CN101571700B - 钟表 - Google Patents

Abstract

钟表。本发明提供降低了功耗和运行声的钟表。钟表(1)具有：包含定子(51)、卷绕在定子(51)上的线圈(55)、被旋转支撑的转子(56)的电动机；输出与转子(56)的旋转、未旋转对应的检测信号的霍尔IC(54)；向线圈(55)施加驱动脉冲并根据来自霍尔IC(54)的检测信号判别转子(56)的旋转、未旋转的控制部(20)，控制部(20)向线圈(55)输出使转子(56)旋转的驱动脉冲(P1)，在输出了驱动脉冲(P1)但转子(56)未旋转时，输出比驱动脉冲(P1)的有效功率高一等级的驱动脉冲(P2)，在输出了驱动脉冲(P2)但转子(56)未旋转时，输出比驱动脉冲(P2)的有效功率大的校正脉冲而使转子(56)强制旋转。

Description

钟表

技术领域

本发明涉及钟表。

背景技术

以往，公知有以下技术，即：作为钟表的指针运行方式，具有用于驱动转子的驱动脉冲、以及用于在转子未旋转时使转子强制旋转的校正脉冲，在通常情况下利用驱动脉冲使指针运行，并检测转子的旋转、未旋转，在转子未旋转时，输出校正脉冲，使转子强制旋转(参照专利文献1)。具体地说，有如下这样的技术：将具有足以使转子强制旋转的有效功率的脉冲设定为校正脉冲，并设定比校正脉冲短、且彼此的有效功率不同的多个驱动脉冲，在不妨碍普通的指针运行的范围内，从所述多个驱动脉冲中选择并输出特定的驱动脉冲，之后在检测到转子未旋转时，立即输出校正脉冲。此外，公知有如下技术：在利用有效功率相同的驱动脉冲使转子正常旋转了一定期间的情况下，从下次开始输出有效功率减小一个等级的驱动脉冲，以便降低功耗。

【专利文献1】日本特开平9-90063号公报

然而，当输出校正脉冲的频度较高时，功耗增大。并且，由于在输出校正脉冲时是强制驱动指针，因此还存在运行声增大的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种降低了功耗和运行声的钟表。

可利用如下这样的钟表来实现上述目的，该钟表的其特征在于，具有：电动机，其包含定子、缠绕在所述定子上的线圈、和以能够旋转的方式被支撑的转子；检测部，其输出与所述转子的旋转、未旋转对应的检测信号；以及控制部，其向所述线圈施加驱动脉冲，并根据来自所述检测部的所述检测信号判别所述转子的旋转、未旋转，所述控制部向所述线圈输出用于使所述转子旋转的第1驱动脉冲，该第1驱动脉冲是预先设定的有效功率不同的驱动脉冲的组中的驱动脉冲，在所述第1驱动脉冲不是所述驱动脉冲的组中有效功率最大的驱动脉冲的情况下，在输出了所述第1驱动脉冲但所述转子未旋转时，输出比所述第1驱动脉冲的有效功率大的第2驱动脉冲，在输出了所述第2驱动脉冲但所述转子仍然未旋转时，输出比所述第2驱动脉冲的有效功率大的校正脉冲，使所述转子强制旋转，在所述第1驱动脉冲是所述驱动脉冲的组中有效功率最大的驱动脉冲的情况下，所述控制部在输出了所述第1驱动脉冲但所述转子未旋转时，输出所述校正脉冲。

