JP2000002777A - 電子制御式機械時計およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電電力を一定以上に保ちながら発電機の制
動トルクを増加でき、かつコストを低減できる電子制御
式機械時計を提供すること。 【解決手段】 電子制御式機械時計は、ゼンマイ１ａか
ら輪列を介して伝達される機械エネルギを電気エネルギ
に変換する発電機２０と、前記輪列に結合された指針
と、変換した前記電気エネルギにより駆動されて前記発
電機２０の回転周期を制御する回転制御手段５０とを備
える。発電機２０の両端を短絡可能なスイッチを設け、
回転制御手段５０でスイッチを断続して発電機２０をチ
ョッパリング制御する。チョッパリングにより発電機２
０を制御しているので、発電電圧を一定値以上に維持し
ながら、制動トルクを向上でき、かつコストも低減でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゼンマイ等の機械
的エネルギ源の機械的エネルギを発電機で電気的エネル
ギに変換し、その電気的エネルギにより回転制御手段を
作動させて発電機の回転周期を制御することにより、輪
列に固定される指針を正確に駆動する電子制御式機械時
計に関する。

【０００２】

【背景技術】ゼンマイが開放する時の機械的エネルギを
発電機で電気エネルギに変換し、その電気的エネルギに
より回転制御手段を作動させて発電機のコイルに流れる
電流値を制御することにより、輪列に固定される指針を
正確に駆動して正確に時刻を表示する電子制御式機械時
計として、特公平７−１１９８１２号公報や特開平８−
１０１２８４号公報に記載されたものが知られている。

【０００３】ところで、このような電子制御式機械時計
において持続時間を長くするには、ゼンマイのトルクが
高いときにはブレーキトルクを増加でき、かつその際の
発電電力が低下しないようにすることが重要である。

【０００４】このため、特公平７−１１９８１２号公報
に記載されたものは、ロータが１回転する間つまり基準
信号の周期毎に、ブレーキをオフしてロータの回転速度
を高めて発電量を増やす角度範囲と、ブレーキを掛けて
低速で回す角度範囲とを設け、前記回転速度が高い間で
発電電力を向上させ、ブレーキ時の発電電力の低下を補
うようにしている。

【０００５】また、特開平８−１０１２８４号公報に記
載されたものは、発電機の誘起電力の電圧を昇圧する昇
圧回路の段数を可変することで、ブレーキトルクの増加
と起電圧の低下防止とを両立するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
７−１１９８１２号公報に記載したものは、ロータが１
回転する間で、回転速度が高い状態とブレーキが掛けら
れてほぼ停止状態に近い程度の低速状態とに切り替えな
ければならず、現実的にはそのような急激な速度変化は
実現が難しいという問題がある。特に、ロータには通常
フライホイールを設けて回転安定性を高めているため、
急激な速度変化を行うことは困難であるという問題があ
る。

【０００７】さらに、ブレーキを掛けた部分では発電電
力が低下するため、ブレーキトルクを増加させながら発
電電力の低下を抑えることに限界があった。

【０００８】一方、特開平８−１０１２８４号公報に記
載したものは、スイッチやコンデンサが多く必要であ
り、コストが高いという問題があった。

【０００９】本発明の目的は、発電電力を一定以上に保
ちながら発電機の制動トルク（ブレーキトルク）を増加
でき、かつコストを低減できる電子制御式機械時計を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、機械的エネルギ源と、輪列を介して連結される前記
機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生し
て第１および第２の端子から電気的エネルギを供給する
発電機と、前記輪列に結合された指針と、前記電気的エ
ネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御す
る回転制御手段とを備える電子制御式機械時計におい
て、前記発電機の各端子を短絡可能なスイッチを設ける
とともに、前記回転制御手段は、前記スイッチを断続し
て発電機をチョッパリング制御するように構成されてい
ることを特徴とするものである。

【００１１】本発明の電子制御式機械時計は、指針及び
発電機をゼンマイで駆動し、発電機に回転制御手段によ
りブレーキをかけることでロータつまりは指針の回転数
を調速する。

【００１２】この際、発電機の回転制御（ブレーキ制
御）は、発電機のコイル両端を短絡可能なスイッチをオ
ン・オフしてチョッパリングすることで行っている。チ
ョッパリングすることで、スイッチをオンした時には、
発電機にショートブレーキが掛かり、かつ発電機のコイ
ルにエネルギーがたまる。一方で、スイッチをオフする
と、発電機が動作し、前記コイルにたまっていたエネル
ギー分が含まれるため、起電圧が高まる。このため、発
電機をチョッパリングで制御すると、ブレーキ時の発電
電力の低下を、スイッチオフ時の起電圧の高まり分で補
填でき、発電電力を一定以上に保ちながら制動トルクを
増加でき、持続時間の長い電子制御式機械時計を構成す
ることができる。

【００１３】この際、前記回転制御手段によって前記ス
イッチを断続するチョッパリング周波数は、発電機のロ
ータが設定速度で発生する起電圧波形の５倍以上の周波
数であることが好ましく、起電圧波形の５倍〜１００倍
であることがより好ましい。

【００１４】チョッパリング周波数が起電圧波形の５倍
よりも小さいと、起電圧を高める効果が小さくなるた
め、起電圧波形の５倍以上であることが好ましい。

【００１５】また、チョッパリング周波数が起電圧波形
の１００倍以上になると、チョッパリングするためにＩ
Ｃの消費電力が増大し、発電する電力が多くなるため、
チョッパリング周波数は起電圧波形の１００倍以下であ
ることが好ましい。さらに、チョッパリング周波数は起
電圧波形の５倍〜１００倍であれば、デューティーサイ
クルの変化率に対するトルク変化率が一定に近くなり、
制御も容易になる。但し、用途や制御方式によっては、
チョッパリング周波数を５倍以下に設定したり、１００
倍以上に設定してもよい。

【００１６】また、請求項４に記載の電子制御式機械時
計は、発電機の電気的エネルギをコンデンサ等の電源回
路に充電するための第１および第２の電源ラインを備え
るとともに、回転制御手段の前記スイッチは、発電機の
第１および第２の端子と第１および第２の電源ラインの
一方のラインとの間にそれぞれ配置された第１および第
２のスイッチで構成され、前記回転制御手段は、前記発
電機の第１および第２の端子の一方の端子に接続された
スイッチをオンし続けるとともに、発電機の他方の端子
に接続されたスイッチを断続するように制御することが
好ましい。

【００１７】このような構成にすれば、チョッパリング
によるブレーキ制御だけではなく、発電処理と発電機の
回転処理とを同時に実現でき、部品点数をより少なくで
きてコストを低減できる上、各スイッチの断続タイミン
グを制御することで、発電効率を向上できる。

【００１８】この際、前記第１および第２のスイッチ
は、それぞれトランジスタで構成されていることが好ま
しい。

【００１９】また、前記回転制御手段は、発電機の起電
圧波形と基準波形とを比較するコンパレータと、各コン
パレータの出力を時間標準信号と比較して差信号を出力
する比較回路と、この差信号に基づきパルス幅が可変さ
れたクロック信号を出力する信号出力回路と、前記クロ
ック信号とコンパレータ出力とを論理合成して前記トラ
ンジスタに出力する論理回路とを備えて構成されている
ことが好ましい。

【００２０】このような構成にすれば、トランジスタの
断続制御における消費電力を小さくでき、発電電圧の小
さな時計用の発電機に適した回路構成にすることができ
る。

【００２１】請求項７に記載の電子制御式機械時計にあ
っては、前記第１のスイッチは、発電機の第２の端子に
ゲートが接続された第１の電界効果型トランジスタと、
この第１の電界効果型トランジスタに並列に接続されて
前記回転制御手段で断続される第２の電界効果型トラン
ジスタとで構成され、前記第２のスイッチは、発電機の
第１の端子にゲートが接続された第３の電界効果型トラ
ンジスタと、この第３の電界効果型トランジスタに並列
に接続されて前記回転制御手段で断続される第４の電界
効果型トランジスタとで構成され、前記発電機の第１お
よび第２の端子と第１および第２の電源ラインの他方の
ラインとの間には第１および第２のダイオードがそれぞ
れ配置されていることを特徴とするものである。

【００２２】請求項８に記載の電子制御式機械時計にあ
っては、前記第１のスイッチは、発電機の第２の端子に
ゲートが接続された第１の電界効果型トランジスタと、
この第１の電界効果型トランジスタに並列に接続されて
前記回転制御手段で断続される第２の電界効果型トラン
ジスタとで構成され、前記第２のスイッチは、発電機の
第１の端子にゲートが接続された第３の電界効果型トラ
ンジスタと、この第３の電界効果型トランジスタに並列
に接続されて前記回転制御手段で断続される第４の電界
効果型トランジスタとで構成され、前記発電機の第１お
よび第２の端子の一方と第１および第２の電源ラインの
他方のラインとの間には昇圧用コンデンサが配置され、
第１および第２の端子の他方と第１および第２の電源ラ
インの他方のラインとの間にはダイオードが配置されて
いることを特徴とするものである。

【００２３】このような電子制御式機械時計では、発電
機の第１の端子がプラス、第２の端子がマイナス（第１
の端子よりも低電位）になると、第２の端子にゲートが
接続された第１の電界効果型トランジスタがオン状態と
なり、第１の端子にゲートが接続された第３の電界効果
型トランジスタはオフ状態となる。このため、発電機で
発電された交流電流は、第１の端子、第１の電界効果型
トランジスタ、第１および第２の電源ラインの一方のラ
イン、電源回路、第１および第２の電源ラインの他方の
ライン、第２の端子の経路で流れる。

【００２４】また、発電機の第２の端子がプラス、第１
の端子がマイナス（第２の端子よりも低電位）になる
と、第１の端子にゲートが接続された第３の電界効果型
トランジスタがオン状態となり、第２の端子にゲートが
接続された第１の電界効果型トランジスタはオフ状態と
なる。このため、発電機で発電された交流電流は、第２
の端子、第３の電界効果型トランジスタ、第１および第
２の電源ラインの一方のライン、電源回路、第１および
第２の電源ラインの他方のライン、第１の端子の経路で
流れる。

【００２５】この際、第２，４の各電界効果型トランジ
スタは、そのゲートにチョッパリング信号が入力される
ことでオン、オフ状態を繰り返している。そして、各第
２，４の電界効果型トランジスタは、第１，３の電界効
果型トランジスタに並列に接続されているため、第１，
３の電界効果型トランジスタがオン状態であれば、第
２，４の電界効果型トランジスタのオン、オフ状態に関
係なく電流が流れるが、第１，３の電界効果型トランジ
スタがオフ状態の場合には、第２，４の電界効果型トラ
ンジスタがチョッパ信号でオン状態とされると電流が流
れる。従って、オフ状態の第１，３の電界効果型トラン
ジスタの一方に並列接続された第２，４の電界効果型ト
ランジスタがチョッパリング信号でオン状態にされる
と、第１，２のスイッチの両方がオン状態となり、発電
機の各端子が短絡される。

【００２６】これにより、発電機をチョッパリングでブ
レーキ制御することができ、ブレーキ時の発電電力の低
下を、スイッチオフ時の起電圧の高まり分で補填でき、
発電電力を一定以上に保ちながら制動トルクを増加で
き、持続時間の長い電子制御式機械時計を構成すること
ができる。さらに、発電機の整流制御は、各端子にゲー
トが接続された第１，３の電界効果型トランジスタで行
っているので、コンパレータ等を用いる必要が無く、構
成が簡単になり、かつコンパレータの消費電力による充
電効率の低下も防止できる。さらに、発電機の端子電圧
を利用して電界効果型トランジスタのオン、オフを制御
しているので、発電機の端子の極性に同期して各電界効
果型トランジスタを制御することができ、整流効率を向
上することができる。

【００２７】さらに、請求項８に記載の電子制御式機械
時計のように、発電機の端子の一方と電源ラインとの間
に昇圧用のコンデンサを配置すれば、コンデンサが接続
された端子側の端子電圧が高い時に、電源回路側の充電
と同時に昇圧用のコンデンサにも電荷を充電でき、発電
機の端子の他方が電圧が高くなったときに、発電機の誘
起電圧に昇圧用コンデンサの充電電圧を加えた高い電圧
で電源回路側を充電できる。

【００２８】請求項９に記載の電子制御式機械時計にあ
っては、前記回転制御手段は、デューティ比が異なる２
種類以上のチョッパ信号を発生するチョッパ信号発生部
を備えているとともに、前記デューティ比が異なる２種
類以上のチョッパ信号を前記スイッチに印加して前記発
電機をチョッパリング制御可能に構成されていることを
特徴とするものである。

【００２９】本発明は、発電機の両端を短絡可能なスイ
ッチを設け、このスイッチにチョッパ信号を印加して発
電機をチョッパリング制御した場合、駆動トルク（ブレ
ーキトルク、制動トルク）はチョッパ周波数が低いほ
ど、またデューティ比が高いほど高くなり、充電電圧
（発電電圧）はチョッパ周波数が高いほど高くなるがデ
ューティ比が高くなってもそれほど低下せず、逆に５０
Ｈｚ以上の周波数ではデューティ比が０．８程度になる
までは充電電圧が高くなる点を新たに見いだし、デュー
ティ比が異なる２種類以上のチョッパ信号を用いて発電
機をチョッパリング制御している。

【００３０】この際、前記回転制御手段は、前記発電機
の回転周期を検出してその回転周期に基づき発電機にブ
レーキを掛けるブレーキオン制御およびブレーキを解除
するブレーキオフ制御を切り替える制動制御手段を備え
て構成され、前記制動制御手段は、ブレーキオン制御時
およびブレーキオフ制御時にそれぞれデューティ比が異
なる各チョッパ信号を前記スイッチに印加するように構
成され、かつブレーキオン制御時に印加されるチョッパ
信号は、ブレーキオフ制御時に印加されるチョッパ信号
よりもデューティ比が大きくされていることが好まし
い。

【００３１】本発明の電子制御式機械時計は、指針及び
発電機をゼンマイで駆動し、発電機に回転制御手段によ
りブレーキをかけることでロータつまりは指針の回転数
を調速する。

【００３２】この際、発電機の回転制御は、発電機のコ
イル両端を短絡可能なスイッチにチョッパ信号を印加し
てオン・オフ、つまりチョッパリングすることで行って
いる。チョッパリングすることで、スイッチをオンした
時には、発電機にショートブレーキが掛かり、かつ発電
機のコイルにエネルギーがたまる。一方で、スイッチを
オフすると、発電機が動作し、前記コイルにたまってい
たエネルギー分が含まれるため、起電圧が高まる。この
ため、発電機にブレーキを掛ける際にチョッパリングで
制御すると、ブレーキ時の発電電力の低下を、スイッチ
オフ時の起電圧の高まり分で補填でき、発電電力の低下
を抑えながらブレーキトルク（制動トルク）を増加で
き、持続時間の長い電子制御式機械時計を構成できる。

【００３３】そして、前記スイッチにデューティ比が異
なる２種類以上のチョッパ信号を印加することで、つま
りブレーキを掛ける必要があるブレーキオン制御時に
は、デューティ比が大きい（スイッチをオンしている期
間が長い）チョッパ信号を印加することで発電機の制動
トルクを増加できるとともに、チョッパリングによって
発電電力の低下を抑えることができる。

【００３４】一方、ブレーキを解除するブレーキオフ制
御時には、前記チョッパ信号よりもデューティ比の小さ
い（スイッチをオンしている期間が短い）チョッパ信号
をスイッチに印加することで発電機の制動トルクを非常
に小さくでき、十分な発電電力を得ることができる。

【００３５】このようにデューティ比が大きいチョッパ
信号を用いてブレーキを掛けたり、デューティ比の小さ
いチョッパ信号を用いてブレーキを解除することで、発
電電力（コンデンサ等への充電電力）の低下を抑えつつ
制動トルクを増加でき、持続時間の長い電子制御式機械
時計を構成することができる。

