JP3302804B2 - 電子時計 - Google Patents
電子時計Info
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Description
電子時計に関するものである。
式電子時計の電池寿命は従来に比し大幅に長くなってい
る。これは電池の高容量化、回路の低消費電流化もある
がステップモ−タの低消費電流化に負う所が大である。
このステップモ−タの低消費電流化は、通常は小駆動力
でステップモ−タを駆動し、負荷が増加した時のみ大駆
動力でステップモ−タを駆動する様にして行っている。
動パルス印加終了後にステップモ−タのコイルを含む閉
ル−プのインピ−ダンス値を急激に変化させ、この時の
ロ−タの運動によりコイルに発生する誘起電圧を検出
し、この検出信号によりロ−タの回転・非回転検出を行
ない、非回転検出時には大駆動力の補正駆動パルスによ
りロ−タを正常に回転させる様にしているのが一般的で
ある。
タの回転・非回転検出は、通常駆動パルス印加終了後に
一方の駆動インバ−タのみをロ−タの回転・非回転検出
モ−ドに制御することによって行っているが、殆どの場
合非回転検出は図2に示す様にロ−タ29が磁気ポテン
シャルの山を越えられず、ロ→イに示す動きの時に行わ
れ、回転検出はロ−タ29が磁気ポテンシャルの山を越
え、静的安定位置をオ−バ−ランした後の反転動作であ
るハ→ニの動きの時に行われる。
きがにぶくなると検出位置が固定されているために、磁
気ポテンシャルの山に向かう時のイ→ロに示す動きの時
に回転検出と判定する場合がある。しかしながらロ−タ
29はまだ磁気ポテンシャルの山を越えておらず、その
後負荷が増加するとロ−タ29はロ→イに示す動きとな
る場合が考えられ、この場合にはロ−タ29は正常回転
していないのに回転検出と判断されるので補正駆動パル
スは発生せず、時計は遅れとなってしまう。
昭61−201275号に示す様に通常駆動パルス印加
終了後に2つの駆動インバ−タの一方を先ず第1検出モ
−ドとし、回転検出信号が発生すると第1検出モ−ドを
停止すると共に他方の駆動インバ−タを第2検出モ−ド
に切換え、第2検出モ−ドの時に回転検出信号が発生し
た時のみ回転と判定させて前記の問題点を解決する案を
提案した。
うに左右のステ−タA,Bが非磁性のNi−Cr材から
なる支持部材Cを介してレ−ザ溶接で一体化されている
場合には、レ−ザ溶接の熱が強すぎると支持部材Cの中
にステ−タの鉄成分が深く溶け込み、支持部材Cが強く
磁性材化してしまう。レ−ザ溶接の熱が正常な場合には
なんら問題はないが、レ−ザ溶接の熱が強すぎる場合に
は上記特願昭61−201275号の実施例に示した如
く第1検出モ−ドの時に1個の検出信号の発生で第2検
出モ−ドに切換えてしまうと誤動作してしまう場合があ
る。この問題は図3示す如き左右のステ−タD、Eが細
肉部Fにより最初から一体化されているステ−タを使用
した時にも発生する。
明する。図4(a)は通常駆動パルスの駆動力が弱くロ
−タが正常に回転出来なかった場合の電流波形、図4
(b)は通常駆動パルス及び第2検出モ−ドの時にコイ
ル一端に発生する電圧波形、図4(c)は第1検出モ−
ドの時にコイル他端に発生する電圧波形を示す。通常駆
動パルス印加終了後、通常駆動パルス発生時を基点とし
て6ms経過すると、コイル開閉パルス供給手段の制御
により第1検出モ−ドとなる。
ら1ms毎に回転検出信号の有無を検出するが、6ms
経過時点で電流値は図4(a)に示す如く正方向にある
ため、図4(c)に示す如く駆動インバ−タのしきいち
Vthを越えた回転検出信号である誘起電圧V6が発生
し、第2検出モ−ドに切換わる。第2検出モ−ドでは第
1検出モ−ドでの回転検出信号発生時点の1ms後から
1ms毎に回転検出信号の有無を検出する。7ms経過
時点で図4(a)に示す如く電流値が負方向のため図4
(b)に示す如く回転検出信号である誘起電圧V7が発
生する。そのためロ−タは正常に回転していないにもか
かわらず正常に回転したと判定して補正駆動パルスは発
生せず時計は遅れとなってしまう。
な種類のステ−タを使用しても確実にロ−タの回転・非
回転動作を行なう電子時計を得ることにある。
コイルとステ−タとロ−タからなるステップモ−タと、
前記ステップモ−タを駆動するための通常駆動パルス発
生回路と、前記コイルの両端に接続された2つの駆動イ
ンバ−タと、前記2つの駆動インバ−タを検出モ−ドに
