JP2000346963A - 電子機器および電子機器の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電電力を一定以上に保ちながら発電機の制
動トルクを増加でき、かつコストを低減できる電子機器
を提供すること。 【解決手段】 電子機器は、ゼンマイ１ａから伝達され
る機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機２０
と、変換した前記電気エネルギにより駆動されて前記発
電機２０の回転周期を制御する回転制御手段５０とを備
える。発電機２０の両端を閉ループ可能なスイッチを設
け、回転制御手段５０でスイッチにチョッピング信号を
印加して断続し、発電機２０をチョッピング制御する。
この際、チョッピング信号のデューティ比をチョッピン
グ信号の周波数に基づいて設定する。チョッピングによ
り発電機２０を制御しているので、発電電圧を一定値以
上に維持しながら、制動トルクを向上でき、かつコスト
も低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゼンマイ等の機械
的エネルギ源の機械的エネルギを発電機で電気的エネル
ギに変換し、その電気的エネルギにより回転制御手段を
作動させて発電機の回転周期を制御する電子機器および
その制御方法に関する。

【０００２】

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

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

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

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

【０００６】

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

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

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

【０００９】また、電子制御式機械時計に限らず、ゼン
マイやゴムなどの機械的エネルギ源によって回転制御さ
れる部分を有するオルゴールやメトロノーム、電気かみ
そりなどの各種電子機器においても、持続時間を長くす
るために、ブレーキトルクを増加させかつ発電電力の低
下を抑えることが求められていた。

【００１０】本発明の目的は、発電電力を一定以上に保
ちながら発電機の制動トルク（ブレーキトルク）を増加
でき、かつコストを低減できる電子機器およびその制御
方法を提供することにある。

【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、前記機械的エネルギ源によっ
て駆動されて誘起電力を発生して第１および第２の端子
から電気的エネルギを供給する発電機と、前記電気的エ
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機器において、前記発電
機の各端子を閉ループ可能（閉ループ状態に接続可能）
なスイッチを設けるとともに、前記回転制御手段は、前
記スイッチにチョッピング信号を印加して前記発電機を
チョッピング制御可能に構成され、かつ前記チョッピン
グ信号のデューティ比はそのチョッピング信号の周波数
と共に、つまり周波数に基づいて設定されていることを
特徴とするものである。

【００１２】本発明の電子機器は、発電機をゼンマイで
駆動し、発電機に回転制御手段によりブレーキをかける
ことでロータの回転を調速する。

【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閉ループ可能なスイッチ
を、所定のデューティ比のチョッピング信号でオン・オ
フしてチョッピングすることで行っている。チョッピン
グすることで、スイッチをオンした時には、発電機のコ
イル両端が閉ループ状態になって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、閉ループ状態が解除されて
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
をチョッピングで制御すると、ブレーキ時の発電電力の
低下を、スイッチオフ時の起電圧の高まり分で補填で
き、発電電力を一定以上に保ちながら制動トルクを増加
でき、持続時間の長い電子機器を構成することができ
る。この際、所定の制動トルクや発電電力を得るための
チョッピング信号のデューティ比は、そのチョッピング
信号の周波数によって変化するため、チョッピング信号
のデューティ比を周波数に基づいて設定することで、要
求されるブレーキ能力や発電電力等に応じた適切なブレ
ーキ制御を行うことができる。例えば、チョッピング信
号の周波数は、その電子機器において生成できる信号種
類などに応じて設定される。すなわち、水晶振動子を備
える時計においては、この水晶振動子からの信号を適宜
分周したものを利用すれば、別途チョッピング制御用の
信号を生成する必要が無く、効率的である。他の電子機
器においても、その電子機器によって生成しやすい周波
数が存在する。従って、各種の電子機器で利用しやすい
周波数が特定されたら、その周波数において必要なブレ
ーキ能力や発電電力を得られるデューティ比を設定すれ
ばよい。すなわち、チョッピング信号のデューティ比を
周波数と共に設定する、つまり周波数に基づいて設定す
るとは、チョッピング信号のデューティ比および周波数
の２つのパラメータによってブレーキ力や発電電力が変
わるため、これらを考慮してデューティ比および周波数
の両方を予め設定していることを意味する。つまり、周
波数とデューティとを、得られるブレーキ力と発電電力
のバランスで決定していることになる。

【００１４】なお、前記スイッチをオンすることで移行
する閉ループ状態とは、閉ループ状態ではない場合と比
べて発電機に加わるブレーキ力が大きくなる状態であれ
ばよく、閉ループとされた回路上に、例えばスイッチと
発電機との間等に、抵抗素子等が設けられていてもよ
い。但し、閉ループ状態は、各発電機の端子間を容易に
同電位にできてショートブレーキを効率的に掛けられる
点で、発電機の各端子間を直接短絡して構成することが
好ましい。

【００１５】また、このチョッピング信号のデューティ
比は、例えば、そのチョッピング信号の周波数に対応し
て決められた範囲内で設定すればよい。

【００１６】この際、前記回転制御手段は、前記発電機
に強いブレーキを印加する時に、デューティ比が０．４
〜０．９７の範囲内で設定されたチョッピング信号を前
記スイッチに印加して、前記発電機をチョッピング制御
するように構成されていることが好ましい。

【００１７】スイッチにチョッピング信号を印加して発
電機をチョッピング制御した場合、図４８〜５１に示す
ように、駆動トルク（ブレーキトルク、制動トルク）は
チョッピング周波数が低いほど、またデューティ比が高
いほど高くなり、充電電圧（発電電圧）はチョッピング
周波数が高いほど高くなるがデューティ比が高くなって
もそれほど低下せず、逆に５０Ｈｚ以上の周波数ではデ
ューティ比が０．８程度になる。特に、図４８、５０に
示すように、周波数が５００Ｈｚ以上（例えば５１２Ｈ
ｚ）の場合に顕著であるが、デューティ比が０．４以上
になると、充電電圧を比較的高くすることができ、発電
電圧をそれほど低下させずにブレーキ力を大きくしてい
くことができる。また、デューティ比が０．９７よりも
大きくなると、図４８、５０に示すように充電電圧の低
下が大きいために実用的でないが、０．９７以下であれ
ば充電電圧の低下を抑えることができ、かつブレーキ力
を大きくすることができる。

【００１８】さらに、前記回転制御手段は、前記発電機
に強いブレーキを印加する時に、デューティ比が０．７
０〜０．９７の範囲内で設定されたチョッピング信号を
前記スイッチに印加して、前記発電機をチョッピング制
御するように構成されていることが好ましい。図４８〜
５１に示すように、このデューティ比の範囲であれば、
駆動トルクや充電電力をある一定レベル以上にできて効
果的なブレーキ制御を行うことができる。特に、デュー
ティ比が０．８５〜０．９７の範囲内で設定されたチョ
ッピング信号を用いれば、制動トルクと充電電圧とを共
に比較的高いレベルでバランスさせることができ、非常
に効果的なブレーキ制御を行うことができる。

【００１９】なお、強いブレーキを印加していない間
は、例えばデューティ比が０．０１〜０．３０程度と小
さいチョッピング信号を前記スイッチに印加して弱いブ
レーキを発電機に加えて制御してもよいし、前記スイッ
チを開いたままに維持してブレーキを発電機にまったく
加えずに制御してもよい。

【００２０】また、前記回転制御手段は、前記発電機に
強いブレーキと弱いブレーキとを切り替えて印加可能に
構成され、かつデューティ比が異なる２種類以上のチョ
ッピング信号を発生するチョッピング信号発生部を備え
ているとともに、前記発電機に弱いブレーキを印加する
時には、前記発電機に強いブレーキを印加する時に印加
されるチョッピング信号よりもデューティ比が小さいチ
ョッピング信号を前記スイッチに印加して、前記発電機
をチョッピング制御するように構成されていることが好
ましい。

【００２１】このような構成によれば、前記スイッチに
デューティ比が異なる２種類以上のチョッピング信号を
印加することで、つまり発電機に強いブレーキを印加す
る強いブレーキ制御時には、デューティ比が大きい（ス
イッチをオンしている期間が長い）チョッピング信号を
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、チョッピングによって発電電力の低下を抑えること
ができる。

【００２２】一方、発電機に弱いブレーキを印加する弱
いブレーキ制御時には、前記チョッピング信号よりもデ
ューティ比の小さい（スイッチをオンしている期間が短
い）チョッピング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。

【００２３】このようにデューティ比が大きいチョッピ
ング信号を用いてブレーキを掛けたり、デューティ比の
小さいチョッピング信号を用いてブレーキを解除するこ
とで、発電電力（コンデンサ等への充電電力）の低下を
抑えつつ制動トルクを増加でき、持続時間の長い電子機
器を構成することができる。

【００２４】ここで、前記回転制御手段は、前記発電機
に弱いブレーキを印加する時には、デューティ比が０．
０１〜０．３０の範囲内で設定されたチョッピング信号
を前記スイッチに印加して、前記発電機をチョッピング
制御するように構成されていることが好ましい。

【００２５】弱いブレーキ制御時にも、デューティ比が
０．０１〜０．３０の範囲内で設定されたチョッピング
信号をスイッチに印可すれば、充電電圧をある程度維持
しつつ、駆動トルクを小さくすることができ、弱いブレ
ーキ制御時においてもある程度充電電圧を高めることが
できる。

【００２６】この際、前記弱いブレーキ制御時には、デ
ューティ比が０．０１〜０．１５の範囲内で設定された
チョッピング信号を前記スイッチに印加して、前記発電
機をチョッピング制御するように構成されていることが
好ましく、デューティ比が０．０５〜０．１０の範囲内
で設定されたチョッピング信号をスイッチに印加して前
記発電機をチョッピング制御することがより好ましい。

【００２７】弱いブレーキ制御時に、デューティ比が
０．０１〜０．１５の範囲内で設定されたチョッピング
信号を前記スイッチに印加すれば、駆動トルクを小さく
しつつ、充電電圧もある程度確保できて効果的な弱いブ
レーキ制御を行うことができる。特に、デューティ比を
０．０５〜０．１０の範囲内にすれば、充電電圧を比較
的高くしつつ、制動トルクを抑えることができ、より一
層効果的なブレーキ制御を行うことができる。

【００２８】なお、デューティ比が０．０１〜０．３０
と低いチョッピング信号を加える場合の周波数は、強い
ブレーキの場合と同様の範囲にすればよい。特に、図４
８〜５１から明らかなように、デューティ比が小さい
と、ブレーキ力や発電電力は、周波数が変化しても大き
く変動しないため、強いブレーキと同じ周波数を用いて
もよい。

【００２９】この際、前記回転制御手段によって前記ス
イッチを断続するチョッピング周波数は、発電機のロー
タが設定速度で発生する起電圧波形の周波数の３倍以上
であることが好ましく、起電圧波形の周波数の３倍〜１
３０倍程度であることがより好ましい。

【００３０】チョッピング周波数が起電圧波形の周波数
の３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、起電圧波形の周波数の３倍以上であることが好
ましい。

【００３１】また、チョッピング周波数が起電圧波形の
周波数の１３０倍程度以上になると、チョッピングする
ためにＩＣの消費電力が増大し、発電する電力が多くな
るため、チョッピング周波数は起電圧波形の周波数の１
３０倍以下であることが好ましい。さらに、チョッピン
グ周波数は起電圧波形の周波数の３倍〜１３０倍程度で
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、チョッピング周波数を３倍以
下に設定したり、１３０倍以上に設定してもよい。

【００３２】また、チョッピング周波数としては、例え
ば、２５Ｈｚ〜１１００Ｈｚの範囲のものが利用でき、
特に、１２８Ｈｚ〜５１２Ｈｚの範囲のものを利用する
ことが好ましい。チョッピング信号で断続されるスイッ
チは、通常、電界効果型トランジスタで構成されるが、
この場合、トランジスタにはゲート容量が存在するた
め、断続回数が多くなるにつれて消費電流も大きくな
る。従って、消費電流を押さえる点から、チョッピング
周波数は５１２Ｈｚ以下であることが好ましい。但し、
この許容できる消費電流は、各電子機器において異なる
ため、ブレーキ性能や発電性能の点からは、１１００Ｈ
ｚ程度以下であればよい。

【００３３】一方、チョッピング周波数が小さくなる
と、充電電圧が低下するため、２５Ｈｚ以上、好ましく
は１２８Ｈｚ以上にすればよい。

【００３４】請求項１４に記載の電子機器は、発電機の
電気的エネルギを電源回路に充電するための第１および
第２の電源ラインを備えるとともに、前記スイッチは、
発電機の第１および第２の端子と第１および第２の電源
ラインの一方のラインとの間にそれぞれ配置された第１
および第２のスイッチで構成され、前記回転制御手段
は、前記発電機の第１および第２の端子の一方の端子に
接続されたスイッチをオンし続けるとともに、発電機の
他方の端子に接続されたスイッチを断続するように制御
することを特徴とする。

【００３５】このような構成にすれば、チョッピングに
よるブレーキ制御だけではなく、発電処理と発電機の回
転処理とを同時に実現でき、部品点数をより少なくでき
てコストを低減できる上、各スイッチの断続タイミング
を制御することで、発電効率を向上できる。この際、前
記第１および第２のスイッチは、それぞれトランジスタ
で構成されていることが好ましい。

