JP2000131468A - Electronically controlled mechanical watch and its control method - Google Patents

Electronically controlled mechanical watch and its control method

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JP2000131468A
JP2000131468A JP10309036A JP30903698A JP2000131468A JP 2000131468 A JP2000131468 A JP 2000131468A JP 10309036 A JP10309036 A JP 10309036A JP 30903698 A JP30903698 A JP 30903698A JP 2000131468 A JP2000131468 A JP 2000131468A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronically controlled mechanical watch whose speed control responsivity is fast, whose costs can be reduced, and which can restrain a drop in a generated output. SOLUTION: In this electronically controlled mechanical watch, a generator 20 by which mechanical energy transmitted from a power spring via a wheel train is converted into electrical energy is provided, a pointer which is coupled to the wheel train is provided, and a rotation control means 50 which is driven by the electric energy and which controls the rotation cycle of the generator 20 is provided. A switch 23B which can short-circuit both ends of the generator 20 is installed, and a comparison circuit 54 by which the electromotive voltage waveform of the generator 20 is compared with the phase of a reference signal waveform is installed. A chopper signal in a duty ratio which is set according to the phase difference of every waveform is applied to the switch over one cycle of a reference signal, and the generator 20 is chopped and controlled.

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、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装置を
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
計およびその制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for converting the mechanical energy of a mechanical energy source such as a mainspring into electric energy by a generator, operating a rotation control device by the electric energy, and rotating the generator in a cycle. The present invention relates to an electronically controlled mechanical timepiece that accurately drives a pointer fixed to a wheel train by controlling the time, and a control method therefor.

【0002】[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
より回転制御装置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−
50186号公報に記載されたものが知られている。
2. Description of the Related Art A mechanical energy generated when a mainspring is opened is converted into electric energy by a generator, and a rotation control device is operated by the electric energy to control a current value flowing through a coil of the generator. An electronically controlled mechanical timepiece that accurately drives the hands fixed to a row and displays the time accurately is disclosed in Japanese Patent Publication No. Hei 7-119812 and Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
What is described in 50186 gazette is known.

【0003】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
向上させつつ、ブレーキ時の発電電力の低下を補うよう
にして調速していた。
[0003] Japanese Patent Publication No. Hei 7-119812 discloses an angle range in which the brake is turned off and the rotation speed of the rotor is increased to increase the power generation amount during one rotation of the rotor, that is, every period of the reference signal. An angle range in which the brake is applied and turned at a low speed is provided, and the speed is adjusted so as to compensate for a decrease in the generated power during braking while improving the generated power while the rotation speed is high.

【0004】また、特開平8−50186号公報に記載
されたものは、基準パルスとロータの回転に伴い検出さ
れる測定パルスとをカウントし、この基準パルスの数と
測定パルスの数とを比較し、基準パルスの数が測定パル
スの数よりも小さい第1の状態では、制御手段により前
記測定パルスに応答してパルス幅が設定されたブレーキ
信号を発生してブレーキ制御を行っていた。
[0004] Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-50186 discloses a technique in which a reference pulse and a measurement pulse detected with the rotation of a rotor are counted, and the number of reference pulses is compared with the number of measurement pulses. In the first state in which the number of reference pulses is smaller than the number of measurement pulses, the control means generates a brake signal having a pulse width set in response to the measurement pulse to perform brake control.

【0005】[0005]

【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。
However, the motor described in Japanese Patent Publication No. Hei 7-119812 has one rotor.
During the rotation, it is necessary to switch between a high rotation speed state and a low speed state that is close to the stopped state with the brake applied, and such a rapid change in speed is difficult to realize in practice. There is. In particular, since the rotor is usually provided with a flywheel to improve rotational stability,
There is a problem that it is difficult to make a rapid change in speed.

【0006】さらに、ロータが1回転する間つまり基準
信号毎にブレーキのオン制御とオフ制御とが必ず行われ
ているため、特に発電機の立ち上がり時や制御が大きく
外れた場合等に、各基準信号毎のロータの回転制御量を
それほど大きくできず、正常な制御状態に移行するまで
に時間がかかり、応答性が低いという問題があった。
In addition, since the brake ON control and the brake OFF control are always performed during one rotation of the rotor, that is, for each reference signal, each reference is used especially when the generator starts up or when the control is greatly deviated. There is a problem in that the rotation control amount of the rotor for each signal cannot be so large, it takes time to shift to a normal control state, and the response is low.

【0007】また、特開平8−50186号公報に記載
したものも、測定パルスに応答して発生するブレーキ信
号はそのパルス幅が一定のため、制御が大きく外れた場
合などにも各基準信号毎のブレーキ量は一定のままであ
り、正常な制御状態に移行するまでに時間がかかり、応
答性が低いという問題があった。
[0007] Also, the brake signal generated in response to the measurement pulse has a constant pulse width, so that the reference signal is used even when the control is greatly deviated. However, there is a problem that the brake amount remains constant, it takes time to shift to the normal control state, and the responsiveness is low.

【0008】その上、基準パルス、測定パルスのカウン
トおよび比較によって第1、第2の状態を検出する回路
のほかに、その測定パルスに応答してパルス幅が設定さ
れたブレーキ信号を発生する制御手段を別途設ける必要
があり、構成が複雑になってコストが高いという問題も
あった。
In addition to the circuit for detecting the first and second states by counting and comparing the reference pulse and the measurement pulse, a control for generating a brake signal having a pulse width set in response to the measurement pulse It is necessary to separately provide means, and there is a problem that the configuration is complicated and the cost is high.

【0009】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。
Further, since the generated power decreases at the portion where the brake is applied, there is a limit in suppressing the decrease in the generated power while increasing the brake torque.

【0010】本発明の目的は、調速制御の応答性が速く
かつコストも低減できるとともに、発電電力の低下を抑
えることができる電子制御式機械時計を提供することに
ある。
It is an object of the present invention to provide an electronically controlled mechanical timepiece that has a fast response to speed control, can reduce cost, and can suppress a decrease in generated power.

【0011】[0011]

【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装置と、を備え
る電子制御式機械時計において、前記回転制御装置は、
前記発電機の両端を短絡可能なスイッチと、前記発電機
の起電圧波形と時間標準となる基準信号波形との位相を
比較する比較回路と、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可能とされ、かつこれらのチョッ
パ信号の中から前記比較回路からの信号に基づいて設定
されたデューティ比のチョッパ信号を前記基準信号の1
周期の期間に渡って前記スイッチに加えて前記発電機を
チョッパリング制御可能な制動制御回路と、を有するこ
とを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, an electric energy is generated by generating an induced power by being driven by a mechanical energy source and the mechanical energy source connected via a train wheel. An electronically controlled mechanical timepiece comprising: a generator for supplying a power supply; a pointer coupled to the wheel train; and a rotation control device driven by the electric energy to control a rotation cycle of the generator. The control device is
A switch that can short-circuit both ends of the generator, a comparison circuit that compares the phase of the electromotive voltage waveform of the generator with a reference signal waveform that is a time standard, and can generate two or more types of chopper signals having different duty ratios And among these chopper signals, a chopper signal having a duty ratio set based on a signal from the comparison circuit is set to one of the reference signals.
And a braking control circuit capable of choppering the generator in addition to the switch over a period of a cycle.

【0012】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、発電機に回転制御装置によ
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。
In the electronically controlled mechanical timepiece of the present invention, the hands and the generator are driven by a mainspring, and the rotation of the generator, ie, the hands, is regulated by applying a brake to the generator by a rotation control device.

【0013】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、発電電力の低下を抑えて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。
At this time, the rotation control (brake control) of the generator is performed by turning on and off a switch capable of short-circuiting both ends of the coil of the generator and choppering. By choppering, when the switch is turned on,
A short brake is applied to the generator, and energy is accumulated in the generator coil. On the other hand, when the switch is turned off, the generator operates, and the energy accumulated in the coil is included, so that the electromotive voltage increases. For this reason, if the generator is controlled by choppering, the decrease in power generated during braking can be compensated for by the increase in the electromotive force when the switch is turned off. The torque can be increased and an electronically controlled mechanical timepiece having a long duration can be constructed.

【0014】また、本発明では、デューティ比が異なる
2種類以上のチョッパ信号の中から、比較回路からの信
号に基づいて設定されたデューティ比のチョッパ信号を
印加することで、つまり起電圧波形の位相が基準信号波
形の位相よりも進んでいる場合には、前記基準信号の1
周期の期間に渡ってブレーキ量が大きくなる(デューテ
ィ比が大きくスイッチをオンしている期間が長い)チョ
ッパ信号を前記スイッチに加えて発電機の制動トルクを
増加する。一方、起電圧波形の位相が基準信号波形の位
相よりも遅れている場合には、前記基準信号の1周期の
期間に渡ってブレーキ量が小さくなる(デューティ比が
小さくスイッチをオンしている期間が短い)チョッパ信
号を前記スイッチに加えて発電機の制動トルクを減少す
る。このように各基準信号の1周期の期間に渡って、そ
の直前の各波形の位相差に基づいて設定されたデューテ
ィ比のチョッパ信号をスイッチに印加しても、発電機の
ロータは、慣性板(フライホイール)を付けたり、ロー
タ自身に質量を持たせることで、回転安定性を確保して
いるため、瞬時にロータの回転速度が高速になったり、
低速(あるいは停止)になることはなく、ロータの回転
速度を問題なく調速することができる。
In the present invention, a chopper signal having a duty ratio set based on a signal from a comparison circuit is applied from two or more types of chopper signals having different duty ratios, that is, an electromotive voltage waveform is generated. If the phase is ahead of the phase of the reference signal waveform, one of the reference signals
A braking amount is increased over a period of a cycle (a duty ratio is large and a switch is on for a long time). A chopper signal is applied to the switch to increase the braking torque of the generator. On the other hand, when the phase of the electromotive voltage waveform lags behind the phase of the reference signal waveform, the brake amount decreases over a period of one cycle of the reference signal (when the duty ratio is small and the switch is on). (Short) chopper signal is applied to the switch to reduce the braking torque of the generator. In this manner, even when a chopper signal having a duty ratio set based on the phase difference between the waveforms immediately before the reference signal is applied to the switch over one period of each reference signal, the rotor of the generator remains in the inertia plate. (Flywheel) or by giving the rotor its own mass, rotation stability is ensured.
The speed does not become low (or stop), and the rotational speed of the rotor can be adjusted without any problem.