切換制御するコイル開閉パルス供給手段と、前記コイル
に発生する誘起電圧を検出して回転検出信号を発生する
検出回路と、前記一方の駆動インバ−タが検出動作を行
う第1検出モ−ドの時に前記検出回路から発生する回転
検出信号を記憶する第1回転検出信号記憶回路と、前記
他方の駆動インバ−タが検出動作を行う第2検出モ−ド
の時に前記検出回路から発生する回転検出信号を記憶す
る第2回転検出信号記憶回路と、補正駆動パルス供給手
段とを有する電子時計に於て、前記検出回路と前記第1
回転検出信号記憶回路との間に回転検出信号計数回路を
設け、前記通常駆動パルス印加終了後前記コイル開閉パ
ルス供給手段が前記一方の駆動インバ−タを第1検出モ
−ドに設定して断続的に複数回の第1検出動作を行な
い、前記第1回転検出信号記憶回路に前記回転検出信号
計数回路を介して少なくとも2個目の回転検出信号が記
憶されることにより前記第1検出モ−ドを停止すると共
に他方の駆動インバ−タを第2検出モ−ドに切換て第2
検出動作を開始し、第2検出モ−ドに切換られてから一
定時間内に前記第2回転検出信号記憶回路に前記ロ−タ
の回転検出信号が記憶されないと、前記補正駆動パルス
供給手段から前記補正駆動パルスが出力されて前記ロ−
タが駆動されることを特徴とする。
る。図1に於て1は発振回路、2は分周回路、3は通常
駆動パルス発生回路で、図5(a)に示す如き5ms幅
のパルス信号を1sec毎に出力している。4はdut
y作成回路で、図5(b)に示す如き3/4ms幅のパ
ルス信号を1ms毎に出力している。5は補正駆動パル
ス発生回路で、図5(c)に示す如き10ms幅のパル
ス信号を1sec毎に出力している。この補正駆動パル
スは、通常駆動パルスよりも32ms位相が遅れてい
る。6はコイル開閉パルス発生回路で、図5(d)に示
す如き 0. 125ms幅のパルス信号を1ms毎に1
sec間に13パルスだけ出力している。最初のコイル
開閉パルスは通常駆動パルスよりも6ms位相が遅れて
いる。
に示す如き0. 125 ms幅のパルス信号を1ms毎
に出力しており、図5(d)に示したコイル開閉パルス
と0. 5ms位相がズレている。これら通常駆動パルス
発生回路3、duty作成回路4、補正駆動パルス発生
回路5、コイル開閉パルス発生回路6、計数用パルス発
生回路7のそれぞれの出力信号は、分周回路2の適当な
出力段の組み合わせにより作成されている。8はトグル
フリップフロップ(以下T−FFと記載する)で、通常
駆動パルス発生回路3の立ち上がり信号で出力が反転す
る。
で、通常駆動パルス発生回路3の出力とduty作成回
路4の出力とを合成して通常駆動パルスを分割パルスと
し、1sec毎に交互にその分割された通常駆動パルス
を出力している。尚補正駆動パルス発生回路5と第1選
択回路9、第2選択回路13により補正駆動パルス供給
手段50を構成している。
8と第2駆動インバ−タ19とにより構成されており、
第1駆動インバ−タ18からは図5(f)に示す如き信
号が出力し、第2駆動インバ−タ19からは図5(g)
に示す如き信号が出力している。20はコイル開閉パル
ス供給手段で、コイル開閉パルス発生回路6からのコイ
ル開閉パルス信号を受け、T−FF8の出力信号、後記
する第1回転検出信号記憶回路32及び第2回転検出信
号記憶回路33の出力信号に応じて前記コイル開閉パル
ス信号を駆動回路17に適宜供給し、駆動インバ−タ1
8、19を検出モ−ドに切換制御する。
9の出力端に接続されている。29はロ−タであり、コ
イル28と図2に示したステ−タ30と共にステップモ
−タを構成する。31は検出回路で、その入力端がコイ
ル28の両端に接続されており、コイル28に発生する
誘起電圧を検出して、ロ−タ29の回転・非回転を判定
し、回転と判定すると回転検出信号を発生する。48は
回転検出信号計数回路で2個の回転検出信号を計数する
と初めて反転したHIGH信号(以下H信号と記載す
る)を出力する。32は第1回転検出信号記憶回路で、
セットリセットフリップフロップ(以下S−RFFと記
載する)により構成されており、セット端子SにH信号
が印加されると出力端子QからH信号を出力保持、即ち
回転検出信号を記憶する。
RFFにより構成されており、セット端子Sに回転検出
信号が印加されると出力端子反転QからLOW信号(以
下L信号と記載する)を出力保持、即ち回転検出信号を
記憶する。34はカウンタで、計数用パルス発生回路7
の出力パルス数を一定数計数するためものである。35