【００３６】また、前記回転制御手段は、発電機の起電
圧波形と基準波形とを比較するコンパレータと、各コン
パレータの出力を時間標準信号と比較して差信号を出力
する比較回路と、この差信号に基づきパルス幅が可変さ
れたクロック信号を出力する信号出力回路と、前記クロ
ック信号とコンパレータ出力とを論理合成して前記スイ
ッチ（トランジスタ等）に出力する論理回路とを備えて
構成されていることが好ましい。

【００３７】このような構成にすれば、トランジスタ等
で構成されたスイッチの断続制御における消費電力を小
さくでき、発電電圧の小さな時計用の発電機に適した回
路構成にすることができる。

【００３８】請求項１６に記載の電子機器にあっては、
前記第１のスイッチは、発電機の第２の端子にゲートが
接続された第１の電界効果型トランジスタと、この第１
の電界効果型トランジスタに並列に接続されて前記回転
制御手段で断続される第２の電界効果型トランジスタと
で構成され、前記第２のスイッチは、発電機の第１の端
子にゲートが接続された第３の電界効果型トランジスタ
と、この第３の電界効果型トランジスタに並列に接続さ
れて前記回転制御手段で断続される第４の電界効果型ト
ランジスタとで構成されていることを特徴とするもので
ある。

【００３９】このような電子機器では、発電機の第１の
端子がプラス、第２の端子がマイナス（第１の端子より
も低電位）になると、第２の端子にゲートが接続された
第１の電界効果型トランジスタがオン状態（Ｐチャネル
の場合であり、Ｎチャネルのトランジスタではオフ状
態）となり、第１の端子にゲートが接続された第３の電
界効果型トランジスタはオフ状態（Ｐチャネルの場合で
あり、Ｎチャネルのトランジスタではオン状態）とな
る。このため、発電機で発電された交流電流は、第１の
端子、第１の電界効果型トランジスタ、第１および第２
の電源ラインの一方のライン、電源回路、第１および第
２の電源ラインの他方のライン、第２の端子の経路で流
れる。

【００４０】また、発電機の第２の端子がプラス、第１
の端子がマイナス（第２の端子よりも低電位）になる
と、第１の端子にゲートが接続された第３の電界効果型
トランジスタがオン状態となり、第２の端子にゲートが
接続された第１の電界効果型トランジスタはオフ状態と
なる。このため、発電機で発電された交流電流は、第２
の端子、第３の電界効果型トランジスタ、第１および第
２の電源ラインの一方のライン、電源回路、第１および
第２の電源ラインの他方のライン、第１の端子の経路で
流れる。

【００４１】この際、第２，４の各電界効果型トランジ
スタは、そのゲートにチョッピング信号が入力されるこ
とでオン、オフ状態を繰り返している。そして、各第
２，４の電界効果型トランジスタは、第１，３の電界効
果型トランジスタに並列に接続されているため、第１，
３の電界効果型トランジスタがオン状態であれば、第
２，４の電界効果型トランジスタのオン、オフ状態に関
係なく電流が流れるが、第１，３の電界効果型トランジ
スタがオフ状態の場合には、第２，４の電界効果型トラ
ンジスタがチョッピング信号でオン状態とされると電流
が流れる。従って、オフ状態の第１，３の電界効果型ト
ランジスタの一方に並列接続された第２，４の電界効果
型トランジスタがチョッピング信号でオン状態にされる
と、第１，２のスイッチの両方がオン状態となり、発電
機の各端子が閉ループ状態とされる。

【００４２】これにより、発電機をチョッピングでブレ
ーキ制御することができ、ブレーキ時の発電電力の低下
を、スイッチオフ時の起電圧の高まり分で補填でき、発
電電力を一定以上に保ちながら制動トルクを増加でき、
持続時間の長い電子機器を構成することができる。さら
に、発電機の整流制御は、各端子にゲートが接続された
第１，３の電界効果型トランジスタで行っているので、
コンパレータ等を用いる必要が無く、構成が簡単にな
り、かつコンパレータの消費電力による充電効率の低下
も防止できる。さらに、発電機の端子電圧を利用して電
界効果型トランジスタのオン、オフを制御しているの
で、発電機の端子の極性に同期して各電界効果型トラン
ジスタを制御することができ、整流効率を向上すること
ができる。なお、強いブレーキ制御と弱いブレーキ制御
は、通常、発電機の基準周期（ロータが１回転する周期
等）の１周期の期間にそれぞれ１回ずつ行うが、例え
ば、発電機が起動し始めたばかりの場合等は、基準周期
の複数周期の間、弱いブレーキ制御のみを行うようにし
てもよい。

【００４３】本発明の電子機器の制御方法は、機械的エ
ネルギ源と、前記機械的エネルギ源によって駆動されて
誘起電力を発生して第１および第２の端子から電気的エ
ネルギを供給する発電機と、前記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
段とを備える電子機器の制御方法において、前記発電機
の各端子を閉ループ可能なスイッチを、その断続の周波
数に基づいて設定されるデューティ比で断続し、発電機
をチョッピ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。なお、このチョッピング信号のデューテ
ィ比は、例えば、そのチョッピング信号の周波数に対応
して決められた範囲内で設定すればよい。

【００４４】この際、発電機に強いブレーキを印加する
時に、スイッチに印加するチョッピング信号のデューテ
ィ比は０．４０〜０．９７の範囲内であることが好まし
く、さらに０．７０〜０．９７の範囲内であることがよ
り好ましく、０．８５〜０．９７の範囲内であることが
より一層好ましい。

【００４５】また、前記回転制御手段は、前記発電機に
強いブレーキと弱いブレーキとを切り替えて印加可能に
構成され、かつデューティ比が異なる２種類以上のチョ
ッピング信号を発生するチョッピング信号発生部を備え
ているとともに、発電機に弱いブレーキを印加する時
に、スイッチに印加するチョッピング信号のデューティ
比は、強いブレーキ制御時にスイッチに印加するチョッ
ピング信号のデューティ比よりも小さいことが好まし
い。具体的には、デューティ比は０．０１〜０．３０の
範囲内であることが好ましく、さらに０．０１〜０．１
５の範囲内であることがより好ましく、０．０５〜０．
１０の範囲内であることがより一層好ましい。

【００４６】このような制御方法であれば、発電機の回
転制御（ブレーキ制御）を、発電機のコイル両端を閉ル
ープ可能なスイッチをオン・オフしてチョッピングする
ことで行っているので、ブレーキ時の発電電力の低下
を、スイッチオフ時の起電圧の高まり分で補填でき、発
電電力を一定以上に保ちながら制動トルクを増加でき、
持続時間の長い電子機器を構成することができる。

【００４７】また、前記チョッピング信号の周波数は、
２５〜１１００Ｈｚ、より好ましくは１２８〜５１２Ｈ
ｚの範囲内で設定していることが好ましい。

【００４８】

【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。図１は、本発明の第１実施形態の
電子機器である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。

【００４９】電子制御式機械時計は、ゼンマイ１ａ、香
箱歯車１ｂ、香箱真１ｃ及び香箱蓋１ｄからなる香箱車
１を備えている。機械的エネルギ源であるゼンマイ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。

【００５０】角穴車４は、時計方向には回転するが反時
計方向には回転しないように、こはぜ６と噛み合ってい
る。なお、角穴車４を時計方向に回転しゼンマイ１ａを
巻く方法は、機械時計の自動巻または手巻機構と同様で
あるため、説明を省略する。香箱歯車１ｂの回転は、７
倍に増速されて二番車７へ、順次６．４倍増速されて三
番車８へ、9.375 倍増速されて四番車９へ、３倍増速さ
れて五番車１０へ、１０倍増速されて六番車１１へ、１
０倍増速されてロータ１２へと、合計１２６，０００倍
に増速されている。そして、これらの各歯車７〜１１か
らなる輪列によって、機械的エネルギ源であるゼンマイ
１ａの機械的エネルギを発電機に伝達する機械エネルギ
伝達装置が構成されている。

【００５１】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。そして、これらの各針１
３，１４によって、時刻を表示する時刻表示装置が構成
されている。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】次に、電子制御式機械時計の制御回路につ
いて、図４〜８を参照して説明する。

【００５５】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。

【００５６】発電機２０からの交流出力は、昇圧整流、
全波整流、半波整流、トランジスタ整流等からなる整流
回路２１を通して昇圧、整流される。整流回路２１に
は、回転制御手段等の制御用ＩＣや水晶振動子等の負荷
２２が接続されている。なお、図４では説明の便宜上、
ＩＣ内に構成される各機能回路を負荷２２とは別に記載
している。

【００５７】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。

【００５８】このＶＣＯ２５には、回転制御手段５０が
接続されている。

【００５９】回転制御手段５０は、発振回路５１、分周
回路５２、ロータ１２の回転検出回路５３、位相比較回
路（ＰＣ）５４、ローパスフィルタ（低域フィルタ：Ｌ
ＰＦ）５５、ブレーキ制御回路５６によって構成されて
いる。

【００６０】発振回路５１は水晶振動子５１Ａによる発
振信号を出力し、この発振信号は分周回路５２によって
ある一定周期まで分周される。この分周信号は、例えば
１０Ｈｚの時間標準信号（基準周期信号）ｆｓとして位
相比較回路５４に出力されている。なお、水晶振動子５
１Ａの代わりに各種の基準標準振動源等を用いて基準信
号を作成してもよい。

【００６１】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。

【００６２】位相比較回路５４は、分周回路５２からの
時間標準信号ｆｓと、回転検出回路５３からの矩形波パ
ルスｆｒとの位相を比較し、その差信号を出力する。こ
の差信号はＬＰＦ５５で高周波成分が除去された後、ブ
レーキ制御回路５６に入力される。

【００６３】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。

【００６４】次に、本実施形態のより具体的な構成を図
５に示す。

【００６５】図に示すように、本実施形態では、ブレー
キ回路２３としてチョッピング充電回路６０を用いてい
る。チョッピング充電回路６０は、図６に示すように、
発電機２０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６
１，６２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，１
６ｂ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１
５ｂ，１６ｂ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。

【００６６】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／Negative: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、このチョッピング充電
回路６０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ピング昇圧してい
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Ｖ
ref とを比較するようになっている。

【００６７】チョッピング充電回路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、チョッピング充電回路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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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、チョッピング充
電回路６０にクロック信号ＣＬＫとして入力されてい
る。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】すなわち、コンデンサ２１ａへの昇圧充電
および発電機２０のチョッピング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（閉ル
ープ状態）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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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端子はチョッピング昇圧される。

【００８０】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。

【００８１】なお、電圧Ｖref のレベルは、発電機２０
の発電電圧をチョッピング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。

【００８２】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は閉ループ状態（短絡）にされて、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／ＯＦ
Ｆするチョッピ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。

【００８３】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。

【００８４】また、チョッピング充電回路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
ッピング充電回路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）。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】コンパレータ９０では、図１０にも示すよ
うに、レベル信号ａおよび三角波発生回路９２からの三
角波信号ｂにより、矩形波パルス信号ｃを出力する。前
記レベル信号ａは、ロータ１２の回転に基づく矩形波パ
ルスｆｒが時間標準信号ｆｓよりも進んでいる場合に
は、標準レベルよりも低くなり、遅れている場合には高
くなるように設定されている。

【００９１】このため、矩形波パルスｆｒが時間標準信
号ｆｓよりも進んでいる場合（Ｓ３）には、矩形波パル
ス信号ｃのＨレベルの状態が長くなり、その分、チョッ
ピング充電回路６０での各チョッピングサイクル内にお
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）。つ
まり、矩形波パルス信号ｃのデューティ比が大きくなっ
てブレーキ力も大きくなる。

【００９２】逆に、矩形波パルスｆｒが時間標準信号ｆ
ｓ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、つまり矩形波パルス信号ｃの
デューティ比が小さくなり、その分、チョッピング充電
回路６０での各チョッピングサイクル内におけるショー
トブレーキ時間が短くなってブレーキ量が減って発電機
２０のロータ１２は増速される（Ｓ５）。以上のブレー
キ制御を繰り返すことにより、矩形波パルスｆｒが時間
標準信号ｆｓに合うように制御される。なお、矩形波パ
ルス信号ｃのデューティ比は、上記のように矩形波パル
スｆｒと時間標準信号ｆｓとの位相差に応じて０．０１
〜０．９７の範囲で変化するように設定されている。

【００９３】なお、図４〜５の基準周期信号ｆｓおよび
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ｃとの関係をタイミングチャートで
示すと図１２のようになる。つまり、コンパレータ９０
の出力信号ｃは、基準周期信号ｆｓと矩形波パルスｆｒ
との位相差に応じてショートブレーキ期間が長くなって
ブレーキ量が増加したり、ショートブレーキ期間が短く
なってブレーキ量が減るようになっている。すなわち、
図１２に示すように、基準周期信号ｆｓの周期Ｔ１、Ｔ
２及びＴ３を比較すると、周期Ｔ２では矩形波パルスｆ
ｒとそれに続く基準周期信号ｆｓの立ち下がりの位相差
が周期Ｔ１の場合に比べて小さいため、それに続く次の
１周期（つまり周期Ｔ３）のコンパレータ９０の出力信
号ｃは、周期Ｔ１において、矩形波パルスｆｒとそれに
続く基準周期信号ｆｓの立ち下がりの位相差を比較した
場合（つまり周期Ｔ２）に比べて、ショートブレーキ期
間が短くなってブレーキ量が減るように設定される。そ
して、この出力信号ｃは、基準周期信号ｆｓの１周期に
わたって同じ波形つまり同じショートブレーキ期間を有
する波形とされている。なお、本実施形態では、出力信
号ｃがハイレベルの場合にブレーキが掛かるように、つ
まりブレーキ期間はハイレベルとされている。