由此，在通过第2驱动脉冲的输出也未能使转子旋转的情况下施加校正脉冲，因此能够抑制输出校正脉冲的频度。从而能够抑制由输出校正脉冲而引起的功耗和运行声的增大。

根据本发明，能够提供降低了功耗和运行声的钟表。

附图说明

图1是示出本实施例的钟表的结构的功能框图。

图2是示出控制部的硬件结构的图。

图3是钟表上所安装的机芯的透视图。

图4是机芯的剖视图。

图5是示出驱动脉冲P和转子的极信号的时序图。

图6是示出各驱动脉冲P与校正脉冲Pc各自的脉宽和脉冲数的表。

图7是通常运转时的时序图。

图8是检测到转子未旋转时的时序图。

图9是示出驱动脉冲P与校正脉冲Pc之间功耗的差异以及运转声差异的表。

图10是示出控制部所执行的指针运行处理的一例的流程图。

标号说明

20：控制部；23：CPU；24：ROM；25：RAM；30a：第1光传感器；30b：第2光传感器；40：电源部；50：驱动源；53：转子小齿轮；54：霍尔IC；55：线圈；56：转子；60：齿轮组。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式的钟表。图1是示出本实施例的钟表的结构的功能框图。电子式的座钟1由接收部10、接收天线11、控制部20、电源部40，驱动源50、齿轮组60、指针70等构成。

控制部20控制钟表1的整体动作。此外，控制部20具有内部计时器21。图2是示出控制部20的硬件结构的图。控制部20由接口22、CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)23、ROM(Read Only Memory，只读存储器)24、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)25等硬件以及所需的软件构成。

说明钟表1的概略。控制部20在特定时刻通过接收天线11和接收部10接收从未图示的发送站利用电波发送来的标准时刻电波(时刻码信号)。该信号被提供给控制部20内的内部计时器21。控制部20进行时刻校正动作，即：根据该时刻码信号对内部计时器21的时刻进行校正，并且对驱动源50进行驱动控制以使齿轮组60转动，从而校正模拟钟表的指针70的指示时间。为了通过这种方式校正指针70的指示时间，钟表1具有用于检测指针70的位置的第1光传感器30a和第2光传感器30b。指针70包括未图示的时针和分针。

图3是钟表1上安装的用于旋转驱动时针和分针的机芯的透视图。图4是该机芯的剖视图。驱动源50包括电动机部和霍尔IC 54。电动机部包括定子51、线圈板52、转子小齿轮53、线圈55以及转子56。线圈55通过线圈板52缠绕在定子51上。转子56以可旋转的方式被支撑。霍尔IC 54向控制部20输出与转子56的旋转、未旋转对应的信号，在芯片上集成有作为磁传感器的霍尔元件和将该霍尔元件的输出信号转换为数字信号的转换部。

齿轮组60包括第1分中间轮61、第2分中间轮62、第3分中间轮63、跨轮64、分针轮65、以及时针轮66。驱动源50、齿轮组60以及电路基板80容纳在上板90a与下板90b之间的空间内。

第1光传感器30a和第2光传感器30b分别具有发光元件和受光元件，第1光传感器30a以其发光元件和受光元件与第1分中间轮61相对的方式固定在下板90b上。此外，第2光传感器30b以其发光元件和受光元件与跨轮64相对的方式固定在下板90b上。

在第1分中间轮61的与第1光传感器30a的发光元件相对的面上，在规定位置处设有反射板61c，该反射板61c用于反射从第1光传感器30a的发光元件投射的光。另外，隔开规定间隔而设置了多个该反射板61c，因此在第1分中间轮61旋转1周的期间，会发生来自第1光传感器30a的光被反射和未被反射的情况。另外，被反射的光入射到第1光传感器的受光部。

在跨轮64的与第2光传感器30b相对的面上，也设有用于反射来自第2光传感器30b的光的多个反射板64c，因此在跨轮64旋转的过程中，会发生来自第2光传感器30b的光被反射和未被反射的情况。

在电路基板80上安装有CPU 23、ROM 24以及RAM 25。并且，在电路基板80上的与第2光传感器30b相对的位置处，形成有通孔80c。

转子56由圆筒状的永久磁铁构成，并在圆周方向上分别磁化出N极和S极这两极。霍尔IC 54相当于检测转子56的磁极并将检测信号输出到控制部20的检测部。当电源部40对缠绕在线圈板52上的线圈55进行通电时，对定子51进行励磁。控制部20以驱动脉冲P的形式控制提供给线圈55的电流。因此，定子51的励磁状态根据由控制部20控制的驱动脉冲P而变化。并且，伴随控制部20对定子51的励磁状态的控制，定子51与转子56之间的磁吸力和磁斥力受到控制，转子56进行旋转。

