JP3066605B2 - 電子時計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、例えば腕時計製造工場で使用されている形
式の測定装置や現在では腕時計の小売店で入手できる装
置で速度を検査できる電子時計に関するものである。

〔従来の技術〕

一般的に腕時計などの電子時計には、比較的安定した
信号を発生することができる水晶共振器を有する時間基
準部が設けられている。この信号の周波数が分割され
て、アナログ腕時計の場合には、その分割信号が時間表
示部材（針、カレンダ）を制御するステップモータへ送
られる一方、デイジタル腕時計の場合には、一般的に液
晶表示装置を制御する処理回路へ分割信号が送られる。

商品的観点からすれば、これらの時計の精度が最も重
要である。

最初は、所望の精度を得るためには水晶を非常に正確
に製造しなければならないと考えられていた。このた
め、長年に渡つて高性能製造方法及び装置を開始する努
力がなされてきたが、これらは非常に費用がかかること
がわかつた。

この点を軽減するため、速度を補正するための電子回
路を時計回路に組み込む方法が用いられた。その場合、
公称周波数からある程度ずれた周波数の水晶を使用する
ことができた。これにより、大量生産された水晶の固有
周波数に裕度を持たせることができた。そのような回路
を用いた時、水晶の周波数が低い場合にはパルスを付け
加えることによつて、水晶の周波数が高い場合にはパル
スを抑制することによつて、各時間基準部に対してそれ
の出力信号の周波数を設定することができる。

以下の説明では、パルスを抑えるすなわち抑制する技
術について記載するが、パルスを追加する技術にも同様
にして本発明を適用できることは理解されたい。

第１図は、単位時間ｔ当りのパルス数Ｎの関数とし
て、時計を時間に正確に駆動する公称信号Snに対する時
間基準部が発生する未補正出力信号Seのずれを示してい
る。

第２図は、信号Seを抑制による調整を行つた後の補正
信号Sinhの形状をやはり公称信号Snと比較して示してい
る。

この抑制は、時間基準部信号から抑制時間であるＴ秒
毎にパルス数Ｋだけ差し引くことによつて実施される。

可能な限り細かい抑制を行うためには、比較的長い抑
制時間Ｔが、一般的に480〜640秒、すなわち８〜10分と
いう長い時間が選択される。

しかし、以下の理由から時計を検査するのであること
を考えれば、この抑制時間が効果的な時計検査に対する
大きな障害となる。すなわち、 第１に、いずれの工業または半工業製品と同様に、時
計は製造中に品質管理を受ける。

４ この検査は、いわゆる「速度測定」を用いる。費用
を軽減するため、この測定は可及的に短い時間Ｍ、一般
的に１分以内、すなわち上記抑制時間よりもはるかに短
い時間で実施しなければならない。

第２に、使用中に老化や影響力がある外的条件、例え
ば湿度や温度のために、水晶が発生する信号が経時的に
変動することがわかつている。

このため、腕時計の販売者は、客の時計の速度を検査
するための音波受信器または磁気検出器を含む測定装置
を用いている。

第３図に示すように、検査しようとする時計１を、そ
の時計が時間通りに作動しているかどうかを表示する視
覚表示装置３を備えた装置２に載せる。

この場合でもやはり、販売者用のこの形式の装置は、
各測定に１分程度の時間Ｍに渡つて作動する構造になつ
ている。

上記側の両方において、第2a及び第2b図に示されてい
る現象が見られ、これらの現象は測定を開始した時の関
数として発生する。

第2a図に示されている第１測定MS1は、時間T1で開始
されて、時間T2で停止している。

この測定時間Ｍは抑制時間Ｔの1/8〜1/10である（図
面では正確な縮尺で示されていない）から、抑制ができ
なかつたことがわかる。その結果、時間基準部から送ら
れる信号を補正しても、補正信号Sinhと公称信号Snとの
間には余分な伝達パルス数に相当する誤差Naがまだ存在
している。

第2b図に示されている第２測定MS2は、時間T3で開始
されて、時間T4で終了しているが、逆の効果が発生して
いる。この場合、測定時間Ｍ中に抑制が実施されるた
め、パルス数Nbだけ信号Sinhより少なくなつている。