【0015】このため、回転速度が基準信号よりも速い
状態が続いている場合には、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、回転速度と基準信号の差がなくなるまで
ブレーキをかけ続けることになるため、迅速に正常な回
転速度に調速することができ、応答性の早い制御を行う
ことができる。
For this reason, when the rotation speed continues to be higher than the reference signal, that is, when the torque of the mechanical energy source such as the mainspring is large and the generator is rotating, the rotation speed is increased. The brake is continuously applied until there is no difference between the control signal and the reference signal. Therefore, the speed can be quickly adjusted to a normal rotation speed, and control with high responsiveness can be performed.

【0016】また、起電圧波形と基準信号波形との位相
を比較するだけでブレーキ制御を行っているので、回転
制御装置の構成が簡略化されてコストも低減できる。そ
の上、ブレーキ制御は、基準信号の1周期に渡って同じ
デューティ比のチョッパ信号を用いてブレーキ制御を行
っており、従来のように基準周期の1周期の間にブレー
キを掛ける制御と解除する制御の両方を行う場合に比べ
て、安定した制御を行うことができ、回転制御装置の構
成もより一層簡略化できる。
Further, since the brake control is performed only by comparing the phases of the electromotive voltage waveform and the reference signal waveform, the configuration of the rotation control device is simplified and the cost can be reduced. In addition, in the brake control, the brake control is performed using the chopper signal having the same duty ratio over one cycle of the reference signal, and the control for applying the brake during one cycle of the reference cycle as in the related art is released. Stable control can be performed and the configuration of the rotation control device can be further simplified as compared with the case where both controls are performed.

【0017】なお、前記回転制御装置によって前記スイ
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。
The chopper ring frequency at which the switch is turned on and off by the rotation control device is preferably at least five times the electromotive voltage waveform generated by the rotor of the generator at the set speed. More preferably, it is 100 times to 100 times.

【0018】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。
If the choppering frequency is smaller than five times the electromotive voltage waveform, the effect of increasing the electromotive voltage is reduced. Therefore, it is preferable that the chopper ring frequency is five times or more the electromotive voltage waveform.

【0019】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。
Further, when the choppering frequency becomes 100 times or more of the electromotive voltage waveform, I choppering is performed.
Since the power consumption of C increases and the amount of generated power increases,
The choppering frequency is preferably 100 times or less of the electromotive voltage waveform. Furthermore, if the choppering frequency is 5 to 100 times the electromotive force waveform, the rate of change in torque with respect to the rate of change in duty cycle is close to constant,
Control becomes easy. However, depending on the application and control method,
Set the chopper ring frequency to 5 times or less,
It may be set to more than twice.

【0020】請求項2に記載の電子制御式機械時計は、
前記比較回路を、前記基準信号波形の位相に対して起電
圧波形の位相が進んでいるか、遅れているかを検出する
とともに、少なくとも前記基準信号波形の位相に対して
起電圧波形の位相が進んでいる場合には、その進み量を
検出可能に構成し、前記制動制御回路を、少なくとも前
記基準信号波形の位相に対して起電圧波形の位相が進ん
でいる場合には、その進み量に応じたデューティ比のチ
ョッパ信号を前記スイッチに加えるように構成したこと
を特徴とするものである。
An electronically controlled mechanical timepiece according to claim 2 is
The comparison circuit detects whether the phase of the electromotive voltage waveform is advanced or delayed with respect to the phase of the reference signal waveform, and at least the phase of the electromotive voltage waveform is advanced with respect to the phase of the reference signal waveform. If the phase of the electromotive voltage waveform is advanced at least with respect to the phase of the reference signal waveform, the brake control circuit is configured to detect the advance amount if the advance amount is detected. The invention is characterized in that a chopper signal having a duty ratio is applied to the switch.

【0021】比較回路で、基準信号波形の位相に対して
起電圧波形の位相が進んでいるか遅れているかだけでは
なく、その進み量を検出し、進み量に応じたデューティ
比のチョッパ信号を前記スイッチに加えることで、進み
量に応じたブレーキ量を設定することができ、発電機の
回転速度を効果的に制御することができる。
The comparator detects not only whether the phase of the electromotive voltage waveform is advanced or delayed with respect to the phase of the reference signal waveform, but also detects the amount of advance, and generates a chopper signal having a duty ratio corresponding to the amount of advance. By adding to the switch, the brake amount according to the advance amount can be set, and the rotation speed of the generator can be effectively controlled.

【0022】この際、前記制動制御回路は、前記基準信
号波形の位相に対する起電圧波形の位相の進み量が大き
くなるに従ってデューティ比が大きなチョッパ信号、つ
まり基準信号の1周期の期間において、スイッチを接続
するレベルの信号(例えばスイッチがNchトランジス
タであって、そのゲートにチョッパ信号を入力する場合
にはHレベルの信号)の割合が大きなチョッパ信号を前
記スイッチに加えればよい。
At this time, the braking control circuit operates the switch during a period of one cycle of the chopper signal having a larger duty ratio as the lead amount of the electromotive voltage waveform with respect to the phase of the reference signal waveform increases, that is, one cycle of the reference signal. A chopper signal having a large ratio of a signal of a connected level (for example, an H-level signal when the switch is an Nch transistor and a gate thereof receives a chopper signal) may be added to the switch.

【0023】請求項4に記載の電子制御式機械時計は、
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装置と、を備える電
子制御式機械時計において、前記回転制御装置は、前記
発電機の両端を短絡可能なスイッチと、前記発電機の起
電圧波形と時間標準となる基準信号波形の位相を比較す
る比較回路と、周波数が異なる2種類以上のチョッパ信
号を発生可能とされ、かつこれらのチョッパ信号の中か
ら前記比較回路からの信号に基づいて設定された周波数
のチョッパ信号を前記基準信号の1周期の期間に渡って
前記スイッチに加えて前記発電機をチョッパリング制御
可能な制動制御回路と、を有することを特徴とするもの
である。
An electronically controlled mechanical timepiece according to claim 4 is
A mechanical energy source, a generator driven by the mechanical energy source coupled via the train wheel to generate induced power and provide electrical energy, a pointer coupled to the train wheel, A rotation control device driven by electric energy to control a rotation cycle of the generator, wherein the rotation control device includes: a switch capable of short-circuiting both ends of the generator; A comparison circuit for comparing the phase of the electromotive voltage waveform of the machine with the phase of a reference signal waveform serving as a time standard; and two or more types of chopper signals having different frequencies can be generated, and from among these chopper signals, A chopper signal having a frequency set based on the signal is applied to the switch over a period of one cycle of the reference signal, and a braking control circuit capable of choppering the generator is controlled. When, it is characterized in that it has a.

【0024】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。
When the frequency of the chopper signal applied to the switch is high, the driving torque (braking torque) decreases, the braking effect decreases, and the charging voltage (generation voltage) increases. On the other hand, when a low-frequency chopper signal is applied, the driving torque increases, the braking effect increases, and the charging voltage decreases as compared with the case where the frequency is high. However, since choppering is performed, the charging voltage is higher than when only brake control is performed.

【0025】従って、起電圧波形の位相が基準信号波形
の位相よりも進んでいてブレーキを掛ける必要がある場
合には、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。
Therefore, when the phase of the electromotive voltage waveform is ahead of the phase of the reference signal waveform and it is necessary to apply a brake, the braking torque of the generator can be increased by applying a low frequency chopper signal. In addition, a decrease in generated power can be suppressed by choppering.

【0026】一方、起電圧波形の位相が基準信号波形の
位相よりも遅れている場合には、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。
On the other hand, when the phase of the electromotive voltage waveform lags behind the phase of the reference signal waveform, the braking torque of the generator is greatly reduced by applying a chopper signal having a frequency higher than that of the chopper signal to the switch. It is possible to reduce the size and to obtain sufficient generated power.

【0027】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。また、基準周
期の1周期に渡って設定されたチョッパ信号をスイッチ
に印加しているので、周波数の低いチョッパ信号をかけ
続けたり、周波数の高いチョッパ信号をかけ続けること
ができるので、迅速に正常な回転速度に調速することが
でき、応答性の早い制御を行うことができる。
By applying a brake using a low-frequency chopper signal or releasing a brake using a high-frequency chopper signal as described above, it is possible to increase the brake torque while suppressing a decrease in generated power, and to increase the duration time. Long electronically controlled mechanical watches can be constructed. In addition, since the chopper signal set for one cycle of the reference cycle is applied to the switch, it is possible to continuously apply a low-frequency chopper signal or a high-frequency chopper signal. The speed can be adjusted to an appropriate rotational speed, and control with high responsiveness can be performed.

【0028】また、起電圧波形と基準信号波形との位相
を比較するだけでブレーキ制御を行っているので、回転
制御装置の構成が簡略化されてコストも低減できる。そ
の上、ブレーキ制御は、基準信号の1周期に渡って同じ
周波数のチョッパ信号を用いてブレーキ制御を行ってお
り、従来のように基準周期の1周期の間にブレーキを掛
ける制御と解除する制御の両方を行う場合に比べて、安
定した制御を行うことができ、回転制御装置の構成もよ
り一層簡略化できる。
Further, since the brake control is performed only by comparing the phases of the electromotive voltage waveform and the reference signal waveform, the configuration of the rotation control device can be simplified and the cost can be reduced. In addition, in the brake control, the brake control is performed using the chopper signal having the same frequency over one cycle of the reference signal, and the control for applying the brake and the control for releasing the brake during one cycle of the reference cycle as in the related art are performed. As compared with the case where both are performed, stable control can be performed, and the configuration of the rotation control device can be further simplified.

【0029】請求項5に記載の電子制御式機械時計は、
前記比較回路を、前記基準信号波形の位相に対して起電
圧波形の位相が進んでいるか、遅れているかを検出する
とともに、少なくとも前記基準信号波形の位相に対して
起電圧波形の位相が進んでいる場合には、その進み量を
検出可能に構成し、前記制動制御回路を、少なくとも前
記基準信号波形の位相に対して起電圧波形の位相が進ん
でいる場合には、その進み量に応じた周波数のチョッパ
信号を前記スイッチに加えるように構成したことを特徴
とするものである。
An electronically controlled mechanical timepiece according to claim 5 is
The comparison circuit detects whether the phase of the electromotive voltage waveform is advanced or delayed with respect to the phase of the reference signal waveform, and at least the phase of the electromotive voltage waveform is advanced with respect to the phase of the reference signal waveform. If the phase of the electromotive voltage waveform is advanced at least with respect to the phase of the reference signal waveform, the brake control circuit is configured to detect the advance amount if the advance amount is detected. It is characterized in that a chopper signal of a frequency is applied to the switch.