【００３６】なお、ブレーキオン制御とブレーキオフ制
御は、通常、発電機の基準周期（ロータが１回転する周
期等）の１周期の期間にそれぞれ１回ずつ行うが、例え
ば、発電機が起動し始めたばかりの場合等は、基準周期
の複数周期の間、ブレーキオフ制御のみを行うようにし
てもよい。

【００３７】また、各チョッパ信号のデューティ比は、
対象となる発電機の特性等に応じて適宜設定できるが、
例えばデューティ比が０．７〜０．９５程度と大きなチ
ョッパ信号と、デューティ比が０．１〜０．３程度と小
さなチョッパ信号とを用いればよい。

【００３８】また、請求項１１に記載の電子制御式機械
時計にあっては、前記回転制御手段は、チョッパ信号を
発生するチョッパ信号発生部と、前記発電機の回転周期
を検出してその回転周期に基づき発電機にブレーキを掛
けるブレーキオン制御およびブレーキを解除するブレー
キオフ制御を切り替える制動制御手段とを備えて構成さ
れ、前記制動制御手段は、ブレーキオン制御時のみに前
記チョッパ信号を前記スイッチに印加して前記発電機を
チョッパリング制御可能に構成されていることを特徴と
するものである。

【００３９】この場合も、ブレーキ制御が必要なブレー
キオン制御時のみにチョッパ信号を印加しているので、
発電機の制動トルクを増加できるとともに、チョッパリ
ングによって発電電力の低下を抑えることができる。

【００４０】さらに、請求項１２に記載の電子制御式機
械時計にあっては、前記回転制御手段は、周波数が異な
る２種類以上のチョッパ信号を発生するチョッパ信号発
生部を備えているとともに、前記周波数が異なる２種類
以上のチョッパ信号を前記スイッチに印加して前記発電
機をチョッパリング制御可能に構成されていることを特
徴とするものである。

【００４１】この際、前記回転制御手段は、前記発電機
の回転周期を検出してその回転周期に基づき発電機にブ
レーキを掛けるブレーキオン制御およびブレーキを解除
するブレーキオフ制御を切り替える制動制御手段を備え
て構成され、前記制動制御手段は、ブレーキオン制御時
およびブレーキオフ制御時にそれぞれ周波数が異なる各
チョッパ信号を前記スイッチに印加するように構成さ
れ、かつブレーキオン制御時に印加されるチョッパ信号
は、ブレーキオフ制御時に印加されるチョッパ信号より
も周波数が低くされていることが好ましい。

【００４２】スイッチに印加するチョッパ信号の周波数
が高い場合には、駆動トルク（制動トルク）が低くなっ
てブレーキ効果が小さくなり、かつ充電電圧（発電電
圧）は高くなる。一方、周波数の低いチョッパ信号を印
加すると、駆動トルクが高くなってブレーキ効果が大き
くなり、かつ充電電圧は周波数が高い場合に比べて低く
なる。但し、チョッパリングを行っているため、単にブ
レーキ制御のみを行った場合に比べれば充電電圧は高く
なる。

【００４３】従って、ブレーキを掛ける必要があるブレ
ーキオン制御時には、周波数の低いチョッパ信号を印加
することで発電機の制動トルクを増加できるとともに、
チョッパリングによって発電電力の低下を抑えることが
できる。

【００４４】一方、ブレーキを解除するブレーキオフ制
御時には、前記チョッパ信号よりも周波数の高いチョッ
パ信号をスイッチに印加することで発電機の制動トルク
を非常に小さくでき、十分な発電電力を得ることができ
る。

【００４５】このように周波数が低いチョッパ信号を用
いてブレーキを掛けたり、周波数が高いチョッパ信号を
用いてブレーキを解除することで、発電電力の低下を抑
えつつブレーキトルクを増加でき、持続時間の長い電子
制御式機械時計を構成することができる。

【００４６】なお、各チョッパ信号の周波数は、対象と
なる発電機の特性等に応じて適宜設定できるが、例えば
５００〜１０００Hz程度の周波数の高いチョッパ信号
と、１０〜１００Hz程度の周波数の低いチョッパ信号と
を用いればよい。

【００４７】さらに、周波数だけではなくデューティ比
も異なるチョッパ信号を用いてチョッパリング制御して
もよい。特に、ブレーキオン制御時には、周波数が低く
デューティ比が高いチョッパ信号を用い、ブレーキオフ
制御時には、周波数が高くデューティ比が小さいチョッ
パ信号を用いれば、効率的にブレーキ制御を行うことが
できる。

【００４８】また、請求項１５に記載の電子制御式機械
時計にあっては、前記回転制御手段は、周波数が異なる
２種類以上のチョッパ信号を発生するチョッパ信号発生
部と、前記発電機により充電される電源の電圧を検出す
る電圧検出部とを備えているとともに、前記電圧検出部
で検出した電源電圧が設定値よりも低い場合には第１の
周波数のチョッパ信号を前記スイッチに印加し、かつ検
出した電源電圧が設定値よりも高い場合には前記第１の
周波数よりも低い第２の周波数のチョッパ信号を前記ス
イッチに印加して前記発電機をチョッパリング制御可能
に構成されていることを特徴とするものである。

【００４９】この際、前記回転制御手段は、前記発電機
の回転周期を検出してその回転周期に基づき発電機にブ
レーキを掛けるブレーキオン制御およびブレーキを解除
するブレーキオフ制御を切り替える制動制御手段を備え
て構成され、前記チョッパ信号発生部は、第１および第
２の周波数において、それぞれデューティ比が異なる各
２種類のチョッパ信号を発生可能に構成され、前記制動
制御手段は、電源電圧に対応して選択された第１および
第２の周波数の内の一方の周波数でありかつ互いにデュ
ーティ比が異なる各チョッパ信号を、ブレーキオン制御
時およびブレーキオフ制御時にそれぞれ前記スイッチに
印加するように構成されていることが好ましい。

【００５０】このような本発明においては、電源電圧
（発電機により充電されるコンデンサの充電電圧等）に
応じて発電機のブレーキ制御を行うチョッパ信号を周波
数の異なるものに切り替えているので、電源電圧が設定
値よりも低い場合には、制動トルクが低くて充電電圧が
高い、つまりブレーキ効果よりも充電を優先できる周波
数の高いチョッパ信号を印加し、電源電圧が設定値より
も高い場合には、制動トルクが高くて充電電圧が低い、
つまり充電効果よりもブレーキを優先できる周波数の低
いチョッパ信号を印加して、充電状態に応じた適切なブ
レーキ制御を行うことができる。

【００５１】また、前記回転制御手段は、発電機にブレ
ーキを掛けるブレーキオン制御とブレーキを解除するブ
レーキオフ制御との切替タイミングと、チョッパ信号に
よるスイッチを断続させるタイミングとを同期させてい
ることが好ましい。

【００５２】このようにブレーキタイミングとチョッパ
信号のタイミングとを同期させれば、チョッパ信号を歩
度測定パルスとしても利用できる。

【００５３】請求項１８に記載の電子制御式機械時計に
あっては、前記回転制御手段は、前記発電機の回転波形
をチョッパリングのタイミングで基準電圧と比較し、回
転波形の電圧が基準電圧を下回っている間はＬレベルま
たはＨレベルの一方のレベルとされ、基準電圧を上回っ
ている間は他方のレベルとされたロータ回転検出信号を
用いてロータの回転周期を検出する回転周期検出手段を
備えることを特徴とする。

【００５４】この際、前記回転制御手段は、チョッパリ
ングのタイミングで基準電圧と比較される発電機の回転
波形がｎ回連続して基準電圧を下回っている場合にロー
タ回転検出信号をＬレベルまたはＨレベルの一方のレベ
ルとし、チョッパリングのタイミングで基準電圧と比較
される発電機の回転波形がｍ回連続して基準電圧を上回
っている場合にロータ回転検出信号をＬレベルまたはＨ
レベルの他方のレベルとすることが好ましい。また、前
記ｎ，ｍ回は、チョッパリングの周波数と、ロータの回
転波形に重畳されるノイズ周波数に基づいて設定される
ことが好ましい。

【００５５】発電機をチョッパリング制御する場合、発
電機のロータの回転波形にはチョッパパルスが重畳され
る。このため、ロータの回転波形からロータ回転周期に
相当する矩形波信号（ロータ回転検出信号）を得るに
は、チョッパ波形が重畳されたタイミング（チョッパリ
ングのタイミング）で、ロータの回転波形の電圧を基準
電圧と比較すればよい。この際、ロータの回転波形に外
部磁界（例えば５０／６０Ｈｚの商用電源周波数）等の
ノイズが重畳されることがあり、このノイズの影響でロ
ータの回転波形が崩れ、ロータ回転検出信号を正確に得
ることができない場合がある。

【００５６】そこで、発電機の回転波形がｎ回連続して
基準電圧を下回っている場合にロータ回転検出信号をＬ
レベルまたはＨレベルの一方のレベルとし、チョッパリ
ングのタイミングで基準電圧と比較される発電機の回転
波形がｍ回連続して基準電圧を上回っている場合にロー
タ回転検出信号をＬレベルまたはＨレベルの他方のレベ
ルとすることで、ロータの回転波形が基準電圧以下であ
るか、以上であるかを正確にかつ確実に検出することが
でき、ロータ回転検出信号のノイズの影響による誤検出
を防止できる。

【００５７】また、前記回転制御手段は、チョッパリン
グのタイミングで基準電圧と比較される発電機の回転波
形がｘ回連続して基準電圧を下回っている場合にロータ
回転検出信号をＬレベルまたはＨレベルの一方のレベル
とし、チョッパリングのタイミングで基準電圧と比較さ
れる発電機の回転波形がｙ回（非連続でよい）、基準電
圧を上回った場合にロータ回転検出信号をＬレベルまた
はＨレベルの他方のレベルとすることを特徴とするもの
でもよい。ここで、前記ｘ，ｙ回は、チョッパリングの
周波数と、ロータの回転波形に重畳されるノイズ周波数
に基づいて設定されることが好ましい。

【００５８】この場合も、ロータの回転波形が基準電圧
以下であるか、以上であるかを正確にかつ確実に検出す
ることができ、ノイズの影響による誤検出を防止でき
る。

【００５９】また、前記回転制御手段は、ＰＬＬ制御を
用いてロータの回転を制御しているものでもよいし、ア
ップダウンカウンタを用いてロータの回転を制御してい
るものでもよく、ロータの回転波形と、水晶振動子から
の基準波形とを比較してその誤差を減少させるように発
電機のブレーキ制御を行えるものであればよい。

【００６０】本発明の電子制御式機械時計の制御方法
は、機械的エネルギ源と、輪列を介して連結される前記
機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電力を発生し
て第１および第２の端子から電気的エネルギを供給する
発電機と、前記輪列に結合された指針と、前記電気的エ
ネルギにより駆動されて前記発電機の回転周期を制御す
る回転制御手段とを備える電子制御式機械時計の制御方
法において、時間標準源からの信号に基づいて発生する
基準信号と前記発電機の回転周期に対応して出力される
回転検出信号とを比較し、基準信号に対する回転検出信
号の進み量に応じて、前記発電機の各端子を短絡可能な
スイッチを断続し、発電機をチョッパリングによりブレ
ーキ制御することを特徴とするものである。

【００６１】このような制御方法であれば、発電機の回
転制御（ブレーキ制御）を、発電機のコイル両端を短絡
可能なスイッチをオン・オフしてチョッパリングするこ
とで行っているので、ブレーキ時の発電電力の低下を、
スイッチオフ時の起電圧の高まり分で補填でき、発電電
力を一定以上に保ちながら制動トルクを増加でき、持続
時間の長い電子制御式機械時計を構成することができ
る。

【００６２】また、請求項２６に記載の電子制御式機械
時計の制御方法は、機械的エネルギ源と、輪列を介して
連結される前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘
起電力を発生して第１および第２の端子から電気的エネ
ルギを供給する発電機と、前記輪列に結合された指針
と、前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の
回転周期を制御する回転制御手段とを備える電子制御式
機械時計の制御方法において、時間標準源からの信号に
基づいて発生する基準信号および前記発電機の回転周期
に対応して出力される回転検出信号の一方をアップカウ
ント信号とし、他方をダウンカウント信号としてアップ
ダウンカウンタに入力し、アップダウンカウンタのカウ
ンタ値が予め設定された値になったら前記発電機にチョ
ッパリングによりブレーキを掛け、かつカウンタ値が上
記設定値以外の値になったら前記発電機にブレーキを掛
けない制御を行うことを特徴とするものである。

【００６３】このような制御方法であれば、アップダウ
ンカウンタのカウンタ値が設定値になった場合には、つ
まりゼンマイなどの機械的エネルギ源のトルクが大きく
て発電機の回転が進んでいる場合には、各計数値の差が
なくなるまでチョッパリングによりブレーキをかけ続け
ることになるため、発電電力を一定以上に保ちながら制
動トルクを増加でき、迅速に正常な回転速度に調速する
ことができ、応答性の速い制御を行うことができる。ま
た、アップダウンカウンタを用いれば、計数と同時に各
計数値の比較も行うことができるため、構成が簡易にな
りかつ各計数値の差を簡単に求めることができる。

【００６４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００６５】図１は、本発明の第１実施形態の電子制御
式機械時計の要部を示す平面図であり、図２及び図３は
その断面図である。

【００６６】電子制御式機械時計は、ゼンマイ１ａ、香
箱歯車１ｂ、香箱真１ｃ及び香箱蓋１ｄからなる香箱車
１を備えている。ゼンマイ１ａは、外端が香箱歯車１
ｂ、内端が香箱真１ｃに固定される。香箱真１ｃは、地
板２と輪列受３に支持され、角穴車４と一体で回転する
ように角穴ネジ５により固定されている。

【００６７】角穴車４は、時計方向には回転するが反時
計方向には回転しないように、こはぜ６と噛み合ってい
る。なお、角穴車４を時計方向に回転しゼンマイ１ａを
巻く方法は、機械時計の自動巻または手巻機構と同様で
あるため、説明を省略する。香箱歯車１ｂの回転は、７
倍に増速されて二番車７へ、順次６．４倍増速されて三
番車８へ、9.375 倍増速されて四番車９へ、３倍増速さ
れて五番車１０へ、１０倍増速されて六番車１１へ、１
０倍増速されてロータ１２へと、合計１２６，０００倍
に増速されている。

【００６８】二番車７には筒かな７ａが、筒かな７ａに
は分針１３が、四番車９には秒針１４がそれぞれ固定さ
れている。従って、二番車７を１ｒｐｈで、四番車９を
１ｒｐｍで回転させるためには、ロータ１２は５ｒｐｓ
で回転するように制御すればよい。このときの香箱歯車
１ｂは、１／７ｒｐｈとなる。

【００６９】この電子制御式機械時計は、ロータ１２、
ステータ１５、コイルブロック１６から構成される発電
機２０を備えている。ロータ１２は、ロータ磁石１２
ａ、ロータかな１２ｂ、ロータ慣性円板１２ｃから構成
される。ロータ慣性円板１２ｃは、香箱車１からの駆動
トルク変動に対しロータ１２の回転数変動を少なくする
ためのものである。ステータ１５は、ステータ体１５ａ
に４万ターンのステータコイル１５ｂを巻線したもので
ある。

【００７０】コイルブロック１６は、磁心１６ａに１１
万ターンのコイル１６ｂを巻線したものである。ここ
で、ステータ体１５ａと磁心１６ａはＰＣパーマロイ等
で構成されている。また、ステータコイル１５ｂとコイ
ル１６ｂは、各々の発電電圧を加えた出力電圧がでるよ
うに直列に接続されている。

