JP2005331325A - アナログ式電子時計 - Google Patents

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Abstract

【課題】アナログ式電子時計の構造を簡略化し、かつ小型化を容易にする。
【解決手段】時針1、分針2及び秒針3に取り付けた電極4,5,6と、文字盤7に取り付けた固定電極8,9,10の間に発生するクーロン引力及びクーロン反発力の作用により、時針1、分針2及び秒針3を運針させるので、歯車などの機構を搭載せずとも指針の運針がなされるようになる。また、第1のタイミングで、例えば固定電極10のうち連続した2つの電極に対し負の電荷を帯電させ、1秒経過した第2のタイミングで、連続した2つの電極のうち、末尾の電極に帯電している電荷の極性を正に戻し、さらに1秒経過した第3のタイミングにおいて、第2のタイミングで負に帯電していた電極の運針方向に沿って隣接した1極分の電極に負の電荷を帯電させると、運針するのに要する電極の数が半分で済む。
【選択図】 図1

Description

本発明は、指針を用いて時刻表示を行なうアナログ式電子時計に関する。
従来のアナログ式電子時計では、毎1秒に180度回転する電磁モータを利用して指針を運針させることで時刻表示を行っている。アナログ式電子時計は、電磁モータの回転を歯車によって分周して、例えば秒針、分針、時針のそれぞれについて運針を行なう。
一般に、静電気のクーロン力を利用した静電モータはよく知られており、近年では、半導体プロセスを利用して半導体基板上に形成する微小マイクロモータなどが考えられている(例えば、特許文献1参照)。
特許第2626460号公報
前述した電磁モータを用いたアナログ式電子時計は、秒針、分針、時針のそれぞれを運針させるために電磁モータの回転を分周するための多数の歯車を搭載する必要があり、構造が複雑となる。また、小型化するためには、歯車の微細加工を要する。
本発明は前記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電磁モータを用いた場合と比較して構造を簡略化し、小型化が容易であるアナログ式電子時計を提供することにある。
請求項1の発明によれば、アナログ式電子時計は、運針可能に取り付けられた指針と、前記指針に取り付けられた第1電極と、前記指針の運針方向に沿って取り付けられた複数の第2電極と、前記第1電極を第1の極性に固定し、連続した前記第2電極に対して前記第1電極の極性と反対の第2の極性を予め定められた時間ごとに順番に与えて、前記第1電極と前記第2電極との間に生ずる静電力により前記指針を運針させる運針回路とを具備したことを特徴とする。
請求項2の発明によれば、請求項1記載のアナログ式電子時計であって、前記運針回路は、第1のタイミングでは、複数の前記第2電極のうち連続した2つの電極に前記第2の極性を与え、第2のタイミングでは、前記第1のタイミングで第2の極性が与えられた連続した2つの第2電極のうち、運針方向に向かって前方にある電極に前記第2の極性を与えるようにし、第1のタイミングに移行するときは、第2のタイミングで第2の極性が与えられた電極が運針方向に向かって後方にある電極となるように連続した2つの第2電極に前記第2の極性を与えるようにして、第1と第2のタイミングを交互に取りながら運針させることを特徴とする。
請求項3の発明によれば、請求項1記載のアナログ式電子時計であって、前記運針回路は、1つの電極分をずらせながら連続した複数の前記第2電極に第2の極性を順次与えることを特徴とする。
請求項4の発明によれば、アナログ式電子時計は、運針可能に取り付けられた指針と、前記指針に取り付けられた第1電極と、前記指針の運針方向に沿って取り付けられた複数の第2電極と、前記第1電極の極性を固定し、複数の前記第2電極に対して、パルス状に変化する極性を予め定められた期間ごとに順番に与え、前記第1電極と前記第2電極との間に生ずる静電力により前記指針を運針させる運針回路とを具備したことを特徴とする。
請求項5の発明によれば、アナログ式電子時計は、運針可能に取り付けられた指針と、前記指針に取り付けられた第1電極と、前記指針の運針方向に沿って取り付けられた複数の第2電極と、前記第1電極の極性を固定し、かつ、前記第2電極のうち予め定められた電極の極性を前記第1電極の極性と反対の極性に固定して、複数の前記第2電極に対して前記第1電極の極性と反対の極性を予め定められた時間ごとに順番に与えて、前記第1電極と前記第2電極との間に生ずる静電力により前記指針を運針させる運針回路とを具備したことを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、第1電極の極性を固定し、例えば60個のうち連続した第2電極に対して第1電極の極性と反対の極性を1秒ごとに順番に与えて、第1電極と第2電極との間に生ずる静電力を利用して指針の運針を行なうようにしたので、例えば歯車などの機械式の駆動機構を搭載する場合と比較して構造を簡略化させ、かつ、小型化が容易になる上に、駆動トルクを向上させることができる。
請求項2記載の発明によれば、前記請求項1記載の発明の効果に加えて、第2電極同士の中間で指針を止めることができるので、例えば秒針を1秒単位で運針させる場合に30個の電極で動作させることが可能となり、運針に必要な電極の数を大幅に少なくすることができる。
請求項3記載の発明によれば、前記請求項1記載の発明の効果に加えて、第2電極のうち所定の電極と第1電極との間、および所定の電極に連続した電極と第1電極の間に同じ静電力が発生するようにしたので、指針の運針のためのクーロン力を高めることができる。
請求項4記載の発明によれば、第1電極の極性を固定し、第2電極に対して、パルス状に変化する極性を例えば1秒ごとに順番に与えて指針を運針するようにしたので、指針の第2電極の真上への運針を正常に行なうことができる。
請求項5記載の発明によれば、第1電極の極性を固定し、さらに、第2電極のうち、例えば正午の時刻に対応する電極の極性を第1電極の極性と反対の極性に固定した上で、第2電極のうち正午の時刻に対応する電極以外の電極に対して第1電極の極性と反対の極性を例えば1秒ごとに順番に与えて指針の運針を行なうようにしたので、正午への針合わせが自動で行なえる。
以下本発明をアナログ式電子時計に適用した実施の一形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に設けられた指針1,2,3と文字盤7に取り付けられた電極8,9,10との関係を示す図である。図2は、図1に示した電極8,9,10上の線(図1中のA−A線)における断面図である。
図1に示すように、本発明の第1の実施形態にしたがったアナログ式電子時計では、円形の板状部材である文字盤7の中心部に指針軸11,12,13が取り付けられる。指針軸11,12,13は、文字盤7の平板方向と垂直に設けられる。具体的には、指針軸11,12,13は、文字盤7の中心部に設けられた孔に挿入され、アナログ式電子時計の基板(図示せず)に回動可能に取り付けられる。
指針軸11,12,13は、時針1、分針2、及び秒針3を、文字盤表面7aとそれぞれ異なる一定の間隔を有するようにそれぞれ支持する。図1に示す例では、指針軸11は時針1、指針軸12は分針2、指針軸13は秒針3をそれぞれ支持する。また、時針1、分針2、及び秒針3は、それぞれ長さが異なり、短い方から時針1、分針2、秒針3の順番となる。