【0030】比較回路で、基準信号波形の位相に対して
起電圧波形の位相が進んでいるか遅れているかだけでは
なく、その進み量を検出し、進み量に応じた周波数のチ
ョッパ信号を前記スイッチに加えることで、進み量に応
じたブレーキ量を設定することができ、発電機の回転速
度を効果的に制御することができる。
The comparator detects not only whether the phase of the electromotive voltage waveform is advanced or delayed with respect to the phase of the reference signal waveform, but also detects the amount of advance, and outputs a chopper signal having a frequency corresponding to the amount of advance to the switch. In addition, the amount of braking can be set according to the amount of advance, and the rotation speed of the generator can be effectively controlled.

【0031】この際、前記制動制御回路は、前記基準信
号波形の位相に対する起電圧波形の位相の進み量が大き
くなるに従って周波数が低いチョッパ信号を前記スイッ
チに加えればよい。
At this time, the braking control circuit may apply a chopper signal having a lower frequency to the switch as the amount of advance of the phase of the electromotive voltage waveform with respect to the phase of the reference signal waveform increases.

【0032】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、制動トルクを高める場合には、周波数が
低くデューティ比が高いチョッパ信号を用い、制動トル
クを小さくする場合には、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。
Furthermore, choppering control may be performed using chopper signals having different duty ratios as well as frequencies. In particular, when increasing the braking torque, a chopper signal with a low frequency and a high duty ratio is used, and when reducing the braking torque, a chopper signal with a high frequency and a small duty ratio is used to efficiently control the brake. It can be carried out.

【0033】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、前記発電機の
起電圧波形と時間標準となる基準信号波形との位相を比
較し、前記発電機の各端子を短絡可能なスイッチに、デ
ューティ比が異なる2種類以上のチョッパ信号の中から
前記位相差に応じて設定されたデューティ比のチョッパ
信号を加えてスイッチを断続し、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。
The control method of the electronically controlled mechanical timepiece according to the present invention supplies electric energy by generating induced electric power by being driven by a mechanical energy source and the mechanical energy source connected via a wheel train. An electronically controlled mechanical timepiece comprising: a power generator, a pointer coupled to the wheel train, and rotation control means driven by the electric energy to control a rotation cycle of the power generator. Compare the phase of the electromotive voltage waveform of the generator and the phase of the reference signal waveform as a time standard, and switch the terminals of the generator to a switch capable of short-circuiting the phase difference from two or more types of chopper signals having different duty ratios. The switch is turned on and off by adding a chopper signal having a duty ratio set accordingly, and the generator is brake-controlled by chopper ring.

【0034】また、請求項9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、
前記発電機の起電圧波形と時間標準となる基準信号波形
との位相を比較し、前記発電機の各端子を短絡可能なス
イッチに、周波数が異なる2種類以上のチョッパ信号の
中から前記位相差に応じて設定された周波数のチョッパ
信号を加えてスイッチを断続し、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。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method for controlling an electronically controlled mechanical timepiece, wherein the induced time is generated by being driven by a mechanical energy source and the mechanical energy source connected via a train wheel. Control of an electronically controlled mechanical timepiece comprising: a generator for supplying electrical energy; a pointer coupled to the wheel train; and rotation control means driven by the electrical energy to control a rotation cycle of the generator. In the method,
The phase of the generator electromotive voltage waveform is compared with the phase of a reference signal waveform serving as a time standard, and a switch capable of short-circuiting each terminal of the generator is connected to a switch capable of short-circuiting two or more types of chopper signals having different frequencies. The chopper signal of the frequency set according to the above is added and the switch is turned on and off, and the generator is brake-controlled by the chopper ring.

【0035】この際、前記周波数が異なる2種類以上の
チョッパ信号は、デューティ比も異なるものでもよい。
At this time, the two or more types of chopper signals having different frequencies may have different duty ratios.

【0036】これらの制御方法によれば、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、発電電力の低下を抑えながら制動ト
ルクを増加でき、持続時間の長い電子制御式機械時計に
することができる。また、基準周期の1周期に渡って設
定されたチョッパ信号をスイッチに印加しているので、
迅速に正常な回転速度に調速することができ、応答性の
早い制御を行うことができるとともに、従来のように基
準周期の1周期の間にブレーキを掛ける制御と解除する
制御の両方を行う場合に比べて、安定した制御を行うこ
とができ、回転制御装置の構成も簡略化できる。さら
に、起電圧波形と基準信号波形との位相を比較するだけ
でブレーキ制御を行っているので、回転制御装置の構成
がより一層簡略化されてコストも低減できる。
According to these control methods, since the rotation control (brake control) of the generator is performed by turning on and off a switch capable of short-circuiting both ends of the coil of the generator, choppering is performed. The braking torque can be increased while suppressing the decrease in the time, and an electronically controlled mechanical timepiece having a long duration can be obtained. Also, since the chopper signal set over one cycle of the reference cycle is applied to the switch,
The speed can be quickly adjusted to a normal rotation speed, control can be performed with high responsiveness, and both control for applying a brake and control for releasing during one cycle of a reference cycle can be performed as in the related art. As compared with the case, stable control can be performed, and the configuration of the rotation control device can be simplified. Furthermore, since the brake control is performed only by comparing the phases of the electromotive voltage waveform and the reference signal waveform, the configuration of the rotation control device can be further simplified and the cost can be reduced.

【0037】[0037]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0038】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。
FIG. 1 is a plan view showing a main part of an electronically controlled mechanical timepiece according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are sectional views thereof.

【0039】電子制御式機械時計は、機械的エネルギ源
であるゼンマイ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1b、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。
The electronically controlled mechanical timepiece includes a barrel wheel 1 comprising a mainspring 1a as a mechanical energy source, a barrel gear 1b, a barrel barrel 1c, and a barrel lid 1d. Mainspring 1a
The outer end is fixed to the barrel gear 1b and the inner end is fixed to the barrel barrel 1c. The barrel case 1c is supported by the main plate 2 and the train wheel bridge 3, and is fixed by a square hole screw 5 so as to rotate integrally with the square hole wheel 4.

【0040】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。
The square wheel 4 is meshed with the hammer 6 so as to rotate clockwise but not counterclockwise. The method of rotating the hour wheel 4 in the clockwise direction and winding the mainspring 1a is the same as the automatic winding or the manual winding mechanism of the mechanical timepiece, and thus the description is omitted.

【0041】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、9.37
5 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、10倍増速されて
ロータ12へと、輪列を介して合計126,000倍に
増速されている。
The rotation of the barrel gear 1b is increased by a factor of 7 to the second wheel & pinion 7, and is sequentially increased by 6.4 times to the third wheel & pinion 8.
Increased 5 times to 4th car 9 Increased 3 times to 5th car 10
The speed is increased by a factor of 10 to the sixth wheel 11 and to the rotor 12 by a factor of 10 and is increased by a total of 126,000 times via the wheel train.

【0042】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。
The second wheel & pinion 7 is fixed with a cannon pinion 7a, the cannon pinion 7a with a minute hand 13 and the fourth wheel 9 with a second hand 14 respectively. Therefore, to rotate the second wheel & pinion 7 at 1 rpm and the fourth wheel & pinion 9 at 1 rpm, the rotor 12 must rotate at 5 rpm.
What is necessary is just to control so that it may rotate. At this time, the barrel gear 1b becomes 1/7 rph.

【0043】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。
This electronically controlled mechanical timepiece has a rotor 12,
A generator 20 including a stator 15 and a coil block 16 is provided. The rotor 12 has a rotor magnet 12
a, a rotor pinion 12b, and a rotor inertia disk 12c. The rotor inertia disk 12 c is for reducing the fluctuation of the rotation speed of the rotor 12 with respect to the fluctuation of the driving torque from the barrel car 1. The stator 15 includes a stator body 15a.
Is wound with a 40,000 turn stator coil 15b.

【0044】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。
The coil block 16 is provided with
The coil 16b of 10,000 turns is wound. Here, the stator body 15a and the magnetic core 16a are made of PC permalloy or the like. Further, the stator coil 15b and the coil 16b are connected in series so that an output voltage is obtained by adding the respective generated voltages.

【0045】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。
Next, a control circuit of the electronically controlled mechanical timepiece will be described with reference to FIGS.

【0046】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。
FIG. 4 is a block diagram showing the functions of the present embodiment.

【0047】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、回転制御装置等の制御用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。
The AC output from the generator 20 is a step-up rectifier,
The voltage is boosted and rectified through a rectifying circuit 21 including full-wave rectification, half-wave rectification, transistor rectification, and the like. The rectifier circuit 21 is connected to a control IC such as a rotation control device and a load 22 such as a crystal oscillator. In FIG. 4, for convenience of explanation,
Each functional circuit configured in the IC is described separately from the load 22.

【0048】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。
The generator 20 includes a braking resistor 23A and an Nch or Pch transistor 2 functioning as a switch.
A brake circuit 23 configured by connecting 3B in series is connected. The generator 20 and the brake circuit 2
3 constitutes a VCO (voltage controlled oscillator) 25. Note that a diode may be appropriately inserted into the brake circuit 23 in addition to the braking resistor 23A.

【0049】このVCO25には、回転制御装置50が
接続されている。
A rotation control device 50 is connected to the VCO 25.

【0050】回転制御装置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、制動制御回路であるブレーキ制御回路56
によって構成されている。
The rotation control device 50 includes an oscillation circuit 51, a frequency dividing circuit 52, a rotation detection circuit 53 of the rotor 12, a phase comparison circuit (PC) 54, a low-pass filter (low-pass filter: L
PF) 55, a brake control circuit 56 which is a brake control circuit
It is constituted by.

【0051】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(基準信号波形)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。
The oscillating circuit 51 outputs an oscillating signal from the crystal oscillator 51A, and the oscillating signal is frequency-divided by a frequency dividing circuit 52 up to a certain period. The frequency-divided signal is output to the phase comparison circuit 54 as a time standard signal (reference signal waveform) fs of, for example, 10 Hz. Note that the quartz oscillator 5
A reference signal may be created using various reference standard vibration sources or the like instead of 1A.

【0052】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。
The rotation detecting circuit 53 receives the output waveform of the VCO 25 with high impedance so as not to affect the generator 20 side, processes this output into a rectangular pulse fr, and outputs it to the phase comparing circuit 54.

【0053】位相比較回路54は、分周回路52からの
時間標準信号(基準信号波形)fsと、回転検出回路5
3からの矩形波パルス(起電圧波形)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。
The phase comparison circuit 54 includes a time standard signal (reference signal waveform) fs from the frequency dividing circuit 52 and the rotation detecting circuit 5.
The phase is compared with the rectangular wave pulse (electromotive voltage waveform) fr from No. 3 and a difference signal is output. This difference signal is the LPF 55
After the high-frequency component is removed by the above, the signal is input to the brake control circuit 56.