【００７１】次に、電子制御式機械時計の制御回路につ
いて、図４〜９を参照して説明する。

【００７２】図４には、本実施形態の機能を示すブロッ
ク図が示されている。

【００７３】発電機２０からの交流出力は、昇圧整流、
全波整流、半波整流、トランジスタ整流等からなる整流
回路２１を通して昇圧、整流される。整流回路２１に
は、回転制御手段等の制御用ＩＣや水晶振動子等の負荷
２２が接続されている。なお、図４では説明の便宜上、
ＩＣ内に構成される各機能回路を負荷２２とは別に記載
している。

【００７４】発電機２０には、制動抵抗２３Ａおよびス
イッチとして機能するＮｃｈやＰｃｈのトランジスタ２
３Ｂが直列に接続されて構成されたブレーキ回路２３が
接続されている。この発電機２０およびブレーキ回路２
３によってＶＣＯ（電圧制御発振器）２５が構成されて
いる。なお、ブレーキ回路２３には、制動抵抗２３Ａの
ほかにダイオードを適宜挿入してもよい。

【００７５】このＶＣＯ２５には、回転制御手段５０が
接続されている。

【００７６】回転制御手段５０は、発振回路５１、分周
回路５２、ロータ１２の回転検出回路５３、位相比較回
路（ＰＣ）５４、ローパスフィルタ（低域フィルタ：Ｌ
ＰＦ）５５、ブレーキ制御回路５６によって構成されて
いる。

【００７７】発振回路５１は水晶振動子５１Ａによる発
振信号を出力し、この発振信号は分周回路５２によって
ある一定周期まで分周される。この分周信号は、例えば
１０Ｈｚの時間標準信号（基準周期信号）ｆｓとして位
相比較回路５４に出力されている。なお、水晶振動子５
１Ａの代わりに各種の基準標準振動源等を用いて基準信
号を作成してもよい。

【００７８】回転検出回路５３は、ＶＣＯ２５の出力波
形を発電機２０側に影響しないようにハイインピーダン
スで受け、この出力を矩形波パルスｆｒに波形処理して
位相比較回路５４に出力する。

【００７９】位相比較回路５４は、分周回路５２からの
時間標準信号ｆｓと、回転検出回路５３からの矩形波パ
ルスｆｒとの位相を比較し、その差信号を出力する。こ
の差信号はＬＰＦ５５で高周波成分が除去された後、ブ
レーキ制御回路５６に入力される。

【００８０】ブレーキ制御回路５６は、この信号に基づ
いてブレーキ回路２３の制御信号をＶＣＯ２５に入力す
る。これにより位相同期制御（ＰＬＬ制御）が実現され
ている。

【００８１】次に、本実施形態のより具体的な構成を図
５に示す。

【００８２】図に示すように、本実施形態では、ブレー
キ回路２３としてチョッパ充電回路６０を用いている。
チョッパ充電回路６０は、図６に示すように、発電機２
０のコイル１５ｂ，１６ｂに接続された２つのコンパレ
ータ６１，６２と、これらのコンパレータ６１，６２に
比較基準電圧Ｖref を供給する電源６３と、コンパレー
タ６１，６２の出力と、前記ブレーキ制御回路５６側か
らのクロック出力（制御信号）との論理和を出力するオ
ア回路６４，６５と、前記コイル１５ｂ，１６ｂに接続
されるとともに、オア回路６４，６５の出力がゲートに
接続されてスイッチとして機能する電界効果型トランジ
スタ６６，６７（ＦＥＴ）と、前記コイル１５ｂ，１６
ｂに接続されて前記整流回路２１に設けられたコンデン
サ２１ａに接続されたダイオード６８，６９とを備えて
構成されている。なお、ＦＥＴ６６，６７には寄生ダイ
オード６６Ａ，６７Ａが設けられている。

【００８３】また、コンデンサ２１ａの＋側（第１の電
源ライン側）は電圧ＶＤＤとされ、−側（第２の電源ラ
イン側）はＶＴＫＮ（Ｖ／ＴＡＮＫ／Negativ:電池の−
側）とされている。同様に、電源６３の−側やトランジ
スタ６６，６７のソース側もＶＴＫＮ（第２の電源ライ
ン側）とされている。従って、このチョッパ充電回路６
０では、トランジスタ６６，６７を制御することで、発
電機２０を一旦ＶＴＫＮ側に短絡させ、開放時にＶＤＤ
の電圧以上になるようにチョッパ昇圧している。このた
め、コンパレータ６１，６２は、昇圧された起電圧と、
ＶＤＤおよびＶＴＫＮ間の任意の設定電圧Ｖref とを比
較するようになっている。

【００８４】チョッパ充電回路６０において、各コンパ
レータ６１，６２の出力は、波形整形回路７０にも出力
されている。従って、チョッパ充電回路６０および波形
整形回路７０によって回転検出回路５３が構成されてい
る。

【００８５】なお、波形整形回路７０としては、図７に
示すようなコンデンサ７２および抵抗７３で構成された
単安定マルチバイブレータ（ワンショットタイプ）７１
や、図８に示すようなカウンタ７４、ラッチ７５を用い
たタイプのものなどが利用できる。

【００８６】位相比較回路５４は、アナログ位相比較
器、ディジタル位相比較器等で構成され、例えば、ＣＭ
ＯＳＩＣを用いたＣＭＯＳタイプ位相比較器等が利用で
きる。そして、分周回路５２からの１０Ｈｚの時間標準
信号ｆｓと、波形整形回路７０からの矩形波パルスｆｒ
との位相差を検出して差信号を出力している。

【００８７】この差信号は、チャージポンプ（ＣＰ）８
０に入力されて電圧レベルに変換され、抵抗８２および
コンデンサ８３からなるループフィルタ８１によって高
周波成分が除去される。従って、チャージポンプ８０お
よびループフィルタ８１によって、前記ＬＰＦ５５が構
成されている。

【００８８】ループフィルタ８１から出力されるレベル
信号ａは、コンパレータ９０に入力される。このコンパ
レータ９０には、発振回路５１からの信号を５０Ｈｚ〜
１０ＫＨｚに分周する分周回路９１および積分器等を用
いた三角波発生回路９２を通して変換された三角波信号
ｂが入力されている。そして、コンパレータ９０は、ル
ープフィルタ８１からのレベル信号ａと三角波信号ｂと
から矩形波パルス信号ｃを出力している。従って、コン
パレータ９０、分周回路９１、三角波発生回路９２によ
り、前記ブレーキ制御回路５６が構成されている。

【００８９】そして、コンパレータ９０から出力された
矩形波パルス信号ｃは、前述のとおり、チョッパ充電回
路６０にクロック信号ＣＬＫとして入力されている。

【００９０】次に、本実施形態の動作について、図９，
１０の波形図および図１１のフローチャートをも参照し
て説明する。

【００９１】ゼンマイ１ａにより発電機２０のロータ１
２が回転すると、各コイル１５ｂ，１６ｂからは磁束の
変化に応じた交流波形が出力される。この波形は、各コ
ンパレータ６１，６２に入力される。そして、各コンパ
レータ６１，６２においては、電源６３からの基準電圧
Ｖref と比較される。このコンパレータ６１，６２での
比較によりトランジスタ６６，６７をＯＮさせる極性の
タイミングを検出している。

【００９２】すなわち、コンデンサ２１ａへの昇圧充電
および発電機２０のチョッパブレーキ動作を行うには、
クロック信号ＣＬＫをトランジスタ６６，６７のゲート
に入力するだけでも行える。しかし、クロック信号だけ
で制御した場合には、クロック信号がHiになると、各ト
ランジスタ６６，６７が同時にＯＮして短絡し、クロッ
ク信号がLoになると、各寄生ダイオード６６Ａ，６７Ａ
の一方とダイオード６８，６９の一方とを通過してコン
デンサ２１ａに充電する。具体的には、ＡＧ１が＋の時
は、寄生ダイオード６７Ａからコイル１５ｂ，１６ｂを
通してダイオード６８の経路で充電し、ＡＧ２が＋の時
は、寄生ダイオード６６Ａからコイル１５ｂ，１６ｂを
通してダイオード６９の経路で充電する。

【００９３】この場合、充電経路にダイオードが２つ直
列に接続され、各ダイオードの立ち上がり電圧ＶＦを加
えた分の電圧降下が発生する。従って、充電電圧は、コ
ンデンサ２１ａの電位に前記電圧降下分を加えた以上の
電圧でなければ、コンデンサ２１ａに充電させることが
できない。これは、電子制御式機械時計のように、発電
電圧の小さな発電機の場合、充電効率を低下させる大き
な要因となる。

【００９４】そこで、本実施形態では、トランジスタ６
６，６７を同時にＯＮ、ＯＦＦせずに、そのタイミング
を調整することで充電効率を向上させている。

【００９５】すなわち、ＡＧ１がＶＴＫＮからみて＋と
なり、電圧Ｖref を越えるとコンパレータ６２はHiレベ
ル信号を出力し、このため、オア回路６５は、クロック
信号ＣＬＫに関係なくHiレベル信号を出し続け、これに
よりトランジスタ６７のゲートに電圧が加わり、トラン
ジスタ６７はＯＮ状態となる。

【００９６】一方、ＡＧ２側に接続されたコンパレータ
６１は、ＡＧ２＜電圧Ｖrefであるため、Loレベル信号
を出力し、オア回路６４からはクロック信号に同期した
信号が出力され、トランジスタ６６はＯＮ／ＯＦＦ動作
を繰り返し、ＡＧ１端子はチョッパ昇圧される。

【００９７】このときの充電経路は、トランジスタ６６
が一旦ＯＮしてＯＦＦされた時に、ＡＧ１−ダイオード
６８−コンデンサ２１ａ−ＶＴＫＮ−トランジスタ６７
（ソースからドレイン）−ＡＧ２となり、寄生ダイオー
ド６７Ａが経路から外れるため、電圧降下が小さくな
り、充電効率が向上する。

【００９８】なお、電圧Ｖref のレベルは、発電機２０
の発電電圧をチョッパ昇圧してコンデンサ２１ａに充電
可能となる起電圧レベルを選択することが好ましく、通
常、ＶＴＫＮを数百ｍＶ越えたレベルに設定すればよ
い。この電圧Ｖref の設定レベルが高いと、コンパレー
タ６１，６２が動作するまでの期間が長くなり、この間
は前述した２つのダイオードが直列接続された充電経路
になるため、発電効率がその分低下する。

【００９９】なお、トランジスタ６６をＯＮしたときに
は、トランジスタ６７もＯＮされていることから発電機
２０は短絡されて、ショートブレーキがかかり、その分
発電量が低下するが、このＶＴＫＮ側に短絡させている
ことにより、トランジスタ６６の開放時にＶＤＤ以上の
電圧に昇圧できるため、ＯＮ／ＯＦＦするチョッパリン
グのサイクルを所定周期以上にすれば、ショートブレー
キ時の発電量低下を補うことができ、発電電力を一定以
上に保ちながら制動トルクを増加することができる。

【０１００】そして、発電機２０からの出力がＡＧ２側
になった場合も、各コンパレータ６１，６２、トランジ
スタ６６，６７の動作が入れ替わるだけで、前述と同様
の動作が行われる。

【０１０１】また、チョッパ充電回路６０の各コンパレ
ータ６１，６２の出力は、波形整形回路７０に入力され
て矩形波パルスｆｒに変換される。すなわち、チョッパ
充電回路６０および波形整形回路７０からなる回転検出
回路５３は、ロータ１２の回転を検出して矩形波パルス
ｆｒとして出力する（ステップ１、以下ステップを
「Ｓ」と略す）。

【０１０２】例えば、図７の単安定マルチバイブレータ
７１は、１つの極性検出（コンパレータ６２の出力）だ
けから波形整形している。具体的には、コンパレータ６
２の出力の立ち上がりで、単安定マルチバイブレータ７
１にトリガをかけ、ＣＲで設定した長さのパルスを出力
する。ＣＲの時定数はクロック信号ＣＬＫの１周期に対
して約１．５倍以上に設定しているため、ＣＲで設定さ
れたパルス時間内に、次のコンパレータ６２の出力の立
ち上がりが入力され、単安定マルチバイブレータ７１は
リトリガされる。このため、マルチバイブレータ７１か
らは、ＣＲで設定した１．５Ｔ時間内にコンパレータ６
２の出力の立ち上がりが発生しなくなるまで、Hiレベル
信号を出力し続け、これにより発電機２０の出力信号に
対応した矩形波パルスｆｒが出力される。但し、パルス
ｆｒの立ち下がり時間は、ＣＲの設定時間−極検出パル
スのHiレベルの時間だけ遅くなり、図９に示すように、
ＣＲが１．５Ｔの場合、１．５Ｔ−０．５Ｔ＝１Ｔだけ
遅れが生じる。

【０１０３】一方、図８に示す波形整形回路７０も、１
つの極性検出（コンパレータ６１または６２の一方の出
力）だけから波形整形している。具体的には、クロック
信号を２Ｔ時間だけカウントしてクリアするカウンタ７
４と、カウンタ７４の出力でラッチをかけるラッチ手段
７５によって構成され、カウンタ７４とラッチ手段７５
はコンパレータ６１または６２のいずれかの出力によっ
てクリアされるように設定されている。例えば、図９に
示すように、コンパレータ６２の出力が発生している場
合には、ラッチ手段７５、カウンタ７４はクリアされて
おり、出力ｆｒはLoレベル信号を出力する。そして、コ
ンパレータ６２の出力が発生しなくなると、カウンタ７
４によって出力ｆｒはHiレベルにラッチされる。

【０１０４】そして、再度コンパレータ６２の出力が発
生すると、ラッチ信号はクリアされ、出力ｆｒはLoレベ
ルとなり矩形波パルスを得ることができる。なお、カウ
ンタの設定時間内（２Ｔ）にコンパレータ６２の出力が
発生すると、ラッチ動作は行われない。ただし、この場
合も、図９に示すように、カウンタ７４の設定時間（２
Ｔ）だけ、矩形波パルスｆｒのHiの立ち上がりが遅くな
る。

【０１０５】図７，８の各波形整形回路７０は、コンパ
レータ６２の出力に遅れを生じさせて矩形波パルスに変
換させている。これは、システムの起動時等にコンパレ
ータ６２からの出力が必ずしもクロック信号の周期に同
期した信号として得られず、いわゆるパルス抜けのよう
な出力となるため、そのまま矩形波パルスへ変換させる
とパルス割れを生じるため、ＣＲ設定時間、あるいはカ
ウンタの設定時間によってパルス割れを防止するためで
ある。なお、ＣＲ設定時間やカウンタ時間はパルス抜け
の程度によって設定すればよく、周期１．５〜５Ｔ程度
に設定すればよい。なお、制御上は、このような遅れは
ほとんど影響しない。

【０１０６】このようにして整形された矩形波パルスｆ
ｒは、位相比較回路５４において分周回路５２の時間標
準信号ｆｓと比較され（Ｓ２）、その差信号がチャージ
ポンプ８０およびループフィルタ８１を通してレベル信
号ａに変換される。

【０１０７】コンパレータ９０では、図１０にも示すよ
うに、レベル信号ａおよび三角波発生回路９２からの三
角波信号ｂにより、矩形波パルス信号ｃを出力する。前
記レベル信号ａは、ロータ１２の回転に基づく矩形波パ
ルスｆｒが時間標準信号ｆｓよりも進んでいる場合に
は、標準レベルよりも低くなり、遅れている場合には高
くなるように設定されている。

