JP2001208871A - 電子時計 - Google Patents
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- G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
- G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
- G04C3/14—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
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- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
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Abstract
た時計において、動作範囲のずれを修正することを提供
する。 【解決手段】 所定の時間ごとに修正動作を行う。修正
動作では、ステップモータへ補正パルスを出力すること
で、指針13を強制的に初期位置に戻す。この場合、指
針13は初期位置において機構上強制的に停止されるた
め、ステップモータのロータとステータとの位置関係が
ずれる場合がある。このずれが生じていると、このステ
ップモータを作動させるべくパルスを入力しても、第1
回目のパルスにおいては、ステップモータが回転しな
い。これを未然に解消するべく、この後、指針13を正
転方向に1ステップだけ作動させておく。以上の修正動
作の完了後は、通常通り、指針13を所定の範囲内で往
復動させる。
Description
テップモータを用いて指針などを往復動させる機構を備
えた電子時計に関する。
た電子時計は、IC論理回路の初期動作位置と、指針の
初期位置を一致させることが必要である。このための位
置検出機構としては、接点方式、光検出方式、ピン方式
等がある。
車の一部と、歯車に常時接触する接点部分との接触状態
を検出することで、位置を検出する方式である。また、
光検出方式とは、光学的に歯車等の角度位置を検出する
方式である。この光検出方式の従来技術としては、例え
ば、特開平8−179058号公報に開示されている技
術がある。
接触させることで、正確な位置決めを実現する方式であ
る。このピン方式の従来技術としては、例えば、特開昭
62−291591号公報に開示されている技術があ
る。
に計時装置としての機能の追求のみならず、装飾品とし
てのデザインや玩具的な遊び心を付加することで、他の
時計との差別化を図り、商品としての価値を高める工夫
が施されてきた。特に、十分な高精度化が実現した現在
では、その価格と付加価値とが商品としての時計にとっ
て大きな要素となっており、これまで以上に様々な工夫
が施されるようになっている。このような時計の一例と
して、これまで単に回転させていた指針を、所定の範囲
内で往復動させるようにしたものが知られている。
内でのみ針を往復動させるとすると、従来の針位置検出
機構では、耐久性の低下、コストの上昇、検出精度の低
下、消費電力の増大といった問題があった。また、位置
ずれを修正するための操作(例えば、リューズの操作)
といった、使用者に煩雑な作業を要求してしまうという
問題があった。
復動することのできる電子時計において、コストの上昇
を招くことなく、その往復動の範囲を修正することがで
きる電子時計を提供することを目的とする。
するためになされたものであり、第1の発明によれば、
往復動可能な状態で支持された作動部材と、ステップモ
ータを含んで構成され該ステップモータへ入力されたパ
ルスに応じて前記作動部材を正逆所望の向きへ所定量ず
つ移動させる駆動機構と、前記作動部材の移動可能な範
囲(以下「可動範囲」という)を機械的に制限した規制
機構と、前記ステップモータへパルスを入力すること
で、前記作動部材を所定の範囲内で往復動させる処理と
前記往復動の範囲のずれを修正する修正処理とを行う制
御手段とを備え、前記制御手段による前記修正処理は、
所定のパルスを前記ステップモータへ入力することで前
記作動部材を前記可動範囲の末端位置に到達させ、その
後、前記末端位置から離れる方向に前記作動部材を移動
させるためのパルスを前記ステップモータへ入力するも
のであることを特徴とする電子時計が提供される。