時針1の例えば先端部の裏側には電極(第1電極)4が取り付けられ、分針2の例えば先端部の裏側には電極(第1電極)5が取り付けられ、秒針3の例えば先端部の裏側には電極(第1電極)6が取り付けられる。また、文字盤表面7aにおいて、時針1の運針方向(円周方向)に沿った位置に固定電極(第2電極)8が取り付けられ、分針2の運針方向に沿った位置に固定電極(第2電極)9が取り付けられ、秒針3の運針方向に沿った位置に固定電極(第2電極)10が取り付けられる。
時針1、分針2、及び秒針3は、それぞれに取り付けられた電極4,5,6と文字盤に取り付けられる電極8,9,10との間に発生する静電気のクーロン力、つまり静電力により、それぞれ指針軸11,12,13を中心に360°の範囲で運針される。静電力は、時針1、分針2、及び秒針3に取り付ける電極4,5,6の電位(極性)を固定し、文字盤7に取り付けた電極8,9,10に対して電極4,5,6の電位と反対の電位(極性)を、それぞれ予め定められた時刻で順番に与えることで発生する。
電極4を取り付けた時針1、電極5を取り付けた分針2、及び、電極6を取り付けた秒針3は、それぞれ静電モータのロータとして機能する。また、文字盤7における固定電極8、固定電極9、及び固定電極10は、それぞれ静電モータのステータとして機能する。静電力は、電極4と固定電極8の間、電極5と固定電極9の間、及び、電極6と固定電極10の間にそれぞれ発生する。
図1及び図2に示すように、固定電極8は、文字盤表面7aにおいて、時針1の運針方向に沿って6°の間隔で複数取り付けられる。固定電極9は、文字盤表面7aにおいて、分針2の運針方向に沿って6°の間隔で複数取り付けられる。固定電極10は、文字盤表面7aにおいて、秒針3の運針方向に沿って6°の間隔で複数取り付けられる。
時針1、分針2、及び秒針3は、それぞれ指針軸11,12,13を軸にして運針された場合に、各位置において電極4,5,6が、それぞれに対応する固定電極8,9,10の近傍に位置するように、すなわち電極4,5,6と固定電極8,9,10との間で運針に必要なクーロン力が十分に発生する程度の間隔となるように、文字盤7の表面側に取り付けられる。
また、電極4,5,6とそれぞれ対応する固定電極8,9,10は、文字盤表面7aにおいて、時針1、分針2、及び秒針3の長手方向に同一線上に沿って取り付けられる。つまり、電極8,9,10は、それぞれが文字盤表面7aの半径方向に沿って直線状に配置される。
図1に示した例では、時針1、分針2、秒針3の順で短いため、それぞれの先端部に取り付けられた電極4,5,6と対応するように、文字盤表面7aにおいて、文字盤7の中心との間の距離が固定電極8、固定電極9、固定電極10の順番で短くなっている。
図3は、本発明の第1の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に備えられた電子回路の構成例を示す図である。
図3に示すように、アナログ式電子時計の電子回路は、発振回路14、分周回路15、制御回路16、時針駆動回路17、分針駆動回路18及び秒針駆動回路19を備える。発振回路14は分周回路15と接続される。制御回路16は分周回路15、時針駆動回路17、分針駆動回路18及び秒針駆動回路19と接続される。分周回路15は、時針駆動回路17、分針駆動回路18及び秒針駆動回路19と接続される。
時針駆動回路17は、固定電極8及び電極4(図1参照)と接続される。分針駆動回路18は、固定電極9及び電極5(図1参照)と接続される。秒針駆動回路19は、固定電極10及び電極6(図1参照)と接続される。
第1の実施形態では、時針駆動回路17と電極4を接続するにあたり、時針1及び指針軸11を金属製とし、時針駆動回路17を指針軸11と接続する。これにより、時針駆動回路17と電極4が電気的に接続される。また、分針2及び指針軸12を金属製とし、分針駆動回路18を指針軸12と接続することで、分針駆動回路18と電極5が電気的に接続される。また、秒針3及び指針軸13を金属製とし、秒針駆動回路19を指針軸13と接続することで、秒針駆動回路19と電極6が電気的に接続される。
発振回路14は、水晶振動子(図示せず)などを源振として、時間基準信号を分周回路15に出力する。分周回路15は、発振回路14からの信号を入力して分周する。時針駆動回路17は、分周回路15が出力した信号に従って、時針1側の電極4と固定電極8との間に電圧を印加する。分針駆動回路18は、分周回路15が出力した信号に従って、分針2側の電極5と固定電極9との間に電圧を印加する。秒針駆動回路19は、分周回路15が出力した信号に従って、秒針3側の電極6と固定電極10との間に電圧を印加する。
また、制御回路16は、図示しない操作釦と接続される。この操作釦は、時刻調整ために各指針を運針させるための操作を行なうものである。操作釦をユーザが操作した場合の各指針の運針については後述する。
図4は、図1に示したアナログ式電子時計の指針に取り付けた電極と文字盤に取り付けた固定電極との関係を示す文字盤の断面図である。
図4に示すように、文字盤7には、指針に取り付けられた電極に対向するように固定電極が並べて設けられる。図4では、秒針3に取り付けられた電極6と、これに対向して設けられた固定電極10の関係を示すが、この関係は、分針2に取り付けられた電極5と、これに対向して設けられた固定電極9との関係、及び、時針1に取り付けられた電極4と、これに対向して設けられた固定電極8との関係と同様である。
文字盤7と、この文字盤7に取り付けられた固定電極10は、絶縁膜23に覆われる。固定電極10は、電線20,21,22を介して秒針駆動回路19と接続される。
電線20は、秒針3の運針方向に沿って6°の間隔で並べて設けられた固定電極10のうち、3極ごと、つまり18°の間隔で設けられた電極にそれぞれ接続される。電線21は、複数の固定電極10のうち、電線20が接続された電極からみて時計回り方向に1極分進んだ箇所の電極にそれぞれ接続される。電線22は、複数の固定電極10のうち、電線21が接続された電極からみて時計回り方向に1極分進んだ箇所の電極にそれぞれ接続される。
固定電極10は、秒針駆動回路19により印加される電圧をうけて正の電荷又は負の電荷に帯電する。固定電極9は、分針駆動回路18により印加される電圧をうけて正の電荷又は負の電荷に帯電する。固定電極8は、時針駆動回路17により印加される電圧をうけて正の電荷又は負の電荷に帯電する。
なお、図4に示す例では、固定電極10に対して3極ごとに配線で接続しているが、4極以上ごとに配線するようにしても良い。
図1及び図4に示した電極6は、秒針駆動回路19により電圧が印加されることで正の電荷に帯電する。同様にして、電極5は分針駆動回路18、電極4は時針駆動回路17により、それぞれ電圧が印加されることで正の電荷に帯電する。
こうして、電極4,5,6に対して固定して正の電荷に帯電させ、固定電極8,9,10に対して順番に負の電荷に帯電させることで、負に帯電された固定電極により発生するクーロン引力により指針が引き合うと共に、正に帯電された固定電極により発生するクーロン反発力により指針が反発する。これにより、指針が負に帯電された固定電極の位置(真上)に移動させることができる。
図5は、図3に示した秒針駆動回路19が生成する制御信号電圧のタイミングチャート、図6は、図3に示した分針駆動回路18が生成する制御信号電圧のタイミングチャート、図7は、図3に示した時針駆動回路17が生成する制御信号電圧のタイミングチャートである。
秒針駆動回路19は、3極ごとに共通して接続された固定電極10の各極に対する印加電圧を決定するための制御信号を生成する。第1の実施形態では、制御信号S1〜S3の電圧は“1”と“0”との間で変化し、制御信号S1の電圧が“1”の状態にある場合には、秒針駆動回路19は、電線20を介して、この電線20と接続された固定電極10に−V[V]の電圧を印加する。一方、制御信号S1の電圧が“0”の状態にある場合は、秒針駆動回路19は固定電極10に+V[V]の電圧を印加する。