【０１０８】このため、矩形波パルスｆｒが時間標準信
号ｆｓよりも進んでいる場合（Ｓ３）には、矩形波パル
ス信号ｃのＨレベルの状態が長くなり、その分、チョッ
パ充電回路６０での各チョッパサイクル内におけるショ
ートブレーキ時間が長くなってブレーキ量が増えて発電
機２０のロータ１２は減速される（Ｓ４）。逆に、矩形
波パルスｆｒが時間標準信号ｆｓよりも遅れている場合
には、矩形波ｃのＬレベルの状態が長くなり、その分、
チョッパ充電回路６０での各チョッパサイクル内におけ
るショートブレーキ時間が短くなってブレーキ量が減っ
て発電機２０のロータ１２は増速される（Ｓ５）。以上
のブレーキ制御を繰り返すことにより、矩形波パルスｆ
ｒが時間標準信号ｆｓに合うように制御される。

【０１０９】なお、図４〜５の基準周期信号ｆｓおよび
波形成形回路７０からの矩形波パルスｆｒと、コンパレ
ータ９０の出力信号ｃとの関係をタイミングチャートで
示すと図１２のようになる。つまり、コンパレータ９０
の出力信号ｃは、基準周期信号ｆｓと矩形波パルスｆｒ
との位相差に応じてショートブレーキ期間が長くなって
ブレーキ量が増加したり、ショートブレーキ期間が短く
なってブレーキ量が減るようになっている。すなわち、
図１２に示すように、基準周期信号ｆｓの周期Ｔ１、Ｔ
２及びＴ３を比較すると、周期Ｔ２では矩形波パルスｆ
ｒとそれに続く基準周期信号ｆｓの立ち下がりの位相差
が周期Ｔ１の場合に比べて小さいため、それに続く次の
１周期（つまり周期Ｔ３）のコンパレータ９０の出力信
号ｃは、周期Ｔ１において、矩形波パルスｆｒとそれに
続く基準周期信号ｆｓの立ち下がりの位相差を比較した
場合（つまり周期Ｔ２）に比べて、ショートブレーキ期
間が短くなってブレーキ量が減るように設定される。そ
して、この出力信号ｃは、基準周期信号ｆｓの１周期に
わたって同じ波形つまり同じショートブレーキ期間を有
する波形とされている。なお、本実施形態では、出力信
号ｃがハイレベルの場合にブレーキが掛かるように、つ
まりブレーキ期間はハイレベルとされている。

【０１１０】このような本実施形態によれば、次のよう
な効果がある。

【０１１１】(1) 発電機２０、ブレーキ回路２３からな
るＶＣＯ２５と、位相比較回路５４、ブレーキ制御回路
５６とを設けたので、ＰＬＬ制御により発電機２０の回
転を制御できる。このため、１周期毎の発電波形を比較
してブレーキ回路２３におけるブレーキレベルを設定で
きるため、一旦ロックレンジに引き込めば、発電波形が
瞬時に大きく変動することがない限り、応答性の速い安
定した制御を行うことができる。

【０１１２】(2) ブレーキ回路２３をチョッパ充電回路
６０で構成し、ブレーキ制御をチョッパリングを利用し
て実現しているので、発電電力を一定以上に保ちなが
ら、制動トルクを増加できる。このため、システムの安
定性を維持しながら、効率的なブレーキ制御を行うこと
ができる。

【０１１３】(3) チョッパ充電回路６０を用いたこと
で、ブレーキ制御だけではなく、整流回路２１のコンデ
ンサ２１ａへの充電（発電処理）と、発電機２０のロー
タ１２の回転検出をもチョッパ充電回路６０で実現する
ことができ、これらの各機能を別々の回路で実現する場
合に比べて、回路構成を簡略化でき、部品点数も少なく
できてコストを低減でき、かつ製造効率も向上すること
ができる。

【０１１４】(4) チョッパ充電回路６０において、各ト
ランジスタ６６，６７のオン、オフ制御のタイミングを
調整し、トランジスタ６６，６７の一方をオンし続けた
状態で、他方をオン、オフしているので、充電経路にお
ける電圧降下を少なくでき、発電効率を向上することが
できる。このため、特に電子制御式機械時計のように、
小さな発電機２０を用いなければならない場合に、その
発電効率を向上できるため、非常に有効である。

【０１１５】(5) 波形整形回路７０を設けたので、仮に
チョッパ充電回路６０等の回路構成が変わって、ＶＣＯ
２５からの出力波形が異なる場合でも、その出力波形の
相違部分を波形整形回路７０で吸収できる。このため、
チョッパ充電回路６０の回路構成が相違しても、回転制
御手段５０を共通して利用することができ、部品コスト
を低減することができる。

【０１１６】(6) 波形整形回路７０として、ローパスフ
ィルタ（ＬＰＦ）とコンパレータとを組み合わせた一般
的な回路を用いると、チョッパ昇圧した起電圧の一部
を、例えば１次遅れのＣＲフィルタ等からなるＬＰＦに
充電させることになり、コンデンサ２１ａへの充電効率
を低下させる要因となるが、本実施形態の各波形整形回
路７０は、デジタル的に処理を行うため、消費電流を低
く抑えることができ、コンデンサ２１ａへの充電効率も
向上することができる。

【０１１７】次に本発明の第２実施形態について説明す
る。なお、本実施形態において、前述の実施形態と同一
もしくは同様の構成部分には、同一符号を付し、説明を
省略あるいは簡略する。

【０１１８】図１３には、第２実施形態の電子制御式機
械時計を示すブロック図が示されている。

【０１１９】電子制御式機械時計は、機械的エネルギ源
としてのゼンマイ１ａと、ゼンマイ１ａのトルクを発電
機２０に伝達する増速輪列（各番車７〜１１）と、増速
輪列に連結されて時刻表示を行う指針（分針１３、秒針
１４）とを備えている。

【０１２０】発電機２０は、増速輪列を介してゼンマイ
１ａによって駆動され、誘起電力を発生して電気的エネ
ルギを供給する。この発電機２０からの交流出力は、昇
圧整流、全波整流、半波整流、トランジスタ整流等から
なる整流回路２１を通して昇圧、整流され、コンデンサ
等で構成された電源回路２１ａに充電供給される。

【０１２１】なお、本実施形態では、図１４にも示すよ
うに、整流回路３５を含むブレーキ回路１２０を発電機
２０に設けている。具体的には、発電機２０の出力端で
ある第１の端子ＭＧ１、第２の端子ＭＧ２を短絡させて
ショートブレーキを掛ける第１および第２のスイッチ１
２１，１２２によりブレーキ回路１２０が構成されてい
る。

【０１２２】本実施形態では、図１５にも示すように、
第１のスイッチ１２１は、第２の端子ＭＧ２にゲートが
接続されたＰｃｈの第１の電界効果型トランジスタ（Ｆ
ＥＴ）１２６と、後述するチョッパ信号発生部１８０か
らのチョッパ信号（チョッパパルス）ＣＨ３がゲートに
入力される第２の電界効果型トランジスタ１２７とが並
列に接続されて構成されている。

【０１２３】また、第２のスイッチ１２２は、第１の端
子ＭＧ１にゲートが接続されたＰｃｈの第３の電界効果
型トランジスタ（ＦＥＴ）１２８と、チョッパ信号発生
部１８０からのチョッパ信号（チョッパパルス）ＣＨ３
がゲートに入力される第４の電界効果型トランジスタ１
２９とが並列に接続されて構成されている。

【０１２４】そして、発電機２０に接続された昇圧用の
コンデンサ１２３、ダイオード１２４，１２５、第１の
スイッチ１２１、第２のスイッチ１２２により倍電圧整
流回路（簡易同期昇圧チョッパ整流回路）３５が構成さ
れている。なお、ダイオード１２４，１２５としては、
一方向に電流を流す一方向性素子であればよく、その種
類は問わない。特に、電子制御式機械時計では、発電機
２０の起電圧が小さいため、ダイオード１２５としては
降下電圧Ｖｆが小さいショットキーバリアダイオードを
用いることが好ましい。また、ダイオード１２４として
は、逆リーク電流が小さいシリコンダイオードを用いる
ことが好ましい。

【０１２５】前記ブレーキ回路１２０は、電源回路（コ
ンデンサ）２１ａから供給される電力によって駆動され
る回転制御手段５０により制御されている。この回転制
御手段５０は、図１３に示すように、発振回路５１、ロ
ータの回転検出回路５３、ブレーキの制御回路５６を備
えて構成されている。

【０１２６】発振回路５１は時間標準源である水晶振動
子５１Ａを用いて発振信号（３２７６８Ｈｚ）を出力
し、この発振信号は１２段のフリップフロップからなる
分周回路５２によってある一定周期まで分周される。分
周回路５２の１２段目の出力Ｑ１２は、８Ｈｚの基準信
号として出力されている。

【０１２７】回転検出回路５３は、発電機２０に接続さ
れた波形整形回路１６１とモノマルチバイブレータ１６
２とで構成されている。波形整形回路１６１は、アン
プ、コンパレータで構成され、正弦波を矩形波に変換す
る。モノマルチバイブレータ１６２は、ある周期以下の
パルスだけを通過させるバンドパス・フィルターとして
機能し、ノイズを除去した回転検出信号ＦＧ１を出力す
る。

【０１２８】制御回路５６は、制動制御手段であるアッ
プダウンカウンタ１６０と、同期回路１７０と、チョッ
パ信号発生部１８０とを備えている。

【０１２９】アップダウンカウンタ１６０のアップカウ
ント入力およびダウンカウント入力には、回転検出回路
５３の回転検出信号ＦＧ１および分周回路５２からの基
準信号ｆｓが同期回路１７０を介してそれぞれ入力され
ている。

【０１３０】同期回路１７０は、４つのフリップフロッ
プ１７１やＡＮＤゲート１７２，ＮＡＮＤゲート１７３
からなり、分周回路５２の５段目の出力Ｑ５（１０２４
Ｈｚ）や６段目の出力Ｑ６（５１２Ｈｚ）の信号を利用
して、回転検出信号ＦＧ１を基準信号ｆｓ（８Ｈｚ）に
同期させるとともに、これらの各信号パルスが重なって
出力されないように調整している。

【０１３１】アップダウンカウンタ１６０は、４ビット
のカウンタで構成されている。アップダウンカウンタ１
６０のアップカウント入力には、前記回転検出信号ＦＧ
１に基づく信号が同期回路１７０から入力され、ダウン
カウント入力には、前記基準信号ｆｓに基づく信号が同
期回路１７０から入力される。これにより、基準信号ｆ
ｓおよび回転検出信号ＦＧ１の計数と、その差の算出と
が同時に行えるようになっている。

【０１３２】なお、このアップダウンカウンタ１６０に
は、４つのデータ入力端子（プリセット端子）Ａ〜Ｄが
設けられており、端子Ａ〜ＣにＨレベル信号が入力され
ていることで、アップダウンカウンタ１６０の初期値
（プリセット値）がカウンタ値７に設定されている。

【０１３３】また、アップダウンカウンタ１６０のＬＯ
ＡＤ入力端子には、電源回路２１ａに接続されて電源回
路２１ａの電圧に応じてシステムリセット信号ＳＲを出
力する初期化回路１９０が接続されている。なお、本実
施形態では、初期化回路１９０は、電源回路２１ａの充
電電圧が所定電圧になるまではＨレベルの信号を出力
し、所定電圧以上になればＬレベルの信号を出力するよ
うに構成されている。

【０１３４】アップダウンカウンタ１６０は、ＬＯＡＤ
入力がＬレベルになるまで、つまりシステムリセット信
号ＳＲが出力されるまでは、アップダウン入力を受け付
けないため、アップダウンカウンタ１６０のカウンタ値
は「７」に維持される。

【０１３５】アップダウンカウンタ１６０は、４ビット
の出力ＱＡ〜ＱＤを有している。従って、４ビット目の
出力ＱＤは、カウンタ値が７以下であればＬレベル信号
を出力し、８以上であればＨレベル信号を出力すること
になる。この出力ＱＤは、チョッパ信号発生部１８０に
接続されている。

【０１３６】チョッパ信号発生部１８０は、３つのＡＮ
Ｄゲート１８２〜１８４で構成され、分周回路５２の出
力Ｑ５〜Ｑ８を利用して第１のチョッパ信号ＣＨ１を出
力する第１チョッパ信号発生手段１８１と、２つのＯＲ
ゲート１８６，１８７で構成され、分周回路５２の出力
Ｑ５〜Ｑ８を利用して第２のチョッパ信号ＣＨ２を出力
する第２チョッパ信号発生手段１８５と、前記アップダ
ウンカウンタ１６０の出力ＱＤと、第２チョッパ信号発
生手段１８５の出力ＣＨ２とが入力されるＡＮＤゲート
１８８と、このＡＮＤゲート１８８の出力と前記第１チ
ョッパ信号発生手段１８１の出力ＣＨ１とが入力される
ＮＯＲゲート１８９とを備えている。

【０１３７】このチョッパ信号発生部１８０のＮＯＲゲ
ート１８９からの出力ＣＨ３は、第２，４の電界効果型
トランジスタ１２７、１２９のゲートに入力されてい
る。従って、出力ＣＨ３からＬレベル信号が出力される
と、トランジスタ１２７，１２９はオン状態に維持さ
れ、発電機２０がショートされてブレーキが掛かる。

【０１３８】一方、出力ＣＨ３からＨレベル信号が出力
されると、トランジスタ１２７，１２９はオフ状態に維
持され、発電機２０にはブレーキが加わらない。従っ
て、出力ＣＨ３からのチョッパ信号によって発電機２０
をチョッパリング制御することができる。

【０１３９】次に、本実施形態における動作を図１６〜
１８のタイミングチャートおよび出力波形図と、図１９
のフローチャートとを参照して説明する。

【０１４０】発電機２０が作動し始めて、初期化回路１
９０からＬレベルのシステムリセット信号ＳＲがアップ
ダウンカウンタ１６０のＬＯＡＤ入力に入力されると
（Ｓ１１）、図１６に示すように、回転検出信号ＦＧ１
に基づくアップカウント信号（UP）と、基準信号ｆｓに
基づくダウンカウント信号（DOWN）とがアップダウンカ
ウンタ１６０でカウントされる（Ｓ１２）。これらの各
信号は、同期回路１７０によって同時にカウンタ１６０
に入力されないように設定されている。

【０１４１】このため、初期カウント値が「７」に設定
されている状態から、アップカウント信号（UP）が入力
されるとカウンタ値は「８」となり、出力ＱＤからＨレ
ベル信号がチョッパ信号発生部１８０のＡＮＤゲート１
８８に出力される。

【０１４２】一方、ダウンカウント信号（DOWN）が入力
されてカウンタ値が「７」に戻れば、出力ＱＤからはＬ
レベル信号が出力される。

【０１４３】チョッパ信号発生部１８０では、図１７に
示すように、分周回路５２の出力Ｑ５〜Ｑ８を利用し、
第１チョッパ信号発生手段１８１から出力ＣＨ１を出力
し、第２チョッパ信号発生手段１８５から出力ＣＨ２を
出力する。

【０１４４】そして、アップダウンカウンタ１６０の出
力ＱＤからＬレベル信号が出力されている場合（カウン
ト値「７」以下）には、ＡＮＤゲート１８８からの出力
もＬレベル信号となるため、ＮＯＲゲート１８９からの
出力ＣＨ３は出力ＣＨ１が反転したチョッパ信号、つま
りＨレベル信号（ブレーキオフ時間）が長く、Ｌレベル
信号（ブレーキオン時間）が短いデューティ比（トラン
ジスタ１２７，１２９をオンしている比率）の小さなチ
ョッパ信号となる。従って、基準周期におけるブレーキ
オン時間が短くなり、発電機２０に対しては、ほとんど
ブレーキが掛けられない、つまり発電電力を優先したブ
レーキオフ制御が行われる（Ｓ１３，Ｓ１５）。