計において、前記作動部材を前記可動範囲の末端位置に
到達させるために入力されるパルスの数は、前記作動部
材の移動量が前記可動範囲よりも長くなるような数であ
ることを特徴とする。
明の電子時計において、前記制御手段は、前記修正処理
を所定の間隔ごとに行うものであることを特徴とする。
計において、前記間隔は、時間に基づいて規定されてい
ることを特徴とする。
説明する。作動部材は、往復動可能な状態で支持されて
いる。但し、その可動範囲は、規制機構によって制限さ
れている。制御手段は、通常、駆動機構のステップモー
タへパルスを入力することで、作動部材を所定の範囲内
で往復動させている。
に基づいて決定される所定の間隔で)、この往復動の範
囲のずれを修正する修正処理を行う。この修正処理は、
パルスをステップモータへ入力して作動部材を以下のよ
うに作動させることで行われる。すなわち、まず、作動
部材を可動範囲の末端位置に到達させる。その後、この
末端位置から離れる方向に作動部材を移動させる。
に到達させるために入力されるパルスの数は、計算上の
作動部材の移動量が可動範囲の幅よりも長くなるような
数にしておくことが好ましい。
実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、こ
の実施の形態によりこの発明が限定されるものではな
い。
において往復動を繰り返す指針を備えるとともに、その
往復動の範囲が何らかの原因でずれた場合にこれを自動
修正する機能を備えたことを特徴としている。まず、本
実施の形態の時計10の概要を説明する。
11、分針12、指針13を備えている。また、これら
の位置を修正等するための操作部として、プッシュスイ
ッチ14およびリューズ15を備えている。時針11お
よび分針12は、時刻を指し示すためのものであり、そ
れぞれ12時間ごとまたは1時間ごとに1回転するよう
に構成されている。これら時針11、分針12について
は、使用者がリューズ15を操作することでその針位置
を所望の位置に修正可能に構成されている。
玩具的な付加価値として設けられたものであり、正常な
状態においては、図中に示した、本来的な動作範囲(初
期位置を起点とした場合の動作範囲)内において往復動
を繰り返す構成となっている。したがって、この指針1
3は、時刻を示すものではなく、このような上記した動
作のために特別に設けられた要素である。
た本来的な動作範囲内でのみ往復動をしている。ただ
し、機構上は、指針13は図中に示した可動範囲内であ
ればこの動作範囲を越えた領域に到達し得るようになっ
ている。このため、この時計10が衝撃を受けた場合な
どには、この動作範囲が本来的な位置からずれてしまう
ことがある。そこで、この時計10はこの動作範囲を修
正するための修正機能を備えている。先に述べたとおり
この修正機能がこの実施の形態の最大の特徴点であるた
め、これ以降はこの点を中心に説明を行うことにする。
4を用いて説明する。指針13はその根本側端部(図2
における下側端部)が、表示車35に固定されている。
また、この表示車35は回転可能な状態で回転中心軸4
3に支持されている。そして、この表示車35(すなわ
ち、指針13)には、輪列30を介してステップモータ
20の回転力が伝達される構成となっている。
2、中間車B33を含んで構成されている。このうち、
中間車B33には、窓部330が形成されている。そし
て、この窓部330には、図3に示すように、地板40
に固定されたピン41が通されており、これが中間車B
33の回転可能な範囲を制限している。つまり、中間車
B33は、ピン41がこの窓部330の末端縁部分に当
たらない範囲内においてのみ、その角度位置を変更可能
に構成されている。先に述べた指針13の可動範囲は、
図4に示すように、この窓部330の大きさ、形成位置
によって規定されている。
は、その角度位置が可動範囲内に制限されている。そし
て、指針13は、この可動範囲内にさらに設定された動
作範囲内で、往復動することになる。この動作範囲は、
後述する制御部50からの動作指令(パルス)の内容に
起因して定まっている。
成を図5を用いて説明する。指針13の駆動を司る制御
部50は、発振回路51、システムクロック発生回路5
2、分周回路53、割込信号発生回路54、CPU5
5、ROM56、RAM57および駆動回路60を備え
て構成されている。
ミングの基となる所定周波数の発振信号を生成するもの