【００９４】このような本実施形態によれば、次のよう
な効果がある。

【００９５】(1) 発電機２０、ブレーキ回路２３からな
るＶＣＯ２５と、位相比較回路５４、ブレーキ制御回路
５６とを設けたので、ＰＬＬ制御により発電機２０の回
転を制御できる。このため、１周期毎の発電波形を比較
してブレーキ回路２３におけるブレーキレベルを設定で
きるため、一旦ロックレンジに引き込めば、発電波形が
瞬時に大きく変動することがない限り、応答性の速い安
定した制御を行うことができる。

【００９６】(2) ブレーキ回路２３をチョッピング充電
回路６０で構成し、ブレーキ制御をチョッピングを利用
して実現しているので、発電電力を一定以上に保ちなが
ら、制動トルクを増加できる。このため、システムの安
定性を維持しながら、効率的なブレーキ制御を行うこと
ができる。特に、矩形波パルスｆｒと時間標準信号ｆｓ
との位相差に応じて、デューティ比が０．０１〜０．９
７の範囲内で適宜設定された矩形波パルス信号ｃを用い
てチョッピング制御しているので、発電機２０の回転状
態に応じて効率的なブレーキ制御を行うことができる。

【００９７】(3) チョッピング充電回路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ピング充電回路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。

【００９８】(4) チョッピング充電回路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。

【００９９】(5) 波形整形回路７０を設けたので、仮に
チョッピング充電回路６０等の回路構成が変わって、Ｖ
ＣＯ２５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、チョッピング充電回路６０の回路構成が相違して
も、回転制御手段５０を共通して利用することができ、
部品コストを低減することができる。

【０１００】(6) 波形整形回路７０として、ローパスフ
ィルタ（ＬＰＦ）とコンパレータとを組み合わせた一般
的な回路を用いると、チョッピング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。

【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。

【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。

【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に伝達する機械エネルギ伝達装置である増速輪列
（各番車７〜１１）と、増速輪列に連結されて時刻表示
を行う時刻表示装置である指針（分針１３、秒針１４）
とを備えている。

【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。

【０１０５】なお、本実施形態では、図１４にも示すよ
うに、整流回路３５を含むブレーキ回路１２０を発電機
２０に設けている。具体的には、発電機２０の出力端で
ある第１の端子ＭＧ１、第２の端子ＭＧ２を短絡等によ
って閉ループ状態に接続してショートブレーキを掛ける
第１および第２のスイッチ１２１，１２２によりブレー
キ回路１２０が構成されている。

【０１０６】本実施形態では、図１５にも示すように、
第１のスイッチ１２１は、第２の端子ＭＧ２にゲートが
接続されたＰｃｈの第１の電界効果型トランジスタ（Ｆ
ＥＴ）１２６と、後述するチョッピング信号発生部１８
０からのチョッピング信号（チョッピングパルス）ＣＨ
３がゲートに入力される第２の電界効果型トランジスタ
１２７とが並列に接続されて構成されている。

【０１０７】また、第２のスイッチ１２２は、第１の端
子ＭＧ１にゲートが接続されたＰｃｈの第３の電界効果
型トランジスタ（ＦＥＴ）１２８と、チョッピング信号
発生部１８０からのチョッピング信号（チョッピングパ
ルス）ＣＨ３がゲートに入力される第４の電界効果型ト
ランジスタ１２９とが並列に接続されて構成されてい
る。

【０１０８】そして、発電機２０に接続された昇圧用の
コンデンサ１２３、ダイオード１２４，１２５、第１の
スイッチ１２１、第２のスイッチ１２２により倍電圧整
流回路（簡易同期昇圧チョッピング整流回路）３５が構
成されている。なお、ダイオード１２４，１２５として
は、一方向に電流を流す一方向性素子であればよく、そ
の種類は問わない。特に、電子制御式機械時計では、発
電機２０の起電圧が小さいため、ダイオード１２５とし
ては降下電圧Ｖｆが小さいショットキーバリアダイオー
ドを用いることが好ましい。また、ダイオード１２４と
しては、逆リーク電流が小さいシリコンダイオードを用
いることが好ましい。

【０１０９】前記ブレーキ回路１２０は、電源回路（コ
ンデンサ）２１ａから供給される電力によって駆動され
る回転制御手段５０により制御されている。この回転制
御手段５０は、図１３に示すように、発振回路５１、ロ
ータの回転検出回路５３、ブレーキの制御回路５６を備
えて構成されている。

【０１１０】発振回路５１は時間標準源である水晶振動
子５１Ａを用いて発振信号（３２７６８Ｈｚ）を出力
し、この発振信号は１２段のフリップフロップからなる
分周回路５２によってある一定周期まで分周される。分
周回路５２の１２段目の出力Ｑ１２は、８Ｈｚの基準信
号として出力されている。

【０１１１】回転検出回路５３は、発電機２０に接続さ
れた波形整形回路１６１とモノマルチバイブレータ１６
２とで構成されている。波形整形回路１６１は、アン
プ、コンパレータで構成され、正弦波を矩形波に変換す
る。モノマルチバイブレータ１６２は、ある周期以下の
パルスだけを通過させるバンドパス・フィルターとして
機能し、ノイズを除去した回転検出信号ＦＧ１を出力す
る。

【０１１２】制御回路５６は、制動制御手段であるアッ
プダウンカウンタ１６０と、同期回路１７０と、チョッ
ピング信号発生部１８０とを備えている。

【０１１３】アップダウンカウンタ１６０のアップカウ
ント入力およびダウンカウント入力には、回転検出回路
５３の回転検出信号ＦＧ１および分周回路５２からの基
準信号ｆｓが同期回路１７０を介してそれぞれ入力され
ている。

【０１１４】同期回路１７０は、４つのフリップフロッ
プ１７１やＡＮＤゲート１７２，ＮＡＮＤゲート１７３
からなり、分周回路５２の５段目の出力Ｑ５（１０２４
Ｈｚ）や６段目の出力Ｑ６（５１２Ｈｚ）の信号を利用
して、回転検出信号ＦＧ１を基準信号ｆｓ（８Ｈｚ）に
同期させるとともに、これらの各信号パルスが重なって
出力されないように調整している。

【０１１５】アップダウンカウンタ１６０は、４ビット
のカウンタで構成されている。アップダウンカウンタ１
６０のアップカウント入力には、前記回転検出信号ＦＧ
１に基づく信号が同期回路１７０から入力され、ダウン
カウント入力には、前記基準信号ｆｓに基づく信号が同
期回路１７０から入力される。これにより、基準信号ｆ
ｓおよび回転検出信号ＦＧ１の計数と、その差の算出と
が同時に行えるようになっている。

【０１１６】なお、このアップダウンカウンタ１６０に
は、４つのデータ入力端子（プリセット端子）Ａ〜Ｄが
設けられており、端子Ａ〜ＣにＨレベル信号が入力され
ていることで、アップダウンカウンタ１６０の初期値
（プリセット値）がカウンタ値７に設定されている。

【０１１７】また、アップダウンカウンタ１６０のＬＯ
ＡＤ入力端子には、電源回路２１ａに接続されて電源回
路２１ａの電圧に応じてシステムリセット信号ＳＲを出
力する初期化回路１９０が接続されている。なお、本実
施形態では、初期化回路１９０は、電源回路２１ａの充
電電圧が所定電圧になるまではＨレベルの信号を出力
し、所定電圧以上になればＬレベルの信号を出力するよ
うに構成されている。

【０１１８】アップダウンカウンタ１６０は、ＬＯＡＤ
入力がＬレベルになるまで、つまりシステムリセット信
号ＳＲが出力されるまでは、アップダウン入力を受け付
けないため、アップダウンカウンタ１６０のカウンタ値
は「７」に維持される。

【０１１９】アップダウンカウンタ１６０は、４ビット
の出力ＱＡ〜ＱＤを有している。従って、４ビット目の
出力ＱＤは、カウンタ値が７以下であればＬレベル信号
を出力し、８以上であればＨレベル信号を出力すること
になる。この出力ＱＤは、チョッピング信号発生部１８
０に接続されている。

【０１２０】チョッピング信号発生部１８０は、３つの
ＡＮＤゲート１８２〜１８４で構成され、分周回路５２
の出力Ｑ５〜Ｑ８を利用して第１のチョッピング信号Ｃ
Ｈ１を出力する第１チョッピング信号発生手段１８１
と、２つのＯＲゲート１８６，１８７で構成され、分周
回路５２の出力Ｑ５〜Ｑ８を利用して第２のチョッピン
グ信号ＣＨ２を出力する第２チョッピング信号発生手段
１８５と、前記アップダウンカウンタ１６０の出力ＱＤ
と、第２チョッピング信号発生手段１８５の出力ＣＨ２
とが入力されるＡＮＤゲート１８８と、このＡＮＤゲー
ト１８８の出力と前記第１チョッピング信号発生手段１
８１の出力ＣＨ１とが入力されるＮＯＲゲート１８９と
を備えている。

【０１２１】このチョッピング信号発生部１８０のＮＯ
Ｒゲート１８９からの出力ＣＨ３は、第２，４の電界効
果型トランジスタ１２７、１２９のゲートに入力されて
いる。従って、出力ＣＨ３からＬレベル信号が出力され
ると、トランジスタ１２７，１２９はオン状態に維持さ
れ、発電機２０がショートされてブレーキが掛かる。

【０１２２】一方、出力ＣＨ３からＨレベル信号が出力
されると、トランジスタ１２７，１２９はオフ状態に維
持され、発電機２０にはブレーキが加わらない。従っ
て、出力ＣＨ３からのチョッピング信号によって発電機
２０をチョッピング制御することができる。

【０１２３】次に、本実施形態における動作を図１６〜
１８のタイミングチャートおよび出力波形図と、図１９
のフローチャートとを参照して説明する。

【０１２４】発電機２０が作動し始めて、初期化回路１
９０からＬレベルのシステムリセット信号ＳＲがアップ
ダウンカウンタ１６０のＬＯＡＤ入力に入力されると
（Ｓ１１）、図１６に示すように、回転検出信号ＦＧ１
に基づくアップカウント信号（UP）と、基準信号ｆｓに
基づくダウンカウント信号（DOWN）とがアップダウンカ
ウンタ１６０でカウントされる（Ｓ１２）。これらの各
信号は、同期回路１７０によって同時にカウンタ１６０
に入力されないように設定されている。

【０１２５】このため、初期カウント値が「７」に設定
されている状態から、アップカウント信号（UP）が入力
されるとカウンタ値は「８」となり、出力ＱＤからＨレ
ベル信号がチョッピング信号発生部１８０のＡＮＤゲー
ト１８８に出力される。

【０１２６】一方、ダウンカウント信号（DOWN）が入力
されてカウンタ値が「７」に戻れば、出力ＱＤからはＬ
レベル信号が出力される。

【０１２７】チョッピング信号発生部１８０では、図１
７に示すように、分周回路５２の出力Ｑ５〜Ｑ８を利用
し、第１チョッピング信号発生手段１８１から出力ＣＨ
１を出力し、第２チョッピング信号発生手段１８５から
出力ＣＨ２を出力する。

【０１２８】そして、アップダウンカウンタ１６０の出
力ＱＤからＬレベル信号が出力されている場合（カウン
ト値「７」以下）には、ＡＮＤゲート１８８からの出力
もＬレベル信号となるため、ＮＯＲゲート１８９からの
出力ＣＨ３は出力ＣＨ１が反転したチョッピング信号、
つまりＨレベル信号（ブレーキオフ時間）が長く、Ｌレ
ベル信号（ブレーキオン時間）が短いデューティ比（ト
ランジスタ１２７，１２９をオンしている比率）の小さ
なチョッピング信号となる。従って、基準周期において
ブレーキを掛けているトータル時間が短くなり、発電機
２０に対しては、ほとんどブレーキが掛けられない、つ
まり発電電力を優先した弱いブレーキ制御が行われる
（Ｓ１３，Ｓ１５）。

【０１２９】一方、アップダウンカウンタ１６０の出力
ＱＤからＨレベル信号が出力されている場合（カウント
値「８」以上）には、ＡＮＤゲート１８８からの出力も
Ｈレベル信号となるため、ＮＯＲゲート１８９からの出
力ＣＨ３は出力ＣＨ２が反転したチョッピング信号、つ
まりＬレベル信号（ブレーキオン時間）が長く、Ｈレベ
ル信号（ブレーキオフ時間）が短いデューティ比の大き
なチョッピング信号となる。従って、基準周期において
ブレーキを掛けているトータル時間が長くなり、発電機
２０に対しては強いブレーキ制御が行われるが、一定周
期でブレーキがオフされるためにチョッピング制御が行
われ、発電電力の低下を抑えつつ制動トルクを向上する
ことができる（Ｓ１３，Ｓ１４）。

【０１３０】なお、倍電圧整流回路（簡易同期昇圧チョ
ッピング整流回路）３５では、次のようにして発電機２
０で発電した電荷を電源回路２１ａに充電している。す
なわち、第１の端子ＭＧ１の極性が「＋」で第２の端子
ＭＧ２の極性が「−」の時には、第１の電界効果型トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）１２６がオンされ、第３の電界効果
型トランジスタ（ＦＥＴ）１２８がオフされる。このた
め、発電機２０で発生した誘起電圧の電荷は、図１５に
示す「→→→」の回路によって例えば０．１μ
Ｆのコンデンサ１２３に充電されるとともに、「→
→→→→→→」の回路によって例えば１０
μＦの電源回路（コンデンサ）２１ａに充電される。