【０１４５】一方、アップダウンカウンタ１６０の出力
ＱＤからＨレベル信号が出力されている場合（カウント
値「８」以上）には、ＡＮＤゲート１８８からの出力も
Ｈレベル信号となるため、ＮＯＲゲート１８９からの出
力ＣＨ３は出力ＣＨ２が反転したチョッパ信号、つまり
Ｌレベル信号（ブレーキオン時間）が長く、Ｈレベル信
号（ブレーキオフ時間）が短いデューティ比の大きなチ
ョッパ信号となる。従って、基準周期におけるブレーキ
オン時間が長くなり、発電機２０に対してはブレーキオ
ン制御が行われるが、一定周期でブレーキがオフされる
ためにチョッパリング制御が行われ、発電電力の低下を
抑えつつ制動トルクを向上することができる（Ｓ１３，
Ｓ１４）。

【０１４６】なお、倍電圧整流回路（簡易同期昇圧チョ
ッパ整流回路）３５では、次のようにして発電機２０で
発電した電荷を電源回路２１ａに充電している。すなわ
ち、第１の端子ＭＧ１の極性が「＋」で第２の端子ＭＧ
２の極性が「−」の時には、第１の電界効果型トランジ
スタ（ＦＥＴ）１２６がオンされ、第３の電界効果型ト
ランジスタ（ＦＥＴ）１２８がオフされる。このため、
発電機２０で発生した誘起電圧の電荷は、図１５に示す
「→→→」の回路によって例えば０．１μＦの
コンデンサ１２３に充電されるとともに、「→→
→→→→→」の回路によって例えば１０μＦ
の電源回路（コンデンサ）２１ａに充電される。

【０１４７】一方、第１の端子ＭＧ１の極性が「−」で
第２の端子ＭＧ２の極性が「＋」に切り替わると、第１
の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）１２６がオフさ
れ、第３の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）１２８が
オンされる。このため、図１５に示す「コンデンサ１２
３→→→→→→→コンデンサ１２３」の回
路によって、発電機２０で発生した誘起電圧と、コンデ
ンサ１２３の充電電圧とが加えられた電圧で電源回路
（コンデンサ）２１ａが充電される。

【０１４８】なお、各々の状態で、チョッパパルスによ
り発電機２０の両端が短絡し、開放されると、コイルの
両端に高電圧が誘起され、この高い充電電圧によって電
源回路（コンデンサ）２１ａを充電することで充電効率
が向上する。

【０１４９】そして、ゼンマイ１ａのトルクが大きくて
発電機２０の回転速度が大きい場合などでは、アップカ
ウント信号（UP）によりカウンタ値が「８」になった後
に、さらにアップカウンタ値が入力されることがある。
この場合には、カウンタ値は「９」となり、前記出力Ｑ
ＤはＨレベルを維持するため、チョッパ信号ＣＨ３によ
りチョッパ信号のブレーキオン制御が行われる。そし
て、ブレーキが掛けられたことにより、発電機２０の回
転速度が低下し、回転検出信号ＦＧ１が入力される前に
基準信号ｆｓ（ダウンカウント信号）が２回入力される
と、カウンタ値は「８」、「７」と低下し、「７」にな
った際にブレーキが解除されるブレーキオフ制御に切り
替えられる。

【０１５０】このような制御を行うと、発電機２０が設
定された回転スピード近くになり、図１６に示すよう
に、アップカウント信号（UP）と、ダウンカウント信号
（ＤＯＷＮ）とが交互に入力されて、カウンタ値が
「８」と「７」とを繰り返すロック状態に移行する。こ
の際は、カウンタ値に応じてブレーキのオン、オフが繰
り返される。つまり、ロータが１回転する基準周期の１
周期の期間にデューティ比が大きいチョッパ信号と、デ
ューティ比が小さいチョッパ信号とがトランジスタ１２
７，１２９に印加されてチョッパリング制御が行われ
る。

【０１５１】さらに、ゼンマイ１ａがほどけてそのトル
クが小さくなると、徐々にブレーキを掛ける時間が短く
なり、発電機２０の回転速度はブレーキを掛けない状態
でも基準速度に近い状態になる。

【０１５２】そして、まったくブレーキを掛けなくても
ダウンカウント値が多く入力されるようになり、カウン
ト値が「６」以下の小さな値になると、ゼンマイ１ａの
トルクが低下したと判断し、運針を停止したり、非常に
低速にしたり、さらにはブザー、ランプ等を鳴らした
り、点灯させることで、利用者にゼンマイ１ａを再度巻
き上げるように促す。

【０１５３】従って、アップダウンカウンタ１６０の出
力ＱＤからＨレベル信号が出ている間は、デューティ比
の大きなチョッパ信号によるブレーキオン制御が行わ
れ、出力ＱＤからＬレベル信号が出ている間は、デュー
ティ比の小さなチョッパ信号によるブレーキオフ制御が
行われる。つまり、制動制御手段であるアップダウンカ
ウンタ１６０によってブレーキオン制御とブレーキオフ
制御とが切り替えられる。

【０１５４】なお、本実施形態では、出力ＱＤがＬレベ
ル信号の場合、チョッパ信号ＣＨ３はＨレベル期間：Ｌ
レベル期間が１５：１つまりデューティ比が１／１６＝
０．０６２５のチョッパ信号となり、出力ＱＤがＨレベ
ル信号の場合、チョッパ信号ＣＨ３はＨレベル期間：Ｌ
レベル期間が１：１５つまりデューティ比が１５／１６
＝0.9375のチョッパ信号となる。

【０１５５】そして、発電機２０のＭＧ１，ＭＧ２から
は、図１８に示すように、磁束の変化に応じた交流波形
が出力される。この際、出力ＱＤの信号に応じて周波数
は一定でかつデューティ比の異なるチョッパ信号ＣＨ３
がトランジスタ１２７，１２９に適宜印加され、出力Ｑ
ＤがＨレベル信号を出力した時、つまりブレーキオン制
御時には、各チョッパサイクル内におけるショートブレ
ーキ時間が長くなってブレーキ量が増えて発電機２０は
減速される。そして、ブレーキが掛かる分、発電量も低
下するが、このショートブレーキ時に蓄えられたエネル
ギーを、チョッパ信号によりトランジスタ１２７，１２
９をオフした際に出力してチョッパ昇圧することができ
るため、ショートブレーキ時の発電量低下を補うことが
でき、発電電力の低下を抑えながら、制動トルクを増加
することができる。

【０１５６】逆に、出力ＱＤがＬレベル信号を出力した
際、つまりブレーキオフ制御時には、各チョッパサイク
ル内におけるショートブレーキ時間が短くなってブレー
キ量が減って発電機２０は増速される。この際も、チョ
ッパ信号によりトランジスタ１２７，１２９をオンから
オフした際にチョッパ昇圧することができるので、まっ
たくブレーキを掛けずに制御した場合に比べても発電電
力を向上させることができる。

【０１５７】そして、発電機２０からの交流出力は、倍
電圧整流回路３５によって昇圧、整流されて電源回路
（コンデンサ）２１ａに充電され、この電源回路２１ａ
により回転制御手段５０が駆動される。

【０１５８】なお、アップダウンカウンタ１６０の出力
ＱＤと、チョッパ信号ＣＨ３とは共に分周回路５２の出
力Ｑ５〜Ｑ８，Ｑ１２を利用しているため、つまりチョ
ッパ信号ＣＨ３の周波数が出力ＱＤの周波数の整数倍と
されているため、出力ＱＤの出力レベルの変化つまりブ
レーキオン制御とブレーキオフ制御の切替タイミング
と、チョッパ信号ＣＨ３とは同期して発生している。

【０１５９】図１６〜１８の８Ｈｚのダウンカウント信
号（DOWN）およびアップカウント信号（UP）とチョッパ
信号（ＣＨ３）との関係をタイミングチャートで示すと
図２０に示す通りになる。なお、本実施形態では、チョ
ッパ信号（ＣＨ３）は、ダウンカウント信号（DOWN）や
アップカウント信号（UP）に同期していたが、図２０の
チョッパ信号（ＣＨ３’）のように、ダウンカウント信
号（DOWN）やアップカウント信号（UP）に同期せず、各
信号（DOWN，UP）のある周期ではチョッパ信号（ＣＨ
３’）のＨレベルから始まったり、ある周期はＬレベル
から始まるような波形でもよい。なお、本実施形態で
は、チョッパ信号（ＣＨ３）がローレベルの場合にブレ
ーキが掛かるように、つまりブレーキ期間はローレベル
とされている。

【０１６０】また、チョッパリングの信号は、ロータ１
２の回転を制御しようとする設定速度つまりロータ１２
がその速度で回転すれば正確な時間表示を行うことがで
きる速度に同期させる必要はない。すなわち、チョッパ
リングの周期と設定速度とは同期関係にあってもよい
し、無くてもよく、これらの関係に何ら制約はない。

【０１６１】このような本実施形態によれば、次のよう
な効果がある。

【０１６２】(7) 回転検出信号ＦＧ１に基づくアップカ
ウント信号（UP）と、基準信号ｆｓに基づくダウンカウ
ント信号（DOWN）とを、アップダウンカウンタ１６０に
入力し、回転検出信号ＦＧ１（アップカウント信号）の
カウント数が基準信号ｆｓ（ダウンカウント信号）のカ
ウント数よりも大きい状態（カウンタ１６０の初期値が
「７」であれば、カウンタ値が「８」以上の状態）で
は、ブレーキ回路１２０により発電機２０にブレーキを
かけ続け、逆に回転検出信号ＦＧ１のカウント数が基準
信号ｆｓのカウント数以下の状態（カウンタ値が「７」
以下の状態）では、発電機２０のブレーキをオフするた
め、発電機２０の立ち上がり時等の回転速度が基準速度
よりも大きくずれている場合でも、迅速に基準速度に近
づけることができ、回転制御の応答性を速くすることが
できる。

【０１６３】(8) その上、ブレーキのオン、オフ制御
を、デューティ比の異なる２種類のチョッパ信号ＣＨ３
を用いて行っているので、充電電圧（発電電圧）を低下
させることなくブレーキ（制動トルク）を大きくするこ
とができる。特に、ブレーキオン時にはデューティ比の
大きなチョッパ信号を用いて制御しているので、充電電
圧の低下を抑えながら制動トルクを大きくすることがで
き、システムの安定性を維持しながら、効率的なブレー
キ制御を行うことができる。これにより、電子制御式機
械時計の持続時間も長くすることができる。

【０１６４】(9) さらに、ブレーキオフ制御時にも、デ
ューティ比の小さなチョッパ信号によりチョッパ制御し
ているので、ブレーキをオフしている間の充電電圧をよ
り向上することができる。

【０１６５】(10)ブレーキオン制御とブレーキオフ制御
の切替は、カウンタ値が「７」以下であるか「８」以上
であるかのみで設定され、ブレーキ時間等を別途設定す
る必要もないため、回転制御手段５０をシンプルな構成
にでき、部品コストや製造コストを低減でき、電子制御
式機械時計を安価に提供できる。

【０１６６】(11)発電機２０の回転速度に応じて、アッ
プカウント信号（UP）が入力されるタイミングが変化す
るため、カウンタ値が「８」である期間つまりブレーキ
を掛けている時間も自動的に調整することができる。こ
のため、特にアップカウント信号（UP）とダウンカウン
ト信号（DOWN）とが交互に入力されるロック状態では、
応答性の速い安定した制御を行うことができる。

【０１６７】(12)制動制御手段として、アップダウンカ
ウンタ１６０を用いているので、各アップカウント信号
（UP）およびダウンカウント信号（DOWN）の計数と同時
に各計数値の比較（差）を自動的に算出することができ
るため、構成を簡易にできかつ各計数値の差を簡単に求
めることができる。

【０１６８】(13)４ビットのアップダウンカウンタ１６
０を用いているので、１６個のカウント値をカウントす
ることができる。このため、アップカウント信号（UP）
が続けて入力された場合などに、その入力値を累積して
カウントすることができ、設定された範囲つまりアップ
カウント信号（UP）やダウンカウント信号（DOWN）が連
続して入力されてカウンタ値が「１５」や「０」になる
までの範囲では、その累積誤差を補正することができ
る。このため、仮に発電機２０の回転速度が基準速度か
ら大きく外れても、ロック状態になるまでは時間が掛か
るが、その累積誤差を確実に補正して発電機２０の回転
速度を基準速度に戻すことができ、長期的には正確な運
針を維持することができる。

【０１６９】(14)初期化回路１９０を設けて、発電機２
０の起動時の電源回路２１ａが所定の電圧に充電される
まではブレーキ制御を行わなず、発電機２０にブレーキ
が掛からないようにしているので、電源回路２１ａへの
充電を優先させることができ、電源回路２１ａによって
駆動される回転制御手段５０を迅速にかつ安定して駆動
することができ、その後の回転制御の安定性も高めるこ
とができる。

【０１７０】(15)出力ＱＤの出力レベル変化つまりブレ
ーキのオン、オフ制御の切替タイミングと、チョッパ信
号ＣＨ３のオンからオフへの変化タイミングとを同期さ
せているので、発電機２０のチョッパ信号ＣＨ３に対応
した起電圧が高い出力部分（ひげ部分）を一定間隔で出
力することができ、この出力を時計の歩度測定パルスと
して利用することもできる。

【０１７１】すなわち、出力ＱＤとチョッパ信号ＣＨ３
とが同期していない場合には、図２１に示すように、一
定周期のチョッパ信号ＣＨ３とは別に出力ＱＤの変化時
にも発電機２０からは起電圧が高い部分が発生する。こ
のため、発電機２０の出力波形における「ひげ部分」は
必ずしも一定間隔で出力されないために歩度測定パルス
として利用することができないが、本実施形態のように
同期させていれば歩度測定パルスとしても利用すること
ができる。

【０１７２】(16)発電機２０の整流制御は、各端子ＭＧ
１，ＭＧ２にゲートが接続された第１，３の電界効果型
トランジスタ１２６，１２８で行っているので、コンパ
レータ等を用いる必要が無く、構成が簡単になり、かつ
コンパレータの消費電力による充電効率の低下も防止で
きる。さらに、発電機２０の端子電圧を利用して電界効
果型トランジスタ１２６，１２８のオン、オフを制御し
ているので、発電機２０の端子の極性に同期して各電界
効果型トランジスタ１２６，１２８を制御することがで
き、整流効率を向上することができる。また、チョッパ
リング制御される第２，４の電界効果型トランジスタ１
２７，１２９を各トランジスタ１２６，１２８に並列に
接続することで、チョッパリング制御を独立して行うこ
とができ、かつ構成も簡易にできる。従って、構成が簡
易で、発電機２０の極性に同期し、かつ昇圧しながらチ
ョッパ整流を行える倍電圧整流回路（簡易同期昇圧チョ
ッパ整流回路）３５を提供することができる。

【０１７３】次に本発明の第３実施形態について、図２
２を参照して説明する。なお、本実施形態において、前
述の各実施形態と同一もしくは同様の構成部分には、同
一符号を付し、説明を省略あるいは簡略する。

【０１７４】本実施形態は、チョッパ信号発生部１８０
を、第１チョッパ信号発生手段１８１を無くして第２チ
ョッパ信号発生手段１８５のみで構成し、ブレーキオン
制御時のみチョッパ信号を印加してチョッパ制御を行う
ようにしたものである。

【０１７５】すなわち、図２３に示すように、出力ＱＤ
がＬレベル信号とされてブレーキが掛けられていない状
態では、チョッパ信号発生部１８０の出力ＣＨ４はＨレ
ベルに維持されるため、トランジスタ１２７，１２９は
オフされた状態に維持されて、発電機２０からの交流出
力がそのまま出力される。一方、出力ＱＤがＨレベル信
号とされてブレーキが掛けられた場合（ブレーキオン制
御時）には、チョッパ信号発生部１８０の出力ＣＨ４
は、前記第１実施形態と同じチョッパ信号となり、チョ
ッパ制御が行われる。