はカウンタ停止回路で、S−RFFにより構成されてお
り、カウンタ34が一定数計数するとカウンタ34をリ
セットしてカウンタ34の計数を停止させる。
荷が軽くロ−タ29が通常駆動パルスにより正常に回転
した場合について説明する。図6(a)はロ−タ29が
正常に回転した時のコイル28に流れる電流波形であ
り、図6(b)はこの時のコイル28の端子O1 での電
圧波形、図6(c)は端子O2 での電圧波形である。
T−FF8に印加される直前の状態では、一連の動作の
最後に印加されるクロック信号CLにより、S−RFF
32の出力端子QからはL信号が出力保持され、S−R
FF33の出力端子反転QからはH信号が出力保持さ
れ、カウンタ停止回路35の出力端子QからはL信号が
出力保持されている。又T−FF8の出力端子Qからは
L信号が、出力端子反転QからはH信号が出力保持され
ているものとする。従って第2選択回路13のANDゲ
−ト14、16、コイル開閉パルス供給手段20のAN
Dゲ−ト21、24がON状態となっている。又カウン
タ34はリセットされており、計数を停止している。
らT−FF8にパルス信号が印加されると、この信号の
立ち上がりでT−FF8の出力が反転するために出力端
子QからはH信号が、出力端子反転QからはL信号が出
力することになる。そのために今度は第1選択回路9の
ANDゲ−ト10、12がON状態となり、ANDゲ−
ト14、16はOFF状態となる。又、ANDゲ−ト2
2がON状態に、ANDゲ−ト24がOFF状態とな
る。
(b)に示す信号の合成された信号がインバ−タ40及
びNORゲ−ト41を介して駆動回路17の第1駆動イ
ンバ−タ18に印加され、コイル28の一端O1 には図
5(f)に示すP1 信号が発生する。このP1 信号によ
りロ−タ29は駆動される。通常駆動パルス印加終了後
約1ms経過後に、コイル開閉パルス発生回路6からの
図5(d)に示す信号がコイル開閉パルス供給手段20
のANDゲ−ト21、22、ORゲ−ト26、NORゲ
−ト43を介して駆動回路17の第2駆動インバ−タ1
9のNチャンネルMOSトランジスタに印加されて第1
検出モ−ドとなる。
ピ−ダンスが急激に変化し図6(c)に示す様にコイル
28の端子O2 には通常パルス印加時を基点として6m
s経過時に誘起電圧V6 が発生してインバ−タ31bに
印加される。この誘起電圧V6 はインバ−タ31bのし
きい電圧Vth(以下Vthと記載する)を越えるた
め、検出回路31のNANDゲ−ト31cからは回転検
出信号であるH信号が出力し、ANDゲ−ト44を介し
て回転検出信号計数回路48に印加される。しかしなが
ら回転信号計数回路48からはまだH信号は出力しな
い。尚、コイル開閉パルス信号が第2駆動インバ−タ1
9に供給されると同時にNチャンネルMOSトランジス
タTr2 にも印加されるので、コイル28の端子O2 は
抵抗R2 を介して接地され、インバ−タ31bに印加さ
れる電圧はこの抵抗R2 がない場合よりも若干低くな
る。またANDゲ−ト44はORゲ−ト36を介して印
加されたコイル開閉パルス信号によりON状態となって
いる。
に発生する誘起電圧V7 はインバ−タ31bのVthを
越えていない。8ms経過するとコイル28の他端O2
に発生する誘起電圧V8 はインバ−タ31bのVthを
越えるため、NANDゲ−ト31cから回転検出信号で
あるH信号が出力してANDゲ−ト44を介して回転検
出信号計数回路48に印加される。この2個目の回転検
出信号が回転検出信号計数回路48に印加されると、回
転検出信号計数回路48の出力がL信号からH信号に切
換わってS−RFF32のセット端子Sに印加される。
印加されると、出力端子Qの出力はH信号に、出力端子
反転Qの出力はL信号に切換保持され、今度はANDゲ
−ト22がOFF状態、ANDゲ−ト23がON状態に
切換わり、又ORゲ−ト37を介してカウンタ34のリ
セット端子RにはL信号が印加、即ちリセットが解除さ
れることになるのでカウンタ34は計数用パルス発生回
路7からの信号を計数し始める。
イル開閉パルス信号はORゲ−ト27、NORゲ−ト4
1を介して第1駆動インバ−タ18のゲ−トに印加され
て第2検出モ−ド、即ち第1駆動インバ−タ18を検出
モ−ド状態にすると共にMOSトランジスタTr1のゲ−
トに印加される。従って今度はコイル28の一端O1側
で誘起電圧を検出することになる。そのため次に発生し
た図6(b)に示した誘起電圧V9 はインバ−タ31a