制御信号S2の電圧が“1”の状態にある場合には、秒針駆動回路19は、電線21を介して、この電線21と接続された固定電極10に−V[V]の電圧を印加する。制御信号S2の電圧が“0”の状態にある場合は、秒針駆動回路19は固定電極10に+V[V]の電圧を印加する。
制御信号S3の電圧が“1”の状態にある場合には、秒針駆動回路19は、電線22を介して、この電線22と接続された固定電極10に−V[V]の電圧を印加する。制御信号S3の電圧が“0”の状態にある場合は、秒針駆動回路19は固定電極10に+V[V]の電圧を印加する。
固定電極10に−V[V]の電圧を印加すると、この固定電極10は負の電荷に帯電する。固定電極10に+V[V]の電圧を印加すると、この固定電極10は正の電荷に帯電する。秒針駆動回路19は、電極6に対し常に+V[V]の電圧を印加する。よって、電極6は常に正の電荷に帯電する。
分針駆動回路18は、3極ごとに共通して接続された固定電極9の各極に対する印加電圧を決定するための制御信号を生成する。制御信号M1〜M3の電圧が“1”又は“0”となった場合の動作は、制御信号S1〜S3の電圧が“1”又は“0”となった場合の動作と同様である。但し、電圧の印加対象は、分針駆動回路18と接続された固定電極9である。分針2側の固定電極9に−V[V]の電圧を印加すると、固定電極9は負の電荷に帯電する。固定電極9に+V[V]の電圧を印加すると、固定電極9は正の電荷に帯電する。分針駆動回路18は、電極5に対し常に+V[V]の電圧を印加する。よって、電極5は常に正の電荷に帯電する。
時針駆動回路17は、3極ごとに共通して接続された固定電極8の各極に対する印加電圧を決定するための制御信号を生成する。制御信号H1〜H3の電圧が“1”又は“0”となった場合の動作は、制御信号S1〜S3の電圧が“1”又は“0”となった場合の動作と同様である。但し、電圧の印加対象は、時針駆動回路17と接続された固定電極8である。時針1側の固定電極8に−V[V]の電圧を印加すると、固定電極8は負の電荷に帯電する。固定電極8に+V[V]の電圧を印加すると、固定電極8は正の電荷に帯電する。時針駆動回路17は、電極4に対し常に+V[V]の電圧を印加する。よって、電極4は常に正の電荷に帯電する。
秒針3側の電極6と固定電極10を例にとり、これらの間に発生する静電力について説明する。正の電荷に帯電した電極6は、正の電荷に帯電した固定電極10とクーロン反発力の作用により互いに反発する。また、正の電荷に帯電した電極6は、負の電荷に帯電した固定電極10とクーロン引力の作用により引き合う。
従って、電極6が取り付けられた秒針3(図1参照)は、負の電荷に帯電した固定電極10に向かって移動する。つまり、現在の秒針3(電極6)の直下から時計回り方向に1極分横に位置する固定電極10を負の電荷に帯電させ、秒針3の直下及び反時計回り方向に1極分横に位置する固定電極10を正の電荷に帯電させれば、秒針3は、現在の位置から時計回り方向に1極分移動する。前述のように固定電極10は、文字盤7において秒針3の運針方向に沿って6°おきに設けられている。この角度は、秒針3を1秒間に移動させるべき角度と一致するので、秒針3は1秒を刻むことになる。
以下同様にして、負に帯電させる固定電極10を1秒ごとに順次切り替えて、電極6の極性と反対の極性である負の電荷に帯電した固定電極10の位置を時計回り方向に移動させることにより、秒針3を時計回り方向に運針させる。
同様に、文字盤表面7aにおいて、分針2に取り付けられた電極5の直下から時計回り方向に1極分横に位置する固定電極9を負の電荷に帯電させ、電極5の直下及び反時計回り方向に1極分横に位置する固定電極9を正の電荷に帯電させれば、分針2は移動されて1分を刻む。
つまり、負に帯電させる固定電極9を1分ごとに順次切り替えて、電極5の極性と反対の極性である負の電荷に帯電した固定電極9の位置を時計回り方向に移動させることにより、分針2を時計回り方向に運針させる。
同様に、文字盤表面7aにおいて、時針1に取り付けられた電極4の直下から時計回り方向に1極分横に位置する固定電極8を負の電荷に帯電させ、電極4の直下及び反時計回り方向に1極分横に位置する固定電極8を正の電荷に帯電させれば、時針1は分針2の回転量に応じて移動される。
つまり、負に帯電させる固定電極8を12分ごとに順次切り替えて、電極4の極性と反対の極性である負の電荷に帯電した固定電極8の位置を時計回り方向に移動させることにより、時針1を時計回り方向に運針させる。
また、ユーザが、前述した操作釦による時刻の調整にかかる操作を行なうと、制御回路16は、この旨を時針駆動回路17、分針駆動回路18及び秒針駆動回路19に指示する。すると、各駆動回路16,17,18は、電極を取り付けた指針の運針方向に沿って取り付けた固定電極に対して指針側の電極の極性と反対の極性を時計回り方向に順番に与えて、指針側の電極と固定電極との間に発生する静電力により、指針を時計回り方向に運針する。
以上、詳述した第1の実施形態において説明したアナログ式電子時計によれば、指針(時針1、分針2、及び秒針3)に取り付けた電極(電極4,5,6)の極性を固定し、指針の運針方向に沿って文字盤に取り付けた複数の固定電極に対して指針側の電極の極性と反対の極性を順番に与え、指針側の電極と文字盤側の固定電極との間に発生する静電力により指針を運針させるので、電磁モータ、歯車などの機構を搭載する必要がない。これにより、電磁モータ、歯車などの機構を搭載した場合と比較して時計の構造が簡単になる。また、部品の微細加工が、歯車に対するそれと比較して容易であるので、時計の小型化が容易になる。
この第1の実施形態では、指針側の電極を常に正の電荷に帯電させ、文字盤側の固定電極に対して負の電荷を時計回り方向に順番に帯電させることで指針を運針する構成としたが、これに限らず、指針側の電極に帯電させる電荷の極性を固定し、文字盤側の電極に対して指針側の電極に帯電した電荷の極性と反対の極性の電荷を時計回り方向に順番に帯電させるのであれば、指針側の電極を常に負の電荷に帯電させ、文字盤側の固定電極に対して正の電荷を時計回り方向に順番に帯電させることで指針を運針するようにしてもよい。
次に、次に、本発明の第1の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータの、単一の電極を有するロータの回転方向の力を、図8を参照して説明する。
図8に示したように、基板45に電極44が取り付けられる。電極44は絶縁膜43に覆われる。また、ロータ41の、基板45に対向した面には、電極42が取り付けられる。電極42を取り付けたロータ41は、静電モータのロータとして機能し、電極44は、静電モータのステータとして機能する。
ここで、ロータ41側の電極42と基板45側の固定電極44の間に電圧Vが印加され、ロータ41側の電極42の軸方向の長さをWとし、ロータ41の回転方向において、基板45側の電極44と重複する長さをLとし、ロータ41側の電極42と基板45側の絶縁膜43の間の距離及び絶縁膜43の厚さの和をdとし、ロータ41側の電極42と基板45側の絶縁膜43の間の距離をdとし、距離dにおける誘電率をεとし、距離dにおける誘電率をεとする。このとき、ロータ41にかかる回転方向Fxを下記の式(1)に示す。
Fx=(W*V/2)*{ε*ε/(ε*d+ε*d)}…式(1)