である。発振回路51は、これをシステムクロック発生
回路52および分周回路53へ出力する構成となってい
る。
ら入力される発振信号に基づいてシステムクロックを生
成するものである。割込信号発生回路54は、このシス
テムクロックをCPU55に出力する構成となってい
る。
れる発振信号を分周することで、所定サイクルのクロッ
クを生成するものである。これを割込信号発生回路54
へ出力している。このクロックは、各種動作を開始する
タイミングの決定等に用いられている。この分周回路5
3は、このクロックを割込信号発生回路54へ出力する
構成となっている。
範囲の修正動作を開始するタイミングを検出するための
ものである。具体的には、分周回路53からのクロック
をカウントすることでこのタイミングを検出している。
この実施の形態では、20分ごと(60往復ごと、1ス
テップ=1秒)に、修正動作の開始を指示する割込信号
を出力するように構成されている。
括するものであり、システムクロックに同期してプログ
ラムを実行することで、各種機能を実現している。例え
ば、割込信号発生回路54から割込信号が入力された場
合には、駆動回路60を介して動作範囲の修正動作を行
わせる機能を備えている。なお、この修正動作の内容を
規定した制御プログラム、各種データ等は、ROM56
およびRAM57にあらかじめ格納されている。
0)からは、ステップモータ20を作動させるための様
々なパルスを出力するようになっている。この実施の形
態では、正転パルス、逆転パルス、補正パルス、調整パ
ルスを出力可能に構成されている。ここで、「正転パル
ス」とは、指針13を1ステップ分だけ正転方向(初期
位置から離れてゆく方向)に進めるためのパルスであ
る。「逆転パルス」とは、指針13を1ステップ分だけ
逆転方向(初期位置へ近づいてゆく方向)に進めるため
のパルスである。但し、後述するとおり、ステップモー
タ20の状態によっては、指針13を進めることができ
ない(つまり、ステップモータ20が回転しない)場合
もある。
修正の際に、指針13を強制的に初期位置に戻すために
出力されるものである。この補正パルスは、逆転パルス
によって構成されており、指針13を確実に初期位置に
戻すことができるようにするため、その発せられる数
は、全体としての(計算上の)移動可能距離が、可動範
囲の長さよりも長くなるような数である。
に、ステップモータ20の状態(具体的には、ステータ
22とロータ23との磁極の位置関係)を調整するため
のものである。この調整パルスは、具体的には、1個の
正転パルスによって構成されており、指針13の動作範
囲修正処理の際に、補正パルスに続いて出力されるよう
になっている。なお、これらパルスの役割等について
は、後ほど図7、図8等を用いて詳しく説明する。
図6,図8における左へ向かう方向(初期位置から遠ざ
かる方向)である。逆転方向とは、これらの図において
右へ向かう方向(初期位置へ戻る方向)である。
とは、この実施の形態においては指針13に相当する。
「ステップモータ」とはステップモータ20に相当す
る。「駆動機構」とは、輪列30、ステップモータ20
等によって構成されている。「規制機構」とは、中間車
B33(特に、その窓部330)およびピン41によっ
て実現されている。「制御手段」とは制御部50に相当
する。「修正処理」とは、動作範囲の修正処理に相当す
る。修正処理の際に作動部材が到達される「可動範囲の
末端位置」とは、初期位置に相当する。「作動部材を可
動範囲の末端位置に到達させるために入力されるパル
ス」とは、補正パルスに相当する。「末端位置から離れ
る方向に作動部材を移動させるためのパルス」とは、調
整パルスに相当する。
よび図8を用いて説明する。ここでは、本来、図6
(a)のような状態であるべき指針13の動作範囲が、
既にずれており、図6(b)の状態になっているものと
する。この状態(図6(b))においても、制御部50
は、正転パルスと逆転パルスとを10個ずつ交互に出力
している。つまり、指針13は現状の動作範囲内(図6
(b))において往復動させられている。
定のタイミングにおいて動作範囲の修正動作を開始す
る。この修正動作において、制御部50は、まず、補正
パルスを出力する。この補正パルスによって、指針13
は強制的に初期位置に戻される。なお、指針13が初期
位置に到達した後も、補正パルスの残りの部分の出力は
継続されるが、指針13がこれ以上動くことはない。