要約すると、電子抑制手段を備えた従来の時計の検査
では、測定を行う時間Ｍが抑制時間Ｔよりもはるかに短
いため、時計の速度の測定が全体的に間違つていること
がわかる。このように、測定を行つた時、第2a図で示さ
れているように抑制が行われなかつた場合と、第2b図で
示されているように抑制が実施されるが過大補正信号が
誘発される場合とがあるため、表示手段へ供給される信
号は、過小補正されるか過大補正された出力信号に基づ
いている。

1988年９月23〜24日にスイス、ジユネーブで開催され
た第３回ヨーロツパクロメトリ会議の会議録第14号か
ら、特に温度変化によつて発生する時間基準部の周波数
のずれを補正するため、時計表示手段（この表示手段に
はモータが設けられている）へ送る制御信号の周波数を
調節できるように640秒の周期で作動する調節手段を時
計に設けることが公知になつている。この時計にはさら
に、時間基準部の周波数の検査をあまり長くない時間で
実施できるようにするために調節の周期を短縮するため
の手段も設けられている。この手段は、比較的高い周波
数（2.1MHz以上）の信号を発生することができるリング
オシレータを有しており、このリングオシレータは、温
度測定回路に接続した演算論理回路に接続している計数
回路を介してモータの制御回路に接続している。

この構造により、通常モータに送られているパルスに
代わつて、検査作業中には通常の作動中の時計速度の補
正を行うための周期に比べて短い周期（10秒）で繰り返
す検査パルスが送られる。

このため、本来的に周波数があまり安定していないリ
ングオシレータが時間基準部オシレータの周波数との比
較によつて制御され、その上で検査パルスの周期が温度
変化に起因する時間基準部オシレータの速度のずれの関
数として演算論理回路によつて調節される。この検査パ
ルスは速度調節の影響を考慮に入れており、従つて小売
業者のアフターサービス部等の測定装置で検出すること
ができる。

この構造は、時計の正確な作動を検査したい所へ潜在
的誤差発生源となる複雑な計算回路を必然的に持ち込ま
なければならない。従つて、費用が高いという点以外に
も、この構造には信頼できる時計速度検査を実施できな
いという欠点がある。最後に、検査中はこの構造では必
然的に時計が正確な時間を刻むことができない。

〔発明の目的・構成〕

本発明の目的は、パルスの抑制または追加によつて作
動する調節装置を備えた時計に、正確な時間を刻みなが
ら時計の速度を簡単に検査できるようにする簡単で信頼
度が高い回路を設けることである。

本発明によれば、 時間基準値となる周波数の出力信号を供給する時間基
準部と、 時間基準部によつて供給された出力信号を適合した分
割周波数の信号に変換できる分割チエーンを介して時間
基準部に接続されている時間表示手段と、 前記分割チエーンに接続されて、所定の調節時間（周
期）に渡つて前記出力信号の周波数と公称標準周波数と
の間のずれを調節する調節手段と、 時計の速度の検査を行うため、前記出力信号の周波数
よりもはるかに大きい周波数の補助信号を発生する発生
手段とを有している時計であつて、 前記発生手段が、前記補助信号の周波数を時間基準部
の信号の周波数に従属させる周波数制御手段を有してお
り、また、発生手段が、時計の速度の検査中に前記時間
基準部と前記分割チエーンとの接続点に選択的に接続で
きるように配置されていることにより、前記所定の調節
時間が短縮されるようにしたことを特徴とする時計が提
供されている。

これらの特徴から、検査中の時計の分割チエーンは、
時計基準部の周波数に正確に従属した周波数の高周波信
号を受け取る。時計の速度に対する（例えば抑制によ
る）調節の周期（時間）が直接的にこの分割チエーンか
ら引き出されたものであるから、複雑な計算回路が不要
となる。その結果、時計の価格をさほど増加させること
はない回路の簡単な変更によつて検査を実施することが
できるようになる。

スイス特許CH−Ａ−664868には、抑制数Ｋを変更でき
るように持久記憶装置をプログラムすることが主な目的
である装置を有する別の時計を開示している。この時計
にも、時計の通常作動中は分割率の調節が60秒毎に実施
されるのであるが、モータに供給される信号の周波数を
周波数Ｆに（特に32Hz程度まで）上昇させることができ
るように分割率の調節を抑制によつて実施する周波数を
F/2まで増加させる、いわゆる高速モード検査手段が設
けられている。