【0054】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。
The brake control circuit 56 inputs a control signal of the brake circuit 23 to the VCO 25 based on this signal. Thereby, phase synchronization control (PLL control) is realized.

【0055】次に、本実施形態のより具体的な構成を図
5に示す。
Next, a more specific configuration of this embodiment is shown in FIG.

【0056】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。
As shown in the figure, in the present embodiment, a chopper charging circuit 60 is used as the brake circuit 23.
The chopper charging circuit 60 includes, as shown in FIG.
0, the two comparators 61 and 62 connected to the coils 15b and 16b, a power supply 63 for supplying a comparison reference voltage Vref to the comparators 61 and 62, the outputs of the comparators 61 and 62, and the brake control circuit 56 OR circuits 64 and 65 for outputting a logical sum with a clock output (control signal) from the OR and the coils 15b and 16b, and the outputs of the OR circuits 64 and 65 are connected to gates to function as switches. Field effect transistors 66 and 67 (FET) and the coils 15b and 16
b, and diodes 68 and 69 connected to a capacitor 21a provided in the rectifier circuit 21. The FETs 66 and 67 are provided with parasitic diodes 66A and 67A.

【0057】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。
The positive side (the first power supply line side) of the capacitor 21a is set to the voltage VDD, and the negative side (the second power supply line side) is VTKN (V / TANK / Negativ:-of the battery).
Side). Similarly, the negative side of the power supply 63 and the source sides of the transistors 66 and 67 are also set to VTKN (second power supply line side). Therefore, this chopper charging circuit 6
0, the generators 20 are once short-circuited to the VTKN side by controlling the transistors 66 and 67, and VDD is
The voltage of the chopper is boosted so as to be equal to or higher than the voltage. For this reason, the comparators 61 and 62 output the boosted electromotive voltage and
An arbitrary set voltage Vref between VDD and VTKN is compared.

【0058】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。
In the chopper charging circuit 60, the outputs of the comparators 61 and 62 are also output to the waveform shaping circuit 70. Therefore, the rotation detection circuit 53 is constituted by the chopper charging circuit 60 and the waveform shaping circuit 70.

【0059】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。
The waveform shaping circuit 70 is a monostable multivibrator (one-shot type) 71 composed of a capacitor 72 and a resistor 73 as shown in FIG.
Alternatively, a type using a counter 74 and a latch 75 as shown in FIG. 8 can be used.

【0060】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。
The phase comparator 54 comprises an analog phase comparator, a digital phase comparator, etc.
A CMOS type phase comparator using OSIC can be used. Then, the 10 Hz time standard signal fs from the frequency dividing circuit 52 and the rectangular wave pulse fr from the waveform shaping circuit 70
Is detected and a difference signal is output.

【0061】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。
This difference signal is supplied to a charge pump (CP) 8
It is input to 0 and converted to a voltage level, and a high frequency component is removed by a loop filter 81 including a resistor 82 and a capacitor 83. Therefore, the LPF 55 is constituted by the charge pump 80 and the loop filter 81.

【0062】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。
The level signal a output from the loop filter 81 is input to the comparator 90. The signal from the oscillation circuit 51 is supplied to the comparator 90 at 50 Hz to 50 Hz.
A triangular wave signal b converted through a frequency dividing circuit 91 for dividing the frequency to 10 KHz and a triangular wave generating circuit 92 using an integrator and the like is input. The comparator 90 outputs a rectangular wave pulse signal c from the level signal a from the loop filter 81 and the triangular wave signal b. Therefore, the brake control circuit 56 is composed of the comparator 90, the frequency dividing circuit 91, and the triangular wave generating circuit 92.

【0063】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。
The rectangular wave pulse signal c output from the comparator 90 is input to the chopper charging circuit 60 as the clock signal CLK as described above.

【0064】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。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to the waveform chart of FIG. 10 and the flowchart of FIG.

【0065】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。
The rotor 1 of the generator 20 is driven by the mainspring 1a.
When 2 rotates, each coil 15b, 16b outputs an AC waveform corresponding to a change in magnetic flux. This waveform is input to each of the comparators 61 and 62. Then, each of the comparators 61 and 62 compares the voltage with the reference voltage Vref from the power supply 63. The timing of the polarity for turning on the transistors 66 and 67 is detected by comparison between the comparators 61 and 62.

【0066】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。
That is, in order to perform the step-up charging of the capacitor 21a and the chopper brake operation of the generator 20,
The operation can be performed only by inputting the clock signal CLK to the gates of the transistors 66 and 67. However, in the case of controlling only by the clock signal, when the clock signal becomes Hi, the transistors 66 and 67 are simultaneously turned on and short-circuited, and when the clock signal becomes Lo, the respective parasitic diodes 66A and 67A
And one of the diodes 68 and 69 to charge the capacitor 21a. Specifically, when AG1 is +, charging is performed from the parasitic diode 67A to the diode 68 through the coils 15b and 16b, and when AG2 is +, the parasitic diode 66A is charged to the diode 69 through the coils 15b and 16b. Charge.

【0067】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。
In this case, two diodes are connected in series in the charging path, and a voltage drop corresponding to the rise voltage VF of each diode is generated. Therefore, the capacitor 21a cannot be charged unless the charging voltage is higher than the voltage obtained by adding the voltage drop to the potential of the capacitor 21a. This is a major factor in reducing the charging efficiency in the case of a generator with a small generated voltage, such as an electronically controlled mechanical timepiece.

【0068】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。
Therefore, in this embodiment, the transistor 6
The charging efficiency is improved by adjusting the timing without turning ON and OFF the switches 6 and 67 at the same time.

【0069】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。
That is, when AG1 becomes positive when viewed from VTKN and exceeds the voltage Vref, the comparator 62 outputs a Hi level signal. Therefore, the OR circuit 65 continues to output a Hi level signal regardless of the clock signal CLK. As a result, a voltage is applied to the gate of the transistor 67, and the transistor 67 is turned on.

【0070】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。
On the other hand, since the comparator 61 is connected to the AG2 side, since AG2 <voltage Vref, the comparator 61 outputs the Lo level signal, the OR circuit 64 outputs a signal synchronized with the clock signal, and the transistor 66 turns ON / OFF. The OFF operation is repeated, and the AG1 terminal is boosted by the chopper.

【0071】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。
At this time, the charging path is the transistor 66
Is once turned on and off, AG1-diode 68-capacitor 21a-VTKN-transistor 67
(From source to drain) -AG2, and the parasitic diode 67A goes off the path, so that the voltage drop is reduced and the charging efficiency is improved.

【0072】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。
Note that the level of the voltage Vref is
It is preferable to select an electromotive voltage level at which the capacitor 21a can be charged by boosting the generated voltage by chopper. Usually, VTKN may be set to a level exceeding several hundred mV. If the set level of the voltage Vref is high, the period until the comparators 61 and 62 operate becomes longer. During this period, the above-mentioned two diodes are connected in series, and the power generation efficiency is reduced accordingly.

【0073】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。
When the transistor 66 is turned on, since the transistor 67 is also turned on, the generator 20 is short-circuited, the short brake is applied, and the power generation amount is reduced accordingly. With this configuration, when the transistor 66 is opened, the voltage can be boosted to VDD or more. If the cycle of choppering to be turned ON / OFF is set to a predetermined period or more, it is possible to compensate for a decrease in the amount of power generated during short brake, and to reduce the generated power. The braking torque can be increased while maintaining the braking torque at or above a certain level.

【0074】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。
When the output from the generator 20 is on the AG2 side, the same operation as described above is performed, except that the operations of the comparators 61 and 62 and the transistors 66 and 67 are switched.

【0075】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)。
The outputs of the comparators 61 and 62 of the chopper charging circuit 60 are input to the waveform shaping circuit 70 and converted into a rectangular pulse fr. That is, the rotation detection circuit 53 including the chopper charging circuit 60 and the waveform shaping circuit 70 detects the rotation of the rotor 12 and outputs it as a rectangular wave pulse fr (Step 1, hereinafter, step is abbreviated as “S”).

【0076】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。
For example, the monostable multivibrator 71 of FIG. 7 shapes the waveform based on only one polarity detection (the output of the comparator 62). Specifically, the comparator 6
2 at the rise of the output, the monostable multivibrator 7
Trigger 1 and output a pulse of the length set by CR. Since the time constant of CR is set to about 1.5 times or more with respect to one cycle of the clock signal CLK, the next rising of the output of the comparator 62 is input within the pulse time set by CR, and The stable multivibrator 71 is retriggered. For this reason, the multivibrator 71 outputs the comparator 6 within 1.5T time set by CR.
The Hi level signal is continuously output until the rising of the output of No. 2 does not occur, whereby the rectangular wave pulse fr corresponding to the output signal of the generator 20 is output. However, the fall time of the pulse fr is delayed by the CR setting time−the Hi-level time of the pole detection pulse, and as shown in FIG.
When the CR is 1.5T, a delay occurs by 1.5T-0.5T = 1T.

【0077】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。
On the other hand, the waveform shaping circuit 70 shown in FIG.
The waveform is shaped based on only one polarity detection (one output of the comparator 61 or 62). Specifically, the counter 7 counts and clears the clock signal for 2T time.
4 and latch means 75 for latching with the output of the counter 74.
Is set to be cleared by the output of either the comparator 61 or 62. For example, as shown in FIG. 9, when the output of the comparator 62 is generated, the latch means 75 and the counter 74 are cleared, and the output fr outputs the Lo level signal. When the output of the comparator 62 stops being generated, the counter 7
4, the output fr is latched at the Hi level.

【0078】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。
Then, when the output of the comparator 62 is generated again, the latch signal is cleared, the output fr becomes the Lo level, and a rectangular wave pulse can be obtained. If the output of the comparator 62 occurs within the set time of the counter (2T), the latch operation is not performed. However, also in this case, as shown in FIG.
T), the rise of Hi of the rectangular wave pulse fr is delayed.

【0079】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。
Each of the waveform shaping circuits 70 in FIGS. 7 and 8 causes a delay in the output of the comparator 62 to convert the output into a rectangular pulse. This is because the output from the comparator 62 is not always obtained as a signal synchronized with the cycle of the clock signal at the time of starting the system or the like, and becomes an output like a so-called pulse omission. This is to prevent pulse cracking by the CR set time or the counter set time. Note that the CR setting time and the counter time may be set according to the degree of missing pulses, and may be set to a period of about 1.5 to 5T. Note that such a delay hardly affects the control.