接着说明齿轮组60。第3分中间轮63的大径齿轮63a与转子小齿轮53啮合，第3分中间轮63从动于转子小齿轮53的旋转。并且，第2分中间轮62的大径齿轮62a与第3分中间轮63的小径齿轮63b啮合，第2分中间轮62从动于第3分中间轮63的旋转。

第1分中间轮61的大径齿轮61a与第2分中间轮62的小径齿轮62b啮合，第1分中间轮61从动于第2分中间轮62的旋转。分针轮65的大径齿轮65a与第1分中间轮61的小径齿轮61b啮合，分针轮65从动于第1分中间轮61的旋转。

跨轮64的大径齿轮64a与分针轮65的小径齿轮65b啮合，跨轮64从动于分针轮65的旋转。时针轮66的大径齿轮66a与跨轮64的小径齿轮64b啮合，时针轮66从动于跨轮64的旋转。分针轮65和时针轮66同轴配置。在分针轮65和时针轮66上分别连接有未图示的分针和时针。这样，转子56的动力通过齿轮组60而传递给时针和分针。

此外，控制部20按照预定的定时使分别设置在第1光传感器30a和第2光传感器30b上的发光元件进行发光。第1光传感器30a的发光元件设置成可向第1分中间轮61投射光。第2光传感器30b的发光元件设置成可向跨轮64投射光。

当第1光传感器30a发光时，如图4所示，在第1光传感器30a与第2分中间轮62的通孔62c相对、且通孔62c与第1分中间轮61的反射板61c相对时，来自第1光传感器30a的发光元件的光通过通孔62c被反射板61c反射，反射后的光再次通过通孔62c，从而由第1光传感器30a的受光元件接收。控制部20可根据来自第1光传感器30a的受光元件的受光信号，检测第2分中间轮62的位置。

同样，控制部20按照预定的定时使第2光传感器30b的发光元件发光。当第2光传感器30b的发光元件发光时，在第2光传感器30b与跨轮64的反射板64c相对的情况下，第2光传感器30b的受光元件经由通孔80c接收到光。控制部20可根据来自第2光传感器30b的受光元件的受光信号，检测跨轮64的位置。

下面，对控制部20输出的驱动脉冲P进行说明。图5是示出驱动脉冲P和转子56的旋转的检测信号的时序图。如图5所示，控制部20将驱动脉冲P输出到线圈55两端的端子OUT1、OUT2。另外，在本实施例中，当输出到端子OUT1时，提供将定子磁极51p励磁成N极、将定子磁极51q励磁成S极的驱动电流，而当输出到端子OUT2时，提供将定子磁极51p励磁成S极、将定子磁极51q励磁成N极的驱动电流。

在每次向端子OUT1或OUT2输出驱动脉冲P时，转子56旋转180°。因此，在每次输出驱动脉冲P时，与霍尔IC 54相对的转子56的方向变为S极或N极。即，转子56每2个脉冲旋转1周。更详细地说，例如，向端子OUT1输出驱动脉冲P后再向端子OUT2输出驱动脉冲P时，转子56旋转1周。另外，如图5所示，驱动脉冲P的1个脉冲由具有规定脉宽的多个微小脉冲的组构成。

并且，如图5所示，在向端子OUT1或OUT2输出驱动脉冲P后，在规定的极检测定时，控制部20检测来自霍尔IC 54的极信号。霍尔IC54向控制部20输出与所面对的转子56的磁极对应的极信号L(低)或H(高)。