【０１３１】一方、第１の端子ＭＧ１の極性が「−」で
第２の端子ＭＧ２の極性が「＋」に切り替わると、第１
の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）１２６がオフさ
れ、第３の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）１２８が
オンされる。このため、図１５に示す「コンデンサ１２
３→→→→→→→コンデンサ１２３」の回
路によって、発電機２０で発生した誘起電圧と、コンデ
ンサ１２３の充電電圧とが加えられた電圧で電源回路
（コンデンサ）２１ａが充電される。

【０１３２】なお、各々の状態で、チョッピングパルス
により発電機２０の両端が閉ループとなり、開放される
と、コイルの両端に高電圧が誘起され、この高い充電電
圧によって電源回路（コンデンサ）２１ａを充電するこ
とで充電効率が向上する。

【０１３３】そして、ゼンマイ１ａのトルクが大きくて
発電機２０の回転速度が大きい場合などでは、アップカ
ウント信号（UP）によりカウンタ値が「８」になった後
に、さらにアップカウンタ値が入力されることがある。
この場合には、カウンタ値は「９」となり、前記出力Ｑ
ＤはＨレベルを維持するため、チョッピング信号ＣＨ３
により強いブレーキ制御が行われる。そして、ブレーキ
が掛けられたことにより、発電機２０の回転速度が低下
し、回転検出信号ＦＧ１が入力される前に基準信号ｆｓ
（ダウンカウント信号）が２回入力されると、カウンタ
値は「８」、「７」と低下し、「７」になった際には弱
いブレーキ制御に切り替えられる。

【０１３４】このような制御を行うと、発電機２０が設
定された回転スピード近くになり、図１６に示すよう
に、アップカウント信号（UP）と、ダウンカウント信号
（DOWN）とが交互に入力されて、カウンタ値が「８」と
「７」とを繰り返すロック状態に移行する。この際は、
カウンタ値に応じて強いブレーキの印加と弱いブレーキ
の印加とが繰り返される。つまり、ロータが１回転する
基準周期の１周期の期間にデューティ比が大きいチョッ
ピング信号と、デューティ比が小さいチョッピング信号
とがトランジスタ１２７，１２９に印加されてチョッピ
ング制御が行われる。

【０１３５】さらに、ゼンマイ１ａがほどけてそのトル
クが小さくなると、徐々にブレーキを掛ける時間が短く
なり、発電機２０の回転速度は強いブレーキを掛けない
状態でも基準速度に近い状態になる。

【０１３６】そして、弱ブレーキ制御のみになってもダ
ウンカウント値が多く入力されるようになり、カウント
値が「６」以下の小さな値になると、ゼンマイ１ａのト
ルクが低下したと判断し、運針を停止したり、非常に低
速にしたり、さらにはブザー、ランプ等を鳴らしたり、
点灯させることで、利用者にゼンマイ１ａを再度巻き上
げるように促す。

【０１３７】従って、アップダウンカウンタ１６０の出
力ＱＤからＨレベル信号が出ている間は、デューティ比
の大きなチョッピング信号による強いブレーキ制御が行
われ、出力ＱＤからＬレベル信号が出ている間は、デュ
ーティ比の小さなチョッピング信号による弱いブレーキ
制御が行われる。つまり、制動制御手段であるアップダ
ウンカウンタ１６０によって強いブレーキ制御と弱いブ
レーキ制御とが切り替えられる。

【０１３８】なお、本実施形態では、出力ＱＤがＬレベ
ル信号の場合、チョッピング信号ＣＨ３はＨレベル期
間：Ｌレベル期間が１５：１つまりデューティ比が１／
１６＝0.0625でかつ周波数が１２８Ｈｚのチョッピング
信号となり、出力ＱＤがＨレベル信号の場合、チョッピ
ング信号ＣＨ３はＨレベル期間：Ｌレベル期間が１：１
５つまりデューティ比が１５／１６＝0.9375でかつ周波
数が１２８Ｈｚのチョッピング信号となる。

【０１３９】そして、発電機２０のＭＧ１，ＭＧ２から
は、図１８に示すように、磁束の変化に応じた交流波形
が出力される。この際、出力ＱＤの信号に応じて周波数
は一定でかつデューティ比の異なるチョッピング信号Ｃ
Ｈ３がトランジスタ１２７，１２９に適宜印加され、出
力ＱＤがＨレベル信号を出力した時、つまり強いブレー
キ制御時には、各チョッピングサイクル内におけるショ
ートブレーキ時間が長くなってブレーキ量が増えて発電
機２０は減速される。そして、ブレーキが掛かる分、発
電量も低下するが、このショートブレーキ時に蓄えられ
たエネルギーを、チョッピング信号によりトランジスタ
１２７，１２９をオフした際に出力してチョッピング昇
圧することができるため、ショートブレーキ時の発電量
低下を補うことができ、発電電力の低下を抑えながら、
制動トルクを増加することができる。

【０１４０】逆に、出力ＱＤがＬレベル信号を出力した
際、つまり弱いブレーキ制御時には、各チョッピングサ
イクル内におけるショートブレーキ時間が短くなってブ
レーキ量が減って発電機２０は増速される。この際も、
チョッピング信号によりトランジスタ１２７，１２９を
オンからオフした際にチョッピング昇圧することができ
るので、まったくブレーキを掛けずに制御した場合に比
べても発電電力を向上させることができる。

【０１４１】そして、発電機２０からの交流出力は、倍
電圧整流回路３５によって昇圧、整流されて電源回路
（コンデンサ）２１ａに充電され、この電源回路２１ａ
により回転制御手段５０が駆動される。

【０１４２】なお、アップダウンカウンタ１６０の出力
ＱＤと、チョッピング信号ＣＨ３とは共に分周回路５２
の出力Ｑ５〜Ｑ８，Ｑ１２を利用しているため、つまり
チョッピング信号ＣＨ３の周波数が出力ＱＤの周波数の
整数倍とされているため、出力ＱＤの出力レベルの変化
つまり強いブレーキ制御と弱いブレーキ制御の切替タイ
ミングと、チョッピング信号ＣＨ３とは同期して発生し
ている。

【０１４３】図１６〜１８の８Ｈｚのダウンカウント信
号（DOWN）およびアップカウント信号（UP）とチョッピ
ング信号（ＣＨ３）との関係をタイミングチャートで示
すと図２０に示す通りになる。なお、本実施形態では、
チョッピング信号（ＣＨ３）は、ダウンカウント信号
（DOWN）やアップカウント信号（UP）に同期していた
が、図２０のチョッピング信号（ＣＨ３’）のように、
ダウンカウント信号（DOWN）やアップカウント信号（U
P）に同期せず、各信号（DOWN，UP）のある周期ではチ
ョッピング信号（ＣＨ３’）のＨレベルから始まった
り、ある周期はＬレベルから始まるような波形でもよ
い。なお、本実施形態では、チョッピング信号（ＣＨ
３）がローレベルの場合にブレーキが掛かるように、つ
まりブレーキ期間はローレベルとされている。

【０１４４】また、チョッピングの信号は、ロータ１２
の回転を制御しようとする設定速度つまりロータ１２が
その速度で回転すれば正確な時間表示を行うことができ
る速度に同期させる必要はない。すなわち、チョッピン
グの周期と設定速度とは同期関係にあってもよいし、無
くてもよく、これらの関係に何ら制約はない。

【０１４５】このような本実施形態によれば、次のよう
な効果がある。

【０１４６】(7) 回転検出信号ＦＧ１に基づくアップカ
ウント信号（UP）と、基準信号ｆｓに基づくダウンカウ
ント信号（DOWN）とを、アップダウンカウンタ１６０に
入力し、回転検出信号ＦＧ１（アップカウント信号）の
カウント数が基準信号ｆｓ（ダウンカウント信号）のカ
ウント数よりも大きい状態（カウンタ１６０の初期値が
「７」であれば、カウンタ値が「８」以上の状態）で
は、ブレーキ回路１２０により発電機２０にブレーキを
かけ続け、逆に回転検出信号ＦＧ１のカウント数が基準
信号ｆｓのカウント数以下の状態（カウンタ値が「７」
以下の状態）では、発電機２０に弱いブレーキを印加す
るため、発電機２０の立ち上がり時等の回転速度が基準
速度よりも大きくずれている場合でも、迅速に基準速度
に近づけることができ、回転制御の応答性を速くするこ
とができる。

【０１４７】(8) その上、強いブレーキ制御と弱いブレ
ーキ制御とを、デューティ比の異なる２種類のチョッピ
ング信号ＣＨ３を用いて行っているので、充電電圧（発
電電圧）を低下させることなくブレーキ（制動トルク）
を大きくすることができる。特に、強いブレーキ制御時
にはデューティ比の大きな（例えば１５／１６）チョッ
ピング信号を用いて制御しているので、充電電圧の低下
を抑えながら制動トルクを大きくすることができ、シス
テムの安定性を維持しながら、効率的なブレーキ制御を
行うことができる。これにより、電子制御式機械時計の
持続時間も長くすることができる。

【０１４８】特に、図４８〜５１からも分かるように、
周波数１２８Ｈｚかつデューティ比１５／１６のチョッ
ピング信号ＣＨ３を用いているので、充電電圧をある程
度確保しつつ、発電機２０の制動トルクを大きくするこ
とができる。

【０１４９】(9) さらに、弱いブレーキ制御時にも、デ
ューティ比の小さな（例えば１／１６）チョッピング信
号によりチョッピング制御しているので、弱いブレーキ
を印加している間の充電電圧をより向上することができ
る。

【０１５０】特に、図４８〜５１からも分かるように、
周波数１２８Ｈｚかつデューティ比１／１６のチョッピ
ング信号ＣＨ３を用いているので、駆動トルクを低く維
持しつつ、充電電圧をある程度確保することができる。

【０１５１】(10)強いブレーキ制御と弱いブレーキ制御
の切替は、カウンタ値が「７」以下であるか「８」以上
であるかのみで設定され、ブレーキ時間等を別途設定す
る必要もないため、回転制御手段５０をシンプルな構成
にでき、部品コストや製造コストを低減でき、電子制御
式機械時計を安価に提供できる。

【０１５２】(11)発電機２０の回転速度に応じて、アッ
プカウント信号（UP）が入力されるタイミングが変化す
るため、カウンタ値が「８」である期間つまりブレーキ
を掛けている時間も自動的に調整することができる。こ
のため、特にアップカウント信号（UP）とダウンカウン
ト信号（DOWN）とが交互に入力されるロック状態では、
応答性の速い安定した制御を行うことができる。

【０１５３】(12)制動制御手段として、アップダウンカ
ウンタ１６０を用いているので、各アップカウント信号
（UP）およびダウンカウント信号（DOWN）の計数と同時
に各計数値の比較（差）を自動的に算出することができ
るため、構成を簡易にできかつ各計数値の差を簡単に求
めることができる。

【０１５４】(13)４ビットのアップダウンカウンタ１６
０を用いているので、１６個のカウント値をカウントす
ることができる。このため、アップカウント信号（UP）
が続けて入力された場合などに、その入力値を累積して
カウントすることができ、設定された範囲つまりアップ
カウント信号（UP）やダウンカウント信号（DOWN）が連
続して入力されてカウンタ値が「１５」や「０」になる
までの範囲では、その累積誤差を補正することができ
る。このため、仮に発電機２０の回転速度が基準速度か
ら大きく外れても、ロック状態になるまでは時間が掛か
るが、その累積誤差を確実に補正して発電機２０の回転
速度を基準速度に戻すことができ、長期的には正確な運
針を維持することができる。

【０１５５】(14)初期化回路１９０を設けて、発電機２
０の起動時の電源回路２１ａが所定の電圧に充電される
まではブレーキ制御を行わなず、発電機２０にブレーキ
が掛からないようにしているので、電源回路２１ａへの
充電を優先させることができ、電源回路２１ａによって
駆動される回転制御手段５０を迅速にかつ安定して駆動
することができ、その後の回転制御の安定性も高めるこ
とができる。

【０１５６】(15)出力ＱＤの出力レベル変化つまり強い
ブレーキ制御と弱いブレーキ制御との切替タイミング
と、チョッピング信号ＣＨ３のオンからオフへの変化タ
イミングとを同期させているので、発電機２０のチョッ
ピング信号ＣＨ３に対応した起電圧が高い出力部分（ひ
げ部分）を一定間隔で出力することができ、この出力を
時計の歩度測定パルスとして利用することもできる。

【０１５７】すなわち、出力ＱＤとチョッピング信号Ｃ
Ｈ３とが同期していない場合には、図２１に示すよう
に、一定周期のチョッピング信号ＣＨ３とは別に出力Ｑ
Ｄの変化時にも発電機２０からは起電圧が高い部分が発
生する。このため、発電機２０の出力波形における「ひ
げ部分」は必ずしも一定間隔で出力されないために歩度
測定パルスとして利用することができないが、本実施形
態のように同期させていれば歩度測定パルスとしても利
用することができる。