式(1)示すように、力Fxは、電極の端面の影響を除けば、Wに比例してLに依存しない。
また、ロータ41側の電極42の高さ方向の力Fyを下記の式(2)に示す。
Fy=(L*W*V/2)*{ε *ε/(ε*d+ε*d}…式(2)
式(2)に示すように、力Fyは、WとLに比例する。
図9に、一般的な静電モータのロータとステータの構成を示す。
図9に示すように、一般的な静電モータでは、基板45上に電極44を取り付け、基板45及び電極44を絶縁膜43で覆い、ステータとして構成する。
また、ロータ41には、電極42をステータ側の電極44に対向して取り付ける。電極44には電線46,47,48が接続される。電線47は、電極44のうち、電線46が取り付けられた電極の直下から運針方向Bに沿って1極分横に位置する電極と、この電極からみて3極分ずつ横に位置する電極にそれぞれ接続される。電線48は、電線47が取り付けられた電極の直下から運針方向Bに沿って1極分横に位置する電極にそれぞれ接続される。
また、電線46は、電線48が取り付けられた電極の直下から時計回り方向に1極分横に位置する電極にそれぞれ接続される。電極42には電圧Vを印加するための電線49が接続される。電線46,47,48,49は、図示しない静電モータ駆動回路と接続される。静電モータ駆動回路は、ロータ41が運針されるように、ロータ41側の電極42と、基板45側の電極44の間に電圧を印加する。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
なお、第2の実施形態に係るアナログ式電子時計は、第1の実施形態と基本的にほぼ同様の構成を有するものであるので、同一部分の説明は省略する。
次に、本発明の第2の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータの駆動による、具体的な運針の手順について説明する。
図10は、本発明の第2の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータのロータとステータの構成の概略を示す図である。図10に示した静電モータの構成は、図9に示したものとほぼ同様であるが、電線46は基板45側の電極44cと接続され、電線47は、電線46が接続された電極からみて時計回り方向に1極分横に位置する電極44a,44dと接続され、電線48は、電線47が接続された電極からみて時計回り方向に1極分横に位置する電極44b,44eと接続される。電線48が接続された電極からみて時計回り方向に1極分横に位置する電極は電線46と接続される。
図10に示した静電モータでは、図9に示した静電モータと比較して、運針方向Bに沿って配置される電極44のうち、連続した電極に帯電する電荷の極性を、予め定められたタイミングにおいてロータ41の電極に帯電した電荷の極性と反対の極性としている。
図11は、図10に示した静電モータの駆動回路が生成する制御信号電圧のタイミングチャートである。
図11のタイミングチャートに示した制御信号S11は、静電モータの駆動回路が電線46を介して印加する信号であり、制御信号S12は、駆動回路が電線47を介して印加する信号であり、制御信号S13は、駆動回路が電線48を介して印加する信号である。
第2の実施形態では、制御信号S11〜S13の電圧は“1”と“0”との間で変化し、制御信号S11〜S13の電圧が“1”の状態にある場合には、駆動回路は、基板45側の電極に+V[V]の電圧を印加する。一方、制御信号S11〜S13の電圧が“0”の状態にある場合は、駆動回路は、基板45側の電極に−V[V]の電圧を印加する。
図11のタイミングチャートにおける時刻tでは、制御信号S12の電圧は“1”であり、信号S11,S13の電圧は“0”である。つまり、時刻tでは、電線46と接続された電極44c、および電線48と接続された電極44b,44eは負の電荷に帯電しており、電線47と接続された電極44a,44dは正の電荷に帯電している。駆動回路は、ロータ41の電極42に常に電圧を印加しており、電極42は常に正の電荷に帯電している。
図10では、図11のタイミングチャートで示した時刻tにおけるロータ41側の電極42に帯電している電荷の極性と基板45側の固定電極に帯電している電荷の極性の関係を示している。
よって、連続した電極44b,44cに帯電している電荷の極性は、ロータ41の電極42に帯電している電荷の極性と反対の極性となる。よって、ロータ41の電極42と電極44bの間、および電極42と電極44cとの間には、同じ強さのクーロン引力が発生するので、ロータ41は電極44bと44cの中間の真上に位置する。
図12は、図11に示したタイミングチャートにおける時刻tにおいて、ロータ41側の電極42に帯電している電荷の極性と基板45側の固定電極に帯電している電荷の極性の関係を示す図である。
図11のタイミングチャートにおける時刻tでは信号S12,S13の電圧は“1”であり、信号S11の電圧は“0”である。つまり、時刻tでは電線48と接続された電極44b,44eに帯電する電荷の極性が負であったのに対し、時刻tでは正となっている。つまり、時刻tでは、ロータ41の電極42と電極44bの間にクーロン引力が発生していたのに対し、時刻tではクーロン反発力が発生する。
よって、ロータ41の電極42は、クーロン引力により、時刻tの時点から負の電荷に帯電している電極44cのみに引き寄せられることになるので、ロータ41は時刻tで位置していた電極44b,44cの間から電極44cの真上に移動する。
図13は、図11に示したタイミングチャートにおける時刻tにおいて、ロータ41側の電極42に帯電している電荷の極性と基板45側の固定電極に帯電している電荷の極性の関係を示す図である。
図11のタイミングチャートにおける時刻tでは、信号S11,S12の電圧は“0”であり、信号S13の電圧は“1”である。つまり、時刻tでは電線47と接続された電極44a,44dに帯電する電荷が正の電荷であったのに対し、時刻tでは負の電荷となっている。つまり、ロータ41の電極42と電極44dの間には、時刻tの時点でクーロン反発力が発生していたのに対し、時刻tではクーロン引力が発生するようになる。
よって、同じ強さのクーロン引力がロータ41の電極42と電極44cの間、および電極42と電極44dとの間に発生するので、ロータ41は、電極44cの真上から電極44cと44dの中間の真上に移動する。
図11に示すように、時刻t、時刻t、および時刻tの間はそれぞれ1秒間なので、ロータ41は1秒が経過するたびに運針方向Bに沿って1極分の半分の距離を移動することになる。時刻t以降の第1のタイミングでは、基板45側の連続して負に帯電していた電極のうち末尾の電極に帯電する電荷の極性を正にするような電圧印加を行なう。
そして、第1のタイミングから1秒が経過した第2のタイミングでは、第1のタイミングで負に帯電した電極のうち先頭の電極(第2の実施形態の場合は1つ)からみて運針方向に沿って隣接した電極に負の電荷を帯電させることで、基板45側の連続した電極が再び負に帯電するような電圧印加を行なう。以下、同様の電圧印加を繰り返すことでロータ41が1秒ごとに1極分の半分の距離を移動することになる。
つまり、この静電ロータは、第1のタイミングでは、基板45側の、運針方向Bに沿って連続した2つの電極に対し、負の電荷、つまりロータ41の電極42に帯電している電荷の極性と反対の極性の電荷を帯電させ、第1のタイミングから1秒経過した第2のタイミングでは、第1のタイミングで負の電荷に帯電していた2つの連続した電極のうち、運針方向に対し末尾の電極に帯電している電荷の極性を正に戻し、第2のタイミングから1秒経過した第3のタイミングでは、第2のタイミングにおいて負に帯電した電極のうち先頭の電極からみて運針方向Bに沿って隣接した1極分の電極に負の電荷を帯電させるようにしたので、ロータ41は60秒が経過したときに運針方向Bに沿って30極分だけ移動することになる。よって、第1の実施形態で示したような、1秒間で1極分移動する形態と比較して、ロータ41を60秒間運針するのに要する電極の数が半分で済むようになる。