此外，驱动脉冲P所输出到的端子OUT1、OUT2与极信号L、H分别具有关联关系。例如在本实施例中，在向端子OUT1输出驱动脉冲P的情况下，从霍尔IC 54输出极信号L，在向端子OUT2输出驱动脉冲P的情况下，从霍尔IC 54输出极信号H，从而通过这种方式将转子56或齿轮组60的位置关系关联起来。因此，在输出驱动脉冲P前，作为霍尔IC 54的极信号，检测到H。接着，在向端子OUT1输出驱动脉冲P后，再次检测霍尔IC 54的极信号而得知输出了极信号L，此时，由于向端子OUT1输出驱动脉冲P之前和之后，来自霍尔IC 54的极信号的状态发生变化，从而了解到转子56进行了旋转。

在向端子OUT1输出了驱动脉冲P、且霍尔IC 54的极信号的输出结果正确的情况下，控制部20接着向端子OUT2输出驱动脉冲P。然后，在霍尔IC 54的极信号的检测结果为H的情况下，控制部20判断为此次转子56的旋转仍然正确。

这样，控制部20根据驱动脉冲P所输出到的端子OUT1、OUT2与极信号之间的关系，来判断转子56是否进行了正确的旋转。然后，在检测结果正确的情况下，下次向与本次输出的端子不同侧的端子进行输出。

另一方面，例如虽然向端子OUT1输出了驱动脉冲P，但极信号却未发生变化时，控制部20判定转子56未旋转。从而控制部20可以这样地判定转子56的旋转和未旋转。

下面，详细说明驱动脉冲P。图6是示出划分为各个等级的各驱动脉冲P和校正脉冲Pc各自的脉宽及脉冲数的表。该表被预先存储在ROM中。如图6所示，驱动脉冲P被设定为等级1～4这4种。设定为从等级1起有效功率依次增大。具体地说，构成各驱动脉冲的微小脉冲的脉宽被设定为按照等级顺序依次增大。另外，构成各驱动脉冲的微小脉冲的数量恒定，为8个。并且，在各驱动脉冲之间，从开始到停止输出驱动脉冲P的时间是固定的。换句话说，驱动脉冲P的占空比被设定为按照等级顺序依次增大。

校正脉冲Pc与任何一个驱动脉冲P相比，有效功率更大，可使转子56可靠地旋转。校正脉冲Pc的脉冲数为1个。并且，校正脉冲Pc的脉宽大于任何一个驱动脉冲P的微小脉冲的脉宽。

另外，与驱动脉冲P同样，校正脉冲Pc也被控制部20输出到线圈55两端的端子OUT1、OUT2。在将校正脉冲Pc输出到端子OUT1时，提供将定子磁极51p励磁成N极、将定子磁极51q励磁成S极的驱动电流，而在将校正脉冲Pc输出到端子OUT2时，提供将定子磁极51p励磁成S极、将定子磁极51q励磁成N极的驱动电流。

控制部20从图6所示的多个驱动脉冲中选择规定的驱动脉冲P。然后，在通过所选择的驱动脉冲P的输出未能使转子56旋转时，选择比所输出的驱动脉冲P高一个等级的驱动脉冲P，并输出重新选择的高一个等级的驱动脉冲P。在通过该驱动脉冲P的输出也未能使转子56旋转时，输出校正脉冲Pc。由此，使转子56强制旋转。

具体地说，在将规定的驱动脉冲P输出到端子OUT1之后，检测极信号，在向端子OUT1输出驱动脉冲P之前和之后极信号的检测结果未发生变化的情况下，控制部20判断为转子56未进行旋转，此时，选择比此次输出的驱动脉冲P的有效功率高一个等级的驱动脉冲P，将该驱动脉冲P输出到端子OUT1。然后，在通过该驱动脉冲P也未能使转子56旋转的情况下，将校正脉冲Pc输出到端子OUT1。由此，可使转子56强制旋转。