【0080】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。
The rectangular wave pulse f thus shaped
r is compared with the time standard signal fs of the frequency dividing circuit 52 in the phase comparing circuit 54 (S2), and the difference signal is converted into the level signal a through the charge pump 80 and the loop filter 81.

【0081】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の位相が時間標準信号fsの位相よりも進んで
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。
The comparator 90 outputs a rectangular wave pulse signal c based on the level signal a and the triangular wave signal b from the triangular wave generating circuit 92, as shown in FIG. The level signal a is lower than the standard level when the phase of the rectangular wave pulse fr based on the rotation of the rotor 12 is ahead of the phase of the time standard signal fs, and is higher when the phase is delayed. Is set to

【0082】このため、矩形波パルスfrの位相が時間
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の位相が時間標準信号fsよりも
遅れている場合には、矩形波パルス信号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)。
For this reason, when the phase of the rectangular wave pulse fr is ahead of the time standard signal fs (S3), the state of the H level of the rectangular wave pulse signal c becomes longer.
The short brake time in each chopper cycle in the chopper charging circuit 60 becomes longer, the braking amount increases, and the rotor 12 of the generator 20 is decelerated (S4). Conversely, when the phase of the rectangular wave pulse fr is behind the time standard signal fs, the state of the rectangular wave pulse signal c at the L level becomes longer, and accordingly, in each chopper cycle in the chopper charging circuit 60, , The braking amount is reduced and the rotor 12 of the generator 20 is accelerated (S5).

【0083】すなわち、矩形波パルス信号cの1周期に
おけるHレベル期間の割合であるデューティ比は、位相
比較回路54からの信号に基づいて出力されるレベル信
号aによって設定される。以上のブレーキ制御つまり矩
形波パルス(起電圧波形)frと時間標準信号(基準信
号波形)fsとの位相差に応じてデューティ比が可変さ
れる矩形波パルス信号cをブレーキ回路23であるチョ
ッパ充電回路60に入力することにより、矩形波パルス
frが時間標準信号fsに合うように制御される。
That is, the duty ratio, which is the ratio of the H level period in one cycle of the rectangular pulse signal c, is set by the level signal a output based on the signal from the phase comparison circuit 54. The above-described brake control, that is, the rectangular wave pulse signal c whose duty ratio is varied in accordance with the phase difference between the rectangular wave pulse (electromotive voltage waveform) fr and the time standard signal (reference signal waveform) fs is charged by the brake circuit 23 to the chopper. By input to the circuit 60, the rectangular wave pulse fr is controlled to match the time standard signal fs.

【0084】なお、図4〜5の基準周期信号fsおよび
各波形整形回路70からの矩形波パルスfrと、コンパ
レータ90の出力信号(矩形波パルス信号)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、直前の基準周
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。
The relationship between the reference period signal fs in FIGS. 4 and 5, the rectangular pulse fr from each waveform shaping circuit 70, and the output signal (rectangular pulse signal) c of the comparator 90 is shown in a timing chart. It looks like 12. In other words, the output signal c of the comparator 90 indicates that the short brake period becomes longer and the braking amount increases in accordance with the phase difference between the immediately preceding reference cycle signal fs and the rectangular wave pulse fr, or the short brake period becomes shorter and the brake signal becomes shorter. The amount has been reduced.

【0085】すなわち、図12に示すように、基準周期
信号fsの周期T1、T2及びT3の直前の周期におけ
る矩形波パルスfrと基準周期信号fsとの位相差S
1,S2,S3を比較すると、周期T1では直前の位相
差S1が比較的大きく、発電機20の回転に対応した矩
形波パルスfrの位相が基準周期信号fsに比べて進ん
でいるために、コンパレータ90の出力信号cはHレベ
ルの期間がLレベルに比べて大きなチョッパ信号つまり
デューティ比が比較的大きくてブレーキ量も比較的大き
なチョッパ信号とされている。
That is, as shown in FIG. 12, the phase difference S between the rectangular wave pulse fr and the reference period signal fs in the period immediately before the periods T1, T2 and T3 of the reference period signal fs.
Comparing 1, S2, and S3, the immediately preceding phase difference S1 is relatively large in the cycle T1, and the phase of the rectangular wave pulse fr corresponding to the rotation of the generator 20 is advanced compared to the reference cycle signal fs. The output signal c of the comparator 90 is a chopper signal whose H level period is larger than that of the L level, that is, a chopper signal having a relatively large duty ratio and a relatively large brake amount.

【0086】また、周期T2では、直前の位相差S2は
位相差S1に比べて小さくされているので、周期T2に
おける出力信号cは周期T1における出力信号cに比べ
てHレベルの期間が短いつまりデューティ比が小さくて
ブレーキ量も小さくされたチョッパ信号とされている。
In the period T2, the immediately preceding phase difference S2 is smaller than the phase difference S1, so that the output signal c in the period T2 has a shorter H-level period than the output signal c in the period T1. The chopper signal has a small duty ratio and a small brake amount.

【0087】さらに、周期T3では、直前の位相差S3
は位相差S2に比べてさらに小さくされているので、周
期T3における出力信号cは周期T2における出力信号
cに比べてもよりHレベルの期間が短いつまりデューテ
ィ比がより小さくてブレーキ量も小さくされたチョッパ
信号とされている。
Further, in the cycle T3, the immediately preceding phase difference S3
Is smaller than the phase difference S2, the output signal c in the cycle T3 has a shorter H-level period than the output signal c in the cycle T2, that is, the duty ratio is smaller and the brake amount is smaller. Chopper signal.

【0088】そして、これらの出力信号cは、基準周期
信号fsの1周期にわたって同じデューティ比の波形つ
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。
These output signals c have waveforms having the same duty ratio over one cycle of the reference cycle signal fs, that is, waveforms having the same short brake period. In the present embodiment, the brake is applied when the output signal c is at the high level, that is, the brake period is at the high level.

【0089】このような本実施形態によれば、次のよう
な効果がある。
According to the present embodiment, the following effects can be obtained.

【0090】(1) 基準信号の1周期の期間に渡って、そ
の直前の各波形の位相差S1〜S3に基づいて設定され
たデューティ比のチョッパ信号cをスイッチに印加して
発電機20の回転速度を調速しているので、回転速度に
基づく起電圧波形frの位相が基準信号波形fsよりも
進んでいる状態が続いている場合には、つまりゼンマイ
1aなどの機械的エネルギ源のトルクが大きくて発電機
20の回転が進んでいる場合には、各波形の位相差がな
くなるまでブレーキをかけ続けることになるため、迅速
に正常な回転速度に調速することができ、応答性の早い
制御を行うことができる。
(1) Over a period of one cycle of the reference signal, a chopper signal c having a duty ratio set based on the phase differences S1 to S3 of the waveforms immediately before the reference signal is applied to the switch, and Since the rotational speed is regulated, if the phase of the electromotive voltage waveform fr based on the rotational speed continues to be ahead of the reference signal waveform fs, that is, the torque of the mechanical energy source such as the mainspring 1a Is large and the generator 20 is rotating, the brake is continuously applied until the phase difference between the waveforms disappears, so that the speed can be quickly adjusted to the normal rotation speed, and the responsiveness can be improved. Fast control can be performed.

【0091】(2) さらに、チョッパ信号(矩形波パルス
信号)cのデューティ比は、レベル信号aつまり位相比
較回路54で検出される各信号波形fr,fsの位相差
に基づいて自動的に設定されるため、位相差に対応した
適切なブレーキ量でブレーキを掛けることができるの
で、より一層応答性の早い制御を行うことができる。
(2) Further, the duty ratio of the chopper signal (rectangular wave pulse signal) c is automatically set based on the level signal a, that is, the phase difference between the signal waveforms fr and fs detected by the phase comparator 54. Therefore, the brake can be applied with an appropriate brake amount corresponding to the phase difference, so that control with even faster response can be performed.

【0092】(3) 発電機20のロータ12は、慣性円板
(フライホイール)12cを付けたり、ロータ12自身
に質量を持たせることで、回転安定性を確保しているた
め、基準信号の1周期に渡ってブレーキ制御を行って
も、瞬時にロータ12の回転速度が高速になったり、低
速(あるいは停止)になることはなく、問題なくロータ
12の回転速度制御を行うことができる。
(3) The rotor 12 of the generator 20 is provided with an inertial disk (flywheel) 12c or has a mass to the rotor 12 itself to ensure rotational stability. Even if the brake control is performed over one cycle, the rotation speed of the rotor 12 does not instantaneously increase or decrease (or stops), and the rotation speed control of the rotor 12 can be performed without any problem.

【0093】また、本実施形態では、基準信号の1周期
に渡って同じデューティ比のチョッパ信号を用いてブレ
ーキ制御を行っており、従来のように基準周期の1周期
の間にブレーキを掛ける制御と解除する制御の両方を行
う場合に比べて、安定した制御を行うことができ、回転
制御装置50の構成も簡略化できる。
In this embodiment, the brake control is performed by using the chopper signal having the same duty ratio over one cycle of the reference signal. As compared with the case of performing both of the control for canceling the control, stable control can be performed, and the configuration of the rotation control device 50 can be simplified.

【0094】さらに、起電圧波形と基準信号波形との位
相を比較するだけでブレーキ制御を行っているので、回
転制御装置50の構成をより一層簡略化でき、コストも
低減できる。
Further, since the brake control is performed only by comparing the phases of the electromotive voltage waveform and the reference signal waveform, the configuration of the rotation control device 50 can be further simplified, and the cost can be reduced.

【0095】(4) 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、応答性の早い安
定した制御を行うことができる。
(4) Since the VCO 25 including the generator 20 and the brake circuit 23, and the phase comparison circuit 54 and the brake control circuit 56 are provided, the rotation of the generator 20 can be controlled by PLL control. For this reason, since the braking level in the brake circuit 23 can be set by comparing the power generation waveforms for each cycle, once the power generation waveform is once pulled into the lock range, the response is fast and stable unless the power generation waveform fluctuates greatly immediately. Control can be performed.

【0096】(5) 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、電子制御式機械時計の持続時間を従来に比べて
長くすることができる。
(5) Since the brake circuit 23 is constituted by the chopper charging circuit 60 and the brake control is realized by using the chopper ring, the braking torque can be increased while keeping the generated power at or above a certain level. Therefore, efficient brake control can be performed while maintaining the stability of the system, and the duration of the electronically controlled mechanical timepiece can be made longer than before.