第2の実施形態で説明した形態では、基板45側の電極に対して3極ごとに電線を接続しているが、4極以上ごとに電線を接続するようにしても良く、4極ごとの配線とした場合には、第1のタイミングにおいて、基板45側でロータ41の運針方向に沿って連続した3極分の電極に対し、負の電荷、つまりロータ41の電極42に帯電している電荷の極性と反対の極性の電荷を帯電させ、第1のタイミングから1秒が経過した第2のタイミングにおいて、第1のタイミングで負の電荷に帯電していた連続した3極分の電極のうち、運針方向に沿った末尾の電極に帯電している電荷の極性を正に戻すような電圧印加を行ない、さらに、第2のタイミングから1秒が経過した第3のタイミングにおいて、第2のタイミングで負に帯電していた電極のうち先頭の電極からみて運針方向に沿って隣接した1極分の電極に負の電荷を帯電させるように電圧印加を行なえばよい。
次に、本発明の第2の実施形態の第1の変形例について説明する。
図14は、本発明の第2の実施形態の第1の変形例にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータのロータとステータの構成の概略を示す図である。図14に示すように、第1の変形例では、電線46は基板45側の電極44b,44eと接続され、電線47は電極44cと接続され、電線48は電極44a,44dと接続される。
図15は、本発明の第2の実施形態の第1の変形例にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータの駆動回路が生成する制御信号電圧のタイミングチャートである。
図15のタイミングチャートにおける時刻t11では、信号S13の電圧は“1”であり、信号S11,S12の電圧は“0”である。つまり、時刻t11では、電線46と接続された電極44b,44e、および、電線47と接続された電極44cは負の電荷に帯電しており、電線48と接続された電極44a,44dは正の電荷に帯電する。
図14では、図15のタイミングチャートで示した時刻t11におけるロータ41側の電極42に帯電している電荷の極性と基板45側の固定電極に帯電している電荷の極性の関係を示している。
よって、連続した電極44b,44cに帯電している電荷の極性は、ロータ41の電極42に帯電している電荷の極性と反対となり、ロータ41の電極42と電極44bの間、および電極42と電極44cとの間には同じ強さのクーロン引力が発生するので、時刻t11ではロータ41は電極44bと44cの中間の真上に位置する。
図16は、図15に示したタイミングチャートにおける時刻t12において、ロータ41側の電極42に帯電している電荷の極性と基板45側の固定電極に帯電している電荷の極性の関係を示す図である。
図14のタイミングチャートにおける時刻t12では、信号S11の電圧は“1”であり、信号S12,S13の電圧は“0”である。つまり、電線46と接続された電極44bに帯電する電荷の極性が時刻t11では負であったのに対し、時刻t12では正となっている。また、電線48と接続された電極44dに帯電する電荷の極性が時刻t11では正であったのに対し、時刻t12では負となっている。
つまり、時刻t11では、クーロン引力がロータ41の電極42と電極44bの間、および電極42と電極44cの間にそれぞれ発生したのに対し、時刻t12では電極42と電極44cの間および電極42と電極44dの間にクーロン引力がそれぞれ発生するので、時刻t12ではロータ41は電極44bと44cの中間の真上から電極44cと44dの中間の真上に移動する。
これにより、ロータ41は、電極42と基板45側の連続した電極との間で発生するクーロン引力により移動するので、図9に示したような電圧印加を行なう静電モータと比較して、ロータ41と基板45側で発生するクーロン力を大きくすることができる。よって、ロータ41の運針時に安定した停止状態を得ることができる上、ロータ41を移動させる際の駆動トルクを大きくすることができる。静電モータを小型のアナログ式電子時計に搭載する場合には、静電モータの電極のサイズが小さくなるので、1極あたりのクーロン引力が弱くなってしまい正常な指針を行なうことが難しくなるが、この第1の変形例にしたがった静電モータを用いれば、1極あたりのクーロン引力が弱くても正常な運針を行なうことができる。
次に、本発明の第2の実施形態の第2の変形例について説明する。
図17は、本発明の第2の実施形態の第2の変形例にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータのロータとステータの構成の概略を示す図である。図17に示すように、第2の変形例では、基板45側の電極と駆動回路の間に4種類の電線46,47,48,50が設けられる。
具体的には、電線47は、電極44のうち、電線46が取り付けられた電極の直下から運針方向Bに沿って1極分横に位置する電極と、この電極からみて3極分ずつ横に位置する電極にそれぞれ接続され、電線48は、電線47が取り付けられた電極の直下から運針方向Bに沿って1極分横に位置する電極にそれぞれ接続され、電線50は、電線48が取り付けられた電極の直下から運針方向Bに沿って1極分横に位置する電極にそれぞれ接続される。
図18は、本発明の第2の実施形態の第2の変形例にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータの駆動回路が生成する制御信号電圧のタイミングチャートである。
図18のタイミングチャートに示した制御信号S11〜S13は、第1の変形例と同じく、静電モータの駆動回路が電線46、電線47、電線48をそれぞれ介して印加する信号であり、制御信号S14は、駆動回路が電線50を介して印加する信号である。
第2の変形例では、制御信号S11〜S14の電圧は“1”と“0”との間で変化し、制御信号S11〜S14の電圧が“1”の状態にある場合には、駆動回路は基板45側の電極に+V[V]の電圧を印加する。一方、制御信号S11〜S14の電圧が“0”の状態にある場合は、駆動回路は基板45側の電極に−V[V]の電圧を印加する。
図18のタイミングチャートにおける時刻t22では、信号S13の電圧は“1”であり、信号S11,S12,S14の電圧は“0”である。つまり時刻t22では、電線46,47,50とそれぞれ接続された電極44c,44d,44f,44bは負の電荷に帯電し、電線48と接続された電極44a,44eは正の電荷に帯電している。
図17では、図18のタイミングチャートで示した時刻t22におけるロータ41側の電極42に帯電している電荷の極性と基板45側の固定電極に帯電している電荷の極性の関係を示している。
よって、連続した電極44b,44c,44dに帯電している電荷の極性は、ロータ41の電極42に帯電している電荷の極性と反対となり、ロータ41の電極42と電極44bの間、電極と電極44cの間、および、電極42と電極44dの間には、それぞれ同じ強さのクーロン引力が発生するので、ロータ41は、電極44b,44c,44dの中間である電極44cの真上に位置する。