これにより、きわめて高速に、すなわち1/32秒の約４
周期で時計の速度を検査することができる。

しかし、この時計は標準的装置を用いた測定には適合
させることができない。

この時計の速度を検査するためには、抑制を行わない
時計の速度に対応した第１周期と抑制を行つた第２周期
とからなる連続した２周期に渡つて約32Hzの周波数の信
号を比較できることが重要である。

すなわち、この検査装置はこれらの信号を比較するこ
とによつて、存在する抑制数が正確にプログラムされて
いたかどうかを決定できるものでなければならない。

このため、この検査方法は非常に特殊な形式の装置を
必要とするので、本発明の目的には適していない。

さらに、この形式の検査では正確な時間から遅れてし
まうが、多くの客にとつてこれは重大な欠点となる。

次に、本発明を添付の図面を参照しながら詳細に説明
する。

〔実施例〕

第４図を参照しながら、本発明による電子時計の第１
実施例をその通常使用モードで説明する。

この時計の時間基準部Ｇに設けられているオシレータ
10は、32768Hzの周波数の出力信号Seを発生する構造の
水晶共振器12によつて駆動される。

時間基準部Ｇの出力部を接続した第１分割チエーン14
は、時間基準部FGからの出力信号Seを受け取る。

分割チエーン14は、分割比Ｄが32768であつて、分割
チエーン14の出力部における周波数の分割信号Sdに応答
する表示手段TAFに接続している。

アナログ電子時計の場合、例えば表示手段TAFは、針
を駆動するギヤ列に連結したステップモータを有してい
る。もちろん、デイジタル電子時計では、マイクロプロ
セツサと液晶型デイスプレとを組み合わせて形成するこ
とができる。

表示手段TAFは、第１分割チエーン14によつて送られ
た信号Sdを処理して時間表示を行う。信号Sdの周波数は
1Hzである。

第４図の時計には、出力信号Seを調節する装置16も設
けられている。

調節装置16は、分割チエーン14に対して補正処理を行
う。以下では抑制による補正について本発明を説明する
が、パルス追加技術にも同様に適用できることは理解さ
れたい。

今日では抑制型調節装置は非常によく知られているの
で、それらの作用及び構造についてはここでは詳細に説
明しない。そのような装置は、例えばスイス特許CH−Ａ
−664868に記載されており、その内容を参考として本説
明に含める。

第１分割チエーン14の出力部は第２分割チエーン18に
接続している。この第２分割チエーン18は調節装置16に
属しており、２つの分割器18a及び18bによつて構成され
ている。

第１分割器18aは第２分割器18bの入力部に接続してお
り、その分割比Ｎが例えば48であるのに対して、第２分
割器18bの分割比Ｕは例えば10である。

このため、この調節装置16は通常使用中は480秒の抑
制時間Ｔで従来通りに作動する。

本発明による時計はさらに、以下に説明するように検
査モードで作動する時に時計の速度を効果的で誤差のな
い検定ができるようにする発生器手段20を有している。
この発生器手段20には、少なくとも１つの位相比較器22
と、可変周波数オシレータ24とが設けられており、この
可変周波数オシレータ24は電圧制御型であることが好ま
しい。

このため、可変周波数オシレータ24の電源側端子は、
時計の電源Ｖ＋とオシレータ24の電源側端子との間に配
置された接点ブレーカ31を介して電源Ｖ＋に接続できる
ようになつている。位相比較器22一方の入力部は、時間
基準部Ｇと位相比較器22のその入力部との間に配置され
た接点ブレーカ30を介して時間標準部Ｇの出力部に接続
できるようになつている。

位相比較器22の他方の入力部は、周波数が比較器22で
制御される可変周波数オシレータ24の出力部に接続して
いるので、この構造によつて発生器手段20を時間基準部
Ｇに従わせる制御手段が形成される。

従つて、発生器手段20は、時間基準部Ｇの出力信号Se
の周波数に従属した周波数の補助信号Sr（第５図）を発
生することができる。

時間基準部Ｇと周波数分割器14との間の接続点28にス
イツチ32が設けられている。このスイツチ32の出力部を
構成する共通端子が分割チエーン14の入力部に接続して
いる一方、スイツチ32の一方の入力部が時間基準部Ｇの
出力部に接続し、他方の入力部が可変周波数オシレータ
24の出力部に接続している。