【0097】(6) 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。
(6) By using the chopper charging circuit 60, not only the brake control but also the charging of the capacitor 21a of the rectifier circuit 21 (power generation processing) and the detection of the rotation of the rotor 12 of the generator 20 are performed by the chopper charging. The circuit can be realized by the circuit 60, and the circuit configuration can be simplified, the number of parts can be reduced, the cost can be reduced, and the manufacturing efficiency can be improved as compared with the case where each of these functions is realized by a separate circuit. Can be.

【0098】(7) 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。
(7) In the chopper charging circuit 60, the on / off control timing of each of the transistors 66 and 67 is adjusted, and one of the transistors 66 and 67 is kept on and the other is on and off. Therefore, the voltage drop in the charging path can be reduced, and the power generation efficiency can be improved. For this reason, especially like an electronically controlled mechanical watch,
When a small generator 20 must be used, the power generation efficiency can be improved, which is very effective.

【0099】(8) 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
御装置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。
(8) Since the waveform shaping circuit 70 is provided, if the circuit configuration of the chopper charging circuit 60 and the like is changed, the VCO
Even when the output waveforms from 25 are different, the different portion of the output waveform can be absorbed by the waveform shaping circuit 70. For this reason,
Even if the circuit configuration of the chopper charging circuit 60 is different, the rotation control device 50 can be commonly used, and the cost of parts can be reduced.

【0100】(9) 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。
(9) When a general circuit combining a low-pass filter (LPF) and a comparator is used as the waveform shaping circuit 70, a part of the chopper-boosted electromotive voltage can be removed from a first-order lag CR filter or the like. This causes the LPF to be charged, which causes a reduction in the charging efficiency of the capacitor 21a. However, since each waveform shaping circuit 70 of the present embodiment performs digital processing, current consumption can be suppressed low. The efficiency of charging the capacitor 21a can also be improved.

【0101】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。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same or similar components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.

【0102】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。
FIG. 13 is a block diagram showing an electronically controlled mechanical timepiece according to the second embodiment.

【0103】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。
The electronically controlled mechanical timepiece includes a mainspring 1a as a mechanical energy source, a speed increasing train (each of wheels 7 to 11) for transmitting the torque of the mainspring 1a to the generator 20, and a speed increasing train. Hands (minute hand 13, second hand 14) that are connected to display time are provided.

【0104】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。
[0104] The generator 20 is driven by the mainspring 1a via the speed increasing wheel train, generates induced electric power, and supplies electric energy. The AC output from the generator 20 is boosted and rectified through a rectification circuit 21 composed of step-up rectification, full-wave rectification, half-wave rectification, transistor rectification, and the like, and is charged and supplied to a power supply circuit 21a composed of a capacitor and the like.

【0105】発振回路51は、図14にも示すように、
時間標準源である水晶振動子51Aを用いて発振信号を
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。この分周信号は、8Hzの基準信号(基準信号波
形)fsとして出力されている。
The oscillation circuit 51 includes, as shown in FIG.
An oscillation signal is output using a quartz oscillator 51A, which is a time standard source, and the oscillation signal is frequency-divided by a frequency dividing circuit 52 including 12 flip-flops to a certain fixed period. This frequency-divided signal is output as an 8 Hz reference signal (reference signal waveform) fs.

【0106】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(起電圧波形)
FG1を出力する。
The rotation detecting circuit 53 includes a waveform shaping circuit 161 connected to the generator 20 and the monomultivibrator 16.
And 2. The waveform shaping circuit 161 includes an amplifier and a comparator, and converts a sine wave into a rectangular wave. The mono-multi vibrator 162 functions as a band-pass filter that passes only pulses of a certain period or less, and a rotation detection signal (electromotive voltage waveform) from which noise has been removed.
FG1 is output.

【0107】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は、同期回路17
0を介して比較回路であるアップダウンカウンタ154
のアップカウント入力およびダウンカウント入力にそれ
ぞれ入力されている。
The rotation detection signal FG 1 of the rotation detection circuit 53 and the reference signal fs from the frequency dividing circuit 52 are
Up / down counter 154 which is a comparison circuit via 0
Are input to the up-count input and the down-count input, respectively.

【0108】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(1024H
z)や6段目の出力(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。
The synchronization circuit 170 includes four flip-flops 171, an AND gate 172, and a NAND gate 173.
And the output of the fifth stage of the frequency dividing circuit 52 (1024H
z) and the signal of the output of the sixth stage (512 Hz),
The rotation detection signal FG1 is synchronized with the reference signal fs (8 Hz), and an adjustment is made so that these signal pulses are not output overlapping.

【0109】アップダウンカウンタ154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
54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。
The up / down counter 154 is constituted by a 4-bit counter. Up / down counter 1
54, the rotation detection signal FG
1 is input from the synchronization circuit 170, and a signal based on the reference signal fs is input to the down-count input from the synchronization circuit 170. Thereby, the reference signal f
The counting of s and the rotation detection signal FG1 and the calculation of the difference can be performed simultaneously.

【0110】なお、このアップダウンカウンタ154に
は、4つのデータ入力端子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154の初期値がカウンタ値7に設定
されている。
The up / down counter 154 is provided with four data input terminals A to D. When an H level signal is input to the terminals A to C, the initial value of the up / down counter 154 is changed. Is set to the counter value 7.

【0111】また、アップダウンカウンタ154のLO
AD入力端子には、起動設定回路190が接続されてい
る。起動設定回路190は、コンデンサ21aに接続さ
れてコンデンサ21aに最初に電力が供給された際に、
システムリセット信号SRを出力する初期化回路191
と、このシステムリセット信号SRでリセットされると
ともに、前記回転検出信号FG1が所定数入力されるこ
とをカウントする分周回路192と、この分周回路19
2からの信号がクロック入力とされ、前記システムリセ
ット信号SRでリセットされるフリップフロップ193
とを備えて構成されている。
Also, the LO of the up / down counter 154
The start setting circuit 190 is connected to the AD input terminal. The startup setting circuit 190 is connected to the capacitor 21a, and when power is first supplied to the capacitor 21a,
Initialization circuit 191 for outputting system reset signal SR
A frequency dividing circuit 192 that is reset by the system reset signal SR and counts that a predetermined number of rotation detection signals FG1 are input;
2 as a clock input, and a flip-flop 193 reset by the system reset signal SR.
It is comprised including.

【0112】初期化回路191は、例えば、コンデンサ
21aに充電される電圧が通常値よりも低く設定された
所定値になると、システムリセット信号SRを出力する
ように構成されている。また、分周回路192は、4段
のフリップフロップにより構成されて前記回転検出信号
FG1が16パルス分入力されると、Hレベル信号を出
力するように構成されている。従って、フリップフロッ
プ193からは、システムリセット信号SRが出力され
てから、回転検出信号FG1が16パルス分入力される
とHレベル信号がアップダウンカウンタ154のLOA
D入力に入力されるように設定されている。
The initialization circuit 191 is configured to output a system reset signal SR when, for example, the voltage charged in the capacitor 21a reaches a predetermined value lower than a normal value. Further, the frequency dividing circuit 192 is configured by a four-stage flip-flop, and is configured to output an H level signal when the rotation detection signal FG1 is input for 16 pulses. Therefore, when the flip-flop 193 outputs the system reset signal SR and then inputs the rotation detection signal FG1 for 16 pulses, the H-level signal becomes the LOA of the up / down counter 154.
It is set to be input to the D input.

【0113】アップダウンカウンタ154は、LOAD
入力がHレベルになるまで、つまりシステムリセット信
号SRが出力されてから一定期間は、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154のカ
ウンタ値は「7」に維持される。
The up / down counter 154 has a LOAD
Up-down input is not accepted until the input goes to the H level, that is, for a certain period after the system reset signal SR is output, so that the counter value of the up-down counter 154 is maintained at “7”.

【0114】アップダウンカウンタ154は、4ビット
の出力QA〜QDを有している。従って、各出力QA〜
QDは、カウンタ値に対応して適宜Lレベル信号やHレ
ベル信号を出力することになる。
The up / down counter 154 has 4-bit outputs QA to QD. Therefore, each output QA ~
The QD outputs an L-level signal and an H-level signal as appropriate according to the counter value.

【0115】これらの出力QA〜QDは、チョッパ信号
発生回路200に入力されている。そして、チョッパ信
号発生回路200では、各カウンタ値やその変化タイミ
ングつまりは各信号の位相差に対応して予め設定されて
いるデューティ比のチョッパ信号を、図15にも示すよ
うに、基準信号fsの1周期に合わせて出力するように
構成されている。
The outputs QA to QD are input to the chopper signal generation circuit 200. Then, the chopper signal generation circuit 200 converts the counter value and the change timing thereof, that is, the chopper signal having a duty ratio set in advance corresponding to the phase difference between the signals, into the reference signal fs as shown in FIG. Is output in synchronization with one cycle of

【0116】そして、チョッパ信号発生回路200の出
力Qは、図14に示すように、発電機20に並列に接続
されたブレーキ回路23のNchトランジスタ23Bに
おけるゲートに接続されている。従って、この出力Qか
らHレベル信号が出力されると、Nchトランジスタ2
3Bのゲートに電圧が加わり、トランジスタ23BはO
N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。
The output Q of the chopper signal generation circuit 200 is connected to the gate of the Nch transistor 23B of the brake circuit 23 connected in parallel with the generator 20, as shown in FIG. Therefore, when an H level signal is output from the output Q, the Nch transistor 2
A voltage is applied to the gate of 3B, and the transistor 23B becomes O
The N state is maintained, the generator 20 is short-circuited and the brake is applied.

【0117】一方、出力QからLレベル信号が出力され
ると、トランジスタ23Bのゲート電圧が下がるため、
トランジスタ23BはOFF状態に維持され、発電機2
0にはブレーキが加わらない。従って、ブレーキ回路2
3に、Hレベル信号の割合が大きいつまりデューティ比
の大きなチョッパ信号が加わると、発電機20の制動ト
ルクが大きくなり、Lレベル信号の割合が小さいつまり
デューティ比の小さなチョッパ信号が加わると、発電機
20の制動トルクが小さくなり、前記第1実施形態と同
様に発電機20が調速制御される。
On the other hand, when an L level signal is output from output Q, the gate voltage of transistor 23B decreases,
The transistor 23B is kept in the OFF state, and the
No brake is applied to 0. Therefore, the brake circuit 2
When the ratio of the H level signal is large, that is, a chopper signal having a large duty ratio is added to 3, the braking torque of the generator 20 is increased. The braking torque of the machine 20 is reduced, and the speed of the generator 20 is controlled in the same manner as in the first embodiment.