に印加されることになるが、インバ−タ31aのVth
を越えないため、それ以後の回路動作に変化はない。続
いて発生する誘起電圧V10、V11もインバ−タ31aの
Vthを越えないので、それ以後の回路動作に変化はな
い。
1aのVthを越えるためNANDゲ−ト31cからH
信号である回転検出信号が発生し、ANDゲ−ト44、
45を介してS−RFF33ののセット端子Sに印加さ
れる。尚、この時ANDゲ−ト45は、カウンタ34の
H信号がORゲ−ト46を介して印加されているためO
N状態となっている。又上記回転検出信号のH信号は回
転検出信号計数回路48にも印加されるが、回転検出信
号計数回路48の出力に変化はない。S−RFF33の
セット端子SにH信号が印加されると、出力端子反転Q
からはL信号が出力保持される。
なり第1駆動インバ−タ18の検出モ−ドは禁止される
と共に、ANDゲ−ト10もOFF状態となり、その後
に発生する補正駆動パルス発生回路5からの補正駆動パ
ルスはANDゲ−ト10を通過出来ず、補正駆動パルス
によるロ−タ29の駆動は行なわれない。次に補正駆動
パルス発生終了後のタイミングで発生するクロック信号
CLによりS−RFF32の出力端子反転Qからの出力
はH信号に切換保持され、そのためORゲ−ト37を介
してカウンタ34はリセットされる。又、S−RFF3
3の出力端子反転Qからの出力はH信号に切換保持さ
れ、S−RFF35の出力端子Qからの出力はL信号に
切換保持され、次のステップでの駆動のための準備を終
了する。
動パルスによりロ−タ29が正常に回転出来ず、補正駆
動パルスによりロ−タ29を駆動する場合について説明
する。図7(a)はこの時のコイル28に流れる電流波
形、図7(b)はコイル28の他端O2 での電圧波形、
図7(c)はコイル28の一端O1 での電圧波形であ
る。尚、図7(a)は図4(a)と同じ波形となってい
る。
−FF8に印加されるとその立ち上がりで出力が切換
り、今度は出力端子Qからの出力がL信号、出力端子反
転Qからの出力がH信号に切換保持される。そのためこ
の状態ではANDゲ−ト14、16、24がON状態と
なっている。そのため通常駆動パルス発生回路3の信号
とduty作成回路4の信号の合成された通常駆動パル
ス信号はANDゲ−ト14を通過し、ORゲ−ト15、
インバ−タ42及びNORゲ−ト43を介して第2駆動
インバ−タ19に印加され、コイル28の他端O2 には
図5に示す如き通常駆動パルスP2 が発生する。
コイル開閉パルスはANDゲ−ト24、ORゲ−ト2
7、NORゲ−ト41を介して第1駆動インバ−タ18
に印加されると共にMOSトランジスタTr1 に印加さ
れ、コイル28の一端O1 には図7(c)に示す如き誘
起電圧が発生する。誘起電圧V6 はインバ−タ31aの
Vthを越えるため、NANDゲ−ト31cから回転検
出信号が出力して回転検出信号計数回路48に印加され
るが、まだ回転検出信号計数回路48からはH信号は出
力しない。続いて発生する誘起電圧V7 、V8 、はイン
バ−タ31aのVthを越えず、誘起電圧V9 になって
インバ−タ31aのVthを越える。従ってこの誘起電
圧V9 が発生した時にNANDゲ−ト31cから回転検
出信号であるH信号が出力して回転検出信号計数回路4
8に印加される。そのため回転検出信号計数回路48の
出力はH信号に切換ってS−RFF32のセット端子S
に印加される。
出力はH信号に、出力端子Qからの出力はL信号に切換
保持され、ANDゲ−ト24はOFF状態になり、AN
Dゲ−ト25がON状態に切換わる。そのためコイル開
閉パルスがANDゲ−ト25、ORゲ−ト26、NOR
ゲ−ト43を介して第2駆動インバ−タ19に印加さ
れ、検出モ−ドを第1駆動インバ−タ18から第2駆動
インバ−タ19に切換える。従って今度はコイル28の
一端O1 に発生する誘起電圧を検出することになる。ま
たカウンタ34は計数を開始する。
V15は全てインバ−タ31bのVthを越えることが出
来ず、NANDゲ−ト31cから回転検出信号であるH
信号は出力しない。従ってS−RFF33のセット端子
SにはH信号が印加されず、S−RFF33の出力端子
反転Qからの出力はH信号を保持したままである。カウ
ンタ34が計数用パルス発生回路7の出力をカウントし
始めてから6ms経過すると、カウンタ34のANDゲ
−ト47に印加されている3出力は全てH信号となるた