点以降、補正パルスが終わるまでの間、ステップモータ
20は2つの異なる状態(図7(a)、図7(b))を
交互にとることになる。1番目の状態は、ロータ23の
磁極と、その時入力されたパルスによってステータ22
に生じた磁極との位置関係が、図7(a)に示した状態
となる場合である。この場合にはステータ22とロータ
23とは互いに極性の同じ磁極が向かい合っているた
め、ロータ23を回転させようとする力が発生する。し
かし、既に指針13が初期位置に戻っているため、ロー
タ23は回転できない。この結果、このときのパルスを
出力し終わった時点でも、ロータ23はこの図に示した
ままの向きとなっている。
力されたパルスによってステータ22に生じた磁極との
位置関係が、図7(b)に示した状態となる場合であ
る。この場合には、ステータ22とロータ23とは互い
に極性の異なる磁極が向かい合っており、互いに引き合
うことになる。このため、このときにはロータ23を回
転させようとする力がそもそも発生しない。この結果、
このパルスを出力し終わった時点でも、ロータ23はこ
の図に示したままの向きとなっている。
知の通りステータ22への通電の向きがステップごとに
逆向きにされる。したがって、補正パルスを出力し終わ
った時点でのステップモータ20の状態は、この図7
(a)と、図7(b)とのいずれかの状態となってい
る。
0が調整パルス(すなわち、1個の正転パルス)を出力
する。この調整パルスによってステータ22に生じる磁
極と、ロータ23の磁極との位置関係が、図7(b)と
同様のものであった場合には、この調整パルスの入力に
よって指針13が正転方向に進むことはない(図8
(a)参照)。この修正動作が完了した後、指針13を
作動させるために正転パルスが入力された場合には、図
7(a)と同様の状態となるため、その1パルス目から
必ず指針13は正転方向へと進むことになる。したがっ
て、指針13の動作範囲は、0ステップ目の位置(初期
位置)〜10ステップ目の位置となる。
2に生じる磁極と、ロータ23の磁極との位置関係が、
図7(a)と同様のものであった場合には、指針13は
この調整パルスの入力によって1ステップ分だけ正転方
向に進むことになる(図8(b)参照)。また、この修
正動作が完了した後、指針13を作動させるために正転
パルスが入力された場合にも、その1パルス目から必ず
指針13は正転方向へ進むことになる。したがって、指
針13の動作範囲は、1ステップ目の位置〜11ステッ
プ目の位置となる。このように動作範囲ずれがわずかに
(1ステップ分)残る可能性はあるものの、大幅なずれ
は確実に解消できる。
御を図9を用いて説明する。制御部50は、この時計1
0の動作中常にこの図9に示した処理を繰り返してい
る。通常、制御部50は、所定のタイミングごとに、正
転パルスを出力することで、指針13を正転方向に10
ステップ進める(ステップS602)。続いて、逆転パ
ルスを出力することで、指針13を逆転方向に10ステ
ップ進める(ステップS604)。
の修正動作を行うタイミングであるか否かを判定する
(ステップS606)。この判定は、実際には、CPU
55が割込信号発生回路54からの割込信号の有無を判
定することで行われる。この判定の結果、修正動作を行
うタイミングでなかった場合には、そのまま処理を終了
する。
作を行うタイミングであった場合には、修正動作(ステ
ップS608,S610)を行う。すなわち、まず、C
PU55は駆動回路60を介してステップモータ20へ
補正パルスを出力することで、指針13を速やかに初期
位置に復帰させる(ステップS608)。
る。これにより、次回、正転パルスを出力した場合に
は、ステップモータ20には回転力が生じることにな
る。つまり、次回、この図9の処理を実行する際には、
ステップS602における第1回目の正転パルスから確
実に指針13が動くことになる。これにより、指針13
の動作範囲の幅として、確実に10ステップ分が確保さ
れることになる。
を入力しておかなかった場合には、次回、ステップS6
02における第1回目の正転パルスによって、指針13
が動かない場合がある。この場合には、ステップS60
2が完了した時点でも、指針13は初期位置から9ステ
ップ目にしか到達できない。この結果、指針13の動作
範囲の幅が9ステップ分になってしまう。
いて説明する。発振回路51は、常に所定周波数の発振
信号を生成し、これをシステムクロック発生回路52お