図19は、図18に示したタイミングチャートにおける時刻t23において、ロータ41側の電極42に帯電している電荷の極性と基板45側の固定電極に帯電している電荷の極性の関係を示す図である。
図18のタイミングチャートにおける時刻t23では、信号S14の電圧は“1”であり、信号S11,12,S13の電圧は“0”である。つまり、電線50と接続された電極44bに帯電する電荷の極性が時刻t22では負であったのに対し、時刻t23では図19に示すように正となっている。また、電線48と接続された電極44eに帯電する電荷の極性が時刻t22では正であったのに対し、時刻t23では負となっている。
つまり時刻t22ではクーロン引力がロータ41の電極42と電極44bの間、電極42と電極44cの間、および電極42と電極44dの間にそれぞれ発生していたのに対し、時刻t23では電極42と電極44cの間、電極42と電極44dの間、および電極42と電極44eの間にそれぞれ発生するので、ロータ41は電極44cの真上から、電極44c,44d,44eの中間である電極44dの真上に移動する。
これにより、前述した第1の変形例で示した静電モータと比較して、ロータ41と基板45側の間で発生するクーロン力をさらに大きくすることができるので、ロータ41の安定した停止状態をより確実に保つことができる。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
なお、第3の実施形態に係るアナログ式電子時計は、第1の実施形態と基本的にほぼ同様の構成を有するものであるので、同一部分の説明は省略する。
次に、本発明の第3の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータの駆動による、具体的な運針の手順について説明する。
図20は、本発明の第3の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータのロータとステータの構成の概略を示す図である。図20に示した静電モータの構成は、図10に示したものとほぼ同様であるので、その説明は省略する。
図20に示したようなロータ41は、現在対向している基板45側の電極からみて運針方向Bに沿った1極分先の電極に帯電した電極の極性が負となると、運針方向B(右方向)、および下向きの方向にクーロン引力が発生して、ロータ41は、その中央が、負の電荷に帯電した電極の中央の真上に位置するように移動する。
よって、ロータ41側の電極と基板45側の電極の間に発生するクーロン引力が強い場合、ロータ41が例えば電極44cの真上から電極44dの真上、つまり運針方向Bにそって1極分横の電極の真上に向かって移動する際に、ロータ41の電極42が移動先である電極44dの真上に移動する前に、ロータ41が当該電極44dの電極に吸着して移動が停止してしまう場合があり、この場合には正常な運針が行なえない。この第3の実施形態にしたがったアナログ式電子時計は、この問題を解消するものである。
図20に示した静電モータでは、図9に示した静電モータと比較して、基板45側の電極に電圧を印加する際の波形をパルス状としている。
図21は、図20に示した静電モータの駆動回路が生成する制御信号電圧のタイミングチャートである。
図21のタイミングチャートで示した制御信号S21は、駆動回路が電線46を介して印加する信号であり、制御信号S22は、駆動回路が電線47を介して印加する信号であり、制御信号S23は、駆動回路が電線48を介して印加する信号である。
第3の実施形態では、制御信号S21〜S23の電圧は“1”と“0”との間で変化し、制御信号S21〜S23の電圧が“1”の状態にある場合には、駆動回路は、基板45側の電極に+V[V]の電圧を印加する。一方、制御信号S21〜S23の電圧が“0”の状態にある場合は、駆動回路は、基板45側の電極に−V[V]の電圧を印加する。
図21のタイミングチャートにおける時刻t32と時刻t33の間では、信号S21,S23の電圧は“1”であり、信号S22の電圧は一定周期で“1”と“0”の間でパルス状に変化する。つまり、時刻t32と時刻t33の間では、電線46,48とそれぞれ接続された電極44b,44c,44eは負の電荷に帯電し、電線47と接続された電極44a,44eは一定周期で正の電荷と負の電荷に交互に帯電する。
図20では、図21のタイミングチャートで示した時刻t32と時刻t33の間におけるロータ41側の電極42に帯電している電荷の極性と基板45側の固定電極に帯電している電荷の極性の関係を示している。
よって、ロータ41が電極44cの真上に位置している場合の移動先である電極44dに帯電している電荷の極性は、ロータ41の電極42に帯電している電荷の極性と同じ極性とその反対の極性との間で小刻みに変化する。
すると、電極44dに帯電している電荷の極性が負となって、ロータ41の電極42が電極44cの真上から運針方向Bに沿って電極44dの中央の真上に移動する前に当該電極42が電極44dに吸着した場合でも、電極44dに帯電している電荷の極性が正となった場合には、ロータ41の電極42と電極44dの間にクーロン反発力が発生して、ロータ41は上方向に移動する。そして、電極44dに帯電している電荷の極性が再び負となった場合には、ロータ41の電極42と電極44dの間にクーロン引力が発生して、ロータ41は、右斜め下の方向に移動する。
以後は、電極44dに帯電する電荷の極性を、ロータ41の電極42に帯電している電荷の極性と同じ極性とその反対の極性との間で引き続き交互に変化させれば、ロータ41は、上下方向および右方向に振動しながら電極44dの真上に向かって移動する。ロータ41が電極44dの真上に位置した際には、右方向のクーロン引力がなくなるので、ロータ41は電極44dの真上で上下に振動し、1極分横の電極45eに帯電した電荷の極性が負となるまで横方向には移動しなくなる。
以上説明したように、基板45側の電極に電圧を印加する際の波形をパルス状とすると、ロータ41は、基板45側の電極のうち、ロータ41側の電極に帯電した電荷の極性と反対の極性の電荷に帯電した電極の中央に向かって正しく移動するようになる。
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
図22は、本発明の第4の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に設けられた指針1,2,3と文字盤7に取り付けられた電極8,9,10との関係を示す図である。
図22に示すように、第4の実施形態に係るアナログ式電子時計は、第1の実施形態と基本的にほぼ同様の構成を有するものであるため、同一部分の説明は省略する。ただし、図22に示すように、時針1の運針のための電極8,9,10のうち、正午、つまり、“12時00分00秒”に該当する電極53,52,51は針合わせ用の基準電極である。このアナログ式電子時計では、ユーザの操作により、時針1,分針2,および秒針3を一様に電極53,52,51に運針する機能を有している。
図23は、本発明の第4の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に備えられた電子回路の構成例を示す図である。
図23に示したアナログ式電子時計の電子回路の構成は、図3に示した回路の構成とほぼ同様の構成であるが、秒針駆動回路19は、新たに設けられた電線25を介して電極53(図22参照)と接続され、分針駆動回路18は、新たに設けられた電線を介して電極52(図22参照)と接続され、時針駆動回路17は、新たに設けられた電線を介して電極53(図22参照)と接続される。
