JP2018159598A - 調速機、電子制御式機械時計、電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、圧電材料のバネ定数を変化させることで、ヒゲゼンマイの振動周波数を調速する調速機を用いているために、以下のような問題がある。
(a)繊細な曲げや加工精度が要求されるヒゲゼンマイを圧電材料で形成するのは困難で、コストも高くなる。
(b)調速制御および発電機として用いられている圧電材料は、一般的に振動回数とともに劣化することが知られており、長期に渡る信頼性が得られない。
(c)ヒゲゼンマイの往復振動を回転運動に変換する必要があり、その場合、別途脱進機構が必要となり、伝達経路自体が複雑になり、小型化が難しい。
(d)圧電材料の振動により発電させ制御回路に電力を供給させるが、圧電材料から得られる発電量は少なく、制御回路を安定して駆動させるために十分な電力量を確保できない。
また、本発明の一態様は、上記の調速機において、前記磁気粘性流体は前記伝達経路上の一つの回転部品の一つの軸に備えられており、かつ前記磁気粘性流体の周りに配置された固定子と、前記固定子の端部に当接する磁心と、前記磁心に巻回されたコイルを備え、かつ前記制御部は前記回転周波数を一定に保つように前記コイルの通電状態を変更することを特徴とする。
以下、本発明に係る調速機の一実施形態を図1から図6を参照して説明する。
(1)テンプ上ほぞ30aに保持した磁気粘性流体40の粘度を変化させることで輪列を調速でき、輪列の他の部分の設計変更を伴わないため、元の設計を維持したまま電子制御式機械時計を実現できる。
(2)ヒゲゼンマイ30やテンプ23に、異種材料の導入や電極の追加などが不要なため、可動部分の軽量化ができ、摩擦損失を低減できて持続時間等を延長できる。
(3)ヒゲゼンマイ30に複雑な機構や構造を導入する必要がないため、耐久性に優れる。
(4)磁気粘性流体は、圧電材料や電気粘性流体などと比較して、特性の変化が大きいことが知られている。したがって、調速できる振動周波数の許容幅が広くなり、確実な振動周波数の調速を行うことができる。
(5)機械式時計と同様に、テンプ23の振動によって調速しているため、外乱等によって大きなトルクが加わっても、振幅が大きくなるだけであり、トルク変動に対する時刻精度を向上することができる。
(6)さらに、トルクが小さくなるなどで制御回路62が停止した場合、本実施形態では、振動によって調速しているので、大きな指示ずれは生じず、使用上問題とならない状態での持続時間をより延長することができる。
(7)針合わせのために、制御回路62が停止した場合でも正確に動くので、針合わせ時の誤差修正用の複雑な機構を組み込む必要が無く、その分コストを低減でき、かつ時計100を小型化することもできる。
(8)基本的には機械式時計のヒゲゼンマイに磁気粘性流体40を備え、電子調速機70を構成する制御回路62や電磁石50などを追加するだけでよく、他のテン輪24、アンクル22、がんぎ車21、輪列、ゼンマイ等は、普通の機械式時計と同様の部品を流用できる。このため、コストの増加を抑えることができるとともに、高精度の時計100を製造できる。
(9)クオーツ時計のようなステップ運針ではなく、機械時計と同様なハイビートの連続運針を実現でき、速度ムラも抑えることができる。
(変形例)
図7は、実施形態1に係る電子調速機70の変形例を示す。
(実施形態2)
図8から図10は、実施形態2に係る電子制御式機械時計200を示す。
(1)発電機80で発電した電力で制御回路62を駆動しているので、別途電池を設ける必要がなく、電気切れなどによって使用できないという問題が発生することがなく、電子制御式機械時計200をいつでも使うことができる。
また、電池が不要なため、電池の廃却による環境破壊の発生を防止することができる。
(2)本実施形態によって調速される輪列は、常に一定の周波数で動作するため、発電機80により安定した電力を得ることができる。
さらに、設定信号を切り替え可能にすれば、運動(振動)の速度が異なる各種機器に対しても、設定信号を切り替えた調速機を組み込んで利用することができる。
また、着磁または減磁させる対象の磁性体は固定子や磁心に限らず、別途、調速機に備えた磁性体の磁化を操作してもよいし、磁気回路を構成してその一部または全部の磁化を操作してもよい。
さらに、電池が不要なので、電池切れで使用できないということがなく、いつでも利用することができる。その上、電池の廃却による環境破壊を防止することもできる。
1 香箱車
1b 香箱歯車
2 二番車
3 三番車
4 四番車
10 脱進機
11 機械式調速機
21 がんぎ車
22 アンクル
23 テンプ
24 テン輪
30 ヒゲゼンマイ
30a テンプ上ほぞ
30b テンプ下ほぞ
31 穴石
32 受け石
33 耐震押さえばね
40 磁気粘性流体
50 電磁石
51 コイル
52 固定子
53 磁心
54 磁性体
61 発振回路
62 制御回路
63 電源
64 水晶振動子
70 電子調速機
200 電子制御式機械時計
80 発電機
81 発電用コイル
82 発電用固定子
83 発電用磁心
84 回転子
84a 回転子上ほぞ
84b 回転子下ほぞ
84c 回転子磁石
84d 回転子かな
90 電子調速機
Claims (9)
- 輪列を構成する複数の回転部品による回転運動の伝達経路上に備えられる磁気粘性流体と、前記磁気粘性流体に印加される磁場を変更することにより、前記回転運動の回転周波数を変更する制御部とを備えることを特徴とする調速機。
- 前記磁気粘性流体は前記伝達経路上の一つの回転部品の一つの軸に備えられており、かつ前記磁気粘性流体の周りに配置された固定子と、前記固定子の端部に当接する磁心と、前記磁心に巻回されたコイルを備え、かつ前記制御部は前記回転周波数を一定に保つように前記コイルの通電状態を変更することを特徴とする請求項1に記載の調速機。
- 前記制御部は、電池または電源により駆動されることを特徴とする請求項1または2に記載の調速機。
- 前記制御部は、前記回転周波数が設定信号の周波数よりも低い場合に前記磁気粘性流体の粘度が低くなるように前記磁場を変更し、前記回転周波数が前記設定信号の周波数よりも高い場合に前記磁気粘性流体の粘度が高くなるように前記磁場を変更することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の調速機。
- 前記設定信号は、前記制御部に備えられた基準信号源から出力されることを特徴とする請求項4に記載の調速機。
- 前記コイルに通電することにより前記磁気粘性流体の粘度を変更することを特徴とする請求項2に記載の調速機。
- 輪列に機械的エネルギを伝達する機械的エネルギ源と、前記機械的エネルギにより駆動される指針と、請求項1〜6のいずれかに記載の調速機を備え、
前記磁気粘性流体は、前記機械的エネルギ源と前記指針間に設けられた伝達経路上の回転部品の一つの軸に備えられていることを特徴とする電子制御式機械時計。 - 前記伝達経路上に永久磁石を有する回転子と、前記回転子の回転軸の周りに配置された発電用固定子と、前記発電用固定子の端部に当接する発電用磁心と、前記発電用磁心に巻回された発電用コイルとを備え、かつ前記回転子の軸と対向する前記発電用固定子との間に前記磁気粘性流体を備え、
前記制御部は、前記発電用コイルに誘起する電力により駆動されることを特徴とする請求項7に記載の電子制御式機械時計。 - 機械的エネルギを供給する機械的エネルギ源と、請求項1〜6のいずれかに記載の調速機を備えることを特徴とする電子機器。
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