【０１７６】ここで、８Ｈｚのダウンカウント信号（DO
WN）およびアップカウント信号（UP）とチョッパ信号
（ＣＨ４）との関係をタイミングチャートで示すと図２
４に示す通りになる。なお、本実施形態でも、チョッパ
信号（ＣＨ４）は、ダウンカウント信号（DOWN）の１周
期に同期していたが、図２４のチョッパ信号（ＣＨ
４’）のように、ダウンカウント信号（DOWN）に同期せ
ず、ダウンカウント信号（DOWN）のある周期ではチョッ
パ信号（ＣＨ４’）のＨレベルから始まったり、ある周
期はＬレベルから始まるような波形でもよい。なお、本
実施形態では、チョッパ信号（ＣＨ４）がローレベルの
場合にブレーキが掛かるように、つまりブレーキ期間は
ローレベルとされている。

【０１７７】また、本実施形態においても、第２実施形
態と同様に、チョッパリングの信号は、ロータ１２の設
定速度に同期させる必要はない。

【０１７８】このような本実施形態でも、前記第２実施
形態の(7),(8),(10)〜(16)と同じ作用効果を奏すること
ができる。

【０１７９】（17）さらに、第１チョッパ信号発生手段
１８１がないため、その分、部品点数を少なくできてコ
ストを低減することができる。

【０１８０】次に本発明の第４実施形態について、図２
５を参照して説明する。なお、本実施形態においても、
前述の各実施形態と同一もしくは同様の構成部分には、
同一符号を付し、説明を省略あるいは簡略する。

【０１８１】本実施形態は、チョッパ信号発生部１８０
における第１チョッパ信号発生手段１８１と第２チョッ
パ信号発生手段１８５との出力ＣＨ２，ＣＨ５の周波数
を異ならせることで、チョッパ信号発生部１８０のチョ
ッパ信号出力ＣＨ６として周波数の異なる２種類のチョ
ッパ信号を出力できるように構成したものである。

【０１８２】すなわち、第１チョッパ信号発生手段１８
１のみに分周回路５２の出力Ｑ４を入力することによ
り、図２６に示すように、第１チョッパ信号発生手段１
８１の出力ＣＨ５を第２チョッパ信号発生手段１８５の
出力ＣＨ２の２倍の周波数に設定している。従って、チ
ョッパ信号発生部１８０の出力ＣＨ６としては、出力Ｑ
Ｄのレベルつまりブレーキオン制御時とブレーキオフ制
御時とで、デューティ比および周波数の異なる２種類の
チョッパ信号を出力することになり、これにより発電機
２０からは図２７に示すような交流波形が出力される。

【０１８３】なお、本実施形態においても、チョッパリ
ングの信号は、ロータ１２の設定速度に同期させる必要
はない。

【０１８４】このような本実施形態でも、前記第２実施
形態の(7) 〜(16)と同じ作用効果を奏することができ
る。

【０１８５】（18）さらに、前記第２実施形態に比べ
て、ブレーキオフ制御時のチョッパ周波数を２倍に高め
ることができる。デューティ比が同じ場合、図４５，４
６に示すように、周波数が高いほうが駆動トルクを低減
でき、かつ充電電圧を向上することができる。このた
め、本実施形態であれば、前記第１実施形態に比べてブ
レーキオフ制御時のブレーキ効果（制動トルク）を弱め
ることができ、充電電圧をより向上することができる。

【０１８６】次に本発明の第５実施形態について、図２
８を参照して説明する。なお、本実施形態においても、
前述の各実施形態と同一もしくは同様の構成部分には、
同一符号を付し、説明を省略あるいは簡略する。

【０１８７】本実施形態は、チョッパ信号発生部１８０
として、高い周波数のチョッパ信号を出力する高周波数
チョッパ信号発生手段１０１と、低い周波数のチョッパ
信号を出力する低周波数チョッパ信号発生手段１０２
と、電源回路６の電圧を検出する電圧検出部である電源
電圧検出回路１０３と、電源回路６の電圧に応じて、高
周波数チョッパ信号発生手段１０１の出力ＣＨ７と、低
周波数チョッパ信号発生手段１０２の出力ＣＨ３とを切
り替えて出力する切替手段１０４とを備えて構成されて
いる。

【０１８８】各チョッパ信号発生手段１０１，１０２
は、前記第２実施形態のチョッパ信号発生部１８０と同
様の構成であり、３つのＡＮＤゲート１８２〜１８４
と、２つのＯＲゲート１８６，１８７と、ＯＲゲート１
８７とアップダウンカウンタ１６０の出力ＱＤとが入力
されるＡＮＤゲート１８８と、このＡＮＤゲート１８８
の出力とＡＮＤゲート１８４の出力とが入力されるＮＯ
Ｒゲート１８９とを備えている。

【０１８９】但し、高周波数チョッパ信号発生手段１０
１は、分周回路５２の出力Ｑ４〜Ｑ７を利用しており、
分周回路５２の出力Ｑ５〜Ｑ８を利用した低周波数チョ
ッパ信号発生手段１０２よりも高い周波数のチョッパ信
号ＣＨ７を出力するように構成されている。

【０１９０】また、電源電圧検出回路１０３は、電源回
路（コンデンサ）２１ａの充電電圧が設定値より低い場
合にはＬレベル信号を出力し、高い場合にはＨレベル信
号を出力するように構成されている。

【０１９１】切替手段１０４は、電源電圧検出回路１０
３からの信号と、各チョッパ信号発生手段１０１，１０
２の信号とがそれぞれ入力される２つのＡＮＤゲート１
０５，１０６と、これらのＡＮＤゲート１０５，１０６
の出力が入力されるＯＲゲート１０７とを備えている。

【０１９２】そして、電源電圧検出回路１０３からＡＮ
Ｄゲート１０５への入力信号を反転することで、電源電
圧検出回路１０３からＬレベル信号が入力されている場
合には（充電電圧が設定値より低い場合には）、低周波
数チョッパ信号発生手段１０２からの出力ＣＨ３はＬレ
ベル信号でキャンセルされ、高周波数チョッパ信号発生
手段１０１の出力ＣＨ７がそのままＯＲゲート１０７か
らトランジスタ１２７，１２９に出力される。逆に、電
源電圧検出回路１０３からＨレベル信号が入力されてい
る場合には（充電電圧が設定値より高い場合には）、高
周波数チョッパ信号発生手段１０１からの出力ＣＨ７は
Ｌレベル信号でキャンセルされ、低周波数チョッパ信号
発生手段１０２の出力ＣＨ３がそのままＯＲゲート１０
７からトランジスタ１２７，１２９に出力される。

【０１９３】このため、図２９に示すように、電源電圧
が低い場合には、周波数が高いチョッパ信号ＣＨ７によ
ってチョッパブレーキ制御が行われ、電源電圧が高い場
合には、周波数が低いチョッパ信号ＣＨ３でチョッパブ
レーキ制御が行われる。各チョッパ信号ＣＨ３，ＣＨ７
のブレーキオン制御時およびブレーキオフ制御時の信号
のデューティ比はそれぞれ同じであるため、周波数が高
いチョッパ信号ＣＨ７のほうが、駆動トルクが低く、充
電電圧が高いつまり充電を優先した制御を行え、周波数
が低いチョッパ信号ＣＨ３のほうが、駆動トルクが高
く、充電電圧が低いつまりブレーキを優先した制御を行
える。

【０１９４】なお、本実施形態においても、チョッパリ
ングの信号は、ロータ１２の設定速度に同期させる必要
はない。

【０１９５】このような本実施形態においても、前記第
２実施形態の(7) 〜(16)と同じ作用効果を奏することが
できる。

【０１９６】（19）さらに、チョッパ信号発生部１８０
として、高周波数チョッパ信号発生手段１０１と、低周
波数チョッパ信号発生手段１０２と、電源電圧検出回路
１０３と、切替手段１０４を設け、電源電圧値によって
チョッパ信号の周波数を異ならせているので、充電状態
に対応したチョッパ制御を行うことができ、より効率的
なブレーキ制御を行うことができる。

【０１９７】なお、本発明は各実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、
改良等は、本発明に含まれるものである。

【０１９８】例えば、図３０に示すように、回転制御手
段５０に、波形整形回路７０の出力周波数を速度情報に
変換するＦ／Ｖ（周波数／速度）変換器１００を設けて
もよい。このＦ／Ｖ変換器１００を設けることで、発電
機２０の回転速度情報が得られるため、発電機２０の回
転速度を設定速度つまり時間標準信号に近づけるように
制御できる。このため、仮に発電波形が瞬時に大きく変
動してロックレンジを外れた場合でも、制御を維持する
ことができ、より安定したシステムを構成することがで
きる。

【０１９９】また、チョッパ充電回路６０としては、前
記実施形態のものに限らず、例えば、図３１に示すよう
に、ロータ１２の極検出用の１つのコンパレータ１１１
と、トランジスタ６６，６７のチョッパリング用のダイ
オード１１２、抵抗１１３を設けたチョッパ充電回路１
１０を用いたものでもよい。

【０２００】前記実施形態の場合、極性検出にコンパレ
ータ６１，６２を用いているため、この比較基準電圧Ｖ
ref 用の電源６３が必要であるが、本実施形態ではその
電源を不要にすることができる。ただし、チョッパ充電
回路１１０の場合、トランジスタ６６，６７を発電コイ
ルの極性に対して導通制御させるために、コイル端電圧
からダイオード１１２を通じて駆動している。このた
め、コイル端電圧を、トランジスタ６６，６７を駆動可
能な電圧（しきい値）Ｖth＋ダイオード１１２の立ち上
がり電圧Ｖｆよりも大きくしなければならない。例え
ば、Ｖth＝０．５Ｖで、ダイオードＶｆ＝０．３Ｖとす
ると、それだけで０．８Ｖ必要となり、発電機２０とし
ては、１．０〜１．６Ｖ程度の発電能力が必要となる。
このため、ダイオードを介さずにトランジスタ６６，６
７を駆動する前記実施形態のチョッパ充電回路６０のほ
うが、発電機２０の小さな起電圧からより効率の良いチ
ョッパ充電動作ができる点で好ましい。

【０２０１】さらに、チョッパ充電回路としては、図６
のチョッパ充電回路６０のトランジスタ６６，６７をＰ
ｃｈタイプに変更し、さらにダイオード６８，６９と入
れ替え、コンデンサ２１ａの＋（ＶＤＤ）側（第１の電
源ライン側）に短絡させてトランジスタ６６，６７の開
放時にＶＴＫＮの電圧以下になるように昇圧するように
構成してもよい。なお、この場合、コンパレータ６１，
６２とクロック信号ＣＬＫとの出力は、アンド回路で論
理合成されて各トランジスタ６６，６７のゲートに入力
されることになる。

【０２０２】同様に、第２〜５実施形態のブレーキ回路
１２０で、第１、２のスイッチ１２１，１２２をコンデ
ンサ１２３、ダイオード１２４と入れ替えて、コンデン
サ２１ａの−（ＶＳＳ）側（第２の電源ライン側）に配
置してもよい。すなわち、各スイッチ１２１，１２２の
トランジスタ１２６〜１２９をＮｃｈタイプに変更し、
発電機２０の２つの端子ＭＧ１，ＭＧ２と低電圧側の電
源であるコンデンサ２１ａの−（ＶＳＳ）側（第２の電
源ライン側）との間に挿入すればよい。この場合、発電
機２０のマイナス側の端子に接続されたスイッチ１２
１，１２２をオンし続け、プラス側の端子に接続された
スイッチ１２１，１２２を断続するように回路を構成す
ればよい。

【０２０３】また、第１実施形態では、トランジスタ６
６，６７を同時にオン、オフするように制御するチョッ
パ充電回路を用いてもよい。

【０２０４】さらに、図３２〜図３６に示すようなチョ
ッパ充電回路２００，３００，４００，５００，６００
をそれぞれ用いてもよい。なお、これらの各チョッパ充
電回路２００〜６００で前記実施形態と同一あるいは相
当する構成要素には同一符号を付し、説明を省略する。

【０２０５】図３２に示すチョッパ充電回路２００は、
発電機２０のコイルにコンデンサ２０１を直列に接続す
るとともに、この発電機２０に並列にコンデンサ２１ａ
およびＩＣ２０２を接続し、さらに前記ＩＣ２０２によ
って制御されてチョッパリングを行うスイッチ２０３を
接続したものである。このスイッチ２０３には、寄生ダ
イオード２０４が並列に接続されている。

【０２０６】このようなチョッパ充電回路２００におい
ても、スイッチ２０３をオンして発電機２０にショート
ブレーキを掛けた際に、コンデンサ２０１にエネルギー
が充電され、スイッチ２０３をオフした際にコンデンサ
２０１のエネルギーを含んで起電圧が高められた電力を
コンデンサ２１ａに充電できるため、充電電圧を下げる
ことなく、制動トルクを向上できるといった前記第１実
施形態の(2) と同じ効果が得られる。さらに、寄生ダイ
オード２０４が昇圧整流回路のダイオードを兼ねている
ため、部品点数を少なくでき、回路実装コストも低減で
きる。

【０２０７】図３３に示すチョッパ充電回路３００は、
前記チョッパ充電回路２００に対して、整流用のダイオ
ード３０１，３０２が設けられている点が異なる。

【０２０８】このようなチョッパ充電回路３００は、前
記チョッパ充電回路２００に比べてダイオード３０１，
３０２が多くなり、コスト面では不利であるが、前記チ
ョッパ充電回路２００ではスイッチ２０３を接続してシ
ョートさせた際に、コンデンサ２０１の電荷がスイッチ
２０３側に流れてしまうため、ショート時間が長くなる
と起電圧の向上割合が小さくなるのに対し、チョッパ充
電回路３００では、スイッチ２０３を接続した際にもコ
ンデンサ２０１の電荷がスイッチ２０３側に流れること
を防止できるため、前記チョッパ充電回路２００に比べ
て昇圧性能を高くできる利点がある。

【０２０９】図３４に示すチョッパ充電回路４００は、
チョッパ充電回路３００におけるスイッチ２０３、ダイ
オード２０４，３０２をさらにもう一組設けて、発電機
２０の交流出力の正負の両波に対してチョッパリングを
行うようにしたものである。このため、発電機２０の交
流出力の全周期にわたって昇圧およびブレーキ制御を行
うことができ、昇圧性能およびブレーキ性能をより一層
高くできる。

【０２１０】図３５に示すチョッパ充電回路５００は、
２つのコンデンサ５０１，５０２を設けて発電機２０で
の発電電圧の２倍の電圧をＩＣ２０２に加えることがで
きるようにした倍昇圧整流回路である。

【０２１１】図３６に示すチョッパ充電回路６００は、
整流ダイオード６０１を設けた全波整流回路においてチ
ョッパリングを実現したものである。

【０２１２】なお、これらの各チョッパ充電回路５０
０，６００においては、両波に対してチョッパリングす
るように構成していたが、半波のみをチョッパリングす
るように構成してもよい。これらの各チョッパ充電回路
３００〜６００においても、前記第１実施形態の(2) と
同じ効果が得られる。

【０２１３】さらに、回転検出回路５３、ＬＰＦ５５、
ブレーキ制御回路５６の構成も前記第１実施形態のよう
に、波形整形回路７０、チャージポンプ８０およびルー
プフィルタ８１、コンパレータ９０、分周回路９１およ
び三角波発生回路９２からなるものに限らず、実施にあ
たって適宜設定すればよい。

【０２１４】例えば、波形整形回路７０としては、図３
７に示すような、ラッチ手段７６を用いたものでもよ
い。前記各波形整形回路７０は、図９にも示すように、
一方のコンパレータ６１，６２の出力のみで矩形波パル
スｆｒを整形していたが、図３７の波形整形回路７０
は、図９にも示すように、ＡＧ１の極検出（コンパレー
タ６２）の出力の立ち上がりでラッチ手段７６にラッチ
をかけ、ＡＧ２のコンパレータ６１の出力でリセットさ
せるものである。この場合、２つの出力を用いる必要が
あるが、時間の遅れが生じず、正確な検出ができる利点
がある。なお、ＡＧ１の出力でラッチがかかれば、ＡＧ
１の出力がパルス抜けを起こしても無視されるため、矩
形波パルスｆｒへの影響も防止できる。

