に
示す図である。
FIG. 7 is a diagram schematically showing how a rotor rotates in a stator.

【図8】図7に示すようにロータが回転したときの駆動
用コイルの電流変化と、それに伴って発生する逆誘起電
流の変化を模式的に示す図である。
8 is a diagram schematically showing a change in the current of the driving coil when the rotor rotates as shown in FIG. 7, and a change in the counter-induced current generated with the change.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・計時装置 10・・ステッピングモータ 11・・駆動用コイル 12・・ステータ 13・・ロータ 17・・磁気飽和部 19・・コイル部 20・・制御装置 21・・水晶振動子 22・・パルス合成回路 25・・駆動制御回路 30・・駆動回路 41・・電源 50・・輪列 51・・五番車 52・・四番車 53・・三番車 54・・二番車 55・・日の裏車 56・・筒車 61・・秒針 62・・分針 63・・時針 71・・検出用コイル 72・・接続回路 75・・検出回路 76・・検出用コイル制御回路 77・・位置検出回路 1. Timing device 10. Stepping motor 11. Driving coil 12. Stator 13. Rotor 17. Magnetic saturation section 19. Coil section 20. Control device 21. Crystal oscillator 22 .. Pulse Synthetic circuit 25 Drive control circuit 30 Drive circuit 41 Power supply 50 Wheel train 51 Fifth wheel 52 Fourth wheel 53 Third wheel 54 Second wheel 55 Day The reverse wheel 56 ・ ・ Hour wheel 61 ・ ・ Second hand 62 ・ ・ Minute hand 63 ・ ・ Hour hand 71 ・ ・ Detection coil 72 ・ ・ Connection circuit 75 ・ ・ Detection circuit 76 ・ ・ Detection coil control circuit 77 ・ ・ Position detection circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G04C 3/14 H02P 8/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G04C 3/14 H02P 8/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 駆動用コイルおよび検出用コイルを備え
たステータ内で多極磁化されたロータが回転駆動される
ステッピングモータと、 前記駆動用コイルに対し前記ロータを駆動するための駆
動パルスを供給可能な駆動制御手段と、 前記ロータの回転により前記検出用コイルに誘起された
逆誘起電力を検出可能な位置検出手段と、 前記駆動パルスが供給されている間は前記検出用コイル
を開放し、その後、前記検出用コイルを短絡して前記ロ
ータの位置検出を行う検出用コイル制御手段とを有する
電子機器。
1. A stepping motor in which a multi-polar magnetized rotor is rotationally driven in a stator having a driving coil and a detecting coil, and a driving pulse for driving the rotor is supplied to the driving coil. Possible drive control means, position detection means capable of detecting the counter-induced power induced in the detection coil by rotation of the rotor, and opening the detection coil while the drive pulse is supplied, Thereafter, a detection coil control unit for detecting the position of the rotor by short-circuiting the detection coil.
【請求項2】 請求項1において、前記駆動制御手段
は、通常の駆動パルスに対し間隔の短い早送り用の駆動
パルスを供給可能であり、さらに、前記早送り用の駆動
パルスを供給した後は前記駆動用コイルを開放し、前記
通常の駆動パルスを供給した後は前記駆動用コイルを短
絡することを特徴とする電子機器。
2. The drive control means according to claim 1, wherein said drive control means is capable of supplying a fast-forward drive pulse having a short interval with respect to a normal drive pulse, and further comprising, after supplying said fast-forward drive pulse. An electronic device, wherein the drive coil is opened, and after the normal drive pulse is supplied, the drive coil is short-circuited.
【請求項3】 請求項2において、前記検出用コイル制
御手段は、前記駆動用コイルおよび検出用コイルが共に
開放されたマスク期間が経過した後に、前記検出用コイ
ルを短絡することを特徴とする電子機器。
3. The detection coil control means according to claim 2, wherein the detection coil control means short-circuits the detection coil after a lapse of a mask period in which both the driving coil and the detection coil are opened. Electronics.
【請求項4】 駆動用コイルおよび検出用コイルを備え
たステータ内で多極磁化されたロータが回転駆動される
ステッピングモータを有する電子機器の制御方法であっ
て、 前記検出用コイルを開放して前記駆動用コイルに対し前
記ロータを駆動する駆動パルスを供給する駆動工程と、 前記検出用コイルを短絡して前記ロータの回転により前
記検出用コイルに誘起された逆誘起電力を検出する位置
検出工程とを有する電子機器の制御方法。
4. A method for controlling an electronic device having a stepping motor in which a multipolar magnetized rotor is rotationally driven in a stator having a driving coil and a detecting coil, wherein the detecting coil is opened. A drive step of supplying a drive pulse to drive the rotor to the drive coil; and a position detection step of short-circuiting the detection coil and detecting a counter-induced power induced in the detection coil by rotation of the rotor. And a control method for an electronic device having:
【請求項5】 請求項4において、前記駆動工程では、
通常の駆動パルスおよびこの通常の駆動パルスより間隔
の短い早送り用の駆動パルスを供給可能であり、 前記早送り用の駆動パルスを供給した後は、前記駆動用
コイルを開放する工程と、 前記通常の駆動パルスを供給した後は、前記駆動用コイ
ルを短絡する工程とをさらに有する電子機器の制御方
法。
5. The method according to claim 4, wherein in the driving step,
It is possible to supply a normal drive pulse and a drive pulse for fast forward having a shorter interval than the normal drive pulse, and after supplying the drive pulse for fast forward, a step of opening the drive coil; and And a step of short-circuiting the drive coil after supplying the drive pulse.
【請求項6】 請求項5において、前記駆動工程と位置
検出工程の間に、前記駆動用コイルおよび検出用コイル
が共に開放されたマスク期間を有する電子機器の制御方
法。
6. The control method for an electronic device according to claim 5, wherein between the driving step and the position detecting step, a mask period in which the driving coil and the detecting coil are both opened is provided.
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