これらの接点ブローカ30,31及びスイツチ32によつ
て、発生器20へ電力を供給すると同時に、この発生器手
段20を第１に時間基準部Ｇの出力部に接続して発生器手
段を従属させ、第２に分割チエーン14の入力部に接続す
ることができる構造の作動手段が形成されている。

さらに、この作動手段は、竜頭４（第３図）等の時計
の外側から接触できる部材を作動させた時に作動位置
（第４図）または切り換え位置（第５図）にセツトでき
る構造になつている。

竜頭によるそのような操作及びこの作動手段30,31,32
の構造的詳細は、時計の設計者の通常の技量の範囲内で
あるので、ここでは詳細に説明しない。

さらに、可変周波数オシレータ24の出力部のスイツチ
28との接続部より後方と周波数比較器22との間に分割器
26が設けられている。

分割器26の分割比がＰであるので、検査中に発生器手
段20が発生する信号Srの周波数は、時間基準部Ｇが発生
する出力信号Seの周波数よりＰ倍大きいことが理解され
るであろう。

さらに、第４及び第５図からわかるように、表示手段
TAFと組み合わせて第２スイツチ36を設けていることが
特に好都合である。

この場合にはスイツチ36の共通端子36aが出力端子で
あつて、表示手段TAFの入力部に接続している。

入力端子36b及び36cの一方、すなわち端子36bが分割
器18aの入力部に接続している。他方の端子36cは、調節
装置16の作動周波数を制御する分割チエーン18の第１分
割器18aの出力部に接続している。

このスイツチ36と、その端子36b及び36cを上記のよう
に接続することによつて、表示手段TAFを分割器18aの入
力部または出力部に選択的に接続することができる。

さらに、分割器26の分割比Ｐを分割器18aの分割比Ｎ
と等しくなるように選択すれば好都合である。

本発明の別の実施例によれば、本発明による時計の時
間基準部Ｇの出力部と接点ブレーカ30及びスイツチ32の
接続部との間に分割比がＱの分割器40を設けることがで
きる。

分割器40は、発生器手段20が発生した信号Srの周波数
をＱで分割することができるので、分割チエーン14の分
割比がD/Qになる。

また、この第２実施例では、位相比較器22の入力部か
ら供給される信号が循環方形波信号である。従つて、簡
単な構造の位相比較器を用いることができる。

次に、本発明による時計の作用を説明する。

時計を通常作動モードで使用する時、竜頭は頭４（第
３図）で押し込み位置に置くか、時間設定ノツチまたは
日付設定ノツチで保持されるまで引き出されており、そ
れらの位置では接点ブレーカ31,30及びスイツチ32,36が
第４図に示されている位置にある。

発生器手段20は励磁されず、時間基準部Ｇがその出力
信号Seを分割チエーン14へ送る。

表示手段TAFは直接的に、信号Sdを発生する分割チエ
ーン14の出力部に接続している。

信号Sdの周波数が1Hzであるので、モータは毎秒１ス
テツプの割合で前進して、針を介して通常通りに時間を
示す。

さらに、分割チエーン18の分割比がNxU、すなわち480
であるため、調節装置16による抑制が480秒の周期で繰
り返される。

検査を行う場合、時計を検査装置２（第３図）の棚部
の上に載せて、竜頭を頭４でそれの速度検査位置へ引き
出す。

竜頭がこの位置にある時、第５図に示すように、接点
ブレーカ30及び31がそれぞれの作動位置にあるので、発
生器手段20が、特に可変周波数オシレータ24が励磁され
る。

時間基準部Ｇが発生器手段20に、特に位相比較器22に
接続しているので、発生器手段20の周波数は時間基準部
Ｇの周波数に従属している。

また、スイツチ32及び36はそれぞれの切り換え位置に
ある。

従つて、分割チエーン14の入力部はもはや時間基準部
Ｇに接続しないで、発生器手段20の出力部に接続してい
る。

このため、発生器手段20が、信号SeよりもＰ倍高速の
補助信号Srを分割チエーン14へ供給する。

さらに、表示手段TAFが分割器18aの出力部に接続して
おり、また好ましくはこの分割器の分割比Ｎが分割器26
の分割比Ｐと同じになるように選択されるので、周波数
が1Hzの信号Sdが分割器18aの出力部から送られる。