下面，说明钟表1的通常运转。图7是通常运转时的时序图。如上所述，控制部20根据之前的极信号向OUT1、2中的某个端子输出驱动脉冲P。另外，这里为了便于说明，以在初始状态下输出等级2的驱动脉冲P为前提来说明，将等级2的驱动脉冲P称为驱动脉冲P2。控制部20测量从开始输出驱动脉冲P2起的累计次数。控制部20在连续输出了60次驱动脉冲P2的情况下，从下次起输出比驱动脉冲P2低一个等级的驱动脉冲P1。具体地说，在未检测到转子56未旋转的情况下连续输出了60次驱动脉冲P2时，从下次起输出驱动脉冲P1。这样，控制部20在未检测到转子56未旋转的情况下，以规定的驱动脉冲P持续输出规定次数，在达到了规定次数时，输出有效功率低一等级的驱动脉冲P。这样，由于输出了有效功率低一等级的驱动脉冲P，所以能够抑制功耗。

下面，对检测到转子56未旋转时的情况进行说明。图8是检测到转子56未旋转时的时序图。图8A是输出校正脉冲时的时序图。如图8A所示，在向端子OUT1输出了有效功率最小的驱动脉冲P1后，检测到极信号L。接着，在将驱动脉冲P1输出到端子OUT2时，如果检测到极检测信号H，则表示转子56正在旋转。然而，在图8A中，在将驱动脉冲P1输出到端子OUT2后仍然检测到极信号L。这表示转子56未旋转。

因此，控制部20将有效功率高一等级的驱动脉冲P2再次输出到端子OUT2，并检测极信号。结果检测到了极信号L。这意味着转子56仍然未旋转。在通过驱动脉冲P2也未能使转子56旋转的情况下，控制部20将校正脉冲Pc输出到端子OUT2，并检测极信号。这次终于检测到极信号H，由此能够确认到转子56正常旋转。然后，控制部20向端子OUT1输出比驱动脉冲P2的有效功率高一个等级的驱动脉冲P3，并检测极信号。由于检测到了极信号L，因此能够确认到转子56在驱动脉冲P3下仍然继续着正常旋转。从而控制部20能够以这种方式使转子56旋转。

并且，如图8B所示，在驱动脉冲P1被输出到端子OUT2的情况下检测到转子56未旋转时，将驱动脉冲P2输出到端子OUT2。当检测到驱动脉冲P2的输出使转子56旋转时，控制部20不输出校正脉冲Pc。并且从下次起，控制部20输出驱动脉冲P2。

这样，在通过驱动脉冲P1的输出也未能使转子56旋转的情况下，不立即输出校正脉冲Pc，而是输出高一等级的驱动脉冲P2。这样，在通过输出高一等级的驱动脉冲而使转子56旋转的情况下，控制部20不输出校正脉冲Pc，因而能够抑制校正脉冲的输出，也抑制了功耗。并且，还能够抑制运行声的增大。

另外，对于座钟而言，与手表不同，转子的负荷变动是引起指针位置变动和电池电压变动的主要原因，所以剧烈变动的情况较少。因此，在大多情况下，即使检测到转子56未旋转，也无需输出校正脉冲，而只要输出有效功率高一等级的驱动脉冲，即可使转子56旋转。

另外，在上述图8中，当以驱动脉冲P1为基准时，驱动脉冲P1相当于第1驱动脉冲，驱动脉冲P2相当于第2驱动脉冲，驱动脉冲P3相当于第3驱动脉冲。

另外，在持续输出图6所示的驱动脉冲P中有效功率最大的驱动脉冲P4的情况下，检测到转子56未旋转后，立即输出校正脉冲Pc。由此，能可靠地使转子56旋转。

另外，虽然如图8A所示，控制部20在输出驱动脉冲P2后，不输出驱动脉冲P3，而是立即输出校正脉冲Pc，不过，在通过驱动脉冲P2的输出也未能使转子56旋转的情况下，也可以输出驱动脉冲P3。

下面，简单地说明利用驱动脉冲P时与利用校正脉冲Pc时功耗的差异以及运行声大小的差异。图9是根据实验结果而示出驱动脉冲P与校正脉冲Pc之间功耗的差异以及运行声差异的表。另外，作为驱动脉冲P，采用了图6所示的等级2的驱动脉冲P2。关于运行声，在由校正脉冲Pc进行驱动的情况下为32.4dB，而在由驱动脉冲P2进行驱动的情况下为19.9dB，由于驱动脉冲P2能够减小运行声，因此能够减轻用户的不快感。