図24は、図22に示したアナログ式電子時計の指針に取り付けた電極と文字盤に取り付けた固定電極との関係を示す文字盤の断面図である。ここでは、秒針3と固定電極10(図22参照)との関係を示すが、分針2の電極5と固定電極9の関係、および時針1の電極4と固定電極8の関係も同様である。
図24に示した電線20は、図4に示した例と同様に、秒針3の運針方向Cに沿って6°の間隔で並べて設けられた固定電極10のうち、3極ごとの電極にそれぞれ接続され、電線21は、複数の固定電極10のうち、電線20が接続された電極からみて運針方向Cに沿って1極分進んだ箇所の電極にそれぞれ接続される。ただし、電線20が接続された電極からみて運針方向Cに沿って1極分進んだ箇所の電極のうち正午の箇所に位置する電極51には、図23にも示したように、電線21の代わりに電線25が接続される。
図25は、図23に示した秒針駆動回路19が生成する制御信号電圧のタイミングチャートである。
図25のタイミングチャートで示した制御信号S31は、秒針駆動回路19が電線20を介して印加する信号であり、制御信号S32は、秒針駆動回路19が電線21を介して印加する信号であり、制御信号S33は、秒針駆動回路19が電線22を介して印加する信号であり、制御信号S34は、秒針駆動回路19が電線25を介して印加する信号である。
第4の実施形態では、制御信号S31〜S34の電圧は“1”と“0”との間で変化し、制御信号S31〜S34の電圧が“1”の状態にある場合には、秒針駆動回路19は文字盤7側の電極に+V[V]の電圧を印加する。この場合、電極は正の電荷に帯電する。一方、制御信号S31〜S34の電圧が“0”の状態にある場合は、秒針駆動回路19は、文字盤7側の電極に−V[V]の電圧を印加する。この場合、電極は負の電荷に帯電する。
図24では、図21のタイミングチャートで示した時刻t41における秒針駆動回路19からの電圧印加により、電極10のうち、電線20と接続された電極が負の電荷に帯電し、かつ、他の電線と接続された電極が正の電荷に帯電した例を示しており、秒針3の電極6は、電線20と接続された電極の真上に位置している。なお、電極51に印加する電圧は、ユーザによる針合わせ用の操作を行なわない状態では、電極10のうち、電線21と接続される電極に印加する電圧と同じなので、電極51に帯電する電荷の極性は、電線21と接続される電極に帯電する電荷の極性と同じである。
以後、時刻t42からt45わたって1秒ごとに印加する電圧を図25に示したタイミングチャートのように変化させて、電極10のうち負の電荷を帯電させる電極の位置を運針方向Cに沿って1極分ずつ移動させていくと、秒針3の電極6の位置は、図26〜図29に示したように、運針方向Cに沿って1極分ずつ移動していく。秒針3と固定電極10との位置関係が図29に示した関係となった後で1秒が経過すると、秒針の正午への針合わせ用の操作を行なっていない場合には、負の電荷に帯電した電極51は正の電荷に帯電することになるが、位置関係が図29に示した関係となった際に針合わせ用の操作を行なうと、秒針駆動回路19は、以後の時間経過に関わらず制御信号S34の電圧を“0”のままとすることで、電極51に帯電する電荷の極性が負のまま固定されるようにする。針合わせ用の操作については後述する。
針合わせ用の操作を行なった上で、秒針3と固定電極10との位置関係が図29に示した関係となった後で1秒が経過して時刻t46となると、図30に示すように、電極10のうち電線22と接続された電極および電極51が負の電荷に帯電するようになる。この場合、電線22と接続された電極10のうち、電極51からみて運針方向Cに沿って隣接する電極10aと電極51がともに負の電荷に帯電するので、秒針3の電極6は、電極51と電極10aの中間の真上に位置する。
秒針3と固定電極10との位置関係が図30に示した関係となった後で1秒が経過して時刻t47となると、電極10のうち電線20と接続された電極が負に帯電するので、図31に示すように、電極10のうち、電極51からみて運針方向Cと反対の方向に隣接する電極10bと電極51がともに負の電荷に帯電する。よって、秒針3の電極6は、電極51と電極10bの中間の真上に位置する。
秒針3と固定電極10との位置関係が図31に示した関係となった後で1秒が経過して時刻t48となると、電極10のうち電線21と接続された電極が負に帯電するので、図32に示すように、電極51が負の電荷に引き続き帯電する一方で、電極51の両脇の電極は正の電荷に帯電する。よって、秒針3の電極6は電極51の真上に位置する。つまり、針合わせ用の操作を行なったあとは、秒針3の電極6は電極51の真上から左右に1極分以上は移動しなくなる。
このような構成とすることで、時間の経過に関わらず、指針の位置を特定の箇所に固定することができるので、リューズを用いることなく、指針を特定の箇所に合わせることができる。ここでは、秒針3の正午の位置への針合わせに関して説明したが、分針駆動回路18が文字盤7側の電極のうち正午に該当する電極52に帯電する電荷の極性を負に固定して分針2を運針し、時針駆動回路17が文字盤7側の電極のうち正午に該当する電極53に帯電する電荷の極性を負に固定して時針1を運針することで、分針2および時針1の正午の位置への針合わせも行なうことができる。
このような構成のアナログ式電子時計による正午への針合わせ、および現在時刻への針合わせの手順について図33に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、アナログ式電子時計の、正午の針合わせ用のボタン(図示せず)を操作すると、制御回路16(図23参照)は、秒針駆動回路19、分針駆動回路18、時針駆動回路17に対し、電極51,52,53に帯電する電荷が負で固定されるような電圧印加を行なうように指示する(ステップA1)。
そして、アナログ式電子時計の、運針早送り用のボタン(図示せず)を操作すると、制御回路16は、秒針駆動回路19、分針駆動回路18、時針駆動回路17に対し、負の電荷が帯電する電極の位置が運針方向Cに沿って通常の運針時より速い速度で移動するような電圧印加を行なうように指示する(ステップA2)。ステップA2の処理を行なうことで、秒針3、分針2および時針1は正午の位置に向かって通常より速い速度で運針されるので、正午への針合わせを素早く行なうことができる。
次に、アナログ式電子時計の、針合わせ解除用のボタン(図示せず)を操作すると、制御回路16は、秒針駆動回路19、分針駆動回路18、時針駆動回路17に対し、電極51,52,53に帯電している電荷の極性が、電線21と接続される電極に帯電している電荷の極性と同じになるような電圧印加を行なうように指示する(ステップA3)。つまり、電極51,52,53に帯電する電荷の極性が、通常の運針時に帯電する電荷の極性と同じになる。
そして、ステップA2の処理による運針早送りが有効になっている場合には、秒針3、分針2および時針1は、通常より速い速度で正午の位置から運針される(ステップA4)。また、正午の針合わせ後に所定の操作により運針早送りを解除していた際には、運針早送り用のボタンを再度操作すればよい。そして、各指針が所望の時刻の位置になった際に運針早送りを解除すれば、所望の時刻への針合わせを行なうことができる。
なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