めS−RFF35の出力端子Qからの出力はH信号とな
り、カウンタ34はリセットされる。
出力がL信号となるためANDゲ−ト21はOFF状態
となり、その後のコイル開閉パルスは第2駆動インバ−
タ19に印加されなくなる。次にS−RFF33の出力
端子Qからの出力がH信号を保持しているためANDゲ
−ト16がON状態となっており、その後発生する補正
駆動パルスがこのANDゲ−ト16を通過し、ORゲ−
ト15、インバ−タ42及びNORゲ−ト43を介して
第2駆動インバ−タ19に印加され、コイル28の一端
O2 には図5(g)に点線で示す如き補正駆動パルスF
Pが発生してロ−タ29は駆動され、通常駆動パルスに
より回転出来なかった分の遅れを取り戻す。
電子時計は、通常駆動パルス印加終了後に2つの駆動イ
ンバ−タを切換えて検出モ−ドとすると共に、第1の検
出モ−ドの時に少なくとも2個の回転検出信号を得てか
ら第2の検出モ−ドに移る様になっているので、どんな
種類のステ−タが組み込まれていてもロ−タの非回転検
出を確実に行うことが出来、その効果大なるものがあ
る。
である。
図である。
図である。
波形図、(b)はコイル一端の電圧波形図、(c)はコ
イル他端の電圧波形図である。
グラムの要部出力電圧波形図である。
る電流波形図、(b)はコイル一端の電圧波形図、
(c)はコイル他端の電圧波形図である。
る電流波形図、(b)はコイル一端の電圧波形図、
(c)はコイル他端の電圧波形図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 コイルとステ−タとロ−タからなるステ
ップモ−タと、前記ステップモ−タを駆動するための通
常駆動パルス発生回路と、前記コイルの両端に接続され
た2つの駆動インバ−タと、前記2つの駆動インバ−タ
を検出モ−ドに切換制御するコイル開閉パルス供給手段
と、前記コイルに発生する誘起電圧を検出して回転検出
信号を発生する検出回路と、前記一方の駆動インバ−タ
が検出動作を行う第1検出モ−ドの時に前記検出回路か
ら発生する回転検出信号を記憶する第1回転検出信号記
憶回路と、前記他方の駆動インバ−タが検出動作を行う
第2検出モ−ドの時に前記検出回路から発生する回転検
出信号を記憶する第2回転検出信号記憶回路と、補正駆
動パルス供給手段とを有する電子時計に於て、前記検出
回路と前記第1回転検出信号記憶回路との間に回転検出
信号計数回路を設け、前記通常駆動パルス印加終了後前
記コイル開閉パルス供給手段が前記一方の駆動インバ−
タを第1検出モ−ドに設定して断続的に複数回の第1検
出動作を行ない、前記第1回転検出信号記憶回路に前記
回転検出信号計数回路を介して少なくとも2個目の回転
検出信号が記憶されることにより前記第1検出モ−ドを
停止すると共に他方の駆動インバ−タを第2検出モ−ド
に切換て第2検出動作を開始し、第2検出モ−ドに切換
られてから一定時間内に前記第2回転検出信号記憶回路
に前記ロ−タの回転検出信号が記憶されないと、前記補
正駆動パルス供給手段から前記補正駆動パルスが出力さ
れて前記ロ−タが駆動されることを特徴とする電子時
計。
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JP28878093A JP3302804B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 電子時計 |
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JP28878093A Expired - Lifetime JP3302804B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 電子時計 |
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JP6356679B2 (ja) * | 2013-08-29 | 2018-07-11 | シチズン時計株式会社 | 電子時計 |
-
1993
- 1993-10-26 JP JP28878093A patent/JP3302804B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH07120567A (ja) | 1995-05-12 |
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