よび分周回路53へ出力している。割込信号発生回路5
4はこの発振信号に基づいてシステムクロックを生成
し、これをCPU55に出力している。
することで、所望サイクルのクロックを生成し、これを
割込信号発生回路54へ出力している。割込信号発生回
路54はこれをカウントすることで所定のタイミングを
検出し、割込信号をCPU55へ出力している。CPU
55は、割込信号が入力されると、動作範囲の修正処理
を開始する。
のほかプッシュスイッチ14が操作された場合も、この
制御部50は同様の動作範囲の修正処理を実行するよう
になっている。
所定の時間ごとに動作範囲の修正が行われる。このた
め、使用者自らが修正を行う必要がない。また、修正動
作はソフトウエアの変更のみで実現できるため、新たな
部品などを追加する必要がない。
態での動作範囲を、可動範囲の末端位置(初期位置)を
起点として設定していた。しかし、動作範囲の設定位置
はこれに限定されるものではない。上述した調整パルス
を複数個の正転パルスで構成することで、所望の位置に
設定できる。
作を行うタイミングを、経過時間に基づいて決定してい
たが、これ以外の要因に基づいて決定してもよい。たと
えば、衝撃を受けた回数などに基づいて、実行タイミン
グを決定することも可能である。
されるものではない。これ以外にも、例えば、パワーリ
ザーブ、曜日表示、クロノグラフ、タイマなどの機構に
も適用可能である。
復動する部材(指針)の動作範囲を、コストの上昇を招
くことなく修正することができる。
をステップモータへ入力することで作動部材を可動範囲
の末端位置に到達させ、その後、末端位置から離れる方
向に作動部材を移動させるためのパルスをステップモー
タへ入力することにより、往復動する部材を確実に可動
範囲の末端位置に到達することができる。
達させるために入力されるパルスの数は、前記作動部材
の移動量が前記可動範囲よりも長くなるような数である
ことにより、往復動する部材を確実に可動範囲の末端位
置に到達することができ、初期位置がずれた場合でも、
初期位置を合わせることができ、可動範囲のずれを修正
することができる。
とに行うことにより、定期的に初期位置を修正すること
ができ、ユーザーに負担をかけずに行なうことができ
る。
ることにより、定期的に初期位置を修正することができ
る間隔が自由に設定することができ、使用する電子時計
に応じて適切な間隔を設定することができる。
す正面模式図である。
る。
り、(a)は動作範囲が本来的な位置にある状態を示し
た図、(b)は動作範囲にずれが生じている状態を示す
図である。
タの状態を示した図であり、(a)は回転力が発生する
状態、(b)は回転力が発生しない状態を示している。
の役割を示す図であり、(a)は調整パルスによって指
針が動かない場合を示した図、(b)は調整パルスによ
って指針が動く場合を示した図である。
ートである。
Claims (4)
- 【請求項1】 往復動可能な状態で支持された作動部材
と、 ステップモータを含んで構成され該ステップモータへ入
力されたパルスに応じて前記作動部材を正逆所望の向き
へ所定量ずつ移動させる駆動機構と、 前記作動部材の移動可能な範囲(以下「可動範囲」とい
う)を機械的に制限した規制機構と、 前記ステップモータへパルスを入力することで、前記作
動部材を所定の範囲内で往復動させる処理と前記往復動
の範囲のずれを修正する修正処理とを行う制御手段とを
備え、 前記制御手段による前記修正処理は、所定のパルスを前
記ステップモータへ入力することで前記作動部材を前記
可動範囲の末端位置に到達させ、その後、前記末端位置
から離れる方向に前記作動部材を移動させるためのパル
スを前記ステップモータへ入力するものであることを特
徴とする電子時計。 - 【請求項2】 前記作動部材を前記可動範囲の末端位置
に到達させるために入力されるパルスの数は、前記作動
部材の移動量が前記可動範囲よりも長くなる数であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の電子時計。 - 【請求項3】 前記制御手段は、所定の間隔ごとに前記
修正処理を行うことを特徴とする請求項1または2に記
載の電子時計。 - 【請求項4】 前記間隔は、時間に基づいて規定されて
いることを特徴とする請求項3記載の電子時計。
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