従つて、この作業モードでは、発生器手段20が分割チ
エーン14へ送る補助信号Srは周波数が時間基準部Ｇの出
力信号Seの周波数よりもＰ倍（この場合にはＰ＝Ｎであ
り、Ｎ＝48であるから48倍）大きいが、発生器手段20が
時間基準部Ｇに従属しているために信号Seの周波数を示
す。

従つて、分割チエーン14の出力信号はやはりＰ倍の周
波数である（最初は1Hzで、今は48Hzである）が、Ｐの
値がＮの値と同じであるから、分割器18aの出力部で送
られる信号はＮで割つた周波数に、すなわち再び1Hz
（すなわち信号Sd）になる。

表示手段TAFが分割器18aの出力部に接続しているの
で、それは通常作動時と同様に作動して、毎秒１ステツ
プの割合で前進するモータが検査装置２に検出情報を送
る。

この情報はこの装置で処理されて、時計が正確に作動
しているかどうかの表示を視覚表示装置３によつて検査
員または時計修理者に知らせる。

分割器18bが入力部に信号Sd（1Hz）を受け取り、抑制
サイクルはわずかに10秒（すなわちＵ＝10であるから1x
10）となる。

従つて、調節の周期Ｔが短縮される。

さらに、抑制のリズムを決定する分割比NxU（480）が
一定のままであるから、抑制はまつたく通常の（乱れを
生じない）状態で実施される。

このため、抑制は常に分割チエーン14の出力信号の48
0パルスを受け取る毎に開始されるが、この信号は（48
倍も）高速であるので、これらのパルス間の時間は短縮
され、それに伴つて抑制周期（パルス数に対してではな
く、時間に対して測定したもの）が短縮される。

その結果、補助信号Srの周波数を時間基準部Ｇが発生
する信号Seの周波数に従属させる制御手段を備えた発生
器手段が時計に設けられており、また発生器手段を時間
基準部Ｇ及び分割チエーン14間の接続部に選択的に接続
して速度検査中の調節周期を短くすることができる構造
になつている上記構造により、誤差がなく時計に表示さ
れる時間が遅れることなく信頼できる測定を実施するこ
とができる。

もちろん、この装置はスイツチ36を省いても十分に機
能する。その場合、検査装置２をＰ倍高い検査周波数に
セツトしてから、時計が示している時計をリセツトする
ことが必要となり、これがあまり好都合な構造でないこ
とは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は単位時間ｔ当りのパルス数Ｎの関数として公称
信号Snに対する時間基準部が発生する出力信号Seの傾向
を示すグラフ、第２図はやはり公称信号Snに対する信号
Se補正後の抑制信号Sinhの傾向を示す、第１図と同様な
グラフ、第2a及び第2b図は、それぞれ測定MS1及びMS2の
間の公称信号Snに対する抑制信号Sinhの変化を詳細に示
すグラフ、第３図は時計が速度検査のため載せられてい
る検査装置の概略斜視図、第４図は本発明による時計の
通常使用モードにある時の非常に概略的な回路図、第５
図は第４図と同じ回路図であるが、検査モードに切り換
えられている。 Ｇ……時間基準部、TAF……時間表示手段、14……分割
チエーン、16……調節手段、20……発生器手段、22……
位相比較器、24……可変周波数オシレータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G04G 3/02 G04D 7/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】時間基準値となる周波数の出力信号（Se）
   を供給する時間基準部（Ｇ）と、 時間基準部によつて供給された出力信号（Se）を適合し
   た分割周波数の信号（Sd）に変換できる分割チエーン
   （14）を介して時間基準部（Ｇ）に接続されている時間
   表示手段（TAF）と、 前記分割チエーン（14）に接続されて、所定の調節時間
   に渡つて前記出力信号（Se）の周波数と公称標準周波数
   （Sn）との間のずれを調節する調節手段（16）と、 時計の速度の検査を行うため、前記出力信号（Se）の周
   波数よりもはるかに大きい周波数の補助信号（Sr）を発
   生する発生手段（20）とを有している形式の電子時計で
   あつて、 前記発生手段（20）が、前記補助信号（Sr）の周波数を
   時間基準部（Ｇ）の信号（Se）の周波数に従属させる周
   波数制御手段を有しており、また、発生手段（20）が、
   時計の速度の検査中に前記時間基準部（Ｇ）と前記分割
   チエーン（14）との接続点に選択的に接続できるように
   配置されていることにより、前記所定の調節時間が短縮
   されるようにしたことを特徴とする時計。