【０２１５】また、回転制御手段としては、前記第１実
施形態のようにＰＬＬ制御を用いたものや、第２〜５実
施形態のようにアップダウンカウンタ１６０を用いたも
のに限らず、例えばＦ／Ｖ変換器１００からの出力のみ
で調速制御させるものでもよく、実施にあたって適宜設
定すればよい。さらに、発電機２０としては、２極のロ
ータに限らず、多極ロータを用いたものでもよい。

【０２１６】さらに、前記第２〜５実施形態では、制動
制御手段として４ビットのアップダウンカウンタ１６０
を用いていたが、３ビット以下のアップダウンカウンタ
を用いてもよいし、５ビット以上のアップダウンカウン
タを用いても良い。ビット数が大きなアップダウンカウ
ンタを用いれば、カウントできる値が増えるため、累積
誤差を記憶できる範囲が大きくでき、特に発電機２０の
起動直後等の非ロック状態での制御が有利になる。一方
で、ビット数の小さなカウンタを用いれば、累積誤差を
記憶できる範囲が小さくなるが、特にロック状態になれ
ばアップおよびダウンを繰り返すことになるため、１ビ
ットのカウンタでも対応できるとともに、コストを低減
できる利点がある。

【０２１７】また、制動制御手段としては、アップダウ
ンカウンタに限らず、基準信号用ｆｓおよび回転検出信
号ＦＧ１用にそれぞれ設けた第１および第２の計数手段
と、各計数手段の計数値を比較する比較回路とで構成さ
れたものでもよい。ただし、アップダウンカウンタ１６
０を用いたほうが回路構成が簡易になるという利点があ
る。さらに、制動制御手段としては、発電機２０の回転
周期を検出してその回転周期に基づいてブレーキオン制
御およびブレーキオフ制御を切り替えることができるも
のであればよく、その具体的構成は実施にあたって適宜
設定すればよい。

【０２１８】さらに、前記実施形態ではデューティ比や
周波数の異なる２種類のチョッパ信号を用いてブレーキ
制御していたが、デューティ比や周波数の異なる３種類
以上のチョッパ信号を用いてもよい。

【０２１９】また、整流回路３５、ブレーキ回路１２
０、制御回路５６、チョッパ信号発生部１８０等の具体
的な構成は前記各実施形態に限らず、電子制御式機械時
計の発電機２０をチョッパ制御できるものであればよ
い。

【０２２０】例えば、ブレーキ回路１２０におけるチョ
ッパ整流回路３５としては、図３８に示すように、コン
デンサ１２３の代わりにダイオード１２５ａを設けても
よい。この場合には、昇圧用の回路が形成されないた
め、簡易同期チョッパ整流回路として機能する。

【０２２１】すなわち、第１の端子ＭＧ１の極性が
「＋」で第２の端子ＭＧ２の極性が「−」の時には、第
１の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）１２６がオンさ
れ、第３の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）１２８が
オフされる。このため、発電機２０で発生した誘起電圧
の電荷は、図３８に示す「→→→→→→
→」の回路によって電源回路（コンデンサ）２１ａに
充電される。

【０２２２】一方、第１の端子ＭＧ１の極性が「−」で
第２の端子ＭＧ２の極性が「＋」に切り替わると、第１
の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）１２６がオフさ
れ、第３の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）１２８が
オンされる。このため、図３８に示す「→→→
→→→」の回路によって、電源回路（コンデン
サ）２１ａが充電される。

【０２２３】さらに、前記各実施形態におけるチョッパ
信号の周波数は、実施にあたって適宜設定すればよい
が、例えば５０Ｈｚ（発電機２０のロータの回転周波数
の５倍）程度以上あれば、充電電圧を一定値以上に維持
しながら、ブレーキ性能を向上できる。また、チョッパ
信号のデューティ比も実施にあたって適宜設定すればよ
い。

【０２２４】ロータの回転周波数（基準信号）として
は、第１実施形態の１０Ｈｚや第２実施形態の８Ｈｚに
限らず、実施にあたって適宜設定すればよい。

【０２２５】ロータの回転検出回路５３としては、図３
９に示すようなロータ回転検出回路８００で検出しても
よい。すなわち、発電機２０をチョッパリング制御する
場合、発電機２０のロータ１２の回転波形にはチョッパ
パルスが重畳される。このため、ロータ１２の回転波形
からロータ回転周期に相当する矩形波信号（ロータ回転
検出信号：ＭＧＯＵＴ）を得るには、チョッパ波形が重
畳されたタイミング（チョッパリングのタイミング）
で、ロータ１２の回転波形の電圧を基準電圧と比較すれ
ばよい。この際、ロータ１２の回転波形に外部磁界（例
えば５０／６０Ｈｚの商用電源周波数）等のノイズが重
畳されることがあり、このノイズの影響でロータ１２の
回転波形が崩れ、ロータ回転検出信号を得ることができ
ない場合がある。

【０２２６】そこで、ロータ回転検出回路８００は、ロ
ータパルスの電圧が基準電圧（スレショルド電圧ＶROT
D、例えば０．５Ｖ）を越えているかをチョッパリング
のタイミングで検出するロータパルス検出回路８０１
と、このロータパルス検出回路８０１で連続して検出さ
れた回数をカウントする連続検出回数カウンタ８０２
と、この連続検出回数カウンタ８０２のカウンタ値を設
定値ｎ（例えば３回）と比較して設定値ｎ以上であるか
を検出する比較回路８０３と、ロータパルス検出回路８
０１で連続して検出されない回数をカウントする連続非
検出回数カウンタ８０４と、この連続非検出回数カウン
タ８０４のカウンタ値を設定値ｍ（例えば３回）と比較
して設定値ｍ以上であるかを検出する比較回路８０５
と、これらの比較回路８０３，８０５に基づいてロータ
回転検出信号ＭＧＯＵＴを出力するパルス作成回路８０
６とを備えて構成されている。

【０２２７】このロータ回転検出回路８００では、図４
０にも示すように、発電機２０の回転波形をチョッパパ
ルスのタイミングで基準電圧（０．５Ｖ）と比較した際
に、ｎ回（３回）連続して基準電圧を越えて検出された
場合に、ＭＧＯＵＴをＬレベルとし、ｍ回（３回）連続
して非検出された場合に、ＭＧＯＵＴをＨレベルとして
いる。これにより、ロータ１２の１回転の中で、ＭＧＯ
ＵＴのＨレベルからＬレベルへの変化が１回生じるた
め、ロータの回転を確実に検出できる。そして、このＭ
ＧＯＵＴを基準信号（例えば８Ｈｚ）と比較し、その差
部分でブレーキを掛けるような制御を行うことでロータ
１２を調速することができる。

【０２２８】なお、設定値ｎ，ｍは、実施にあたって適
宜設定すればよいが、特に、チョッパリングの周波数
と、ロータ１２の回転波形に重畳されるノイズ周波数に
基づいて設定すればよい。例えば、図４１に示すよう
に、８Ｈｚのロータ１２の回転波形（２Ｖp-p 正弦波）
にノイズ５０Ｈｚ（１Ｖp-p 正弦波）が重畳され、チョ
ッパリング周波数が２５６Ｈｚの場合、５０Ｈｚのノイ
ズの１周期の間にチョッパリング周波数は約５周期分含
まれる。従って、ロータ１２の回転波形にノイズがのっ
ていても、その回転波形の半分以上（連続するチョッパ
リング周波数３周期分）が基準電圧を超えているか否か
で、回転波形が基準電圧を超えているか否かを判断でき
る。従って、本実施形態では設定値ｎ，ｍを３回に設定
している。

【０２２９】また、ロータ回転検出回路８００として
は、連続非検出回数カウンタ８０４の代わりに、連続、
非連続を問わず非検出回数をカウントするカウンタを設
けたものを採用してもよい。この場合も、図４２，４３
に示すように、連続検出回数の設定値ｘ（例えば２回）
と、非検出回数の設定値ｙ（例えば５回）とをチョッパ
リングの周波数と、ロータ１２の回転波形に重畳される
ノイズ周波数に基づいて設定すればよい。

【０２３０】このようにロータ１２の回転波形に重畳さ
れるノイズ分を考慮して、ロータ１２の回転を検出すれ
ば、ノイズが載りやすい環境で時計を使用していてもロ
ータ１２の回転を正確に検出することができる。

【０２３１】さらに、図１５や図３８に示すチョッパ整
流回路３５は、前記実施形態の電子制御式機械時計に用
いる場合に限らず、各種腕時計、置き時計、クロック等
の時計、携帯型の血圧計、携帯電話機、ページャ、万歩
計、電卓、携帯用パーソナルコンピュータ、電子手帳、
携帯ラジオ等にも適用することができる。要するに電力
を消費する電子機器であれば広く適用できる。この際、
電池が無くても発電機２０により内蔵される電子回路や
機構系を動作させることができ、電池交換を不要にでき
る。

【０２３２】なお、本発明は、電池交換を不要とする他
の発電機構、例えば、自動巻き発電機構や、自ら電力を
発生する発電素子、例えば太陽電池、熱発電素子等と組
み合わせて使用することも可能である。

【０２３３】

【実施例】次に、本発明の効果を確認するために行った
実施例について説明する。

【０２３４】実験には、図４４に示すチョッパ充電回路
７００を用いた。このチョッパ充電回路７００は、図３
３に示すチョッパ充電回路３００と同様のものであり、
発電機２０のコイルに０．１μＦのコンデンサ２０１を
直列に接続するとともに、この発電機２０に並列に１μ
Ｆのコンデンサ２１ａと、チョッパリングを行うスイッ
チ２０３とを接続したものである。なお、ＩＣの代わり
に負荷として１０ＭΩの抵抗２０５を設けるとともに、
整流用のダイオード３０１，３０２を設けている。

【０２３５】そして、スイッチ２０３のチョッパリング
周波数を、２５，５０，１００，５００，１０００Ｈｚ
の５段階に切り替えた際の、スイッチ２０３をオンして
いる比率を表すデューティーサイクル（duty）の各値で
のコンデンサ２１ａの充電電圧（発電電圧）および駆動
トルクを測定した。この実験結果を図４５，４６それぞ
れ示す。なお、発電機２０のロータの回転周波数は１０
Ｈｚに設定した。

【０２３６】電子制御式機械時計のＩＣ２０２は、通常
０．８Ｖ、８０ｎＡで駆動するように設定されており、
前記回路７００において、コンデンサ２１ａに０．８Ｖ
充電されれば、１０ＭΩの抵抗２０５には８０ｎＡ流
れ、ＩＣ２０２を駆動可能な電圧が充電されていること
になる。

【０２３７】そこで、図４５の充電電圧の実験結果から
も明らかなように、チョッパリング周波数が２５Ｈｚの
場合を除いて、いずれもが０．８Ｖを上回る電圧を充電
でき、電圧を一定値（０．８Ｖ）以上維持できる。

【０２３８】また、図４６は図４５のチョッパリング条
件の時の発電機２０を駆動するトルクを測定した結果で
ある。ここで、駆動トルクは発電機２０を１０Ｈｚで回
すのに必要なトルクであり、発電機２０がゼンマイ１ａ
を制動するトルクと同一である。図４６に示すように、
チョッパリング周波数により、dutyを大きくした時の駆
動トルクの上昇カーブは異なるが、dutyが０．９になる
と、ほぼ等しい駆動トルクとなることが分かる。

【０２３９】従って、特にチョッパリング周波数が、５
０Ｈｚつまりロータの回転周波数の５倍以上あれば、充
電電圧を一定値以上に維持しながら、ブレーキ性能を向
上でき、本発明の有効性が確認できた。

【０２４０】なお、チョッパリング周波数が２５Ｈｚの
場合も、dutyが０．８０以下であれば０．８Ｖ以上充電
することができるため、duty値の範囲を適宜設定するこ
とで利用可能である。

【０２４１】また、本実験は、１０００Ｈｚ迄しか測定
していないが、更に大きい周波数でも同様の効果がある
ことは容易に推測できる。但し、余り大きい周波数であ
ると、チョッパリングするためにＩＣの消費電力が増大
し、発電する電力が多くなるため、上限としては１００
０Ｈｚつまりロータの回転周波数の１００倍程度が望ま
しい。

【０２４２】なお、図４５，４６に示す特性は、上述し
たような発電機２０のロータ１２の回転周波数（基準信
号）が１０Ｈｚの場合に限らず、他の周波数の場合でも
同様の傾向が成立する。従って、回転周波数は実施にあ
たって適宜設定すればよく、いずれの場合でも同様の効
果を奏することができる。

【０２４３】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の電子制御
式機械時計によれば、発電電力を一定以上に保ちながら
発電機の制動トルクを増加でき、かつコストも低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における電子制御式機械
時計の要部を示す平面図である。