本発明の第1の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に設けられた指針と文字盤上に取り付けられた電極との関係を示す図。 図1に示した電極上の線(図1中のA−A線)における断面図。 本発明の第1の実施形態にしたがったアナログ式電子時計の電子回路の構成例を示す図。 図1に示したアナログ式電子時計の指針に取り付けた電極と文字盤に取り付けた固定電極との関係を示す文字盤の断面図。 図3に示した秒針駆動回路が生成する制御信号電圧のタイミングチャート。 図3に示した分針駆動回路が生成する制御信号電圧のタイミングチャート。 図3に示した時針駆動回路が生成する制御信号電圧のタイミングチャート。 静電モータのロータの回転方向を示す図。 一般的な静電モータのロータとステータの構成例を示す図。 本発明の第2の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータのロータとステータの構成の概略を示す図(その1)。 図10に示した静電モータの駆動回路が生成する制御信号電圧のタイミングチャート。 本発明の第2の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータのロータとステータの構成の概略を示す図(その2)。 本発明の第2の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータのロータとステータの構成の概略を示す図(その3)。 本発明の第2の実施形態の第1の変形例にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータのロータとステータの構成の概略を示す図(その1)。 本発明の第2の実施形態の第1の変形例にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータの駆動回路が生成する制御信号電圧のタイミングチャート。 本発明の第2の実施形態の第1の変形例にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータのロータとステータの構成の概略を示す図(その2)。 本発明の第2の実施形態の第2の変形例にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータのロータとステータの構成の概略を示す図(その1)。 本発明の第2の実施形態の第2の変形例にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータの駆動回路が生成する制御信号電圧のタイミングチャート。 本発明の第2の実施形態の第2の変形例にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータのロータとステータの構成の概略を示す図(その2)。 本発明の第3の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に搭載された静電モータのロータとステータの構成の概略を示す図。 図20に示した静電モータの駆動回路が生成する制御信号電圧のタイミングチャート。 本発明の第4の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に設けられた指針と文字盤に取り付けられた電極との関係を示す図。 本発明の第4の実施形態にしたがったアナログ式電子時計に備えられた電子回路の構成例を示す図。 図22に示したアナログ式電子時計の指針に取り付けた電極と文字盤に取り付けた固定電極との関係を示す文字盤の断面図(その1)。 図22に示したアナログ式電子時計の秒針駆動回路が生成する制御信号電圧のタイミングチャート。 図22に示したアナログ式電子時計の指針に取り付けた電極と文字盤に取り付けた固定電極との関係を示す文字盤の断面図(その2)。 図22に示したアナログ式電子時計の指針に取り付けた電極と文字盤に取り付けた固定電極との関係を示す文字盤の断面図(その3)。 図22に示したアナログ式電子時計の指針に取り付けた電極と文字盤に取り付けた固定電極との関係を示す文字盤の断面図(その4)。 図22に示したアナログ式電子時計の指針に取り付けた電極と文字盤に取り付けた固定電極との関係を示す文字盤の断面図(その5)。 図22に示したアナログ式電子時計の指針に取り付けた電極と文字盤に取り付けた固定電極との関係を示す文字盤の断面図(その6)。 図22に示したアナログ式電子時計の指針に取り付けた電極と文字盤に取り付けた固定電極との関係を示す文字盤の断面図(その7)。 図22に示したアナログ式電子時計の指針に取り付けた電極と文字盤に取り付けた固定電極との関係を示す文字盤の断面図(その8)。 本発明の第4の実施形態にしたがったアナログ式電子時計による正午への針合わせ、および現在時刻への針合わせの手順を示すフローチャート。
符号の説明
1…時針、2…分針、3…秒針、4〜6…電極、7…文字盤、7a…文字盤表面、7b…文字盤裏面、8〜10…固定電極、11〜13…指針軸、14…発振回路、15…分周回路、16…制御回路、17…時針駆動回路、18…分針駆動回路、19…秒針駆動回路、20〜22…電線、23…絶縁膜、41…指針、42…電極、43…絶縁膜、44…電極、45…基板、46〜50…電線、51〜53…針合わせ用の基準電極。

Claims (5)

  1. 運針可能に取り付けられた指針と、
    前記指針に取り付けられた第1電極と、
    前記指針の運針方向に沿って取り付けられた複数の第2電極と、
    前記第1電極を第1の極性に固定し、連続した前記第2電極に対して前記第1電極の極性と反対の第2の極性を予め定められた時間ごとに順番に与えて、前記第1電極と前記第2電極との間に生ずる静電力により前記指針を運針させる運針回路と
    を具備したことを特徴とするアナログ式電子時計。
  2. 前記運針回路は、第1のタイミングでは、複数の前記第2電極のうち連続した2つの電極に前記第2の極性を与え、第2のタイミングでは、前記第1のタイミングで第2の極性が与えられた連続した2つの第2電極のうち、運針方向に向かって前方にある電極に前記第2の極性を与えるようにし、第1のタイミングに移行するときは、第2のタイミングで第2の極性が与えられた電極が運針方向に向かって後方にある電極となるように連続した2つの第2電極に前記第2の極性を与えるようにして、第1と第2のタイミングを交互に取りながら運針させることを特徴とする請求項1記載のアナログ式電子時計。
  3. 前記運針回路は、1つの電極分をずらせながら連続した複数の前記第2電極に第2の極性を順次与えることを特徴とする請求項1記載のアナログ式電子時計。
  4. 運針可能に取り付けられた指針と、
    前記指針に取り付けられた第1電極と、
    前記指針の運針方向に沿って取り付けられた複数の第2電極と、
    前記第1電極の極性を固定し、複数の前記第2電極に対して、パルス状に変化する極性を予め定められた期間ごとに順番に与え、前記第1電極と前記第2電極との間に生ずる静電力により前記指針を運針させる運針回路と
    を具備したことを特徴とするアナログ式電子時計。
  5. 運針可能に取り付けられた指針と、
    前記指針に取り付けられた第1電極と、
    前記指針の運針方向に沿って取り付けられた複数の第2電極と、
    前記第1電極の極性を固定し、かつ、前記第2電極のうち予め定められた電極の極性を前記第1電極の極性と反対の極性に固定して、複数の前記第2電極に対して前記第1電極の極性と反対の極性を予め定められた時間ごとに順番に与えて、前記第1電極と前記第2電極との間に生ずる静電力により前記指針を運針させる運針回路と
    を具備したことを特徴とするアナログ式電子時計。
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