【０１５８】(16)発電機２０の整流制御は、各端子ＭＧ
１，ＭＧ２にゲートが接続された第１，３の電界効果型
トランジスタ１２６，１２８で行っているので、コンパ
レータ等を用いる必要が無く、構成が簡単になり、かつ
コンパレータの消費電力による充電効率の低下も防止で
きる。さらに、発電機２０の端子電圧を利用して電界効
果型トランジスタ１２６，１２８のオン、オフを制御し
ているので、発電機２０の端子の極性に同期して各電界
効果型トランジスタ１２６，１２８を制御することがで
き、整流効率を向上することができる。また、チョッピ
ング制御される第２，４の電界効果型トランジスタ１２
７，１２９を各トランジスタ１２６，１２８に並列に接
続することで、チョッピング制御を独立して行うことが
でき、かつ構成も簡易にできる。従って、構成が簡易
で、発電機２０の極性に同期し、かつ昇圧しながらチョ
ッピング整流を行える倍電圧整流回路（簡易同期昇圧チ
ョッピング整流回路）３５を提供することができる。

【０１５９】次に本発明の第３実施形態について、図２
２を参照して説明する。なお、本実施形態において、前
述の各実施形態と同一もしくは同様の構成部分には、同
一符号を付し、説明を省略あるいは簡略する。

【０１６０】本実施形態は、チョッピング信号発生部１
８０を、第１チョッピング信号発生手段１８１を無くし
て第２チョッピング信号発生手段１８５のみで構成し、
強いブレーキ制御時のみチョッピング信号を印加してチ
ョッピング制御を行うようにしたものである。

【０１６１】すなわち、図２３に示すように、出力ＱＤ
がＬレベル信号とされてブレーキが掛けられていない状
態では、チョッピング信号発生部１８０の出力ＣＨ４は
Ｈレベルに維持されるため、トランジスタ１２７，１２
９はオフされた状態に維持されて、発電機２０からの交
流出力がそのまま出力される。一方、出力ＱＤがＨレベ
ル信号とされてブレーキが掛けられた場合（強いブレー
キ制御時）には、チョッピング信号発生部１８０の出力
ＣＨ４は、前記第１実施形態と同じチョッピング信号
（デューティ比１５／１６、周波数１２８Ｈｚ）とな
り、チョッピング制御が行われる。

【０１６２】ここで、８Ｈｚのダウンカウント信号（DO
WN）およびアップカウント信号（UP）とチョッピング信
号（ＣＨ４）との関係をタイミングチャートで示すと図
２４に示す通りになる。なお、本実施形態でも、チョッ
ピング信号（ＣＨ４）は、ダウンカウント信号（DOWN）
の１周期に同期していたが、図２４のチョッピング信号
（ＣＨ４’）のように、ダウンカウント信号（DOWN）に
同期せず、ダウンカウント信号（DOWN）のある周期では
チョッピング信号（ＣＨ４’）のＨレベルから始まった
り、ある周期はＬレベルから始まるような波形でもよ
い。なお、本実施形態では、チョッピング信号（ＣＨ
４）がローレベルの場合にブレーキが掛かるように、つ
まりブレーキ期間はローレベルとされている。

【０１６３】また、本実施形態においても、第２実施形
態と同様に、チョッピングの信号は、ロータ１２の設定
速度に同期させる必要はない。

【０１６４】このような本実施形態でも、前記第２実施
形態の(7),(8),(10)〜(16)と同じ作用効果を奏すること
ができる。

【０１６５】（17）さらに、第１チョッピング信号発生
手段１８１がないため、その分、部品点数を少なくでき
てコストを低減することができる。

【０１６６】次に本発明の第４実施形態について、図２
５を参照して説明する。なお、本実施形態においても、
前述の各実施形態と同一もしくは同様の構成部分には、
同一符号を付し、説明を省略あるいは簡略する。

【０１６７】本実施形態は、チョッピング信号発生部１
８０における第１チョッピング信号発生手段１８１と第
２チョッピング信号発生手段１８５との出力ＣＨ２，Ｃ
Ｈ５の周波数を異ならせることで、チョッピング信号発
生部１８０のチョッピング信号出力ＣＨ６として周波数
の異なる２種類のチョッピング信号を出力できるように
構成したものである。

【０１６８】すなわち、第１チョッピング信号発生手段
１８１のみに分周回路５２の出力Ｑ４を入力することに
より、図２６に示すように、第１チョッピング信号発生
手段１８１の出力ＣＨ５を第２チョッピング信号発生手
段１８５の出力ＣＨ２の２倍の周波数に設定している。
従って、チョッピング信号発生部１８０の出力ＣＨ６と
しては、出力ＱＤのレベルつまり強いブレーキ制御時と
弱いブレーキ制御時とで、デューティ比および周波数の
異なる２種類のチョッピング信号、具体的には、デュー
ティ比１／１５でかつ周波数２５６Ｈｚのチョッピング
信号と、デューティ比１５／１６でかつ周波数１２８Ｈ
ｚのチョッピング信号とを出力することになり、これに
より発電機２０からは図２７に示すような交流波形が出
力される。

【０１６９】なお、本実施形態においても、チョッピン
グの信号は、ロータ１２の設定速度に同期させる必要は
ない。

【０１７０】このような本実施形態でも、前記第２実施
形態の(7) 〜(16)と同じ作用効果を奏することができ
る。

【０１７１】（18）さらに、前記第２実施形態に比べ
て、弱いブレーキ制御時のチョッピング周波数を２倍に
高めることができる。デューティ比が同じ場合、図４８
〜５１に示すように、周波数が高いほうが駆動トルクを
低減でき、かつ充電電圧を向上することができる。この
ため、本実施形態であれば、前記第１実施形態に比べて
弱いブレーキ制御時のブレーキ効果（制動トルク）をよ
り弱めることができ、充電電圧をより向上することがで
きる。

【０１７２】次に本発明の第５実施形態について、図２
８を参照して説明する。なお、本実施形態においても、
前述の各実施形態と同一もしくは同様の構成部分には、
同一符号を付し、説明を省略あるいは簡略する。

【０１７３】本実施形態は、チョッピング信号発生部１
８０として、高い周波数のチョッピング信号を出力する
高周波数チョッピング信号発生手段１０１と、低い周波
数のチョッピング信号を出力する低周波数チョッピング
信号発生手段１０２と、電源回路２１ａの電圧を検出す
る電圧検出部である電源電圧検出回路１０３と、電源回
路２１ａの電圧に応じて、高周波数チョッピング信号発
生手段１０１の出力ＣＨ７と、低周波数チョッピング信
号発生手段１０２の出力ＣＨ３とを切り替えて出力する
切替手段１０４とを備えて構成されている。

【０１７４】各チョッピング信号発生手段１０１，１０
２は、前記第２実施形態のチョッピング信号発生部１８
０と同様の構成であり、３つのＡＮＤゲート１８２〜１
８４と、２つのＯＲゲート１８６，１８７と、ＯＲゲー
ト１８７とアップダウンカウンタ１６０の出力ＱＤとが
入力されるＡＮＤゲート１８８と、このＡＮＤゲート１
８８の出力とＡＮＤゲート１８４の出力とが入力される
ＮＯＲゲート１８９とを備えている。

【０１７５】但し、高周波数チョッピング信号発生手段
１０１は、分周回路５２の出力Ｑ４〜Ｑ７を利用してお
り、分周回路５２の出力Ｑ５〜Ｑ８を利用した低周波数
チョッピング信号発生手段１０２よりも高い周波数のチ
ョッピング信号ＣＨ７を出力するように構成されてい
る。

【０１７６】また、電源電圧検出回路１０３は、電源回
路（コンデンサ）２１ａの充電電圧が設定値より低い場
合にはＬレベル信号を出力し、高い場合にはＨレベル信
号を出力するように構成されている。

【０１７７】切替手段１０４は、電源電圧検出回路１０
３からの信号と、各チョッピング信号発生手段１０１，
１０２の信号とがそれぞれ入力される２つのＡＮＤゲー
ト１０５，１０６と、これらのＡＮＤゲート１０５，１
０６の出力が入力されるＯＲゲート１０７とを備えてい
る。

【０１７８】そして、電源電圧検出回路１０３からＡＮ
Ｄゲート１０５への入力信号を反転することで、電源電
圧検出回路１０３からＬレベル信号が入力されている場
合には（充電電圧が設定値より低い場合には）、低周波
数チョッピング信号発生手段１０２からの出力ＣＨ３は
Ｌレベル信号でキャンセルされ、高周波数チョッピング
信号発生手段１０１の出力ＣＨ７がそのままＯＲゲート
１０７からトランジスタ１２７，１２９に出力される。
逆に、電源電圧検出回路１０３からＨレベル信号が入力
されている場合には（充電電圧が設定値より高い場合に
は）、高周波数チョッピング信号発生手段１０１からの
出力ＣＨ７はＬレベル信号でキャンセルされ、低周波数
チョッピング信号発生手段１０２の出力ＣＨ３がそのま
まＯＲゲート１０７からトランジスタ１２７，１２９に
出力される。

【０１７９】このため、図２９に示すように、電源電圧
が低い場合には、周波数が高いチョッピング信号ＣＨ７
によってチョッピングブレーキ制御が行われ、電源電圧
が高い場合には、周波数が低いチョッピング信号ＣＨ３
でチョッピングブレーキ制御が行われる。各チョッピン
グ信号ＣＨ３，ＣＨ７の強いブレーキ制御時および弱い
ブレーキ制御時の信号のデューティ比はそれぞれ同じで
あるため、周波数が高いチョッピング信号ＣＨ７のほう
が、駆動トルクが低く、充電電圧が高いつまり充電を優
先した制御を行え、周波数が低いチョッピング信号ＣＨ
３のほうが、駆動トルクが高く、充電電圧が低いつまり
ブレーキを優先した制御を行える。

【０１８０】なお、具体的には、チョッピング信号ＣＨ
３は、周波数１２８Ｈｚで、かつデューティ比が１／１
６および１５／１６のチョッピング信号であり、チョッ
ピング信号ＣＨ７は、周波数２５６Ｈｚで、かつデュー
ティ比が１／１６および１５／１６のチョッピング信号
である。

【０１８１】なお、本実施形態においても、チョッピン
グの信号は、ロータ１２の設定速度に同期させる必要は
ない。

【０１８２】このような本実施形態においても、前記第
２実施形態の(7) 〜(16)と同じ作用効果を奏することが
できる。

【０１８３】（19）さらに、チョッピング信号発生部１
８０として、高周波数チョッピング信号発生手段１０１
と、低周波数チョッピング信号発生手段１０２と、電源
電圧検出回路１０３と、切替手段１０４を設け、電源電
圧値によってチョッピング信号の周波数を異ならせてい
るので、充電状態に対応したチョッピング制御を行うこ
とができ、より効率的なブレーキ制御を行うことができ
る。

【０１８４】なお、本発明は各実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、
改良等は、本発明に含まれるものである。

【０１８５】例えば、図３０に示すように、回転制御手
段５０に、波形整形回路７０の出力周波数を速度情報に
変換するＦ／Ｖ（周波数／速度）変換器１００を設けて
もよい。このＦ／Ｖ変換器１００を設けることで、発電
機２０の回転速度情報が得られるため、発電機２０の回
転速度を設定速度つまり時間標準信号に近づけるように
制御できる。このため、仮に発電波形が瞬時に大きく変
動してロックレンジを外れた場合でも、制御を維持する
ことができ、より安定したシステムを構成することがで
きる。

【０１８６】また、チョッピング充電回路６０として
は、前記実施形態のものに限らず、例えば、図３１に示
すように、ロータ１２の極検出用の１つのコンパレータ
１１１と、トランジスタ６６，６７のチョッピング用の
ダイオード１１２、抵抗１１３を設けたチョッピング充
電回路１１０を用いたものでもよい。

【０１８７】前記実施形態の場合、極性検出にコンパレ
ータ６１，６２を用いているため、この比較基準電圧Ｖ
ref 用の電源６３が必要であるが、本実施形態ではその
電源を不要にすることができる。ただし、チョッピング
充電回路１１０の場合、トランジスタ６６，６７を発電
コイルの極性に対して導通制御させるために、コイル端
電圧からダイオード１１２を通じて駆動している。この
ため、コイル端電圧を、トランジスタ６６，６７を駆動
可能な電圧（しきい値）Ｖth＋ダイオード１１２の立ち
上がり電圧Ｖｆよりも大きくしなければならない。例え
ば、Ｖth＝０．５Ｖで、ダイオードＶｆ＝０．３Ｖとす
ると、それだけで０．８Ｖ必要となり、発電機２０とし
ては、１．０〜１．６Ｖ程度の発電能力が必要となる。
このため、ダイオードを介さずにトランジスタ６６，６
７を駆動する前記実施形態のチョッピング充電回路６０
のほうが、発電機２０の小さな起電圧からより効率の良
いチョッピング充電動作ができる点で好ましい。

【０１８８】さらに、チョッピング充電回路としては、
図６のチョッピング充電回路６０のトランジスタ６６，
６７をＰｃｈタイプに変更し、さらにダイオード６８，
６９と入れ替え、コンデンサ２１ａの＋（ＶＤＤ）側
（第１の電源ライン側）に短絡させてトランジスタ６
６，６７の開放時にＶＴＫＮの電圧以下になるように昇
圧するように構成してもよい。なお、この場合、コンパ
レータ６１，６２とクロック信号ＣＬＫとの出力は、ア
ンド回路で論理合成されて各トランジスタ６６，６７の
ゲートに入力されることになる。