【0118】このような本実施形態によれば、前記第1
実施形態の(1) 〜(3),(5) と同様の効果が得られる上、
次のような効果がある。
According to this embodiment, the first
The same effects as (1) to (3), (5) of the embodiment can be obtained,
The following effects are obtained.

【0119】(10)回転制御装置50の比較回路として、
アップダウンカウンタ154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(DOW
N)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、例えば、各信号の計数を行う
2つのカウンタと、各カウンタの出力を比較するコンパ
レータとを用いて比較回路を構成する場合に比べて、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。
(10) As a comparison circuit of the rotation control device 50,
Since the up / down counter 154 is used, each up count signal (UP) and down count signal (DOW
Since the comparison (difference) of each count value can be automatically calculated simultaneously with the count of N), for example, using two counters for counting each signal and a comparator for comparing the output of each counter Compared with the case where the comparison circuit is configured, the configuration can be simplified and the difference between the respective count values can be easily obtained.

【0120】(11)4ビットのアップダウンカウンタ15
4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、例えば各カウンタ値に応じてチョッ
パ信号発生回路200からの出力Qのデューティ比を適
宜設定しておくことなどで、その累積誤差を確実にかつ
効率的に補正して発電機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。
(11) 4-bit up / down counter 15
Since 4 is used, 16 count values can be counted. Therefore, the up-count signal (UP)
When the value is continuously input, the input value can be accumulated and counted, and the set value, that is, the up-count signal (UP) and the down-count signal (DOWN) are continuously input and the counter value In the range up to "15" or "0", the accumulated error can be corrected. For this reason, even if the rotation speed of the generator 20 deviates greatly from the reference speed, for example, by appropriately setting the duty ratio of the output Q from the chopper signal generation circuit 200 according to each counter value, the accumulated The rotation speed of the generator 20 can be returned to the reference speed by reliably and efficiently correcting the error, and accurate hand movement can be maintained in the long term.

【0121】(12)初期化回路191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装置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。
(12) The generator 2 is provided with the initialization circuit 191.
Since the brake control is not performed and the generator 20 is not braked until the power supply circuit 21a at the time of the start-up of 0 is charged to a predetermined voltage, it is possible to give priority to charging the power supply circuit 21a. As a result, the rotation control device 50 driven by the power supply circuit 21a can be driven quickly and stably, and the stability of the subsequent rotation control can be enhanced.

【0122】なお、本発明は前記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。
The present invention is not limited to the above embodiments, but includes modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved.

【0123】例えば、前記各実施形態では、各波形の位
相差に応じてデューティ比が異なるチョッパ信号をスイ
ッチに出力して発電機をチョッパリング制御していた
が、図16に示すように、周波数の異なるチョッパ信号
を出力して制御してもよい。
For example, in each of the above embodiments, a chopper signal having a different duty ratio according to the phase difference between the waveforms is output to the switch to control the chopper ring of the generator, but as shown in FIG. May be controlled by outputting different chopper signals.

【0124】すなわち、図17,18に示すように、チ
ョッパリング周波数が低いと駆動トルク(制動トルク)
が大きくなり、ブレーキ量を大きくすることができる。
この際、チョッパリング周波数が低くなると、充電電圧
も低下するが、チョッパリング周波数が25Hzと低い
場合でも、電圧を一定値(0.8V)以上維持できる。
従って、位相差S1〜S3が小さくなり、基準信号fs
に対する回転検出信号FG1の位相進み量が小さくなる
に従って、周波数の低いチョッパ信号を出力するように
すればよい。このように、各波形の位相差に応じてチョ
ッパ信号の周波数を調整した場合でも、前記各実施形態
のデューティ比を調整した場合と同じ作用効果を奏する
ことができる。
That is, as shown in FIGS. 17 and 18, when the chopper ring frequency is low, the driving torque (braking torque) is reduced.
And the braking amount can be increased.
At this time, as the choppering frequency decreases, the charging voltage also decreases. However, even when the choppering frequency is as low as 25 Hz, the voltage can be maintained at a constant value (0.8 V) or more.
Accordingly, the phase differences S1 to S3 become small, and the reference signal fs
As the amount of phase advance of the rotation detection signal FG1 with respect to the signal c decreases, a chopper signal having a lower frequency may be output. As described above, even when the frequency of the chopper signal is adjusted according to the phase difference between the respective waveforms, the same operation and effect as when the duty ratio of each of the above embodiments is adjusted can be obtained.

【0125】さらに、各波形の位相差に応じてチョッパ
信号の周波数とデューティ比の両方を調整すれば、制動
トルクや充電電圧をより効果的に調整することができ
る。
Furthermore, if both the frequency and the duty ratio of the chopper signal are adjusted according to the phase difference between the waveforms, the braking torque and the charging voltage can be adjusted more effectively.

【0126】また、チョッパ信号のデューティ比や周波
数は、第2実施形態のように予め何種類かを設定してお
いて選択して設定してもよいし、第1実施形態のように
比較回路からの位相差に基づく信号に応じて自動的に設
定してもよい。
Further, the duty ratio and frequency of the chopper signal may be set in advance by selecting several types as in the second embodiment, or may be selected and set as in the first embodiment. May be automatically set in accordance with a signal based on the phase difference from the signal.

【0127】また、第2実施形態では、カウンタとして
4ビットのアップダウンカウンタ154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。
In the second embodiment, the 4-bit up / down counter 154 is used as a counter. However, an up / down counter of 3 bits or less may be used, or an up / down counter of 5 bits or more may be used. Is also good. If an up / down counter with a large number of bits is used, the countable value is increased, so that the range in which the accumulated error can be stored can be increased. In particular, control in an unlocked state such as immediately after starting the generator 20 is advantageous. On the other hand, if a counter with a small number of bits is used, the range in which the accumulated error can be stored becomes small. However, in the locked state, up and down are repeated. There is an advantage that can be reduced.

【0128】また、カウンタとしては、アップダウンカ
ウンタに限らず、基準信号fsおよび回転検出信号FG
1用にそれぞれ第1および第2のカウンタを個別に設け
てもよい。ただし、この場合には、各カウンタの計数値
を比較する比較回路を別途設けなければならず、アップ
ダウンカウンタ154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。
The counter is not limited to the up-down counter, but may be the reference signal fs and the rotation detection signal FG.
The first and second counters may be separately provided for each of them. However, in this case, a comparison circuit for comparing the count values of the respective counters must be separately provided, and using the up / down counter 154 has an advantage that the circuit configuration is simplified.

【0129】また、起動設定回路190は、必ずしも設
けなくてもよいが、設けた方が発電機20の起動時に発
電を優先できて回転制御装置50を迅速に駆動できる点
で好ましい。
Although the start setting circuit 190 is not necessarily provided, it is preferable that the start setting circuit 190 be provided since the power generation can be prioritized when the generator 20 is started and the rotation control device 50 can be driven quickly.

【0130】さらに、チョッパ信号のデューティ比や周
波数は、基準信号に対して回転検出信号が進んでいる場
合に用いられるものが2種類以上設定されていることが
好ましい。電子制御式機械時計では、基本的に基準信号
に対して回転検出信号の位相が進むようにゼンマイ1a
等が設定されているため、その進み量に応じてブレーキ
量が調整できるように、チョッパ信号のデューティ比や
周波数が設定できるようにされていることが好ましい。
Further, it is preferable that two or more types of duty ratios and frequencies of the chopper signal are used when the rotation detection signal is advanced with respect to the reference signal. In the electronically controlled mechanical timepiece, the mainspring 1a is basically set so that the phase of the rotation detection signal advances with respect to the reference signal.
It is preferable that the duty ratio and the frequency of the chopper signal can be set so that the brake amount can be adjusted according to the advance amount.

【0131】従って、基準信号に対して回転検出信号の
位相が遅れている場合にも、チョッパ信号のデューティ
比や周波数を2種類以上設定してもよいが、通常は、ブ
レーキ量が最も小さくなるようなデューティ比や周波数
のチョッパ信号を設定すればよい。
Therefore, even when the phase of the rotation detection signal lags behind the reference signal, two or more types of duty ratios and frequencies of the chopper signal may be set, but usually the brake amount is the smallest. A chopper signal having such a duty ratio and frequency may be set.

【0132】[0132]

【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、調速制御の応答性が速くかつコス
トも低減できるとともに、発電電力の低下を抑えること
ができる。
As described above, according to the electronically controlled mechanical timepiece of the present invention, the responsiveness of the speed control can be reduced, the cost can be reduced, and the decrease in the generated power can be suppressed.

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

【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。
FIG. 1 is a plan view showing a main part of an electronically controlled mechanical timepiece according to a first embodiment of the invention.

【図2】図1の要部を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a main part of FIG.

【図3】図1の要部を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a main part of FIG. 1;

【図4】第1実施形態の機能を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating functions of the first embodiment.

【図5】第1実施形態の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the first embodiment.

【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。
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a chopper charging circuit according to the first embodiment.

【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。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a waveform shaping circuit according to the first embodiment.

【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。
FIG. 8 is a diagram illustrating another example of the waveform shaping circuit according to the first embodiment.

【図9】第1実施形態の回路における波形図である。FIG. 9 is a waveform chart in the circuit of the first embodiment.

【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。
FIG. 10 is a diagram illustrating a process of a comparator of the brake control circuit according to the first embodiment.

【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。
FIG. 11 is a flowchart illustrating a control method according to the first embodiment.

【図12】第1実施形態におけるタイミングチャートで
ある。
FIG. 12 is a timing chart in the first embodiment.

【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。
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a main part of an electronically controlled mechanical timepiece according to a second embodiment of the invention.

【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。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration of an electronically controlled mechanical timepiece according to a second embodiment.

【図15】第2実施形態におけるチョッパ信号のタイミ
ングチャートである。
FIG. 15 is a timing chart of a chopper signal in the second embodiment.

【図16】本発明の変形例におけるチョッパ信号のタイ
ミングチャートである。
FIG. 16 is a timing chart of a chopper signal according to a modification of the present invention.

【図17】本発明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。
FIG. 17 is a graph showing the relationship between choppering frequency and charging voltage in the present invention.