【図２】図１の要部を示す断面図である。

【図３】図１の要部を示す断面図である。

【図４】第１実施形態の機能を示すブロック図である。

【図５】第１実施形態の構成を示すブロック図である。

【図６】第１実施形態のチョッパ充電回路を示す回路図
である。

【図７】第１実施形態の波形整形回路の一例を示す図で
ある。

【図８】第１実施形態の波形整形回路の他の例を示す図
である。

【図９】第１実施形態の回路における波形図である。

【図１０】第１実施形態のブレーキ制御回路のコンパレ
ータの処理を示す図である。

【図１１】第１実施形態の制御方法を示すフローチャー
トである。

【図１２】第１実施形態におけるタイミングチャートで
ある。

【図１３】本発明の第２実施形態における電子制御式機
械時計の要部の構成を示すブロック図である。

【図１４】第２実施形態の電子制御式機械時計の構成を
示す回路図である。

【図１５】第２実施形態の整流回路の構成を示す回路図
である。

【図１６】第２実施形態のアップダウンカウンタにおけ
るタイミングチャートである。

【図１７】第２実施形態のチョッパ信号発生部における
タイミングチャートである。

【図１８】第２実施形態の発電機の出力波形を示す図で
ある。

【図１９】第２実施形態の制御方法を示すフローチャー
トである。

【図２０】第２実施形態におけるタイミングチャートで
ある。

【図２１】第２実施形態の比較例である発電機の出力波
形を示す図である。

【図２２】第３実施形態の電子制御式機械時計の構成を
示す回路図である。

【図２３】第３実施形態の発電機の出力波形を示す図で
ある。

【図２４】第３実施形態におけるタイミングチャートで
ある。

【図２５】第４実施形態の電子制御式機械時計の構成を
示す回路図である。

【図２６】第４実施形態の回路におけるタイミングチャ
ートである。

【図２７】第４実施形態の発電機の出力波形を示す図で
ある。

【図２８】第５実施形態の電子制御式機械時計の構成を
示す回路図である。

【図２９】第５実施形態の回路におけるタイミングチャ
ートである。

【図３０】本発明の変形例の構成を示すブロック図であ
る。

【図３１】本発明のチョッパ充電回路の変形例を示す回
路図である。

【図３２】本発明のチョッパ充電回路の変形例を示す回
路図である。

【図３３】本発明のチョッパ充電回路の変形例を示す回
路図である。

【図３４】本発明のチョッパ充電回路の変形例を示す回
路図である。

【図３５】本発明のチョッパ充電回路の変形例を示す回
路図である。

【図３６】本発明のチョッパ充電回路の変形例を示す回
路図である。

【図３７】本発明の波形整形回路の変形例を示す図であ
る。

【図３８】本発明のチョッパ整流回路の変形例を示す回
路図である。

【図３９】本発明のロータ回転検出回路の変形例を示す
構成図である。

【図４０】ロータ回転検出回路の動作説明図である。

【図４１】ロータ回転波形を示す波形図である。

【図４２】他のロータ回転検出回路の動作説明図であ
る。

【図４３】他のロータ回転波形を示す波形図である。

【図４４】本発明の実験例におけるチョッパ充電回路を
示す回路図である。

【図４５】本発明の実験例におけるチョッパリング周波
数と充電電圧との関係を示すグラフである。

【図４６】本発明の実験例におけるチョッパリング周波
数と制動トルクとの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 香箱車 １ａ ゼンマイ １２ ロータ １５ｂ，１６ｂ コイル ２０ 発電機 ２１ 整流回路 ２１ａ 電源回路であるコンデンサ ２２ 負荷 ２３ ブレーキ回路 ２３Ｂ スイッチであるトランジスタ ２５ 電圧制御発振器 ３５ 倍電圧整流回路（簡易同期昇圧チョッパ整流回
路） ５０ 回転制御手段 ５１ 発振回路 ５３ 回転検出回路 ５４ 位相比較回路 ５６ ブレーキ制御回路 ６０，１１０，２００，３００，４００，５００，６０
０，７００ チョッパ充電回路 ６１，６２ コンパレータ ６４，６５ オア回路 ６６，６７ スイッチである電界効果型トランジスタ ６８，６９ ダイオード ７０ 波形整形回路 ８０ チャージポンプ ８１ ループフィルタ ９０ コンパレータ ９２ 三角波発生回路 １００ Ｆ／Ｖ変換器 １０１ 高周波数チョッパ信号発生手段 １０２ 低周波数チョッパ信号発生手段 １０３ 電源電圧検出回路 １２０ ブレーキ回路 １２１，１２２ スイッチ １２３ 昇圧用のコンデンサ １２４，１２５，１２５ａ ダイオード １２６〜１２９ 電界効果型トランジスタ １６０ アップダウンカウンタ １７０ 同期回路 １８０ チョッパ信号発生部 １８１ 第１チョッパ信号発生手段 １８５ 第２チョッパ信号発生手段 １９０ 初期化回路 ８００ ロータ回転検出回路 ８０１ ロータパルス検出回路 ８０２ 連続検出回数カウンタ ８０３ 比較回路 ８０４ 連続非検出回数カウンタ ８０５ 比較回路 ８０６ パルス作成回路 ａ レベル信号 ｂ 三角波信号 ｃ 矩形波パルス信号 ｆｒ 矩形波パルス ｆｓ 時間標準信号 ＣＬＫ クロック信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 英典 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 新川 修 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 高橋 理 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2F001 AA05 AB01 AD00 AG05 AH06 AH08 2F082 AA01 CC01 DD05 EE08 FF08 JJ00 2F084 AA07 GG02 GG04 GG08 JJ04 JJ07 LL01 LL02

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械的エネルギ源と、輪列を介して連結
   される前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起電
   力を発生して第１および第２の端子から電気的エネルギ
   を供給する発電機と、前記輪列に結合された指針と、前
   記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転周
   期を制御する回転制御手段とを備える電子制御式機械時
   計において、 前記発電機の各端子を短絡可能なスイッチを設けるとと
   もに、前記回転制御手段は、前記スイッチを断続して発
   電機をチョッパリング制御するように構成されているこ
   とを特徴とする電子制御式機械時計。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電子制御式機械時計に
   おいて、前記回転制御手段によって前記スイッチを断続
   するチョッパリング周波数が、発電機のロータが設定速
   度で発生する起電圧波形の５倍以上の周波数であること
   を特徴とする電子制御式機械時計。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の電子制御式機械時計に
   おいて、前記チョッパリング周波数が、発電機のロータ
   が設定速度で発生する起電圧波形の５倍〜１００倍であ
   ることを特徴とする電子制御式機械時計。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の電子制
   御式機械時計において、発電機の電気的エネルギを電源
   回路に充電するための第１および第２の電源ラインを備
   えるとともに、前記スイッチは、発電機の第１および第
   ２の端子と第１および第２の電源ラインの一方のライン
   との間にそれぞれ配置された第１および第２のスイッチ
   で構成され、前記回転制御手段は、前記発電機の第１お
   よび第２の端子の一方の端子に接続されたスイッチをオ
   ンし続けるとともに、発電機の他方の端子に接続された
   スイッチを断続するように制御することを特徴とする電
   子制御式機械時計。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の電子制御式機械時計に
   おいて、前記第１および第２のスイッチは、それぞれト
   ランジスタで構成されていることを特徴とする電子制御
   式機械時計。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の電子制御式機械時計に
   おいて、前記回転制御手段は、発電機の起電圧波形と基
   準波形とを比較するコンパレータと、各コンパレータの
   出力を時間標準信号と比較して差信号を出力する比較回
   路と、この差信号に基づきパルス幅が可変されたクロッ
   ク信号を出力する信号出力回路と、前記クロック信号と
   コンパレータ出力とを論理合成して前記トランジスタに
   出力する論理回路とを備えて構成されていることを特徴
   とする電子制御式機械時計。
7. 【請求項７】 請求項４に記載の電子制御式機械時計に
   おいて、前記第１のスイッチは、発電機の第２の端子に
   ゲートが接続された第１の電界効果型トランジスタと、
   この第１の電界効果型トランジスタに並列に接続されて
   前記回転制御手段で断続される第２の電界効果型トラン
   ジスタとで構成され、前記第２のスイッチは、発電機の
   第１の端子にゲートが接続された第３の電界効果型トラ
   ンジスタと、この第３の電界効果型トランジスタに並列
   に接続されて前記回転制御手段で断続される第４の電界
   効果型トランジスタとで構成され、前記発電機の第１お
   よび第２の端子と第１および第２の電源ラインの他方の
   ラインとの間には第１および第２のダイオードがそれぞ
   れ配置されていることを特徴とする電子制御式機械時
   計。
8. 【請求項８】 請求項４に記載の電子制御式機械時計に
   おいて、前記第１のスイッチは、発電機の第２の端子に
   ゲートが接続された第１の電界効果型トランジスタと、
   この第１の電界効果型トランジスタに並列に接続されて
   前記回転制御手段で断続される第２の電界効果型トラン
   ジスタとで構成され、前記第２のスイッチは、発電機の
   第１の端子にゲートが接続された第３の電界効果型トラ
   ンジスタと、この第３の電界効果型トランジスタに並列
   に接続されて前記回転制御手段で断続される第４の電界
   効果型トランジスタとで構成され、前記発電機の第１お
   よび第２の端子の一方と第１および第２の電源ラインの
   他方のラインとの間には昇圧用コンデンサが配置され、
   第１および第２の端子の他方と第１および第２の電源ラ
   インの他方のラインとの間にはダイオードが配置されて
   いることを特徴とする電子制御式機械時計。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載の電子制
   御式機械時計において、前記回転制御手段は、デューテ
   ィ比が異なる２種類以上のチョッパ信号を発生するチョ
   ッパ信号発生部を備えているとともに、前記デューティ
   比が異なる２種類以上のチョッパ信号を前記スイッチに
   印加して前記発電機をチョッパリング制御可能に構成さ
   れていることを特徴とする電子制御式機械時計。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の電子制御式機械時計
    において、前記回転制御手段は、前記発電機の回転周期
    を検出してその回転周期に基づき発電機にブレーキを掛
    けるブレーキオン制御およびブレーキを解除するブレー
    キオフ制御を切り替える制動制御手段を備えて構成さ
    れ、前記制動制御手段は、ブレーキオン制御時およびブ
    レーキオフ制御時にそれぞれデューティ比が異なる各チ
    ョッパ信号を前記スイッチに印加するように構成され、
    かつブレーキオン制御時に印加されるチョッパ信号は、
    ブレーキオフ制御時に印加されるチョッパ信号よりもデ
    ューティ比が大きいことを特徴とする電子制御式機械時
    計。
11. 【請求項１１】 請求項１〜８のいずれかに記載の電子
    制御式機械時計において、前記回転制御手段は、チョッ
    パ信号を発生するチョッパ信号発生部と、前記発電機の
    回転周期を検出してその回転周期に基づき発電機にブレ
    ーキを掛けるブレーキオン制御およびブレーキを解除す
    るブレーキオフ制御を切り替える制動制御手段とを備え
    て構成され、 前記制動制御手段は、ブレーキオン制御時のみに前記チ
    ョッパ信号を前記スイッチに印加して前記発電機をチョ
    ッパリング制御可能に構成されていることを特徴とする
    電子制御式機械時計。
12. 【請求項１２】 請求項１〜８のいずれかに記載の電子
    制御式機械時計において、前記回転制御手段は、周波数
    が異なる２種類以上のチョッパ信号を発生するチョッパ
    信号発生部を備えているとともに、前記周波数が異なる
    ２種類以上のチョッパ信号を前記スイッチに印加して前
    記発電機をチョッパリング制御可能に構成されているこ
    とを特徴とする電子制御式機械時計。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の電子制御式機械時
    計において、前記回転制御手段は、前記発電機の回転周
    期を検出してその回転周期に基づき発電機にブレーキを
    掛けるブレーキオン制御およびブレーキを解除するブレ
    ーキオフ制御を切り替える制動制御手段を備えて構成さ
    れ、前記制動制御手段は、ブレーキオン制御時およびブ
    レーキオフ制御時にそれぞれ周波数が異なる各チョッパ
    信号を前記スイッチに印加するように構成され、かつブ
    レーキオン制御時に印加されるチョッパ信号は、ブレー
    キオフ制御時に印加されるチョッパ信号よりも周波数が
    低いことを特徴とする電子制御式機械時計。
14. 【請求項１４】 請求項１２または請求項１３に記載の
    電子制御式機械時計において、前記周波数が異なる各チ
    ョッパ信号は、デューティ比も異なることを特徴とする
    電子制御式機械時計。
15. 【請求項１５】 請求項１〜８のいずれかに記載の電子
    制御式機械時計において、前記回転制御手段は、周波数
    が異なる２種類以上のチョッパ信号を発生するチョッパ
    信号発生部と、前記発電機により充電される電源の電圧
    を検出する電圧検出部とを備えているとともに、 前記電圧検出部で検出した電源電圧が設定値よりも低い
    場合には第１の周波数のチョッパ信号を前記スイッチに
    印加し、かつ検出した電源電圧が設定値よりも高い場合
    には前記第１の周波数よりも低い第２の周波数のチョッ
    パ信号を前記スイッチに印加して前記発電機をチョッパ
    リング制御可能に構成されていることを特徴とする電子
    制御式機械時計。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の電子制御式機械時
    計において、前記回転制御手段は、前記発電機の回転周
    期を検出してその回転周期に基づき発電機にブレーキを
    掛けるブレーキオン制御およびブレーキを解除するブレ
    ーキオフ制御を切り替える制動制御手段を備えて構成さ
    れ、 前記チョッパ信号発生部は、第１および第２の周波数に
    おいて、それぞれデューティ比が異なる各２種類のチョ
    ッパ信号を発生可能に構成され、 前記制動制御手段は、電源電圧に対応して選択された第
    １および第２の周波数の内の一方の周波数でありかつ互
    いにデューティ比が異なる各チョッパ信号を、ブレーキ
    オン制御時およびブレーキオフ制御時にそれぞれ前記ス
    イッチに印加するように構成されていることを特徴とす
    る電子制御式機械時計。
17. 【請求項１７】 請求項１〜１６のいずれかに記載の電
    子制御式機械時計において、前記回転制御手段は、発電
    機にブレーキを掛けるブレーキオン制御とブレーキを解
    除するブレーキオフ制御との切替タイミングと、チョッ
    パ信号によるスイッチを断続させるタイミングとを同期
    させていることを特徴とする電子制御式機械時計。
18. 【請求項１８】 請求項１〜１７のいずれかに記載の電
    子制御式機械時計において、前記回転制御手段は、前記
    発電機の回転波形をチョッパリングのタイミングで基準
    電圧と比較し、回転波形の電圧が基準電圧を下回ってい
    る間はＬレベルまたはＨレベルの一方のレベルとされ、
    基準電圧を上回っている間は他方のレベルとされたロー
    タ回転検出信号を用いてロータの回転周期を検出する回
    転周期検出手段を備えることを特徴とする電子制御式機
    械時計。
19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の電子制御式機械時
    計において、前記回転制御手段は、チョッパリングのタ
    イミングで基準電圧と比較される発電機の回転波形がｎ
    回連続して基準電圧を下回っている場合にロータ回転検
    出信号をＬレベルまたはＨレベルの一方のレベルとし、
    チョッパリングのタイミングで基準電圧と比較される発
    電機の回転波形がｍ回連続して基準電圧を上回っている
    場合にロータ回転検出信号をＬレベルまたはＨレベルの
    他方のレベルとすることを特徴とする電子制御式機械時
    計。
20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の電子制御式機械時
    計において、前記ｎ，ｍ回は、チョッパリングの周波数
    と、ロータの回転波形に重畳されるノイズ周波数に基づ
    いて設定されることを特徴とする電子制御式機械時計。
21. 【請求項２１】 請求項１８に記載の電子制御式機械時
    計において、前記回転制御手段は、チョッパリングのタ
    イミングで基準電圧と比較される発電機の回転波形がｘ
    回連続して基準電圧を下回っている場合にロータ回転検
    出信号をＬレベルまたはＨレベルの一方のレベルとし、
    チョッパリングのタイミングで基準電圧と比較される発
    電機の回転波形がｙ回、基準電圧を上回った場合にロー
    タ回転検出信号をＬレベルまたはＨレベルの他方のレベ
    ルとすることを特徴とする電子制御式機械時計。
22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の電子制御式機械時
    計において、前記ｘ，ｙ回は、チョッパリングの周波数
    と、ロータの回転波形に重畳されるノイズ周波数に基づ
    いて設定されることを特徴とする電子制御式機械時計。
23. 【請求項２３】 請求項１〜２２のいずれかに記載の電
    子制御式機械時計において、前記回転制御手段は、ＰＬ
    Ｌ制御を用いてロータの回転を制御していることを特徴
    とする電子制御式機械時計。
24. 【請求項２４】 請求項１〜２２のいずれかに記載の電
    子制御式機械時計において、前記回転制御手段は、アッ
    プダウンカウンタを用いてロータの回転を制御している
    ことを特徴とする電子制御式機械時計。
25. 【請求項２５】 機械的エネルギ源と、輪列を介して連
    結される前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起
    電力を発生して第１および第２の端子から電気的エネル
    ギを供給する発電機と、前記輪列に結合された指針と、
    前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転
    周期を制御する回転制御手段とを備える電子制御式機械
    時計の制御方法において、 時間標準源からの信号に基づいて発生する基準信号と前
    記発電機の回転周期に対応して出力される回転検出信号
    とを比較し、基準信号に対する回転検出信号の進み量に
    応じて、前記発電機の各端子を短絡可能なスイッチを断
    続し、発電機をチョッパリングによりブレーキ制御する
    ことを特徴とする電子制御式機械時計の制御方法。
26. 【請求項２６】 機械的エネルギ源と、輪列を介して連
    結される前記機械的エネルギ源によって駆動されて誘起
    電力を発生して第１および第２の端子から電気的エネル
    ギを供給する発電機と、前記輪列に結合された指針と、
    前記電気的エネルギにより駆動されて前記発電機の回転
    周期を制御する回転制御手段とを備える電子制御式機械
    時計の制御方法において、 時間標準源からの信号に基づいて発生する基準信号およ
    び前記発電機の回転周期に対応して出力される回転検出
    信号の一方をアップカウント信号とし、他方をダウンカ
    ウント信号としてアップダウンカウンタに入力し、アッ
    プダウンカウンタのカウンタ値が予め設定された値にな
    ったら前記発電機にチョッパリングによりブレーキを掛
    け、かつカウンタ値が上記設定値以外の値になったら前
    記発電機にブレーキを掛けない制御を行うことを特徴と
    する電子制御式機械時計の制御方法。