【０１８９】同様に、第２〜５実施形態のブレーキ回路
１２０で、第１、２のスイッチ１２１，１２２をコンデ
ンサ１２３、ダイオード１２４と入れ替えて、コンデン
サ２１ａの−（ＶＳＳ）側（第２の電源ライン側）に配
置してもよい。すなわち、各スイッチ１２１，１２２の
トランジスタ１２６〜１２９をＮｃｈタイプに変更し、
発電機２０の２つの端子ＭＧ１，ＭＧ２と低電圧側の電
源であるコンデンサ２１ａの−（ＶＳＳ）側（第２の電
源ライン側）との間に挿入すればよい。この場合、発電
機２０のマイナス側の端子に接続されたスイッチ１２
１，１２２をオンし続け、プラス側の端子に接続された
スイッチ１２１，１２２を断続するように回路を構成す
ればよい。

【０１９０】また、第１実施形態では、トランジスタ６
６，６７を同時にオン、オフするように制御するチョッ
ピング充電回路を用いてもよい。

【０１９１】さらに、図３２〜図３６に示すようなチョ
ッピング充電回路２００，３００，４００，５００，６
００をそれぞれ用いてもよい。なお、これらの各チョッ
ピング充電回路２００〜６００で前記実施形態と同一あ
るいは相当する構成要素には同一符号を付し、説明を省
略する。

【０１９２】図３２に示すチョッピング充電回路２００
は、発電機２０のコイルにコンデンサ２０１を直列に接
続するとともに、この発電機２０に並列にコンデンサ２
１ａおよびＩＣ２０２を接続し、さらに前記ＩＣ２０２
によって制御されてチョッピングを行うスイッチ２０３
を接続したものである。このスイッチ２０３には、寄生
ダイオード２０４が並列に接続されている。

【０１９３】このようなチョッピング充電回路２００に
おいても、スイッチ２０３をオンして発電機２０にショ
ートブレーキを掛けた際に、コンデンサ２０１にエネル
ギーが充電され、スイッチ２０３をオフした際にコンデ
ンサ２０１のエネルギーを含んで起電圧が高められた電
力をコンデンサ２１ａに充電できるため、充電電圧を下
げることなく、制動トルクを向上できるといった前記第
１実施形態の(2) と同じ効果が得られる。さらに、寄生
ダイオード２０４が昇圧整流回路のダイオードを兼ねて
いるため、部品点数を少なくでき、回路実装コストも低
減できる。

【０１９４】図３３に示すチョッピング充電回路３００
は、前記チョッピング充電回路２００に対して、整流用
のダイオード３０１，３０２が設けられている点が異な
る。

【０１９５】このようなチョッピング充電回路３００
は、前記チョッピング充電回路２００に比べてダイオー
ド３０１，３０２が多くなり、コスト面では不利である
が、前記チョッピング充電回路２００ではスイッチ２０
３を接続してショートさせた際に、コンデンサ２０１の
電荷がスイッチ２０３側に流れてしまうため、ショート
時間が長くなると起電圧の向上割合が小さくなるのに対
し、チョッピング充電回路３００では、スイッチ２０３
を接続した際にもコンデンサ２０１の電荷がスイッチ２
０３側に流れることを防止できるため、前記チョッピン
グ充電回路２００に比べて昇圧性能を高くできる利点が
ある。

【０１９６】図３４に示すチョッピング充電回路４００
は、チョッピング充電回路３００におけるスイッチ２０
３、ダイオード２０４，３０２をさらにもう一組設け
て、発電機２０の交流出力の正負の両波に対してチョッ
ピングを行うようにしたものである。このため、発電機
２０の交流出力の全周期にわたって昇圧およびブレーキ
制御を行うことができ、昇圧性能およびブレーキ性能を
より一層高くできる。

【０１９７】図３５に示すチョッピング充電回路５００
は、２つのコンデンサ５０１，５０２を設けて発電機２
０での発電電圧の２倍の電圧をＩＣ２０２に加えること
ができるようにした倍昇圧整流回路である。

【０１９８】図３６に示すチョッピング充電回路６００
は、整流ダイオード６０１を設けた全波整流回路におい
てチョッピングを実現したものである。

【０１９９】なお、これらの各チョッピング充電回路５
００，６００においては、両波に対してチョッピングす
るように構成していたが、半波のみをチョッピングする
ように構成してもよい。これらの各チョッピング充電回
路３００〜６００においても、前記第１実施形態の(2)
と同じ効果が得られる。

【０２００】さらに、回転検出回路５３、ＬＰＦ５５、
ブレーキ制御回路５６の構成も前記第１実施形態のよう
に、波形整形回路７０、チャージポンプ８０およびルー
プフィルタ８１、コンパレータ９０、分周回路９１およ
び三角波発生回路９２からなるものに限らず、実施にあ
たって適宜設定すればよい。

【０２０１】例えば、波形整形回路７０としては、図３
７に示すような、ラッチ手段７６を用いたものでもよ
い。前記各波形整形回路７０は、図９にも示すように、
一方のコンパレータ６１，６２の出力のみで矩形波パル
スｆｒを整形していたが、図３７の波形整形回路７０
は、図９にも示すように、ＡＧ１の極検出（コンパレー
タ６２）の出力の立ち上がりでラッチ手段７６にラッチ
をかけ、ＡＧ２のコンパレータ６１の出力でリセットさ
せるものである。この場合、２つの出力を用いる必要が
あるが、時間の遅れが生じず、正確な検出ができる利点
がある。なお、ＡＧ１の出力でラッチがかかれば、ＡＧ
１の出力がパルス抜けを起こしても無視されるため、矩
形波パルスｆｒへの影響も防止できる。

【０２０２】また、回転制御手段としては、前記第１実
施形態のようにＰＬＬ制御を用いたものや、第２〜５実
施形態のようにアップダウンカウンタ１６０を用いたも
のに限らず、例えばＦ／Ｖ変換器１００からの出力のみ
で調速制御させるものでもよく、実施にあたって適宜設
定すればよい。さらに、発電機２０としては、２極のロ
ータに限らず、多極ロータを用いたものでもよい。

【０２０３】さらに、前記第２〜５実施形態では、制動
制御手段として４ビットのアップダウンカウンタ１６０
を用いていたが、３ビット以下のアップダウンカウンタ
を用いてもよいし、５ビット以上のアップダウンカウン
タを用いても良い。ビット数が大きなアップダウンカウ
ンタを用いれば、カウントできる値が増えるため、累積
誤差を記憶できる範囲が大きくでき、特に発電機２０の
起動直後等の非ロック状態での制御が有利になる。一方
で、ビット数の小さなカウンタを用いれば、累積誤差を
記憶できる範囲が小さくなるが、特にロック状態になれ
ばアップおよびダウンを繰り返すことになるため、１ビ
ットのカウンタでも対応できるとともに、コストを低減
できる利点がある。

【０２０４】また、制動制御手段としては、アップダウ
ンカウンタに限らず、基準信号用ｆｓおよび回転検出信
号ＦＧ１用にそれぞれ設けた第１および第２の計数手段
と、各計数手段の計数値を比較する比較回路とで構成さ
れたものでもよい。ただし、アップダウンカウンタ１６
０を用いたほうが回路構成が簡易になるという利点があ
る。さらに、制動制御手段としては、発電機２０の回転
周期を検出してその回転周期に基づいて強いブレーキ制
御および弱いブレーキ制御を切り替えることができるも
のであればよく、その具体的構成は実施にあたって適宜
設定すればよい。

【０２０５】さらに、前記実施形態ではデューティ比や
周波数の異なる２種類のチョッピング信号を用いてブレ
ーキ制御していたが、デューティ比や周波数の異なる３
種類以上のチョッピング信号を用いてもよい。

【０２０６】さらに、周波数やデューティ比はステップ
的に変えるのではなく、周波数変調のように連続的な変
化になるようにしてもよい。

【０２０７】また、整流回路３５、ブレーキ回路１２
０、制御回路５６、チョッピング信号発生部１８０等の
具体的な構成は前記各実施形態に限らず、電子制御式機
械時計の発電機２０をチョッピング制御できるものであ
ればよい。

【０２０８】例えば、ブレーキ回路１２０におけるチョ
ッピング整流回路３５としては、図３８に示すように、
コンデンサ１２３の代わりにダイオード１２５ａを設け
てもよい。この場合には、昇圧用の回路が形成されない
ため、簡易同期チョッピング整流回路として機能する。

【０２０９】すなわち、第１の端子ＭＧ１の極性が
「＋」で第２の端子ＭＧ２の極性が「−」の時には、第
１の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）１２６がオンさ
れ、第３の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）１２８が
オフされる。このため、発電機２０で発生した誘起電圧
の電荷は、図３８に示す「→→→→→→
→」の回路によって電源回路（コンデンサ）２１ａに
充電される。

【０２１０】一方、第１の端子ＭＧ１の極性が「−」で
第２の端子ＭＧ２の極性が「＋」に切り替わると、第１
の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）１２６がオフさ
れ、第３の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）１２８が
オンされる。このため、図３８に示す「→→→
→→→」の回路によって、電源回路（コンデン
サ）２１ａが充電される。

【０２１１】さらに、前記各実施形態におけるチョッピ
ング信号の周波数は、実施にあたって適宜設定すればよ
いが、例えば５０Ｈｚ（発電機２０のロータの回転周波
数の５倍）程度以上あれば、充電電圧を一定値以上に維
持しながら、ブレーキ性能を向上できる。また、チョッ
ピング信号のデューティ比も、０．０５〜０．９７の範
囲で実施にあたって適宜設定すればよい。

【０２１２】ロータの回転周波数（基準信号）として
は、第１実施形態の１０Ｈｚや第２実施形態の８Ｈｚに
限らず、実施にあたって適宜設定すればよい。

【０２１３】ロータの回転検出回路５３としては、図３
９に示すようなロータ回転検出回路８００で検出しても
よい。すなわち、発電機２０をチョッピング制御する場
合、発電機２０のロータ１２の回転波形にはチョッピン
グパルスが重畳される。このため、ロータ１２の回転波
形からロータ回転周期に相当する矩形波信号（ロータ回
転検出信号：ＭＧＯＵＴ）を得るには、チョッピング波
形が重畳されたタイミング（チョッピングのタイミン
グ）で、ロータ１２の回転波形の電圧を基準電圧と比較
すればよい。この際、ロータ１２の回転波形に外部磁界
（例えば５０／６０Ｈｚの商用電源周波数）等のノイズ
が重畳されることがあり、このノイズの影響でロータ１
２の回転波形が崩れ、ロータ回転検出信号を得ることが
できない場合がある。

【０２１４】そこで、ロータ回転検出回路８００は、ロ
ータパルスの電圧が基準電圧（スレショルド電圧ＶROT
D、例えば０．５Ｖ）を越えているかをチョッピングの
タイミングで検出するロータパルス検出回路８０１と、
このロータパルス検出回路８０１で連続して検出された
回数をカウントする連続検出回数カウンタ８０２と、こ
の連続検出回数カウンタ８０２のカウンタ値を設定値ｎ
（例えば３回）と比較して設定値ｎ以上であるかを検出
する比較回路８０３と、ロータパルス検出回路８０１で
連続して検出されない回数をカウントする連続非検出回
数カウンタ８０４と、この連続非検出回数カウンタ８０
４のカウンタ値を設定値ｍ（例えば３回）と比較して設
定値ｍ以上であるかを検出する比較回路８０５と、これ
らの比較回路８０３，８０５に基づいてロータ回転検出
信号ＭＧＯＵＴを出力するパルス作成回路８０６とを備
えて構成されている。

【０２１５】このロータ回転検出回路８００では、図４
０にも示すように、発電機２０の回転波形をチョッピン
グパルスのタイミングで基準電圧（０．５Ｖ）と比較し
た際に、ｎ回（３回）連続して基準電圧を越えて検出さ
れた場合に、ＭＧＯＵＴをＬレベルとし、ｍ回（３回）
連続して非検出された場合に、ＭＧＯＵＴをＨレベルと
している。これにより、ロータ１２の１回転の中で、Ｍ
ＧＯＵＴのＨレベルからＬレベルへの変化が１回生じる
ため、ロータの回転を確実に検出できる。そして、この
ＭＧＯＵＴを基準信号（例えば８Ｈｚ）と比較し、その
差部分でブレーキを掛けるような制御を行うことでロー
タ１２を調速することができる。

【０２１６】なお、設定値ｎ，ｍは、実施にあたって適
宜設定すればよいが、特に、チョッピングの周波数と、
ロータ１２の回転波形に重畳されるノイズ周波数に基づ
いて設定すればよい。例えば、図４１に示すように、８
Ｈｚのロータ１２の回転波形（２Ｖp-p 正弦波）にノイ
ズ５０Ｈｚ（１Ｖp-p 正弦波）が重畳され、チョッピン
グ周波数が２５６Ｈｚの場合、５０Ｈｚのノイズの１周
期の間にチョッピング周波数は約５周期分含まれる。従
って、ロータ１２の回転波形にノイズがのっていても、
その回転波形の半分以上（連続するチョッピング周波数
３周期分）が基準電圧を超えているか否かで、回転波形
が基準電圧を超えているか否かを判断できる。従って、
本実施形態では設定値ｎ，ｍを３回に設定している。

【０２１７】また、ロータ回転検出回路８００として
は、連続非検出回数カウンタ８０４の代わりに、連続、
非連続を問わず非検出回数をカウントするカウンタを設
けたものを採用してもよい。この場合も、図４２，４３
に示すように、連続検出回数の設定値ｘ（例えば２回）
と、非検出回数の設定値ｙ（例えば５回）とをチョッピ
ングの周波数と、ロータ１２の回転波形に重畳されるノ
イズ周波数に基づいて設定すればよい。