【図18】本発明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。
FIG. 18 is a graph showing a relationship between a chopper ring frequency and a braking torque in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 香箱車 1a 機械的エネルギ源であるゼンマイ 1b 香箱歯車 2 地板 3 輪列受 7 二番車 8 三番車 9 四番車 10 五番車 11 六番車 12 ロータ 12a ロータ磁石 12c ロータ慣性円板 13 分針 14 秒針 20 発電機 21 整流回路 21a コンデンサ(電源回路) 23 ブレーキ回路 23B スイッチであるトランジスタ 50 回転制御装置 51 発振回路 51A 水晶振動子 52 分周回路 53 回転検出回路 54 位相比較回路 56 制動制御回路であるブレーキ制御回路 60 チョッパ充電回路 66,67 電界効果型トランジスタ 70 波形整形回路 80 チャージポンプ 90 コンパレータ 91 分周回路 92 三角波発生回路 120 ブレーキ回路 126 電界効果型トランジスタ 127 電界効果型トランジスタ 154 アップダウンカウンタ 170 同期回路 190 起動設定回路 191 初期化回路 200 制動制御回路であるチョッパ信号発生回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 barrel wheel 1a mainspring serving as a mechanical energy source 1b barrel wheel 2 main plate 3 wheel train receiver 7 second wheel 8 third wheel 9 fourth wheel 10 fifth wheel 11 sixth wheel 12 rotor 12a rotor magnet 12c rotor inertia disk 13 minute hand 14 second hand 20 Generator 21 Rectifier circuit 21a Capacitor (power supply circuit) 23 Brake circuit 23B Transistor which is a switch 50 Rotation control device 51 Oscillation circuit 51A Crystal oscillator 52 Frequency divider circuit 53 Rotation detection circuit 54 Phase comparison circuit 56 Brake control Brake control circuit as a circuit 60 Chopper charging circuit 66, 67 Field effect transistor 70 Waveform shaping circuit 80 Charge pump 90 Comparator 91 Divider circuit 92 Triangular wave generation circuit 120 Brake circuit 126 Field effect transistor 127 Field effect transistor 154 Up Down counter 170 synchronization circuit 190 starts setting circuit 191 initializes the circuit 200 is a brake control circuit chopper signal generating circuit

───────────────────────────────────────────────────── 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 Fターム(参考) 2F082 AA00 CC01 DD01 DD07 DD10 HH00 HH01 JJ01 2F084 AA00 BB09 CC03 GG02 GG04 JJ05 LL00 LL03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Hidenori Nakamura 3-5-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano F-term in Seiko Epson Corporation (reference) 2F082 AA00 CC01 DD01 DD07 DD10 HH00 HH01 JJ01 2F084 AA00 BB09 CC03 GG02 GG04 JJ05 LL00 LL03

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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装置
と、を備える電子制御式機械時計において、 前記回転制御装置は、 前記発電機の両端を短絡可能なスイッチと、 前記発電機の起電圧波形と時間標準となる基準信号波形
との位相を比較する比較回路と、 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
可能とされ、かつこれらのチョッパ信号の中から前記比
較回路からの信号に基づいて設定されたデューティ比の
チョッパ信号を前記基準信号の1周期の期間に渡って前
記スイッチに加えて前記発電機をチョッパリング制御可
能な制動制御回路と、 を有することを特徴とする電子制御式機械時計。
1. A mechanical energy source, a generator driven by the mechanical energy source coupled via a train wheel to generate induced power and provide electrical energy, and coupled to the train wheel. An electronically controlled mechanical timepiece comprising: a pointer, and a rotation control device driven by the electric energy to control a rotation cycle of the generator, wherein the rotation control device can short-circuit both ends of the generator. A switch, a comparison circuit for comparing the phase of an electromotive voltage waveform of the generator with a reference signal waveform serving as a time standard, and capable of generating two or more types of chopper signals having different duty ratios, and From inside, a chopper signal having a duty ratio set based on a signal from the comparison circuit is applied to the switch over a period of one cycle of the reference signal, so that the generator is controlled. Electronically controlled mechanical timepiece and having a Paringu controllable brake control circuit.
【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、 前記比較回路は、前記基準信号波形の位相に対して起電
圧波形の位相が進んでいるか、遅れているかを検出する
とともに、少なくとも前記基準信号波形の位相に対して
起電圧波形の位相が進んでいる場合には、その進み量を
検出可能に構成され、 前記制動制御回路は、少なくとも前記基準信号波形の位
相に対して起電圧波形の位相が進んでいる場合には、そ
の進み量に応じたデューティ比のチョッパ信号を前記ス
イッチに加え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. The electronically controlled mechanical timepiece according to claim 1, wherein the comparison circuit detects whether the phase of the electromotive voltage waveform is advanced or delayed with respect to the phase of the reference signal waveform. When the phase of the electromotive voltage waveform advances at least with respect to the phase of the reference signal waveform, the amount of advance is detected, and the braking control circuit generates at least the phase of the reference signal waveform. An electronically controlled mechanical timepiece configured to apply a chopper signal having a duty ratio corresponding to the amount of advance to the switch when the phase of the voltage waveform is advanced.
【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、 前記制動制御回路は、前記基準信号波形の位相に対する
起電圧波形の位相の進み量が大きくなるに従ってデュー
ティ比が大きなチョッパ信号を前記スイッチに加えるこ
とを特徴とする電子制御式機械時計。
3. The electronically controlled mechanical timepiece according to claim 2, wherein the braking control circuit generates a chopper signal having a duty ratio that increases as the amount of advance of the phase of the electromotive voltage waveform with respect to the phase of the reference signal waveform increases. An electronically controlled mechanical timepiece which is added to the switch.
【請求項4】 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装置
と、を備える電子制御式機械時計において、 前記回転制御装置は、 前記発電機の両端を短絡可能なスイッチと、 前記発電機の起電圧波形と時間標準となる基準信号波形
との位相を比較する比較回路と、 周波数が異なる2種類以上のチョッパ信号を発生可能と
され、かつこれらのチョッパ信号の中から前記比較回路
からの信号に基づいて設定された周波数のチョッパ信号
を前記基準信号の1周期の期間に渡って前記スイッチに
加えて前記発電機をチョッパリング制御可能な制動制御
回路と、 を有することを特徴とする電子制御式機械時計。
4. A mechanical energy source, a generator driven by the mechanical energy source coupled through the wheel train to generate induced power and provide electrical energy, and coupled to the wheel train. An electronically controlled mechanical timepiece comprising: a pointer, and a rotation control device driven by the electric energy to control a rotation cycle of the generator, wherein the rotation control device can short-circuit both ends of the generator. A switch, a comparison circuit for comparing the phase of an electromotive voltage waveform of the generator with a reference signal waveform serving as a time standard, and capable of generating two or more types of chopper signals having different frequencies. A chopper signal of a frequency set based on a signal from the comparison circuit is applied to the switch over a period of one cycle of the reference signal to control the generator by chopper ring control. Electronically controlled mechanical timepiece and having a brake control circuit as possible, a.
【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、 前記比較回路は、前記基準信号波形の位相に対して起電
圧波形の位相が進んでいるか、遅れているかを検出する
とともに、少なくとも前記基準信号波形の位相に対して
起電圧波形の位相が進んでいる場合には、その進み量を
検出可能に構成され、 前記制動制御回路は、少なくとも前記基準信号波形の位
相に対して起電圧波形の位相が進んでいる場合には、そ
の進み量に応じた周波数のチョッパ信号を前記スイッチ
に加え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。
5. The electronically controlled mechanical timepiece according to claim 4, wherein the comparison circuit detects whether the phase of the electromotive voltage waveform is advanced or delayed with respect to the phase of the reference signal waveform, When the phase of the electromotive voltage waveform advances at least with respect to the phase of the reference signal waveform, the amount of advance is detected, and the braking control circuit generates at least the phase of the reference signal waveform. An electronically controlled mechanical timepiece, wherein when the phase of the voltage waveform is advanced, a chopper signal having a frequency corresponding to the amount of advance is applied to the switch.
【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、 前記制動制御回路は、前記基準信号波形の位相に対する
起電圧波形の位相の進み量が大きくなるに従って周波数
が低いチョッパ信号を前記スイッチに加えることを特徴
とする電子制御式機械時計。
6. The electronically controlled mechanical timepiece according to claim 5, wherein the braking control circuit outputs the chopper signal having a lower frequency as the amount of advance of the phase of the electromotive voltage waveform with respect to the phase of the reference signal waveform increases. An electronically controlled mechanical clock characterized by being added to a switch.
【請求項7】 請求項4〜6のいずれかに記載の電子制
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、ディーティ比も
異なることを特徴とする電子制御式機械時計。
7. The electronically controlled mechanical timepiece according to claim 4, wherein the chopper signals having different frequencies have different duty ratios.
【請求項8】 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、 前記発電機の起電圧波形と時間標準となる基準信号波形
との位相を比較し、前記発電機の各端子を短絡可能なス
イッチに、デューティ比が異なる2種類以上のチョッパ
信号の中から前記位相差に応じて設定されたデューティ
比のチョッパ信号を加えてスイッチを断続し、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。
8. A mechanical energy source, a generator driven by the mechanical energy source coupled through the wheel train to generate induced power and provide electrical energy, and coupled to the wheel train. A control method of an electronically controlled mechanical timepiece, comprising: a pointer, and a rotation control means driven by the electric energy to control a rotation cycle of the generator. By comparing the phase with the signal waveform, a switch capable of short-circuiting each terminal of the generator is provided with a chopper signal having a duty ratio set according to the phase difference from two or more types of chopper signals having different duty ratios. In addition, a method for controlling an electronically controlled mechanical timepiece, characterized in that a switch is turned on and off and a generator is brake-controlled by chopper ring.
【請求項9】 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、 前記発電機の起電圧波形と時間標準となる基準信号波形
との位相を比較し、前記発電機の各端子を短絡可能なス
イッチに、周波数が異なる2種類以上のチョッパ信号の
中から前記位相差に応じて設定された周波数のチョッパ
信号を加えてスイッチを断続し、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。
9. A mechanical energy source, a generator driven by the mechanical energy source coupled through the wheel train to generate induced power and provide electrical energy, and coupled to the wheel train. A control method of an electronically controlled mechanical timepiece, comprising: a pointer, and a rotation control means driven by the electric energy to control a rotation cycle of the generator. Compare the phase with the signal waveform, and add a chopper signal of a frequency set according to the phase difference from two or more types of chopper signals having different frequencies to a switch capable of short-circuiting each terminal of the generator. A method for controlling an electronically controlled mechanical timepiece, wherein a switch is turned on and off, and a generator is brake-controlled by choppering.
【請求項10】 請求項9に記載の電子制御式機械時計
の制御方法において、 前記周波数が異なる2種類以上のチョッパ信号は、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
の制御方法。
10. The control method for an electronically controlled mechanical timepiece according to claim 9, wherein the two or more types of chopper signals having different frequencies have different duty ratios. .
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