此外，关于平均消耗电流，在驱动脉冲P2下为3.05μA，而在校正脉冲Pc下则为7.06μA，可知校正脉冲Pc下的功耗为驱动脉冲P2下功耗的2倍以上的大小。另外，平均功耗是指在规定期间内仅由驱动脉冲P或校正脉冲Pc进行驱动时的平均功耗。

下面，说明控制部20所执行的指针运行处理的一例。图10是示出控制部20所执行的指针运行处理的一例的流程图。控制部20选择规定等级N的驱动脉冲P(步骤S1)，向线圈55输出所选择的驱动脉冲P(步骤S2)。然后，控制部20检测转子56的旋转、未旋转(步骤S3)。在检测到旋转的情况下，控制部20再次执行步骤S1的处理。

在检测到未旋转的情况下，控制部20判别当前驱动脉冲P的等级N是否为最大等级(步骤S4)。在不是最大等级的情况下，控制部20选择高一等级的等级N+1的驱动脉冲P(步骤S5)，输出所选择的驱动脉冲P(步骤S6)。然后，控制部20检测转子56的旋转、未旋转(步骤S7)。在检测到旋转的情况下，不输出校正脉冲Pc，继续输出等级N+1的驱动脉冲P(步骤S1)。在检测到转子56未旋转的情况下，控制部20输出校正脉冲Pc(步骤S8)。另外，在步骤S4中为最大等级的情况下，控制部20输出校正脉冲Pc(步骤S8)。然后，控制部20判定当前等级是否为最大等级(步骤S9)，在为最大等级的情况下，再次执行步骤S1的处理，在不是最大等级的情况下，设定为比当前设定的等级N高一等级的驱动脉冲P(步骤S10)。

以上详细描述了本发明的一个优选实施方式，然而本发明不限于该特定的实施方式，可以在权利要求书所记载的本发明主旨的范围内进行各种变形和变更。

在上述实施例中，转子56的旋转、未旋转是由霍尔IC 54来检测的，不过也可以通过检测由转子56的旋转产生的感应电压来判别旋转、未旋转。

Claims (4)

1.一种钟表，其特征在于，该钟表具有：

电动机，其包含定子、缠绕在所述定子上的线圈、和以能够旋转的方式被支撑的转子；

检测部，其输出与所述转子的旋转、未旋转对应的检测信号；以及

控制部，其向所述线圈施加驱动脉冲，并根据来自所述检测部的所述检测信号判别所述转子的旋转、未旋转，

所述控制部向所述线圈输出用于使所述转子旋转的第1驱动脉冲，该第1驱动脉冲是预先设定的有效功率不同的驱动脉冲的组中的驱动脉冲，

在所述第1驱动脉冲不是所述驱动脉冲的组中有效功率最大的驱动脉冲的情况下，在输出了所述第1驱动脉冲但所述转子未旋转时，输出比所述第1驱动脉冲的有效功率大的第2驱动脉冲，在输出了所述第2驱动脉冲但所述转子仍然未旋转时，输出比所述第2驱动脉冲的有效功率大的校正脉冲，使所述转子强制旋转，

在所述第1驱动脉冲是所述驱动脉冲的组中有效功率最大的驱动脉冲的情况下，所述控制部在输出了所述第1驱动脉冲但所述转子未旋转时，输出所述校正脉冲。

2.根据权利要求1所述的钟表，其特征在于，

所述控制部在输出所述校正脉冲后，输出第3驱动脉冲，该第3驱动脉冲的有效功率大于所述第2驱动脉冲的有效功率且小于所述校正脉冲的有效功率。

3.根据权利要求1或2所述的钟表，其特征在于，

所述第1和第2驱动脉冲是从预先设定的有效功率不同的2个以上的驱动脉冲的组中选择的、按照有效功率的大小顺序连续的2个驱动脉冲。

4.根据权利要求1或2所述的钟表，其特征在于，

所述钟表是座钟。

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