【０２１８】このようにロータ１２の回転波形に重畳さ
れるノイズ分を考慮して、ロータ１２の回転を検出すれ
ば、ノイズが載りやすい環境で時計を使用していてもロ
ータ１２の回転を正確に検出することができる。

【０２１９】さらに、発電機２の両端を閉ループとする
スイッチとしては、前記実施形態のスイッチ２１，２２
に限らない。例えば、図４４に示すように、トランジス
タ２７に抵抗素子３０を接続し、チョッピング信号によ
って各トランジスタ２７，２９をオンして発電機２の両
端を閉ループとした際に、その経路に抵抗素子３０を配
置してもよい。要するに、スイッチは、発電機２の両端
を閉ループとすることが可能なものであればよい。

【０２２０】さらに、本発明は、前記実施形態の電子制
御式機械時計に用いる場合に限らず、各種腕時計、置き
時計、クロック等の時計、携帯型の血圧計、携帯電話
機、ＰＨＳ、ページャ、万歩計、電卓、携帯用パーソナ
ルコンピュータ、電子手帳、ＰＤＡ（小型情報端末、
「Personal Digital Assistant」）、携帯ラジオ、玩
具、ポンプ等にも適用することができる。要するに電力
を消費する電子機器であれば広く適用できる。この際、
電池が無くても発電機２０により内蔵される電子回路や
機構系を動作させることができ、電池交換を不要にでき
る。その上、本発明では、発電機の回転速度を一定速度
に効率的に制御でき、かつ発電電圧も一定以上に維持す
ることができるため、各種電子機器を安定してかつ長時
間作動させることができる。

【０２２１】さらに、図４５に示すようなオルゴール９
０１等の音響装置に本発明を適用してもよい。

【０２２２】オルゴール９０１は、機械的エネルギ源と
してのゼンマイ９１１が収容された香箱車９１０と、香
箱車９１０の香箱歯車９１２と噛み合ってゼンマイ９１
１を巻き上げる巻上げ車９２０と、同じく香箱歯車９１
２と噛み合ってゼンマイ９１１の機械的エネルギを伝達
する増速歯車９３０と、増速歯車９３０のカナ９３１と
噛み合う減速歯車９４０（二点鎖線で図示）と、この減
速歯車９４０を介して駆動されて音響を発生する音響発
生手段９５０と、増速歯車９３０で伝えられる機械的エ
ネルギを電気的エネルギに変換する発電機９６０と、発
電機９６０の回転速度を一定に調速する回転制御手段９
７０（図４６）とを備えている。このようなオルゴール
９０１は、本発明の電子機器として用いられるものであ
り、単独であるいは時計（クロック）内に組み込まれて
用いられ、所定時間曲を奏でるように構成されている。

【０２２３】なお、巻上げ車９２０には、一対の係合子
９９１を有したロック機構としての電磁クラッチ９９０
が設けられている。この電磁クラッチ９９０は、ゼンマ
イ９１１の巻数が少なくなってロータ９６１の回転が著
しく遅くなった際に、各係合子９９１を矢印Ａ方向に移
動させ、歯止め部材９９２を巻上げ車９２０と係合させ
てその回転を止め（矢印Ｂ方向に回転しているのを止め
る）、ゼンマイ９１１がそれ以上解けるのをロックする
ように構成されている。

【０２２４】なお、歯止め部材９９２は、スプリング等
で巻上げ車９２０側に付勢されているため、係合子９９
１が巻上げ車９２０に係合している状態でも、ハンドル
９２１を用いて巻上げ車９２０を矢印Ｃ方向にのみ回転
させことが可能であり、ゼンマイ９１１を巻き上げるこ
とができるようになっている。

【０２２５】音響発生手段９５０は、従来のオルゴール
と略同じ構造であって、減速歯車９４０と噛み合うカナ
９５１に設けられた回転円板９５２を備え、回転円板９
５２の上面に植設された複数のピン９５３で櫛歯状の振
動板９５４を弾くことにより曲を奏でるものである。

【０２２６】また、発電機９６０は、ロータ９６１およ
びコイルブロック９６２を備えている。

【０２２７】ロータ９６１は、増速歯車９３０の歯車９
３２と噛み合うロータカナ９６３と、ロータカナ９６３
と一体に回転するロータ磁石９６４とで構成されてい
る。

【０２２８】コイルブロック９６２は、コ字形のステー
タ９６５に第１コイル９６６および第２コイル９６７を
巻線したものであり、ステータ９６５にはロータ９６１
に隣接した一対のコアステータ部９６８が設けられてい
る。このステータ９６５やコアステータ部９６８は複数
枚の板状部材を重ねた構造とされ、うず損失の低減が図
られている。そして、第１コイル９６６は発電および制
動用として使用され、第２コイル９６７はロータ９６１
の回転検出用として専ら使用されている。

【０２２９】回転制御手段９７０は、ＩＣからなる電子
回路であり、図４６に示すように、水晶振動子９７１を
駆動する発振回路９７２と、発振回路９７２に生じたク
ロック信号を基に一定周波数の基準信号を生成する分周
回路９７３と、前記第２コイル９６７に接続されてロー
タ９６１の回転速度（交流出力波形に基づく周波数）を
検出するとともに、該回転速度に応じた検出信号を発生
する回転検出手段としてのコンパレータ９７４と、前記
検出信号を前記基準信号に同期させて出力する同期回路
９７５と、同期回路９７５からの検出信号と前記基準信
号とを比較し、比較結果に応じた制動用の制御信号（チ
ョッピング信号）を出力する制御回路９７６と、制御回
路９７６からの制御信号に応じて発電機９６０の前記ロ
ータ９６１を調速する制動回路９７７とを備えている。

【０２３０】これらのうち、制動回路９７７は、コイル
６６つまり発電機９６０の両端を閉ループとして発電機
９６０を調速できるトランジスタなどで構成されたスイ
ッチを備えている。そして、制御回路９７６からは、前
記実施形態と同様に、ロータ９６１の回転速度に応じて
デューティ比および周波数の少なくとも一方が異なる２
種類のチョッピング信号が選択出力され、このチョッピ
ング信号によって前記制動回路９７７は発電機９６０を
チョッピング制御している。

【０２３１】このため、発電電圧を一定値以上に維持し
ながら、制動トルクを向上でき、持続時間の長いオルゴ
ール９０１にすることができる。さらに、発電機９６０
つまり回転円板９５２を一定速度に回転させることがで
き、かつ長時間作動させ続けることができるため、正確
な演奏を長時間行うことができる。

【０２３２】さらに、本発明をメトロノームに適用する
場合には、輪列の歯車にメトロノーム音発信車を付け、
その車の回転により、メトロノーム音片を弾いて周期的
なメトロノーム音を発音させるようにすればよい。な
お、メトロノームは、各種のテンポに対応した音を発生
させる必要があるが、この場合には、水晶振動子５１Ａ
の分周段を変えて発振回路５１からの基準信号の周期を
可変することで対応すればよい。

【０２３３】また、発電機２０を駆動する機械的エネル
ギ源としては、ゼンマイ１ａに限らず、ゴム、スプリン
グ、重錘、圧縮空気などの流体等でもよく、本発明を適
用する対象などに応じて適宜設定すればよい。さらに、
これらの機械的エネルギ源に機械的エネルギを入力する
手段としては、手巻き、回転錘、位置エネルギ、気圧変
化、風力、波力、水力、温度差等でもよい。

【０２３４】また、ゼンマイなどの機械的エネルギ源か
らの機械的エネルギを発電機に伝達する機構としては、
前記各実施形態のような輪列（歯車）に限らず、摩擦
車、ベルト（タイミングベルト等）及びプーリ、チェー
ン及びスプロケットホイール、ラック及びピニオン、カ
ムなどを利用したものでもよく、本発明を適用する電子
機器の種類などに応じて適宜設定すればよい。

【０２３５】また、時刻表示装置としては、指針１３，
１４に限らず、円板、円環状や円弧形状のものを用いて
もよい。さらに、液晶パネル等を用いたデジタル表示式
の時刻表示装置を用いてもよい。

【０２３６】なお、本発明は、電池交換を不要とする他
の発電機構、例えば、自動巻き発電機構や、自ら電力を
発生する発電素子、例えば太陽電池、熱発電素子等と組
み合わせて使用することも可能である。

【０２３７】

【実施例】次に、本発明の効果を確認するために行った
実施例について説明する。実験には、図４７に示すチョ
ッピング充電回路７００を用いた。このチョッピング充
電回路７００は、図３３に示すチョッピング充電回路３
００と同様のものであり、発電機２０のコイルに０．１
μＦのコンデンサ２０１を直列に接続するとともに、こ
の発電機２０に並列に１μＦのコンデンサ２１ａと、チ
ョッピングを行うスイッチ２０３とを接続したものであ
る。なお、ＩＣの代わりに負荷として１０ＭΩの抵抗２
０５を設けるとともに、整流用のダイオード３０１，３
０２を設けている。

【０２３８】そして、スイッチ２０３のチョッピング周
波数を、２５，５０，１００，５００，１０００Ｈｚの
５段階に切り替えた際と、３２，６４，１２８，２５
６，５１２，１０２４Ｈｚの６段階に切り替えた際と
の、スイッチ２０３をオンしている比率を表すデューテ
ィーサイクル（duty）の各値でのコンデンサ２１ａの充
電電圧（発電電圧）および駆動トルクを測定した。この
実験結果を図４８〜５１にそれぞれ示す。なお、発電機
２０のロータの回転周波数は１０Ｈｚに設定した。

【０２３９】電子制御式機械時計のＩＣ２０２は、通常
０．８Ｖ、８０ｎＡで駆動するように設定されており、
前記回路７００において、コンデンサ２１ａに０．８Ｖ
充電されれば、１０ＭΩの抵抗２０５には８０ｎＡ流
れ、ＩＣ２０２を駆動可能な電圧が充電されていること
になる。

【０２４０】そこで、図４８，５０の充電電圧の実験結
果からも明らかなように、チョッピング周波数が２５Ｈ
ｚおよび３２Ｈｚの場合を除いて、いずれもが０．８Ｖ
を上回る電圧を充電でき、電圧を一定値（０．８Ｖ）以
上維持できる。

【０２４１】また、図４９，５１は図４８，５０のチョ
ッピング条件の時の発電機２０を駆動するトルクを測定
した結果である。ここで、駆動トルクは発電機２０を１
０Ｈｚで回すのに必要なトルクであり、発電機２０がゼ
ンマイ１ａを制動するトルクと同一である。図４９，５
１に示すように、チョッピング周波数により、dutyを大
きくした時の駆動トルクの上昇カーブは異なるが、duty
が０．９になると、ほぼ等しい駆動トルクとなることが
分かる。

【０２４２】従って、特にチョッピング周波数が、５０
Ｈｚや６４Ｈｚつまりロータの回転周波数の５倍以上あ
れば、充電電圧を一定値以上に維持しながら、ブレーキ
性能を向上でき、本発明の有効性が確認できた。

【０２４３】なお、チョッピング周波数が２５Ｈｚや３
２Ｈｚの場合も、dutyが０．８０以下であれば０．８Ｖ
以上充電することができるため、duty値の範囲をチョッ
ピングの周波数に応じて適宜設定することで利用可能で
ある。

【０２４４】要するに、duty比は、チョッピングの周波
数（チョッピング信号の周波数）に応じてその範囲を設
定すればよい。具体的には、この実施例のように周波数
が２５〜１０００Ｈｚ程度の範囲であれば、強いブレー
キ制御時には０．４０〜０．９７の範囲内で適宜設定す
ればよく、弱いブレーキ制御時には０．０１〜０．３０
の範囲内で適宜設定すればよい。

【０２４５】また、本実験は、１０２４Ｈｚ迄しか測定
していないが、更に大きい周波数でも同様の効果がある
ことは容易に推測できる。但し、余り大きい周波数であ
ると、チョッピングするためにＩＣの消費電力が増大
し、発電する電力が多くなるため、上限としては１００
０Ｈｚ〜１１００Ｈｚ程度つまりロータの回転周波数の
１００倍程度が望ましい。

【０２４６】なお、図４８〜５１に示す特性は、上述し
たような発電機２０のロータ１２の回転周波数（基準信
号）が１０Ｈｚの場合に限らず、他の周波数の場合でも
同様の傾向が成立する。従って、回転周波数は実施にあ
たって適宜設定すればよく、いずれの場合でも同様の効
果を奏することができる。

【０２４７】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の電子機器
およびその制御方法によれば、発電電力を一定以上に保
ちながら発電機の制動トルクを増加でき、かつコストも
低減できる。

【図面の簡単な説明】

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

【図２】図１の要部を示す断面図である。

【図３】図１の要部を示す断面図である。

【図４】第１実施形態の機能を示すブロック図である。

【図５】第１実施形態の構成を示すブロック図である。

【図６】第１実施形態のチョッピング充電回路を示す回
路図である。

【図７】第１実施形態の波形整形回路の一例を示す図で
ある。

【図８】第１実施形態の波形整形回路の他の例を示す図
である。

【図９】第１実施形態の回路における波形図である。

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

【図１１】第１実施形態の制御方法を示すフローチャー
トである。

【図１２】第１実施形態におけるタイミングチャートで
ある。

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

【図１４】第２実施形態の電子制御式機械時計の構成を
示す回路図である。

【図１５】第２実施形態の整流回路の構成を示す回路図
である。

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

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

【図１８】第２実施形態の発電機の出力波形を示す図で
ある。

【図１９】第２実施形態の制御方法を示すフローチャー
トである。

【図２０】第２実施形態におけるタイミングチャートで
ある。

【図２１】第２実施形態の比較例である発電機の出力波
形を示す図である。

【図２２】第３実施形態の電子制御式機械時計の構成を
示す回路図である。

【図２３】第３実施形態の発電機の出力波形を示す図で
ある。

【図２４】第３実施形態におけるタイミングチャートで
ある。

【図２５】第４実施形態の電子制御式機械時計の構成を
示す回路図である。

【図２６】第４実施形態の回路におけるタイミングチャ
ートである。

【図２７】第４実施形態の発電機の出力波形を示す図で
ある。

【図２８】第５実施形態の電子制御式機械時計の構成を
示す回路図である。

【図２９】第５実施形態の回路におけるタイミングチャ
ートである。

【図３０】本発明の変形例の構成を示すブロック図であ
る。

【図３１】本発明のチョッピング充電回路の変形例を示
す回路図である。

【図３２】本発明のチョッピング充電回路の変形例を示
す回路図である。

【図３３】本発明のチョッピング充電回路の変形例を示
す回路図である。

【図３４】本発明のチョッピング充電回路の変形例を示
す回路図である。

【図３５】本発明のチョッピング充電回路の変形例を示
す回路図である。

【図３６】本発明のチョッピング充電回路の変形例を示
す回路図である。

【図３７】本発明の波形整形回路の変形例を示す図であ
る。

【図３８】本発明のチョッピング整流回路の変形例を示
す回路図である。

【図３９】本発明のロータ回転検出回路の変形例を示す
構成図である。

【図４０】ロータ回転検出回路の動作説明図である。

【図４１】ロータ回転波形を示す波形図である。

【図４２】他のロータ回転検出回路の動作説明図であ
る。

【図４３】他のロータ回転波形を示す波形図である。

【図４４】本発明の変形例を示す回路図である。

【図４５】本発明の電子機器の変形例であるオルゴール
を示す一部破断の斜視図である。

【図４６】本変形例のオルゴールにおける回転制御手段
の構成を示すブロック図である。

【図４７】本発明の実験例におけるチョッピング充電回
路を示す回路図である。

【図４８】本発明の実験例におけるチョッピング周波数
と充電電圧との関係を示すグラフである。

【図４９】本発明の実験例におけるチョッピング周波数
と制動トルクとの関係を示すグラフである。

【図５０】本発明の実験例におけるチョッピング周波数
と充電電圧との関係を示すグラフである。

【図５１】本発明の実験例におけるチョッピング周波数
と制動トルクとの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 香箱車 １ａ ゼンマイ 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 １５ｂ，１６ｂ コイル ２０ 発電機 ２１ 整流回路 ２１ａ 電源回路であるコンデンサ ２２ 負荷 ２３ ブレーキ回路 ２３Ｂ スイッチであるトランジスタ ２５ 電圧制御発振器 ３５ 倍電圧整流回路 ５０ 回転制御手段 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 ブレーキ制御回路 ６０，１１０，２００，３００，４００，５００，６０
０，７００ チョッピング充電回路 ６１，６２ コンパレータ ６４，６５ オア回路 ６６，６７ スイッチである電界効果型トランジスタ ６８，６９ ダイオード ７０ 波形整形回路 ８０ チャージポンプ ８１ ループフィルタ ９０ コンパレータ ９２ 三角波発生回路 １００ Ｆ／Ｖ変換器 １０１ 高周波数チョッピング信号発生手段 １０２ 低周波数チョッピング信号発生手段 １０３ 電源電圧検出回路 １１０ チョッピング充電回路 １２０ ブレーキ回路 １２１，１２２ スイッチ １２３ 昇圧用のコンデンサ １２４，１２５，１２５ａ ダイオード １２６〜１２９ 電界効果型トランジスタ １６０ アップダウンカウンタ １７０ 同期回路 １８０ チョッピング信号発生部 １８１ 第１チョッピング信号発生手段 １８５ 第２チョッピング信号発生手段 １９０ 初期化回路 ８００ ロータ回転検出回路 ８０１ ロータパルス検出回路 ８０２ 連続検出回数カウンタ ８０３ 比較回路 ８０４ 連続非検出回数カウンタ ８０５ 比較回路 ８０６ パルス作成回路 ９００ 電子機器である自動車型走行玩具 ９０１ ゼンマイ ９２０ 増速輪列 ９３０ 発電機 ９３１ ロータ ９３２ コイルブロック ９３４ コイル ９３５ 整流回路 ９３６ コンデンサ ９３７ 水晶振動子 ９５０ 電子機器であるオルゴール ９５１ ゼンマイ ９５２ 香箱車 ９５３ 香箱歯車 ９５４ 巻上げ車 ９５５ 増速歯車 ９５６ 減速歯車 ９６０ 音響発生手段 ９６２ 回転円板 ９６３ ピン ９６４ 振動板 ９７０ 発電機 ９７１ ロータ ９７２ コイルブロック ９７５ ステータ ９７６ コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 英典 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 藤森 茂幸 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 高橋 理 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 新川 修 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2F084 AA01 BB09 GG02 GG04 JJ04 JJ07 KK02 LL01 LL02 5H590 AA01 AA04 AA17 CA30 CB01 CB03 CC02 CC05 CC18 CD01 CE10 EA05 EA07 EA13 EB02 EB07 EB10 FA05 FA08 FB01 FB03 FC12 FC14 FC17 FC22 FC26 GA02 GA10 HA02 HA10 HA27 JA19 JB01 JB05 JB13 JB14 JB15 JB18

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械的エネルギ源と、前記機械的エネル
   ギ源によって駆動されて誘起電力を発生して第１および
   第２の端子から電気的エネルギを供給する発電機と、前
   記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機器におい
   て、 前記発電機の各端子を閉ループ可能なスイッチを設ける
   とともに、 前記回転制御手段は、前記スイッチにチョッピング信号
   を印加して前記発電機をチョッピング制御可能に構成さ
   れ、かつ前記チョッピング信号のデューティ比はそのチ
   ョッピング信号の周波数に基づいて設定されていること
   を特徴とする電子機器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電子機器において、 前記チョッピング信号のデューティ比は、そのチョッピ
   ング信号の周波数に対応して決められた範囲内で設定さ
   れていることを特徴とする電子機器。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の電子機
   器において、 前記回転制御手段は、前記発電機に強いブレーキを印加
   する時に、デューティ比が０．４０〜０．９７の範囲内
   で設定されたチョッピング信号を前記スイッチに印加し
   て、前記発電機をチョッピング制御するように構成され
   ていることを特徴とする電子機器。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の電子機器において、 前記回転制御手段は、前記発電機に強いブレーキを印加
   する時に、デューティ比が０．７０〜０．９７の範囲内
   で設定されたチョッピング信号を前記スイッチに印加し
   て、前記発電機をチョッピング制御するように構成され
   ていることを特徴とする電子機器。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の電子機器において、 前記回転制御手段は、前記発電機に強いブレーキを印加
   する時に、デューティ比が０．８５〜０．９７の範囲内
   で設定されたチョッピング信号を前記スイッチに印加し
   て、前記発電機をチョッピング制御するように構成され
   ていることを特徴とする電子機器。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の電子機
   器において、 前記回転制御手段は、前記発電機に強いブレーキと弱い
   ブレーキとを切り替えて印加可能に構成され、かつデュ
   ーティ比が異なる２種類以上のチョッピング信号を発生
   するチョッピング信号発生部を備えているとともに、 前記発電機に弱いブレーキを印加する時には、前記発電
   機に強いブレーキを印加する時に印加されるチョッピン
   グ信号よりもデューティ比が小さいチョッピング信号を
   前記スイッチに印加して、前記発電機をチョッピング制
   御するように構成されていることを特徴とする電子機
   器。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の電子機器において、 前記回転制御手段は、前記発電機に弱いブレーキを印加
   する時には、デューティ比が０．０１〜０．３０の範囲
   内で設定されたチョッピング信号を前記スイッチに印加
   して、前記発電機をチョッピング制御するように構成さ
   れていることを特徴とする電子機器。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の電子機器において、 前記回転制御手段は、前記発電機に弱いブレーキを印加
   する時には、デューティ比が０．０１〜０．１５の範囲
   内で設定されたチョッピング信号を前記スイッチに印加
   して、前記発電機をチョッピング制御するように構成さ
   れていることを特徴とする電子機器。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の電子機器において、 前記回転制御手段は、前記発電機に弱いブレーキを印加
   する時には、デューティ比が０．０５〜０．１０の範囲
   内で設定されたチョッピング信号を前記スイッチに印加
   して、前記発電機をチョッピング制御するように構成さ
   れていることを特徴とする電子機器。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかに記載の電子
    機器において、 前記スイッチを断続するチョッピング信号の周波数が、
    発電機のロータが設定速度で発生する起電圧波形の周波
    数の３倍以上であることを特徴とする電子機器。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の電子機器におい
    て、 前記チョッピング信号の周波数が、発電機のロータが設
    定速度で発生する起電圧波形の周波数の３倍〜１３０倍
    であることを特徴とする電子機器。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれかに記載の電
    子機器において、 前記チョッピング信号の周波数が２５Ｈｚ〜１１００Ｈ
    ｚであることを特徴とする電子機器。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の電子機器におい
    て、 前記チョッピング信号の周波数が１２８Ｈｚ〜５１２Ｈ
    ｚであることを特徴とする電子機器。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれかに記載の電
    子機器において、発電機の電気的エネルギを電源回路に
    充電するための第１および第２の電源ラインを備えると
    ともに、前記スイッチは、発電機の第１および第２の端
    子と第１および第２の電源ラインの一方のラインとの間
    にそれぞれ配置された第１および第２のスイッチで構成
    され、前記回転制御手段は、前記発電機の第１および第
    ２の端子の一方の端子に接続されたスイッチをオンし続
    けるとともに、発電機の他方の端子に接続されたスイッ
    チにチョッピング信号を印加して断続するように制御す
    ることを特徴とする電子機器。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の電子機器におい
    て、前記回転制御手段は、発電機の起電圧波形と基準波
    形とを比較するコンパレータと、各コンパレータの出力
    を時間標準信号と比較して差信号を出力する比較回路
    と、この差信号に基づきパルス幅が可変されたクロック
    信号を出力する信号出力回路と、前記クロック信号とコ
    ンパレータ出力とを論理合成して前記スイッチに出力す
    る論理回路とを備えて構成されていることを特徴とする
    電子機器。
16. 【請求項１６】 請求項１４に記載の電子機器におい
    て、前記第１のスイッチは、発電機の第２の端子にゲー
    トが接続された第１の電界効果型トランジスタと、この
    第１の電界効果型トランジスタに並列に接続されて前記
    回転制御手段で断続される第２の電界効果型トランジス
    タとで構成され、前記第２のスイッチは、発電機の第１
    の端子にゲートが接続された第３の電界効果型トランジ
    スタと、この第３の電界効果型トランジスタに並列に接
    続されて前記回転制御手段で断続される第４の電界効果
    型トランジスタとで構成されていることを特徴とする電
    子機器。
17. 【請求項１７】 機械的エネルギ源と、前記機械的エネ
    ルギ源によって駆動されて誘起電力を発生して第１およ
    び第２の端子から電気的エネルギを供給する発電機と、
    前記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機器の制御
    方法において、 前記発電機の各端子を閉ループ可能なスイッチを、その
    断続の周波数に基づいて設定されるデューティ比で断続
    し、発電機をチョッピングによりブレーキ制御すること
    を特徴とする電子機器の制御方法。
18. 【請求項１８】 請求項１７に記載の電子機器の制御方
    法において、 前記チョッピング信号のデューティ比を、チョッピング
    信号の周波数に対応して決められた範囲内で設定するこ
    とを特徴とする電子機器の制御方法。
19. 【請求項１９】 請求項１７または請求項１８に記載の
    電子機器の制御方法において、 前記回転制御手段は、前記発電機に強いブレーキを印加
    する時に、デューティ比が０．４０〜０．９７の範囲内
    で設定されたチョッピング信号を前記スイッチに印加し
    て、前記発電機をチョッピング制御することを特徴とす
    る電子機器の制御方法。
20. 【請求項２０】 請求項１７〜１９のいずれかに記載の
    電子機器の制御方法において、 前記回転制御手段は、前記発電機に強いブレーキと弱い
    ブレーキとを切り替えて印加可能に構成され、かつデュ
    ーティ比が異なる２種類以上のチョッピング信号を発生
    するチョッピング信号発生部を備えているとともに、 前記発電機に弱いブレーキを印加する時には、前記発電
    機に強いブレーキを印加する時に印加されるチョッピン
    グ信号よりもデューティ比が小さいチョッピング信号を
    前記スイッチに印加して、前記発電機をチョッピング制
    御することを特徴とする電子機器の制御方法。
21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の電子機器の制御方
    法において、 前記回転制御手段は、前記発電機に弱いブレーキを印加
    する時には、デューティ比が０．０１〜０．３０の範囲
    内で設定されたチョッピング信号を前記スイッチに印加
    して、前記発電機をチョッピング制御することを特徴と
    する電子機器の制御方法。
22. 【請求項２２】 請求項１７〜２１のいずれかに記載の
    電子機器の制御方法において、 前記チョッピング信号の周波数を、１２８Ｈｚ〜５１２
    Ｈｚの範囲内で設定していることを特徴とする電子機器
    の制御方法。